高速公路电子不停车收费系统的研究与实现

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【摘要】 电子不停车收费系统是国际上正在努力开发并推广的一种用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统，最明显的优点是可以不停车收费 从而大幅度提高了车道收费站的处理效率和收费公路的通行能力。本文重点研究了高速公路电子不停车收费系统，探讨其实现方法。

【关键词】 高速公路；电子不停车收费系统

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

引言

经济的快速发展，带来了交通运输业的繁荣发展，随着高速公路通车里程的迅速增长，高速公路在路网中的重要性日益突出，传统的人工收费模式已经越来越无法满足交通运输业的发展，随着交通量的急剧增大，高速公路收费模式必须进行完善和改革，电子不停车收费系统应运而生。电子不停车收费系统可以有效解决因停车收费而引起的交通拥挤、浪费时间的问题，提高道路运行安全和效率，实现安全快速的道路交通环境。因此，在我国发展高速公路电子不停车收费系统具有重大的经济和社会效益，发展前景很可观。

一、电子不停车收费系统的概述

1.2系统定义

电子不停车收费系统是一种车辆不停车地通过收费站点而实现收取过路费、用于道路、大桥和隧道的电子自动收费系统，是为智能交通系统的重要内容，电子不停车收费系统利用专用短程微波通讯技术，通过收费车道或路侧单与车载单的信息交换．自动识别车辆．采用电子支付方式，自动完成车辆通行费扣除的全自动收费方式，国际上正努力开发并推广的收费方式。

1.2系统构成及工作原理

高速公路电子不停车收费系统是由前台系统和后台系统。前台系统是利用自动车辆识别技术完成车辆信息的采集，将采集到的相关信息通过通过网络发送到应用服务器进行处理；后台信息的主要功能前台传送的数据信息在应用服务器上完成

用户在高速公路上的业务费用的计算、对用户账号进行扣费操作等。

当车辆进入通信范围时，首先会压到触发线圈，从而启动读写天线，与车载单元进行数据和信息的交换，判断车辆的电子标签是否有效，有效则继续交易，中心管理系统会得到车辆的识别信息，根据不同的情况来控制管理系统的不同操作，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，完成不停车收费操作，若车辆的电子标签无效，就报警并保持车道关闭，直到车辆离开检测线圈。

二、电子不停车收费系统的关键技术

电子不停车收费系统是目前世界上最先进的公路收费系统，它综合运用了电子通信技术、计算机传感技术、交通工程和系统工程等先进的技术，电子不停车收费系统的关键技术如下：

2.1自动车辆识别系统

自动车辆识别技术是电子不停车收费的核心技术，当车辆通过设定的特殊点时，不需要人为采取行动就能准确快速的获得车辆的识别信息，从而进行不停车收费工作。自动车辆识别技术除了运用在高速公路的自动售覅系统中，在公路运输方面也得到了广泛的运用。目前运用较广的几种主要的车辆识别技术如下：

2.1.1光学和红外AVI系统

该系统是通过装在车辆外面的一个代码标志的标签来实现车辆的识别。这个标签里包含了车辆的身份信息，用一系列宽度和颜色变化来表示，类似于条形码，当车辆经过读取单元时标签上的线条数量及颜色被反射到读取单元上，被自动分析识别，从而获得车辆的省份代码信息。

2.1.2 射频和微波AVI系统

射频、微波技术是利用微波通讯技术来传送数据代码，微波系统可以在使用高频时检测出比电感环式检测高很多的速率传送的数据，可以在很大程度上增加系统的处理的数据量。

2.1.3 图像处理AVI 系统

图像处理AVI 系统的组成部分有摄像机、图像卡及计算机处理系统，摄像机摄取图像，转换后输给计算机系统进行图像的预处理和识别，一般是识别车牌号、车型等车辆信息。

2.1.4声表面波

车表面波是近年来识别系统研制的技术基础，一个表面波系统由车辆标签,一个带主动式特点的射频读取单元和一个信号处理单元组成,信号处理单元用于翻译标签代码并组成向计算机传输的信息。

2.2自动车型分类系统

高速公路是分车型收费的，不同的车型对应着不同的收费标准，自动车型分类系统就是为此而设计的，常用的车辆分型技术是根据车辆本身的几何参数来设计的，主要有激光扫描分型技术、光幕检测技术和摄像识别技术。

