高速公路ETC系統(tǒng)應(yīng)用研究

劉科文

【關(guān)鍵詞】高速公路;ETC系統(tǒng);應(yīng)用

【中圖分類號】U495 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）07-0052-03

0 引言

ETC收費系統(tǒng)是高速公路通行管理中推出的智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)了無痕收費，既提高了收費的準確性，也提高了收費的便利性。在高速公路管理中，收費口的擁堵問題造成高速公路通行效率低，增加了高速公路的通行風險，所以必須采取有效的措施予以解決。ETC收費系統(tǒng)的出現(xiàn)實現(xiàn)了快速計算通行費用、無痕收費及快速通行的目標，對提高高速公路的運行效率和解決高速公路的收費擁堵矛盾具有重要意義。因此，了解ETC收費系統(tǒng)的優(yōu)勢和特點并做好ETC收費系統(tǒng)的全面應(yīng)用，對高速公路通行管理和收費管理具有直接影響。

1 ETC收費系統(tǒng)概念及工作原理

1.1 概念

ETC收費系統(tǒng)也稱為電子不停車收費系統(tǒng)，主要的作用在于車輛通過高速或橋梁時能夠通過車載設(shè)備和高速公路的收費設(shè)備進行專程通信計算車輛的高速通行費用，實現(xiàn)不停車自動收費，提高了收費的效率，縮短了收費的時間，使車輛在高速公路上能夠?qū)崿F(xiàn)無痕收費，解決了收費效率問題，緩解了高速公路的通行擁堵問題。ETC系統(tǒng)是目前高速公路收費管理系統(tǒng)普遍應(yīng)用的重要系統(tǒng)之一。高速公路車輛通行費用的計算主要依靠高速公路中安裝的分段計費設(shè)備及收費站的終端計算車輛的通行費用。傳統(tǒng)的收費方式為車輛從收費站的入口拿到通行計費卡，在出高速口按照通行計費卡的計費金額繳納高速通行費用。這種費用計算方式主要為區(qū)間計費，以通行卡的實際運行里程數(shù)核算付費標準，在通行費用結(jié)算時以計費卡的金額為準。這種方式需要車輛在出高速公路口停車交納費用，費用的計算時間長，繳納過程占用時間多，如果高速公路口通行車輛多容易造成擁堵。為了解決這一問題，ETC收費系統(tǒng)的出現(xiàn)成為必然趨勢，實現(xiàn)了高速公路車輛通行不停車收費的目的[1]。

1.2 工作原理

ETC收費系統(tǒng)的工作原理為在通行車輛上安裝信號接收裝置，在高速公路的通行節(jié)點設(shè)置計費裝置和信號發(fā)射裝置，在高速公路的收費口安裝費用計算裝置，通過車載設(shè)備和高速公路中設(shè)置的通行計費設(shè)備及收費站的計費終端進行專程通信，實時計算車輛的通行費用及優(yōu)惠額度，實現(xiàn)對通行車輛的費用計算。這種方式計費準確，在費用計算過程中能夠提高計費效率，縮短計費時間。既實現(xiàn)了分段計費，也避免了費用計算過程中出現(xiàn)惡意逃費和充卡的現(xiàn)象。ETC收費系統(tǒng)的主要原理為收費系統(tǒng)信號發(fā)射和接收裝置的雙向通信，在通信中采取了專用通道通信的方式避免了通信信號被干擾，在通信信道的設(shè)計及通信的效率方面達到了實時通信的目標，在通行費用的計算效率和計算準確性方面有了較大的提升，比傳統(tǒng)的計費設(shè)備便利性高，在應(yīng)用過程中能夠達到計費要求。所以，ETC收費系統(tǒng)具有良好的技術(shù)優(yōu)勢，在收費過程中達到收費標準，解決收費站的車輛擁堵問題，實現(xiàn)快速收費和無痕化收費。ETC系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

