高速公路不断车收费系统的技术研究.docx

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高速公路不断车收费系统的技术研究

高速公路不断车收费系统的技术研究

　　摘要：

不断车收费系统（ETC）是国际上正尽力开发并推行普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。

它为因停车收费引发的交通拥堵、延误等问题提供了解决思路。

本文从系统组成动身，深切研究了系统的原理及实现该系统的关键技术。

中国论文网/8/

　　关键词：

ETC；收费系统；系统分类

　　中图分类号：

文献标识码：

A文章编号：

1007-9599（2012）09-0000-02

　　一、前言

　　高速公路的电子不停车收费系统是目前国际上十分先进的一种收费系统，它是智能交通服务系统之一，过往车辆通过车道口时不需要停车缴费，而是自动缴费。

　　同传统的人工收费系统有所不同，不停车收费系统是以IC作为一种数据载体，通过无线数据交换的方式来实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。

它可以从收费计算机中读取出储存在IC卡中的有关车辆的各种信息。

从而系统按照既定的收费标准，并经由计算，从IC卡中扣除本次使用道路费用。

　　二、ETC的分类

　　ETC系统主要有两大类：

　　1.不停车收费系统；

　　2.自由流不停车收费系统。

（一）不停车收费系统

　　不停车收费系统主要是利用的混合式的收费方式，不但有十分先进的不停车收费的车道又有以前的半自动化的收费车道。

这两种车道的结合有着其明显的特征：

　　1.结合了半自动车道的有点并与其并列而设。

在具体的收费车道当中结合实际开设的情况设置一些ECT的收费专用车道；

　　2.车辆一般都是以较低的速度通过收费车道，其具体的车速一般为40km/h左右，一个小时通过的车辆大概为800左右；

　　3.通过车道处设置的自动栏杆以来防止那些无卡的车辆通行。

　　往往会把不停车收费车道标志与车道信号灯设置在收费车道的入口处，因为车辆的密度一般不会太大，这些天线就不会处于连续工作的状态下，如果没有车辆通过则天线就会智能化的进入休眠。

同时还会在天线辐射区域以外的车道内设置一个环形的线圈，如果那些车辆进入到线圈的区域内，这些线圈就会感应到进而会发出信号，将处于休眠状态的天线激活。

当车辆驶入通信区域内后，天线就会通过微波将将客户的信息（身份与车型代码）上传到车道的天线，之后再通过天线将信息转送给车道控制机，而进行相应的信息核查，如果是有效的合法卡车道就会自动将车方行，信号灯就会现实绿色。

一般会需要进一步的信息交换以及数据的读写，直至整个收费过程的结束，如果卡无效或是无标识的卡，天线也会通过信号控制自动栏杆关闭将车辆拦截，同时还会发出警报以来通知相关人员进行处理。

这些系统收集的信息会传到系统工作的后天以供后期使用。

（二）自由流的不停车收费系统

　　自由流不停车收费系统主要是在道路的主干道上在一定的距离内设一个跨主干道的龙门架以来采集车辆信息，这个系统是一个分段式的系统。

这个系统的一个主要的有点就是车辆进入收费区内不用减速，这样就能够提高系统的工作效率，同时也能够方便驾车者。

这个系统的主要特点可以归纳为：

　　1.不需要很大的收费设施；

　　2.车辆驶入收费区内不需要减速；

　　3.系统的精度高，以便进行现场抓拍那些逃费的车辆；

　　4.一般还会在主干道旁边设置一个普通的收费车道，以来处理那些非法或无效无标识卡的车辆；

　　5.天线能够同时对多辆车载的标识卡进行识别与通讯。

　　这个系统的主要特点就是投资少，效率高，车速高，车辆的通行能力很大，一般在每个小时能搞达到2000辆。

但是这种收费系统对技术要求较高。

　　车牌自动识别技术以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础，同时还要归对摄像机拍摄的那些车辆图形进行分析处理，对车辆的车牌号进行识别。