2.2.1激光扫描分型技术

此技术的装置安装在收费车道上方，当车辆进入检测区时，激光扫描器就开始扫描车辆的外形，一般扫描速度是每秒600-700次，利用激光束自动测量车辆的三维尺寸，即车辆的长、宽、高，车辆的体积是判断车型的主要参数。一般在单、多车道自由流电子收费系统。

2.2.2光幕检测技术

光幕检测技术是利用垂直的水平光束检测进入监测区的车辆的外形。当车辆进入检测区时，会通过发射架向车道对面的接收架发射的平行光束从而产生车辆的二维轮廓图形，此技术所采用的光束有超声波、激光和红外线。

2.3摄像识别技术

摄像识别技术，顾名思义，就是利用摄像机的摄像功能来直接获取通行车辆的视频图像，在使用图像处理技术提取车辆的物理参数，从而判断车辆的车型。

三、高速公路不停车自动收费管理模拟系统的实现

3.1模拟系统的构成

该模拟系统的主要构成部分有车载终端、控制中心和银行三部分。

3.1.1车载终端

车载终端主要的工作是系统的定位数据采集，是数据采集终端，由GPS、定位模块、通信网络模块和数据存储模块组成。

3.1.2控制中心

控制中心由管理平台和数据库服务器组成，主要是需要完成系统各个功能的决策工作。数据库接受来自车载终端和银行的信息，并进行处理，然后将处理后的信息输给终端设备。控制中心是系统的数据处理中心，是整个系统的核心。

3.1.3银行业务中心

银行业务中心主要负责接受控制中心发送的关于车主的账户信息，进行划费，然后将结果返回给中心。

3.2模拟系统的主要业务功能

3.2.1信息采集和网络通信功能

信息的采集主要是采集车载终端的相关信息，然后传送到控制中心，控制中心在处理判断处理信息后，把位置信息存储在数据库后，对车辆的收费进行判断决策，最后，控制中心将查询指令和通知等信息返回给车载终端。

3.2.2车辆计费和收费功能

控制中心对车辆位置与路网信息进行比较，然后判断车辆是否该收费，并通过数据库内的费率表得出收费数额然后控制中心将车辆应收费额和车主的账号信息发至银行。银行进行收费处理，收费成功后，将收费结果指令发给控制中心，控制中心再将相关通知返回给车载终端。

3.3系统和车辆的管理功能

3.3.1车辆管理功能

控制中心可以查询、统计注册车辆的资料信息，也可以注册、删除和更新车载终端信息。对车辆进行有效的管理。

3.3.2数据库管理功能

数据库管理功能可以对系统所需的各类数据进行管理和维护，确保数据的安全运行，还可以优化数据库的管理。

四、电子不停车收费系统的应用前景

电子收费系统代表当今最先进的收费技术，也是未来发展的方向，有着广阔的发展前景。与现行的大多数公路收费系统相比，电子不停车收费系统具有下优势：

4.1电子不停车收费系统的运用可以有效地解决因停车收费而引起的交通拥挤、浪费时间的问题，提高收费车道的车辆通过能力， 提高公路利用率。

4.2实施电子不停车收费系统可以提高交通的安全度，避免在停车收费时发生的各项安全事故，简化通过流程，减少事故隐患。

4.3电子不停车收费系统通过减少人力投入、节省人员工资和管理成本、减少收费工作中的错漏现象来节省运营成本。还可以在一定程度上减少建设成本，节约土地资源。

4.4电子不停车收费系统比传统的人工收费系统桁架节能环保，它减少了车辆的停车次数，缩短排队时间，从而减少了车辆的油耗与排放，也避免了传统收费现场因交通堵塞引起的环境污染和资源消耗问题，也促进了我国智能交通的发展。

五、结语

电子不停车收费系统的发展将会在极大程度上促进我国交通运输业的发展，推动我国交通智能化的建设，交通运输业作为国民经济的“血管”。必将在国民经济的发展上发挥重要的作用。

参考文献

【1】伍佑成．浅谈电子不停车收费系统【J】．中国公共安全，2007(9)：33—35．

【2】张北海．国内电子不停车收费系统发展现状．国际智能交通，2005(6)：1—10