岳自森

（浙江高速信息工程技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310013）

一、開(kāi)發(fā)研究混合車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)的重要意義

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通基礎(chǔ)建設(shè)也日趨完善，以高速公路為主的高等級(jí)公路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋全國(guó)，隨著交通流量的增大，高速公路通過(guò)能力卻漸漸不能滿(mǎn)足需要，經(jīng)常出現(xiàn)交通擁擠和堵塞現(xiàn)象，尤其是在高速公路收費(fèi)站口的擁擠現(xiàn)象較為突出。如何對(duì)各類(lèi)車(chē)輛進(jìn)行有效指揮，協(xié)調(diào)管理成為目前交通管理部門(mén)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，目前主要從采用高科技技術(shù)改造現(xiàn)有公路通行能力入手，已見(jiàn)成效。如何實(shí)現(xiàn)各類(lèi)車(chē)輛的有效指揮、協(xié)調(diào)控制和管理已經(jīng)成為交通運(yùn)輸和安全管理部門(mén)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，ETC系統(tǒng)雖然提高了收費(fèi)站通行效率，但是這種設(shè)備比較適合專(zhuān)用車(chē)道收費(fèi)方式，這就需要在原有車(chē)道基礎(chǔ)上減少車(chē)道來(lái)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用車(chē)道的設(shè)置，對(duì)那些交通流量比較大，車(chē)道較少，規(guī)模較小，經(jīng)常堵車(chē)的收費(fèi)站來(lái)說(shuō)不太適用，而且使用電子標(biāo)簽的車(chē)輛畢竟有限，不能分流更多的車(chē)輛，因此研究開(kāi)發(fā)一種既能進(jìn)行不停車(chē)收費(fèi)，又能實(shí)現(xiàn)正常停車(chē)收費(fèi)的混合車(chē)道顯得很有必要，混合車(chē)道不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電腦發(fā)卡收費(fèi)和不停車(chē)收費(fèi)兩種收費(fèi)方式，還可以根據(jù)交通實(shí)際流量按需要設(shè)成ETC專(zhuān)用車(chē)道或是在電子車(chē)輛通過(guò)較少時(shí)混合使用，還可以進(jìn)行常規(guī)電腦發(fā)卡車(chē)道的收費(fèi)。

二、混合車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)立思路

混合車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)EMTC，即通過(guò)同一主機(jī)控制，對(duì)ETC和MTC兩種設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)兩種收費(fèi)模式，自主識(shí)別車(chē)輛類(lèi)型，建立車(chē)輛順序，完成車(chē)輛通行費(fèi)的征收等功能。在車(chē)輛識(shí)別區(qū)和控制區(qū)內(nèi)，當(dāng)有車(chē)載電子標(biāo)簽的車(chē)輛通過(guò)時(shí)，電子標(biāo)簽會(huì)發(fā)出一種信號(hào)，識(shí)讀天線(xiàn)接收到信號(hào)后再傳輸給混合車(chē)道控制器，混合車(chē)道控制器會(huì)對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行解碼得到電子標(biāo)簽的ID ，電子標(biāo)簽的ID上傳至計(jì)算機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析對(duì)比然后再返回到混合車(chē)道控制器。合法的電子標(biāo)簽ID和收費(fèi)站編號(hào)會(huì)向車(chē)輛前方各收費(fèi)站進(jìn)行廣播，以確定該車(chē)在出口處可按車(chē)型、車(chē)行駛距離進(jìn)行計(jì)費(fèi)。如果是非電子標(biāo)簽車(chē)輛通過(guò)，那么就不會(huì)有ID號(hào)碼，只會(huì)采集到車(chē)輛到位信息。混合車(chē)道控制器將車(chē)輛到達(dá)信息和車(chē)輛相關(guān)的特征信息進(jìn)行排序，一定要保證排序的正確性，這是實(shí)現(xiàn)正確控制的前提和保障。

三、混合車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)需解決的問(wèn)題

1 首先要解決遮擋問(wèn)題。電子標(biāo)簽的安裝位置一般都在高度1m以?xún)?nèi)，如小型車(chē)安裝在前牌照后面，大車(chē)一般安裝在車(chē)頭下面。為了避免遮擋，識(shí)讀天線(xiàn)漏讀車(chē)輛信息，我們將系統(tǒng)天線(xiàn)埋在車(chē)道路面下方2cm處，可以識(shí)別高度在1m左右的電子標(biāo)簽。

2 其次是解決車(chē)輛邏輯控制問(wèn)題。因?yàn)檫M(jìn)入車(chē)道的車(chē)輛并不是都是車(chē)載電子標(biāo)簽車(chē)輛，因此我們要對(duì)進(jìn)入車(chē)道的車(chē)輛進(jìn)行識(shí)別排序，然后對(duì)欄桿進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以實(shí)現(xiàn)以下邏輯控制過(guò)程：車(chē)載電子標(biāo)簽車(chē)輛到達(dá)時(shí)，欄桿自動(dòng)抬起，如果后車(chē)仍然是車(chē)載電子標(biāo)簽車(chē)輛則不落桿，如果無(wú)車(chē)輛或非車(chē)載電子標(biāo)簽車(chē)輛則自動(dòng)落桿。

