毕业设计高速公路电子不停车收费系统项目研究

本科毕业设计（20届）高速公路电子不停车收费系统项目研究Highwayelectronicnoparkingchargesystemresearchproject所在学院专业班级交通工程学生姓名指导教师完成日期摘要电子不停车收费系统（ETC）是指在车辆通过收费站入口时，收取过路费的全过程均由机器完成，不需要人工参与，同时车辆不需要停车。ETC系统是ITS体系服务领域中的一个特殊方面，又是缓解收费站交通堵塞的有效手段，同时在使用中收费卡的用量又很大，因此各个国家把ETC作为ITS领域最先投入应用的系统来开发，我国也不能例外。ETC系统是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。本文简要介绍了电子不停车收费系统（ETC）的定义、工作原理、关键技术和短程通信技术；与国外发达国家的ETC系统的发展进行比较；调研我市收费站的ETC通行效果，分析数据来解释ETC系统的实施效果；通过项目实施效果分析ETC系统在我国的建设前景；分析ETC系统在我国发展所遇到的各方面的问题，提出合理建议。关键词：高速公路；电子不停车收费系统；短程通讯技术AbstractElectronictollcollection(ETC)referstothevehiclethroughthetollstationentrance,collecttollsofthewholeprocessiscompletedbythemachine,doesnotrequirehumanintervention,whilethevehicledoesnotneedtostop.TheETCsystemisITSsystemservicesinthefieldofaparticulararea,itistoalleviatetrafficcongestiontollstationeffectivemeans,whileinusechargecardamountislarge,soeachcountrytoETCastheITSdomainwasfirstputintoapplicationsystemdevelopment,ourcountryisnoexception.TheETCsystemispopularizedforroad,bridgeandtunnelelectronictollcollectionsystem.Thispaperbrieflyintroducedtheelectronictollcollectionsystem(ETC)definition,principle,keytechnologyandshortrangecommunicationtechnology;andthedevelopedcountriesinthedevelopmentofETCsystemforcomparison;researchItollstationETCtrafficeffect,analysisdatatointerprettheETCsystemimplementationeffect;throughtheanalysisontheeffectofimplementationofETCsystemintheconstructionofourcountryprospects;analysisofETCsystemdevelopmentinChinaencounteredvariousproblems,putforwardreasonablesuggestions.Keywords：Highway；ElectronicTollCollection；DedicatedShortRange目录绪论...............................................................11电子不停车收费系统（ETC）简述......................................11.1ETC系统简述..................................................11.2ETC系统在国内外发展过程......................................21.3ETC系统的市场需要............................................32电子不停车收费系统（ETC）的工作原理................................42.1ETC系统的结构组成............................................42.2ETC系统的工作原理............................................52.3ETC系统的关键技术............................................52.4专用短程无线通信DSRC.........................................63案例分析（北京ETC的使用及推广）...................................73.1北京市高速公路概括及收费站区拥堵问题.........................73.2北京市ETC项目的推广与使用...................................83.2.1项目建设................................................83.2.2推广应用................................................93.3项目实施效果................................................103.3.1为解决收费站区拥堵提供了有效途径.......................103.3.2节能减排效果显著.......................................103.3.3通行服务水平显著提升，获得客户好评.....................103.3.4.