高速公路監(jiān)控系統(tǒng)在ETC收費(fèi)中的應(yīng)用研究

劉寬

摘 要：由于我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國已逐步成為汽車擁有量的大國，隨著車輛的迅速增加，車輛流量不斷加大、高峰期交通擁堵嚴(yán)重的問題也隨之愈發(fā)嚴(yán)重。其中，在高速公路的收費(fèi)站處的交通擁堵現(xiàn)象就十分的嚴(yán)重。自從高速省界站撤站之后，高速公路上的每個互通立交都增設(shè)了ETC門架，并且ETC車道數(shù)量也隨之直線提升，在整個ETC收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)作中，高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)就起到了至關(guān)重要的作用。本文通過對高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)在ETC收費(fèi)中的應(yīng)用展開分析探討，并結(jié)合稽查功能，將監(jiān)控設(shè)備細(xì)化融合在ETC收費(fèi)中的運(yùn)用當(dāng)中。

關(guān)鍵詞：高速公路;監(jiān)控系統(tǒng);ETC收費(fèi)

中圖分類號：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的高速公路建設(shè)也隨之不斷發(fā)展。為了緩解高速公路的交通壓力，減緩道路堵塞的問題，我國針對高速公路的收費(fèi)方式進(jìn)行了改革。而在ETC收費(fèi)系統(tǒng)中，最為重要的就是高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)。高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)在ETC的應(yīng)用中，起到了至關(guān)重要的作用，為ETC收費(fèi)提供了精確的依據(jù)，大大的提升了ETC收費(fèi)效率。

1 ETC門架系統(tǒng)

ETC門架系統(tǒng)主要是由車道控制器、RSU、車牌圖像識別設(shè)備、高清攝像機(jī)構(gòu)成的一體化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、北斗授時設(shè)備等組建而成，它可以看作成一種類似于交通探頭的設(shè)施。ETC門架的應(yīng)用主要就是依靠于監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控系統(tǒng)對車輛的行駛記錄進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并可以精準(zhǔn)的進(jìn)行車牌識別，在一定程度上，推動了高速公路改革進(jìn)程，提高收費(fèi)效率和結(jié)算精準(zhǔn)度。在其獲取車載ETC信息和對車輛行駛路程的精準(zhǔn)記錄過程也都離不開相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)。目前的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，完全可以保證在車輛正常行駛的情況下，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，確保精準(zhǔn)結(jié)算。

監(jiān)控系統(tǒng)在ETC門架的使用中起著重要作用，它不僅僅會涉及到確保結(jié)算的精確度，還會提高結(jié)算速率，從而推動車輛的流動，減緩在高速公路收費(fèi)站的車輛擁堵的問題。由于我國在高速公路的收費(fèi)站中不斷地投入ETC門架的使用，原本由高速公路收費(fèi)站的收費(fèi)人員進(jìn)行的人工結(jié)算，已轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)用后臺互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行費(fèi)用結(jié)算處理，在很大的程度上，保證了道路流暢度，提高了結(jié)算效率。這個轉(zhuǎn)變在一定的程度上不僅節(jié)省了結(jié)算的時間，還減短了每一個車輛在收費(fèi)站停留時間，有利于減輕高速公路上的交通堵塞的壓力。除此之外，車輛在高度公路的收費(fèi)站排隊(duì)等候時，一般車輛都是保持在啟動的狀態(tài)下，而且車輛在起步和停車的過程中耗油量是最大的，在這些過程中，會形成和排放出大量的二氧化碳等多種污染環(huán)境的污染氣體，造成一定的環(huán)境污染。當(dāng)然在等候的過程中，也增加了高速公路的收費(fèi)成本，但通過ETC門架的應(yīng)用，就很好的解決了此類問題，并緩解了相關(guān)矛盾，在一定程度上既保證了交通的通暢，也減少了高度公路的收費(fèi)成本，保障了人民的利益。同時，在一定程度上還有利于環(huán)境的保護(hù)，推動低碳環(huán)保的交通模式的建設(shè)。

2 ETC收費(fèi)系統(tǒng)

在目前的世界上最先進(jìn)最迅速的收費(fèi)系統(tǒng)就是ETC收費(fèi)系統(tǒng)。ETC收費(fèi)系統(tǒng)在整個車輛收費(fèi)中可以達(dá)到平均每輛車耗時長為2秒，ETC收費(fèi)系統(tǒng)的工作效率就是人工收費(fèi)工作效率的5～10倍。在整個ETC收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)過程中，主要也是依靠的高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)，并且其對監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用度也很高。監(jiān)控系統(tǒng)通過對車輛的前擋風(fēng)玻璃處的CPC和OBU卡進(jìn)行掃描讀取就可以得到相關(guān)的車輛信息，當(dāng)車輛通過收費(fèi)站時，就會直接從綁定的銀行卡中自動扣除，不需要停車等候結(jié)算。在ETC收費(fèi)系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠的就是車道控制系統(tǒng)、收費(fèi)站管理系統(tǒng)、收費(fèi)中心管理系統(tǒng)、中央結(jié)算系統(tǒng)以及金融機(jī)構(gòu)這五個系統(tǒng)，在主要的三個收費(fèi)過程中也都有涉及到監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用：

