電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)工作原理綜述

電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)工作原理綜述

智能交通系統(tǒng)（ITS）是目前世界交通運輸領域前沿研究課題，也是我國交通科技發(fā)展重點方向，其核心是針對日益嚴重交通需求和環(huán)境保護壓力，采用信息技術、電子通訊技術、自動控制技術、計算機技術及網(wǎng)絡技術等對傳統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)進行深入改造，以提高系統(tǒng)資源使用效率、系統(tǒng)安全性，減少資源消耗和環(huán)境污染。

電子（不停車）收費系統(tǒng)（ETC：ElectronicTollCollection）是ITS（IntelligentTransportSystem）領域中一個重要方面。它涉及交通基礎設施投資回收，又是緩解收費站交通堵塞“瓶頸”有效手段，減少了環(huán)境污染，各國都把不停車收費系統(tǒng)作為ITS領域最先投入應用系統(tǒng)來開發(fā)。我國交通部門已經(jīng)把不停車收費系統(tǒng)開發(fā)和應用列為我國ITS領域首先啟動項目，并“十五”期間列入交通科技技術創(chuàng)新重點之一。1ETC系統(tǒng)簡介

ETC系統(tǒng)是利用微波（或紅外或射頻）技術、電子技術、計算機技術、通信和網(wǎng)絡技術、信息技術、傳感技術、圖象識別技術等高新技術設備和軟件（包括管理）所組成先進系統(tǒng)，以實現(xiàn)車輛無需停車既可自動收取道路通行費用。目前，大多數(shù)ETC系統(tǒng)均采用微波技術，本文主要針對此類系統(tǒng)進行綜述。

不停車收費系統(tǒng)路邊車道設備控制系統(tǒng)信號發(fā)射與接收裝置（稱為路邊讀寫設備，簡稱RSE），識別車輛上設備（稱為車載器，簡稱OBU）內(nèi)特有編碼，判別車型，計算通行費用，并自動從車輛用戶專用帳戶中扣除通行費。對使用ETC車道未安裝車載器或車載器無效車輛，則視作違章車輛，實施圖象抓拍和識別，會同交警部門事后處理。

與傳統(tǒng)人工收費（ManualTollCollection，簡稱MTC）方式不同，ETC帶來好處有:無需收費廣場，節(jié)省收費站占面積；節(jié)省能源消耗，減少停車時廢氣排放和對城市環(huán)境污染；降低車輛部件損耗；減少收費人員，降低收費管理單位管理成本；實現(xiàn)計算機管理，提高收費管理單位管理水平；對因缺乏收費廣場而無條件實施停車收費場合，有實施收費可能；無需排隊停車，可節(jié)省出行人時間等；避免因停車收費而造成收費口堵塞，形成新瓶頸等。

ETC系統(tǒng)按收費站收費方式，可分為開放式和封閉式；按收費站車道配置，可分為ETC專用車道、MTC車道和ETC/MTC混合車道三類。鑒于我國道路實際情況，較長一段時間內(nèi)，ETC和MTC將共存。示意圖：ETC專用車道（左）和ETC/MTC混合車道（右）

資料來源：上�？萍记閳笏�相關資料整理編制

2ETC系統(tǒng)關鍵技術及標準制定

不停車收費車道控制系統(tǒng)包括以下三大關鍵子系統(tǒng)：

車輛自動識別技術（AVI）：主要由車載設備(OBU)和路邊設備(RSE)組成，兩者短程通信DSRC完成路邊設備對車載設備信息一次讀寫，即完成收(付)費交易所必須信息交換手續(xù)。目前用于ETC短程通信主微波和紅外兩種方式，技術發(fā)展歷史原因，微波方式ETC已成為各國DSRC主流。

自動車型分類技術（AVC）：ETC車道安裝車型傳感器測定和判斷車輛車型，車型實施收費。也有簡單方式，即讀取車載器中車型信息。

違章車輛抓拍技術（VEC）：主要由數(shù)碼照相機、圖象傳輸設備、車輛牌照自動識別系統(tǒng)等組成。對不安裝車載設備OBU車輛用數(shù)碼相機實施抓拍措施，并傳輸?shù)绞召M中心，車牌自動識別系統(tǒng)識別違章車輛車主，實施通行費補收手續(xù)。

