高速公路ETC電子收費系統的技術原理與具體應用

畢景榮 牟凱

摘要：高速公路ETC電子收費系統能夠實現對車輛的自動識別，同時其中也應用到了專用短程通信技術，提高了對數據信息的處理效率。此外，ETC系統還能夠實現對車輛的分類識別，ETC技術的應用優勢也相對較大能夠進一步減少收費時間，提高收費站的通行效率。但是ETC技術的應用也存在相應的弊端，例如對網絡要求相對較高，同時相應的ETC系統也存在蹭刷或盜刷的現象。當前我國需要及時完善現有的交通安全法律法規，對ETC技術的使用進行嚴格規范，并且開發各類全新的管控技術來提高ETC系統的使用維度和廣度。

關鍵詞：ETC電子收費;技術原理;應用

引言：在新時期道路交通通行中，結合ETC電子收費系統的使用具備較大的現實意義，結合相關系統能夠完成對車輛的有效識別以及快速實現交通收費，避免交通擁堵，但是在對相關技術進行具體使用的過程中也需要進一步完善相應的安全管控技術，對其中所存在的盜刷、蹭刷現象進行嚴格管控，保障各方的合法權益。

一、ETC電子收費技術原理分析

（一）車輛自動識別技術

ETC系統中設置有車輛自動識別系統，其中包含車載電子標簽即OBU，此類標簽放置在車輛擋風玻璃上，在標簽內部存放有車輛的基本信息，而對應的路邊單元則稱之為RSU，且通常架設在收費站的最高處，而在車輛通行道路上還放置有相應的感應線圈，同時相應的收費站中央計算機系統需要連接到服務器，及時調取數據庫中的用戶信息和車輛信息。

在ETC系統中要實現對車輛信息的有效識別，其作為整個系統的核心部分具備多種識別方案，但是不同的識別方案會對ETC系統的性能會產生相應的影響，具體來說，高速公路收費站通常結合微波非接觸式識別技術，借助微波更加強悍、強勁的穿透性能，且滿足高速路口收費站露天作業的需求，同時結合微波識別技術即便在惡劣的氣候環境下也能夠實現與RSU以及相應的OBU系統穩定、高效地通信，同時微波通信的有效距離可高達10m，并且車輛在行駛過程中也能夠完成對車輛信息的識別。

當車輛經過ETC通道時，車輛會觸及到埋放在道路上的感應線圈，并且感應線圈會將車輛的信息資料及時上傳給RSU，最后再由RSU向OBU發出信號，OBU在接收到RSU的信號之后完成信息回饋，之后RSU再讀取OBU中的信息資料并且上傳到數據庫中完成信息驗證，從而根據車輛的信息類型來生成不同的管控指令，如扣費、輔助等相應的指令，之后再通過輔助裝備控制升降器，并且打開監視儀，完成交通信號燈的變色。

（二）專用短程通信技術

除此之外，在ETC系統中也設有相應的DSRC技術，其實作為RSU與OBU之間的通信協議，其具備較大的信息傳輸帶寬，并且也具備多種工作頻段，而為了有效地避免民用頻段給整個ETC系統的通信帶來相應的干擾，通常收費站需要結合5.8GHZ作為ETC專用頻段，而相應的DSRC工作方式也分為主動式和被動式兩類，在主動式的工作運行模式下，RSU和OBU自身發送電子信號，此類通信距離相對較長;而被動式則是通過半雙工通信方式，此類通信方式不具備較長的通信距離。

（三）車輛分類技術

高速公路通常會沿用不同的計費標準，不同車輛、不同車型也具備不同的收費方式，而結合ETC系統在收費過程中則必須要實現對相關車型、車類的有效細分。具體來說，先由對應的收費系統讀取OBU中的車輛信息，再結合CCD攝像機以及各種感應器，完成對車輛重量、圖像以及車牌信息的識別、收集，之后再通過人工智能算法對車輛信息進行綜合驗證，最后再完成對車輛車型的驗證。

二、ETC的應用

（一）ETC的應用優勢

通過上述的分析探討可以看出，ETC在當前道路交通通行過程中具備較大的優勢，車主需要在車輛上安裝身份識別卡，并且在到達相應的高速公路收費站之后結合專項ETC通道便能夠避免在人工窗口進行繳費排隊。除此之外，高速路口收費站在實現對車輛身份信息識別過程中也能夠在車輛不減速或停靠的狀況下完成對各項信息的識別以及對相關高速路費的計算扣取。在此過程中，車主需要將相關信息資料與銀行卡進行綁定，以此來提高收費的效率。因此結合ETC技術的使用能夠減少收費站的人力投入，同時還能夠最大限度地改善過往人工收費排隊的現象。除此之外，由于ETC電子收費系統結合自動化、智能化的運作方式，能夠減少車輛排隊等候的時間，也能夠進一步減少車輛在減速、怠速過程中的尾氣排放量，能夠實現當今的綠色減排。

（二）ETC應用的弊端

雖然ETC具備顯著的優勢，但是ETC的弊端也相對較多，首先，ETC電子收費系統對于整個計算機網絡具備較強的依賴性，一旦相關區域出現通訊異常的狀況則會導致整個ETC系統無法正常、穩定地運轉，雖然出現交通通信中斷的現象相對較為少見，但是一旦發生相關故障問題也會帶來嚴重的后果，影響整個道路交通的通行效率和通行安全性。其次，辦理相應的收費憑證和發票還較為困難，雖然ETC系統能夠最大限度地節約收費時間，但是也會導致車主無法快速獲取相應的費用信息，如收費發票等。因此，當前我國在完善ETC系統的過程中，也需要同步完成對現有收費系統以及電子發票的設定，最大限度地給予車主相應的便捷。

三、結束語

總體來說，在當前高速公路ETC電子收費系統的具體使用過程中，我國應當加大立法管控，對其中的收費標準、收費安全進行嚴格規范，同時在結合ETC電子收費系統的使用過程中，我國還應當實現相應的技術創新，保障用戶的信息安全，提高道路交通通行的效率。

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課題：吉林省2021年度大學生創新創業訓練計劃項目“信息技術在交通運輸工程中的應用研究”（S20211304073X）