高速公路不停车收费系统的技术研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高速公路不停车收费系统的技术研 究 摘要：不停车收费系统(ETC)是 国际上正努力开发并推广普及的一种用 于道路、大桥和隧道的电子收费系统。 它为因停车收费引起的交通拥挤、延误 等问题提供了解决思路。本文从系统构 成出发，深入研究了系统的原理及实现 该系统的关键技术。 中国论文网 /8/view-12885230.htm 关键词：ETC；收费系统；系统 分类 中图分类号：TP311.13 文献标 识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02 一、前言 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 高速公路的电子不停车收费系统 是目前国际上十分先进的一种收费系统， 它是智能交通服务系统之一，过往车辆 通过车道口时不需要停车缴费，而是自 动缴费。 同传统的人工收费系统有所不同， 不停车收费系统是以 IC 作为一种数据 载体，通过无线数据交换的方式来实现 收费计算机与 IC 卡的远程数据存取功 能。它可以从收费计算机中读取出储存 在 IC 卡中的有关车辆的各种信息。从 而系统按照既定的收费标准，并经由计 算，从 IC 卡中扣除本次使用道路费用。 二、ETC 的分类 ETC 系统主要有两大类： 1.不停车收费系统； 2.自由流不停车收费系统。 （一）不停车收费系统 不停车收费系统主要是利用的混 合式的收费方式，不但有十分先进的不 停车收费的车道又有以前的半自动化的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 收费车道。这两种车道的结合有着其明 显的特征： 1.结合了半自动车道的有点并与 其并列而设。在具体的收费车道当中结 合实际开设的情况设置一些 ECT 的收 费专用车道； 2.车辆一般都是以较低的速度通 过收费车道，其具体的车速一般为 40km/h 左右，一个小时通过的车辆大 概为 800 左右； 3.通过车道处设置的自动栏杆以 来防止那些无卡的车辆通行。 往往会把不停车收费车道标志与 车道信号灯设置在收费车道的入口处， 因为车辆的密度一般不会太大，这些天 线就不会处于连续工作的状态下，如果 没有车辆通过则天线就会智能化的进入 休眠。同时还会在天线辐射区域以外的 车道内设置一个环形的线圈，如果那些 车辆进入到线圈的区域内，这些线圈就 会感应到进而会发出信号，将处于休眠 状态的天线激活。当车辆驶入通信区域 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 内后，天线就会通过微波将将客户的信 息（身份与车型代码）上传到车道的天 线，之后再通过天线将信息转送给车道 控制机，而进行相应的信息核查，如果 是有效的合法卡车道就会自动将车方行， 信号灯就会现实绿色。一般会需要进一 步的信息交换以及数据的读写，直至整 个收费过程的结束，如果卡无效或是无 标识的卡，天线也会通过信号控制自动 栏杆关闭将车辆拦截，同时还会发出警 报以来通知相关人员进行处理。这些系 统收集的信息会传到系统工作的后天以 供后期使用。 （二）自由流的不停车收费系统 自由流不停车收费系统主要是在 道路的主干道上在一定的距离内设一个 跨主干道的龙门架以来采集车辆信息， 这个系统是一个分段式的系统。这个系 统的一个主要的有点就是车辆进入收费 区内不用减速，这样就能够提高系统的 工作效率，同时也能够方便驾车者。这 个系统的主要特点可以归纳为： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 1.不需要很大的收费设施； 2.车辆驶入收费区内不需要减速； 3.系统的精度高，以便进行现场 抓拍那些逃费的车辆； 4.一般还会在主干道旁边设置一 个普通的收费车道，以来处理那些非法 或无效无标识卡的车辆； 5.天线能够同时对多辆车载的标 识卡进行识别与通讯。 这个系统的主要特点就是投资少， 效率高，车速高，车辆的通行能力很大， 一般在每个小时能搞达到 2000 辆。但 是这种收费系统对技术要求较高。 车牌自动识别技术以数字图像处 理、模式识别、计算机视觉等技术为基 础，同时还要归对摄像机拍摄的那些车 辆图形进行分析处理，对车辆的车牌号 进行识别。同时还要通过一些后期的处 理对那些停车场进行相应的管理以及对 交通流量的控制。