一种基于双天线的客货混合通行不停车收费系统

熊山山+李雪

摘 要：为解决高速公路出口收费站货车计重收费时间长、收费争议大、通行效率低、环境污染大的问题，本文综合当前货车计重收费技术及客车ETC技术，提出一种客货车混合通行不停车收费系统。该系统即可实现客车按车型不停车收费，又可实现货车按重量不停车收费功能。文章首先简单介绍了系统功能及组成部分，然后详细描述了不停车货车整车式一车一杆计重收费算法。整车式一车一杆不停车收费模式，即确保了计重的精度，又保证了计重数据与车辆的对应准确度，从而可以避免产生收费争议，保证不停车收费的通行效率。

关键词：货车ETC；整车计重；客货混合通行

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）23-0020-01

如何提高收费站通行效率、缓解收费站拥堵已成为高速公路运营管理领域的重要课题。电子不停车收费技术能够提高收费车辆的通行速度，减少车辆速度变化产生的能量消耗及尾气排放。目前客车电子不停车收费系统（ETC）已大量应用于中国的高速公路收费站，且已完成全国联网功能，很大程度上提高了收费车道的客车快速通行能力，通行速度可以达到20km/h。而货车不停车收费系统的研究大多都处于探讨和研究阶段。

本文以高速公路计重收费系统为依托，以客车ETC技术与公路车辆动态自动称重技术为基础，提出了一种基于双天线的客货车混合通行ETC方案。

1 系统方案介绍

双天线整车计重客货车混合通行ETC布局如图1所示，主要由前后双天线组成的ETC收费系统和整车式计重系统组成。车辆进入收费车道后，首先行驶到前置预读天线识别区，控制系统控制天线完成车辆入站信息、车辆合法性、车辆类型等信息获取，然后根据获取到的车辆信息进行针对性处理。如果车辆为无法ETC交易车辆，提示该车辆退出后从人工收费车道通行。如果车辆为合法客车，直接在前置天线交易区完成客车交易后，协调前后栏杆机放行客车。如果车辆为余额充足的货车，引导车辆进入整车式计重系统称重区并将车辆识别码发送给计重系统以获取车辆重量，当车辆完成计重后行驶到后置天线识别区时，通过后置交易天线识别该货车，并根据重量信息完成通行费的收取，控制后置栏杆机放行车辆。

2 动态称重系统

采用一站式货车交易模式，需要在出口站完成货车重量计重，并根据车辆重量及车辆类型进行通行费的计算。由于车辆重量与通行费的计算有较大的关联性，因此对动态车辆自动计重系统的计重精度和计重稳定性有较高的要求，以避免由于较大计重误差造成的争议。整车式动态计重系统作为一种可连续过车的整车式计重动态衡器，既可以在单车计重时保证±1%的计重精度，又可实现连续过车的高精度计重。因此采用整车式动态计重系统作为一站式客货混合通行不停车收费系统的计重单元是提高系统稳定性保证通行效率的必然选择。

3 过车处理逻辑

为了减少争议、提高系统稳定性、保证通行效率，需要利用整车式计重系统单车称重精度高稳定性好的特点，通过控制前置栏杆机放行策略实现货车一车一杆单车计重。

（1）有车辆进入前置天线交易区，预读车辆信息，转2。（2）车辆为合法车辆且余额充足，转3，其他情况车辆转走人工车道。（3）车辆为客车，对客车进行交易，交易成功，转4，交易不成功车辆转走人工车道；车辆为货车，对货车进行预判，预判成功，转5，预判不成功车辆转走人工车道。（4）打开前置栏杆机，放行客车通过后关闭前置栏杆机，转6。（5）等待当前称重区无车后，向计重系统发送货车代码并打开前置栏杆机，放行货车进入称重区后关闭前置栏杆机，同时关闭后置栏杆机，转7。（6）若无货车待收费，打开后置栏杆机，客车通过，完成客车交易。否则，转8。（7）接收计重系统返回的带标示货车重量，并将重量信息与货车严格对应。转8。（8）车辆进入后置天线识别区，控制RSU识别车辆。如果车辆为客车，转9；如果车辆为货车，根据货车重量信息完成收费额计算并扣费，转9；如果车辆无法识别或交易，转10。（9）控制后置栏杆机放行车辆，完成车辆交易。（10）打开前置栏杆机，提示所有车辆退出车道，进行系统复位操作。

4 结语

通过沿车辆行驶方向，先布置一套交易天线设备及栏杆机，在栏杆机后布置一台整车式计重衡，出称后再布置一套交易天线设备及栏杆机，通过恰当的逻辑算法，便可实现客货混合不停车收费系统。即可满足对客车按车辆类型的不停车收费，有可实现对货车按车辆重量的不停车收费。同时在对货车的不停车收费过程中，对货车称重采用了“一车一杆”模式，可以極大程度上保证车辆称重数据的准确性和车辆对应的可靠性，基本上可以避免出现由于车辆重量争议所导致的通行力下降。

基于双天线的客货车混合通行不停车收费系统可以同时对客车和货车实现不停车收费，而且交易准确度高、稳定性好，是一种比较适合中国高速公路的智能收费系统。对提升收费站生产效率、提高车辆通行效率具有一定的积极意义。

参考文献

[1]张剑勇，周尚儒，杨军.ETC模式货车计重收费系统设计.中国测试，2016年7月第42卷第7期.

[2]李英，傅华明.汽车动态称重在电子不停车收费系统中的应用[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2013，32（6）：1252-1255.

[3]程保喜.高速公路ETC模式的货车计重收费方案浅析[J].现代工业经济和信息化，2013（44）：59-62.endprint