高速公路监控系统在ETC收费中的应用研究

刘宽

摘 要：由于我国社会经济的不断发展，我国已逐步成为汽车拥有量的大国，随着车辆的迅速增加，车辆流量不断加大、高峰期交通拥堵严重的问题也随之愈发严重。其中，在高速公路的收费站处的交通拥堵现象就十分的严重。自从高速省界站撤站之后，高速公路上的每个互通立交都增设了ETC门架，并且ETC车道数量也随之直线提升，在整个ETC收費系统的运作中，高速公路的监控系统就起到了至关重要的作用。本文通过对高速公路中的监控系统在ETC收费中的应用展开分析探讨，并结合稽查功能，将监控设备细化融合在ETC收费中的运用当中。

关键词：高速公路;监控系统;ETC收费

中图分类号：U495 文献标识码：A

0 前言

随着我国经济的快速发展，我国的高速公路建设也随之不断发展。为了缓解高速公路的交通压力，减缓道路堵塞的问题，我国针对高速公路的收费方式进行了改革。而在ETC收费系统中，最为重要的就是高速公路中的监控系统。高速公路中的监控系统在ETC的应用中，起到了至关重要的作用，为ETC收费提供了精确的依据，大大的提升了ETC收费效率。

1 ETC门架系统

ETC门架系统主要是由车道控制器、RSU、车牌图像识别设备、高清摄像机构成的一体化设备、网络安全设备、北斗授时设备等组建而成，它可以看作成一种类似于交通探头的设施。ETC门架的应用主要就是依靠于监控系统，通过监控系统对车辆的行驶记录进行实时监控，并可以精准的进行车牌识别，在一定程度上，推动了高速公路改革进程，提高收费效率和结算精准度。在其获取车载ETC信息和对车辆行驶路程的精准记录过程也都离不开相关的监控系统。目前的监控系统发展迅速，完全可以保证在车辆正常行驶的情况下，实现精准定位，确保精准结算。

监控系统在ETC门架的使用中起着重要作用，它不仅仅会涉及到确保结算的精确度，还会提高结算速率，从而推动车辆的流动，减缓在高速公路收费站的车辆拥堵的问题。由于我国在高速公路的收费站中不断地投入ETC门架的使用，原本由高速公路收费站的收费人员进行的人工结算，已转变为运用后台互联网计算机进行费用结算处理，在很大的程度上，保证了道路流畅度，提高了结算效率。这个转变在一定的程度上不仅节省了结算的时间，还减短了每一个车辆在收费站停留时间，有利于减轻高速公路上的交通堵塞的压力。除此之外，车辆在高度公路的收费站排队等候时，一般车辆都是保持在启动的状态下，而且车辆在起步和停车的过程中耗油量是最大的，在这些过程中，会形成和排放出大量的二氧化碳等多种污染环境的污染气体，造成一定的环境污染。当然在等候的过程中，也增加了高速公路的收费成本，但通过ETC门架的应用，就很好的解决了此类问题，并缓解了相关矛盾，在一定程度上既保证了交通的通畅，也减少了高度公路的收费成本，保障了人民的利益。同时，在一定程度上还有利于环境的保护，推动低碳环保的交通模式的建设。

2 ETC收费系统

在目前的世界上最先进最迅速的收费系统就是ETC收费系统。ETC收费系统在整个车辆收费中可以达到平均每辆车耗时长为2秒，ETC收费系统的工作效率就是人工收费工作效率的5～10倍。在整个ETC收费系统的收费过程中，主要也是依靠的高速公路的监控系统，并且其对监控系统的应用度也很高。监控系统通过对车辆的前挡风玻璃处的CPC和OBU卡进行扫描读取就可以得到相关的车辆信息，当车辆通过收费站时，就会直接从绑定的银行卡中自动扣除，不需要停车等候结算。在ETC收费系统中的监控系统主要依靠的就是车道控制系统、收费站管理系统、收费中心管理系统、中央结算系统以及金融机构这五个系统，在主要的三个收费过程中也都有涉及到监控系统的应用：

（1）在ETC车辆行驶进入ETC入口车道的时候，监控系统通过利用车道控制系统的车辆自动识别系统对其进行自动的识别检测，若是正常的ETC用户，就会将其写入入口信息，让其不停车的快捷通行。

（2）在ETC车辆驶过ETC门架的时候，监控系统会通过门架上的控制系统发出信号并将接收装置RSU进行车辆车载单元OBU“电子标签”的识别，同时通过监控系统快速地读取车型、车牌号码、车牌颜色以及入口信息等有关的数据，并按照ETC门架的监控系统记录的行驶路段进行计费率结算，从而扣除通行费用，并将所有ETC交易流水结账过程进行ETC通行记录、通行流水、交易日志、高清车牌抓拍图像识别结果等结构化数据实时上传到省级联网中心系统和部联网中心系统当中去。

（3）在ETC车辆驶出ETC车道的时候，需要通过监控系统进行车道系统的检测，若被检测车辆为正常ETC用户，根据该车辆的监控行驶记录情况，将该车辆通行记录输入CPC卡内或扣除当前的通行费，交易成功后，车道栏杆就会自动抬起放行车辆。

