高速公路ETC自由流收費技術探討

楊勝龍

摘要：當前，社會正呼喚高速公路在收費后能提供更加高效、快捷的通行服務，高速公路從業者應順應時代發展潮流，以新時代交通發展滿足人民群眾便捷出行的美好需求為目的，大力推動諸如主線ETC自由流收費等新興技術應用。隨著國家法制和信用體系的不斷完善，也許在不遠的將來，物理概念上的省界、匝道、端頭收費站等都將不復存在，真正讓廣大車主在高速公路實現“無感通行”的機致體驗。

關鍵詞：ETC自由流;智能交通;收費技術

中圖分類號：P258 文獻標識碼：A

隨著我國高速公路建設的不斷發展，ETC已成為各省高速公路重要的繳費方式。ETC技術以其自動化程度高、免停車快速通行等特點逐漸被高速公路營運方、車輛用戶所接受，但我國ETC技術主要布局于收費站車道，還沒有探索ETC自由流化收費的大規模應用實踐。

一、ETC發展存在的問題

（一）技術發展方面

ETC技術應用于收費公路，在歐美國家有超過二十多年的歷史，主要采取單片式電子標簽（0BU）技術，簡單方便且成本低，但要求ETC車道覆蓋率很高，否則，起步階段用戶使用體驗差。我國收費公路ETC技術借鑒于日本，日本在本世紀初開始采用兩片式組合ETC收費技術，即電子標簽（OBU）+IC卡模式，該技術更安全、靈活，在起步階段ETC車道覆蓋率低的情況下，可取出1C卡作為通行介質。廣東省最早于2002年引入基于5.8GHzDSRC的兩片式組合ETC收費技術，并將其納入廣東省聯網收費地方標準，2007年上升為交通運輸部標準，2015年9月底全國ETC聯網完成，目前，全國建成超過2萬條ETC車道，發展兩片式組合ETC用戶近6500萬個。我國收費公路ETC技術十多年沒有大的變革，兩片式組合收費模式在發展初期適應我國高速公路建設國情，在ETC車道覆蓋率極低的情況下可滿足ETC用戶通行需求，但目前全國ETC車道覆蓋率超過95%，主線和省界站已達到99%，大部分用戶在通行時通常不再需要取出1C卡，由此可見，現階段兩片式組合ETC收費技術的靈活性特質在我國ETC應用中的表現不再突出，相反，因交易時與車載單元（0BU）和1C卡安全認證帶來的多次通信握手、1C卡自身讀寫異常等通行問題越來越突出。據統計，ETC車道超過60%的通行異常問題與1C卡相關，國標ETC核心交易時間是270ms，各省因交易復雜程度不一，ET（漱心交易時間普遍超過300ms，核心交易時間長、交易異常率高導致ETC通行速度慢（國標為20公里/小時），用戶通行體驗一般。

（二）車道建設方面

我國ETC車道建設規模不夠超前，曰本高速公路大部分為ETC收費，每個收費站僅保留一條人工自助收費車道，而我國ETC車道級覆蓋率（ETC車道占總車道比例）不足三成，大部分收費站僅有1入1出2條ETC車道。隨著車流量的不斷增長，單條ETC車道通行能力飽和，廣東珠江三角洲地區多條ETC車道日均通行量超過1萬車次，很多城市重要出入口收費站ETC日均通行量超過5000車次，部分時段出現ETC洋道排隊情況。而ETC車流量占收費站總車流量普遍不超50%，人工收費仍是主流，在車道資源有限的情況下，ETC車道超前建設需求與MTC仍是主流車道之間的矛盾越發凸顯，ETC車道不可能無限建設下去，特別是經濟發達地區重要城市出入口（如廣東珠江三角洲區域）受收費站規模、物理車道條數等因素限制，必須依靠ETC自身技術突破。

