摘 要：介紹了不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Toll Collection，簡(jiǎn)稱(chēng)ETC)的組成、類(lèi)型以及工作流程，結(jié)合我省太舊高速公路MTC和ETC相結(jié)合的組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)，簡(jiǎn)要地分析了不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)在我國(guó)現(xiàn)階段的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：ETC；MTC；組合式收費(fèi)；系統(tǒng)
不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Toll Collection，簡(jiǎn)稱(chēng)ETC)是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，對(duì)過(guò)往車(chē)輛無(wú)須停車(chē)，即能夠?qū)崿F(xiàn)電子收費(fèi)的系統(tǒng)。它特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。在傳統(tǒng)采用車(chē)道隔離措施下的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)通常稱(chēng)為單車(chē)道不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)；在無(wú)車(chē)道隔離的自由交通流下的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)通常稱(chēng)為自由流不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)。實(shí)施不停車(chē)收費(fèi)，可以大大提高公路的通行能力，降低收費(fèi)管理成本，提高車(chē)輛的營(yíng)運(yùn)效益，降低收費(fèi)口的噪聲污染和廢氣排放，同時(shí)節(jié)約基建費(fèi)用。
1不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的組成
1.1前臺(tái)系統(tǒng)
工作任務(wù)主要為識(shí)別車(chē)輛在不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道的通行憑證；確定車(chē)輛進(jìn)出口地址和時(shí)間；判別車(chē)輛類(lèi)型；計(jì)算本次通行費(fèi)額；對(duì)通過(guò)車(chē)輛控制管理；編制收費(fèi)數(shù)據(jù)文件；對(duì)沖卡逃費(fèi)車(chē)輛現(xiàn)場(chǎng)抓拍圖象，捕捉證據(jù)；與后臺(tái)通信聯(lián)系交換數(shù)據(jù)。
它主要包括如下系統(tǒng)：車(chē)道微波通信系統(tǒng)、車(chē)輛檢測(cè)分類(lèi)系統(tǒng)、逃費(fèi)取證處理系統(tǒng)。
系統(tǒng)配置設(shè)備主要有：控制計(jì)算機(jī)、微波天線、讀寫(xiě)模塊、檢測(cè)線圈、自動(dòng)欄桿、費(fèi)額顯示器、信號(hào)燈、報(bào)警器、抓拍及監(jiān)視錄像機(jī)等。
在單車(chē)道不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)中，收費(fèi)車(chē)道作為整個(gè)不停車(chē)收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)體系的前臺(tái)，以車(chē)道控制系統(tǒng)為核心，控制和管理各種子系統(tǒng)，對(duì)通過(guò)不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道的各種車(chē)輛作原始記錄(客戶(hù)代碼、進(jìn)出收費(fèi)車(chē)道號(hào)及時(shí)間、車(chē)型和本次通行費(fèi)額等)，并整理成數(shù)據(jù)文件傳送給系統(tǒng)后臺(tái)。
1.2后臺(tái)系統(tǒng)
工作任務(wù)主要為向客戶(hù)發(fā)售車(chē)載標(biāo)識(shí)卡，并做卡的初始化；接受客戶(hù)補(bǔ)交金額和查詢(xún)；接收前臺(tái)收費(fèi)數(shù)據(jù)文件；交易和結(jié)算；向前臺(tái)和客戶(hù)發(fā)送補(bǔ)交金額的黑名單指令和信息；存儲(chǔ)、管理抓拍圖象等。
它主要包括如下系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、道路運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、結(jié)算中心管理系統(tǒng)、客戶(hù)服務(wù)中心管理系統(tǒng)、銀行管理系統(tǒng)。
