關于高速公路實施貨車ETC車道模式的探討

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摘 要： 結合廣東省高速公路實現全國ETC聯網經驗，文章闡述了高速公路實施貨車ETC車道模式提出的背景和意義、實施條件和合理性、實施技術方案，以及實施貨車ETC面臨解決的問題，指出實施貨車ETC不停車收費符合環保、低碳轉型發展及提高道路通行能力的積極作用，將實現進一步的研究及應用推廣。

關鍵詞： 高速公路;貨車;ETC

自2014年3月份交通運輸部下發了《關于開展全國高速公路電子不停車收費聯網工作的通知》后，各省市高速公路通過升級ETC軟件和實施車道硬件改造，逐步推進全國ETC聯網工作，并于2014年12月第一批包括北京、天津、河北等14個省市在內的高速公路成功實現ETC聯網運行，至2015年6月河南、湖北、廣東等15個省市相繼完成了聯網，實現全國29個省份ETC基本聯網。ETC聯網后，已安裝了ETC電子標簽的車輛可以在本省內高速公路上不停車通行ETC車道之外，還可在全國其他已聯網省份的高速公路ETC車道不停車繳費快速通行，實現“一卡在手全國通行”的便捷效果。然而，現行使用的ETC方式只能對小汽車、客車進行通行收費，對于貨車的通行收費僅限于入口ATC自助發卡車道或MTC人工車道領卡，出口MTC人工收費模式下通行。因此，結合現有ETC車道應用經驗和貨車計重的使用，研究推廣實施貨車ETC不停車收費，對進一步解決收費擁堵，提高通行效率和收費服務水平具有重要意義。

一.方案實施的條件和合理性

實現貨車不停車計重收費的關鍵是把計重系統與ETC收費系統的有機融合，根據不停車收費車道特點，RSU（roadsideunit，路側單元）和OBU（onboardunit，車載單元）設備的穩定性，計重系統與收費系統的兼容穩定性，將極大的影響車輛的通行效率。然而為提高對貨車的稱重精度，廣東省乃至全國大部分高速公路近兩年內陸續改造了原有的石英式傳感器和彎板式傳感器稱臺，實施稱重精度等級較高的整車式稱重系統或軸組式稱重系統，實施后結果顯示，貨車稱重精度比原有稱重系統的精度提高了約3.43%，貨車通行費收入提高了約10%。因此，在現有ETC車道上加裝稱重系統，升級ETC車道軟件和定制貨車專用OBU和通行卡，可在影響較小的情況下實現貨車ETC車道的改造，并在保證MTC車道和ETC車道相同稱重精度的前提下，給予ETC通行扣費優惠折扣，對鼓勵貨車車主或駕駛員通行貨車ETC車道，提高收費站不停車通行能力起著較大激勵作用。

二.實施方案分析

1、系統概述

根據現有的ETC交易系統，車道軟件系統獲取車輛信息需要通過布設在車道的RSU和OBU通信完成。根據影響最小化原則，為了兼容現有的交易系統，車道增加計重平臺，實施貨車ETC使用的OBU需要定制，其OBU內寫入的車輛特征信息，當貨車駛入ETC車道時，其前端RSU能夠及時有效的讀取OBU及通行卡內信息，若OBU及通行卡有效，則前置欄桿放行進入車道計重平臺，否則引導車輛駛離該車道;車輛進入計重平臺時通過紅外車輛分離器、輪軸輪胎判別設備實現車輛分離和車型識別，稱重系統對車輛稱重后形成完整的稱重信息緩存動態庫中，車道軟件通過RSU識別的信息及調取的稱重信息，按相應的費率完成通行費計算后，后端RSU再次進行OBU及通行卡校驗交易，完成自動扣費流程后抬桿放行車輛，實現貨車不停車通行ETC車道。

2.系統分工

根據系統概述，貨車ETC不停車收費系統主要由三部分子系統構成，一是路側RSU負責完成與車載OBU通信，上傳及校驗車輛信息，扣取通行費;二是車道整車式計重系統對進入車道完成車輛分離、輪軸識別及車輛稱重，計重系統將車輛稱重信息緩存并上傳至收費系統;三是車道收費系統根據國家標準協議，獲取車輛相應信息并進行安全審核，進行準確計費，完整扣款操作后，放行該車輛。

2.1車輛識別模塊

車輛識別模塊主要用于實現通行車輛的類型（普通ETC車輛和貨車ETC車輛）識別和判斷，以確保系統可根據車型進行相應的處理服務。車輛識別模塊是通過車道天線與車載OBU間的通信，完成對OBU及卡片信息的采集和處理后來識別判斷車輛類型。除此之外，還可從中識別車輛OBU及其卡片的有效性、出入口信息和路徑信息，以及根據所獲取到的車輛識別結果和信息實現黑名單判定、有效啟用日期判定、車類轉換等信息，并通過車道收費系統完成車輛的處理操作流程，主要可分以下兩類：

