摘要 ETC是一種智能化設(shè)備，旨在為車主提供更加便捷的服務(wù)。ETC技術(shù)的迅速發(fā)展，不但引起政府部門高度重視，許多著名公司，如Amtech、TI、Boash、Hitachi、Toyota等也紛紛投入研發(fā)?！队嘘P(guān)推動高速ETC發(fā)展應(yīng)用管理工作的通告》的頒布，使ETC技術(shù)在我國得到迅速普及。ETC車載裝置的全面實施，將為我國的交通運輸業(yè)帶來更多的便利。為了響應(yīng)國家號召，更好地運用ETC技術(shù)在城市交通中的普及，研究設(shè)計了一種融合ETC和空中支付的無感收費系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于ETC高速公路收費使用，通過優(yōu)化硬件布置、建立通信網(wǎng)絡(luò)和改進軟件控制程序，充分利用無感支付技術(shù)的優(yōu)勢，提出了一個完整的系統(tǒng)設(shè)計框架和操作程序，有效降低了整體通信時延。經(jīng)過仿真測試，發(fā)現(xiàn)所設(shè)計的系統(tǒng)在單位時間內(nèi)的通行能力更接近理論值，在高峰時段可以顯著減緩交通擁堵問題。

關(guān)鍵詞 ETC；收費系統(tǒng)；無感支付

中圖分類號 U495 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）07-0181-05

0 引言

為了更好地支持ETC車型的使用，從2019年7月1日起，將實施不低于5%的汽車通行費基本稅收政策，并實施對該地區(qū)ETC車型的無差異基本優(yōu)惠活動。此外，為了更好地促進ETC用戶的使用，提倡各地方政府緊密結(jié)合現(xiàn)實，進一步優(yōu)化建立高速差別化收費政策措施，加強對ETC使用者的優(yōu)待力量，同時也支持發(fā)行機構(gòu)建立ETC使用者積分激勵機制，以更好地支持ETC用戶的使用，從而更好地推動商用品管理體系的發(fā)展。ETC客戶可以享受多種優(yōu)待，包括專享權(quán)益和兌換禮品，這些措施旨在提高惠民效果，并為智能交通的發(fā)展提供必要支持[1]。

ETC管理系統(tǒng)是一種先進的無線通信技術(shù)，可使用車載無線設(shè)備和收費站車道上的天線進行無線交換，并且可以自動識別汽車，同時還可以完成中央管理系統(tǒng)和其他輔助設(shè)施的功能。通過利用微波、電子、計算機技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)、傳感器、圖像識別等高科技設(shè)備和軟件，可以有效提高汽車的安全性和效率，尤其適用于高速或城市交通擁擠的橋隧環(huán)境，為城市發(fā)展提供了強大支持。使用安裝一張感應(yīng)卡，用戶可以在汽車的擋風(fēng)玻璃上預(yù)存高速通行費，當汽車駛?cè)胧召M站時，這筆費用將自行從卡中扣繳，進而達到無需停車費的手動收取功能。該文提出了一種新型的ETC信號接收器，可以應(yīng)用于更多的場景，從而有效提高城市收費站的管理效率。

1 ETC技術(shù)優(yōu)勢與研發(fā)價值

使用ETC技術(shù)，用戶在經(jīng)過收費站時可以明顯感受到ETC帶來的便利和快捷。一般來說，每輛車的收取時限不到兩秒，是普通人工收費道路的五到十倍。用戶在普通人工收費通道上可能還需要排隊等待收費、找零等，通過使用ETC，在ETC專用車道上行經(jīng)，免除了人工收費所帶來的繁雜，不需要再花大量時間用在等待上，大大地節(jié)省時間和提高用戶的體驗感。通過采用全自動化的電子商務(wù)收費系統(tǒng)，收費站能夠?qū)崿F(xiàn)無紙化、無現(xiàn)金化和無人化的管理模式，從根本上防止收取票款的大量流失，并有效解決高速公路收取中財務(wù)管理混亂的問題。這種電子化收費方式不但降低人工成本，還能提高路面的通行能力，減少收費口噪聲和尾氣排放量。

應(yīng)用ETC收費系統(tǒng)所打造的ETC停車場，比起傳統(tǒng)的車牌識別停車場很有優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)車牌識別停車場，車道上僅增加了ETC天線設(shè)備，升級改造原有系統(tǒng)和更換新的車牌識別儀，便可以實現(xiàn)ETC無人值守停車場的運用。