2.1 车辆检测技术中AVD的监控作用

在高速公路的电子不停车收费系统的监控系统中的监控实现，就是由车辆经过车道的入口和出口处设置的相对应的地感线圈产生的。当车辆通过第一个线圈时，也就是经过前出发线圈的时候，系统可以检测到车辆开始进入到ETC的通道当中;当车辆穿过第二个线圈，也就是经过后出发线圈时，系统可以准确地判断出车辆的排队情况，精确地运用监控系统识别出正在进行交易的车辆，从而避免其他车辆的干扰，进而进一步的确保信息的准确性;当车辆经过第三个线圈，抓拍线圈的时候，监控系统可以有效地进行车辆驶出ETC通道的数据记录;第四个线圈，就是抬杆线圈，这就是用于完成交易的车辆离开所使用的。监控系统可以通过这些线圈的感应来自动的检测进入和驶出的ETC车道的车辆。

2.2 车型自动识别技术AVI的监控作用

最新高速收费调整修订了通行费以及车型分类标准，并进一步的统一、规范和完善全国收费公路车型的分类，各省根据各省的交通运输部制定的标准进行收费。在收费过程中，ETC之所以能够自动地识别出不同车型，并帮助ETC收费系统进行精确的费用收取，是因为监控系统在此系统中的准确应用。

在整个监控系统的车型自动识别技术的过程中，主要是基于对车型物理特征的传感器数据进行测量的信息读取，并由工控机对车辆的大小、轴型、车辆自身的重量等信息进行自动地识别。除此之外，还ETC用户需要提前将车辆的电子标签办理妥当，并将其座位数、车型、尺寸、车轴等有关车辆的信息输入到OBU以及CPC卡中，以便监控系统对其进行相关的识别。当车辆通过高速公路的电子ETC收费系统的车道时，相关监控系统可以经过读取OBU卡中的车辆相关信息，用以确定该车辆的收费标准。

2.3 车载单元OBU的监控作用

在ETC系统应用中，因为车辆的计费方式为分段式计费，因此，这就更凸显出了监控系统的重要作用。特别需要注意监控系统在入口和出口的OBU处的规范化处理。在入口处，需要经过计算机通信来自动的生成进入入口处的车辆交易明细的数据记录。首先需要做到，车辆上的OBU是否处于有效期，必须将OBU自身的启用时间和省联网中心所给记录的时间进行准确快速的对比，从而完成第一步的OBU有效性的判断;第二步需要读取OBU以及CPC卡中的基本车辆的相关信息，其中不仅要包括车辆的车型等，还需要读取车辆的卡类型、OBU编号、CPC卡编号等;最后，需要通过监控系统进行自动识别车牌的收费站编号、车辆类型、车辆通过的时间和入口时的状况以及车辆相应交易明细的形成等，精准的记录到工控机的数据当中，并在读取和通信完成之后，实时地将车辆对应的交易信息记录到收费站的服务计算机当中。将出口处的交易的详细信息记录当中去，其中必须包含入口的通信时间、车道号、车型、终端机的编码、收费站的名称和终端的交易序号等，完成OBU计费的全过程。

2.4 车牌图像识别系统的监控作用

通行费能否准确的收取，这就取决于ETC车辆的交易信息是否能够成功，以及监控系统获取的信息是否准确。如果进行交易失败，导致形成交易流水，ETC门架系统中的监控系统则就需要通过ETC路侧RSU读取车辆OBU中车辆信息，比如车型、车牌颜色，并加以车牌图像进行信息识别，最后形成ETC通行记录，来作为通行费计缴的依据。而对于交易失败又没能获取OBU信息的车辆可以选择通过车牌识别系统来获取车辆抓拍的图片和车牌信息，经过系统或者是人工校核，作为通行费扣缴的实际性依据;对于部分ETC门架系统没能获取任何信息的极少数车辆，后台系统可以通过已获取的车辆信息，和监控系统的信息拟合路径推算出可能漏计的收费路段，加上以车牌图像识别信息也可作为通行费扣缴的依据。

3 稽查作用

联网收费稽查系统主要是由部、省两个稽查系统构成的，它是通过在收费车道设置固定的稽查点或者是搭载移动的稽查点，利用相关稽查设备、车牌图像识别设备对经过的车辆进行稽查，通过监控系统记录的车辆信息、抓拍图像等证据信息，上传到后台，以供省级稽查系统进行进一步地精准核对，在经过大数据进行详细的分析，对异常情况进行进一步的筛选，并进一步的进行有针对性地重点稽查。同时进行动态实时更新，将交通运输行业车辆信息数据和违规车辆状态名单提供给省，为道路经营主体运营管理提供可靠的依据。

4 结语

在ETC收费系统中，主要依靠的就是高速公路的监控系统，其中包括车辆检测技术AVD的监控、车型自动识别技术AVI的监控、车载单元OBU的监控以及车牌图像识别系统的监控，这些都是ETC收费系统中不可或缺的一部分。高速公路的监控系统在ETC收费系统中发挥着重要作用，为ETC系统提供着相应的技术支持，推动着ETC收费系统的不断发展，并为进一步提高ETC系统的运行效果打下了坚实的基础，同时又推动着我国高速公路建设的进一步发展。

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