①對于普通ETC車輛的識別和交易處理，基本與現有處理模式一致，即當ETC車輛在前端天線完成交易時，則前后欄桿抬起并放行。

②對于貨車ETC車輛的識別，主要由前后端兩組微波天線分工完成，即系統首先通過前端天線和電子標簽之間的通信獲取車輛數據，并進行身份識別處理操作，當車輛完成稱重后數據上傳至車道收費系統，并完成收費計算后，通過后端天線和電子標簽之間的通信完成相應的交易處理操作，并抬桿放行車輛。

2.2定制OBU及通行卡

貨車使用的OBU需要統一定制發行，OBU使用一張ESAM卡來存儲相關的車輛信息以及交通部要求的發行信息，其中的一些文件已經由交通部規劃使用或者保留，為符合交通部相關技術標準。貨車通行信息可寫入相應的區域，初步確定為一個可以自由讀、寫的文件，數據讀寫沒有權限要求，需要采取必要的技術手段保證數據的安全性、正確性以及完整性。

2.3計重系統

目前主要采用整車式計重平臺進行車輛稱重，有效提高了稱重精度和減少復稱率，從而減少計重收費爭議及投訴。計重平臺可獨立完成輪軸識別、車輛分離及車輛稱重，并具備車輛異常行駛行為的稱重功能，能實時有效的將車輛完整稱重信息上傳至收費系統，實現與收費系統的通信及數據交換功能。

2.4車道收費系統

根據相關省份的RSU標準協議，車道收費系統獲取貨車的車輛信息以及附加的計重信息，對其進行安全審核及收費計算，根據收費系統處理結果完成扣款交易并抬桿放行車輛，實時更新系統流水日志及車載OBU及通行卡的通行信息。

3.系統應用需求

3.1入口ETC與計重治超結合

收費站入口車道實施貨車ETC車道，須貫徹落實交通部《超限運輸車輛行駛公路管理規定》等法律法規，對違法超限的車輛加強管制，確保路段路面交通安全，達到有效減少交通安全隱患，提高行車安全系數的要求。因此，入口貨車ETC車道改造時須同時加裝計重平臺，定制相應的貨車OBU及通行卡，在車輛駛入入口貨車ETC車道時，前端天線提前對不合格車輛進行篩選，保證此類車輛不會駛入ETC車道和計入車輛緩存等待隊列，避免影響符合標準要求的車輛通行貨車ETC車道的通行效率。而當有效車輛排隊進入車道計重平臺并完成車輛識別及稱重后，收費系統既定的各類車輛載重上限，與車輛稱重信息進行判定，確定車輛載重符合要求后，后置交易天線將車輛的識別信息寫入車載OBU，放行車輛駛入高速，反之則車道收費系統不抬桿放行車輛。

3.2出口ETC與計重收費結合

自2011年廣東省實施出口計重收費后，貨車在駛離高速時通行安裝了計重平臺的MTC車道，若實施貨車ETC車道，同時須加裝與MTC車道相同精度等級的計重平臺，車輛駛出高速時就可選擇通行貨車ETC車道或MTC車道，而實施的貨車ETC車道要具備現有ETC車道的通行效率高、交易方便和費用優惠等優點，才會更大吸引司乘人員走ETC車道。為提高ETC車道通行能力，當貨車駛入貨車ETC車道時，由前置的路側標識單元先對車輛進行識別，OBU及通行卡信息審核后，車輛方可進入車道排隊等候，當車輛進入計重平臺完成稱重后，車道收費系統根據獲取的車輛通行信息、計重信息完成費用計算、扣費后，快速完成通行交易。

為實現快速通行目標，系統對標識單元、稱重設備及車道設備的可靠性、兼容性要求較高，實施前須做好設備選型和測試工作，源頭上把控好設備質量。同時，因不停車通行的特點，系統要能準確判定排隊車輛，保證車輛信息的緩存及上傳的準確性，不能出現數據隊列混亂情況，否則將嚴重影響收費交易及通行效率。

三、存在問題

現階段實施貨車ETC車道仍存在一系列問題，如高速公路收費站通行復雜，旁車干擾、無標簽或標簽失效的車輛誤駛入該車道等因素，將會影響車道的通行效率;同時可能因計重平臺的不穩定性，收費系統無法獲取稱重信息或獲取的稱重信息偏差大而影響正常繳費，引發司乘人員爭議及投訴問題;經調查目前高速上行駛的貨車主要為四軸以上車輛，車輛重量多達30噸以上，貨車在不停車通過約4m寬的車道時存在較高的安全風險，若因系統故障來不及抬桿，貨車通過時不能及時剎車而導致沖卡或更嚴重的安全事故等問題。

因此，實施貨車ETC不停車收費模式已具備技術、經濟及社會效益的可行性，但仍受某些客觀因素影響，國家需要不斷完善法律法規，建立健全規章制度，司乘人員要不斷提高自身素質修養，同時作為運營管理者需要不斷提高運營管理水平和服務水平來解決存在問題。

四、結論

實施貨車ETC是高速公路智能化、信息化建設的方向，積極開展貨車ETC不停車計重收費技術創新研究，不斷推動交通運輸行業節能減排，是發展現代交通運輸業的本質要求，也是建設資源節約型、環境友好型交通運輸行業的迫切要求，也是建設低碳交通運輸體系的必然選擇。

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