ETC收費系統(tǒng)與其他收費系統(tǒng)相比，優(yōu)勢明顯。ETC停車場采用的是全自動收費，而普通的車牌識別停車場采用的是磁條紙票配合出口人工收費和自動中心收費機。在人工成本的投入上，ETC停車場明顯占據(jù)優(yōu)勢，傳統(tǒng)的停車場需要配備一定的工作人員，每年需要支付一定的人工成本。在停車場運營收入上，ETC停車場也是占據(jù)優(yōu)勢的，運營收入高于傳統(tǒng)停車場，ETC停車場的車位使用效率高，能夠高效地提高使用率，避免停車位的浪費。在用戶體驗感上，ETC停車場比傳統(tǒng)停車場支付更為快捷，實現(xiàn)出口自動收費，無需停車繳費。通過引入ETC，不但能夠有效提升停車場的經(jīng)營效果，還能夠有效降低收費站的噪聲水平和尾氣排放量，車道通行能力顯著提升，能夠有效減少收費站的規(guī)模，節(jié)省基建費用。

此外，ETC不僅僅是一項領(lǐng)先的收費技術(shù)，更是一項有效的經(jīng)濟杠桿，能夠調(diào)節(jié)交通流量，改善城市環(huán)境。在城市交通擁擠的橋梁和隧洞中，采用ETC能夠克服月票方式和人工收費的缺陷，有效提升此類市政設(shè)施的資金回報率。

隨著ETC技術(shù)的不斷普及和國家的大力推廣，高速公路收費系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了智能化、一體化和簡單化，管理效率得到了顯著提升。通過將ETC技術(shù)、無線通信技術(shù)、電子設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用于城市收費管理系統(tǒng)，不僅可以提高收費管理的自動化水平，降低人力成本，而且還能夠有效地減少收費差錯率，從而加快取消高速公路省界收費站的步伐，為實現(xiàn)更加便捷的收費服務(wù)提供了可靠保障。

隨著ETC（不停車電子收費系統(tǒng)）技術(shù)的不斷發(fā)展，ETC已經(jīng)在全國范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，并且正在迅速滲透到城市各個場站，如停車場、充電站和加油站等，為當?shù)鼐用裉峁└颖憬莸闹Ц斗?wù)。ETC技術(shù)比傳統(tǒng)的人工收費更加高效、便捷和安全，這是ETC的一大優(yōu)勢。目前全國辦理ETC用戶已突破1.5億，且均已綁定扣款賬戶。近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展迅猛，微信、支付寶等移動App的支付方式變得多樣化。在移動網(wǎng)絡(luò)支付的基礎(chǔ)上，人工智能和圖像識別技術(shù)的應(yīng)用，形成了一種無感支付系統(tǒng)，與現(xiàn)有的ETC系統(tǒng)相輔相成。

2 ETC信號接收器用支付應(yīng)用裝置構(gòu)成與功能設(shè)計

ETC信號接收器由多個監(jiān)測系統(tǒng)組成，包括出入口檢測、智能感知平臺、車載OBU、無感支付收款管理系統(tǒng)、車道管理控制系統(tǒng)、進出檢測、車輛支付、車主識別、車輛風(fēng)險識別、公安系統(tǒng)、救援網(wǎng)絡(luò)以及自動報警系統(tǒng)等。這些監(jiān)測系統(tǒng)的組合使得ETC信號接收器能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效、準確的收費管理[2]。

城市化ETC控制包含進口檢測儀、出境檢測儀、手動圍欄機、汽車道控制器、聲光告警器和電話控制器等，系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛進出，并將車輛圖像和車主信息傳輸給信息系統(tǒng)。同時，信息系統(tǒng)還可以利用車上設(shè)備和機動車道上的天線實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)更加便捷的支付服務(wù)。這個系統(tǒng)由自動識別車輛、中央管理和其他輔助設(shè)備組成，為用戶提供了更加便捷的服務(wù)。

車輛自動識別控制系統(tǒng)由汽車單元、電子標簽、路邊單元以及環(huán)路感知器等構(gòu)成，可以完成對汽車的自動識別，從而進一步提高汽車的安全和可信度。OBU和RSU都可以用來識別汽車，前者安置在收費站附近，后者則安置在汽車道地板下，并且可以通過無線射頻互通，與車載應(yīng)答器相連接。