2 高速公路ETC系統(tǒng)的收費方式

2.1 完全聯(lián)網(wǎng)收費

高速公路ETC系統(tǒng)在收費管理過程中分為不同的收費方式，其中完全聯(lián)網(wǎng)收費的優(yōu)勢在于車載設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的完全鏈接，收費系統(tǒng)及車載系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)作為通信媒介，在聯(lián)網(wǎng)過程中所有信號依托互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸，解決了信號傳輸?shù)碾y點問題，只要在有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域就能實現(xiàn)車輛通行費用的自動計算。這一方式充分利用了現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)，降低了設(shè)備的通信難度，以現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議作為主要的通信協(xié)議方式，提高了通信的準確性，保證了互聯(lián)網(wǎng)在通信過程中扮演重要角色。完全聯(lián)網(wǎng)收費覆蓋面廣，適合的地段多，在通行費用的計算準確性和通行費用的計算效率方面相對較高，滿足了通行費用的計算要求，對解決通行費用的計算問題和實現(xiàn)快速通信具有重要意義。目前，完全聯(lián)網(wǎng)收費是重要的收費方式，成為多數(shù)地區(qū)使用的主要收費方式之一。與其他收費方式相比，完全聯(lián)網(wǎng)收費具有覆蓋面廣和應(yīng)用難度低的特點，能夠解決收費終端設(shè)備和收費系統(tǒng)的通信問題[2]。ETC車道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 電子聯(lián)網(wǎng)收費

電子聯(lián)網(wǎng)收費是指收費裝置與車載信號終端在接收信號過程中采取專用通信網(wǎng)絡(luò)的方式進行收費，這種方式需要建設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)信號的發(fā)送和接收過程中能夠按照發(fā)送頻率發(fā)送收費信號。這種方式的通信效率高，不受其他網(wǎng)絡(luò)的影響。由于采取專用網(wǎng)絡(luò)的方式，因此網(wǎng)絡(luò)的功能性方面較強，解決了信號的傳輸干擾問題，同時避免了互聯(lián)網(wǎng)信號不良及互聯(lián)網(wǎng)信號出現(xiàn)問題影響網(wǎng)絡(luò)傳輸效果。電子聯(lián)網(wǎng)收費主要依托新建的通信網(wǎng)絡(luò)，在通信系統(tǒng)的應(yīng)用和通信系統(tǒng)的通行效率方面具備一定的優(yōu)勢，實現(xiàn)了專網(wǎng)專程通信，對通信系統(tǒng)的運行和收費系統(tǒng)功能的提升具有直接影響。電子聯(lián)網(wǎng)收費作為重要的收費方式，在實際應(yīng)用過程中達到了應(yīng)用目標，推動了收費系統(tǒng)的升級，使整個收費系統(tǒng)在具體應(yīng)用環(huán)境能夠根據(jù)系統(tǒng)的運行特點和系統(tǒng)的運行要求做好系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)整，保證系統(tǒng)在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)達到應(yīng)用目標。所以，掌握電子聯(lián)網(wǎng)收費的特點并推動電子聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)的升級，對收費系統(tǒng)的升級具有直接影響。

2.3 組合式電子收費

組合式電子收費主要采用互聯(lián)網(wǎng)和專用通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)連接方式，這種方式融合了互聯(lián)網(wǎng)和專用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，在通信過程中既能依托專用網(wǎng)絡(luò)進行終端之間的通信，又能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的有效傳輸。在專用網(wǎng)絡(luò)信號不通暢或者互聯(lián)網(wǎng)信號不強的地區(qū)采取網(wǎng)絡(luò)互補的方式實現(xiàn)收費網(wǎng)絡(luò)的通信，既解決了通信效率問題，也提高了通信的準確性，保證收費網(wǎng)絡(luò)在通信過程中達到通信要求。所以，在網(wǎng)絡(luò)通信中應(yīng)了解通信的方式和特點，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的具體要求做好通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。組合式電子收費能夠解決網(wǎng)絡(luò)的通信問題，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高效通信，推動了網(wǎng)絡(luò)通信效率的升級，是當前網(wǎng)絡(luò)通信的主要方式之一，對解決網(wǎng)絡(luò)通信矛盾和提高網(wǎng)絡(luò)通信效率具有直接影響。同時，在網(wǎng)絡(luò)通信中應(yīng)了解網(wǎng)絡(luò)通信的要點和通信要求，按照收費通信網(wǎng)絡(luò)的特點選擇通信方式，保證融合式網(wǎng)絡(luò)通信在具體應(yīng)用環(huán)境達到通信要求，降低通信難度，為網(wǎng)絡(luò)通信提供技術(shù)支持，推動網(wǎng)絡(luò)通信的快速升級，強化網(wǎng)絡(luò)空間的功能。