國際標準化組織于1992年設立了TC204技術委員會，從事ITS標準制定。TC204技術委員會下設16個工作組，其中第工作組（WG5）負責收費技術標準制定，第15工作組（WG15）負責DSRC標準制定。國際電信組織無線電總會（ITU-Radio）第8研究組（SG8）負責無線電頻率資源分配，其下設工作組WP8A已1999年2月19日舉行日內(nèi)瓦會議上了提案，同意了日本5.8GHz全雙工主動式、歐洲CEN5.8GHz和意大利5.8GHz（全）雙工被動式三種DSRC標準，接著1999年11月底ITU-R/SG8日內(nèi)瓦會議上又進行表決并上述三種DSRC標準。201*年，5.8GHz微波頻率已正式成為被ITU確認用于ETC國際標準。歷史原因和各國國情不同，目前國際上形成了以歐洲、北美為代表5.8GHz被動式和以日本為代表5.8GHz主動式兩種DSRC通信標準；我國于201*年公布了《使用5.8GHz頻段頻率事宜通知》（信部無[201*]277號），也正向5.8GHz微波統(tǒng)一。3ETC系統(tǒng)及其應用對比分析

目前AVI使用微波DSRC通信規(guī)約主要存主動式和被動式兩種工作方式，其技術性能比較如表1：

表1DSRC主動式和被動式技術性能比較資料來源：上�？萍记閳笏�相關資料整理編制

就ETC系統(tǒng)應用來看，國內(nèi)主要以上海和廣東為代表，國際上以日本、歐美為代表，具體舉例比較如表2：

表2ETC系統(tǒng)應用比較

資料來源：上�？萍记閳笏�相關資料整理編制從系統(tǒng)應用來看，盡管單片式ETC系統(tǒng)技術先進、產(chǎn)品成熟，但與國內(nèi)現(xiàn)有收費系統(tǒng)是完全隔離。也就是說，要使用ETC系統(tǒng)，必須進行收費站大規(guī)模改造，投資巨大、建設周期長、風險大。這是經(jīng)濟并不十分發(fā)達我國，尤其是中西部區(qū)建設ETC系統(tǒng)最大障礙。，國外現(xiàn)有ETC技術方案及運營模式并不適合國內(nèi)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費客觀形勢要求。采用高安全性預付卡方式開展公路收費電子(非現(xiàn)金)支付業(yè)務是必然發(fā)展趨勢，將IC卡技術和ETC技術進行有機兼容，發(fā)揮二者互補作用可能是一個最佳選擇。

4相關企業(yè)簡介

國內(nèi)企業(yè)：包括廣州市埃特斯通訊設備有限公司、廣東路路通有限公司、深圳市武大數(shù)字交通技術有限公司、上海城建（集團）公司、北京速通電子科技有限公司、北京紫光捷通科技有限公司、北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司、瑞典康比特(中國)交通系統(tǒng)有限公司、四川新源現(xiàn)代智能科技有限公司等。其中，廣州市埃特斯通訊設備有限公司研制了兩片式電子標簽加雙界面CPU卡電子不停車收費裝置，已廣泛應用于廣東省不停車收費系統(tǒng)；深圳市武大數(shù)字交通技術有限公司重點開發(fā)以3S（GPS、GIS、RS）和通信技術為核心、以全國理數(shù)據(jù)為基礎平臺LBS軟件產(chǎn)品和LBS應用項目，包括GPS不停車收費系統(tǒng)等；上海城建（集團）公司設計不停車收費系統(tǒng)虹橋機場收費口已經(jīng)獲成功應用；北京速通電子科技有限公司主要從事智能交通設備軟件技術開發(fā)、應用及生產(chǎn)和智能交通系統(tǒng)運營管理等，承擔了北京市高速公路電子收費“一卡通”不停車收費運營、管理、服務。美國企業(yè)：包括TransCore公司、AMTECH公司、TI公司、MFS公司等。其中，TransCore公司收費領域歷史可追溯到上世紀30年代，其客戶美國占60%以上，是AVI技術設計、集成和維護供應商領導者。