后臺(tái)有收費(fèi)站、道路運(yùn)營(yíng)管理公司、結(jié)算中心、銀行和客戶(hù)服務(wù)中心等組成。根據(jù)收到的數(shù)據(jù)文件在道路運(yùn)營(yíng)管理公司和用戶(hù)之間進(jìn)行交易和財(cái)務(wù)結(jié)算。
后臺(tái)系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)具有財(cái)務(wù)結(jié)算性質(zhì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，車(chē)道控制機(jī)和客戶(hù)服務(wù)站是網(wǎng)絡(luò)終端，銀行、結(jié)算中心、收費(fèi)站、道路運(yùn)營(yíng)管理公司、客戶(hù)服務(wù)中心等均為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各個(gè)終端的工作，數(shù)據(jù)文件迅速可靠地傳送，利用專(zhuān)用軟件正確地完成全部工作。
1.3數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)及專(zhuān)用軟件
不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)配有功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，從而完成系統(tǒng)間各種數(shù)據(jù)、圖象等的采集、處理和分發(fā)，將各單元組成一個(gè)整體系統(tǒng)。
它主要包括高速、安全、可靠、可擴(kuò)展的具有冗余能力的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；開(kāi)放性的通信協(xié)議；大型財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、交通管理數(shù)據(jù)庫(kù)等。
2不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的類(lèi)型
2.1收費(fèi)站不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)
收費(fèi)站不停車(chē)收費(fèi)一般采取混合收費(fèi)方式，既有不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道，又保留半自動(dòng)收費(fèi)車(chē)道。其主要特征為：
a)與半自動(dòng)收費(fèi)車(chē)道并列設(shè)置。在收費(fèi)車(chē)道中，根據(jù)使用情況開(kāi)設(shè)部分ETC專(zhuān)用收費(fèi)車(chē)道；
b)車(chē)輛通過(guò)收費(fèi)車(chē)道的車(chē)速較低，通常為30 km／h～50 km／h，通過(guò)率為600輛／h～1 000輛／h；
C)在車(chē)道出口端設(shè)置自動(dòng)欄桿，以防無(wú)卡車(chē)輛通過(guò)。
收費(fèi)車(chē)道入口設(shè)置不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道和信號(hào)燈。由于車(chē)輛密度不大，天線并不連續(xù)工作，無(wú)車(chē)輛通過(guò)時(shí)，天線處于休眠狀態(tài)。在天線輻射區(qū)外的車(chē)道，埋設(shè)一個(gè)環(huán)行線圈，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入線圈工作區(qū)時(shí)，線圈發(fā)出信號(hào)，激活天線進(jìn)入工作狀態(tài)。車(chē)輛進(jìn)入通信區(qū)，通過(guò)微波天線，車(chē)載標(biāo)識(shí)卡響應(yīng)天線的詢(xún)問(wèn)信息，將客戶(hù)身份與車(chē)型代碼上傳給車(chē)道天線，由天線轉(zhuǎn)送給車(chē)道控制機(jī)進(jìn)行核查，如為有效合法卡，車(chē)道放行，信號(hào)燈變綠，如果進(jìn)一步交換信息，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，可繼續(xù)通信，直到收費(fèi)過(guò)程結(jié)束；如果進(jìn)入車(chē)道的車(chē)輛為非法無(wú)效卡車(chē)，或是無(wú)標(biāo)識(shí)卡的車(chē)輛，車(chē)道控制機(jī)將根據(jù)天線傳送的信息，指令自動(dòng)欄桿關(guān)閉，攔截非法車(chē)輛，并發(fā)出聲光警報(bào)，現(xiàn)場(chǎng)人員將對(duì)其進(jìn)行處理。車(chē)道控制機(jī)將收集到的數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和清算等，并將需發(fā)布的結(jié)果下傳車(chē)道。
