一、ETC系統(tǒng)簡介
ETC(Electronic Toll Colection)即電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)，利用車輛自動(dòng)識(shí)別(Automatic Vehicle Identification，簡稱AVI)技術(shù)完成車輛與收費(fèi)站之間的無線數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)行車輛自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換，并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收費(fèi)數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)的全電子收費(fèi)系統(tǒng)。收費(fèi)系統(tǒng)對于減少道路收費(fèi)口處的交通擁擠，加快車輛通過收費(fèi)口的速度起到了良好的效果，是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。
二、ETC系統(tǒng)應(yīng)用背景
隨著高速公路的迅速發(fā)展，通車?yán)锍痰脑黾樱肪W(wǎng)的逐步完善，交通流量的不斷增加，高速公路的收費(fèi)方式面臨新的問題。
1．收費(fèi)設(shè)施和收費(fèi)技術(shù)落后，車輛通行收費(fèi)口速度較慢，城市出入口的收費(fèi)站形成交通瓶頸；
2．由于采用人工收費(fèi)方式，容易產(chǎn)生差錯(cuò)和貪污等現(xiàn)象；
3．通行效率較差，所以要求車道數(shù)量較多，造成投資浪費(fèi)和運(yùn)營成本的增加；
4．停車次數(shù)多，給環(huán)境造成影響；
5．停車交費(fèi)時(shí)間較長，嚴(yán)重影響服務(wù)質(zhì)量，與高速公路高速、快捷、舒適的形象不符。
為解決上述問題，電子不停車收費(fèi)方式無疑是最佳的選擇，雖然不停車收費(fèi)系統(tǒng)在國外已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，技術(shù)亦趨于成熟。國外普遍采用的電子收費(fèi)技術(shù)方案，大都是單片式ETC系統(tǒng)。這對于以開放式收費(fèi)為主，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，ETC車輛的比率相對較高的應(yīng)用環(huán)境來講是非常適合的。但這種人工收費(fèi)系統(tǒng)和電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)完全分離的運(yùn)營模式，對于我國這樣大規(guī)模的公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)而言，會(huì)面臨以下幾方面的問題：
1．路網(wǎng)規(guī)模大，導(dǎo)致ETC系統(tǒng)規(guī)模龐大，一次性投資高，建設(shè)周期長，風(fēng)險(xiǎn)大；
2．大多數(shù)人口收費(fèi)站和出口收費(fèi)站的交通量小，車道數(shù)量少，單獨(dú)辟出一條專用ETC車道在土建上既困難，在利用率上又不經(jīng)濟(jì)；
3．由于各收費(fèi)站缺乏備份ETC車道，整個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)的可靠性將無法得到保障。
為此，國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心創(chuàng)造性地提出了“雙界面CPU卡+兩片式電子標(biāo)簽”的組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了人工半自動(dòng)付費(fèi)方式和電子不停車收費(fèi)方式的結(jié)合，從很大程度解決了大規(guī)模路網(wǎng)內(nèi)電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)施所面臨的上述問題。
三、組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)介紹
(一)方案簡介
組合式電子收費(fèi)技術(shù)方案充分考慮了ETC全自動(dòng)電子收費(fèi)方式和IC卡人工收費(fèi)方式的適用條件，將兩項(xiàng)技術(shù)通過兩片式電子標(biāo)簽加雙界面CPU卡的模式有機(jī)的結(jié)合在一起，在全路網(wǎng)內(nèi)以最經(jīng)濟(jì)、有效的手段實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確收費(fèi)、快速通行、提高服務(wù)質(zhì)量等綜合目標(biāo)。組合式收費(fèi)技術(shù)方案真正實(shí)現(xiàn)了人工收費(fèi)(MTC)和ETC收費(fèi)車道的兼容。在交通量較大的站，設(shè)有ETC專用車道，用戶可以將雙界面IC卡插入雙片式電子收費(fèi)標(biāo)簽，系統(tǒng)采用車載裝置紀(jì)錄代付款協(xié)議等信息，當(dāng)通過電子收費(fèi)口時(shí)，利用車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)完成車輛與收費(fèi)站之間的無線數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)行車輛自動(dòng)識(shí)別和有關(guān)收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)路進(jìn)行收費(fèi)數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)不停車自動(dòng)收費(fèi)。在交通量較小的站，僅設(shè)有人工收費(fèi)車道，用戶可以采用雙界面IC卡以預(yù)付刷卡的方式通過普通人工收費(fèi)車道。
