摘要：針對(duì)國(guó)內(nèi)高速公路收費(fèi)方式的現(xiàn)狀和主線收費(fèi)站交通堵塞的問題，提出基于雙界面卡和雙片式電子標(biāo)簽的組合式收費(fèi)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(fèi)；聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)；電子標(biāo)簽；組合式收費(fèi)

1 不停車收費(fèi)系統(tǒng)概述
不停車收費(fèi)系統(tǒng)(又稱電子收費(fèi)系統(tǒng)ElectronicToll Collection System，簡(jiǎn)稱ETC系統(tǒng))是以現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)為主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)車輛不停車自動(dòng)收費(fèi)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(biāo)簽之間的專用短程通信，在不需要司機(jī)停車和其他收費(fèi)人員操作的情況下， 自動(dòng)完成收費(fèi)處理過程。
不停車、無(wú)人操作和無(wú)現(xiàn)金交易是電子收費(fèi)系統(tǒng)的三個(gè)主要特點(diǎn)。該技術(shù)在國(guó)外已有較長(zhǎng)的發(fā)展歷史，美國(guó)、歐洲等許多國(guó)家和地區(qū)的電子收費(fèi)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(guó)以非接觸式IC卡為通行介質(zhì)，采用人工半自動(dòng)收費(fèi)方式為主的公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)方式的推廣，不停車收費(fèi)將成為高速公路收費(fèi)方式的發(fā)展趨勢(shì)。

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(fèi)系統(tǒng)通常稱為單車道不停車收費(fèi)系統(tǒng)：在無(wú)車道隔離的分車道交通流下的不停車收費(fèi)系統(tǒng)通常稱為自由流不停車收費(fèi)系統(tǒng)。實(shí)施不停車收費(fèi)．
將徹底改變目前半自動(dòng)收費(fèi)過程中的弊端。由于不需要停車交費(fèi)，當(dāng)交通量較大時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生收費(fèi)站前車輛排隊(duì)等候的現(xiàn)象，減少了車輛延誤：由于無(wú)需人工參與和無(wú)現(xiàn)金交易，可完全避免收費(fèi)過程中的舞弊和貪污現(xiàn)象，同時(shí)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(fèi)系統(tǒng)在國(guó)外被廣泛地應(yīng)用于開放式的收費(fèi)站，國(guó)內(nèi)目前部分省市的高速公路已有所實(shí)施。電子收費(fèi)系統(tǒng)代表當(dāng)今最先進(jìn)的收費(fèi)技術(shù)，也是未來(lái)發(fā)展的方向，有著廣闊的發(fā)展前景。

2 不停車收費(fèi)系統(tǒng)的工作原理
2．1 不停車收費(fèi)系統(tǒng)的系統(tǒng)組成
ETC系統(tǒng)主要由ETC收費(fèi)車道、收費(fèi)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(tái)和后臺(tái)兩大部分。前臺(tái)以車道控制子系統(tǒng)為核心，用于控制和管理各種外場(chǎng)設(shè)備與安裝在車輛上的電子標(biāo)簽的通信，記錄車輛的各種信息，并實(shí)時(shí)傳送給收費(fèi)站管理子系統(tǒng)；后臺(tái)由收費(fèi)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(jìn)行收費(fèi)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(fèi)專營(yíng)公司、結(jié)算中心和客戶服務(wù)中心。后臺(tái)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)文件在公路收費(fèi)專營(yíng)公司和用戶之間進(jìn)行交易、拆帳和財(cái)務(wù)結(jié)算，配有多臺(tái)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，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(fèi)系統(tǒng)的示意圖。

圖1 不停車收費(fèi)系統(tǒng)示意圖

2．2 不停車收費(fèi)系統(tǒng)的工作流程
不同的收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)業(yè)務(wù)過程基本相同．現(xiàn)以封閉式為例，說(shuō)明電子收費(fèi)系統(tǒng)的工作過程。車主到客戶服務(wù)中心或代理機(jī)構(gòu)購(gòu)置車載電子標(biāo)簽，交納儲(chǔ)值。由發(fā)行系統(tǒng)向電子標(biāo)簽輸入車輛識(shí)別碼(ID)與密碼，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中存人該車輛的全部有關(guān)信息(如識(shí)別碼、車牌號(hào)、車型、顏色、儲(chǔ)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(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。車主將標(biāo)識(shí)卡貼在車內(nèi)前窗玻璃上即可。當(dāng)車輛進(jìn)入ETC收費(fèi)車道進(jìn)LI天線的發(fā)射區(qū)時(shí)，處于休眠的電子標(biāo)簽受到微波激勵(lì)而蘇醒，開始工作；電子標(biāo)簽以微波方式發(fā)出電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)和車型代碼；天線接收確認(rèn)電子標(biāo)簽有效后，以微波發(fā)出入LI車道代碼和時(shí)間信號(hào)．寫入電子標(biāo)簽的存儲(chǔ)器內(nèi)。當(dāng)車輛駛?cè)胧召M(fèi)車道出口天線發(fā)射范圍．經(jīng)過喚醒、相互認(rèn)證有效性等過程．天線讀出車型代碼以及人LI代碼和時(shí)間，傳送給車道控制機(jī)，車道控制器存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)并編輯成數(shù)據(jù)文件，上傳給收費(fèi)站管理子系統(tǒng)并轉(zhuǎn)送收費(fèi)結(jié)算中心。