同时还要通过一些后期的处理对那些停车场进行相应的管理以及对交通流量的控制。

还可以进行车辆的定于与防盗以来达到自动化的监控目标。

识别结果包括车辆牌照的全部汉字、字母、数字、颜色、牌照坐标、牌照图像等。

自动识别车辆牌照，而不需要被识别车辆主动参与，可以对所有通行车辆进行识别、管理。

车牌自动识别系统在高速公路上的应用，对完善收费系统，杜绝收费漏洞，减轻收费人员的劳动强度，提高收费综合管理水平和服务水平，起到了极其重要的作用。

　　车辆牌照自动识别广义来说有三项：

即定位技术，如GPS和GPRS；非接触识别技术，如RFID电子标签之类；再就是车辆牌照自动识别技术。

　　三、系统的关键技术及标准制定

　　不停车收费车道控制系统包括以下三大关键子系统：

（一）车辆自动识别技术（AVI）

　　电子（不停车）收费系统中的车辆自动识别技术是三大关键系统中最重要的技术，它与系统的性能、应用和推广有重大关联，同时也是区别不同的电子收费系统系统的主要标志。

车辆自动识别技术主要采用：

①红外线扫描识别技术；②CCD摄像识别技术；③激光扫描识别技术；④IC卡识别技术等。

由于交通运输本身要求有一种系统能够在全天候、恶劣环境下应用，而且具有能够进行远距离作用，平安靠得住性高，寿命长等特点。

因此上述这些系统由于本身所存在的缺点故而都不能全面知足以上要求。

因此，为了适应这一需求，进展了微波非接触式ID卡识别技术。

由于微波透入性强，工作距离远，而且适合于车辆全天候、恶劣环境条件下工作，它具有能远距离工作、体积小，既能够有源发射方式工作也能够进行无源反射方式工作等特点。

（二）自动车型分类技术（AVC）

　　自动车型分类技术主要是根据车辆的那些物理特性来判断车辆收费类别。

自动车型分类技术的主要依据为：

　　1.车轮的数目；

　　2.车辆的用途；

　　3.车辆的体积；

　　4.重量等等。

　　自动车型分类技术与一系列的车道传感器相连，传感器的信号提交事务处理系统后，由车辆分类单元判定收费类型。

其设备主要为∶扫描仪、高速摄像、前置线圈、感应踏板和发射光塔等这些设备。

　　（三）违章车辆抓拍技术（VEC）　　违章车辆抓拍技术主要的摄录方式包括照片、录像带和数字影像等。

它是利用光学字符识别技术自动获取非法车辆的信息。

违章车辆抓拍技术主要依靠模糊识别技术，并借助光学字符识别设备，以来实现对非法用户号码进行识别。

违章车辆抓拍技术主要包括：

　　1.感应触发；

　　2.图像俘获；

　　3.图像识别；

　　4.图像储存；

　　5.图像处理和图像删除等。

　　四、ETC的优点及其在营运中的问题

（一）ETC的优点

　　对用户的益处：

有更该的收费站通行能力，通行能力为每条ETC车道约为3-5条MTC车道。

　　对业主的益处：

花费更少的基建投入，相比MTC车道，ETC车道建设约可以节约40%基建费；更低的运营成本。

（二）ETC在营运中的问题

　　误入车辆引起ETC车道拥堵；缓解措施――交通诱导

　　ETC系统跟车干扰严重；

　　跟车干扰情况：

　　1.前车无电子标签，后车有电子标签；

　　2.两辆车都安装有电子标签；

　　3.前车有电子标签，后车无电子标签。

　　缓解措施：

　　1.统一电子标签的灵敏度；

　　2.规范车辆电子标签的安装位置；

　　3.通过宣传和增加ETC车道诱导标识的手段；

　　4.提高ETC车道软件逻辑判断能力。

（1）短通信区车辆通行速度低；

（2）自动栏杆附近存在通信盲区；

　　（3）恶意旁道插队逃费现象无法解决；

　　（4）各类ETC系统之间的兼容问题。

　　五、结论

　　电子（不停车）收费系统既是适应现代社会发展的客观需要，也是适应高速公路发展的必然要求。

随着现代经济的高速发展，普通百姓汽车的拥有量越来越多，导致道路越来越拥堵，特别是高峰期；同时，由于道路拥挤造成尾气排放量增加。

这一高速公路的收费问题困扰着许多国家，因此为了解决这一问题，电子不停车收费系统受到越来越多的关注，并有很多国家已进入实用推广阶段。

采用电子（不停车）收费系统既能够从根本上解决因人工收费过程缓慢而造成的交通堵塞，环境污染问题，而且能够减少人工费，节约成本，还可以杜绝人工收费过程中的腐败现象，从而获得显著的经济效益并营造和谐社会。