不停車收費系統(又稱電子收費系統ElectronicTollCollectionSystem,簡稱ETC系統)是以現代通信技術、電子技術、自動控制技術、計算機和網絡技術等高新技術為主導,實現車輛不停車自動收費的智能交通子系統。該系統通過路側天線與車載電子標簽之間的專用短程通信,在不需要司機停車和其他收費人員操作的情況下,自動完成收費處理過程。
不停車、無人操作和無現金交易是電子收費系統的三個主要特點。該技術在國外已有較長的發展歷史,美國、歐洲等許多國家和地區的電子收費系統已經局部聯網并逐步形成規模效益。隨著我國以非接觸式IC卡為通行介質,采用人工半自動收費方式為主的公路聯網收費方式的推廣,不停車收費將成為高速公路收費方式的發展趨勢。
ETC技術特別適用于在高速公路或交通繁忙的橋隧環境下采用,傳統的采用車道隔離措施下的不停車收費系統通常稱為單車道不停車收費系統:在無車道隔離的分車道交通流下的不停車收費系統通常稱為自由流不停車收費系統。實施不停車收費.
將徹底改變目前半自動收費過程中的弊端。由于不需要停車交費,當交通量較大時,不會產生收費站前車輛排隊等候的現象,減少了車輛延誤:由于無需人工參與和無現金交易,可完全避免收費過程中的舞弊和貪污現象,同時也能解決由于交通堵塞而引起的能源消耗和環境污染等問題。電子收費系統在國外被廣泛地應用于開放式的收費站,國內目前部分省市的高速公路已有所實施。電子收費系統代表當今最先進的收費技術,也是未來發展的方向,有著廣闊的發展前景。
1不停車收費系統的系統組成
ETC系統主要由ETC收費車道、收費站管理系統、ETC管理中心、專業銀行及傳輸網絡組成。根據分工的不同,系統又可分為前臺和后臺兩大部分。前臺以車道控制子系統為核心,用于控制和管理各種外場設備與安裝在車輛上的電子標簽的通信,記錄車輛的各種信息,并實時傳送給收費站管理子系統;后臺由收費站管理子系統、ETC管理中心和專業銀行組成。ETC管理中心是ETC系統的最高管理層,既要進行收費信息與數據的處理和交換,又要行使必要的管理職能,它包括各公路的收費專營公司、結算中心和客戶服務中心。后臺根據收到的數據文件在公路收費專營公司和用戶之間進行交易、拆帳和財務結算,配有多臺功能強大的計算機,完成系統中各種數據、圖像的采集和處理。
2不停車收費系統的工作流程
不同的收費系統的收費業務過程基本相同.現以封閉式為例,說明電子收費系統的工作過程。車主到客戶服務中心或代理機構購置車載電子標簽,交納儲值。由發行系統向電子標簽輸入車輛識別碼(ID)與密碼,并在數據庫中存人該車輛的全部有關信息(如識別碼、車牌號、車型、顏色、儲值、車主姓名、電話等)。發行系統通過通信網將上述車主、車輛信息輸入收費計算機系統。車主將標識卡貼在車內前窗玻璃上即可。當車輛進入ETC收費車道進LI天線的發射區時,處于休眠的電子標簽受到微波激勵而蘇醒,開始工作;電子標簽以微波方式發出電子標簽標識和車型代碼;天線接收確認電子標簽有效后,以微波發出入LI車道代碼和時間信號.寫入電子標簽的存儲器內。當車輛駛入收費車道出口天線發射范圍.經過喚醒、相互認證有效性等過程.天線讀出車型代碼以及人LI代碼和時間,傳送給車道控制機,車道控制器存儲原始數據并編輯成數據文件,上傳給收費站管理子系統并轉送收費結算中心。
