王亞民 熊建宇

摘 要：結(jié)合實際，對公路貨車ETC車道系統(tǒng)應(yīng)用分析，首先對貨車ETC必要性進(jìn)行解析，其次在論述貨車ETC發(fā)展現(xiàn)狀的同時，對公路貨車ETC車道系統(tǒng)應(yīng)用要點進(jìn)行探討。希望論述后，可以給相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：公路貨車;ETC車道;系統(tǒng)應(yīng)用;研究

中圖分類號：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 貨車ETC不停車收費技術(shù)原理

在技術(shù)原理上，貨車ETC技術(shù)與普通的ECT具有相似性，即通過車載單元以及RSU天線的指定安裝，完成ETC貨車過道時的計算機自動運作，同時，由于貨車ETC技術(shù)除去了人力干涉的過程，所以其整體效率便獲得了大量增長，在計算機的全面作業(yè)下，貨車的行程信息將變得更為準(zhǔn)確，即如行駛里程等，其費用計算也就更具科學(xué)化。一般而言，ETC貨車必須進(jìn)入其對應(yīng)車道，才可以實現(xiàn)不停車收費，即在ETC收費車道路側(cè)的讀寫設(shè)備以DSRC通信方式為作業(yè)基礎(chǔ)，完成ETC貨車電子標(biāo)簽的各項信息收集、處理等工作，從而實現(xiàn)不停車收費。以收費完成為判定依據(jù)，車道計算機則通過對紅綠燈、電動欄桿的抬起與下降，實現(xiàn)車輛的進(jìn)出管制。

一般而言，貨車ETC不停車收費技術(shù)也具備收費信息記錄功能，即為了確保避免重復(fù)收費的現(xiàn)象，每個ETC收費點都會在收費完成后，將該車輛的該次收費信息實時上傳至收費站口，從而確保收費標(biāo)準(zhǔn)化、合理化。另外需要注意的是，雖然貨車ETC不停車收費技術(shù)具有十分明顯的便捷性，但其仍然存在一定的技術(shù)局限，即ETC不停車技術(shù)目前還未擁有自主應(yīng)對異常情況的能力，具體如非法ETC用戶無法順利通過車道，同時該車輛的處理工作仍需要工作人員進(jìn)行人工處理，否則將會出現(xiàn)車道堵塞的狀況。

2 發(fā)展貨車ETC的必要性

2.1 環(huán)保節(jié)能

國家在關(guān)注發(fā)展交通運營上出臺了相關(guān)《規(guī)劃》，規(guī)定在交通的各個方面以及完整過程都要結(jié)合綠色發(fā)展觀念，并且制定出基于2015年達(dá)成貨車經(jīng)營單位能夠?qū)⒅芷诤哪芙档?.8%，而二氧化碳排放降低8%的目標(biāo)。我國檢測部門開展了定量分析工作，檢測出單位無軸以及無軸以上的貨車經(jīng)由ETC通道運行時其油耗要比MTC少0.2 L，而二氧化碳排放減少0.7 L，因此ETC技術(shù)在貨車運輸上發(fā)展是必要的。

2.2 資金安全

我國貨運車輛數(shù)量至2015年底已有1 389萬輛，高速收費站對其通行收費的總數(shù)大致占到了整體通行費用的三分之二。而大多數(shù)的貨車在進(jìn)行運輸時都是進(jìn)行跨省運輸，則為了保證高速通行需要帶有較多的現(xiàn)金，司機在服務(wù)區(qū)休息時就無法保證現(xiàn)金安全，常常出現(xiàn)偷盜情況。ETC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)司機以及收費站現(xiàn)金存放的減少，這樣就使得資金風(fēng)險降低。

2.3 高效管理

非現(xiàn)金通行卡在辦理時是與車牌進(jìn)行綁定的，實名制一車一卡，使得車輛在高速公路通行，相關(guān)管理部門能夠使用分析系統(tǒng)經(jīng)由非現(xiàn)金卡的情況對車輛通行情況進(jìn)行分析，查看有偷逃通行費的情況。

2.4 快速通行

貨車本身具有車身長、收費額大的特點，在高速收費站人工收費時時長要進(jìn)行停車?yán)U費再啟動運行，這期間消耗的時間是一般客車的2倍，而貨車排隊啟停也會造成一定的擁堵。ETC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不停車?yán)U費，可以節(jié)省通行時間，也可以避免產(chǎn)生擁堵。

3 貨車ETC發(fā)展現(xiàn)狀

有較多的省份已經(jīng)在貨車ETC技術(shù)上開展了相關(guān)研究，如上海市高速公路在其轄區(qū)內(nèi)高速公路上設(shè)置ETC通行車道，貨車ETC通行要安裝電子識別簽和現(xiàn)金式“滬通卡”。2014年山西省針對貨車在高速公路上的ETC車道進(jìn)行試點實驗分析。而共設(shè)件了7條ETC車道來提供貨車通行，車道上使用了彎板、雙秤臺等相關(guān)的實時計重設(shè)備，能夠?qū)④囕v在一般運行時所產(chǎn)生的計重差控制在±3%范圍內(nèi)，而貨車沖剎秤、跳秤以及S型等相關(guān)行駛失常情況下產(chǎn)生的計重差距無法得到處理。