日本企業(yè)：包括TOYOTA汽車公司、MATSUSHITA電氣公司、NISSAN公司、MITSUBISHI電氣公司等。其中，TOYOTA是ETC讀卡機主要制造廠商。

歐洲企業(yè)：包括挪威科瑞（Q-FreeASA）公司、奧利卡普施（KAPSCHTrafficComAB）公司（原瑞典康比特（CombitechAS）公司）、Kapsch、GEA、CSRoute、Autostrade、FELA、AscomMonetel、Efkon、DaimlerChryslerServicesMobilityManagement、VodafonePilotEntwicklung等。其中，Q-FreeASA是世界領先提供智能交通系統(tǒng)與收費系統(tǒng)全面解決方案供應商，其系統(tǒng)主要部件包括符合CEN標準電子標簽、路邊通訊系統(tǒng)、視頻識別系統(tǒng)、自動車型分類系統(tǒng)和收集和處理信息中央管理系統(tǒng)。

擴展閱讀：ETC電子不停車收費系統(tǒng)

淺談ETC電子不停車收費系統(tǒng)

摘要：不停車收費系統(tǒng)（etc）是智能交通（its）的重要組成部分。本文首先引入etc的含義，然后論述該系統(tǒng)的構成及工作流程，最后進行優(yōu)勢劣勢分析，并得出etc技術是未來發(fā)展趨勢的結論。

關鍵詞：電子不停車收費系統(tǒng)；智能交通；收費口；人工收費1引言

隨著科學技術的發(fā)展，信息技術越來越廣泛地被應用到交通領域。學科的相互交叉，促進了交通技術的發(fā)展。智能交通（intelligenttransportsystem，簡稱its）概念提出后，各種新型交通設施應運而生，大大提高交通管理效率。

電子不停車收費系統(tǒng)（electronictollcollection，簡稱etc）是its的重要組成部分，在國際上已得到一定發(fā)展。近年來，etc受到我國重視，很多省市在進行etc收費方式改造，部分地區(qū)已實現(xiàn)高速公路網(wǎng)上etc系統(tǒng)的初步聯(lián)通。2電子不停車收費系統(tǒng)的含義

電子不停車收費系統(tǒng)（electronictollcollection，簡稱etc）是一種新型收費技術，它利用當代先進的自動車輛識別技術、短程通信技術、自動車輛分類技術和視頻稽查系統(tǒng)等技術手段，實現(xiàn)不停車自動收取道路通行費。車輛達到收費口時只需保持原有速度或減速，僅需3-5秒就能通過收費道口，大大提高了收費口的通過能力。對于減少收費口擁擠、提高車輛通行速度有良好效果。

3etc系統(tǒng)構成

etc系統(tǒng)主要包括etc收費車道子系統(tǒng)、收費站子系統(tǒng)和etc管理中心三部分[1]。3.1etc收費車道子系統(tǒng)

etc收費車道子系統(tǒng)由車輛自動識別技術（avi）、自動車型分類技術（avc）和違章車輛抓拍技術（ves）三個子系統(tǒng)組成。avi是etc系統(tǒng)的核心，驗證車輛身份并實施有關計算和控制操作；avc的主要功能是把車輛分成特定的類型，作為計費依據(jù)；ves借助高速攝像機，對通過etc收費口的車輛進行監(jiān)控，防止非etc車輛不交費“闖關”。3.2收費站子系統(tǒng)

收費站子系統(tǒng)是整個etc系統(tǒng)的基礎，有著重要地位。它為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)系統(tǒng)各種功能的載體。要求具有穩(wěn)定、可靠、連續(xù)運行、控制準確、響應速度快等特點。3.3etc管理中心

作為etc系統(tǒng)的最高管理層，etc管理中心既要處理收費信息和交換數(shù)據(jù)，又要行使必要的管理職能。它由專營公司、收費結算中心和顧客服務中心三部分組成。4etc系統(tǒng)工作流程

為了使用etc系統(tǒng)，車主須事先到客戶服務中心購置車載電子標簽并交納儲值。發(fā)行系統(tǒng)會在電子標簽中存入車輛識別碼和密碼，并將該車輛的全部有關信息(識別碼、車牌號、顏色、車型、電話、

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