电子收费系统的应用研究

王浩

摘 要 传统的人工收费和半自动收费方式越来越难以满足收费公路运营和管理的要求，它不仅容易造成行车拥挤，而且由于频繁启动与刹车造成车辆磨损、燃油消耗和环境污染等问题，因此就需要智能交通系统来解决此类问题。而电子收费系统理论上可以使车辆以最大160 km/h的高速通过收费站，由计算机等设备自动完成对车辆通行费的征收工作。

关键词 电子 收费 系统 研究

中图分类号：TP391 文献标识码：A

1电子收费系统的工作原理

当车辆驶近收费站时，收费站的电子收费系统开始工作。电子收费车道的交通信号及标志引导ETC用户正确驶入不停车收费车道，自动车辆识别系统被激活，安装在门架或路侧的ETC车道天线与车载电子标签进行数据交换。车道控制计算机根据电子标签中储存的信息识别出道路使用者和既定车型，自动车型分类系统同时对当前车辆类型进行自动判别，并与电子标签内置的车型数据进行核对。如果一切正常，车辆自动识别系统将从电子标签中扣除相应的通行费或记录下该电子标签中的账号信息，车道控制计算机生成收费记录存入收费站的计算机系统。如果发现非正常情况，车道控制系统将利用交通控制系统采取拦截或警报手段迫使违章车辆停下接受处理。

2电子收费系统的构成

2.1车载单元

车载单元是一个装载在车辆上的电子标签，用来携带出行车辆身份证明用的识别码、授权证明、账户资料和其它方面的资料数据。

2.2路侧单元

路侧单元用于与车上电子标签进行通信，并做好进一步的校验工作，依据与车载单元间信息的传输功能，可分为单向式与双向式。单向式路侧单元在车辆通过通信区域时，识读单元即读取并辨别车载单元内使用者与车辆的识别码，再传输到计算机中心。双向式则是识读单元与车载单元需要进行无线通信，并经历一个双向沟通确认的过程，由识读单元发送扣除通行费回传车载单元。主要设备有：车辆探测器、车辆自动识别系统、数据处理器、信号灯、闭路电视设备、照明设备。

2.3收费管理中心

原来存储和处理交易记录资料的计算机数据库操作系统，作为账目稽查、转账、制作财务报表与账单用，并且所有电子标签管理是用登记资料或是账户资料。

3车载电子标签技术

电子标签通常由电源单元、数据处理单元、通信接口单元、人机接口单元和微带天线组成。主要包括以下三类：

（1）只读电子标签：只读电子标签属于第一代电子标签。一般来说，储存在电子标签内的信息是只读性的，不能修改，而且电子标签也基本不具备数据处理能力。无中央处理器，更类似于一片PROM只读存储器。

（2）可读写智能电子标签：可读写智能电子标签属于第二代电子标签。第二代电子标签的特点是两个不同的数据区：只读区和可读/可写区。只读区的数据一旦在工厂或收费公司编程后，一般是不可更改的。只读区用于存放固定或不允许更改的信息，可读/可写区允许进行多次读写或擦除操作，用于存放临时数据。第二代电子标签的特点是适合于“封闭式”收费系统。

（3）带智能卡的电子标签：带智能卡接口的电子标签属于第三代电子标签。智能卡是一个包含微处理机和存储器的集成电路卡片，它可以是ETC专用卡，也可以是银行发行的信用卡或电子钱包，主要用于存储账户余额信息。第三代电子标签内部带有微处理器，并具有更大容量的数据存储空间。第三代电子标签包括的主要功能模块有：

①微波信号发射与接收单元；

②信号调制与解调单元；

③数据编码与解码单元；

④中央控制微处理机器；

⑤IC卡通信接口单元；

⑥人机接口单元；

⑦看门狗电路和低功耗唤醒电路单元。

4电子收费系统在国内的产业化应用

停车收费产生的交通堵塞、资源浪费、空气污染及收费资金失控等现象已成为政府和公众关注的问题。为解决此类问题，“九五”期间，国内先后建立了首都机场高速公路电子不停车收费系统、广州七桥两隧道电子不停车收费系统和德中公路电子不停车收费系统。2000年，交通部公路科学研究所研究并提出了适应高速公路联网收费新形式的组合式ETC联网收费技术，即“主/被动双片式电子标签+双界面IC卡的组合式电子收费系统技术方案”，提出了ETC技术和IC卡收费技术紧密结合发展的新思路。

先进的电子收费技术对于公路运营管理和公路通性服务水平的提高有很大潜力。近年来，与ETC集成技术相关的自动识别技术、计算机数据处理技术与相应的电子产品得到了迅速的发展，为我国ETC技术集成的应用与产业化提供了技术和产品生产的保障。交通部科技司于1998 年把“网络环境下ETC 收费系统研究与推广应用”作为联合攻关项目。在此课题研究开发的基础上，中国交通工程设施（公路）标准委员会和中国ISO/TC 204 技术委员会已完成对ETC收费系统DSRC的标准化。

针对各种电子不停车收费方式，交通部于2000年发布的《高速公路联网收费技术要求》 中，完善了ETC 的规范化应用，指出电子不停车收费（ETC）是收费技术的发展方向，建议有条件的省市宜采用以人工半自动收费为主，电子不停车收费为辅的组合方式，电子不停车收费系统宜采用双片式电子标签，以实现电子不停车收费方式与IC半自动收费方式的兼容与互补，储值卡方案设计必须符合国家有关金融卡交易的安全规定。