2021年不停车电子收费系统工程设计样本.doc

不停车电子收费（ETC）系统试验工程设计体会
沈轶君     黄慰忠
上海市城市建设设计研究院
    摘要: 文章介绍了不停车电子收费（ETC）系统和虹桥国际机场出口收费站试验工程, 对推进智能交通技术发展和完善有主动作用。
    关键词: 收费系统    车道控制    通信方法
     伴随中国道路交通网不停发展和完善, 道路收费系统也有了其应用宽广天地。 现今道路收费方法大致有三种: 传统人工收费（MTC）、 不停车电子收费（ETC）、 MTC和ETC混合（指在同一车道可实现MTC和ETC切换）。 笔者有幸参与设计了国家经贸委“国家技术创新和产业化项目”示范工程——虹桥国际机场出口收费站ETC试验工程, 在此, 对在工程设计过程中一点体会作一简单介绍。
    ETC 概述
    ETC系统是利用微波技术、 电子技术、 计算机技术、 通信和网络技术、 传感技术、 图像识别技术等高新技术设备和软件所组成一个优异系统, 可实现车辆无需停车即可自动收取道路通行费用功效。
    系统关键采取车辆自动识别（AVI）技术, 经过路边车道设备控制系统信号发射和接收装置（称为路边读写设备, 简称RSE）, 识别车辆上设备（称车载器, 简称OBE）内特有编码, 判别车型, 计算通行费用, 并自动从车辆用专用账户中扣除通行费, 对使用ETC车道未安装车载器或车载器无效车则视作其违章车辆, 实施图像抓拍和识别, 会同交警部门事后处理。 从技术角度来说, 车辆能够在高速通行条件下完成自动交费业务。
    和传统人工收费方法相比, ETC系统使车辆免去了在收费站停车收费步骤, 从而节省了车辆在收费口停车、 等候、 交费、 找零等花费时间。
    ETC车道控制关键技术
    不停车收费车道控制系统必需包含以下三大关键子系统
    车辆自动识别技术（Automatic Vehicle Identification, 简称AVI）
    关键由车载设备（OBE）和路边设备（RSE）组成, 二者经过短程通信完成路边设备对车载设备信息一次读写, 即完成收（付）费交易所必需信息交换手续。 而短程通信所用通信规约就称为DSRC规约, 是国际ITS领域车——路之间共同遵守通信协议, 是ETC系统车载设备（OBE）和路边设备（RSE）之间通信技术规范。 现在用于ETC短程通信关键有微波和红外两种方法, 微波方法ETC已成为各国DSRC主流, 包含欧美和日本等国在内。
    1. 自动车型分类技术（Automatic Vehicle Classification, 简称AVC）
    在ETC车道安装车型传感器测定和判定车辆车型, 方便根据车型实施收费。 也有简单方法, 即经过读取车载器中车型信息。
    违章车辆抓拍技术（Video Enforcement System, 简称VES）
    关键由摄像机、 图像传输设备、 车辆牌照自动识别系统等组成。 对不安装车载设备OBE车辆用摄像机实施抓拍方法, 并传输到收费中心, 经过车牌自动识别系统识别违章车辆车主, 实施通行费补收手续。
    ETC车道控制设备组成
   
    车载设备OBE（On Board Equipment）
    车载设备关键有两种: 单片式、 双片式。
    1) 单片式: 单为车载器, 不设IC卡接口。 在费用结算方面关键采取账户管理, 即事后结算非实时收费方法。 关键应用于被动式ETC系统。 因价格相对较低, 易为ETC用户接收, 有利于不停车收费收费系统起步和推广。 它也可用于军、 警等无偿车辆使用。
    2) 双片式: OBE＋IC卡。 使用IC卡可实现实时收费, 确保收费确实实性。 IC卡还可应用到其它领域。 IC卡又分接触式及非接触式两种。
    l OBE十非接触式IC卡:
    优点: 非接触式IC卡已广泛应用和公交领域, 且现在使用公交卡含有电子钱包功效。 上海东方交通卡股份发行“上海公共交通卡”就属于这一类非接触IC卡。 所以, 只要OBE带有和现有公交IC卡相匹配接口, 即可将现在使用公交IC卡应用于道路自动收费系统中, 以利于实现公共交通“一卡通”目标。
    缺点: 因为非接触式IC卡在交易时耗电较大, 所以OBE采取电池供电不适合, 而只能采取外部电源供电（比如点烟器电源）。 不过现在中国车种较杂且车况较差, 车内取电有一定难度。 另外, 可使用非接触式IC卡OBE制造成本很高, 使处于起步阶段ETC系统应用因OBE成本高而较难推广。
    l OBE十接触式IC卡:
    优点: