1. 引言 

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，路橋的交通量越來越大，隨之而來的路橋收費(fèi)問題也逐漸受到人們重視。鑒于我國(guó)國(guó)情，路橋多數(shù)都是由各地分別籌資興建的，收費(fèi)體制則是誰投資誰收費(fèi)，因此在各路段上建設(shè)了多種收費(fèi)系統(tǒng)，有人工、半自動(dòng)和電子不停車收費(fèi)等類型，它們各自為政、互不兼容，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。車輛經(jīng)過一條稍長(zhǎng)的路段，需要在多個(gè)收費(fèi)站停車?yán)U納通行費(fèi)，嚴(yán)重影響了道路的通行效率，造成收費(fèi)站交通擁堵。本文結(jié)合我國(guó)ETC應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了一種通用的聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其架構(gòu)和設(shè)計(jì)情況。  

2. 國(guó)內(nèi)ETC應(yīng)用現(xiàn)狀  

　　ETC系統(tǒng)是采用專用短程無線通信（Dedicated Short—Range Communication，DSRC）技術(shù)來完成整個(gè)收費(fèi)過程[1]，保證車輛通過收費(fèi)站時(shí)，保持行駛狀態(tài)，不停車就能自動(dòng)完成移動(dòng)車輛與收費(fèi)站之間所有信息的傳遞，完成車輛的收費(fèi)、登記及建檔的過程。在不停車收費(fèi)系統(tǒng)中，車輛上安裝著一個(gè)記錄了該車相關(guān)信息的電子標(biāo)簽，收費(fèi)車道上的射頻識(shí)別設(shè)備利用短程無線通信讀寫車載電子標(biāo)簽。實(shí)現(xiàn)情況如下圖1示： 

圖1 ETC收費(fèi)原理圖  

　　我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)在運(yùn)行的ETC系統(tǒng)是各自獨(dú)立的，僅僅是為解決某個(gè)收費(fèi)業(yè)主下屬收費(fèi)站的交通擁擠而設(shè)計(jì)的，只在業(yè)主管理的收費(fèi)站和收費(fèi)路段實(shí)施，不具備業(yè)主之間聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的功能。而且由于各業(yè)主之間的系統(tǒng)是獨(dú)立的，車輛必須在每個(gè)這樣的ETC系統(tǒng)中申請(qǐng)電子標(biāo)簽，并且安裝在車輛上，才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的不停車收費(fèi)。因此，應(yīng)用范圍小，用戶不方便。  

3. IETC的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)  

　　聯(lián)網(wǎng)電子收費(fèi)IETC系統(tǒng)是在多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的ETC系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過通信網(wǎng)絡(luò)將它們互聯(lián)起來，對(duì)所有ETC收費(fèi)單位進(jìn)行統(tǒng)一管理、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。電子不停車聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能包括：采集收費(fèi)數(shù)據(jù)；管理收費(fèi)車道的交通；建立車道控制機(jī)與后臺(tái)管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口；實(shí)現(xiàn)聯(lián)合收費(fèi)；建立完善的結(jié)算、拆分方法；提供業(yè)主內(nèi)部管理功能；滿足客戶、政府部門的查詢要求。
 
　　我們?cè)谲浖O(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮了不停車聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)具有的功能及現(xiàn)有路橋收費(fèi)的管理結(jié)構(gòu)，提出了模塊化、層次化的結(jié)構(gòu)，可以分為營(yíng)運(yùn)管理中心子系統(tǒng)、收費(fèi)管理中心子系統(tǒng)和收費(fèi)站控制子系統(tǒng)。  
  

圖2 IETC系統(tǒng)功能模塊圖  

　　（1）營(yíng)運(yùn)管理子系統(tǒng) 