（三）新技術挑戰方面

隨著手機移動支付技術發展，各行各業無現金支付比例越來越高，而高速公路收費長期以來只有現金和ETC支付兩種模式，車輛用戶要求高速公路行業兼容手機移動支付的呼聲不斷提高。近年來，采用后臺綁定移動支付賬戶、前端借助高清圖像識別+地圖信息技術（GIS）實現不停車收費的創新實踐在很多省份如火如荼開展，特別是在大型互聯網公司的推動下，如支付寶在河南等地推出的無感支付，微信在山東推出的ITC支付等，ETC技術發展面臨巨大挑戰。而公安部電子車牌技術（基于RFID技術）已在多地開展試驗，相關標準已出臺，同為車輛身份的微波識別技術，如果在全國機動車中推行實施并與支付打通，可能直接取代現有ETC收費技術。同時，國家大力推行北斗高精度導航技術應用，交通運輸部也要求高速公路行業研究該技術在收費、道路拯救、養護等方面的應用，這也將對ETC技術產生威脅。總而言之，如果ETC技術不能適應新技術、新業態發展，將很有可能被其他新型收費技術跨界取代。

二、ETC創新發展思路

（一）匝道ETC自由流+匝道收費站聯動

技術實現思路：在收費站匝道以龍門架方式部署ETC設備，將ETC收費提前到匝道進行，相當于預設一條自由流化ETC交易車道。對低速（80km/h）經過匝道的ETC車輛提前交易，而收費廣場的ETC和MTC車道只需要進行交易車輛名單核對和補充二次冗余交易（一次交易未成功前提下），即可快速完成車輛收費。該技術通過“匝道交易、車道驗證”模式，極大提升了收費站ETC車道通行能力，通過與MTC車道聯動，進而實現收費廣場ETC化的目標，達到提升收費廣場整體車輛通行能力的目的。匝道ETC自由流車道布局。

（二）主線ETC自由流+主線收費站聯動

技術實現思路：在匝道ETC自由流技術基礎上，進一步提高ETC車輛在高速行駛（100km/h）條件下的一次交易成功率，同時，革新ETC天線技術，探索單個ETC天線管理多條車道（2條或以上）的可靠性，降低主線ETC自由流建設成本。

三、技術驗證

某省在2017年開展匝道ETC自由流技術研究，并在2017年底至2018年初先后開通東新南浦站、廣珠西石洲站和廣清新華站三套匝道ETC自由流收費系統，整體試點達到預期效果，單條ETC車道通行速度理論值提升3倍以上，整個收費站廣場通行效率提升30%。

核心指標驗證一：匝道一次交易成功率。即匝道ETC交易成功次數占整個收費站ETC通行次數的比例，通過測試，面道一次交易成功率超過98%。核指標驗證二：ETC車道核心交易時間。艮P在匝道完成ETC交易后在收費站ETC車道驗證時的核心交易時間，由原來的約300ms大幅下降至目前的15-30ms。核心指標驗證三：MTC車道通行能力。即沒有采用匝道ETC自由流完成預交易前的ETC用戶進入MTC車道完成交易的時間，與采用匝道ETC自由流技術后已完成匝道預交易的ETC車輛進入聯動的MTC車道的交易時間對比，MTC車道通過車牌識別驗證預交易名單庫，可實現道準快速通行。

結束語

本文在對國內高速公路ETC收費技術發展瓶頸分析的基礎上，研究ETC朝自由流化演進的可行性和主要技術形態，并通過介紹廣東省匝道ETC自由流收費技術驗證取得的成果，探討未來智能交通中高速公路ETC自由流收費技術的發展趨勢。

參考文獻

[1]黑龍江省高速公路ETC系統存在的問題及對策[J].王大勇.中外企業家.2019（03）

[2]高速公路電子不停車收費系統（ETC）探析[J].謝毅.中國管理信息化.2017（24）

[3]基于5.8G自由流的ETC聯網收費路徑識別系統[J].王晨，彭洪濤.中國交通信息化.2014（03）

[4]淺談江西省高速公路電子不停車收費系統（ETC）發展現狀及對策建議[J].康意，廖康宇，劉雁翎，占濤，周賢.中小企業管理與科技（上旬刊）.2016（12）.