高速公路ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

楊金喜

摘要：ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)是國內(nèi)外普遍推廣使用的自動收費(fèi)系統(tǒng)，對交通路段繁忙的橋梁、隧道和高速公路都有非常高的使用價值。ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛通過收費(fèi)站點(diǎn)時不需要停車?yán)U費(fèi)，就能夠達(dá)到自動收取費(fèi)用的目的。ETC電子收費(fèi)技術(shù)在我國還需要進(jìn)一步的推廣發(fā)展，充分利用電子收費(fèi)技術(shù)取得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，提高我國高速公路現(xiàn)代化管理水平。

關(guān)鍵詞：ETC電子收費(fèi)系統(tǒng);ETC電子技術(shù);DSRC車載支付技術(shù)

中圖分類號：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的推廣，交通流量日益增加，高速公路收費(fèi)站的車輛擁堵問題越來越嚴(yán)重，影響了交通線路順暢運(yùn)行，以及行車安全問題，提高交通疏通能力和收費(fèi)站處理效率刻不容緩。目前，國內(nèi)外使用 ETC 電子收費(fèi)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)人工收費(fèi)方式，利用多項高新電子技術(shù)實現(xiàn)車輛無需停車即可收取道路通行費(fèi)用，大大減少了因排隊造成的交通擁堵狀況，促進(jìn)了高速公路收費(fèi)管理發(fā)展。

1ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)概述

1.1ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)原理

電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)，簡稱為ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是采用安裝在車輛前端的電子標(biāo)簽，通過ETC車道微波無線電通訊技術(shù)、自動識別技術(shù)，實現(xiàn)電子標(biāo)簽與收費(fèi)系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)連接，車道計算機(jī)通過“電子標(biāo)簽”的存儲信息識別出車輛的基本信息，根據(jù)車輛的行駛情況從車主銀行卡中扣取費(fèi)用，整個過程無需車主操作，在行車過程中自動完成，在多個收費(fèi)站通用，使收費(fèi)過程便捷高效。

1.2ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)構(gòu)成

ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)是由ETC收費(fèi)車道前臺系統(tǒng)與收費(fèi)管理系統(tǒng)、專業(yè)銀行、ETC管理中心和傳輸網(wǎng)絡(luò)組成的后臺系統(tǒng)構(gòu)成。ETC車道前臺系統(tǒng)由多個部分組成，具體包括由微波天線、落桿線圈、車道攝像機(jī)、車牌識別系統(tǒng)、通道信號燈、自動欄桿機(jī)、字符疊加器、霧燈等等;后臺系統(tǒng)包括收費(fèi)站管理子系統(tǒng)、ETC管理中心和專業(yè)銀行，主要完成數(shù)據(jù)處理工作、運(yùn)營參數(shù)管理和系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控工作等，其中數(shù)據(jù)處理工作主要包括兩個方面，一是各個車站ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作;二是各個車站聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作。

2ETC電子收費(fèi)工作流程

在ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)工作中，還應(yīng)遵循一定的流程，當(dāng)車輛進(jìn)入車道無線短程通信范圍。工作流程如下：a.首先壓到埋入車道地下的觸發(fā)線圈，啟動門架上的讀寫天線;b.讀寫天線發(fā)送微波讀取車輛電子標(biāo)簽的信息和車型代碼，判斷電子表現(xiàn)的有效性，標(biāo)簽有效即進(jìn)行交易處理，標(biāo)簽無效則立即發(fā)出報警并關(guān)閉車道;c.一旦出現(xiàn)違規(guī)車輛企圖高速跟車而過，逃避收費(fèi)識別，讀寫天線確認(rèn)無效的同時，將快速啟動自動欄桿，關(guān)閉收費(fèi)車道，當(dāng)場攔截沖卡車輛;d.完成交易后，通過車道控制，將欄桿抬起，車道信號燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，交易信息費(fèi)顯示在顯示器上，可以在顯示器上進(jìn)行查詢;e.通過抓拍線圈時，對車輛的圖像進(jìn)行抓拍，同時通過字符疊加器，在抓拍圖像中呈現(xiàn)車輛信息;f.待車輛安全通過后，欄桿自動回落，信號燈變回紅色;g.最后系統(tǒng)的交易信息上傳至收費(fèi)站服務(wù)器，一個收費(fèi)流程完畢。

3ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

3.1自動識別技術(shù)

自動識別技術(shù)是通過微波天線與車輛之間的感應(yīng)作用，獲取車輛的相關(guān)信息，對于收到的車輛信息進(jìn)行識別后，還要傳送至下一級處理，從而完成車輛的收費(fèi)工作。自動識別技術(shù)作為核心技術(shù)，在收費(fèi)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，是確保自動收費(fèi)系統(tǒng)正常工作的首要保證。自動識別技術(shù)包括自動車輛識別技術(shù)、自動車牌識別技術(shù)：

3.1.1自動車輛識別系統(tǒng)是友多個部分組成，包括車輛的電子標(biāo)簽、計算機(jī)系統(tǒng)以及標(biāo)簽讀寫器等，在運(yùn)行過程中，首先是在路測的標(biāo)簽讀寫器開始進(jìn)行工作，通過天線向外發(fā)射信號，車輛前段的電子標(biāo)簽接受到信后，工作狀態(tài)被激活，將車輛電子標(biāo)簽存儲內(nèi)容通過天線回送給讀寫器，ETC收費(fèi)系統(tǒng)對車輛身份進(jìn)行識別處理，完成收取費(fèi)用;

3.1.2自動車牌識別技術(shù)是通過高清攝像頭抓拍到車輛的圖像，取得車輛的車牌數(shù)據(jù)，包括車牌號、車型、所屬地區(qū)等，車牌識別技術(shù)主要用于抓拍逃費(fèi)車輛，通過所屬地區(qū)的車牌號數(shù)據(jù)庫找到逃費(fèi)車主，傳統(tǒng)人工方法費(fèi)時費(fèi)力，還有可能出現(xiàn)讀取錯誤的情況發(fā)生，目前光學(xué)字符識別技術(shù)出現(xiàn)以及發(fā)展，可以更好獲得車輛的相關(guān)信息，該技術(shù)魚自動車牌識別技術(shù)的有效結(jié)合，可以獲得獲得車牌號碼和隸屬省區(qū)，提高了工作效率。

3.2車輛定位電子收費(fèi)技術(shù)

車輛定位電子收費(fèi)技術(shù)，簡稱VPS電子收費(fèi)技術(shù)，它是通過全球移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)與車輛的車載裝置通信，從而達(dá)到不停車收費(fèi)的目的。VPS電子收費(fèi)系統(tǒng)主要包括兩部分，一部分是前端系統(tǒng)。另一部分是后端系統(tǒng)，前端系統(tǒng)是由GPS全球定位系統(tǒng)、OBU車載單元、執(zhí)法系統(tǒng)VES、GSM移動通信系統(tǒng)等組成。車輛進(jìn)入虛擬收費(fèi)站時，VPS車載裝置判定付費(fèi)交易后自動啟動通信模塊，并通過通信模塊，進(jìn)行無線通信信道的建立，并與通信協(xié)議、VPS后臺系統(tǒng)進(jìn)行信息確認(rèn)，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送后臺結(jié)算中心，進(jìn)行結(jié)算扣款。

4基于DSRC的車載電子支付技術(shù)

基于DSRC的車載電子支付系統(tǒng)主要有車載系統(tǒng)、地面系統(tǒng)兩個主要部分構(gòu)成。車載系統(tǒng)一般包括車載通信單元與車載支付系統(tǒng)，其中，車載通信單元主要利用DSRC通信技術(shù)實現(xiàn)車輛與車輛、車輛與路側(cè)單元的通信，車載支付系統(tǒng)主要提供電子統(tǒng)一支付平臺，該平臺綜合車輛OBD數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、通信單元接收數(shù)據(jù)等多樣數(shù)據(jù)，并將支付信息推送至車載顯示屏。而地面系統(tǒng)主要有路測單元與后臺的云端服務(wù)器構(gòu)成，其中，路側(cè)單元主要利用DSRC通信技術(shù)周期性廣播信息，并可以對接收到來自車輛的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、存儲、日志等多種操作，而云端服務(wù)器主要負(fù)責(zé)完成用戶維護(hù)與用戶資金流維護(hù)等。

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