基于RFID的ETC電子不停車(chē)收費管理方案

1.系統概述

1.1.系統背景

隨著(zhù)國民經(jīng)濟快速發(fā)展，我國綜合國力不斷增強，交通基礎建設大為改善，尤其以高速公路為主骨架的覆蓋全國范圍的高等級公路網(wǎng)絡(luò )正在逐步形成，高速公路為交通事業(yè)跨越式發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎，在某種程度上緩解了交通在經(jīng)濟建設中的瓶頸制約作用。但是，隨著(zhù)經(jīng)濟的持續快速增長(cháng)，路網(wǎng)通過(guò)能力日益滿(mǎn)足不了交通量增長(cháng)的需要，交通擁擠，阻塞現象日趨嚴重，尤其以高速收費站車(chē)輛擁擠堵塞現象更為突出。如何實(shí)現各類(lèi)車(chē)輛的有效指揮、協(xié)調控制和管理已經(jīng)成為交通運輸和安全管理部門(mén)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)長(cháng)期和廣泛的研究，各發(fā)達國家已從主要依靠修建更多的公路，擴大路網(wǎng)規模來(lái)解決不斷增長(cháng)的交通需求，轉移到用高科技技術(shù)來(lái)改造現有公路運輸系統及管理體系，從而達到大幅度提高路網(wǎng)通行能力和服務(wù)質(zhì)量的目的。ETC電子不停車(chē)收費系統應運而生，ETC特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。ETC系統不僅極大的改善了路上密集車(chē)輛所造成的環(huán)境污染，減少車(chē)輛阻塞現象，行車(chē)更加安全，而且大大提高過(guò)路橋收費的通行效率。

圖一高速收費站擁擠車(chē)輛

1.2.現狀及分析

高速公路堵車(chē)現象時(shí)有發(fā)生，高速公路管理手段雖然越來(lái)越先進(jìn)，但大部分已通車(chē)高速公路收費管理卻仍停留在比較低效的人工收費階段，這就給高速公路使用帶來(lái)諸多不便：

（1）車(chē)輛停車(chē)排隊交費等候通關(guān)的時(shí)間較長(cháng)，在車(chē)流量增加時(shí)很容易造成擁堵；

（2）因停車(chē)等候交費的時(shí)間較長(cháng)，降低了大橋的通行能力和服務(wù)水準；

（3）各收費站點(diǎn)的現金結算工作量巨大，所需工作人員較多，增加了人力使用成本；

（4）人工收費存在人員交接班的現金復核、稽查和統計工作量，同時(shí)還存在現金移交的資金安全問(wèn)題；

（5）存在收費漏、交錢(qián)不給票或給假票的情況時(shí)有發(fā)生，甚至出現假鈔假幣方面損失；

（6）不便于路況和車(chē)流信息及時(shí)交流；

（7）由不同投資主體修建的公路收入分配問(wèn)題日益嚴重；

（8）經(jīng)過(guò)收費站時(shí)停車(chē)繳費造成的通行速度緩慢、頻繁制動(dòng)引起的機械磨損、油耗、噪音和由此產(chǎn)生的大量有害尾氣等問(wèn)題嚴重。

我國高速公路普遍采用封閉式收費制式，各省市在聯(lián)網(wǎng)收費系統中，普遍采用了基于IC卡作為通行券的人工現金收費（MTC）方式，公路收費中實(shí)現電子支付的主要方式有記帳卡、信用卡、預付卡、電子錢(qián)包等等。在各種公路收費的電子支付手段當中，基于專(zhuān)用短程通訊（DSRC）技術(shù)的ETC電子不停車(chē)收費技術(shù)，以其具有免除現金交易、無(wú)需停車(chē)快速通過(guò)、有效提高通行能力、大大提升服務(wù)水平、簡(jiǎn)化收費管理、降低環(huán)境污染等等明顯特點(diǎn)和優(yōu)勢廣為受人青睞。不停車(chē)收費系統又稱(chēng)電子收費系統（Electronic Toll Collection System），簡(jiǎn)稱(chēng)ETC系統。它利用車(chē)輛自動(dòng)識別技術(shù)完成車(chē)輛與收費站之間的無(wú)線(xiàn)數據通訊，進(jìn)行車(chē)輛自動(dòng)識別和有關(guān)收費數據的交換，通過(guò)計算機網(wǎng)路對收費數據進(jìn)行處理，實(shí)現不停車(chē)自動(dòng)收費的全電子收費管理系統。

2.系統介紹

2.1.系統原理

ETC電子不停車(chē)收費系統是基于RFID技術(shù)通過(guò)遠距離、非接觸采集射頻卡的信息，實(shí)現車(chē)輛在快速移動(dòng)狀態(tài)下的自動(dòng)識別，從而實(shí)現目標的自動(dòng)化管理。該系統產(chǎn)品集計算機軟硬件、無(wú)線(xiàn)通信、信息采集處理、數據傳輸、網(wǎng)絡(luò )通訊、自動(dòng)控制和智能卡制作等技術(shù)綜合應用為一體，屬于先進(jìn)的智能交通信息采集設備和高安全性的智能身份識別系統，是一種能有效對車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)識別和聯(lián)網(wǎng)監管的重要技術(shù)手段。

該系統通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上或者車(chē)身其他部位的車(chē)載電子標簽（OBU）與在收費站ETC車(chē)道上的車(chē)道設備控制系統信號發(fā)射與接收裝置（稱(chēng)為路邊讀寫(xiě)設備，簡(jiǎn)稱(chēng)RSE）以專(zhuān)用短程通信（Dedicated Short-Range Communication，簡(jiǎn)稱(chēng)DSRC）方式交換信息，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結算處理，從而達到車(chē)輛通過(guò)路橋收費站不需停車(chē)而能交納路橋費的目的。不停車(chē)收費系統主要利用車(chē)輛自動(dòng)識別技術(shù)（AVI），通過(guò)路側車(chē)道控制系統的信號發(fā)射與接收裝置識別通過(guò)車(chē)輛的編號，自動(dòng)從該用戶(hù)的專(zhuān)用賬戶(hù)中扣除通行費。對使用ETC車(chē)道未安裝車(chē)載器或車(chē)載器無(wú)效車(chē)輛，則視作違章車(chē)輛，實(shí)施圖象抓拍和識別，會(huì )同交警部門(mén)事后處理。

圖二收費站工作原理示意圖