浅议高速公路ETC电子收费系统的技术运用

周国骥

摘要：由于我国高速公路建设工程的不断增加，不同路段进行系统联网，最后统一收费的情况越来越多；再加上车流量过大，高速公路出口收费处的排队等待时间大大延长，降低了我国高速公路的通行效率。因此，提高高速公路的通行效率，缩短车辆通行等待时间，加强ETC电子收费系统技术的应用是现阶段的首要任务。

关键词：高速公路；ETC电子收费系统；技术研究

一、ETC电子收费系统构成

ETC电子收费系统结构体系总体可以分为三级：路网级、路段级和收费站级，见图1所示。收费系统主要包括以下步骤：数据采集—数据上传至收费站—信息处理—信息上传至路段管理中心—按时段分类—上传至结算中心。具体讲就是电子收费系统通过微波天线及时采集收费数据，之后将这些数据输送至收费站，收费站经过信息处理后，及时输送到路段管理中心，这时路段管理中心根据计费时段以及计费规则，最后将缴费信息输送至结算中心。

二、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人一条信息；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据信息交流，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。

三、ETC电子收费系统车道过车流程

（一）ETC电子收费系统入口车道流程

ETC入口车道主要对装有电子标签和预付IC卡的车辆进行写入入口信息（站号、车型、车牌、时间等）的操作。流程如下：1）车辆压上触发线圈，激活ETC天线，ETC天线开始同电子标签进行通讯，当车辆压上抓拍线圈时，车道软件同时抓拍车辆图像，并获取自动识别车牌信息。2）ETC天线将获取的OBU以及车辆信息发送上位机，系统接收到天线发送的OBU信息后，对OBU进行有效性判断（是否插卡、OBU黑名单、拆卸状态等）。3）当OBU验证通过后，系统返回天线继续处理请求，天线继续上送预付IC卡基本信息。4）系统继续对预付IC卡进行有效性验证（发卡方有效性验证、黑名单检查、是否过期等）；5）验证通过后，系统写入入口收费站信息，栏杆抬起，通行信号灯变绿，等待车辆放行，车辆离开后，栏杆落下，通行灯变红，系统等待处理下一辆车。OBU如果验证失败，系统进行相应信息报警，并在费额显示器上显示相应警报信息。

（二）ETC电子收费系统出口车道流程

ETC出口车道主要完成根据预付IC卡记录的入口信息计算和扣除通行费并生成交易流水的功能，具体处理流程如下：1）车辆压上触发线圈，激活ETC天线。ETC天线开始同电子标签进行通讯。车道软件同时抓拍车辆图像，并获取自动识别车牌信息，ETC天线将获取的OBU以及车辆信息发送上位机。2）系统接收到天线发送的OBU信息后，对OBU进行有效性判断（是否插卡、OBU黑名单、拆卸状态等）。3）如果验证失败，系统进行相应信息报警，并在费额显示器上显示相应警报信息，提示转入人工车道处理，当OBU验证通过后，系统返回天线继续处理请求。4）系统繼续对预付IC卡进行有效性验证（发卡方有效性验证、黑名单检查、是否过期等）。当验证失败时，系统启动声光报警，并在费额显示器上显示相关报警信息，提示转入人工车道处理。5）卡片基本信息验证通过后，系统对预付IC卡入口信息进行有效性验证（入出标志检查、入口站信息检查等）。6）入口信息校验失败后，系统启动声光报警，并在费额显示器上显示相应报警信息，并提示转入人工车道处理。7）入口信息校验成功后，系统根据入口站以及车型信息计算出通行费，并从电子钱包中扣款。8）如果扣款不成功，系统重新进行扣款操作，连续三次扣款失败后，系统提示转入人工车道进行处理。9）扣款成功后，系统在费额显示器上显示通行费以及余额信息，并生成交易流水上送收费站，此时通行信号灯变绿，栏杆抬起，等待车辆离开。车辆离开后，栏杆落下，通行信号灯变红，系统等待处理下一辆车。

四、结语

随着我国高速公路网格系统的构建，联网统一进行收费的高速公路路段也在不断增加。在此情况下，传统收费系统的缺陷逐渐暴露出来，同时，ETC电子收费系统也展现了极大的优势。但是，ETC电子收费系统由于应用了较多的电子通信设备进行处理，信号接收受到干扰的情况较为普遍，并且不同地区的高速公路收费标准存在差异，因此，还需要对ETC电子收费系统技术的应用进行更深入的研究。

参考文献：

[1]货车也便捷之ETC新时代！——看高速公路货车ETC如何实现[J].刘睿健.中国交通信息化.2017（08）

[2]基于高速公路电子不停车收费系统（ETC）的设计与研究[J].程晖.电子制作.2017（09）

[3]联网收费模式下高速公路ETC防逃费技术的应用[J].刘振峰.交通世界.2017（Z1）