王開登

ETC是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection）的簡稱，是對傳統(tǒng)人工半自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)（Manual Semi-automatic Toll Collection，簡稱MTC ）優(yōu)化升級(jí)后的收取車輛通行費(fèi)的新技術(shù)，也是目前世界上最先進(jìn)、最穩(wěn)定的路橋收費(fèi)方式。

一、ETC系統(tǒng)的運(yùn)行

ETC的工作原理：是利用專用短程微波通訊（Dedicated Short-Range Communication，簡稱DSRC）技術(shù)，通過路側(cè)單元（Road-Side Units ，簡稱RSU）與車載單元（On Board Unit， 簡稱OBU）通過信息交換，自動(dòng)識(shí)別車輛，采用電子支付方式，自動(dòng)完成車輛通行費(fèi)扣除的全自動(dòng)收費(fèi)方式。

ETC的工作方式：當(dāng)ETC系統(tǒng)檢測到車輛進(jìn)入ETC車道時(shí)，安裝在收費(fèi)站的RSU與車載的OBU自動(dòng)進(jìn)行信息交換，與微波天線連接的ETC車道計(jì)算機(jī)根據(jù)電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的信息識(shí)別車輛的信息，根據(jù)行駛里程從插入OBU中的磁卡扣除通行費(fèi)，交易成功后，車道欄桿自動(dòng)抬起，車輛駛出通過后，欄桿自動(dòng)降下。整個(gè)收費(fèi)過程不需人工干預(yù)，用戶可不停車快速通過。

（一）路側(cè)單元RSU的功能：

路側(cè)單元RSU（即微波讀寫天線），由微波天線和讀寫控制器組成。微波天線是一個(gè)微波收發(fā)模塊，通常與天線控制器、抓拍系統(tǒng)、車檢線圈、信號(hào)通行燈、高速自動(dòng)欄桿、費(fèi)額顯示器等設(shè)備互聯(lián)，完成對互聯(lián)設(shè)備的各種控制功能、通信功能和處理功能。負(fù)責(zé)信號(hào)和數(shù)據(jù)的接收/發(fā)送、調(diào)制/解調(diào)、編碼/解碼、加密/解密;讀寫控制器是控制發(fā)射和接收數(shù)據(jù)以及處理向上位機(jī)收發(fā)信息的模塊。DSRC微波天線以5.8GHz微波無線DSRC協(xié)議的通訊方式與兩片式OBU及IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)時(shí)采集和更新標(biāo)簽和IC卡中的信息，并通過串行口與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊。最后通過數(shù)據(jù)處理單元（Processing Data Unit，簡稱PDU）完成數(shù)據(jù)交換，它是OBU與PDU之間的通信橋梁。

（二）車載單元OBU的功能：

車載單元OBU主要由MCU微控制處理器與通過SPI總線共同完成射頻芯片BK5822的接收發(fā)射。MOSI、MISO、CLK、CSN組成總線SPI與BK5822的四根信號(hào)通道提供一個(gè)8MHZ的速率，通過SPI進(jìn)行傳輸通訊，在讀寫寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)控制傳輸。

（三）ETC車道機(jī)電系統(tǒng)功能：

1、與車道上行駛的車輛進(jìn)行通訊;系統(tǒng)能夠通過DSRC鏈路準(zhǔn)確、可靠地與通過ETC車道并持有有效的電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)行通信，讀寫車輛身份及相關(guān)的收費(fèi)信息。

2、檢測車輛的到來和離開并對車輛進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)傳送檢測結(jié)果。結(jié)合車輛識(shí)別判斷來車是否持有OBU。

3、當(dāng)車輛通過車道時(shí)，抓拍設(shè)備自動(dòng)對車輛圖像進(jìn)行抓拍并保存比對。

4、在入口車道將入口收費(fèi)站、車類等信息寫入IC卡;在出口車道，根據(jù)車輛經(jīng)過的入口收費(fèi)站、車輛類型，對費(fèi)率進(jìn)行查詢，計(jì)算通行費(fèi)金額，回寫出口標(biāo)識(shí)，完成收費(fèi)交易過程，紀(jì)律和存儲(chǔ)相關(guān)信息。