（1）在ETC車輛行駛進(jìn)入ETC入口車道的時候，監(jiān)控系統(tǒng)通過利用車道控制系統(tǒng)的車輛自動識別系統(tǒng)對其進(jìn)行自動的識別檢測，若是正常的ETC用戶，就會將其寫入入口信息，讓其不停車的快捷通行。

（2）在ETC車輛駛過ETC門架的時候，監(jiān)控系統(tǒng)會通過門架上的控制系統(tǒng)發(fā)出信號并將接收裝置RSU進(jìn)行車輛車載單元OBU“電子標(biāo)簽”的識別，同時通過監(jiān)控系統(tǒng)快速地讀取車型、車牌號碼、車牌顏色以及入口信息等有關(guān)的數(shù)據(jù)，并按照ETC門架的監(jiān)控系統(tǒng)記錄的行駛路段進(jìn)行計(jì)費(fèi)率結(jié)算，從而扣除通行費(fèi)用，并將所有ETC交易流水結(jié)賬過程進(jìn)行ETC通行記錄、通行流水、交易日志、高清車牌抓拍圖像識別結(jié)果等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)時上傳到省級聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)和部聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)當(dāng)中去。

（3）在ETC車輛駛出ETC車道的時候，需要通過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行車道系統(tǒng)的檢測，若被檢測車輛為正常ETC用戶，根據(jù)該車輛的監(jiān)控行駛記錄情況，將該車輛通行記錄輸入CPC卡內(nèi)或扣除當(dāng)前的通行費(fèi)，交易成功后，車道欄桿就會自動抬起放行車輛。

2.1 車輛檢測技術(shù)中AVD的監(jiān)控作用

在高速公路的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)，就是由車輛經(jīng)過車道的入口和出口處設(shè)置的相對應(yīng)的地感線圈產(chǎn)生的。當(dāng)車輛通過第一個線圈時，也就是經(jīng)過前出發(fā)線圈的時候，系統(tǒng)可以檢測到車輛開始進(jìn)入到ETC的通道當(dāng)中;當(dāng)車輛穿過第二個線圈，也就是經(jīng)過后出發(fā)線圈時，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地判斷出車輛的排隊(duì)情況，精確地運(yùn)用監(jiān)控系統(tǒng)識別出正在進(jìn)行交易的車輛，從而避免其他車輛的干擾，進(jìn)而進(jìn)一步的確保信息的準(zhǔn)確性;當(dāng)車輛經(jīng)過第三個線圈，抓拍線圈的時候，監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地進(jìn)行車輛駛出ETC通道的數(shù)據(jù)記錄;第四個線圈，就是抬桿線圈，這就是用于完成交易的車輛離開所使用的。監(jiān)控系統(tǒng)可以通過這些線圈的感應(yīng)來自動的檢測進(jìn)入和駛出的ETC車道的車輛。

2.2 車型自動識別技術(shù)AVI的監(jiān)控作用

最新高速收費(fèi)調(diào)整修訂了通行費(fèi)以及車型分類標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)一步的統(tǒng)一、規(guī)范和完善全國收費(fèi)公路車型的分類，各省根據(jù)各省的交通運(yùn)輸部制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收費(fèi)。在收費(fèi)過程中，ETC之所以能夠自動地識別出不同車型，并幫助ETC收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行精確的費(fèi)用收取，是因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)在此系統(tǒng)中的準(zhǔn)確應(yīng)用。

在整個監(jiān)控系統(tǒng)的車型自動識別技術(shù)的過程中，主要是基于對車型物理特征的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行測量的信息讀取，并由工控機(jī)對車輛的大小、軸型、車輛自身的重量等信息進(jìn)行自動地識別。除此之外，還ETC用戶需要提前將車輛的電子標(biāo)簽辦理妥當(dāng)，并將其座位數(shù)、車型、尺寸、車軸等有關(guān)車輛的信息輸入到OBU以及CPC卡中，以便監(jiān)控系統(tǒng)對其進(jìn)行相關(guān)的識別。當(dāng)車輛通過高速公路的電子ETC收費(fèi)系統(tǒng)的車道時，相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)可以經(jīng)過讀取OBU卡中的車輛相關(guān)信息，用以確定該車輛的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 車載單元OBU的監(jiān)控作用

