高速公路ETC电子收费系统的技术分析

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高速公路ETC电子收费系统的技术分析

摘要】随着我国高速公路建设进程逐渐加快，各路段进行系统联网后统一收费情况越来越多，加之车流量增多，高速公路出口收费处排队的时间越来越长，一定程度上降低了我国高速公路通行效率。由此可见，要想最大程度的提高高速公路通行效率，很有必要应用ETC收费系统技术。基于此，接下来本文先是分析了高速公路ETC电子收费系统，之后重点探讨高速公路ETC电子收费系统的技术，以期能起到借鉴作用。

【关键词】高速公路；ETC电子收费系统；技术；应用

近年来我国高速公路利用率显著提高，车流量一直居高不下，这就使得高速公路收费任务增加。与此同时，车流量巨大，人工收费具有一定的延迟性等，加剧了高速公路常用路段的堵塞，甚至还会对高速公路的正常运营产生严重影响[1]。此外，车辆拥堵也会造成过量尾气排放，对环境产生诸多污染，因此当前很有必要解决高速公路收费问题。

ETC（Electronic Toll Collection）系统指的是电子不停车收费系统，通过IC卡将IC数据与收费系统计算机有效连接，将多种技术（自动化控制、微波通信、计算机网络技术等）有机结合，对提高高速公路收费效率具有重要的意义，且节约了人力物力，推动高速公路走向发展新进程。 1.高速公路ETC电子收费系统分析 1.1ETC电子收费系统构成

就ETC电子收费工作系统分析，其主要由收费站管理系统、收费车道、传输网络、电子收费管理中心以及专业银行组成[2]。按照分工差异可将其分为后台管理系统与前台管理系统。前台系统主要通过电子收费车道实现不停车收费目标，电子收费车道包含RSU天线、ETC费额显示器、车牌识别系统以及高速自动栏杆机等。后台系统主要包含电子银行、收费站管理系统、电子系统管理中心三个方面的内容，主要负责监控系统运行、服务ETC交易数据服务以及应用参数管理，应用专用的数据接口软件达到电子收费系统与联网收费数据处理。而ETC管理中心除了要发挥自身收费管理职能之外还要做好收费信息与电子数据的处理与交换工作，结合收到的收费数据在车辆用户与高速公路管理公司间进行交易与财务结算，发挥信息技术的作用收集图像与数据，之后校核。

ETC收费系统的总体结构体系总的分为三级：收费站级、路段分中心级与省路网中心级。首先，收费站级，这是比较基础阶段，主要负责采集数据，电子收费系统应用微波天线扫描电子标签采集到的车辆收费数据后通过外用收费数据通信网将相关数据传输到收费站中[3]。其次，路段分中心级，起需要接受经过收费站处理过的收费信息，在此之后稽查收费费额，之后结合高速公路计费规则计算车辆应缴费信息，最后将信息通过专用或公用数据通信网传输到网级的结算支付中心，从而做好路网内车辆通行费计费统计以及费额拆账工作。 1.2ETC电子收费系统工作流程

若车辆已经装有电子标签，经过收费车道时进入到指定的交易范围后由RSU天线定位电子标签，交易流程被发出，天线中的数字信号发射与接受装置就会主动与电子标签自动通讯。电子标签借助微波传递将标签标识与车型代码发出，射频天线实时接收并判断标签该车辆标签是否有效。若电子标签为有效则开始计费，无效则车道封闭，启动报警器，直至车辆离开交易范围。交易成功时车道控制栏主动抬起，金额显示器上显示相关交易信息。记录计费完成，在车辆驶离车道后


