摘要：電子不停車(電子不停車收費系統(Electronic Toll Collection，簡稱 ETC)作為智能交通系統(ITS)的重要內容，是國際上正在努力開發并推廣的一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費系統，特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環境下采用，被我國列為研究開發的目標。本文介紹了高速公路ETC電子收費系統的工作原理、 系統構成、 系統功能及其工作流程， 提出了電子收費系統的優缺點，探討了電子收費系統發展亟待解決的問題。

　　關鍵詞：高速公路;ETC電子收費系統;技術研究

　　Abstract: Electronic don't stop (Electronic no parking charge system (Electronic Toll Collection, hereinafter referred to as ETC) as intelligent transportation system (ITS), is the important content of the international development and promotion are trying to a used for highway, bridge and tunnel Electronic automatic fee system, particularly suitable for in highway or busy traffic bridge the environment in China, was listed as the objective of the development of research. This paper introduces highway ETC Electronic Toll system the working principle, system structure, system function and ITS working process, put forward the Electronic charging system, probes into the advantages and disadvantages of Electronic charging system development issues that need to be resolved.

　　Key Words: highways; and electronic charging system ETC; technology research

　　中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A 文章編號：

　　隨著國民經濟的發展，道路運行車輛逐漸增加和高速公路網絡的逐漸形成，停車收費已經對高速公路營運產生了負面的影響，收費站的瓶頸現象已經在我國一些地區造成繳費車輛堵塞， 影響了車輛的運行速度。解決這一問題的有效途徑是采用ETC ( 電子不停車收費) 技術。電子不停車(電子不停車收費系統(Electronic Toll Collection，簡稱 ETC)作為智能交通系統(ITS)的重要內容，是國際上正在努力開發并推廣的一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費系統，特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環境下采用，被我國列為研究開發的目標。在傳統采用車道隔離措施下的不停車收費系統， 通常稱為單車道不停車收費系統， 在無車道隔離情況下的自由交通流下的不停車收費系統， 通常稱為自由流不停車收費系統。實施不停車收費， 可以允許車輛高速通過， 大大提高公路的通行能力; 公路收費走向電子化， 可降低收費管理的成本， 有利于提高車輛的營運效益， 同時也可以大大降低收費口的噪聲水平和廢氣排放。由于通行能力得到大幅度的提高，可以縮小收費站的規模，節約基建費用和管理費用。另外， 不停車收費系統對于城市來說， 不僅僅是一項先進收費技術，還是一種通過經濟杠桿進行交通流調節的切實有效的交通管理手段。

　　1、電子不停車系統概述

　　ETC系統是通過遠距離、 非接觸射頻識別技術(RFID )采集信息，實現車輛在快速移動狀態下自動識別收費的自動化管理 ETC系統特點：不停車、 無人操作、 無現金交易。 RFID系統包括電子標簽、 閱讀器和天線三部分：電子標簽(TAG射頻卡)，安裝于車載單元(OBU )上，由耦合元件及芯片組成。 標簽含內置天線，用于和射頻天線間進行通信，每個標簽具有惟一電子編碼(EPC)，其具有智能讀寫和加密通信的功能，通過無線電波與讀寫設備進行數據交換;二是閱讀器，也稱讀寫器，讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標簽信息，用于主機和電子標簽間的數據傳送;三是天線即路側單元RSU，在標簽和讀寫器間傳遞射頻信號。 完整的RFID應用系統還包括： RFID管理軟件(又稱中間件，屏蔽 RFID設備的多樣性和復雜性，為后臺業務系統提供強大支撐);系統硬件及應用軟件(記錄數據、 實現管理功能等)。

　　2、ETC電子收費系統工作原理

　　ETC電子收費系統主要利用車輛自動識別技術， 通過路側車道或門架上控制系統的信號發射與接收裝置 ( RSU ) 識別車輛上的車載單元(OBU)的 “電子標簽” ， ETC車道計算機根據 “電子標簽” 中存儲的信息識別出車輛的基本信息， 根據車輛行駛情況從車主的銀行賬號或儲值中扣除通行費。 交易成功后,車道欄桿自動抬起， 放行車輛; 車輛通過后， 欄桿自動降下。 整個過程不需人工干預， 車輛不停車快速通過ETC收費車道。

　　3、ETC電子收費系統構成

　　ETC電子收費系統主要由ETC收費車道、收費站管理系統、ETC管理中心、專業銀行及傳輸網絡組成。根據分工的不同，系統又可分為前臺系統和后臺系統兩大部分。前臺主要通過ETC收費車道系統實現不停車收費。 ETC車道設備主要由天線、 天線控制器、 觸發線圈、 抓拍線圈、 落桿線圈、 自動欄桿機、通行信號燈、 閃光報警器、 車道計算機、 車道控制器、 費額顯示器 (帶余額顯示功能) 、 車道攝像機、 字符疊加器、 霧燈、 車牌識別系統等組成。后臺系統由收費站管理子系統、 ETC管理中心和專業銀行組成， 負責后臺的ETC交易數據服務、 運營參數管理以及系統運行監控， 并通過數據接口軟件， 在站級實現ETC電子收費系統與聯網收費系統的數據處理工作。 ETC管理中心是ETC系統的最高管理層， 既要進行收費信息與數據的處理和交換， 又要行使必要的管理職能。 后臺系統根據收到的數據文件在公路公司和用戶之間進行交易、 拆帳和財務結算， 配有多臺功能強大的計算機， 完成系統中各種數據、 圖像的采集和處理。

