譚亞菱 楊于琨 張帥

摘? ?要：隨著社會的不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟實力也隨之上升，越來越多的家庭開始擁有汽車。然而，汽車量的增加不僅使環(huán)境問題日益惡化，更使得交通擁堵成為常態(tài)，尤其在高速路進(jìn)出口處。當(dāng)前GPS和紅外線掃描系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用較為成熟，現(xiàn)針對這一問題，提出將二者進(jìn)行結(jié)合，實現(xiàn)收費站免停，縮短汽車經(jīng)過時間，以有效緩解高速路口擁堵現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：GPS;紅外線掃描;收費站免停通道;緩解擁堵

當(dāng)前高速路口擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重，為緩解這一情況，也產(chǎn)生出各種有效的方法?，F(xiàn)有的電子不停車收費系統(tǒng)（Electronic Toll Collection，ETC）通道，有效地縮短了通行時間，但由于其受眾面較窄，并沒有大面積普及，以至于收費站擁堵現(xiàn)象仍然嚴(yán)峻?，F(xiàn)基于原有的ETC進(jìn)行改進(jìn)，提出將全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）與紅外線掃描進(jìn)行結(jié)合，使汽車不停車就能夠通過收費站，最大限度上縮減了通行時間，使通行變得高效、快捷。

1? ? ETC的不足

ETC是高速公路或橋梁自動收費。通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與在收費站ETC車道上的微波天線之間進(jìn)行的專用短程通信，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結(jié)算處理，從而實現(xiàn)車輛通過高速公路或橋梁收費站時無須停車而能交納高速公路或橋梁費用。ETC收費站如圖1所示。

ETC的扣費系統(tǒng)是針對車主的信息進(jìn)行自動扣費，但現(xiàn)實生活中存在諸多情況。例如車主將汽車借予他人，此時借用者便不宜再通過ETC通道進(jìn)行自動扣費，在此情況下，ETC通道的優(yōu)勢則未能起作用。

現(xiàn)實生活中還存在一種情況：若車主未辦理ETC而誤入該通道。該車退出時會對后續(xù)車輛造成一定的影響，堵塞通道，更甚者發(fā)生交通事故。若是不退出，車主則需繳納相應(yīng)罰款，使車主自身利益受到損害。

2? ? GPS的運用

GPS是由美國國防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導(dǎo)航信息，是衛(wèi)星通信技術(shù)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用典范，極大地提高了全球的信息化水平，有力地推動了數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。

GPS可以提供車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。要實現(xiàn)以上所有功能必須具備GPS終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控平臺3個要素。

現(xiàn)如今GPS被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實生活中，極大地提高了出行效率。例如，車載GPS能較清晰地指導(dǎo)駕駛員去往目的地，并能夠為其規(guī)劃一條更快捷且短距離的道路。為人熟知的滴滴出行也是基于這一技術(shù)形成的，豐富了人們的出行，為生活帶來便利。

通過對GPS的運用，從電腦端能夠?qū)囕v進(jìn)行實時、有效的定位，從而精準(zhǔn)地獲取其行駛路線，繼而判斷出所行路線是否為高速路收費路段。

3? ? 紅外線掃描系統(tǒng)

紅外掃描技術(shù)就是利用紅外掃描儀接受監(jiān)測對象的熱輻射能，轉(zhuǎn)換成電信號或其他形式的能量后，加以測量，獲得其波長和強度。

紅外線掃描系統(tǒng)也較大程度上運用于人們的生活中，在日常出行乘坐公共交通時，人們可以選擇運用手機進(jìn)行紅外線掃描，即可快速完成支付，不需額外的物件，既簡單又快捷。

目前生活中，手機自帶的NFC裝置即可實現(xiàn)面對面數(shù)據(jù)交換。新型公交車刷卡器為紅外線接口，加快了讀卡的速度。這一些新興技術(shù)，將有效地輔助紅外線掃描系統(tǒng)在高速路口的運用。通過非接觸式的信息交互方式，節(jié)省了通行時間，提高了通行效率，進(jìn)而緩解擁堵情況。

4? ? 將GPS與紅外線掃描結(jié)合

基于兩種技術(shù)的原理及特點，在高速路進(jìn)入口安裝紅外線掃描裝置，車輛中也相應(yīng)地設(shè)置紅外線接收器。當(dāng)車輛進(jìn)入高速路口時，紅外線通過對車輛中接收器進(jìn)行掃描，得到相應(yīng)的信息。通過車載GPS對車輛進(jìn)行追蹤，即可得到該車所行的路程。對車輛進(jìn)行路程計算后，使用插入到該接收器上的磁卡進(jìn)行自動扣費。該磁卡也可用普通交通卡代替。這樣一種操作方式，既簡單又方便，只需對交通卡進(jìn)行充值，就可以通過高速路口。

區(qū)別于傳統(tǒng)的ETC通道，文中的方式適用于每一個人，無須進(jìn)行額外業(yè)務(wù)辦理，一次性解決了ETC通道的兩大問題。此外，其也解決了駕駛員缺少現(xiàn)金的情況，實現(xiàn)無現(xiàn)金支付。至此，車輛通過時無須再停車取卡，即可快速通過，極大程度上減少了車輛通行的時間，收費站擁堵情況將得到有效改善。

采用此種收費通道，駕駛員無須擔(dān)心自己是否辦理過相關(guān)業(yè)務(wù)，不用因為誤入而繳納罰單，只要一張交通卡即可解決相應(yīng)問題。

5? ? 前景與展望

5.1? 面臨挑戰(zhàn)

該項技術(shù)同掃碼支付一樣，對網(wǎng)絡(luò)條件也有較大要求。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況不良時，可能會使紅外線裝置與接收器的連接失效，進(jìn)而無法對車輛進(jìn)行有效監(jiān)控。當(dāng)車速較快和距離較遠(yuǎn)時，也會使得相關(guān)信息無法獲取。

5.2? 發(fā)展前景

通過自動計算路程實現(xiàn)自動扣費的方式，車輛在高速路上行駛的過程中無須再停車，只需適當(dāng)減速，即可實現(xiàn)真正的免停通道。

在線上交易日趨成熟的今天，各項技術(shù)正在蓬勃發(fā)展。GPS和紅外線遙感技術(shù)也在這樣一個環(huán)境中迅速發(fā)展，這為實現(xiàn)二者結(jié)合提供了一個有利條件。

隨著5G技術(shù)的逐漸發(fā)展，網(wǎng)速將會得到提升，解決了網(wǎng)絡(luò)條件有限的問題。大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，線上支付、交易、信息處理已經(jīng)成為一種趨勢，在這一背景下發(fā)展該技術(shù)，能夠有效地促成這一系統(tǒng)的生產(chǎn)以及使用，使線上收費站成為可能。

[參考文獻(xiàn)]

[1]廖小梅.韓國、日本高速路如何防堵保通暢[J].求知，2004（3）：43-44.

[2]許國慶.高速公路電子不停車收費系統(tǒng)（ETC）的節(jié)能探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（24）：81-82.

[3]張婷婷.高速公路ETC不停車收費技術(shù)的分析[J].居舍，2019（6）：39.

[4]佚名.上海高速路啟動不停車收費[J].中國防偽報道，2008（12）：57-58.