此外，中心系統(tǒng)還擁有一個龐大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以儲存大量登記車輛和使用者的個人信息。當列車經(jīng)過收費站時，環(huán)路感知器會檢測到列車，RSU會給出查詢訊號，OBU會作出反應(yīng)，并提供雙方通訊和資料交流。中央系統(tǒng)會收集該車的識別信息，如該車ID號、類型等，并與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的有關(guān)資料加以對比，針對各種具體情況，監(jiān)控系統(tǒng)采取各種各樣的措施，比如計算機收費管理系統(tǒng)會從該車的預(yù)付款項賬戶中扣減此次應(yīng)交的相應(yīng)費用，或是轉(zhuǎn)發(fā)命令給一些輔助設(shè)施開展作業(yè)[3]。通過汽車交易管理系統(tǒng)，將汽車駕駛數(shù)據(jù)信息與車主用戶個人信息進行精準匹配，從而生成交易商品，并實現(xiàn)快速、準確的支付服務(wù)。

采用5.8 GHz的短距離數(shù)據(jù)傳輸，入口和出口監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與車載OBU相連接，并利用5G感知信息技術(shù)和視頻辨識信息技術(shù)，實現(xiàn)Wi-Fi與車道管理信息系統(tǒng)和汽車道管理系統(tǒng)的聯(lián)接，能夠準確辨識過路車輛的類型、號牌等信息，實現(xiàn)無需停車即可行駛，達到類似高速公路交通繳費的無感支付的目的，大大提高了車輛通行的效率，同時也有效降低了出錯率。

3 ETC信號接收器用支付應(yīng)用裝置設(shè)計思路

ETC管理系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，包含發(fā)行方、黑名單管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、清分結(jié)算系統(tǒng)、車道管理系統(tǒng)、車載單位（OBU）、客戶卡（ETC卡）和ETC門架管理系統(tǒng)，以確保ETC的安全使用和高效運行。

ETC收費系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單獨收費渠道有著本質(zhì)的不同。它不僅包含ETC技術(shù)，還包含車主辨識信息系統(tǒng)、車道管理系統(tǒng)、圖像辨識管理系統(tǒng)和信息通信管理系統(tǒng)等技術(shù)，并且配置了無感數(shù)據(jù)匹配網(wǎng)絡(luò)平臺、前端數(shù)據(jù)處理集群、用戶查詢網(wǎng)絡(luò)平臺和卡口數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)等軟件系統(tǒng)算法，以保證ETC收費渠道的準確性和暢通性。

ETC車道的入口和出口必須配備高清攝像頭，攝像機能夠識別車輛的類型、號牌等圖像信息，并配備紅外檢測器和射頻傳輸設(shè)備，以實現(xiàn)無感支付。通過在ETC車道上安裝無感支付設(shè)備或?qū)TC車道與無感支付車道結(jié)合，可以有效地緩解ETC用戶賬戶余額不足的問題，并且可以迅速為用戶提供無感支付服務(wù)。利用裝配在汽車上的車載無線裝置和收費站行車路上的天線，系統(tǒng)可以完成無線通信和交換，從而做到汽車主動辨識、中央管理以及其他輔助設(shè)施的有效運用。

汽車自動控制系統(tǒng)由多個部件構(gòu)成，包括汽車模塊（也稱應(yīng)答器或計算機標簽）、路邊模塊（RSU）和回路感知器。OBU中儲存了駕駛員的識別信息，通常安置在汽車前方的擋風(fēng)玻璃上，RSU安置在收費站附近，而環(huán)路感知器則安置在車道地板下。中心系統(tǒng)擁有龐大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，保存著巨量的登記車輛和客戶資料。

當駕駛員通過收費站口時，環(huán)路感知器會探測到駕駛員，RSU發(fā)送查詢指令，OBU作出反應(yīng)，并實現(xiàn)雙方通訊和資料互換。中央系統(tǒng)可以獲得駕駛員的識別信息，如駕駛員ID號、類型等，并與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的有關(guān)信息內(nèi)容加以對比，針對不同的狀況，監(jiān)控系統(tǒng)采取相應(yīng)的措施，比如計算機收費管理系統(tǒng)從該車的預(yù)付款項費用中扣減此次應(yīng)交的過車費用，保障收款的準確性和及時性，并將指令傳達給其他輔助設(shè)施，保障其正常運行。ETC信號接收器的收費通道必須設(shè)置自動化欄桿，以便及時發(fā)現(xiàn)車主的身份和賬戶信息，并迅速切換ETC收費系統(tǒng)，以實現(xiàn)快速、準確的支付。

4 ETC信號接收器用支付應(yīng)用裝置框架設(shè)計

無感支付ETC收費管理系統(tǒng)的基本架構(gòu)包括使用層、中心層和感知層。

使用層負責(zé)管理用戶的信用交易消息、出行記錄和賬號系統(tǒng)，并與場站無感支付平臺進行匹配和連接，以確保用戶的安全性和便捷性。

在場站收費處，中心層包括一個信息采集系統(tǒng)，用于收集車輛和牌照信息。系統(tǒng)還配備了微波傳感器、車牌識別晶片和人臉識別晶片，并與服務(wù)端相連。整個系統(tǒng)與車輛信息數(shù)據(jù)庫和車輛進出記錄數(shù)據(jù)庫相互聯(lián)系。當汽車駛?cè)胧召M通道時，微波傳感器會接收到數(shù)據(jù)，并啟動相應(yīng)的功能，以便獲得和讀取駕駛員和車主的個人信息。這些數(shù)據(jù)會透過射頻卡發(fā)送給數(shù)據(jù)庫，以便進行比對。最終，這些數(shù)據(jù)將被存儲在數(shù)據(jù)管理中心[4]。采用車牌識別和人像識別技術(shù)，可以確定駕駛員是否為車主，如果是，則需要根據(jù)車主賬號個人信息實現(xiàn)付費；反之，則需要根據(jù)駕駛員賬號個人信息扣減付費。

感覺層是收取服務(wù)信息系統(tǒng)的智能認知裝置，一般包含5G基站，可以檢測使用者手機信號數(shù)據(jù)，并與運營方實現(xiàn)相關(guān)信息內(nèi)容認證，以保證手機信息內(nèi)容的合規(guī)性。高清高速攝像頭，可以抓拍經(jīng)過汽車的高清圖片。5.8 GHz天線裝置可以接收和發(fā)送汽車訊號，以保證收費業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的準確性和安全性。使用先進的圖像處理技術(shù)，可以快速識別和扣除汽車上的數(shù)據(jù)，包含車輛、車型和車牌等，此外還可以將這些信息采集到服務(wù)器上，并通過數(shù)據(jù)處理和上傳。

5 ETC信號接收器用支付應(yīng)用裝置關(guān)鍵技術(shù)

5.1 ETC射頻模塊及微波智能天線裝置

ETC射頻模組工藝是征收管理系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。它能夠支撐城市化無感支付ETC征收管道的短距離通訊，并且能夠接收5.8 GHz射頻收發(fā)模塊發(fā)出的信號。此外，還能夠與電源控制模塊相連，為ETC射頻模組供給連續(xù)的電量，同時還能夠接入天線單元，完成無線通信鏈路的構(gòu)建，從而提高了征收管理系統(tǒng)的效率和可靠性。為了滿足城市化無感支付ETC征收管理系統(tǒng)的需求，需建設(shè)一種高頻段、長距離、抗干擾功能強、信道純凈的遠程通信平臺[5]。ETC射頻模塊和微波智能天線設(shè)備采用了OFDM方法和點對點的組網(wǎng)方式，能夠達到54 Mbps的傳輸速率，支援數(shù)個車主用戶同時采集信息，并且能夠帶來最高432 Mbit/s的共享吞吐量，從而大大提升了收費系統(tǒng)的效率和可靠性。ETC射頻模塊技術(shù)采用ASK調(diào)制方式，能夠?qū)l(fā)射功率控制在4～15 dBm之間，從而達到高效的數(shù)據(jù)傳輸。