3 高速公路ETC系統(tǒng)應(yīng)用方案

3.1 項目介紹

為了提高高速公路的通行效率，解決高速公路的通行擁堵問題和收費管理問題，在現(xiàn)有的收費系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)收費系統(tǒng)應(yīng)用要求和技術(shù)升級要求，選擇了ETC收費系統(tǒng)作為主要的收費管理系統(tǒng)。本次選擇廣西賀州—巴馬高速公路作為實驗對象，目的在于檢驗ETC系統(tǒng)的基本功能，掌握ETC收費系統(tǒng)的運行規(guī)律，保證ETC收費系統(tǒng)在應(yīng)用過程中發(fā)揮積極作用。在實踐過程中，按照ETC收費系統(tǒng)的硬件標準要求建立了分段信號收發(fā)裝置，并且在系統(tǒng)的集成方面建立了系統(tǒng)控制中心，對車輛的通行費用進行全面的計算，保證系統(tǒng)在通行過程中達到通行要求[3]。

3.2 ETC專用車道參數(shù)

ETC收費系統(tǒng)在應(yīng)用過程中需要對車道進行設(shè)計，保證車道在費用計算過程中達到準確計算的目標。車道設(shè)置分成通行車道和收費車道兩種方式。在通行車道設(shè)置中，需要在固定節(jié)點安裝計費設(shè)備，對通過的車輛進行計費。在裝置中安裝信號收發(fā)裝置及費用計算裝置，對通過的車輛檢測其是否安裝 ETC終端設(shè)備，如果安裝了一體機終端設(shè)備，計算通行的費率，并將其與上一段通行費用累加，將數(shù)據(jù)傳輸給收費中樞系統(tǒng)，由收費中樞系統(tǒng)分配數(shù)據(jù)，使收費中心在數(shù)據(jù)管理方面能夠做到實時更新。在車輛通過收費通道時需要在收費站設(shè)置ETC專用車道，在車道中安裝信息通信設(shè)備和車道檢測設(shè)備及車載ETC系統(tǒng)的檢測設(shè)備，保證車載ETC設(shè)備能夠與收費車道的設(shè)備互聯(lián)計算車輛的通行費用并予以放行。設(shè)置專用車道便于區(qū)分ETC系統(tǒng)與普通的收費系統(tǒng)，避免了兩種系統(tǒng)混用對車輛通行造成影響。考慮到ETC收費系統(tǒng)的特點及要求，以及ETC通行設(shè)備在應(yīng)用過程中的特點，在專用車道設(shè)計中需要做好車道的標識。

