ETC简介

电子不停车收费系统（ElectronicTollCollec-tion,简称ETC）制作人：张智巍研发背景人工半自动收费(ManualSemi—automaticTollCollection，简称MTC)不足之处：1）限制车辆速度，易造成收费站交通堵塞和环境污染；2）现金收费存在弊端，增加企业运营成本，给用户带来不便。道路交通需求快速增长高速公路建设力度加大人工半自动收费（MTC）面临巨大挑战高峰时段人工收费站车辆拥堵现象ETC简介•不停车收费系统（又称电子收费系统ElectronicTollCollectionSystem，简称ETC系统）•利用车辆自动识别（AutomaticVehicleIdentification简称AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。系统的使用•和传统的人工收费系统不同，ETC技术是以IC卡作为数据载体，通过无线数据交换方式实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息（如车辆类别、车主、车牌号等）、道路运行信息、征费状态信息。按照既定的收费标准，通过计算，从IC卡中扣除本次道路使用通行费。当然，ETC也需要对车辆进行自动检测和自动车辆分类。关键技术•自动车辆识别（AVIAutomaicVehicleIdenification）技术标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象;阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式;天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。原理为，RFIDIC内部备有一个154位存储器，用以存储标签数据。IC内部还有一个通导电阻极低的调制门控管(CMOS)，以一定频率工作。当读卡器发射电磁波，使标签天线电感式电压达到VPP时，器件工作，以曼彻斯特格式将数据发送回。•自动车型分类（AVCAutomaticVehicleClassification）技术地磁感应器（车压地感时方停止摄像，同时进入存储数据状态，将最佳的摄录图像保存进入数据处理好保存，识别车辆）系统工作原理大致如下：首先在收费窗口前方车道内铺设地感线圈，将地感线圈的通讯线连接到车检器触发端子。当车辆驶过时车检器给特写摄像机发出指令，摄像机解到指令后识别仪抓拍缴费车辆图片。识别仪对图片进行分析，然后根据识别图片一致率最高的图片上传给后台管理程序。后台根据管理设置，自动将文字叠加到图片上。识别车辆。关键技术关键技术•短程通信（DSRCDedicatedShortCommunication）技术短程通信系统主要包括三个部分:车载单元、路旁单元以及专用短程通信协议。在不停车收费系统中,在车道上方或路侧安装有微波天线,天线连接到由天线控制器构成的读写器上。读写器通过天线向电子标签发射信号,电子标签被激活开始进行通讯,电子标签反馈回与具体车辆对应的独一无二的I号码,用于ETC收费系统对车辆(顾客)进行身D份辨析。•逃费抓拍系统（VESVideoEnforcementSystem技术逃费抓拍系统是ETC超车道中颇具特色的一个子系统，真正的ETC，前方不应该有栏杆。但是缺乏栏杆的车道会误导车辆违章冲卡逃费，自动收费车道即便有自动栏杆，也需要一套高速摄像系统来抓拍逃费车辆的车牌照。由于采用ETC系统的目标是通过允许使用ETC系统的顾客在完全不停车的状况下通过车道来提高收费广场的车流量，因此，大多数部门都力求减少ETC车道的关卡。如果认为ETC车道未装备任何防逃费系统，那就大错特错了关键技术系统组成•ETC收费车道ETC车道收费系统主要由车道控制机、路测单元、RUS控制器、雨棚信号灯、车辆检测器、黄闪报警器、费额显示器、车道同行信号灯、车道摄像机、自动栏杆机、VDM字符叠加器、车牌识别器等设备组成。•收费站管理系统ETC收费站原理图当车辆到达收费点时，车辆检测装置进行车辆识别，此系统为有道闸车牌识别系统，以防止车辆逃费。系统组成•ETC管理中心系统组成•专业银行ATM自助充值终端系统组成•车道系统•费额显示器•自动栏杆机•车辆检测器•传输网络系统组成•传输网络系统组成技术手段•专用短程通讯（DSRC)•是一种高效的无线通信技术，它可以实现在特定小区域内（通常为数十米）对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，例如车辆的“车-路”、“车-车”双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。