一種基于雙天線的客貨混合通行不停車收費系統

熊山山+李雪

摘 要：為解決高速公路出口收費站貨車計重收費時間長、收費爭議大、通行效率低、環境污染大的問題，本文綜合當前貨車計重收費技術及客車ETC技術，提出一種客貨車混合通行不停車收費系統。該系統即可實現客車按車型不停車收費，又可實現貨車按重量不停車收費功能。文章首先簡單介紹了系統功能及組成部分，然后詳細描述了不停車貨車整車式一車一桿計重收費算法。整車式一車一桿不停車收費模式，即確保了計重的精度，又保證了計重數據與車輛的對應準確度，從而可以避免產生收費爭議，保證不停車收費的通行效率。

關鍵詞：貨車ETC；整車計重；客貨混合通行

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0020-01

如何提高收費站通行效率、緩解收費站擁堵已成為高速公路運營管理領域的重要課題。電子不停車收費技術能夠提高收費車輛的通行速度，減少車輛速度變化產生的能量消耗及尾氣排放。目前客車電子不停車收費系統（ETC）已大量應用于中國的高速公路收費站，且已完成全國聯網功能，很大程度上提高了收費車道的客車快速通行能力，通行速度可以達到20km/h。而貨車不停車收費系統的研究大多都處于探討和研究階段。

本文以高速公路計重收費系統為依托，以客車ETC技術與公路車輛動態自動稱重技術為基礎，提出了一種基于雙天線的客貨車混合通行ETC方案。

1 系統方案介紹

雙天線整車計重客貨車混合通行ETC布局如圖1所示，主要由前后雙天線組成的ETC收費系統和整車式計重系統組成。車輛進入收費車道后，首先行駛到前置預讀天線識別區，控制系統控制天線完成車輛入站信息、車輛合法性、車輛類型等信息獲取，然后根據獲取到的車輛信息進行針對性處理。如果車輛為無法ETC交易車輛，提示該車輛退出后從人工收費車道通行。如果車輛為合法客車，直接在前置天線交易區完成客車交易后，協調前后欄桿機放行客車。如果車輛為余額充足的貨車，引導車輛進入整車式計重系統稱重區并將車輛識別碼發送給計重系統以獲取車輛重量，當車輛完成計重后行駛到后置天線識別區時，通過后置交易天線識別該貨車，并根據重量信息完成通行費的收取，控制后置欄桿機放行車輛。

2 動態稱重系統

采用一站式貨車交易模式，需要在出口站完成貨車重量計重，并根據車輛重量及車輛類型進行通行費的計算。由于車輛重量與通行費的計算有較大的關聯性，因此對動態車輛自動計重系統的計重精度和計重穩定性有較高的要求，以避免由于較大計重誤差造成的爭議。整車式動態計重系統作為一種可連續過車的整車式計重動態衡器，既可以在單車計重時保證±1%的計重精度，又可實現連續過車的高精度計重。因此采用整車式動態計重系統作為一站式客貨混合通行不停車收費系統的計重單元是提高系統穩定性保證通行效率的必然選擇。

3 過車處理邏輯

為了減少爭議、提高系統穩定性、保證通行效率，需要利用整車式計重系統單車稱重精度高穩定性好的特點，通過控制前置欄桿機放行策略實現貨車一車一桿單車計重。

（1）有車輛進入前置天線交易區，預讀車輛信息，轉2。（2）車輛為合法車輛且余額充足，轉3，其他情況車輛轉走人工車道。（3）車輛為客車，對客車進行交易，交易成功，轉4，交易不成功車輛轉走人工車道；車輛為貨車，對貨車進行預判，預判成功，轉5，預判不成功車輛轉走人工車道。（4）打開前置欄桿機，放行客車通過后關閉前置欄桿機，轉6。（5）等待當前稱重區無車后，向計重系統發送貨車代碼并打開前置欄桿機，放行貨車進入稱重區后關閉前置欄桿機，同時關閉后置欄桿機，轉7。（6）若無貨車待收費，打開后置欄桿機，客車通過，完成客車交易。否則，轉8。（7）接收計重系統返回的帶標示貨車重量，并將重量信息與貨車嚴格對應。轉8。（8）車輛進入后置天線識別區，控制RSU識別車輛。如果車輛為客車，轉9；如果車輛為貨車，根據貨車重量信息完成收費額計算并扣費，轉9；如果車輛無法識別或交易，轉10。（9）控制后置欄桿機放行車輛，完成車輛交易。（10）打開前置欄桿機，提示所有車輛退出車道，進行系統復位操作。

4 結語

通過沿車輛行駛方向，先布置一套交易天線設備及欄桿機，在欄桿機后布置一臺整車式計重衡，出稱后再布置一套交易天線設備及欄桿機，通過恰當的邏輯算法，便可實現客貨混合不停車收費系統。即可滿足對客車按車輛類型的不停車收費，有可實現對貨車按車輛重量的不停車收費。同時在對貨車的不停車收費過程中，對貨車稱重采用了“一車一桿”模式，可以極大程度上保證車輛稱重數據的準確性和車輛對應的可靠性，基本上可以避免出現由于車輛重量爭議所導致的通行力下降。

基于雙天線的客貨車混合通行不停車收費系統可以同時對客車和貨車實現不停車收費，而且交易準確度高、穩定性好，是一種比較適合中國高速公路的智能收費系統。對提升收費站生產效率、提高車輛通行效率具有一定的積極意義。

參考文獻

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