浅析高速公路货车ETC不停车收费技术应用

高 虎（甘肃省定西高速公路管理处，甘肃 定西 743000）

1 引 言

ETC不停车收费是智能高速公路机电系统中的重要组成部分，是确保智能收费高速公路高效运行的的关键所在。随着社会的进步和科技的发展，各行业、各部门对交通资源的需求正在日益增加，在小型车辆逐步实现ETC全路段覆盖后，对货车ETC不停车收费系统提出了建设需求要求。国内目前有山东、陕西、江西、浙江、山西、广西等省份开始了ETC货车通行试点，其主要采用改造客车ETC通道，使用MTC车道改造等方式来进行，从效果来看，仍然没有形成统一的技术标准和方案，故如何在甘肃省内应用ETC方案，是需要进行讨论的问题。

2 货车ETC不停车收费技术原理

货车ETC技术工作原理与普通ETC车道基本一致，在车辆上安装车载单元，车道侧顶方安装RSU 天线，当ETC货车经过入口车道时自动记录入口信息，通过出口车道时由计算机自动准确计算用户的行驶里程，同时通过静态秤称重，计算并收取相应费用[1]。高速公路ETC 系统由高速公路ETC联网收费清算中心系统、ETC 卡中心及客服系统、收费分中心系统、收费站系统、车道系统、车载OBU等组成。

对于ETC专用货车车道，正常通过货车的收费管理不需要人的干预，收费过程自动完成。在正常车辆通过的情况下，ETC货车驶入ETC 收费车道，ETC 车道路侧读写设备通过DSRC 通信方式对ETC 车辆上安装的电子标签内的数据进行读写、交换等处理，完成不停车收费交易。收费交易完成后，车道计算机控制接口设备，电动栏杆抬起、通行信号灯为绿灯，放行车辆。车辆通过后，外部设备复原，准备下次车辆进入。车道计算机保存本次收费信息，并将该收费记录上传至收费站[2]。

出现异常情况时，车辆的收费管理通常需要管理人员的现场处理，异常情况包括非ETC用户闯入ETC 车道、非法ETC 用户(包括电子标签坏、电子标签过期、OBU与RSU 认证未通过、电子标签已被注销、黑名单用户、中间换卡等)及非正常交易的用户(如交易未成功完成)[3]。此时，通行信号灯为红灯，电动栏杆不开启，需要人工干预，由现场管理人员将电动栏杆开启，并由管理人员将车辆引导至相邻的收费车道接受人工收费处理，通过刷非现金支付卡，进行入口信息写入或收取通行费。

对于ETC/MTC 混合车道，ETC 车辆由电子标签读写器进行全自动收费。MTC 及异常ETC 车辆的收费管理由该收费车道的收费人员进行人工收费处理，其流程同MTC收费流程。

3 ETC货车不停车收费甘肃省应用问题

3.1 计量问题

货车实行计重收费，需要在每个收费站安装准确的静态秤，从而实现准确称重与计量，减少货车通过的争议。

3.2 车道设置问题

受收费车道长度的限制，ETC天线、栏杆机等设备安装位置需要进行科学的研究和设计。同时甘肃省内收费站普遍车道数量较少，设置专门的ETC货车通道可能影响普通车辆的通行。

3.3 货车ETC解决思路

综上所述，如果要解决这一问题，可以考虑实行双天线、双栏杆、双称台、双光栅的运行模式，解决思路如下。

当车辆进入车道前，前置天线工作，对车辆进行所持OBU是否有效进行识别，如有效，则抬栏杆，车辆放入，进行计重，称台货车车辆数控制在2辆及以内，有二辆车时，前置栏杆不抬，待第一车称重数据输出后，后车方可进入车道。为称重准确，采用整车计重一车一杆的连续过车模式。一般情况下，第二辆车进入时，第一辆车已称重完毕，基本上实现连续过车。

图1 货车ETC解决规划图

第一辆车称重数据出来后，控制器发出交易信号，后天线可以交易，交易成功后放行，同时后车进行称重，输出称重信息给工控机，待前车交易成功后，相关信息给后天线交易。如期间有客车，则不用称重，交易更简单。

3.4 设备应用

3.4.1 前置天线的作用：识别是否有效持有OBU车辆：

1）识别车辆有否标签；

2）识别车辆标签是否有效；

3）识别车辆OBU钱包是否有足够的钱。

货车如在安全岛前不进行有效识别，则进入车道后很难倒退，影响正常车辆通行。

3.4.2 前置拦杆的作用：

1）分流无标签车；

2）降低车辆通行速度，如通行速度过大（时速大于20公里）时整车加轴减轴计重误差概率加大，通过前拦杆合理的控制逻辑，绝大部分货车可实现准确的整车计重。

3.4.3 前置拦杆控制逻辑：

1）秤台上无货车时，后车连续放入；

2）秤台上多车，但仅有一辆货车且已整车计重时，后车连续放入；

3）秤台上有一辆尚未整车计重的货车时，暂不放入后续车辆，直到该货车整车计重条件出现后，再放入。

3.4.4 双光栅整车计重逻辑：

1）当车尾离开光栅时，秤台上仅有一辆车，整车计重；

2）当前车尾离开后光栅时，秤台上仅有一辆车，则也可整车计重，为此，设计了拦杆控制逻辑。

3.4.5 双称台整车称：

第一节称台为独立的轴组称，与后三节搭接的三节称台并联，是为更准确识别轴数与计量轴载。

4 结 语

在公路收费系统中，货车ETC是今后ETC的发展方向，也是高速公路收费站排堵的一个最有效措施之一，方便广大货车，也方便管理部门。本文对货车ETC不停车收费技术的工作原理、技术路线、应用范围、存在局限及其解决措施进行了系统分析，对于促进货车ETC不停车收费技术改革，保障高速公路的运行通畅和质量安全具有指导意义。