論文關鍵詞：高速公路ETC電子收費系統技術研究

論文摘要：ETC（Electronic Toll Collection）電子收費系統是一個集中了微波無線通信、圖象識別、自動控制、傳感技術、計算機網絡及信息處理等多項高新技術的智能交通電子系統，通過車載電子標簽自動與安裝在路側或門架上的微波天線進行信息交換從而實現車輛無需停車即可自動收取道路通行費用。本文重點介紹了高速公路ETC電子收費系統的工作原理、系統構成、系統功能及其工作流程。

1、引言

隨著高速公路聯網收費里程的不斷增長、交通流量的不斷加大，高速公路收費站點車輛擁堵和環境污染問題日益突出，如何提高疏通能力和車道收費的處理效率迫在眉睫。ETC電子收費系統通過微波無線通信、計算機網絡及信息處理、圖象識別、傳感技術、自動控制等多項高新技術手段，利用車載電子標簽自動與安裝在路側或門架上的微波天線進行信息交換從而實現車輛無需停車即可自動收取道路通行費用，車輛以不停車方式通過收費站能夠明顯提高收費站的通行能力，減少因排隊、繳費造成的燃油消耗和尾氣排放，極大地改善了高速公路的交通狀況，大大促進高速公路收費管理的發展。

2、ETC電子收費系統概述

ETC電子收費系統是一個集中了微波無線通信、計算機網絡及信息處理、圖象識別、傳感技術、自動控制等多項高新技術在高速公路收費系統中的應用，實現車輛不停車自動收費的智能交通電子系統。

ETC電子收費方式，具有全自動、快速便捷、非現金交易、大容量等優點，它利用車載電子標簽自動與安裝在路側或門架上的微波天線進行信息交換，控制計算機根據插入在電子標簽中存儲的信息識別出道路使用者信息，在不需要司機停車和其他收費人員操作的情況下，自動完成收費處理過程。與傳統的MTC系統相比，ETC系統具有以下特點：

(1)有效地提高了收費車道的車輛通行能力，加快了收費速度；(2)減少剎車時造成的機件損耗，降低油耗，減少車輛尾氣污染；(3)一卡通行多個收費站，方便駕車者；(4)系統管理簡單、工作安全可靠；(5)杜絕收費工作中的貪污通行費現象。

3、ETC電子收費系統工作原理

ETC電子收費系統主要利用車輛自動識別技術，通過路側車道或門架上控制系統的信號發射與接收裝置（RSU）識別車輛上的車載單元(OBU)的“電子標簽”， ETC車道計算機根據“電子標簽”中存儲的信息識別出車輛的基本信息，根據車輛行駛情況從車主的銀行賬號或儲值中扣除通行費。交易成功后，車道欄桿自動抬起，放行車輛；車輛通過后，欄桿自動降下。整個過程不需人工干預，車輛不停車快速通過ETC收費車道。

4、ETC電子收費系統構成

ETC電子收費系統主要由ETC收費車道、收費站管理系統、ETC管理中心、專業銀行及傳輸網絡組成。根據分工的不同，系統又可分為前臺系統和后臺系統兩大部分。

前臺主要通過ETC收費車道系統實現不停車收費。ETC車道設備主要由天線、天線控制器、觸發線圈、抓拍線圈、落桿線圈、自動欄桿機、通行信號燈、閃光報警器、車道計算機、車道控制器、費額顯示器（帶余額顯示功能）、車道攝像機、字符疊加器、霧燈、車牌識別系統等組成。 后臺系統由收費站管理子系統、ETC管理中心和專業銀行組成，負責后臺的ETC交易數據服務、運營參數管理以及系統運行監控，并通過數據接口軟件，在站級實現ETC電子收費系統與聯網收費系統的數據處理工作。ETC管理中心是ETC系統的最高管理層，既要進行收費信息與數據的處理和交換，又要行使必要的管理職能。后臺系統根據收到的數據文件在公路公司和用戶之間進行交易、拆帳和財務結算，配有多臺功能強大的計算機，完成系統中各種數據、圖像的采集和處理。

5、ETC電子收費系統功能

(1)探測車輛的駛出、駛離并對車輛進行計數，傳送檢測結果。結合車輛識別，可判斷車輛是否有電子標簽（OBU）；(2)具有實時圖像抓拍和車牌識別功能。當車輛通過車道時，抓拍設備自動對車輛圖像進行抓拍并保存，識別車牌號碼并保存；(3)在人口車道將人口收費站、車型等信息寫入蘇通卡信息；在出口車道，更具車輛經過的人口收費站、費率等計算通行費金額；(4)根據車道計算機控制指令正確控制車道設備動作，包括自動欄桿的升起、通行信號燈的切換、報警器的開關、費額顯示器的顯示、大棚燈的切換等；(5)完成車道和收費站之間的數據交換。包括接收收費站下達的信息、上傳蘇通卡原始通行費數據、人口車道的過車信息等；(6)如果車輛通過ETC車道時出現異常，車到系統將攔截該車車輛不允許通行，系統不再對該車輛進行出路，由收費站工作人員引導至隔壁的MTC車道。

6、ETC電子收費系統工作流程

(1)當裝有電子標簽的車輛進入通訊范圍，首先壓到埋入地下的觸發線圈，啟動讀寫天線；(2)讀寫天線與電子標簽進行通訊，電子標簽以微波方式發出電子標簽標示和車型代碼，讀寫天線接收并判別電子標簽的有效性，如果電子標簽有效則進行交易，無效則報警并保持車道封閉，直到車輛離開檢測線圈；(3)對于持無效卡或無卡的車輛，若其在收費車道上高速跟車沖卡而過，讀寫天線在確認無效性的同時，將啟動快速自動欄桿，關閉收費車道，當場將沖卡車輛攔截。(4)如交易成功，車道控制欄桿抬起，車道交通信號燈變綠，費額顯示器上顯示交易信息；(5)車輛通過抓拍線圈時，系統進行圖像抓拍，字符疊加器將過車信息疊加到抓拍圖像中；(6)車輛通過落桿線圈后，欄桿自動回落，車道通行信號燈變紅；(7)系統保存交易信息，并上傳至收費站服務器，一個收費流程完成，等待下一車輛進入。

7、結語

隨著聯網收費路段的增多，相對于MTC來說，ETC收費的優勢越來越突出，但目前的ETC電子收費系統仍然存在通信技術、跟車干擾、貨車不適用、誤報警、投資成本高等問題，以及相鄰省之間ETC技術標準不完全統一、密鑰體系標準不同、聯網收費運營管理機制不同的問題，隨著通信技術和跨省ETC技術的不斷提高，ETC電子收費系統必將依靠其難以比擬的靈活性和可擴展性，在高速公路收費管理中得到廣泛的推廣和應用。

[1]王震宇.ETC系統標準化和技術選擇[D].西安公路交通大學交通信息工程及控制系，1999.

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