经济效益提高..........................................104ETC系统在国内发展所遇到的问题及解决建议..........................114.1ETC系统在国内发展遇到的问题.................................114.2建议........................................................12结论..............................................................14参考文献............................................................15致谢..............................................................16北京城市学院2012届毕业设计（论文）1绪论ETC(ElectronicTollCollectionsystem)称为不停车收费系统，即收取过路费的全过程均由机器完成，不需要人工参与的一种电子收费系统。电子不停车收费系统（ETC）是ITS体系服务领域中的一个特殊方面，由于它涉及到交通基础设施投资的回收，又是缓解收费站交通堵塞的有效手段，同时在使用中收费卡的用量又很大，因此各个国家把ETC作为ITS领域最先投入应用的系统来开发，我国也不能例外。随着经济的发展，我国许多地区的高等级公路交通量迅速上升，人工和半自动收费方式已经不能满足高速公路上车辆运营对收费管理系统的需求，这些高速公路高峰时，收费站已经成为“瓶颈”。由于收费站出入口处车辆的严重堵塞，同时车辆在排队等待时的油耗和尾气排放，也会产生相当大的经济损失和环境污染。电子不停车收费系统（ETC）可以有效的解决以上的问题，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力更是人工收费通道的5到10倍，对于减少收费站出入口处的交诵拥挤，加快车辆通行速度起到良好的效果。高速公路主管部门和经营部门在ETC系统的推广运营初期对于安装ETC电子车载电子标签的用户在采取通行费折扣政策，这对于长期从事公路运输的企业及个人能够节省相当的金钱花费。ETC系统在应用的过程中，通过开发商与供货商的不断完善，使得很多问题得到完善。但是现实的ETC系统还是有着诸多问题，比如：兼容性、跟车干扰、邻道干扰等问题。面对这些问题，需要认真总结，找到合理的解决办法，尽可能的杜绝ETC系统的漏洞，保证ETC系统的安全、稳定运行。中国有着广大的市场，迫切的需求，可以遇见，在我国研究和发展电子不停车收费系统具有重大的经济和社会效益。前景是十分广阔的。但这是需要一个过程的，我们应参照国内的情祝，发展适合我们国内使用的ETC系统。1电子不停车收费系统（ETC）简述1.1ETC系统简述电子不停车收费系统(ETC)是智能交通系统(ITS)领域中的一个重要方面，是国际上正在努力开发并且想要普及推广的一种用于公路、桥梁和隧道的电子收费系统。电子不停车收费系统利用车辆自动识别（AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通信，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网络北京城市学院2012届毕业设计（论文）2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。ETC系统的最大优点就是车辆可以以一定的速度不停车通过收费口，一切收费均由电子设备完成。这样可以迅速完成收费，减少因为缴费而造成的交通拥堵现象，提高了通行效率；由于车辆不需要减速停车等，从而减少了车辆尾气CO、NOx等有害气体的排放，有利于环保；避免了因收费员失误或者违规操作所造成的损失，收费的效率与准确度均有提高；减少了通行卡的投放量，降低了收费成本和收费所消耗的社会费用，加强了高速公路的资金回收能力以及提高了车辆的营运效益。1.2ETC系统在国内外发展过程电子不停车收费系统（ETC）在国外已有较长的发展历史。美国、欧洲等许多国家和地区的ETC系统已经实现了地区兼容和规模化实施。美国的E-Zpass系统、葡萄牙的ViaVarde系统、日本的首都ETC圈等，都是成功的ETC行业应用。美国是最早对电子不停车收费系统（ETC）进行研究的发达国家。目前电子不停车收费系统（ETC）已经成为美国回收公路投资与养护费用的高校手段。E-Zpass系统是美国最著名的联网运行电子不停车收费系统，有23条专用ETC车道的电子不停车收费网络承担了这个月平均交易量的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能超过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旅行公众确保一个安全的收费环境。图1美国E-zpass系统葡萄牙的ViaVarde电子收费系统可以算作欧洲最具有代表意义的联网电子北京城市学院2012届毕业设计（论文）3收费系统之一，由葡萄牙最大的公路运营商BRISA公司管理。收费系统是封闭式和开放式相结合的模式。事实已经证明，ViaVarde系统是既有利于道路使用者又有利于道路运营商的有效的收费手段。根据运营报表的统计数据，人工收费车道的平均通行能力为200辆/小时，电子收费车道的平均通行能力为1500/小时，一条ETC车道的通行能力是普通车道通行能力的7倍。该ETC车道的显著特点就是没有自动栏杆，车辆能以不低于80Km/h的速度通行。在日本，2010年釜山ITS世界大会作为国际交通行业每年一届的交通盛会充分体现了世界ITS的发展方向。现在日本已经全国范围