周國驥

摘要：由于我國高速公路建設(shè)工程的不斷增加，不同路段進行系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，最后統(tǒng)一收費的情況越來越多；再加上車流量過大，高速公路出口收費處的排隊等待時間大大延長，降低了我國高速公路的通行效率。因此，提高高速公路的通行效率，縮短車輛通行等待時間，加強ETC電子收費系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)階段的首要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：高速公路；ETC電子收費系統(tǒng)；技術(shù)研究

一、ETC電子收費系統(tǒng)構(gòu)成

ETC電子收費系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系總體可以分為三級：路網(wǎng)級、路段級和收費站級，見圖1所示。收費系統(tǒng)主要包括以下步驟：數(shù)據(jù)采集—數(shù)據(jù)上傳至收費站—信息處理—信息上傳至路段管理中心—按時段分類—上傳至結(jié)算中心。具體講就是電子收費系統(tǒng)通過微波天線及時采集收費數(shù)據(jù)，之后將這些數(shù)據(jù)輸送至收費站，收費站經(jīng)過信息處理后，及時輸送到路段管理中心，這時路段管理中心根據(jù)計費時段以及計費規(guī)則，最后將繳費信息輸送至結(jié)算中心。

二、ETC電子收費系統(tǒng)的功能

ETC電子收費系統(tǒng)具有以下幾個功能：①通過收費車道上的信號接受裝置探測進出站的車輛數(shù)量，并進行數(shù)量的統(tǒng)計，合并每輛車上的信息并上傳到后臺管理中心；后臺管理中心通過處理數(shù)據(jù)，判定該車輛是否具有車載識別電子單元，并將這一信息下發(fā)到收費站點的處理系統(tǒng)上。②具有視頻監(jiān)控的功能，能實時進行圖像的抓拍和保存，還能識別車牌。也就是說，當(dāng)某輛車通過收費車道時，ETC電子收費系統(tǒng)能夠采集和保存其圖像數(shù)據(jù)，識別車牌號碼并對車輛信息和圖像信息進行配套。③在高速公路的進站通道上，通過對車輛的識別，將車輛信息寫入“一卡通”，每經(jīng)過一個通道即可寫人一條信息；在高速公路的出站通道上，根據(jù)“一卡通”內(nèi)的信息以及相關(guān)的計費方式統(tǒng)計通行費用。④車道欄桿控制系統(tǒng)部能夠根據(jù)后臺傳來的指令判斷是否將欄桿抬起或者拒絕車輛的通行。同時車道欄桿旁的顯示屏幕會將車輛的行駛通行總費用顯示出來，包括余額不足、不具有ETC電子通信設(shè)備等信息。⑤能夠直接完成兩個站點之間的數(shù)據(jù)信息交流，降低總管理控制中心的負荷，節(jié)約信息傳輸通道。⑥車輛通過時，如果車輛信息識別失敗或者出現(xiàn)其他不能識別的錯誤，車道欄桿會接收到不給予通過的命令指示，拒絕車輛通過，再由相關(guān)工作人員引導(dǎo)到旁邊的傳統(tǒng)收費出站口。

三、ETC電子收費系統(tǒng)車道過車流程

（一）ETC電子收費系統(tǒng)入口車道流程

ETC入口車道主要對裝有電子標簽和預(yù)付IC卡的車輛進行寫入入口信息（站號、車型、車牌、時間等）的操作。流程如下：1）車輛壓上觸發(fā)線圈，激活ETC天線，ETC天線開始同電子標簽進行通訊，當(dāng)車輛壓上抓拍線圈時，車道軟件同時抓拍車輛圖像，并獲取自動識別車牌信息。2）ETC天線將獲取的OBU以及車輛信息發(fā)送上位機，系統(tǒng)接收到天線發(fā)送的OBU信息后，對OBU進行有效性判斷（是否插卡、OBU黑名單、拆卸狀態(tài)等）。3）當(dāng)OBU驗證通過后，系統(tǒng)返回天線繼續(xù)處理請求，天線繼續(xù)上送預(yù)付IC卡基本信息。4）系統(tǒng)繼續(xù)對預(yù)付IC卡進行有效性驗證（發(fā)卡方有效性驗證、黑名單檢查、是否過期等）；5）驗證通過后，系統(tǒng)寫入入口收費站信息，欄桿抬起，通行信號燈變綠，等待車輛放行，車輛離開后，欄桿落下，通行燈變紅，系統(tǒng)等待處理下一輛車。OBU如果驗證失敗，系統(tǒng)進行相應(yīng)信息報警，并在費額顯示器上顯示相應(yīng)警報信息。

