王浩

摘 要 傳統(tǒng)的人工收費和半自動收費方式越來越難以滿足收費公路運營和管理的要求，它不僅容易造成行車擁擠，而且由于頻繁啟動與剎車造成車輛磨損、燃油消耗和環(huán)境污染等問題，因此就需要智能交通系統(tǒng)來解決此類問題。而電子收費系統(tǒng)理論上可以使車輛以最大160 km/h的高速通過收費站，由計算機等設備自動完成對車輛通行費的征收工作。

關鍵詞 電子 收費 系統(tǒng) 研究

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

1電子收費系統(tǒng)的工作原理

當車輛駛近收費站時，收費站的電子收費系統(tǒng)開始工作。電子收費車道的交通信號及標志引導ETC用戶正確駛入不停車收費車道，自動車輛識別系統(tǒng)被激活，安裝在門架或路側的ETC車道天線與車載電子標簽進行數(shù)據(jù)交換。車道控制計算機根據(jù)電子標簽中儲存的信息識別出道路使用者和既定車型，自動車型分類系統(tǒng)同時對當前車輛類型進行自動判別，并與電子標簽內(nèi)置的車型數(shù)據(jù)進行核對。如果一切正常，車輛自動識別系統(tǒng)將從電子標簽中扣除相應的通行費或記錄下該電子標簽中的賬號信息，車道控制計算機生成收費記錄存入收費站的計算機系統(tǒng)。如果發(fā)現(xiàn)非正常情況，車道控制系統(tǒng)將利用交通控制系統(tǒng)采取攔截或警報手段迫使違章車輛停下接受處理。

2電子收費系統(tǒng)的構成

2.1車載單元

車載單元是一個裝載在車輛上的電子標簽，用來攜帶出行車輛身份證明用的識別碼、授權證明、賬戶資料和其它方面的資料數(shù)據(jù)。

2.2路側單元

路側單元用于與車上電子標簽進行通信，并做好進一步的校驗工作，依據(jù)與車載單元間信息的傳輸功能，可分為單向式與雙向式。單向式路側單元在車輛通過通信區(qū)域時，識讀單元即讀取并辨別車載單元內(nèi)使用者與車輛的識別碼，再傳輸?shù)接嬎銠C中心。雙向式則是識讀單元與車載單元需要進行無線通信，并經(jīng)歷一個雙向溝通確認的過程，由識讀單元發(fā)送扣除通行費回傳車載單元。主要設備有：車輛探測器、車輛自動識別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理器、信號燈、閉路電視設備、照明設備。

2.3收費管理中心

原來存儲和處理交易記錄資料的計算機數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)，作為賬目稽查、轉賬、制作財務報表與賬單用，并且所有電子標簽管理是用登記資料或是賬戶資料。

3車載電子標簽技術

電子標簽通常由電源單元、數(shù)據(jù)處理單元、通信接口單元、人機接口單元和微帶天線組成。主要包括以下三類：

（1）只讀電子標簽：只讀電子標簽屬于第一代電子標簽。一般來說，儲存在電子標簽內(nèi)的信息是只讀性的，不能修改，而且電子標簽也基本不具備數(shù)據(jù)處理能力。無中央處理器，更類似于一片PROM只讀存儲器。

（2）可讀寫智能電子標簽：可讀寫智能電子標簽屬于第二代電子標簽。第二代電子標簽的特點是兩個不同的數(shù)據(jù)區(qū)：只讀區(qū)和可讀/可寫區(qū)。只讀區(qū)的數(shù)據(jù)一旦在工廠或收費公司編程后，一般是不可更改的。只讀區(qū)用于存放固定或不允許更改的信息，可讀/可寫區(qū)允許進行多次讀寫或擦除操作，用于存放臨時數(shù)據(jù)。第二代電子標簽的特點是適合于“封閉式”收費系統(tǒng)。

（3）帶智能卡的電子標簽：帶智能卡接口的電子標簽屬于第三代電子標簽。智能卡是一個包含微處理機和存儲器的集成電路卡片，它可以是ETC專用卡，也可以是銀行發(fā)行的信用卡或電子錢包，主要用于存儲賬戶余額信息。第三代電子標簽內(nèi)部帶有微處理器，并具有更大容量的數(shù)據(jù)存儲空間。第三代電子標簽包括的主要功能模塊有：

①微波信號發(fā)射與接收單元；

②信號調(diào)制與解調(diào)單元；

③數(shù)據(jù)編碼與解碼單元；

④中央控制微處理機器；

⑤IC卡通信接口單元；

⑥人機接口單元；

⑦看門狗電路和低功耗喚醒電路單元。

4電子收費系統(tǒng)在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化應用

停車收費產(chǎn)生的交通堵塞、資源浪費、空氣污染及收費資金失控等現(xiàn)象已成為政府和公眾關注的問題。為解決此類問題，“九五”期間，國內(nèi)先后建立了首都機場高速公路電子不停車收費系統(tǒng)、廣州七橋兩隧道電子不停車收費系統(tǒng)和德中公路電子不停車收費系統(tǒng)。2000年，交通部公路科學研究所研究并提出了適應高速公路聯(lián)網(wǎng)收費新形式的組合式ETC聯(lián)網(wǎng)收費技術，即“主/被動雙片式電子標簽+雙界面IC卡的組合式電子收費系統(tǒng)技術方案”，提出了ETC技術和IC卡收費技術緊密結合發(fā)展的新思路。

先進的電子收費技術對于公路運營管理和公路通性服務水平的提高有很大潛力。近年來，與ETC集成技術相關的自動識別技術、計算機數(shù)據(jù)處理技術與相應的電子產(chǎn)品得到了迅速的發(fā)展，為我國ETC技術集成的應用與產(chǎn)業(yè)化提供了技術和產(chǎn)品生產(chǎn)的保障。交通部科技司于1998 年把“網(wǎng)絡環(huán)境下ETC 收費系統(tǒng)研究與推廣應用”作為聯(lián)合攻關項目。在此課題研究開發(fā)的基礎上，中國交通工程設施（公路）標準委員會和中國ISO/TC 204 技術委員會已完成對ETC收費系統(tǒng)DSRC的標準化。

針對各種電子不停車收費方式，交通部于2000年發(fā)布的《高速公路聯(lián)網(wǎng)收費技術要求》 中，完善了ETC 的規(guī)范化應用，指出電子不停車收費（ETC）是收費技術的發(fā)展方向，建議有條件的省市宜采用以人工半自動收費為主，電子不停車收費為輔的組合方式，電子不停車收費系統(tǒng)宜采用雙片式電子標簽，以實現(xiàn)電子不停車收費方式與IC半自動收費方式的兼容與互補，儲值卡方案設計必須符合國家有關金融卡交易的安全規(guī)定。