(二)組合式收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
1．集中了IC卡收費(fèi)和ETC收費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)，在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了人工方式和ETC方式的有效結(jié)合；
2．為聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)開展預(yù)付卡業(yè)務(wù)提供了方便、快捷、安全、可靠的解決途徑；
3．根據(jù)交通量等實(shí)際情況按需設(shè)置ETC車道數(shù)量，系統(tǒng)可靠性高、投資及規(guī)模富有彈性，易于試點(diǎn)和推廣；
4．由于實(shí)行預(yù)付卡為在高速公路收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、油站、商場等實(shí)現(xiàn)“一卡通”提供了幫助。
四、組合式ETC關(guān)鍵技術(shù)選擇
(一)DSRC工作頻率選擇
DSRC系統(tǒng)工作頻率主要有三種：902MHZ～928MHZ、2．45GHZ、5．8GHZ。從實(shí)際運(yùn)行的不停車收費(fèi)系統(tǒng)來看，900MHZ主要應(yīng)用于北美地區(qū)，5．8GHZ主要應(yīng)用于歐洲和亞洲及太平洋地區(qū)，2．45GHZ還沒有形成主流。由于5．8GHZ在數(shù)據(jù)傳輸速率、通訊距離、系統(tǒng)安全性、抗干擾性、應(yīng)用的廣泛性、標(biāo)準(zhǔn)化方面都優(yōu)于其他兩個(gè)頻段，因此我國公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)DSRC工作頻率選擇5．8GHZ。
(二)AVI系統(tǒng)通信工作方式選擇
AVI系統(tǒng)通信工作方式分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。
(三)AVI系統(tǒng)讀寫方式
電子標(biāo)簽分為只讀型和讀寫型。只讀型電子標(biāo)簽只能被讀出而不能修改或?qū)懭耄^多應(yīng)用于橋梁、隧道等按次收費(fèi)的開放式收費(fèi)制式。讀寫型電子標(biāo)簽可以被讀出也可以被修改，較多應(yīng)用于封閉式收費(fèi)制式。讀寫型電子標(biāo)簽技術(shù)已經(jīng)成熟，具有絕對的性能優(yōu)勢，但價(jià)格較只讀型昂貴。
(四)電子標(biāo)簽是否用IC卡作存儲(chǔ)介質(zhì)不帶IC卡的電子標(biāo)簽為“單片式”，帶IC卡并在使用中要插入IC卡的為“雙片式”。
(五)組合式收費(fèi)系統(tǒng)具體應(yīng)用
高速ETC車道，分為單車道自由流車道和多車道自由流車道，特點(diǎn)車輛通行收費(fèi)站速度較高，無需自動(dòng)欄桿；低速ETC車道，特點(diǎn)車輛通行收費(fèi)站速度較小，有自動(dòng)欄桿；結(jié)合我國的實(shí)際情況，由于國家信用制度沒有完善，如果選擇高速ETC車道方式，將會(huì)產(chǎn)生較多沖卡現(xiàn)象，而且追繳存在較大問題，所以宜選用組合式收費(fèi)系統(tǒng)。主要工作流程為：在車道頂棚顯著位置標(biāo)注不停車收費(fèi)車道，引導(dǎo)車輛進(jìn)入低速ETC車道，其中主動(dòng)式天線將迅速的與車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由結(jié)算系統(tǒng)進(jìn)行通行費(fèi)結(jié)算，然后給系統(tǒng)以提示信號，系統(tǒng)開啟自動(dòng)欄桿，車輛順利通過車道。而對于出現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取出現(xiàn)故障的或普通車輛誤入ETC車道結(jié)算中心無法扣款情況下，將在情報(bào)板給司機(jī)提示，繳費(fèi)不成功，轉(zhuǎn)入普通車道的提示，同時(shí)交通指示標(biāo)志將起到引導(dǎo)作用，保證車輛能夠進(jìn)入普通類車道，防止因單輛車而在ETC車道造成混亂和堵塞影響通行效率的情況，同時(shí)也防止了后續(xù)需要進(jìn)入ETC車道的車輛需要全部退出的窘境發(fā)生，提高了智能化，同時(shí)可以最大限度的減少車輛故意闖ETC車道而導(dǎo)致逃費(fèi)事件的發(fā)生。具體設(shè)置如下圖：
五、總結(jié)
隨著ETC收費(fèi)系統(tǒng)推廣和應(yīng)用，將極大地提高車輛通過收費(fèi)站的通行效率，并可以逐步擴(kuò)展到服務(wù)區(qū)的商場、飯?zhí)谩⑿蘩韴觥⒂驼疽豢ㄍǎ瑢τ诟咚俟返姆?wù)質(zhì)量提高和運(yùn)營模式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在具體的實(shí)施過程中選擇組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)無疑是兼顧各方面要求的技術(shù)，將提高收費(fèi)系統(tǒng)的效能并有利于高速公路的可持續(xù)性發(fā)展。
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