栏杆落下，完成本次计费记录。 2.高速公路ETC电子收费系统的技术 2.1专用短程通信技术

专用短程通信技术我们也成为DSRC电子收费技术，这是近年来国际上相对成熟的一种收费技术，同时也是ITS职能运输系统功能应用于车辆在高速公路收费点实现不停车收费的一种现代化技术[4-5]。通过应用这一技术可促进车与路信息的双向传输，而且也能促进车与车之间的信息传输，发挥路边设备RSU的作用与形式车辆的车载装置OBU有效联系，且DSRC具有高数的电子数据传输通道，可起到降低通信线路中常用的延时时差的作用，这也是高速公路ETC收费高效、准确以及可靠运行的保证。 2.2自动识别技术

自动识别技术主要是通过车辆与微波天线二者的感应获取车辆信息，在识别车辆收到的信息之后需要将其传送给下一级，之后完成车辆收费工作。自动识别技术属于核心的技术，其在收费系统中占据重要的地位，同时也是保证自动收费系统正常工作的保证。自动识别技术主要包含两种技术，一个是自动识别车牌技术，另一个是自动车辆识别系统。 2.2.1自动识别车牌技术

自动车牌识别技术主要应用高清摄像头抓拍车辆图像从而取得车辆车牌数据，包含车型、车牌号、所属地区等等[6]。这一技术的应用主要用于抓拍逃费的车辆，通过车牌号数据库找到车主。从传统的人工方法费时费力，甚至还存在读取错误等问题，但目前我国光学字符识别技术逐步发展，因此可以更好的获取车辆信息，这一技术与自动识别车牌技术结合在一起可有效提高工作人员工作效率。 2.2.2自动车辆识别系统

自动车辆识别系统主要由多个部分组成，包含多个方面的内容，如计算机系统、车辆电子标签以及标签读写器等。在实际的运行过程中最先是路测标签读写器工作，发挥天线的作用发射信号，车辆前端电子标签接到信号后激活了工作状态，结合车辆电子标签通过天线将车辆电子标签回送给读写器，在识别车辆身份后收取费用。

2.3车辆定位电子收费技术

我们将车辆定位电子收费技术简称为VPS电子收费技术，其主要通过卫星定位系统、全球移动通信系统以及车辆车载装置通信等系统实现不停车收费目标。该系统可分为两部分，一个是前端系统，另一个是后端系统。前端系统主要由多个内容组成，如OBU车载单元、GPS全球定位系统以及GSM移动通信系统等组成[7]。车辆进入虚拟收费站后由CPS车载装置判定付费交易，之后通信模块被启动，通过信息模块建立无线通信信道，之后通过通信协议与VPS后台系统确认信息，将数据传输到后台结算中心，最后结算并扣费。 结束语

社会快速发展，其中其为突出的特点就是其在经济发展中起到至关重要的作用。我国高速公路的利用率较高，且车流量大，收费工作人员面临繁重的收费任务，若造成高速公路常用路段严重拥堵的问题，则可能影响高速公路的正常运营。在此背景下给ETC收费系统的发展带来诸多机遇。但是从目前这一收费系统的应用情况可知，信号受到干扰属于比较普遍的问题，且不同地区高速公路收费标准仍然存在一定差异，因此还需要对这一技术进行深入研究。 【参考文献】


[1]黄鹏. 高速公路ETC电子收费系统的技术研究[J]. 甘肃科技纵横, 2018, 047(006):5-7.

[2]庞哲, 李磊. 高速公路ETC电子收费系统的技术应用[J]. 科技与创新, 2016, 000(009):P.149-149.

[3]陈庭杰. 高速公路ETC电子收费系统的技术应用[J]. 科学技术创新, 2019(09):78-79.

[4]庞哲, 李磊. 高速公路ETC电子收费系统的技术应用[J]. 微计算机信息, 2016, 000(009):149.

[5]廖莹. ETC高速公路电子设备收费系统的研究与设计[J]. 探索科学, 2016(10). [6]尹杨. ETC收费系统在高速公路收费中的应用分析[J]. 科学与财富, 2018, 000(027):100.

[7]孙晓宁. 全车型货车ETC技术在河北京张高速公路中的应用[J]. 中国交通信息化, 2018, 000(005):P.114-115.

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