這種方式適用于不停車(chē)收費(fèi)用戶(hù)在所有繳費(fèi)用戶(hù)中并非多數(shù)的情況。
2.2 自由流不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)
自由流不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)在道路主線上每隔一定里程設(shè)置一個(gè)橫跨道路上空的龍門(mén)架，架上安裝不停車(chē)收費(fèi)設(shè)備，實(shí)施分段開(kāi)放式不停車(chē)收費(fèi)。車(chē)輛無(wú)須減速，以正常行駛速度完成收費(fèi)工作。其主要特征為：
a)無(wú)收費(fèi)島、亭之類(lèi)設(shè)施；
b)進(jìn)入收費(fèi)點(diǎn)時(shí)無(wú)須減速，車(chē)輛繼續(xù)高速行駛；
C)需要建立一套高精度逃費(fèi)取證處理系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)抓拍捕捉車(chē)輛逃費(fèi)證據(jù)，以便于事后依法處理，目前大多采用高速、高分辨率的攝像機(jī)對(duì)車(chē)輛牌照進(jìn)行抓拍；
d)在收費(fèi)點(diǎn)附近，需建造一條與主線平行的普通收費(fèi)車(chē)道，以便對(duì)非法無(wú)效卡車(chē)或無(wú)標(biāo)識(shí)卡的車(chē)輛收費(fèi)；
e)車(chē)道天線控制器能控制多部天線并行工作，與多輛車(chē)載標(biāo)識(shí)卡同時(shí)通信。
此系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)為減少收費(fèi)站建設(shè)投資，車(chē)速高，無(wú)行車(chē)延誤，車(chē)輛通行能力接近2 000輛／h。但設(shè)備投資大，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)難度也較大，特別是如何防止和遏制逃費(fèi)車(chē)輛是關(guān)鍵技術(shù)。
這種方式適用于不停車(chē)收費(fèi)用戶(hù)在所有繳費(fèi)用戶(hù)中已成為大多數(shù)的情況。3不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的工作流程
各種類(lèi)型的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)過(guò)程基本相同，其原理是在車(chē)輛上安裝一種標(biāo)識(shí)卡，在ETC收費(fèi)車(chē)道安裝車(chē)載標(biāo)識(shí)卡讀寫(xiě)設(shè)備，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入ETC收費(fèi)車(chē)道時(shí)，標(biāo)識(shí)卡以微波通信方式與該車(chē)道的天線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，從卡上讀取車(chē)牌照號(hào)、車(chē)型信息等數(shù)據(jù)，如需要也可向車(chē)載標(biāo)識(shí)卡上寫(xiě)入信息，系統(tǒng)根據(jù)讀取的信息，識(shí)別車(chē)輛合法與否，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算收費(fèi)金額，并從其賬戶(hù)上扣除響應(yīng)數(shù)額，記錄交易數(shù)據(jù)，控制車(chē)道外部設(shè)備等，具體流程為：
a)后臺(tái)系統(tǒng)初始化車(chē)載標(biāo)識(shí)卡，將車(chē)牌照號(hào)、車(chē)型、收費(fèi)率等數(shù)據(jù)寫(xiě)入標(biāo)識(shí)卡，并發(fā)放給客戶(hù)，建立相關(guān)客戶(hù)檔案；
b)車(chē)輛進(jìn)入ETC收費(fèi)車(chē)道，感應(yīng)天線激活線圈，進(jìn)而激活微波天線，讀取標(biāo)識(shí)卡上的信息，并傳送給車(chē)道控制機(jī)進(jìn)行核查；
c)如為合法車(chē)輛，則進(jìn)行收費(fèi)交易，依據(jù)后臺(tái)系統(tǒng)完成清算，通行燈變綠，顯示收費(fèi)額和余額，車(chē)輛通過(guò)，記錄數(shù)據(jù)；
d)如為非法車(chē)輛，車(chē)道控制機(jī)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)控制自動(dòng)欄桿下落，關(guān)閉車(chē)道，車(chē)道攝像機(jī)進(jìn)行圖像抓拍，車(chē)輛進(jìn)行人為處理。4不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用