如果持無效標識卡或無卡車輛。在收費車道上高速沖卡而過,天線在確認無效性的同時.將啟動快速自動欄桿,關閉收費車道.當場將沖卡車輛攔截;在無專用收費車道的自由流收費時,可啟動逃費抓拍攝像機.將逃費沖卡車輛的車頭及牌照號碼攝錄下來,隨同出LI代碼和沖卡時間一并傳送給車道控制機記錄在案,事后依法處理。
產業經濟與管銀行收到匯總好的各路公司的收費信息后,從各個用戶的賬號中,扣除通行費和算出余額,撥入相應公司賬號。與此同時,銀行核對各用戶賬戶剩余金額是否低于預定的臨界閾值,如低于,應及時通知用戶補交,并將此名單(灰名單)下發給全體收費站。如灰名單用戶不補交金額,繼續通行,導致剩余金額低于危險門限值.則應將其劃歸無效電子標簽,編入黑名單,并通知各收費站,拒絕無效電子標簽在高速公路電子收費車道通行。
收費結算中心設有用戶服務機構,向用戶出售標識卡、補收金額和接待客戶查詢。后臺有一套金融運行規則和強大的計算機網絡及數據庫的支持,處理事后收費等事項。
3ETC系統在現階段聯網收費應用中的解決方案
20世紀90年代初,我國陸續引入ETC技術,在經濟和交通較發達的地區如廣東、北京已有使用。但目前,國外和我國試點的ETC系統普遍采用單片式ETC技術,與我國主流的IC卡收費完全獨立、互不兼容,因此建立的ETC系統自身必須構成一個完整的封閉式系統.即在路網內所有的入口和出口,即使是大多數交通量小、車道數量少的收費站,都必須設置一條以上的專用ETC收費車道,這將造成ETC系統規模龐大,一次性投資高、建設周期長、風險大、車道資源消耗大、利用率低,而且由于缺乏足夠的備份ETC收費車道,整個系統的可靠性無法得到保障。因此,單片式ETC技術并不適合國內高速公路聯網收費的要求.在我國聯網收費的大背景下成功推行ETC收費,必須考慮ETC收費系統與已有的IC卡收費系統之間的有機結合,選擇一種兼容ETC收費和IC卡收費的組合式收費技術。所以,建議采用基于雙界面卡和雙片式電子標簽的組合式的電子收費技術方案。
不帶IC卡的電子標簽稱單片式電子標簽,帶IC卡接口并在使用時插入IC卡的電子標簽稱兩片式電子標簽。目前,IC卡產業界已經推出了可以同時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”。通常兩片式電子標簽具有支持對接觸式IC卡和非接觸式IC卡讀寫的能力。組合式電子收費是“IC卡刷卡交費/ETC電子交費+雙片式電子標簽+雙界面IC卡”預付的收費方案。
具體方案設計如下:ETC收費專用車道同時設置ETC車道天線控制器和車道IC卡專用收費非接觸設備,由一臺車道工控機進行控制,實現對正常的ETC車輛、誤入的普通車輛通行費的收取及車道通行的控制功能。
在交通量大、易產生交通流瓶頸的收費站,按需設置一條以上的ETC收費專用車道,允許司機將雙界面IC卡插入雙片式ETC電子標簽.免停車通過收費站,通行費被自動扣取,這將大幅度提高收費口的通行能力;在一般收費站,僅設置IC卡收費車道.允許司機從雙片式ETC電子標簽中撥出雙界面IC卡.以非接觸操作的方式刷卡扣款,短暫停車后通過收費站。
(兩片式電子標簽+雙界面IC卡的封閉式)
該方案集中了IC卡收費系統和ETC收費系統的優點.完整地解決了國內現有環境下所產生的問題.也提高了系統的可靠性和安全性,使得收費效率及管理水平都得到了提高。
結語
不停車收費技術是目前國際上最為先進的收費方式,它的優點是顯而易見的。盡管目前在全國廣泛推廣ETC還有一定的難度.但隨著ETC相關技術規范的標準化和ETC技術的不斷成熟,不停車收費系統將在我國得到快速、健康的發展。