高速公路ETC自由流收费技术探讨

杨胜龙

摘要：当前，社会正呼唤高速公路在收费后能提供更加高效、快捷的通行服务，高速公路从业者应顺应时代发展潮流，以新时代交通发展满足人民群众便捷出行的美好需求为目的，大力推动诸如主线ETC自由流收费等新兴技术应用。随着国家法制和信用体系的不断完善，也许在不远的将来，物理概念上的省界、匝道、端头收费站等都将不复存在，真正让广大车主在高速公路实现“无感通行”的机致体验。

关键词：ETC自由流;智能交通;收费技术

中图分类号：P258 文献标识码：A

随着我国高速公路建设的不断发展，ETC已成为各省高速公路重要的缴费方式。ETC技术以其自动化程度高、免停车快速通行等特点逐渐被高速公路营运方、车辆用户所接受，但我国ETC技术主要布局于收费站车道，还没有探索ETC自由流化收费的大规模应用实践。

一、ETC发展存在的问题

（一）技术发展方面

ETC技术应用于收费公路，在欧美国家有超过二十多年的历史，主要采取单片式电子标签（0BU）技术，简单方便且成本低，但要求ETC车道覆盖率很高，否则，起步阶段用户使用体验差。我国收费公路ETC技术借鉴于日本，日本在本世纪初开始采用两片式组合ETC收费技术，即电子标签（OBU）+IC卡模式，该技术更安全、灵活，在起步阶段ETC车道覆盖率低的情况下，可取出1C卡作为通行介质。广东省最早于2002年引入基于5.8GHzDSRC的两片式组合ETC收费技术，并将其纳入广东省联网收费地方标准，2007年上升为交通运输部标准，2015年9月底全国ETC联网完成，目前，全国建成超过2万条ETC车道，发展两片式组合ETC用户近6500万个。我国收费公路ETC技术十多年没有大的变革，两片式组合收费模式在发展初期适应我国高速公路建设国情，在ETC车道覆盖率极低的情况下可满足ETC用户通行需求，但目前全国ETC车道覆盖率超过95%，主线和省界站已达到99%，大部分用户在通行时通常不再需要取出1C卡，由此可见，现阶段两片式组合ETC收费技术的灵活性特质在我国ETC应用中的表现不再突出，相反，因交易时与车载单元（0BU）和1C卡安全认证带来的多次通信握手、1C卡自身读写异常等通行问题越来越突出。据统计，ETC车道超过60%的通行异常问题与1C卡相关，国标ETC核心交易时间是270ms，各省因交易复杂程度不一，ET（漱心交易时间普遍超过300ms，核心交易时间长、交易异常率高导致ETC通行速度慢（国标为20公里/小时），用户通行体验一般。

（二）车道建设方面

我国ETC车道建设规模不够超前，曰本高速公路大部分为ETC收费，每个收费站仅保留一条人工自助收费车道，而我国ETC车道级覆盖率（ETC车道占总车道比例）不足三成，大部分收费站仅有1入1出2条ETC车道。随着车流量的不断增长，单条ETC车道通行能力饱和，广东珠江三角洲地区多条ETC车道日均通行量超过1万车次，很多城市重要出入口收费站ETC日均通行量超过5000车次，部分时段出现ETC洋道排队情况。而ETC车流量占收费站总车流量普遍不超50%，人工收费仍是主流，在车道资源有限的情况下，ETC车道超前建设需求与MTC仍是主流车道之间的矛盾越发凸显，ETC车道不可能无限建设下去，特别是经济发达地区重要城市出入口（如广东珠江三角洲区域）受收费站规模、物理车道条数等因素限制，必须依靠ETC自身技术突破。