如果持無(wú)效標(biāo)識(shí)卡或無(wú)卡車輛。在收費(fèi)車道上高速?zèng)_卡而過，天線在確認(rèn)無(wú)效性的同時(shí)．將啟動(dòng)快速自動(dòng)欄桿，關(guān)閉收費(fèi)車道．當(dāng)場(chǎng)將沖卡車輛攔截；在無(wú)專用收費(fèi)車道的自由流收費(fèi)時(shí)，可啟動(dòng)逃費(fèi)抓拍攝像機(jī)．將逃費(fèi)沖卡車輛的車頭及牌照號(hào)碼攝錄下來(lái)，隨同出LI代碼和沖卡時(shí)間一并傳送給車道控制機(jī)記錄在案，事后依法處理。

產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與管銀行收到匯總好的各路公司的收費(fèi)信息后，從各個(gè)用戶的賬號(hào)中，扣除通行費(fèi)和算出余額，撥入相應(yīng)公司賬號(hào)。與此同時(shí)，銀行核對(duì)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(shí)通知用戶補(bǔ)交，并將此名單(灰名單)下發(fā)給全體收費(fèi)站。如灰名單用戶不補(bǔ)交金額，繼續(xù)通行，導(dǎo)致剩余金額低于危險(xiǎn)門限值．則應(yīng)將其劃歸無(wú)效電子標(biāo)簽，編入黑名單，并通知各收費(fèi)站，拒絕無(wú)效電子標(biāo)簽在高速公路電子收費(fèi)車道通行。

收費(fèi)結(jié)算中心設(shè)有用戶服務(wù)機(jī)構(gòu)，向用戶出售標(biāo)識(shí)卡、補(bǔ)收金額和接待客戶查詢。后臺(tái)有一套金融運(yùn)行規(guī)則和強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，處理事后收費(fèi)等事項(xiàng)。

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

20世紀(jì)90年代初，我國(guó)陸續(xù)引入ETC技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)和交通較發(fā)達(dá)的地區(qū)如廣東、北京已有使用。但目前，國(guó)外和我國(guó)試點(diǎn)的ETC系統(tǒng)普遍采用單片式ETC技術(shù)，與我國(guó)主流的IC卡收費(fèi)完全獨(dú)立、互不兼容，因此建立的ETC系統(tǒng)自身必須構(gòu)成一個(gè)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(fèi)站，都必須設(shè)置一條以上的專用ETC收費(fèi)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(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)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(fèi)車道，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性無(wú)法得到保障。因此，單片式ETC技術(shù)并不適合國(guó)內(nèi)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的要求．在我國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的大背景下成功推行ETC收費(fèi)，必須考慮ETC收費(fèi)系統(tǒng)與已有的IC卡收費(fèi)系統(tǒng)之間的有機(jī)結(jié)合，選擇一種兼容ETC收費(fèi)和IC卡收費(fèi)的組合式收費(fèi)技術(shù)。所以，建議采用基于雙界面卡和雙片式電子標(biāo)簽的組合式的電子收費(fèi)技術(shù)方案。

不帶IC卡的電子標(biāo)簽稱單片式電子標(biāo)簽，帶IC卡接口并在使用時(shí)插入IC卡的電子標(biāo)簽稱兩片式電子標(biāo)簽。目前，IC卡產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)推出了可以同時(shí)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(biāo)簽具有支持對(duì)接觸式IC卡和非接觸式IC卡讀寫的能力。組合式電子收費(fèi)是“IC卡刷卡交費(fèi)／ETC電子交費(fèi)+雙片式電子標(biāo)簽+雙界面IC卡”預(yù)付的收費(fèi)方案。

具體方案設(shè)計(jì)如下：ETC收費(fèi)專用車道同時(shí)設(shè)置ETC車道天線控制器和車道IC卡專用收費(fèi)非接觸設(shè)備，由一臺(tái)車道工控機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)正常的ETC車輛、誤入的普通車輛通行費(fèi)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(fèi)站，按需設(shè)置一條以上的ETC收費(fèi)專用車道，允許司機(jī)將雙界面IC卡插入雙片式ETC電子標(biāo)簽．免停車通過收費(fèi)站，通行費(fèi)被自動(dòng)扣取，這將大幅度提高收費(fèi)口的通行能力；在一般收費(fèi)站，僅設(shè)置IC卡收費(fèi)車道．允許司機(jī)從雙片式ETC電子標(biāo)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(fèi)站。其運(yùn)行模式如圖2所示。

(兩片式電子標(biāo)簽+雙界面IC卡的封閉式)

圖2 組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)模型

該方案集中了IC卡收費(fèi)系統(tǒng)和ETC收費(fèi)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)．完整地解決了國(guó)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(fèi)效率及管理水平都得到了提高。

4 結(jié)語(yǔ)
不停車收費(fèi)技術(shù)是目前國(guó)際上最為先進(jìn)的收費(fèi)方式，它的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。盡管目前在全國(guó)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(biāo)準(zhǔn)化和ETC技術(shù)的不斷成熟，不停車收費(fèi)系統(tǒng)將在我國(guó)得到快速、健康的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介： 邊艷妮(1977-)， 女， 碩士研究生，主要研究方向?yàn)榻煌刂婆c管理。