摘要：中国的改革开放促进了高速公路建设的快速发展。自二十世纪80年代高速公路始建以来，发展至今已经形成规范化、系统化的高速公路运输系统。高速公路多为“贷款修路”，收费是为了创造经济效益以偿还贷款，部分资金还要投入到高速公路的维修和维护当中。如果采用人工收费的方式，不仅收费效率低、影响高速公路的正常运营，而且投入成本也相对较高。在高速公路管理系统中，高速公路的收费是一个重要环节，完善收费系统的同时，应用ETC收费系统可以提高高速公路的管理水平，通行效率大大提高。
关键词：高速公路；ETC；电子收费系统；技术
1 ETC电子收费系统概要
ETC(ElectronicTollCollection)系统，是科技不断进步的产物。在电子不停车收费系统中，高速公路电子不停车收费车道，路旁设有可以发射微波的天线，而车辆则需要装载有可以储存和记录车辆信息的电子标签(OBU)。当车辆通过电子不停车收费车道时，微波天线(RSU)接收车辆电子标签中的信息，进一步传输到收费车道机中，车道机识别车辆信息后，根据车辆行驶状况收取具体的费用，自动从车辆的账户中扣除通行费。交易成功后，车道栏杆自动抬起，放行车辆;车辆通过后，栏杆自动落下。在整个电子不停车收费过程中，车辆直接通过收费车道，不需要停车等待，避免车流量大时，停车收费造成的拥堵现象;另外，整个收费过程无需人工干预，用户可不停车快速通过ETC收费车道。这种全自动的收费模式，节约了人力和物力，对于我国高速公路事业的发展具有里程碑意义。
2 ETC电子收费系统的功能
ETC电子收费系统具有以下几个功能：①通过收费车道上的信号接受装置探测进出站的车辆数量，并进行数量的统计，合并每辆车上的信息并上传到后台管理中心；后台管理中心通过处理数据，判定该车辆是否具有车载识别电子单元，并将这一信息下发到收费站点的处理系统上。②具有视频监控的功能，能实时进行图像的抓拍和保存，还能识别车牌。也就是说，当某辆车通过收费车道时，ETC电子收费系统能够采集和保存其图像数据，识别车牌号码并对车辆信息和图像信息进行配套。③在高速公路的进站通道上，通过对车辆的识别，将车辆信息写入“一卡通”，每经过一个通道即可写入一条信息；在高速公路的出站通道上，根据“一卡通”内的信息以及相关的计费方式统计通行费用。④车道栏杆控制系统部能够根据后台传来的指令判断是否将栏杆抬起或者拒绝车辆的通行。同时，车道栏杆旁的显示屏幕会将车辆的行驶通行总费用显示出来，包括余额不足、不具有ETC电子通信设备等信息。⑤能够直接完成两个站点之间的数據信息交流，降低总管理控制中心的负荷，节约信息传输通道。⑥车辆通过时，如果车辆信息识别失败或者出现其他不能识别的错误，车道栏杆会接收到不给予通过的命令指示，拒绝车辆通过，再由相关工作人员引导到旁边的传统收费出站口。
3 ETC收费系统的应用
3.1 ETC收费系统的信息存储功能
ETC收费系统所具有的信息存储功能，不仅能够将车辆信息储存到系统的数据库中，还可以根据存储的信息对驶入高速公路的车辆信息进行比对、判断。车辆信息所涉及的内容不局限于车辆、车型的标识码，还包括车主的信息、车辆属性的数据信息以及车辆年审的有效时间等等。车辆一旦进入到ETC收费系统的监控下，感应卡中所存储的数据就会传送到ETC收费系统中，对车辆的身份信息进行识别。同时，ETC收费系统还会将所识别的信息传回到感应卡中，包括收费缴费的数据等等信息都可以存储。
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3.2 ETC收费系统的自动识别车辆功能
ETC收费系统设计中，自动识别车辆功能是对进入高速公路的各种车辆进行识别，所采用的技术包括红外自动识别技术、微波自动识别技术结合光学技术和射频技术，自动识别技术是ETC收费系统发挥自动化作用的核心技术。驶入高速公路的车辆，当经过某一个设定的点，ETC收费系统就会对车辆进行自动识别，并将车辆的信息记录下来。