•射频识别•射频识别（RFID：RadioFrequencyIdentification）又称电子标签是一种非接触式的自动识别技术，通过对射频信号感应获取被识别对象的存储数据，识别过程全自动化，具有读取速度快、寿命长、无磨损，可工作于各种恶劣环境，市场前景好应用广泛。技术手段•射频识别技术手段•地磁感应识别技术技术手段•视频识别技术技术手段•红外技术•无线光通信具有稳定度好，成本低，保密性好，伤害性小，光波频率高、频带宽，频率资源丰富等优点。无线光通信中普遍采用850－940nm波长的近红外光波作为传输介质。用红外通信技术取代微波通信技术，充分发挥了无线光通信的优势，提高系统的各项性能。技术手段•红外技术技术手段•实施不停车收费，可以允许车辆高速通过，故可大大提高公路的通行能力；•公路收费走向电子化，可降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益，大大降低收费口的噪声水平和废气排放；•缩小收费站的规模，甚至取消跨省市之间的收费站的建设，节约基建费用和管理费用，有效提高这些交通市政设施的资金回收能力。•可以取消所有高速公路收费站的建设，采用自由流方式。•有效防止汽车被盗和车辆肇事逃逸事件，方便了公安系统对犯罪车辆的追踪和准确定位等。•实现公共区域的不停车收费和停车管理，对住宅区实现不停车收费出入管理和自动控制车位锁的升降功能。•实现对公共交通行使路线、时间等全方位的监测和控制，对出行路线给予优化指导，也方便管理部门对道路通行的预测工作。•道路交通信息查询。包括向服务器查询感兴趣道路的交通情况、路面路况、所处位置的其它信息以及加油站、停车场、服务站位置的查询。•车主可查询本车辆任何时间段的收费详细情况并可获得详细的单据。国外应用•美国：电子不停车收费方式已经成为美国回收公路投资和养护费用的高效率手段，最著名的联网运行电子不停车收费系统是E-Zpass系统。1997年7月，“E-Zpass”工程的最终运行方案开始实施和运行。从E-Zpass系统开通起，ETC的交易量持续增长，截至1998年12月，仅经过1年半的时间，共计23条专用ETC车道的电子不停车收费网络就承担了整个月平均交易量的43%，高峰时段甚至达到55%—60%。网络化运行的电子不停车收费系统效益和吸引力充分体现出来。E-ZPass系统采用了专用车道、混合车道两种模式，都有收费员值班。E-Zpass专用车道规定了时速不超过5英里的限制，并有相应的标志牌提示，以便于给收费人员和道路使用者确保一个安全的收费环境。另外美国基本上是采用开放式收费制式构成的网络。EZ-Passsystem公路通行电子收费系统•新加坡在现代化的交通发展方面可以说走在了世界的前列。事实上，该国的诸多现状都不利于新加坡现代交通的发展，甚至说本该会严重阻碍其发展。比如该国国土面积狭小，交通设施建设空间相对不足；常住人口相对较多，出行量大；国际商贸活动频繁，外来人口大幅增加当地交通压力等。尽管面对这些困难，新加坡还是凭借良好的规划和有效的实施打造了一个现代化的交通业。其中，城市道路电子动态收费系统（ERP）应用最为成功，对建设一个高效、智能的现代交通业起到了至关重要的作用。•所谓电子道路收费系统，其实就是我国常说的不停车收费系统（ETC）。新加坡是世界上第一个在城区建立ERP的国家，该系统于1998年9月正式投入使用。国外应用•当前，我国已有单位在开展ETC核心产品的研发工作，个别单位已有小批量样机可供试验。“十五”期间，国内此领域的研究将会得到加强，这已体现在科技部发布的促进智能交通领域产品开发的“十五”攻关计划中，国产ETC核心设备将形成批量生产能力，产品价格将下降，ETC车道投资将接近人们的心理预期。在国际社会未来的发展中，区域范围内的互换性、多车道自由流技术、带智能卡的双片式电子标签将是研究和发展的热点。从更长期的角度看，ETC技术除了服务于电子收费外，很有潜力扩展到加油、停车、门禁、出入控制等领域。•虽然我国高速公路本身已经局部联网，但一些不适宜的机电系统和收费技术已经制约了高速公路服务水平的提高。研究高速公路合理、有效、低成本收费的有效手段和相关技术,对于降低高速公路运营成本、提高服务水平、解决高速公路融资者、运营管理者、道路使用者、社会公众等诸多方面矛盾将具有重要意义。•但要使在智能交通系统领域中具有重要地位的ETC技术能充分发挥其作用和优势，还需要对技术难点进行攻关、对社会环境进行培育。