目前，不停車(chē)收費(fèi)主要應(yīng)用在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中。根據(jù)交通量和道路使用者的需求，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有收費(fèi)設(shè)施的狀況、ETC系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比，我們應(yīng)有計(jì)劃、有步驟地在高速公路上實(shí)施不停車(chē)收費(fèi)。從當(dāng)前情況看，在現(xiàn)有的收費(fèi)廣場(chǎng)上設(shè)置ETC專(zhuān)用車(chē)道，形成MTC和ETC相結(jié)合的混合式收費(fèi)模式是一種比較適合我國(guó)國(guó)情的做法，其中的主要工作是車(chē)道改造，同時(shí)采用兼容IC卡收費(fèi)和ETC電子收費(fèi)的兩片式電子標(biāo)簽。以山西省太舊高速公路混合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)為例，我們可以較具體地了解不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)在我國(guó)現(xiàn)階段的應(yīng)用情況。
4.1太舊高速公路及相關(guān)道路現(xiàn)有機(jī)電系統(tǒng)狀況
太舊高速公路目前已投入使用的有隧道閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)。
a)隧道閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)包括隧道監(jiān)控室控制設(shè)備、隧道口的遙控?cái)z像機(jī)、隧道內(nèi)的固定攝像機(jī)及相應(yīng)的傳輸設(shè)備；
b)收費(fèi)系統(tǒng)采用的收費(fèi)制式為封閉式，通行券為非接觸式IC卡，計(jì)算機(jī)管理、閉路電視監(jiān)視；
C)通信系統(tǒng)包括綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)。其中程控交換系統(tǒng)與太原東山過(guò)境線、太原南過(guò)境線共用一套程控交換機(jī)。緊急電話系統(tǒng)分為3個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，控制臺(tái)分別設(shè)在平定、壽陽(yáng)、武宿；
d)通信管道干線為3孔的PVC管，目前還可使用的有4個(gè)子孔。
4.2工程概況
本ETC收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍為在山西省太原—舊關(guān)高速公路武宿主線站以及舊關(guān)主線站各設(shè)置一進(jìn)一出的ETC車(chē)道。
ETC收費(fèi)方式是采用“兩片式電子標(biāo)簽雙界面CPU卡”組合式收費(fèi)技術(shù)，以高安全性的雙界面CPU卡與兩片式電子標(biāo)簽的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電子不停車(chē)收費(fèi)，同時(shí)，在沒(méi)有ETC車(chē)道的站點(diǎn)可以通過(guò)CPU卡在人工收費(fèi)車(chē)道刷卡通過(guò)。
4.3土建改造工程
ETC車(chē)道設(shè)置的一個(gè)重要原則是車(chē)輛在ETC車(chē)道通過(guò)時(shí)，如果出現(xiàn)異常情況，車(chē)輛不需要倒車(chē)就可以拐到旁邊的MTC車(chē)道?；谶@個(gè)原則，ETC收費(fèi)島必須比MTC收費(fèi)島要長(zhǎng)，ETC收費(fèi)島的欄桿與MTC收費(fèi)島島頭平齊。
4.4 ETC車(chē)道施工
ETC車(chē)道施工工作內(nèi)容包括：
a)車(chē)道設(shè)備的基礎(chǔ)施工；
b)車(chē)道設(shè)備的線纜鋪設(shè)；
c)車(chē)道設(shè)備安裝；
d)車(chē)道設(shè)備的接線。
按其工序的連續(xù)性分為：基礎(chǔ)施工、線纜鋪設(shè)、設(shè)備安裝、設(shè)備接線。
總之，結(jié)合我國(guó)目前高速公路機(jī)電系統(tǒng)和收費(fèi)技術(shù)的現(xiàn)狀，為降低高速公路運(yùn)營(yíng)成本，提高服務(wù)水平，解決高速公路融資者、運(yùn)營(yíng)管理者、道路使用者、社會(huì)公眾等諸多方面的矛盾，采用MTC和ETC相結(jié)合的混合式收費(fèi)方式，是我國(guó)現(xiàn)階段高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的發(fā)展方向。
（轉(zhuǎn)載）