3.3专用短程通信技术
现代科技的不断发展，高速公路的运营状态实现了联网状态，各个部分都相互关联，协同工作。这就是说，各个部分都需要进行良好的沟通，这就离不了相应的通信技术。在电子不停车收费系统中，主要涉及到的通信技术有:专用短程通信技术。DSRC(Dedicated Short Range Communication)专用短程通信是ITS智能运输系统领域中专门用于机动车辆在高速公路等收费点实现不停车自动收费。DSRC能提供高速的数据传输，并且能保证通信链路的低延时，保证系统的可靠性，是专门用于车辆通信的技术。DSRC技术是一种无线通信系统，它负责在车—路以及车—车之间建立信息双向传输。在采用DSRC技术的系统中，车子上装备有OBU，相当于移动终端。并且OBU有比较强的数据处理能力，可以满足DSRC的特定需要。在路边部署了被称为路边单元的RSU，与OBU相比除了具有基本通信功能外还拥有一定的管理功能并且接入后备网络。车载DSRC系统包括车—路(V2R)通信和车—车(V2V)通信两种形式:车—路通信是车辆与路边基础设施的通信，属于移动节点与固定节点的通信，采用基于一跳的AdHoc网络模型;车—车通信是车辆间通信，采用基于多跳的AdHoc网络模型[6]，如AdHoc网络中的多跳组网方式。
3.4 ETC收费流程
ETC车道设备主要由天线、天线控制器、触发线圈、抓拍线圈、落杆线圈、自动栏杆机、通行信号灯、闪光报警器、车道计算机、车道控制器、费额显示器(带余额显示功能)、车道摄像机、字符叠加器、雾灯、车牌识别系统等组成。通过ETC管理中心进行收费信息与数据的处理和交换，完成收费过程。具体收费流程如下:通过安装在门架或者路侧车道上的控制系统，通过数字信号发射和自动接收装置，来自动识别安装在通行车辆内的“电子标签”实现计费目的，这时候ETC车道计算机就会依据车辆中“电子标签”内所存储的各类信息，来快速鉴别过往通行车辆所包含的各类基本数据，从车辆所有人的储值卡或者捆绑的银行账号中自动地扣除掉通行费用。在整个交易完成以后，ETC车道栏杆就会迅速自动地抬起，并放行该车辆;并在该车辆通过以后，再自动地降下。在整个车辆通行的过程中，根本不需进行其他任何人工干预，从而实现车辆不停车收费与通行。
3.5 ETC收费系统的视频稽查功能
ETC收费系统所发挥的视频稽查功能，是在收费系统的设计中引入了光学字符识别技术和图像识别技术。数字影像系统将车牌号码摄录下来，经过图像识别后，借助视频稽查功能对车辆有效识别。在ETC收费系统发挥视频稽查功能的过程中，还涉及到编程技术，通信控制技术、模糊技术等等，其中的模糊技术能够对模糊不清的车牌号码有效识别。也就是说，驶入高速公路的车辆如果使用的车牌是假的，或者非法处理的，经过视频稽查系统就可以识别出来[6]。通过ETC收费系统还可以获得非法车辆的各种信息，以对其行为以相应的处理。
结论
随着我国国民经济的快速发展，我国的高速公路网格也基本形成。但伴随着人们的陆路出行越来越频繁，大大增加了高速公路收费站的通行压力，传统的人工高速公路收费模式已渐渐不能满足人们的需要，经常出现高速公路收费站交通拥堵现象。经过长期的实践，我国采用电子不停车收费系统的高速公路收费站，较好的减缓了传统人工收费站的各种弊端，随着电子不停车收费系统技术的完善改进，其特有的高效、便捷性将发挥更大的作用，电子不停车收费系统必将拥有一个美好的未来。
参考文献
[1]张星.ETC车道收费软件的设计与实现[J].交通信息产业,2017(01):23 -25.
[2]童凯维.关于高速公路电子收费系统的相关探讨[J].河南科技,2017 (15):176-177.
论文作者:齐磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/12
标签：车辆论文; 收费系统论文; 车道论文; 高速公路论文; 信息论文; 电子论文; 功能论文; 《基层建设》2018年第36期论文;