摘要：針對國內(nèi)高速公路收費方式的現(xiàn)狀和主線收費站交通堵塞的問題，提出基于雙界面卡和雙片式電子標簽的組合式收費技術(shù)方案，可完整地解決現(xiàn)有環(huán)境下所產(chǎn)生的問題。

關(guān)鍵詞：不停車收費；聯(lián)網(wǎng)收費；電子標簽；組合式收費

1 不停車收費系統(tǒng)概述
不停車收費系統(tǒng)(又稱電子收費系統(tǒng)ElectronicToll Collection System，簡稱ETC系統(tǒng))是以現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)為主導(dǎo)，實現(xiàn)車輛不停車自動收費的智能交通子系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過路側(cè)天線與車載電子標簽之間的專用短程通信，在不需要司機停車和其他收費人員操作的情況下， 自動完成收費處理過程。
不停車、無人操作和無現(xiàn)金交易是電子收費系統(tǒng)的三個主要特點。該技術(shù)在國外已有較長的發(fā)展歷史，美國、歐洲等許多國家和地區(qū)的電子收費系統(tǒng)已經(jīng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。隨著我國以非接觸式IC卡為通行介質(zhì)，采用人工半自動收費方式為主的公路聯(lián)網(wǎng)收費方式的推廣，不停車收費將成為高速公路收費方式的發(fā)展趨勢。

ETC技術(shù)特別適用于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用，傳統(tǒng)的采用車道隔離措施下的不停車收費系統(tǒng)通常稱為單車道不停車收費系統(tǒng)：在無車道隔離的分車道交通流下的不停車收費系統(tǒng)通常稱為自由流不停車收費系統(tǒng)。實施不停車收費．
將徹底改變目前半自動收費過程中的弊端。由于不需要停車交費，當交通量較大時，不會產(chǎn)生收費站前車輛排隊等候的現(xiàn)象，減少了車輛延誤：由于無需人工參與和無現(xiàn)金交易，可完全避免收費過程中的舞弊和貪污現(xiàn)象，同時也能解決由于交通堵塞而引起的能源消耗和環(huán)境污染等問題。電子收費系統(tǒng)在國外被廣泛地應(yīng)用于開放式的收費站，國內(nèi)目前部分省市的高速公路已有所實施。電子收費系統(tǒng)代表當今最先進的收費技術(shù)，也是未來發(fā)展的方向，有著廣闊的發(fā)展前景。

2 不停車收費系統(tǒng)的工作原理
2．1 不停車收費系統(tǒng)的系統(tǒng)組成
ETC系統(tǒng)主要由ETC收費車道、收費站管理系統(tǒng)、ETC管理中心、專業(yè)銀行及傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。根據(jù)分工的不同，系統(tǒng)又可分為前臺和后臺兩大部分。前臺以車道控制子系統(tǒng)為核心，用于控制和管理各種外場設(shè)備與安裝在車輛上的電子標簽的通信，記錄車輛的各種信息，并實時傳送給收費站管理子系統(tǒng)；后臺由收費站管理子系統(tǒng)、ETC管理中心和專業(yè)銀行組成。ETC管理中心是ETC系統(tǒng)的最高管理層，既要進行收費信息與數(shù)據(jù)的處理和交換，又要行使必要的管理職能，它包括各公路的收費專營公司、結(jié)算中心和客戶服務(wù)中心。后臺根據(jù)收到的數(shù)據(jù)文件在公路收費專營公司和用戶之間進行交易、拆帳和財務(wù)結(jié)算，配有多臺功能強大的計算機，完成系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)、圖像的采集和處理。圖1為電子收費系統(tǒng)的示意圖。

圖1 不停車收費系統(tǒng)示意圖

2．2 不停車收費系統(tǒng)的工作流程
不同的收費系統(tǒng)的收費業(yè)務(wù)過程基本相同．現(xiàn)以封閉式為例，說明電子收費系統(tǒng)的工作過程。車主到客戶服務(wù)中心或代理機構(gòu)購置車載電子標簽，交納儲值。由發(fā)行系統(tǒng)向電子標簽輸入車輛識別碼(ID)與密碼，并在數(shù)據(jù)庫中存人該車輛的全部有關(guān)信息(如識別碼、車牌號、車型、顏色、儲值、車主姓名、電話等)。發(fā)行系統(tǒng)通過通信網(wǎng)將上述車主、車輛信息輸入收費計算機系統(tǒng)。車主將標識卡貼在車內(nèi)前窗玻璃上即可。當車輛進入ETC收費車道進LI天線的發(fā)射區(qū)時，處于休眠的電子標簽受到微波激勵而蘇醒，開始工作；電子標簽以微波方式發(fā)出電子標簽標識和車型代碼；天線接收確認電子標簽有效后，以微波發(fā)出入LI車道代碼和時間信號．寫入電子標簽的存儲器內(nèi)。當車輛駛?cè)胧召M車道出口天線發(fā)射范圍．經(jīng)過喚醒、相互認證有效性等過程．天線讀出車型代碼以及人LI代碼和時間，傳送給車道控制機，車道控制器存儲原始數(shù)據(jù)并編輯成數(shù)據(jù)文件，上傳給收費站管理子系統(tǒng)并轉(zhuǎn)送收費結(jié)算中心。