5、根據(jù)車道計(jì)算機(jī)控制指令正確控制車道設(shè)備的功能，進(jìn)行相應(yīng)的交通指揮操作。

6、完成車道和收費(fèi)站之間的數(shù)據(jù)交換。

7、收費(fèi)車道系統(tǒng)能獨(dú)立作業(yè)工作，當(dāng)收費(fèi)站計(jì)算機(jī)不工作或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常時(shí)，不影響正常工作，作業(yè)參數(shù)、數(shù)據(jù)記錄均存儲(chǔ)在當(dāng)?shù)亍?/p>

8、如果車輛在通過ETC車道時(shí)出項(xiàng)異常，車道系統(tǒng)將發(fā)布指令攔截該車輛，不允許通過。

9、對于出現(xiàn)的異常情況，ETC車道系統(tǒng)軟件根據(jù)ETC車道操作流程給出處理，并與硬件系統(tǒng)一起協(xié)作防止跟車、砸車等現(xiàn)象的發(fā)生。

10、具備異常交易的判斷和處理能力，對于重復(fù)扣款等異常情況能夠及時(shí)做出判斷。

二、ETC在智能交通中的作用

面對當(dāng)今世界全球化、信息化的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的交通技術(shù)和手段已不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求。智能交通將是交通事業(yè)發(fā)展的必然選擇，是交通事業(yè)的一場革命。

（一）ETC產(chǎn)生的背景：

高速公路對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長、提高生活質(zhì)量、降低能源消耗、減少環(huán)境污染以及維護(hù)國家安全有重要作用，要建設(shè)“人民滿意、保障有力、世界領(lǐng)先”的交通強(qiáng)國，如何提升高速公路通行能力和通行效率，成為高速公路的焦點(diǎn)問題，而提高高速公路收費(fèi)站的通行效率就是我們亟待解決的問題， ETC的推廣使用，基本實(shí)現(xiàn)了安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的通行模式。

（二）歷年政策匯總：

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國高速公路智能化行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析》，我國對ETC的發(fā)展非常重視，從2010年出臺(tái)相關(guān)政策法規(guī)到 2019年提出車輛使用ETC比例達(dá)到90%，短短9年時(shí)間，從無到有，從有到使用比例達(dá)到90%，可以說是一次質(zhì)的飛躍。具體詳見圖表1：

《關(guān)于促進(jìn)高速公路電子不停車收費(fèi)（ETC）系統(tǒng)應(yīng)用健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》 加快推進(jìn)ETC應(yīng)用，2019年5月 《深化收費(fèi)公路制度改革取消高速公路省界收費(fèi)站實(shí)施方案》 2019年底前各省（區(qū)、市）在籍汽車ETC安裝率達(dá)到80%以上，高速公路入口車輛使用ETC比例達(dá)到90%。

（三）目前的現(xiàn)狀

全國29個(gè)省份基本實(shí)現(xiàn)了高速公路ETC聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營，截止2019年3月，高速公路主線收費(fèi)站ETC覆蓋率達(dá)到98.15%，匝道收費(fèi)站覆蓋率達(dá)到97.06%，ETC用戶量和使用率分別達(dá)到8072.63萬和44.83%，全國目前還有229個(gè)高速公路省界收費(fèi)站在運(yùn)行，高速公路出、入口收費(fèi)車道中ETC車道占比分別只有23.3%和31.3%，汽車ETC安裝率僅為33.6%，高速公路ETC支付率僅為44.8%，距離實(shí)現(xiàn)不停車快捷收費(fèi)還有明顯差距。特別是2018年12月28日，蘇魯和川渝兩組試點(diǎn)省份率先取消15個(gè)高速公路省界收費(fèi)站，經(jīng)過5個(gè)月的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營，試點(diǎn)省份高速公路通行效率大幅提升，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。