較多的省份開始客運車輛OBU通行作業(yè)，但針對貨卡等Ⅱ型2軸的車輛還只可以經(jīng)由現(xiàn)金卡在MTC車道通行。而當(dāng)前為實現(xiàn)更為便捷高效的貨車收費站通行，江西省針對該類型貨車開展OBU安裝?；谝欢ǖ慕y(tǒng)計，江西省該類貨車約達(dá)到了總貨運車輛的30%。實現(xiàn)OBU安裝能夠使得該類車輛經(jīng)由ETC車道快速行駛，從而能夠緩解人工服務(wù)車道所承受的而壓力，實現(xiàn)高速站點實際運營性能的提升。

4 基于整車式稱重系統(tǒng)的貨車ETC技術(shù)研究

4.1 總體設(shè)計

4.1.1 入口車道布局

高速車道出處，使用前置預(yù)讀天線，后接設(shè)稱臺的方式，并設(shè)置交易線圈7線圈后置的方式，確保將金額余存不夠、已入黑名單以及OBU和實際綁卡不吻合等異常情況的車輛阻攔在入口外，正常通行的車輛將入口稱重數(shù)據(jù)記錄與通道出口進(jìn)行計費對比，避免逃費現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.1.2 出口車道布局

在高速車道出口也設(shè)置入口車道模式，使得能夠?qū)⒊隹谔幊霈F(xiàn)異常情況的車輛轉(zhuǎn)為人工車道進(jìn)行有效的處理，確保ETC車道同學(xué)的準(zhǔn)確和可靠。

4.2 關(guān)鍵技術(shù)研究

4.2.1 天線技術(shù)

在車道通行口設(shè)置二代相控陣天線，使得能夠?qū)崿F(xiàn)最大程度上的跟車干擾現(xiàn)象，能夠有效的判斷車輛，使得實際數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)的保持一致，實際通信區(qū)域的寬度小于33 m，長度小于20 m，而OBU能夠?qū)崿F(xiàn)精確到0.1 m的定位，道路兩側(cè)設(shè)定相關(guān)設(shè)備來對通訊區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的車輛電子識別標(biāo)簽進(jìn)行識讀，確保沒有遺漏出現(xiàn)。將相鄰車道間或h型車道上設(shè)置ETC車道時，需要錯開設(shè)置車道讀寫器天線工作頻次，使得相臨道不會受到干擾。通道入口處，預(yù)讀天線判斷車輛為合法時則可以多車連續(xù)過桿進(jìn)入車道。而要車輛被預(yù)讀天線校驗是否合法前還需要先經(jīng)由預(yù)讀隊列里判斷為無車狀態(tài)，將貨車識別放入隊列，若出現(xiàn)有車狀態(tài)則需要進(jìn)行等待。當(dāng)車輛至交易區(qū)落桿完成交易后再進(jìn)行下一輛車，使得其計重精確度與通行有效性都得到提升。放行時可以實現(xiàn)1次2輛小型貨車，但其他車輛則是1輛通行。

4.2.2 軟件技術(shù)

在軟件技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要結(jié)合貨車的實際情況，對整體系統(tǒng)設(shè)置，以保證軟件技術(shù)的應(yīng)用效果得到有效的提升。

（1）隊列維護(hù)、容鍇技術(shù)。當(dāng)車輛成功完成預(yù)讀校驗后車輛就進(jìn)入預(yù)讀隊列中，當(dāng)車輛前往車道，所設(shè)置的稱重設(shè)施會記錄車輛在車道內(nèi)顯示的稱重數(shù)據(jù)，待到車輛進(jìn)入交易區(qū)時，體系內(nèi)將其與預(yù)讀隊列里的信息進(jìn)行配對。完成準(zhǔn)確配對就要校驗分析車輛相關(guān)信息，完成驗證和交易，讓車進(jìn)入到車道。當(dāng)車輛經(jīng)過光柵，當(dāng)車輛經(jīng)過光柵，如果此時所校驗的車輛與預(yù)讀中顯示的數(shù)據(jù)不同，則要進(jìn)行阻隔，防止跟車避費情況發(fā)生。

（2）異常處理技術(shù)。當(dāng)車輛完成預(yù)讀后順利達(dá)到車道交易區(qū)，匹配預(yù)讀信息成功，而計重數(shù)據(jù)無法顯示，則需要對車輛進(jìn)行警報提醒降速慢性來等待計重數(shù)據(jù)重新測得，系統(tǒng)完成計重數(shù)據(jù)后進(jìn)行交易。對于此類技術(shù)的應(yīng)用，需要按照貨車的實際情況進(jìn)行分析，然后在確定相關(guān)指標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，做好各方面的控制管理工作。