如果持無效標識卡或無卡車輛。在收費車道上高速沖卡而過，天線在確認無效性的同時．將啟動快速自動欄桿，關(guān)閉收費車道．當場將沖卡車輛攔截；在無專用收費車道的自由流收費時，可啟動逃費抓拍攝像機．將逃費沖卡車輛的車頭及牌照號碼攝錄下來，隨同出LI代碼和沖卡時間一并傳送給車道控制機記錄在案，事后依法處理。

產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與管銀行收到匯總好的各路公司的收費信息后，從各個用戶的賬號中，扣除通行費和算出余額，撥入相應(yīng)公司賬號。與此同時，銀行核對各用戶賬戶剩余金額是否低于預(yù)定的臨界閾值，如低于，應(yīng)及時通知用戶補交，并將此名單(灰名單)下發(fā)給全體收費站。如灰名單用戶不補交金額，繼續(xù)通行，導(dǎo)致剩余金額低于危險門限值．則應(yīng)將其劃歸無效電子標簽，編入黑名單，并通知各收費站，拒絕無效電子標簽在高速公路電子收費車道通行。

收費結(jié)算中心設(shè)有用戶服務(wù)機構(gòu)，向用戶出售標識卡、補收金額和接待客戶查詢。后臺有一套金融運行規(guī)則和強大的計算機網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫的支持，處理事后收費等事項。

3 ETC系統(tǒng)在現(xiàn)階段聯(lián)網(wǎng)收費應(yīng)用中的解決方案

20世紀90年代初，我國陸續(xù)引入ETC技術(shù)，在經(jīng)濟和交通較發(fā)達的地區(qū)如廣東、北京已有使用。但目前，國外和我國試點的ETC系統(tǒng)普遍采用單片式ETC技術(shù)，與我國主流的IC卡收費完全獨立、互不兼容，因此建立的ETC系統(tǒng)自身必須構(gòu)成一個完整的封閉式系統(tǒng)． 即在路網(wǎng)內(nèi)所有的入口和出口，即使是大多數(shù)交通量小、車道數(shù)量少的收費站，都必須設(shè)置一條以上的專用ETC收費車道，這將造成ETC系統(tǒng)規(guī)模龐大，一次性投資高、建設(shè)周期長、風(fēng)險大、車道資源消耗大、利用率低，而且由于缺乏足夠的備份ETC收費車道，整個系統(tǒng)的可靠性無法得到保障。因此，單片式ETC技術(shù)并不適合國內(nèi)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的要求．在我國聯(lián)網(wǎng)收費的大背景下成功推行ETC收費，必須考慮ETC收費系統(tǒng)與已有的IC卡收費系統(tǒng)之間的有機結(jié)合，選擇一種兼容ETC收費和IC卡收費的組合式收費技術(shù)。所以，建議采用基于雙界面卡和雙片式電子標簽的組合式的電子收費技術(shù)方案。

不帶IC卡的電子標簽稱單片式電子標簽，帶IC卡接口并在使用時插入IC卡的電子標簽稱兩片式電子標簽。目前，IC卡產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)推出了可以同時支持接觸讀寫方式和非接觸讀寫方式的IC卡，稱為“雙界面IC卡”。通常兩片式電子標簽具有支持對接觸式IC卡和非接觸式IC卡讀寫的能力。組合式電子收費是“IC卡刷卡交費／ETC電子交費+雙片式電子標簽+雙界面IC卡”預(yù)付的收費方案。

具體方案設(shè)計如下：ETC收費專用車道同時設(shè)置ETC車道天線控制器和車道IC卡專用收費非接觸設(shè)備，由一臺車道工控機進行控制，實現(xiàn)對正常的ETC車輛、誤入的普通車輛通行費的收取及車道通行的控制功能。

在交通量大、易產(chǎn)生交通流瓶頸的收費站，按需設(shè)置一條以上的ETC收費專用車道，允許司機將雙界面IC卡插入雙片式ETC電子標簽．免停車通過收費站，通行費被自動扣取，這將大幅度提高收費口的通行能力；在一般收費站，僅設(shè)置IC卡收費車道．允許司機從雙片式ETC電子標簽中撥出雙界面IC卡．以非接觸操作的方式刷卡扣款，短暫停車后通過收費站。其運行模式如圖2所示。

(兩片式電子標簽+雙界面IC卡的封閉式)

圖2 組合式聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)模型

該方案集中了IC卡收費系統(tǒng)和ETC收費系統(tǒng)的優(yōu)點．完整地解決了國內(nèi)現(xiàn)有環(huán)境下所產(chǎn)生的問題．也提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，使得收費效率及管理水平都得到了提高。

4 結(jié)語
不停車收費技術(shù)是目前國際上最為先進的收費方式，它的優(yōu)點是顯而易見的。盡管目前在全國廣泛推廣ETC還有一定的難度．但隨著ETC相關(guān)技術(shù)規(guī)范的標準化和ETC技術(shù)的不斷成熟，不停車收費系統(tǒng)將在我國得到快速、健康的發(fā)展。

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作者簡介： 邊艷妮(1977-)， 女， 碩士研究生，主要研究方向為交通控制與管理。