1分析计重ETC车道系统功能目标
高速公路计重ETC车道系统主要通过对通行车辆的车辆类别进行自动识别和判定，并以此作为系统启动车道控制策略的依据，启用相应的业务处理流程，分别为客车ETC车辆和货车ETC车辆提供相应的通行处理服务。主要功能如下：第一，车道不仅能满足普通ETC用户的不停车通行要求，也能实现对货车ETC用户车辆进行正常的计重处理；第二，计重ETC车道可利用现有ETC车道布局进行改造而实现，充分利用现有ETC车道资源；第三，计重ETC车道系统可同时具备ETC计重专用车道和ETC车道这两类工作模式，在必要时系统既可按需要时切换至任一工作模式运作，或以组合方式实现两种工作模式的共同运作。
2探讨公路计重收费ETC车道系统技术方案
2.1系统模块
2.1.1车辆检测模块
车辆检测模块主要用于实现对车辆的通行状况和位置检测，以触发相应的系统控制指令，完成车辆的控制处理流程。该模块通过车道控制器检测到的线圈(输入)状态所发生的改变，并以中断方式通知车道程序读取最新IO状态，读出IO状态后，跟原来的状态比较以判断出车辆的到达、离开，从而确定车辆的行驶位置，以及对所通行的车辆进行计数。
2.1.2车辆识别模块
该模块主要功能是对车辆类型进行分析与判断，从而分析出待计重收费的车辆类型以及所需提供的对应服务。车辆进入通信区，车载OBU与RSU成功交易后，栏杆机自动抬杆，车辆无需停车即可通过。当RSU未与OBU成功交易或未识别车辆安装的OBU，ETC收费系统禁止车辆通行，并下发移至相邻MTC车道的指令，取出OBU内置的双界面CPU卡作为通行券，或着进行MTC操作后放行。
2.1.3设备控制模块
设备控制模块主要根据系统所做出的控制指令正确控制车道设备的动作，包括：自动栏杆的起落、通行信号灯的切换、警示器/警报灯的开启和关闭、费额显示器的显示、车牌识别器的识别、计重设备的启动等。如系统可通过向车道控制器发送控制指令，控制栏杆、红绿灯等，以及通过向串口发送数据，输出到费率显示牌和字符叠加器。
2.1.4计费模块
该模块是公路计重收费ETC车道的核心模块，根据ETC用户车辆的缴费需要，利用外场车道天线设备，分别收集VST信息、OBU信息和IC卡信息，实现验卡、读卡、写卡等操作，在入口标记过站信息，出口标记过站、计重结果及消费信息，按照用户信息表转换而来的车型查费率表予以收费，最终等待应答结果响应。抬杆允许车辆通过，留存交易流水。
2.1.5图像抓拍模块
当系统抓拍线圈被触发时，模块自动启动车道摄像机的图像抓拍功能，抓拍出一幅清晰图像，并进行保存，以作为车辆通行的图像记录。
2.1.6计重处理模块
该模块是计重货车ETC用户车辆的特殊性需要，和计重控制器加以通信配合，最终得到准确的计重结果。
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2.2技术流程
2.2.1纯计重货车ETC车辆收费模式下的车道处理流程
1）当ETC车辆经过入口车道时自动记录入口信息，并触发微波天线，车载OBU与RSU成功交易后进行OBU有效性判断；2）OBU有效性判定成功后，系统继续读取卡片信息、并进行卡片、黑名单和入口信息的有效性判断；上述判断成功后，系统控制前端栏杆抬升放行，并自动开启计重设备和后端微波天线；3）以上两个步骤的判断完毕后，栏杆机自动抬杆，车辆无需停车即可通过，计重设备及后端微波天线自发启动；4）车辆继续行驶，驶入计重区域进入计重操作，且后端微波天线继续检测车辆OBU并与之进行通信；5）及时提供实载的数据后，车主对计重信息予以确认。车主确认完毕后，系统依据国家规定的合法装载且车货总重费率计算费额。读写天线与OBU和卡片信息进行通信后，依据车货总重费率计算所得费额进行预付卡扣费动作。如果车主对这一扣费标准不认可，则返回入口处重复上述动作；6）系统留存交易流水，出口标记过站及消费信息后抬杆允许车辆通过；7）车辆驶处杆线圈，栏杆落下。完成整个自动计重收费动作，通行信号灯再次变红，等待下一车辆计费通过。
2.2.2共同运作模式下的车道处理流程
1)车辆进入车道，驶入前端微波天线检测区域，并触发微波天线，微波天线与OBU建立通讯并进行OBU有效性判断；2）OBU有效性判定成功后，系统继续读取卡片信息、并进行卡片、黑名单和入口信息的有效性判断；3）上述判断成功后，如果系统反馈前方仍有交易车辆，则提醒车主用户等候处理；如果前方无交易车辆，系统将继续进行车型判别，并按照车型进行控制逻辑切换；4）若判断车型为普通ETC车辆，则对车辆进行通行费额计算并从储值卡的电子钱包或记账卡的账号中收取通行费，车道流程直接转至第七步，若为计重货车ETC车辆，系统控制前端栏杆抬升放行，并自动开启计重设备和后端微波天线；5）车辆继续行驶，驶入计重区域进入计重操作，而且后端微波天线继续检测车辆OBU并与之进行通信；6）系统获取计重数据后，将提示车主用户进行确可。若车主用户认可后，系统根据计重数据并结合基准费率计算费额。当后端天线继续读取OBU和卡片信息后，根据费额从储值卡的电子钱包或记账卡的账号中收取通行费；若车主用户不认可，系统将提示倒车进行重新计重处理；7）通行费缴费成功后，系统回写出口信息并进行图片抓拍；8）系统生成出口交易流水，栏杆抬升放行车辆；9）当车辆通过落杆线圈时，栏杆回落，通行信号灯变红。
2.3技术经验分析
第一，在早期，由于造价等原因，高速公路收费车道主要安装动态称重系统，但由于动态称重系统存在称重精度低、误差随速度变化大等技术缺陷，实际运营过程中经常出现收费争议。为提高称重系统准确性，先决条件是完成整车式称重系统改造工作，整车式称重系统相比动态称重系统具有称重精度高、重复性好、误差范围小等特点。随着全省出口车道安装整车式称重系统，货车重量准确性得到了大大的提高，这是实现公路计重收费ETC的重要前提；第二，半挂车辆最长可以达到18m，现有的货车车道往往在收费车道出口外侧，势必影响OBU对货车的识别。如采用加长车道等方式对计重车道进行改造，会造成造价的急剧升高，而受限于现场环境，可能计重车道的改造根本无法完成。所以可考虑将货车车道改为正对通行车道，在小型车辆ETC的旁边，可以较好的解决这一问题。
3结语
总之，ETC计重收费系统作为今后公路计重收费的主要方向，其能够提升公路的运行效率。减少收费站人员的具体投入，更好地解决收费站在交通运行过程中不良问题。但针对ETC计重收费软件设计、标准化问题、跨省交易解决问题，还需要多个部门进行处理和协调。
参考文献
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[4]薛欢欢.浅谈高速公路收费机电系统维护与管理[J].科技与创新，2017，05.
论文作者:霍树明
论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年01期
论文发表时间:2019/6/18
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