高速公路ETC系統應用研究

劉科文

【關鍵詞】高速公路;ETC系統;應用

【中圖分類號】U495 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）07-0052-03

0 引言

ETC收費系統是高速公路通行管理中推出的智能化系統，實現了無痕收費，既提高了收費的準確性，也提高了收費的便利性。在高速公路管理中，收費口的擁堵問題造成高速公路通行效率低，增加了高速公路的通行風險，所以必須采取有效的措施予以解決。ETC收費系統的出現實現了快速計算通行費用、無痕收費及快速通行的目標，對提高高速公路的運行效率和解決高速公路的收費擁堵矛盾具有重要意義。因此，了解ETC收費系統的優勢和特點并做好ETC收費系統的全面應用，對高速公路通行管理和收費管理具有直接影響。

1 ETC收費系統概念及工作原理

1.1 概念

ETC收費系統也稱為電子不停車收費系統，主要的作用在于車輛通過高速或橋梁時能夠通過車載設備和高速公路的收費設備進行專程通信計算車輛的高速通行費用，實現不停車自動收費，提高了收費的效率，縮短了收費的時間，使車輛在高速公路上能夠實現無痕收費，解決了收費效率問題，緩解了高速公路的通行擁堵問題。ETC系統是目前高速公路收費管理系統普遍應用的重要系統之一。高速公路車輛通行費用的計算主要依靠高速公路中安裝的分段計費設備及收費站的終端計算車輛的通行費用。傳統的收費方式為車輛從收費站的入口拿到通行計費卡，在出高速口按照通行計費卡的計費金額繳納高速通行費用。這種費用計算方式主要為區間計費，以通行卡的實際運行里程數核算付費標準，在通行費用結算時以計費卡的金額為準。這種方式需要車輛在出高速公路口停車交納費用，費用的計算時間長，繳納過程占用時間多，如果高速公路口通行車輛多容易造成擁堵。為了解決這一問題，ETC收費系統的出現成為必然趨勢，實現了高速公路車輛通行不停車收費的目的[1]。

1.2 工作原理

ETC收費系統的工作原理為在通行車輛上安裝信號接收裝置，在高速公路的通行節點設置計費裝置和信號發射裝置，在高速公路的收費口安裝費用計算裝置，通過車載設備和高速公路中設置的通行計費設備及收費站的計費終端進行專程通信，實時計算車輛的通行費用及優惠額度，實現對通行車輛的費用計算。這種方式計費準確，在費用計算過程中能夠提高計費效率，縮短計費時間。既實現了分段計費，也避免了費用計算過程中出現惡意逃費和充卡的現象。ETC收費系統的主要原理為收費系統信號發射和接收裝置的雙向通信，在通信中采取了專用通道通信的方式避免了通信信號被干擾，在通信信道的設計及通信的效率方面達到了實時通信的目標，在通行費用的計算效率和計算準確性方面有了較大的提升，比傳統的計費設備便利性高，在應用過程中能夠達到計費要求。所以，ETC收費系統具有良好的技術優勢，在收費過程中達到收費標準，解決收費站的車輛擁堵問題，實現快速收費和無痕化收費。ETC系統原理圖如圖1所示。

2 高速公路ETC系統的收費方式

2.1 完全聯網收費

高速公路ETC系統在收費管理過程中分為不同的收費方式，其中完全聯網收費的優勢在于車載設備能夠實現與互聯網的完全鏈接，收費系統及車載系統以互聯網作為通信媒介，在聯網過程中所有信號依托互聯網進行傳輸，解決了信號傳輸的難點問題，只要在有網絡覆蓋的區域就能實現車輛通行費用的自動計算。這一方式充分利用了現有的互聯網，降低了設備的通信難度，以現有的互聯網傳輸協議作為主要的通信協議方式，提高了通信的準確性，保證了互聯網在通信過程中扮演重要角色。完全聯網收費覆蓋面廣，適合的地段多，在通行費用的計算準確性和通行費用的計算效率方面相對較高，滿足了通行費用的計算要求，對解決通行費用的計算問題和實現快速通信具有重要意義。目前，完全聯網收費是重要的收費方式，成為多數地區使用的主要收費方式之一。與其他收費方式相比，完全聯網收費具有覆蓋面廣和應用難度低的特點，能夠解決收費終端設備和收費系統的通信問題[2]。ETC車道系統結構如圖2所示。

