韓 飛 王海娜
(長安大學(xué) 電控學(xué)院,陜西 西安 710064)
高速公路是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。In recent years,with the rapid development of our economy,the growth of highway is becoming faster and faster.近年來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,高速公路的發(fā)展變得越來越快,車輛的增加更為迅速,而現(xiàn)階段,高速公路的收費系統(tǒng),基本上都要求停車排隊收費,在高峰期司機會面臨排隊付費的狀況,這嚴重降低了高速公路快捷、高效的功能;同時也造成了環(huán)境的污染和能源的浪費。這對日益增長的車輛和越來越高的工作效率要求來說,停車繳費系統(tǒng)已漸漸滿足不了發(fā)展的要求。不停車收費系統(tǒng)可以解決這些問題,它通過采取不用現(xiàn)金支付通行費,利用先進的電子支付方式,使車輛不需要停車,就可以準確的收取通行費。
不停車收費的主要優(yōu)點是:自動化程度高,傳輸速率快,通行能力強,處理能力大;而且由于收費站人員不和現(xiàn)金直接接觸,可以避免人為因素造成的漏洞,帶來樂觀的經(jīng)濟效益和社會效益,并減少了對環(huán)境的污染。
不停車收費系統(tǒng)(又稱電子收費系統(tǒng)Electronic Toll Collection System,簡稱ETC系統(tǒng)):通過利用專用短程微波通訊技術(shù)(Dedicated Short Range Communication,DSRC),經(jīng)過路側(cè)單元(RUS)或收費車道與車載單元(OBU)的信息交換,自動識別車輛(Automatic Vehicle Identification簡稱AVI)的技術(shù),采用先進的電子支付方式,可達到全自動收費,能高效完成對車輛通行時的自動扣費系統(tǒng)。是國際上正在努力開發(fā),推廣普及的一種用于道路、大橋和隧道的電子收費系統(tǒng)。目前不停車收費的方式主要有2種:記賬式自動收費和IC卡扣除式自動收費。
ETC系統(tǒng)主要指標包括:車道通行能力:大于1200輛/車道·小時;車道通信速度:80~100公里/小時(理論),20~30公里/小時(實際);車輛通行時間:不大于30秒;可靠性:每100,000次交易不多于3次的錯誤;車道信息保存:至少60,000車次過車記錄;MTBF:大于10,000小時。
不停車收費的車道控制系統(tǒng)由以下三大關(guān)鍵子系統(tǒng)構(gòu)成。
(1)自動車輛識別(AVI)技術(shù):完成車輛與收費站之間的無線數(shù)據(jù)通訊,進行車輛自動識別和有關(guān)收費數(shù)據(jù)的交換,通過計算機網(wǎng)路進行收費數(shù)據(jù)的處理,實現(xiàn)不停車自動收費的全電子收費系統(tǒng)。主要由車載設(shè)備(OBU:On-Board Units)和路邊設(shè)備(RSE:Road-Side Units)組成,兩者通過使用一種基于5.8GHz微波頻段短程通信 DSRC(Dedicated Short Range Communication),路邊設(shè)備對車載設(shè)備信息完成一次讀寫,即完成收(付)費交易所必須的信息交換工作。
(2)自動車型分類(AVC)技術(shù):利用安裝在收費車道上自動檢測設(shè)備,通過車型傳感器,檢測出通過收費站車輛的車型,以便按照車型實施收費 也有簡單的方式,即通過讀取車載器中車型的信息直接實施收費。
(3)違章車輛抓拍(VEC)技術(shù):主要是用數(shù)碼相機或高速攝像機抓拍含有車牌的違章車輛圖像;通過相干算法找出違章的車牌區(qū)域;通過電話線或光纖等媒介將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰嚬苤行?,由車管中心進行違章信息的發(fā)布,實施通行費的補收手續(xù),并對違章司機進行處罰。
一個簡單的車道控制流程如下圖所示。
ETC收費站比MTC收費站向前加長6~7米,主要的ETC車道設(shè)備均安裝在這加長的7米站頭上。
車輛進入到通信范圍時,輪胎壓到觸發(fā)線圈,讀寫天線啟動;讀寫天線與電子標簽(車載機+CPU卡)進行通信,判別車輛電子標簽是否有效,如有效則進行交易,無效則報警并保持車道關(guān)閉,直到車輛離開檢測線圈為止;如交易成功,則系統(tǒng)控制收費欄桿抬升,通行信號燈變綠,費額牌上顯示交易金額;車輛通過抓拍線圈時,系統(tǒng)進行圖像抓拍,字符疊加器將過車信息疊加到抓拍圖像中;車輛通過落桿線圈后,欄桿自動回落,通行信號燈變紅;交易記錄被系統(tǒng)保存,并將其上傳至收費站服務(wù)器中,等待下一輛車進入。具體過車流程如下圖所示。
在中國交通繁忙的今天,ETC技術(shù)無疑是最終發(fā)展的趨勢,無論從智能運輸系統(tǒng)的角度還是從交通工程的角度來看,該電子收費技術(shù)對于我國公路通行服務(wù)水平和公路運營管理效率的提高都是有很大幫助。
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