5.2 利用邊緣計算技術(shù)，可以實現(xiàn)對車牌號碼的準確識別

ETC收費系統(tǒng)是一種無感支付技術(shù)，通過使用邊緣計算、深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理方法來辨別車輛品牌信息內(nèi)容，能夠滿足用戶對低頻率和高精度的要求。通過圖像處理邊緣計算方法，車牌號碼辨識可以實現(xiàn)多種功能，包含圖片預(yù)處理、粗確定、細確定、卷積數(shù)據(jù)處理和文字辨識。首先，從高速高清攝像頭的視頻端口中獲取關(guān)鍵幀，然后采用高斯平滑、中值濾波、X向Sobel濾鏡等數(shù)學(xué)運算方法對關(guān)鍵幀實現(xiàn)圖像預(yù)處理，如果車牌號能夠被準確定位，則可以進一步實現(xiàn)精細判斷和卷積管理，最終將任務(wù)卸載至云服務(wù)器；若車牌號在輪廓查找和面積篩選等方法下仍未完成粗定位，則可以采用其他功能，如圖像增強、畫面優(yōu)化、圖像分割和圖像壓縮等，來實現(xiàn)車牌號碼的準確判斷。這項方法為城市化ETC收費系統(tǒng)提供了強大的邊緣處理能力，可以有效地實現(xiàn)快速卸載和終止判斷，并且能夠滿足用戶長期對邊緣計算和人工智能的需求。

5.3 場站收費通道車輛檢測傳感技術(shù)

ETC管理系統(tǒng)中車輛自動識別技術(shù)至關(guān)重要。它不僅影響到管理系統(tǒng)的功能和使用發(fā)展，而且還是區(qū)分各個ETC管理系統(tǒng)的關(guān)鍵標志。目前，使用的辨識方法一般有紅外線掃描識別方法、CCD攝像識別工藝技術(shù)、激光掃描識別工藝技術(shù)和IC卡鑒別工藝技術(shù)。由于交通運輸?shù)奶厥庑?，要求有一種能夠在嚴酷自然環(huán)境下長期工作、安全可靠高、速度快、壽命長的系統(tǒng)，以及能夠在10 m以內(nèi)進行遠距離作用的系統(tǒng)。然而，由于其本身的缺陷，這些系統(tǒng)無法完全滿足這些要求，因此無法獲得有效應(yīng)用。由于技術(shù)發(fā)展，微波非接觸式ID卡識別技術(shù)已經(jīng)成為一種必要的解決方案。

微波具有強大的穿透能力，即可穿透霧氣、雨水和風(fēng)沙，作業(yè)距離遠，適用于各種惡劣的環(huán)境條件。設(shè)備的體積小，能夠采用有源發(fā)射方式（生命周期可達到十年之上）或無源反射形式（無生命極限）操作，既能夠主動式，也能夠被動式，使車能夠以50～120 km/h的常規(guī)車速進入收費站。微波非接觸式ID卡（OBU）可以接受來自RSU的詢問信息，并將其解調(diào)后發(fā)送至監(jiān)控單位完成數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過身份驗證和密碼認證后，監(jiān)控單位可以對EPROID完成各種數(shù)據(jù)讀取動作，并經(jīng)過解碼和密封，最終經(jīng)過調(diào)節(jié)，將信號發(fā)射到900 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz頻段。監(jiān)控模塊被用作密碼驗證、程序模型檢測、數(shù)據(jù)加密和解碼，并且可以監(jiān)控EEPROID的讀取動作。在EEPROID中，汽車ID號、牌照號、類型、駕駛員等信息都存儲在其中，RSU可以根據(jù)這些信息，對汽車進行鑒別，從而實現(xiàn)無感支付[6]。

為了實現(xiàn)城市化場站收費通行的無感支付，從入口到輸出，必須安裝測試樁、識別區(qū)和欄桿機。測試樁里面采用光幕傳感器，兩臺測試樁分開接入車牌識別系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)，識別區(qū)地面植入地磁傳感器，以實現(xiàn)駕駛員的實時識別，從而實現(xiàn)無感支付的目的。通過這種方式，系統(tǒng)能夠精確地辨別過往機動車的型號和通行信息。通過使用光幕傳感器，車輛檢測技術(shù)可以有效地解決跟車問題，將中小型車輛、半掛車和全拖車分離開來，保證收款消息與駕駛員的無感付款收款消息一致。此外，這項科技在嚴酷的氣候條件下仍然可以運行，并且維修和保養(yǎng)也非常方便，即使在沒有封閉車道的情況下也能進行檢查和維護。

ETC收費通道在城市化過程中被廣泛應(yīng)用，能夠利用汽車測試傳感器信息技術(shù)來精確辨別汽車的行進方位、軸數(shù)、底盤高程、側(cè)向輪廓、車端距離和排隊距離等信息。這種高新技術(shù)的優(yōu)勢在于誤檢率低，能夠精確檢測車輛的車型和車牌等信息。電子收費系統(tǒng)可以分為前端和后端兩部分。前端部分包括駕駛員自動控制系統(tǒng)（AVI）、駕駛員自動分類管理系統(tǒng)（AVC）和錄像實施系統(tǒng)（VES）三種核心設(shè)備。這些設(shè)備可以幫助收費人員快速識別汽車，并進行準確收費。通過無線調(diào)頻技術(shù)和傳感器組，汽車自動控制系統(tǒng)可以準確辨識客戶的身份標識卡，并且可以根據(jù)其真實性決定汽車的收費類型。此外，高速公路圖像處理技術(shù)可以自動抓取違規(guī)駕駛員的車牌號碼，從而實現(xiàn)對汽車的實時監(jiān)控。

