高速公路不停车收费车道运行原理及技术综述

蒋文政

摘要：目前不停车收费是利用RFID技术并综合计算机网络技术用于解决当前交通收费效率低下情况而发展起来的。阐述高速公路不停车收费系统构成，介绍高速公路不停车收费系统的原理、系统的组成和现阶段存在的问题，针对存在的问题提出解决方案。

关键词：高速公路；ETC 系统；收费效率

本文论述的电子收费系统指不停车收费系统，以下简称 ETC 系统。在 ETC 系统运行中，驶入收费车道的车辆必须安有电子标签（感应卡），不停车，减速慢行、系统天线会和电子标签进行数据交换，车道栏杆自动抬起，车辆实现自动缴费通行。某省高速公路在一些重点收费站口已经安装了 ETC 收费系统。随着电子收费技术的发展，必将全面实行快捷高效的 ETC 收费系统。

一、不停车收费（ETC）系统简介

不停车收费（ETC）介绍 ETC 是国际上正在努力开发并推广的一种用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统。ETC 技术在国外已有较长的发展历史，美国、欧洲等许多国家和地区的电子收费系统已经局部联网并逐步形成规模效益。我国以IC卡、磁卡为介质，采用人 工收费方式为主的公路联网收费方式无疑也受到这一潮流的影响。

ETC 收费系统是集成了微波、计算机、网络、电子和软件数据库技术组成的高科技系统。该应用有效地提高了收费效率，增加了车辆通行能力，降低了收费管理成本，减少了收费站汽车尾气污染。

二、不停车收费（ETC）车道的工作原理和系统构成

高速公路的收费方式是自动收费和人工收费相结合的方式 ， 并用 ETC 系统与MTC（计算机辅助的人工收费）系统。

（一）不停车收费（ETC）车道的工作原理

当预埋于车道地面以下的专用电子感应线圈检测到车辆驶入 ETC 车道时候，安装在支架的微波天线与安装在汽车挡风玻璃上的“电子标签卡”自动交换信息，ETC车道计算机根据车辆行驶情况从车主的银行账户中扣除通行费。交易成功后，车道栏杆自动抬起，放行车辆通过后，栏杆自动落下。整个过程不需要人工干预 ， 车辆不需要停车，以较低的车速通过 ETC 收费车道。

（二）不停车收费（ETC）车道构成

目前高速公路不论是 MTC 收费方式还是 ETC 收费方式都是通过计算机网络系统来实现的，ETC 系统是联网收费的组成部分，通过软件对接和 MTC 系统很好的融为一体。ETC 系统包括站服务器系统和车道客户端系统两部分 ， 其中车道客户端系统负责实现 ETC 车道的电子不停车收费 ， 站服务器计算机进行后台的ETC 车道交易数据处理、各种参数管理以及系统数据统计，ETC 系统通过收费网络系统上传和接收收费中心业务数据。

ETC 系统设备主要有感应线圈、读写天线、车载电子标签、自动栏杆、费额显示器、通信指示灯、辆检测光栅、车道控制器、车道工控机。电子标签读写天线接口为 RS232，与收费亭的车道工控机上串行连接，信息交换通过软件系统来完成；通过车道控制器，车辆检测光栅、车道通行灯、自动栏杆、费额显示器等设备与车道工控机连接；视频信号通过字符叠加器叠加通过的车辆信息后传递到收费站的监视器上。各部件之间有序响应完成整个收费过程。

三、不停车收费（ETC）系统工作流程及特点

1.ETC 系统工作流程车辆驶入车道前端通讯区域时，感应线圈向车道计算机系统发送车辆到达信号，车道计算机自动发出天线写指令，车道天线与电子标签进行通信，判别车辆信息的有效性，有效則进入缴费程序，无效则保持车道封闭并报警，直到车辆离开检测线圈，如果交易成功，车道控制栏杆抬起，车道交通信号灯变绿，费额显示器上显示相应的信息，当车辆通过连接抓拍系统的感应线圈时，系统进行图像抓拍，车辆信息通过字符叠加器叠加到抓拍图像中，当车辆通过落杆感应线圈后，栏杆回落，车道指示灯变红，系统保存交易信息，并上传至收费站服务器，再通过收费系统网络把数据实时传送到收费中心服务器，完成本次交易。

2.不停车收费（ETC）系统的特点。到目前为止，国内已经有一大批省市采取了ETC系统来取代原先的人工收费系统，包括北京、上海、江苏、福建、江西等。在实践中，我们发现ETC能够充分体现它非接触、长距离识别的优势，使得车辆在高速通过收费站的同时自动完成收费，解决交通拥堵的问题。总的来说，ETC具有的特点如下：

（1）提高了通行效率

收费效率高—单次收费为3秒，是人工收费速度的5-6倍，这可以有效 防止高速公路收费口交通拥堵的问题，保证了通行效率，降低了环境污染和能源损耗。

（2）大幅度降低了管理成本

降低运营成本—在运行时无需人工干预、无人值守，最大限度减少营运 成本，有效避免了错收、漏收及收费作弊等行为。

（3）安全可靠性

抗干扰性好—通过采用5.8GHz的通信频段和无线射频识别技术，能够有效防止其他信号的干扰，能够适应恶劣的天气环境。必须在安全可靠性高—在收费过程中会进行交易安全认证，保证收费系统的安全可靠性。

（4）应用领域广泛

ETC 系统除了应用于公路收费方面，还适用于加油站、停车场等其他领域。

四、结语

就某高速公路 ETC 应用实践来看，ETC 收费的优势越来越突出 ， 大幅度提高了收费站通行能力，有效降低了收费站车流通行的瓶颈现象，克服了人工收费的诸多弱点。不过该技术也出现了明显的不足，普遍使用的微波通信传送距离有一定限制，车辆必须行驶到距离天线较近的区域系统才会有反应，这样车辆必须减速到比较低的程度，慢速通过，给系统留足够的响应时间。还有就是会出现误报警等情况，技术的提高和完善还有很大空间。

从全国高速公路路网管理模式上看，国内的电子收费系统还没有达到全国联网的水平，即使部分地区实现了区域的联网，也往往局限于同一公司的电子标签及其有合作公司的电子标签，比如广东的粤通卡和香港的路通卡等。虽然有了统一的标准，但是要真正达到全国联网收费及清算还存在一定的困难。不过随着电子技术、网络技术、进入支付安全技术的不断发展，全国联网不停车收费会逐渐成为现实，高速公路会变得越来越快捷、方便。人们将会不断体会科技给生活带来的便利。

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