3.3 ETC專用車道布局

ETC在專用車道布局方面需要做好車道的標識，按照車道的類型和車道的通行需要安裝車道通信設(shè)備和信號傳輸設(shè)備，保證ETC專用車道與普通的車道有所區(qū)別。在通行車道方面不需要進行特殊標識，在收費站的ETC車道方面需要進行特殊標識，以此區(qū)別ETC車道與普通車道。除了在車道上安裝監(jiān)控設(shè)備和費率計算設(shè)備，還要在車道上安裝網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，保證車道費率計算設(shè)備能夠?qū)⒂嬞M信息傳輸給收費站，使收費終端控制系統(tǒng)能夠?qū)κ召M的金額和收費的信息進行實時更新，按照收費的要求做好工作。收費站ETC車道設(shè)計關(guān)系到收費系統(tǒng)的運行效率，對系統(tǒng)硬件設(shè)備要求較高，在應(yīng)用過程中需要達到高效運行的要求[4]。所以，ETC系統(tǒng)應(yīng)關(guān)注硬件設(shè)備及系統(tǒng)的安裝，做好系統(tǒng)的校正和硬件設(shè)備的配置，在應(yīng)用過程中達到準確收費的要求。在車道的布局方面，需要參考車道的收費功能和車道的收費方式及收費特點，設(shè)置車道的硬件設(shè)備并做好車道的標識，使車道在應(yīng)用過程中達到ETC系統(tǒng)的使用要求。

3.4 ETC專用車道收費操作

ETC專用車道收費主要采用系統(tǒng)自動計算費率的方式，計算速度快、計算準確性高，在車道費用計算環(huán)節(jié)應(yīng)根據(jù)車道的收費設(shè)備和車道的使用類型及車道的通信系統(tǒng)做好車道收費設(shè)備的設(shè)置。車輛完成付費動作之后方可通過收費站。ETC系統(tǒng)以無痕化收費為主，由車輛的ETC終端設(shè)備自動完成識別和交費動作，由系統(tǒng)進行費用的核算和扣除，保證車輛在費用繳納過程中達到交費要求，解決車道交費審核問題。ETC專用車道交費采用系統(tǒng)自動核算的方式，能夠提高車輛交費計算的準確性，保證車道消費計算達到收費管理要求，確保車輛在交費過程中解決消費難題，提高車輛費用審核的有效性。所以，在車輛交費審核中車道的收費應(yīng)安裝專用的設(shè)備裝置，實現(xiàn)費用的計算和收取。

3.5 卡片管理模式

ETC收費設(shè)備在車載設(shè)備方面需要插入費率計算卡，通過收費卡機計費完成交費動作。在卡片管理方面分成兩種不同的形式。傳統(tǒng)的一體機設(shè)備采用的收費卡為客戶的信用卡，需要客戶在銀行開通信用卡業(yè)務(wù)線并將信用卡插入ETC設(shè)備才能完成交費工作。隨著系統(tǒng)的不斷升級，ETC終端設(shè)備插入的卡片由銀行卡更換為IC卡，防止了銀行卡盜刷的現(xiàn)象，安全性更高，對整個收費管理環(huán)節(jié)影響更直接，使客戶能夠通過IC卡綁定銀行卡或支付寶的方式完成線上支付，解決了無痕化支付的問題，使系統(tǒng)在應(yīng)用過程中達到安全性要求，提高收費效率[5]。

4 結(jié)論

收費方式對車輛的通行效率和收費管理的效率產(chǎn)生直接的影響。ETC收費系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)新了收費方式，實現(xiàn)了無痕化收費，對解決社會矛盾和提高收費管理效果具有良好的作用。參考收費管理要求及收費管理的難點，ETC技術(shù)的應(yīng)用解決了收費矛盾，使系統(tǒng)在收費管理中能夠根據(jù)系統(tǒng)收費管理的特點和具體情況做好系統(tǒng)的升級，保證高速公路在收費管理方面達到收費要求。

參 考 文 獻

[1]李長亮，湯志福.高速公路收費系統(tǒng)應(yīng)用程序遠程自動部署[J].上海船舶運輸科學(xué)研究所學(xué)報，2021，44（1）：65-69，82.

[2]闞曉鷗.高速公路ETC聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)應(yīng)用探析[J].中國交通信息化，2021（2）：49-50.

[3]李曉華.高速公路ETC系統(tǒng)的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020，2（32）：31-33.

[4]陳雷雷.高速公路電子不停車收費（ETC）系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].信息與電腦（理論版），2020，32（19）：92-94.

[5]王飛燕.高速公路機電工程通信系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].交通世界，2020（28）：130-131.