　　營(yíng)運(yùn)管理子系統(tǒng)是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的核心層，各收費(fèi)中心利益的實(shí)現(xiàn)都是通過該營(yíng)運(yùn)中心來完成，它不僅是整個(gè)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的超級(jí)監(jiān)控中心，同時(shí)也是各收費(fèi)中心的授權(quán)認(rèn)證結(jié)算中心——各收費(fèi)業(yè)主將自身收益的分配交給營(yíng)運(yùn)管理中心負(fù)責(zé)。主要完成以下功能：匯集各個(gè)路橋IETC收費(fèi)系統(tǒng)提供的收費(fèi)信息；監(jiān)控全省或更大范圍內(nèi)所有收費(fèi)站管理系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；發(fā)行、管理和維護(hù)電子標(biāo)簽的用戶信息；管理和維護(hù)電子標(biāo)簽的中央賬戶信息。 

　　（2）收費(fèi)管理子系統(tǒng) 

　　收費(fèi)管理子系統(tǒng)是業(yè)主收費(fèi)系統(tǒng)的中央管理系統(tǒng)，收費(fèi)站的上級(jí)部門，管理其下的所有收費(fèi)站。由于授權(quán)營(yíng)運(yùn)中心負(fù)責(zé)交通費(fèi)的收集與分配，收費(fèi)中心從這些工作中解脫出來，從邏輯上看，它是連接下屬收費(fèi)站與營(yíng)運(yùn)管理中心系統(tǒng)的紐帶和中轉(zhuǎn)站。它對(duì)下屬收費(fèi)站進(jìn)行監(jiān)控，并收集收費(fèi)站上傳的原始收費(fèi)數(shù)據(jù)、違章車輛等信息，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、匯總，適時(shí)的向營(yíng)運(yùn)管理中心傳送。同時(shí)接收營(yíng)運(yùn)管理中心分發(fā)的信息，轉(zhuǎn)發(fā)到下屬收費(fèi)站，轉(zhuǎn)發(fā)信息包括：費(fèi)率表、車類轉(zhuǎn)換表、黑灰名單及待注銷的電子標(biāo)簽等。 

　　（3）收費(fèi)站監(jiān)控子系統(tǒng) 

　　收費(fèi)站監(jiān)控子系統(tǒng)負(fù)責(zé)與通行的車輛通信、讀寫車載電子標(biāo)簽的信息并進(jìn)行計(jì)費(fèi)處理、控制車道的交通設(shè)備；監(jiān)控ETC車道的工作情況；將車道控制機(jī)上傳的原始過車記錄上傳到上級(jí)部門（收費(fèi)中心），接收收費(fèi)中心下傳的最新費(fèi)率表、車輛轉(zhuǎn)換表、黑灰以及待注銷的電子標(biāo)簽名單，并將這些信息下傳到車道控制機(jī)內(nèi)；此外還要進(jìn)行本收費(fèi)站內(nèi)的數(shù)據(jù)處理，包括：記錄查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、人員管理。 

4. IETC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  

　　由于我國(guó)路橋建設(shè)投資現(xiàn)狀，使我國(guó)引進(jìn)不同國(guó)家的技術(shù)和設(shè)備陸續(xù)建設(shè)了一批互不兼容的ETC系統(tǒng)。另外隨著建設(shè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大和聯(lián)網(wǎng)ETC需求的上升，有必要在我國(guó)制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范ETC系統(tǒng)的建設(shè)。鑒于目前國(guó)內(nèi)ETC系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和國(guó)際DSRC標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)，1998年5月，交通部ITS中心向無線電管理委員會(huì)提出將5.8GHz頻段分配給智能交通系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的短程通信(包括ETC收費(fèi)系統(tǒng))，己經(jīng)獲得批準(zhǔn)。具體技術(shù)指標(biāo)見下表： 
  
表1 我國(guó)DSRC協(xié)議技術(shù)指標(biāo)   

本系統(tǒng)中我們應(yīng)用DSRC協(xié)議，構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)如下圖3所示：  