2.2 電子聯網收費

電子聯網收費是指收費裝置與車載信號終端在接收信號過程中采取專用通信網絡的方式進行收費，這種方式需要建設專用網絡，在網絡信號的發送和接收過程中能夠按照發送頻率發送收費信號。這種方式的通信效率高，不受其他網絡的影響。由于采取專用網絡的方式，因此網絡的功能性方面較強，解決了信號的傳輸干擾問題，同時避免了互聯網信號不良及互聯網信號出現問題影響網絡傳輸效果。電子聯網收費主要依托新建的通信網絡，在通信系統的應用和通信系統的通行效率方面具備一定的優勢，實現了專網專程通信，對通信系統的運行和收費系統功能的提升具有直接影響。電子聯網收費作為重要的收費方式，在實際應用過程中達到了應用目標，推動了收費系統的升級，使整個收費系統在具體應用環境能夠根據系統的運行特點和系統的運行要求做好系統的優化和調整，保證系統在具體應用環節達到應用目標。所以，掌握電子聯網收費的特點并推動電子聯網收費系統的升級，對收費系統的升級具有直接影響。

2.3 組合式電子收費

組合式電子收費主要采用互聯網和專用通信網絡相結合的網絡連接方式，這種方式融合了互聯網和專用網絡的優勢，在通信過程中既能依托專用網絡進行終端之間的通信，又能實現互聯網的有效傳輸。在專用網絡信號不通暢或者互聯網信號不強的地區采取網絡互補的方式實現收費網絡的通信，既解決了通信效率問題，也提高了通信的準確性，保證收費網絡在通信過程中達到通信要求。所以，在網絡通信中應了解通信的方式和特點，根據網絡通信的具體要求做好通信網絡的構建。組合式電子收費能夠解決網絡的通信問題，實現網絡的高效通信，推動了網絡通信效率的升級，是當前網絡通信的主要方式之一，對解決網絡通信矛盾和提高網絡通信效率具有直接影響。同時，在網絡通信中應了解網絡通信的要點和通信要求，按照收費通信網絡的特點選擇通信方式，保證融合式網絡通信在具體應用環境達到通信要求，降低通信難度，為網絡通信提供技術支持，推動網絡通信的快速升級，強化網絡空間的功能。

3 高速公路ETC系統應用方案

3.1 項目介紹

為了提高高速公路的通行效率，解決高速公路的通行擁堵問題和收費管理問題，在現有的收費系統的基礎上，根據收費系統應用要求和技術升級要求，選擇了ETC收費系統作為主要的收費管理系統。本次選擇廣西賀州—巴馬高速公路作為實驗對象，目的在于檢驗ETC系統的基本功能，掌握ETC收費系統的運行規律，保證ETC收費系統在應用過程中發揮積極作用。在實踐過程中，按照ETC收費系統的硬件標準要求建立了分段信號收發裝置，并且在系統的集成方面建立了系統控制中心，對車輛的通行費用進行全面的計算，保證系統在通行過程中達到通行要求[3]。

3.2 ETC專用車道參數

ETC收費系統在應用過程中需要對車道進行設計，保證車道在費用計算過程中達到準確計算的目標。車道設置分成通行車道和收費車道兩種方式。在通行車道設置中，需要在固定節點安裝計費設備，對通過的車輛進行計費。在裝置中安裝信號收發裝置及費用計算裝置，對通過的車輛檢測其是否安裝 ETC終端設備，如果安裝了一體機終端設備，計算通行的費率，并將其與上一段通行費用累加，將數據傳輸給收費中樞系統，由收費中樞系統分配數據，使收費中心在數據管理方面能夠做到實時更新。在車輛通過收費通道時需要在收費站設置ETC專用車道，在車道中安裝信息通信設備和車道檢測設備及車載ETC系統的檢測設備，保證車載ETC設備能夠與收費車道的設備互聯計算車輛的通行費用并予以放行。設置專用車道便于區分ETC系統與普通的收費系統，避免了兩種系統混用對車輛通行造成影響。考慮到ETC收費系統的特點及要求，以及ETC通行設備在應用過程中的特點，在專用車道設計中需要做好車道的標識。