3 再次實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)切換問(wèn)題。系統(tǒng)工作后，MTC和ETC均處于備用狀態(tài)，如果有車(chē)輛進(jìn)入識(shí)讀區(qū)，識(shí)別出車(chē)輛為帶電在標(biāo)簽車(chē)輛則系統(tǒng)自動(dòng)切換至ETC模塊，由ETC系統(tǒng)控制欄桿抬起，等車(chē)載電子標(biāo)簽車(chē)輛全部通過(guò)后再自動(dòng)落桿；如果通過(guò)的車(chē)輛為無(wú)電子標(biāo)簽車(chē)輛，那么系統(tǒng)自動(dòng)切換至MTC系統(tǒng)，由MTC系統(tǒng)來(lái)提供相關(guān)通行服務(wù)。

四、技術(shù)方案確定

根據(jù)以上分析出的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，相關(guān)部門(mén)共同研究，確定了關(guān)鍵技術(shù)的解決方案，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)成功的開(kāi)發(fā)了混合車(chē)道不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)混合車(chē)道），并已經(jīng)在國(guó)內(nèi)很多新修高速公路道路收費(fèi)系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，混合車(chē)道是一種富有雙重收費(fèi)功能的車(chē)道。車(chē)道ETC部分包括以下軟、硬件，即電子標(biāo)簽、識(shí)讀天線(xiàn)、混合車(chē)道控制器、車(chē)道指示牌、車(chē)輛牌照顯示牌、車(chē)檢器、顯示控制軟件、實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)廣播軟件、亭內(nèi)顯示屏、工控機(jī)，下面分別做簡(jiǎn)單說(shuō)明：

1 電子標(biāo)簽。是安裝在車(chē)輛上的識(shí)別標(biāo)簽，被用來(lái)發(fā)送信號(hào)，傳遞車(chē)輛信息。

2 識(shí)讀天線(xiàn)。識(shí)讀天線(xiàn)是負(fù)責(zé)接收電子標(biāo)簽信息，它可以通過(guò)水泥等介質(zhì)，來(lái)激發(fā)電子標(biāo)簽發(fā)出ID信號(hào)。

3 混合車(chē)道控制器。接收來(lái)自識(shí)讀天線(xiàn)的信息，對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行解碼，得到ID信號(hào)，將信號(hào)傳至工控機(jī)，確定正確的車(chē)輛排序。

4 車(chē)道指示牌。向駕駛員指明車(chē)道為電子收費(fèi)車(chē)道，一般位于車(chē)道內(nèi)收費(fèi)亭前。

5 車(chē)輛牌照顯示牌。顯示正在通行的車(chē)輛牌照。

6 車(chē)檢器。車(chē)檢器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)車(chē)道內(nèi)車(chē)輛信息，并將信息發(fā)送給混合車(chē)道控制器。

7 顯示控制軟件。用于監(jiān)控通行車(chē)輛牌照顯示，方便稽查。

8 實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)廣播軟件。將入口處識(shí)別到的電子標(biāo)簽ID向各個(gè)收費(fèi)站廣播，在出口處識(shí)別到ID信號(hào)，根據(jù)對(duì)ID的查詢(xún)可以知道車(chē)輛從哪個(gè)收費(fèi)站來(lái)的，作為收費(fèi)依據(jù)。

9 亭內(nèi)顯示屏。顯示進(jìn)入車(chē)道控制區(qū)車(chē)輛牌照信息。

10 工控機(jī)。負(fù)責(zé)對(duì)混合車(chē)道控制器傳來(lái)的電子標(biāo)簽ID進(jìn)行分析查詢(xún)，確認(rèn)該ID的合法與否，然后將查詢(xún)結(jié)果反饋給混合車(chē)道控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)欄桿機(jī)的正確控制。

結(jié)語(yǔ)

混合車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)比較靈活，可以在原有MTC車(chē)道上增加ETC設(shè)備改建完成，也可以在ETC車(chē)道系統(tǒng)中增加MTC設(shè)備進(jìn)行改造，通過(guò)兩者互補(bǔ)來(lái)提高通行效率，既有人工收費(fèi)的靈活性，又有自動(dòng)收費(fèi)的快捷性。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用表明有很大的適應(yīng)性，應(yīng)用識(shí)讀天線(xiàn)特殊徹底解決了遮擋問(wèn)題；采用多種探測(cè)技術(shù)進(jìn)行誤差自動(dòng)修正，使系統(tǒng)可靠性正確性大大提高，具有較高的性?xún)r(jià)比，功能完備，既減少土地資源的投入，又能節(jié)約資金，有著廣闊的推廣前景。

[1]章浩.湖南高速ETC項(xiàng)目營(yíng)銷(xiāo)推廣策略研究[D].中南大學(xué)，2012.

[2]陳丹，萬(wàn)曉輝.基于RFID的高速公路ETC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[J].科技資訊，2013.

[3]劉偉銘.道路收費(fèi)系統(tǒng)的優(yōu)化方法研究[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2004.

[4]李杰，范聲凱，黃濤.沿江高速ETC車(chē)道改造混合車(chē)道方案探討[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2013.