在ETC系統(tǒng)應(yīng)用中，因?yàn)檐囕v的計(jì)費(fèi)方式為分段式計(jì)費(fèi)，因此，這就更凸顯出了監(jiān)控系統(tǒng)的重要作用。特別需要注意監(jiān)控系統(tǒng)在入口和出口的OBU處的規(guī)范化處理。在入口處，需要經(jīng)過計(jì)算機(jī)通信來自動的生成進(jìn)入入口處的車輛交易明細(xì)的數(shù)據(jù)記錄。首先需要做到，車輛上的OBU是否處于有效期，必須將OBU自身的啟用時間和省聯(lián)網(wǎng)中心所給記錄的時間進(jìn)行準(zhǔn)確快速的對比，從而完成第一步的OBU有效性的判斷;第二步需要讀取OBU以及CPC卡中的基本車輛的相關(guān)信息，其中不僅要包括車輛的車型等，還需要讀取車輛的卡類型、OBU編號、CPC卡編號等;最后，需要通過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行自動識別車牌的收費(fèi)站編號、車輛類型、車輛通過的時間和入口時的狀況以及車輛相應(yīng)交易明細(xì)的形成等，精準(zhǔn)的記錄到工控機(jī)的數(shù)據(jù)當(dāng)中，并在讀取和通信完成之后，實(shí)時地將車輛對應(yīng)的交易信息記錄到收費(fèi)站的服務(wù)計(jì)算機(jī)當(dāng)中。將出口處的交易的詳細(xì)信息記錄當(dāng)中去，其中必須包含入口的通信時間、車道號、車型、終端機(jī)的編碼、收費(fèi)站的名稱和終端的交易序號等，完成OBU計(jì)費(fèi)的全過程。

2.4 車牌圖像識別系統(tǒng)的監(jiān)控作用

通行費(fèi)能否準(zhǔn)確的收取，這就取決于ETC車輛的交易信息是否能夠成功，以及監(jiān)控系統(tǒng)獲取的信息是否準(zhǔn)確。如果進(jìn)行交易失敗，導(dǎo)致形成交易流水，ETC門架系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)則就需要通過ETC路側(cè)RSU讀取車輛OBU中車輛信息，比如車型、車牌顏色，并加以車牌圖像進(jìn)行信息識別，最后形成ETC通行記錄，來作為通行費(fèi)計(jì)繳的依據(jù)。而對于交易失敗又沒能獲取OBU信息的車輛可以選擇通過車牌識別系統(tǒng)來獲取車輛抓拍的圖片和車牌信息，經(jīng)過系統(tǒng)或者是人工校核，作為通行費(fèi)扣繳的實(shí)際性依據(jù);對于部分ETC門架系統(tǒng)沒能獲取任何信息的極少數(shù)車輛，后臺系統(tǒng)可以通過已獲取的車輛信息，和監(jiān)控系統(tǒng)的信息擬合路徑推算出可能漏計(jì)的收費(fèi)路段，加上以車牌圖像識別信息也可作為通行費(fèi)扣繳的依據(jù)。

3 稽查作用

聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)稽查系統(tǒng)主要是由部、省兩個稽查系統(tǒng)構(gòu)成的，它是通過在收費(fèi)車道設(shè)置固定的稽查點(diǎn)或者是搭載移動的稽查點(diǎn)，利用相關(guān)稽查設(shè)備、車牌圖像識別設(shè)備對經(jīng)過的車輛進(jìn)行稽查，通過監(jiān)控系統(tǒng)記錄的車輛信息、抓拍圖像等證據(jù)信息，上傳到后臺，以供省級稽查系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步地精準(zhǔn)核對，在經(jīng)過大數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，對異常情況進(jìn)行進(jìn)一步的篩選，并進(jìn)一步的進(jìn)行有針對性地重點(diǎn)稽查。同時進(jìn)行動態(tài)實(shí)時更新，將交通運(yùn)輸行業(yè)車輛信息數(shù)據(jù)和違規(guī)車輛狀態(tài)名單提供給省，為道路經(jīng)營主體運(yùn)營管理提供可靠的依據(jù)。

4 結(jié)語

在ETC收費(fèi)系統(tǒng)中，主要依靠的就是高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括車輛檢測技術(shù)AVD的監(jiān)控、車型自動識別技術(shù)AVI的監(jiān)控、車載單元OBU的監(jiān)控以及車牌圖像識別系統(tǒng)的監(jiān)控，這些都是ETC收費(fèi)系統(tǒng)中不可或缺的一部分。高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)在ETC收費(fèi)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，為ETC系統(tǒng)提供著相應(yīng)的技術(shù)支持，推動著ETC收費(fèi)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，并為進(jìn)一步提高ETC系統(tǒng)的運(yùn)行效果打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時又推動著我國高速公路建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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