（二）ETC電子收費系統(tǒng)出口車道流程

ETC出口車道主要完成根據(jù)預(yù)付IC卡記錄的入口信息計算和扣除通行費并生成交易流水的功能，具體處理流程如下：1）車輛壓上觸發(fā)線圈，激活ETC天線。ETC天線開始同電子標簽進行通訊。車道軟件同時抓拍車輛圖像，并獲取自動識別車牌信息，ETC天線將獲取的OBU以及車輛信息發(fā)送上位機。2）系統(tǒng)接收到天線發(fā)送的OBU信息后，對OBU進行有效性判斷（是否插卡、OBU黑名單、拆卸狀態(tài)等）。3）如果驗證失敗，系統(tǒng)進行相應(yīng)信息報警，并在費額顯示器上顯示相應(yīng)警報信息，提示轉(zhuǎn)入人工車道處理，當(dāng)OBU驗證通過后，系統(tǒng)返回天線繼續(xù)處理請求。4）系統(tǒng)繼續(xù)對預(yù)付IC卡進行有效性驗證（發(fā)卡方有效性驗證、黑名單檢查、是否過期等）。當(dāng)驗證失敗時，系統(tǒng)啟動聲光報警，并在費額顯示器上顯示相關(guān)報警信息，提示轉(zhuǎn)入人工車道處理。5）卡片基本信息驗證通過后，系統(tǒng)對預(yù)付IC卡入口信息進行有效性驗證（入出標志檢查、入口站信息檢查等）。6）入口信息校驗失敗后，系統(tǒng)啟動聲光報警，并在費額顯示器上顯示相應(yīng)報警信息，并提示轉(zhuǎn)入人工車道處理。7）入口信息校驗成功后，系統(tǒng)根據(jù)入口站以及車型信息計算出通行費，并從電子錢包中扣款。8）如果扣款不成功，系統(tǒng)重新進行扣款操作，連續(xù)三次扣款失敗后，系統(tǒng)提示轉(zhuǎn)入人工車道進行處理。9）扣款成功后，系統(tǒng)在費額顯示器上顯示通行費以及余額信息，并生成交易流水上送收費站，此時通行信號燈變綠，欄桿抬起，等待車輛離開。車輛離開后，欄桿落下，通行信號燈變紅，系統(tǒng)等待處理下一輛車。

四、結(jié)語

隨著我國高速公路網(wǎng)格系統(tǒng)的構(gòu)建，聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一進行收費的高速公路路段也在不斷增加。在此情況下，傳統(tǒng)收費系統(tǒng)的缺陷逐漸暴露出來，同時，ETC電子收費系統(tǒng)也展現(xiàn)了極大的優(yōu)勢。但是，ETC電子收費系統(tǒng)由于應(yīng)用了較多的電子通信設(shè)備進行處理，信號接收受到干擾的情況較為普遍，并且不同地區(qū)的高速公路收費標準存在差異，因此，還需要對ETC電子收費系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用進行更深入的研究。

參考文獻：

[1]貨車也便捷之ETC新時代！——看高速公路貨車ETC如何實現(xiàn)[J].劉睿健.中國交通信息化.2017（08）

[2]基于高速公路電子不停車收費系統(tǒng)（ETC）的設(shè)計與研究[J].程暉.電子制作.2017（09）

[3]聯(lián)網(wǎng)收費模式下高速公路ETC防逃費技術(shù)的應(yīng)用[J].劉振峰.交通世界.2017（Z1）