（3）信號反射處理技術(shù)。整車稱重秤臺有21 m長，而交易時使用的天線信號會在秤臺上產(chǎn)生反射，對交易的成功率產(chǎn)生較大的影響。因此會應(yīng)用信號反射處理技術(shù)，將車輛行進(jìn)的位置做好實時的標(biāo)記，若產(chǎn)生微波反射對車輛預(yù)讀和交易時則可以進(jìn)行交易阻斷，使得車輛進(jìn)入車道后再完成交易步驟。

4.3 秤臺技術(shù)

秤臺技術(shù)即通過光柵的信息記錄與實時對比工作，進(jìn)行行駛貨車的多項信息對比，即如行程等，從而避免異常狀況出現(xiàn)，如跟車避費等。一般而言，該技術(shù)具有十分明顯的信息對比性，只具備對應(yīng)的甄別能力，而一旦出現(xiàn)跟車避費的狀況時，秤臺技術(shù)將通過阻隔的方式降低避費風(fēng)險。

5 ETC貨車不停車收費江西省應(yīng)用問題

5.1 計量問題

目前，江西省省內(nèi)各地收費站在ETC貨車不停車收費點所用的計量措施具有不一致性，即不同收費點所使用的計量器均不一致，這就無法保障行駛貨車計量收費的統(tǒng)一性，因而貨車行駛過程中對計量收費存在較多爭議。

5.2 車道設(shè)置問題

一般情況下，由于ETC貨車本身的長度與寬度均較大，因而對應(yīng)的車道設(shè)置也應(yīng)當(dāng)具備適用性，但目前江西省內(nèi)的不同收費點在車道設(shè)置問題上仍然存在爭議，不符合統(tǒng)一性原則的車道設(shè)置往往給行駛貨車帶來較多不便，車輛于收費點前擁堵的狀況仍然存在。因此，在實踐過程中，需要按照貨車車型的大小以行駛路線的具體情況，合理的對車道進(jìn)行設(shè)置，從而保證整體路線的開展?jié)M足目標(biāo)要求。

5.3 貨車ETC解決思路

為了避免計量問題的出現(xiàn)，建議貨車ETC技術(shù)將計量器具的使用設(shè)定為統(tǒng)一性，從而在技術(shù)使用的經(jīng)費上、行駛車輛的成本上等多方面減少爭議，避免ETC使用弊端出現(xiàn);而車道設(shè)置問題的解決，則應(yīng)當(dāng)以量解決，具體即如雙光柵、雙天線等。通過信息記錄與對比的多重作業(yè)，確保ETC車輛與普通客車的科學(xué)化區(qū)分，避免專用車道占用普通車道而造成車道擁堵，增強ETC使用效率與效果，以雙識別模式為ETC貨車行駛、普通客車行駛等提供更加便捷、有效的行駛體驗。

6 試點效果

在本研究項目中，計重測量實現(xiàn)是應(yīng)用了整車連續(xù)跟車技術(shù)。首先，從物理結(jié)構(gòu)上來說整車稱重能夠避免受到異常情況影響產(chǎn)生較大的計量誤差。在智能的稱重儀表上應(yīng)用CPU對AD轉(zhuǎn)換芯片上所接收的壓力傳感器模擬信號，經(jīng)由應(yīng)用的濾波算法，準(zhǔn)確的對車輛行駛動態(tài)計重，然后經(jīng)由集成輪軸識別設(shè)施來判別出車輛的類型信息，最后集中所接收測得的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)往高速公路收費的軟件中。在進(jìn)行動態(tài)過車時，可以應(yīng)用智能模式，稱重傳感器能夠?qū)γ恳惠v車的質(zhì)量進(jìn)行稱重然后經(jīng)由算法計算，使得每一輛車都得到計重且十分精準(zhǔn)。應(yīng)用的相關(guān)算法是采用了頻譜分析來開展了車輛計重的頻率分散，能夠更好地規(guī)避掉產(chǎn)生多輛車集中在同一計重設(shè)施上而產(chǎn)生的重疊和增加造成的計重擾亂現(xiàn)象，保障高速公路保持實用、可靠地計重收費模式，使得技術(shù)發(fā)展更為先進(jìn)且更具經(jīng)濟效益。

7 結(jié)論

本研究中所涉及的兩個收費站試點，實際經(jīng)由較多的車輛通行檢測得出江西省研究所形成的貨車ETC車道通行體系可以使得各種軸類貨車能夠不停車而做好計重收費，另外還可以實行客車與貨車混合通行，還擁有基礎(chǔ)性基的失?，F(xiàn)象解決性能，同時可以依據(jù)相關(guān)需求表現(xiàn)出一定的交易和失常數(shù)據(jù)，其次能夠做好容差處理。整車式稱重系統(tǒng)與有效的計重算法結(jié)合，并實現(xiàn)調(diào)整能夠使得實際差值低于±1%，滿足實際稱重精準(zhǔn)度規(guī)定，還具備消除和預(yù)防異常情況的功能。二代控制電線，也能夠有效的解決跟車存在的干擾以及鄰道車輛干擾的相關(guān)問題，使得車道交易具有高達(dá)99%以上的成功率。

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