AVI系統(tǒng)由核心設(shè)備和其他控制設(shè)備組成，用于控制車道。這些產(chǎn)品可以分為激光設(shè)備和無線電調(diào)頻產(chǎn)品兩類。激光設(shè)備透過拍攝汽車前部的條碼來獲得客戶的身份標識，但也有一些缺陷，比如易于受到環(huán)境條件、時間地點、條碼設(shè)計和準確性因素的限制。通過無線電調(diào)頻技術(shù)，可以有效地辨別車輛前部貼有的客戶身份標識卡，從而提高安全性。當中，RF頻段是最常見的，一般為5.8 GHz。TAG可分成只讀TAG、可讀寫TAG和功能TAG（帶有蜂鳴器、無線電信息收發(fā)等）三大類。

AVC管理系統(tǒng)通過檢測汽車的物理特征，如體積、凈重、載客量、車軸或輪胎數(shù)量等，來確定汽車的收費類別。AVC控制系統(tǒng)與多個汽車道感應(yīng)器連接，將傳感器檢測到的信號傳輸至事務(wù)處理系統(tǒng)，由該管理系統(tǒng)根據(jù)汽車的特性進行分類，從而確定收費類型。AVC系統(tǒng)由前置線圈、探測踏板、發(fā)射光塔、掃描儀和高速攝像頭等組成，能夠通過光學(xué)字符識別技術(shù)自動檢測出非法車輛的車牌號碼，從而有效地保護公眾安全。

VES技術(shù)可以通過多種攝錄方法，如照相、視頻磁帶和數(shù)碼錄像，來完成對非法使用者的車牌號碼辨識。這一流程包含傳感器接觸、圖像捕獲、辨識、存儲、處理和移除等步驟，以確保辨識的準確性。API程序設(shè)計方法是關(guān)鍵，它可以監(jiān)控外界裝置，包含通訊卡、DI/DO卡和聲卡。單片機編程方法可以實現(xiàn)快速查詢，模糊識別可以實現(xiàn)，而通信控制和圖像處理則是其他方法的基礎(chǔ)。

收費管理系統(tǒng)的后臺管理系統(tǒng)一般負責(zé)向顧客發(fā)放車載標志卡，并進行標志卡的初始化；接受顧客的補交數(shù)額，并進行檢查；接受前臺收費統(tǒng)計文檔；完成交易過程和支付；發(fā)出黑名單命令和消息，以便前臺和顧客進行補交數(shù)額管理工作；保存和管理抓拍圖片等。這個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由計算機管理、道路運營、支付中心、客戶服務(wù)中心和銀行管理組成，是一種具備財務(wù)結(jié)算功用的計算機，經(jīng)過所有終端用戶的協(xié)作，可以快速、安全可靠地傳輸數(shù)據(jù)文檔，并使用專用軟件實現(xiàn)全部任務(wù)。

6 ETC信號接收器用支付應(yīng)用裝置ETC測試

6.1 收費系統(tǒng)測試方法

為了確保ETC征收管理系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行，技術(shù)人員需要對ETC信號接收器開展全方位試驗，包括客戶端、車型監(jiān)測、車輛信息辨識、傳輸、ETC射頻、圖像收集和場景辨識等方面，能夠精確地測量系統(tǒng)的健康或異常情況。通過采用模塊測試和集成測試相結(jié)合的方法，收費系統(tǒng)可以對軟硬件和系統(tǒng)模塊實施精細的粒度測量，并且能夠有效地檢測系統(tǒng)的整體運行狀況，從而確保測量結(jié)果符合系統(tǒng)設(shè)計的要求。

