基于RFID的ETC電子不停車(chē)收費(fèi)管理方案

1.系統(tǒng)概述

1.1.系統(tǒng)背景

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，交通基礎(chǔ)建設(shè)大為改善，尤其以高速公路為主骨架的覆蓋全國(guó)范圍的高等級(jí)公路網(wǎng)絡(luò)正在逐步形成，高速公路為交通事業(yè)跨越式發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在某種程度上緩解了交通在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的瓶頸制約作用。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，路網(wǎng)通過(guò)能力日益滿足不了交通量增長(zhǎng)的需要，交通擁擠，阻塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，尤其以高速收費(fèi)站車(chē)輛擁擠堵塞現(xiàn)象更為突出。如何實(shí)現(xiàn)各類(lèi)車(chē)輛的有效指揮、協(xié)調(diào)控制和管理已經(jīng)成為交通運(yùn)輸和安全管理部門(mén)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期和廣泛的研究，各發(fā)達(dá)國(guó)家已從主要依靠修建更多的公路，擴(kuò)大路網(wǎng)規(guī)模來(lái)解決不斷增長(zhǎng)的交通需求，轉(zhuǎn)移到用高科技技術(shù)來(lái)改造現(xiàn)有公路運(yùn)輸系統(tǒng)及管理體系，從而達(dá)到大幅度提高路網(wǎng)通行能力和服務(wù)質(zhì)量的目的。ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，ETC特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。ETC系統(tǒng)不僅極大的改善了路上密集車(chē)輛所造成的環(huán)境污染，減少車(chē)輛阻塞現(xiàn)象，行車(chē)更加安全，而且大大提高過(guò)路橋收費(fèi)的通行效率。

圖一高速收費(fèi)站擁擠車(chē)輛

1.2.現(xiàn)狀及分析

高速公路堵車(chē)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，高速公路管理手段雖然越來(lái)越先進(jìn)，但大部分已通車(chē)高速公路收費(fèi)管理卻仍停留在比較低效的人工收費(fèi)階段，這就給高速公路使用帶來(lái)諸多不便：

（1）車(chē)輛停車(chē)排隊(duì)交費(fèi)等候通關(guān)的時(shí)間較長(zhǎng)，在車(chē)流量增加時(shí)很容易造成擁堵；

（2）因停車(chē)等候交費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，降低了大橋的通行能力和服務(wù)水準(zhǔn)；

（3）各收費(fèi)站點(diǎn)的現(xiàn)金結(jié)算工作量巨大，所需工作人員較多，增加了人力使用成本；

（4）人工收費(fèi)存在人員交接班的現(xiàn)金復(fù)核、稽查和統(tǒng)計(jì)工作量，同時(shí)還存在現(xiàn)金移交的資金安全問(wèn)題；

（5）存在收費(fèi)漏、交錢(qián)不給票或給假票的情況時(shí)有發(fā)生，甚至出現(xiàn)假鈔假幣方面損失；

（6）不便于路況和車(chē)流信息及時(shí)交流；

（7）由不同投資主體修建的公路收入分配問(wèn)題日益嚴(yán)重；

（8）經(jīng)過(guò)收費(fèi)站時(shí)停車(chē)?yán)U費(fèi)造成的通行速度緩慢、頻繁制動(dòng)引起的機(jī)械磨損、油耗、噪音和由此產(chǎn)生的大量有害尾氣等問(wèn)題嚴(yán)重。

我國(guó)高速公路普遍采用封閉式收費(fèi)制式，各省市在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)中，普遍采用了基于IC卡作為通行券的人工現(xiàn)金收費(fèi)（MTC）方式，公路收費(fèi)中實(shí)現(xiàn)電子支付的主要方式有記帳卡、信用卡、預(yù)付卡、電子錢(qián)包等等。在各種公路收費(fèi)的電子支付手段當(dāng)中，基于專(zhuān)用短程通訊（DSRC）技術(shù)的ETC電子不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)，以其具有免除現(xiàn)金交易、無(wú)需停車(chē)快速通過(guò)、有效提高通行能力、大大提升服務(wù)水平、簡(jiǎn)化收費(fèi)管理、降低環(huán)境污染等等明顯特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)廣為受人青睞。不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)又稱(chēng)電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection System），簡(jiǎn)稱(chēng)ETC系統(tǒng)。它利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)完成車(chē)輛與收費(fèi)站之間的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)行車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別和有關(guān)收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)路對(duì)收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)不停車(chē)自動(dòng)收費(fèi)的全電子收費(fèi)管理系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)介紹

2.1.系統(tǒng)原理

ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)是基于RFID技術(shù)通過(guò)遠(yuǎn)距離、非接觸采集射頻卡的信息，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在快速移動(dòng)狀態(tài)下的自動(dòng)識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)化管理。該系統(tǒng)產(chǎn)品集計(jì)算機(jī)軟硬件、無(wú)線通信、信息采集處理、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)通訊、自動(dòng)控制和智能卡制作等技術(shù)綜合應(yīng)用為一體，屬于先進(jìn)的智能交通信息采集設(shè)備和高安全性的智能身份識(shí)別系統(tǒng)，是一種能有效對(duì)車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的重要技術(shù)手段。

該系統(tǒng)通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上或者車(chē)身其他部位的車(chē)載電子標(biāo)簽（OBU）與在收費(fèi)站ETC車(chē)道上的車(chē)道設(shè)備控制系統(tǒng)信號(hào)發(fā)射與接收裝置（稱(chēng)為路邊讀寫(xiě)設(shè)備，簡(jiǎn)稱(chēng)RSE）以專(zhuān)用短程通信（Dedicated Short-Range Communication，簡(jiǎn)稱(chēng)DSRC）方式交換信息，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車(chē)輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車(chē)而能交納路橋費(fèi)的目的。不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)主要利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（AVI），通過(guò)路側(cè)車(chē)道控制系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射與接收裝置識(shí)別通過(guò)車(chē)輛的編號(hào)，自動(dòng)從該用戶的專(zhuān)用賬戶中扣除通行費(fèi)。對(duì)使用ETC車(chē)道未安裝車(chē)載器或車(chē)載器無(wú)效車(chē)輛，則視作違章車(chē)輛，實(shí)施圖象抓拍和識(shí)別，會(huì)同交警部門(mén)事后處理。

圖二收費(fèi)站工作原理示意圖