（三）新技术挑战方面

随着手机移动支付技术发展，各行各业无现金支付比例越来越高，而高速公路收费长期以来只有现金和ETC支付两种模式，车辆用户要求高速公路行业兼容手机移动支付的呼声不断提高。近年来，采用后台绑定移动支付账户、前端借助高清图像识别+地图信息技术（GIS）实现不停车收费的创新实践在很多省份如火如荼开展，特别是在大型互联网公司的推动下，如支付宝在河南等地推出的无感支付，微信在山东推出的ITC支付等，ETC技术发展面临巨大挑战。而公安部电子车牌技术（基于RFID技术）已在多地开展试验，相关标准已出台，同为车辆身份的微波识别技术，如果在全国机动车中推行实施并与支付打通，可能直接取代现有ETC收费技术。同时，国家大力推行北斗高精度导航技术应用，交通运输部也要求高速公路行业研究该技术在收费、道路拯救、养护等方面的应用，这也将对ETC技术产生威胁。总而言之，如果ETC技术不能适应新技术、新业态发展，将很有可能被其他新型收费技术跨界取代。

二、ETC创新发展思路

（一）匝道ETC自由流+匝道收费站联动

技术实现思路：在收费站匝道以龙门架方式部署ETC设备，将ETC收费提前到匝道进行，相当于预设一条自由流化ETC交易车道。对低速（80km/h）经过匝道的ETC车辆提前交易，而收费广场的ETC和MTC车道只需要进行交易车辆名单核对和补充二次冗余交易（一次交易未成功前提下），即可快速完成车辆收费。该技术通过“匝道交易、车道验证”模式，极大提升了收费站ETC车道通行能力，通过与MTC车道联动，进而实现收费广场ETC化的目标，达到提升收费广场整体车辆通行能力的目的。匝道ETC自由流车道布局。

（二）主线ETC自由流+主线收费站联动

技术实现思路：在匝道ETC自由流技术基础上，进一步提高ETC车辆在高速行驶（100km/h）条件下的一次交易成功率，同时，革新ETC天线技术，探索单个ETC天线管理多条车道（2条或以上）的可靠性，降低主线ETC自由流建设成本。

三、技术验证

某省在2017年开展匝道ETC自由流技术研究，并在2017年底至2018年初先后开通东新南浦站、广珠西石洲站和广清新华站三套匝道ETC自由流收费系统，整体试点达到预期效果，单条ETC车道通行速度理论值提升3倍以上，整个收费站广场通行效率提升30%。

核心指标验证一：匝道一次交易成功率。即匝道ETC交易成功次数占整个收费站ETC通行次数的比例，通过测试，面道一次交易成功率超过98%。核指标验证二：ETC车道核心交易时间。艮P在匝道完成ETC交易后在收费站ETC车道验证时的核心交易时间，由原来的约300ms大幅下降至目前的15-30ms。核心指標验证三：MTC车道通行能力。即没有采用匝道ETC自由流完成预交易前的ETC用户进入MTC车道完成交易的时间，与采用匝道ETC自由流技术后已完成匝道预交易的ETC车辆进入联动的MTC车道的交易时间对比，MTC车道通过车牌识别验证预交易名单库，可实现道准快速通行。

结束语

本文在对国内高速公路ETC收费技术发展瓶颈分析的基础上，研究ETC朝自由流化演进的可行性和主要技术形态，并通过介绍广东省匝道ETC自由流收费技术验证取得的成果，探讨未来智能交通中高速公路ETC自由流收费技术的发展趋势。

参考文献

[1]黑龙江省高速公路ETC系统存在的问题及对策[J].王大勇.中外企业家.2019（03）

[2]高速公路电子不停车收费系统（ETC）探析[J].谢毅.中国管理信息化.2017（24）

[3]基于5.8G自由流的ETC联网收费路径识别系统[J].王晨，彭洪涛.中国交通信息化.2014（03）

[4]浅谈江西省高速公路电子不停车收费系统（ETC）发展现状及对策建议[J].康意，廖康宇，刘雁翎，占涛，周贤.中小企业管理与科技（上旬刊）.2016（12）.