还可以进行车辆的定 于与防盗以来达到自动化的监控目标。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 识别结果包括车辆牌照的全部汉字、字 母、数字、颜色、牌照坐标、牌照图像 等。自动识别车辆牌照，而不需要被识 别车辆主动参与，可以对所有通行车辆 进行识别、管理。车牌自动识别系统在 高速公路上的应用，对完善收费系统， 杜绝收费漏洞，减轻收费人员的劳动强 度，提高收费综合管理水平和服务水平， 起到了极其重要的作用。 车辆牌照自动识别广义来说有三 项：即定位技术，如 GPS 和 GPRS；非 接触识别技术，如 RFID 电子标签之类； 再就是车辆牌照自动识别技术。 三、系统的关键技术及标准制定 不停车收费车道控制系统包括以 下三大关键子系统： （一）车辆自动识别技术 （AVI） 电子（不停车）收费系统中的车 辆自动识别技术是三大关键系统中最重 要的技术，它与系统的性能、应用和推 广有重大关联，同时也是区别不同的电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 子收费系统系统的主要标志。车辆自动 识别技术主要采用：红外线扫描识别 技术；CCD 摄像识别技术； 激光 扫描识别技术；IC 卡识别技术等。由 于交通运输本身要求有一种系统能够在 全天候、恶劣环境下应用，并且具有能 够进行远距离作用，安全可靠性高，寿 命长等特点。因此上述这些系统由于本 身所存在的缺陷故而都不能全面满足以 上要求。因此，为了适应这一需求，发 展了微波非接触式 ID 卡识别技术。由 于微波透入性强，工作距离远，并且适 合于车辆全天候、恶劣环境条件下工作， 它具有能远距离工作、体积小，既可以 有源发射方式工作也可以进行无源反射 方式工作等特点。 （二）自动车型分类技术 （AVC） 自动车型分类技术主要是根据车 辆的那些物理特性来判断车辆收费类别。 自动车型分类技术的主要依据为： 1.车轮的数目； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 2.车辆的用途； 3.车辆的体积； 4.重量等等。 自动车型分类技术与一系列的车 道传感器相连，传感器的信号提交事务 处理系统后，由车辆分类单元判定收费 类型。其设备主要为扫描仪、高速摄 像、前置线圈、感应踏板和发射光塔等 这些设备。 （三）违章车辆抓拍技术 （VEC） 违章车辆抓拍技术主 要的摄录方式包括照片、录像带和数字 影像等。它是利用光学字符识别技术自 动获取非法车辆的信息。违章车辆抓拍 技术主要依靠模糊识别技术，并借助光 学字符识别设备，以来实现对非法用户 号码进行识别。违章车辆抓拍技术主要 包括： 1.感应触发； 2.图像俘获； 3.图像识别； 4.图像储存； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 5.图像处理和图像删除等。 四、ETC 的优点及其在营运中的 问题 （一）ETC 的优点 对用户的益处：有更该的收费站 通行能力，通行能力为每条 ETC 车道 约为 3-5 条 MTC 车道。 对业主的益处：花费更少的基建 投入，相比 MTC 车道，ETC 车道建设 约可以节约 40%基建费；更低的运营成 本。 （二）ETC 在营运中的问题 误入车辆引起 ETC 车道拥堵； 缓解措施交通诱导 ETC 系统跟车干扰严重； 跟车干扰情况： 1.前车无电子标签，后车有电子 标签； 2.两辆车都安装有电子标签； 3.前车有电子标签，后车无电子 标签。 缓解措施： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 1.统一电子标签的灵敏度； 2.规范车辆电子标签的安装位置； 3.通过宣传和增加 ETC 车道诱导 标识的手段； 4.提高 ETC 车道软件逻辑判断能 力。 （1）短通信区车辆通行速度低； （2）自动栏杆附近存在通信盲 区； （3）恶意旁道插队逃费现象无 法解决； （4）各类 ETC 系统之间的兼容 问题。 五、结论 电子（不停车）收费系统既是适 应现代社会发展的客观需要，也是适应 高速公路发展的必然要求。随着现代经 济的高速发展，普通百姓汽车的拥有量 越来越多，导致道路越来越拥堵，特别 是高峰期；同时，由于道路拥挤造成尾 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