高速公路不停車收費車道運行原理及技術綜述

蔣文政

摘要：目前不停車收費是利用RFID技術并綜合計算機網絡技術用于解決當前交通收費效率低下情況而發展起來的。闡述高速公路不停車收費系統構成，介紹高速公路不停車收費系統的原理、系統的組成和現階段存在的問題，針對存在的問題提出解決方案。

關鍵詞：高速公路；ETC 系統；收費效率

本文論述的電子收費系統指不停車收費系統，以下簡稱 ETC 系統。在 ETC 系統運行中，駛入收費車道的車輛必須安有電子標簽（感應卡），不停車，減速慢行、系統天線會和電子標簽進行數據交換，車道欄桿自動抬起，車輛實現自動繳費通行。某省高速公路在一些重點收費站口已經安裝了 ETC 收費系統。隨著電子收費技術的發展，必將全面實行快捷高效的 ETC 收費系統。

一、不停車收費（ETC）系統簡介

不停車收費（ETC）介紹 ETC 是國際上正在努力開發并推廣的一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費系統。ETC 技術在國外已有較長的發展歷史，美國、歐洲等許多國家和地區的電子收費系統已經局部聯網并逐步形成規模效益。我國以IC卡、磁卡為介質，采用人 工收費方式為主的公路聯網收費方式無疑也受到這一潮流的影響。

ETC 收費系統是集成了微波、計算機、網絡、電子和軟件數據庫技術組成的高科技系統。該應用有效地提高了收費效率，增加了車輛通行能力，降低了收費管理成本，減少了收費站汽車尾氣污染。

二、不停車收費（ETC）車道的工作原理和系統構成

高速公路的收費方式是自動收費和人工收費相結合的方式 ， 并用 ETC 系統與MTC（計算機輔助的人工收費）系統。

（一）不停車收費（ETC）車道的工作原理

當預埋于車道地面以下的專用電子感應線圈檢測到車輛駛入 ETC 車道時候，安裝在支架的微波天線與安裝在汽車擋風玻璃上的“電子標簽卡”自動交換信息，ETC車道計算機根據車輛行駛情況從車主的銀行賬戶中扣除通行費。交易成功后，車道欄桿自動抬起，放行車輛通過后，欄桿自動落下。整個過程不需要人工干預 ， 車輛不需要停車，以較低的車速通過 ETC 收費車道。

（二）不停車收費（ETC）車道構成

目前高速公路不論是 MTC 收費方式還是 ETC 收費方式都是通過計算機網絡系統來實現的，ETC 系統是聯網收費的組成部分，通過軟件對接和 MTC 系統很好的融為一體。ETC 系統包括站服務器系統和車道客戶端系統兩部分 ， 其中車道客戶端系統負責實現 ETC 車道的電子不停車收費 ， 站服務器計算機進行后臺的ETC 車道交易數據處理、各種參數管理以及系統數據統計，ETC 系統通過收費網絡系統上傳和接收收費中心業務數據。

ETC 系統設備主要有感應線圈、讀寫天線、車載電子標簽、自動欄桿、費額顯示器、通信指示燈、輛檢測光柵、車道控制器、車道工控機。電子標簽讀寫天線接口為 RS232，與收費亭的車道工控機上串行連接，信息交換通過軟件系統來完成；通過車道控制器，車輛檢測光柵、車道通行燈、自動欄桿、費額顯示器等設備與車道工控機連接；視頻信號通過字符疊加器疊加通過的車輛信息后傳遞到收費站的監視器上。各部件之間有序響應完成整個收費過程。

三、不停車收費（ETC）系統工作流程及特點

1.ETC 系統工作流程車輛駛入車道前端通訊區域時，感應線圈向車道計算機系統發送車輛到達信號，車道計算機自動發出天線寫指令，車道天線與電子標簽進行通信，判別車輛信息的有效性，有效則進入繳費程序，無效則保持車道封閉并報警，直到車輛離開檢測線圈，如果交易成功，車道控制欄桿抬起，車道交通信號燈變綠，費額顯示器上顯示相應的信息，當車輛通過連接抓拍系統的感應線圈時，系統進行圖像抓拍，車輛信息通過字符疊加器疊加到抓拍圖像中，當車輛通過落桿感應線圈后，欄桿回落，車道指示燈變紅，系統保存交易信息，并上傳至收費站服務器，再通過收費系統網絡把數據實時傳送到收費中心服務器，完成本次交易。

2.不停車收費（ETC）系統的特點。到目前為止，國內已經有一大批省市采取了ETC系統來取代原先的人工收費系統，包括北京、上海、江蘇、福建、江西等。在實踐中，我們發現ETC能夠充分體現它非接觸、長距離識別的優勢，使得車輛在高速通過收費站的同時自動完成收費，解決交通擁堵的問題?？偟膩碚f，ETC具有的特點如下：

（1）提高了通行效率

收費效率高—單次收費為3秒，是人工收費速度的5-6倍，這可以有效 防止高速公路收費口交通擁堵的問題，保證了通行效率，降低了環境污染和能源損耗。

（2）大幅度降低了管理成本

降低運營成本—在運行時無需人工干預、無人值守，最大限度減少營運 成本，有效避免了錯收、漏收及收費作弊等行為。

（3）安全可靠性

抗干擾性好—通過采用5.8GHz的通信頻段和無線射頻識別技術，能夠有效防止其他信號的干擾，能夠適應惡劣的天氣環境。必須在安全可靠性高—在收費過程中會進行交易安全認證，保證收費系統的安全可靠性。

（4）應用領域廣泛

ETC 系統除了應用于公路收費方面，還適用于加油站、停車場等其他領域。

四、結語

就某高速公路 ETC 應用實踐來看，ETC 收費的優勢越來越突出 ， 大幅度提高了收費站通行能力，有效降低了收費站車流通行的瓶頸現象，克服了人工收費的諸多弱點。不過該技術也出現了明顯的不足，普遍使用的微波通信傳送距離有一定限制，車輛必須行駛到距離天線較近的區域系統才會有反應，這樣車輛必須減速到比較低的程度，慢速通過，給系統留足夠的響應時間。還有就是會出現誤報警等情況，技術的提高和完善還有很大空間。

從全國高速公路路網管理模式上看，國內的電子收費系統還沒有達到全國聯網的水平，即使部分地區實現了區域的聯網，也往往局限于同一公司的電子標簽及其有合作公司的電子標簽，比如廣東的粵通卡和香港的路通卡等。雖然有了統一的標準，但是要真正達到全國聯網收費及清算還存在一定的困難。不過隨著電子技術、網絡技術、進入支付安全技術的不斷發展，全國聯網不停車收費會逐漸成為現實，高速公路會變得越來越快捷、方便。人們將會不斷體會科技給生活帶來的便利。

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