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应用只读RFID技术的不停车收费(ETC)方案
1. 中国高速公路的发展情况
中国高速公路从上世纪90年代开始进入快速发展时期。2004年底,,国务院通过的《国家高速公路网规划》中,。高速公路的快速发展,仍不能解决一些问题,反而使这些问题更加突出,如高速公路的通行能力、环境污染、以及现金交易带来的一些弊病等一系列问题。据资料统计,仅广州地区1996年停车等待交费损失的车是数就达数百万小时,由此导致的汽油浪费达亿元之多。
解决上述问题,RF射频识别技术将是最终的发展趋势。有关经验表明,一条具有读写功能的RFID设备组成的ETC车道的处理速度是人工收费速度的4~5倍, 可以极大地改善交通条件, 提高道路的通行能力和服务水平,有效地减轻收费人员的劳动强度,改善工作环境。
2. 只读形式的不停车ETC
不停车电子收费(ETC ,Electronic Toll Collection)是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于公路﹑大桥和隧道的电子自动收费系统。它的最大特点是不停车收费, 即车辆可以以一定的速度通过收费口,
无须在收费站前停车交费。它通过路侧天线与车载电子标签之间的专用短程通讯,在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况下,自动完成收费处理的全过程。ETC系统主要包括信息采集、网络传输、信息和费用管理三个部分。以下主要讨论前两个部分。
信息采集
目前,ETC的信息采集部分主要采用RFID技术。RFID是一种非接触的射频通信方式,通过读写器与标签的无线通信可以进行信息的采集功能,从而识别标签载体的身份等特征。
从信息采集的标签和读写器的功能分类,ETC系统可分为只读系统和读写系统。只读系统是读写器只读取射频标签的信息,对其进行身份验证,不对其内部信息进行改写;读写系统是读写器和标签设计成读写形式,读写器可以读取标签数据信息,同时改写部分数据信息;从标签有无电源分类,ETC系统分为有源和无源系统。有源系统是标签有辅助电池为标签提供工作的能量;无源系统是指标签的工作的能量来源不是由辅助电池供电,而是通过标签内设计的电感耦合方式将部分射频能量转换为标签所需工作的能量,这样就使得无源系统有效通信距离大大降低。
过去有一种概念,认为只有在“开放式收费”的环境下,才可以用“只读”
的RFID系统才能完成电子收费功能。对于早期不具备联网状态下工作的ETC收费方式和不具备有效的费用分摊机制而言,以上结论无疑是正确的。然而,近年来收费站处通信网设备得到长足的发展,以及有成熟的GSM、CDMA等相关网络作为技术支撑和中国移动、联通、银行等费用管理机制可以作为借鉴。因而利用只有读出功能的射频标签的RFID系统是能够基于联网通信进行封闭式ETC收费的。
只读的ETC系统在进口收费站与另一出口收费站处分别读取来自同一辆车上标签的代码(卡中固有的ID码和发行商等信息),每个独特代码与在收费管理系统中的某一个费用结算账户代码惟一对应。车主在领取电子标签时在后台数据库已完成上述对应关系的建立,并同时把与该独特代码相关联的已核定的车型分类代码、车主的一些相关信息一并注入到该电子收费账户的数据库中。标签在发行商处写入车辆的相关信息以及发行商的代号等作为车辆的唯一标识,写入信息后,将标签锁定为只读形式,