組合式聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)技術(shù)選擇與應(yīng)用

　　一、ETC系統(tǒng)簡介

　　ETC(Electronic Toll Colection)即電子不停車收費系統(tǒng)，利用車輛自動識別(Automatic Vehicle Identification，簡稱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數(shù)據(jù)交換，并通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行收費數(shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)不停車收費的全電子收費系統(tǒng)。收費系統(tǒng)對于減少道路收費口處的交通擁擠，加快車輛通過收費口的速度起到了良好的效果，是目前世界上最先進的路橋收費方式。

　　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?，路網(wǎng)的逐步完善，交通流量的不斷增加，高速公路的收費方式面臨新的問題。

　　1．收費設(shè)施和收費技術(shù)落后，車輛通行收費口速度較慢，城市出入口的收費站形成交通瓶頸；

　　2．由于采用人工收費方式，容易產(chǎn)生差錯和貪污等現(xiàn)象；

　　3．通行效率較差，所以要求車道數(shù)量較多，造成投資浪費和運營成本的增加；

　　4．停車次數(shù)多，給環(huán)境造成影響；

　　5．停車交費時間較長，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，電子不停車收費方式無疑是最佳的選擇，雖然不停車收費系統(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技術(shù)方案，大都是單片式ETC系統(tǒng)。這對于以開放式收費為主，經(jīng)濟發(fā)達，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。但這種人工收費系統(tǒng)和電子不停車收費系統(tǒng)完全分離的運營模式，對于我國這樣大規(guī)模的公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)而言，會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)險大；

　　2．大多數(shù)人口收費站和出口收費站的交通量小，車道數(shù)量少，單獨辟出一條專用ETC車道在土建上既困難，在利用率上又不經(jīng)濟；

　　3．由于各收費站缺乏備份ETC車道，整個電子收費系統(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)收費技術(shù)方案，實現(xiàn)了人工半自動付費方式和電子不停車收費方式的結(jié)合，從很大程度解決了大規(guī)模路網(wǎng)內(nèi)電子不停車收費系統(tǒng)實施所面臨的上述問題。

　　三、組合式聯(lián)網(wǎng)收費技術(shù)介紹

　　(一)方案簡介

　　組合式電子收費技術(shù)方案充分考慮了ETC全自動電子收費方式和IC卡人工收費方式的適用條件，將兩項技術(shù)通過兩片式電子標(biāo)簽加雙界面CPU卡的模式有機的結(jié)合在一起，在全路網(wǎng)內(nèi)以最經(jīng)濟、有效的手段實現(xiàn)準(zhǔn)確收費、快速通行、提高服務(wù)質(zhì)量等綜合目標(biāo)。組合式收費技術(shù)方案真正實現(xiàn)了人工收費(MTC)和ETC收費車道的兼容。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)通過電子收費口時，利用車輛自動識別技術(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。在交通量較小的站，僅設(shè)有人工收費車道，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車道。

　　(二)組合式收費系統(tǒng)優(yōu)點

　　1．集中了IC卡收費和ETC收費的優(yōu)點，在聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)中實現(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，易于試點和推廣；

　　4．由于實行預(yù)付卡為在高速公路收費站、服務(wù)區(qū)、油站、商場等實現(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。從實際運行的不停車收費系統(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)于其他兩個頻段，因此我國公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(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式和被動式。

　　(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、隧道等按次收費的開放式收費制式。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，但價格較只讀型昂貴。

　　(四)電子標(biāo)簽是否用IC卡作存儲介質(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，特點車輛通行收費站速度較高，無需自動欄桿；低速ETC車道，特點車輛通行收費站速度較小，有自動欄桿；結(jié)合我國的實際情況，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)注不停車收費車道，引導(dǎo)車輛進入低速ETC車道，其中主動式天線將迅速的與車輛進行數(shù)據(jù)交換，由結(jié)算系統(tǒng)進行通行費結(jié)算，然后給系統(tǒng)以提示信號，系統(tǒng)開啟自動欄桿，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，將在情報板給司機提示，繳費不成功，轉(zhuǎn)入普通車道的提示，同時交通指示標(biāo)志將起到引導(dǎo)作用，保證車輛能夠進入普通類車道，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，同時也防止了后續(xù)需要進入ETC車道的車輛需要全部退出的窘境發(fā)生，提高了智能化，同時可以最大限度的減少車輛故意闖ETC車道而導(dǎo)致逃費事件的發(fā)生。具體設(shè)置如下圖： 

　　五、總結(jié)

　　隨著ETC收費系統(tǒng)推廣和應(yīng)用，將極大地提高車輛通過收費站的通行效率，并可以逐步擴展到服務(wù)區(qū)的商場、飯?zhí)?、修理場、油站一卡通，對于高速公路的服?wù)質(zhì)量提高和運營模式產(chǎn)生深遠的影響。在具體的實施過程中選擇組合式聯(lián)網(wǎng)收費技術(shù)無疑是兼顧各方面要求的技術(shù)，將提高收費系統(tǒng)的效能并有利于高速公路的可持續(xù)性發(fā)展。