圖3 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖 

　　車道系統(tǒng)完成對(duì)過往車輛車型的判別，收費(fèi)信息的采集與處理，違章車輛的圖像抓拍與處理等功能，并整理成數(shù)據(jù)文件傳送給收費(fèi)站、收費(fèi)專營(yíng)公司、結(jié)算中心，IETC管理中心根據(jù)收到的數(shù)據(jù)文件在收費(fèi)專營(yíng)公司和客戶之間進(jìn)行交易和財(cái)務(wù)結(jié)算。功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)完成各種數(shù)據(jù)、圖像的采集、處理和分發(fā)，把各個(gè)組成單元聯(lián)成為一個(gè)系統(tǒng)。 

5. IETC的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展  

　　IETC作為智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)交通管理現(xiàn)代化的重要手段，具體有如下優(yōu)點(diǎn)： 

　?。?）車輛經(jīng)過IETC車道不需要停車，甚至不用減速，不存在由交通費(fèi)引起的時(shí)間浪費(fèi)問題，極大的提高了車道的通行能力，也大大減少汽車尾氣的排放，降低環(huán)境污染。 
　?。?）路橋收費(fèi)的自動(dòng)化管理，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，采用電子收費(fèi)也可以減少收費(fèi)員出錯(cuò)的機(jī)會(huì)和參與舞弊的機(jī)會(huì)，堵住了收費(fèi)漏洞，節(jié)約了大量人力物力。 
　　（3）電子不停車聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，避免國(guó)內(nèi)ETC系統(tǒng)之間各自獨(dú)立、無法交互的現(xiàn)象，減少了該類系統(tǒng)重復(fù)開發(fā)，大大方便了車主和業(yè)主，而且有明確的拆分帳功能，這極大的減輕了業(yè)主的工作負(fù)擔(dān)。  
      （4）通過實(shí)時(shí)采集的收費(fèi)數(shù)據(jù)，交通部門能及時(shí)掌握完整的路橋車流信息、收費(fèi)情況，進(jìn)行交通量的合理分配、整體疏導(dǎo)、管理，為新建路橋提供科學(xué)依據(jù)。 

6. 結(jié)語  

　　我國(guó)目前正值路橋建設(shè)高峰，國(guó)家對(duì)路橋的投入逐年加大，并隨著我國(guó)路橋事業(yè)的發(fā)展和不停車收費(fèi)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，解決收費(fèi)口人工收費(fèi)排隊(duì)等待的交通瓶頸問題越來越引起社會(huì)與國(guó)家管理部門的廣泛關(guān)注。廣東省作為聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的示范省，2002年正式啟動(dòng)IECT，截至2004年12月，全省高速公路六個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，其它省和地區(qū)將借鑒廣東的經(jīng)驗(yàn)，加速我國(guó)ITS, ETC和IETC研究與建設(shè)的速度，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)。 

參考文獻(xiàn)：  
　　[1] 楊繼成.施莉娟, ETC技術(shù)原理及其在高速公路收費(fèi)中的應(yīng)用, 上海市公路學(xué)會(huì)第六屆年會(huì)學(xué)術(shù)論文集,2003:242-245 
　　[2] 宋穎華,不停車收費(fèi)系統(tǒng)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的探討, 公路交通科技,2002(10):103-106 
　　[3]《中國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)體系框架》專題組:中國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)體系框架.北京：人民交通出版社2003，83-89 
　　[4] 許海燕, 電子不停車收費(fèi)(ETC)技術(shù), 山東交通科技,2004(1):69-70 
　　[5] ALCATEL, BOSCH, COMBETECH: Global Specification for Short Range Communication –The platform for Interoperabte Electronic Tall Collection and Access Control, February 1999:89-91 

作者簡(jiǎn)介：胡松利（1979-），女，遼寧阜新人，碩士研究生，廣東省電子技術(shù)研究所助工，從事智能交通收費(fèi)監(jiān)控方面的研究