第一步，當汽車駛?cè)胂到y(tǒng)探測區(qū)內(nèi)時，會給埋在地底的線圈施加壓力。線圈受到加壓后，讀取天線系統(tǒng)就會啟動。第二步，讀取天線系統(tǒng)接收到命令后，會立刻發(fā)送電子標簽訊號，接下來是消息傳遞，如果回復(fù)可讀，則繼續(xù)執(zhí)行下一次工作；如果回復(fù)失敗，則會手動發(fā)送預(yù)警并將信息發(fā)送給車道阻擋管理系統(tǒng)，以保持整個系統(tǒng)的封閉狀態(tài)。第三步，如果交易過程順利進行，車道管理系統(tǒng)會手動發(fā)送命令，護欄會自行升高，并且屏幕上會出現(xiàn)車款、交易花費等訊息。第四步，當汽車駛?cè)胱ヅ姆秶鷥?nèi)時，管理系統(tǒng)會手動發(fā)送抓拍命令，并將抓拍到的訊息傳輸至收費管理機，以便提供進一步的管理工作。第五步，當汽車駛?cè)肼錀U線圈時，操作系統(tǒng)會發(fā)送一條命令，要求護欄降低。第六步，一旦汽車實現(xiàn)了落桿，操作系統(tǒng)會手動將該信息保存，并及時上傳至服務(wù)器，從而實現(xiàn)整個流程。

6.2 收費系統(tǒng)測試結(jié)果

經(jīng)過檢測，城市化無感付款ETC收款管理系統(tǒng)的用戶信息端主要功能很正常，包括申請登記、車主信息綁定、車牌碼數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)?，使用者個人信息可以完全存儲到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。此外，該管理系統(tǒng)還具備車輛通行費統(tǒng)計、收取點查看、打車引導(dǎo)等功用，可以準確計算車輛通行費金額。該管理系統(tǒng)還提供了訂單交易模板，可以方便快捷地完成無感付款。ETC收費系統(tǒng)的視頻采集技術(shù)可以精確捕捉車輛圖像，并可以實時顯示視頻畫面。此外，車牌識別模塊的準確率達到99%，為城市化提供了更加便捷的付款方式。城市化ETC收費系統(tǒng)具有出色的信號傳輸能力、高清高速攝像頭、報警系統(tǒng)、射頻技術(shù)、圖像處理、信息采集和計費顯示器等功能，能夠滿足用戶無感支付和快速通行的需求，而且故障率極低。

7 結(jié)語

由于高速公路業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，原有的人工收費模式早已無法適應(yīng)當今城市交通建設(shè)的需要，收取站排隊繳費所帶來的擁堵、交通事故、污染等現(xiàn)象日益嚴重，影響了社會的安全和穩(wěn)定。經(jīng)過多年的開發(fā)，ETC技術(shù)現(xiàn)已成為高速公路收費管理系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。它不但可以有效地減輕征收站的擁堵，而且還能節(jié)約巨大的時間、物資和資金，從而適應(yīng)日益增長的交通需求。ETC技術(shù)的出現(xiàn)，將為高速公路的快速、便捷通行提供更加可靠的保障。

采用無感支付技術(shù)的城市ETC收費系統(tǒng)是一種符合智慧城市理念的發(fā)展方式，可以有效提升城市場站的管理水平和智能化服務(wù)水平。該系統(tǒng)采用了ETC射頻模塊、微波智能天線裝置、圖像處理邊緣計算技術(shù)以及場站收費道路車輛檢測傳感技術(shù)，可以準確辨識過路駕駛員的牌照號和車主信息，并將其適時傳輸至信息系統(tǒng)管理中心，從而實現(xiàn)智能化收費管理，提升城市交通效率，改善城市環(huán)境，實現(xiàn)智慧城市的美好愿景。通過在短時間內(nèi)為用戶提供繳費訂單，能夠不斷提升城市收費系統(tǒng)的運行效率和車輛通行能力，同時有效提升征收效率，緩解收費站擁堵現(xiàn)象，盡量減少對周圍環(huán)境的影響，解決資金造成的隱患，從而有效解決社會難題[7]。

按照國內(nèi)ETC的發(fā)展經(jīng)歷，ETC管理系統(tǒng)的建立必須從工藝和產(chǎn)品技術(shù)標準的角度出發(fā)，在一個統(tǒng)一的標準網(wǎng)絡(luò)平臺上完成后臺管理系統(tǒng)的建立。ETC標準化工作是一個復(fù)雜的基礎(chǔ)性任務(wù)，不僅可以推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提升應(yīng)用效果，還能夠為社會經(jīng)濟帶來積極的影響。

參考文獻

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