3.3 ETC專用車道布局

ETC在專用車道布局方面需要做好車道的標識，按照車道的類型和車道的通行需要安裝車道通信設備和信號傳輸設備，保證ETC專用車道與普通的車道有所區別。在通行車道方面不需要進行特殊標識，在收費站的ETC車道方面需要進行特殊標識，以此區別ETC車道與普通車道。除了在車道上安裝監控設備和費率計算設備，還要在車道上安裝網絡通信設備，保證車道費率計算設備能夠將計費信息傳輸給收費站，使收費終端控制系統能夠對收費的金額和收費的信息進行實時更新，按照收費的要求做好工作。收費站ETC車道設計關系到收費系統的運行效率，對系統硬件設備要求較高，在應用過程中需要達到高效運行的要求[4]。所以，ETC系統應關注硬件設備及系統的安裝，做好系統的校正和硬件設備的配置，在應用過程中達到準確收費的要求。在車道的布局方面，需要參考車道的收費功能和車道的收費方式及收費特點，設置車道的硬件設備并做好車道的標識，使車道在應用過程中達到ETC系統的使用要求。

3.4 ETC專用車道收費操作

ETC專用車道收費主要采用系統自動計算費率的方式，計算速度快、計算準確性高，在車道費用計算環節應根據車道的收費設備和車道的使用類型及車道的通信系統做好車道收費設備的設置。車輛完成付費動作之后方可通過收費站。ETC系統以無痕化收費為主，由車輛的ETC終端設備自動完成識別和交費動作，由系統進行費用的核算和扣除，保證車輛在費用繳納過程中達到交費要求，解決車道交費審核問題。ETC專用車道交費采用系統自動核算的方式，能夠提高車輛交費計算的準確性，保證車道消費計算達到收費管理要求，確保車輛在交費過程中解決消費難題，提高車輛費用審核的有效性。所以，在車輛交費審核中車道的收費應安裝專用的設備裝置，實現費用的計算和收取。

3.5 卡片管理模式

ETC收費設備在車載設備方面需要插入費率計算卡，通過收費卡機計費完成交費動作。在卡片管理方面分成兩種不同的形式。傳統的一體機設備采用的收費卡為客戶的信用卡，需要客戶在銀行開通信用卡業務線并將信用卡插入ETC設備才能完成交費工作。隨著系統的不斷升級，ETC終端設備插入的卡片由銀行卡更換為IC卡，防止了銀行卡盜刷的現象，安全性更高，對整個收費管理環節影響更直接，使客戶能夠通過IC卡綁定銀行卡或支付寶的方式完成線上支付，解決了無痕化支付的問題，使系統在應用過程中達到安全性要求，提高收費效率[5]。

4 結論

收費方式對車輛的通行效率和收費管理的效率產生直接的影響。ETC收費系統的應用創新了收費方式，實現了無痕化收費，對解決社會矛盾和提高收費管理效果具有良好的作用。參考收費管理要求及收費管理的難點，ETC技術的應用解決了收費矛盾，使系統在收費管理中能夠根據系統收費管理的特點和具體情況做好系統的升級，保證高速公路在收費管理方面達到收費要求。

參 考 文 獻

[1]李長亮，湯志福.高速公路收費系統應用程序遠程自動部署[J].上海船舶運輸科學研究所學報，2021，44（1）：65-69，82.

[2]闞曉鷗.高速公路ETC聯網收費系統應用探析[J].中國交通信息化，2021（2）：49-50.

[3]李曉華.高速公路ETC系統的應用[J].產業科技創新，2020，2（32）：31-33.

[4]陳雷雷.高速公路電子不停車收費（ETC）系統應用研究[J].信息與電腦（理論版），2020，32（19）：92-94.

[5]王飛燕.高速公路機電工程通信系統應用研究[J].交通世界，2020（28）：130-131.