　　4、ETC電子收費系統功能

　　(1)探測車輛的駛出、 駛離并對車輛進行計數， 傳送檢測結果。 結合車輛識別， 可判斷車輛是否有電子標簽 (O B U) ; (2)具有實時圖像抓拍和車牌識別功能。 當車輛通過車道時， 抓拍設備自動對車輛圖像進行抓拍并保存， 識別車牌號碼并保存; (3)在人口車道將人口收費站、車型等信息寫入蘇通卡信息; 在出口車道， 更具車輛經過的人口收費站、 費率等計算通行費金額; (4)根據車道計算機控制指令正確控制車道設備動作， 包括自動欄桿的升起、 通行信號燈的切換、 報警器的開關、 費額顯示器的顯示、 大棚燈的切換等; (5)完成車道和收費站之間的數據交換。 包括接收收費站下達的信息、 上傳蘇通卡原始通行費數據、 人口車道的過車信息等; (6)如果車輛通過ETC車道時出現異常， 車到系統將攔截該車車輛不允許通行， 系統不再對該車輛進行出路， 由收費站工作人員引導至隔壁的MTC車道。

　　5、ETC 處理流程

　　車主到客戶服務中心或辦理機構購置車載電子標簽，交納儲值，由發行系統向電子標簽輸入車輛識別碼(ID)與密碼，并在數據庫中存入該車輛的全部有關信息(如識別碼 、車牌號、 車型、 顏色、 儲值、 車主姓名、電話等)。 發行系統通過通信網將車主、 車輛信息輸入收費計算機系統。標識卡貼在車內前窗玻璃上，當車輛進入 ETC收費車道處于天線發射區時，處在休眠狀態的電子標簽受到微波激勵后蘇醒，開始工作，并以微波方式發出電子標簽代碼和車型代碼;天線接收確認電子標簽有效后，讀出車型代碼以及其他識別代碼和時間，傳送給車道控制器，車道控制器將數據存儲并轉送收費結算中心。 如無效卡或無卡車輛在收費車道上沖卡，天線在確認無效性的同時，啟動快速自動欄桿，關閉收費車道，并啟動逃費抓拍攝像機將逃費沖卡車輛圖像進行抓拍，并將抓拍圖像及無效代碼和沖卡時間一并傳送給車道控制機記錄在案，事后依法處理。 收費結算中心與管理銀行收到匯總收費信息后，從各個用戶賬號中，扣除通行費和算出金額，撥入相應公司賬號。 銀行實時核對用戶賬號金額，余額低于預定的臨界閾值時及時通知用戶補交金額，若繼續使用其將被劃歸無效電子標簽，編入黑名單并通知各收費站 收費結算中心設有用戶服務機構，向用戶出售識別卡、 補收金額和接待客戶查詢。 系統后臺擁有一套金融運行規則和計算機網絡及數據庫支持，用于處理事后收費等事項，用戶也可通過網絡、 短信或電話客服進行查詢。

　　6、　電子收費系統的優缺點

　　6.1　電子收費系統的優點

　　( 1) 不受人為干擾,能減少錯誤的出現; ( 2) 從根本上解決票款流失問題;( 3) 能顯著提高收費站的通行能力;( 4) 能明顯消除車輛由于在收費站減速、 怠速、 加速等尾氣排放所產生的環境污染問題;( 5) 可提高駕駛員的舒適性;( 6) 可減少收費站管理人員的費用;( 7) 可采集車輛OD 數據等;( 8) 能充分發揮高速公路快速、 高效、 暢通等功能。

　　6. 2　電子收費系統的缺點

　　( 1) 一次性投資較大, 并且如果出現逃費或欠款現象,處理起來較為繁瑣;( 2) 車道設備配置較昂貴, 如紅外或微波的發射和接收設備、 車道控制器、 可變情報板、 攝像機等。

　　7、　電子收費系統發展亟待解決的問題

　　電子收費系統作為一項新興的應用技術, 其研究正越來越深入,目前應解決的關鍵技術是: 車輛自動識別技術與收費系統安全技術。車輛自動識別技術是電子收費系統的核心技術,車輛自動識別就是利用相關技術把通過某地點的車輛身份自動地識別出來, 包括車輛型號、 車牌號碼、 車主資料等信息。 目前車輛自動識別技術主要分為五種:感應線圈式、 微波式、 光學式、 聲波式、 GPS 式, 其中微波式車輛自動識別技術在國內外應用較為廣泛。

　　實現電子收費, 要求收費系統具有很高的安全性,要保證一車一卡, 具有唯一性, 。車輛的開戶、 銷戶、 掛失等均由統一的管理部門負責; 收費管理中心與銀行或收費公司之間以加密方式進行信息傳遞。電子收費系統如果進一步應用,必須綜合考慮以下問題：

　　( 1) 與車輛管理機構的工作有機結合。( 2) 收費信息與監控信息的有機結合, 實現收費與監控聯動;( 3) 從深層次上對數據進行挖掘處理;

　　隨著我國高速公路的進一步發展,省際聯網正日益走上議事日程, 電子收費系統也必然會得到更快、 更迅猛的發展。

　　參考文獻：

　　[1] 馮炎,劉宏飛. 電子收費系統在國內高速公路的應用[J]. 長春大學學報, 2009,(10) .

　　[2] 張勇,周躍華,趙蕊. 高速公路電子不停車收費系統(ETC)節能分析探討[J]. 交通節能與環保, 2011,(03) .

　　[3] 田晟. 某區域高速公路全自動收費經濟分析預測[J]. 華南理工大學學報(社會科學版), 2009,(06) .