高速公路ETC 与自由流收费方法的结合探究

覃炜懿 张虹

摘要：文章从高速公路ETC和自由流收费方法的现实状况入手，分析了高速公路ETC的发展现状和国内外自由流ETC运行现状，并提出了一些结合高速公路ETC与自由流收费系统的可行方法，为全面有效推进公路收费系统的合理运行提供借鉴和参考。

高速公路;ETC;自由流;收费方法

0 引言

高速公路ETC（全称为ElectronicTollCollection），意为不停车收费系统。在当前收费环节中主要是应用于单车道、车速低于40km/h的低速情况，而对于城市路桥收费情况来说，其可以支持车速达到80km/h以上的通行情况。ETC收费技术在实际应用过程中，没有车道隔离设施，通行车辆可以在不减速的状态下通过收费点，此时司机基本感受不到收费过程。但高速公路ETC收费系统和城市自由流收费系统之间存在着较大差异，车主需要安装2套收费系统，增加车主缴费复杂度，还会造成社会资源的浪费。

1 高速公路ETC和自由流收费方法的现实状况

1.1 高速公路ETC的基本情况

高速公路ETC收费系统在设计环节中，充分利用电子自动支付完成收费模式，在互换车辆信息和判断车辆情况的过程中需要使用短程微波。具体应用时，如果车辆经过ETC车道，事先安装好的道路检测装置可以针对车辆加以识别和判断，通过微波天线有效传输车辆的相关信息，并收集反馈信息将其再次传输到ETC车道系统中，后台计算机需要全面分析车辆及其实际需要支付的費用，从而自动扣取车辆电子账户中的收费金额。完成这一系列流程后，收费系统会发出一定的命令升起车道栏杆允许车辆通过。高速公路ETC收费系统全程不需要人工的参与，工作效率较高。高速公路ETC系统以DSRC专用短距离通讯标准为技术核心，当前国际上通用的标准化体系分别为美国ASTM/IEEE、[JP]欧洲CEN/TC278以及日本ARIB。这三个标准体系之间并不相容，所应用的地区范围也有所不同，但是其所选择的频率范围存在着一致性，即为5.8～5.9GHz范围。

1.2 高速公路自由流ETC发展情况

1.2.1 国外情况

近些年来，世界范围内多个国家和地区为有效避免市区内的车辆拥堵现象，广泛使用多车道自由流ETC收费系统，这一系统不需要停车操作，不占用征地，效率较高。以日本为例，其于2001年正式营运ETC系统，现阶段已经构建了世界最大规模的联网电子不停车收费系统，ETC车道已经覆盖到日本国内的全部高速公路收费站，ETC车道利用率极高[1]。日本现采用“电子标签+ETC（或IC）卡”的双片式技术，其拥有更为完善的ETC标准和运行体系，使得ETC收费可得到顺利过渡，朝着高速自由流收费方向发展。日本较早意识到ETC自由流相结合的重要性，并积极采用科学合理的方式开展改造工作，达到良好的收费效果[2]。

1.2.2 国内情况

国内在ETC系统标准方面还存在着较多不足，仅仅能够针对单车道和车辆低速行驶方面的收费需求加以满足，无法良好适应多车道自由流电子收费系统的需求。目前多个省市已经逐步推广ETC自由流收费系统，以达到公路网内多义性路径识别目的[3]。

现阶段匝道ETC自由流收费技术已经正式获得专家认证，该项目开创了5.8GHz的ETC自由流收费业务新模式，创建并应用了国内首套高速公路匝道ETC自由流联动收费系统，有望大幅提升ETC和MTC车道通行效率。以东永高速公路为例，当地ETC自由流项目工程于2019年9月底前完成基础项目设施建设，并于12月底之前通过机电及设备联网调试，2020-01-01正式投入使用ETC自由流收费系统。

2 高速公路ETC与自由流收费方法的结合

想要实现高速公路ETC和自由流收费系统的良好结合，还面临着较多技术难点。结合匝道ETC自由流收费技术的应用情况加以细致分析，积极探索出适应当前高速公路收费系统的发展模式，将能够起到良好效果[4]。

2.1 匝道ETC自由流收费系统

推进高速公路ETC自由流收费系统的良好发展，需要结合现有ETC、自由流收费系统的实际运行情况，不断开展科技创新工作，提升ETC自由流收费的现代化、便捷化水平。采用匝道ETC自由流收费技术系统可以起到积极效果。在具体设计和建设这一收费系统的过程中，首先，需要在收费站匝道设置好相应的ETC设备，采用龙门架方式可以起到良好的部署效果，使得ETC收费可以在匝道提前进行。这种设计方法类似于事先设定好一条自由流化的ETC交易车道。如果车辆以80km/h以内的低速通过匝道，可以开展提前交易活动。对于收费广场来说，ETC车道和MTC车道可以针对交易车辆名单进行细致核对，而在一次交易未成功的前提下需要补充二次冗余交易，同样可在较短时间内进行有效收费[5]。其次，匝道ETC自由流收费系统的应用，充分利用了“匝道交易、车道验证”的模式特点，增加收费站的ETC车道通行能力。该模式可以充分联动MTC车道，实现良好的收费目标，促进整个收费广场的车辆通行能力。详见图1。

2.2 ETC自由流收费模式

充分融合高速公路ETC和城市路桥收费系统的优势，实现ETC自由流系统的良好发展。在具体开展ETC自由流收费系统设计与建设工作的过程中，采用高速公路ETC专用OBU+市内ETC自由流收费车道+车牌信息记录技术路线模式，可以取得良好的管理效果[6]。这一设计方案落实中，通过记账式后台结算模式，可以确保车辆的快速通行。大力推广高速公路监控中心发行的OBU，各个车辆都要安装这一系统，作为车辆唯一标识加以应用，针对车辆中的多种信息加以充分记录，包含车牌和车型等。车主需要事先和收费机构签订一系列的银行委托协议，这样在通过收费路段的时候，凭借OBU就可以开展非现金方面的缴费活动，其中主要是由银行按照协议的相关内容予以代付的[7]。在现实运行中，记账式后台结算模式较为复杂，积极推广市内ETC自由流收费模式，可以起到更好作用。这一模式运行中，车辆收费系统中心会读取市内ETC自由流收费车道所通行的车辆OBU，针对车辆实际通行的具体次数和地带加以记录，形成完整的收费依据，在结算中心系统的统一运作下，可以开展定期划账缴费和清算活动，达到收费目的。在ETC自由流收费车道运作环节中，车辆监控系统可以凭借车辆检测器及时获取到车辆的驶入信息，不仅ETC天线可以针对车辆的OBU信息加以读取，同时还可以借助于车道摄像机，针对车辆通行的各项信息加以收集，包含通行时间、通行路段以及车牌号等。信息读取成功会自动生成相应的交易数据，而如果失败则仅能生成通行信息并保存通行图像[8]。

3 结语

积极结合高速公路ETC和自由流收费系统，可以有效避免城市路桥收费系统的拥堵现象，加强技术保障，大幅度降低社会成本，给社会公众提供良好出行条件，增加经济效益和社会效益。高速公路ETC和自由流收费系统结合环节，要积极采用先进的科学设计方案，通过匝道ETC自由流收费系统和ETC自由流收费模式，将能取得良好效果。

参考文献：

[1]赵梓城，邢万勇.高速公路匝道自由流预交易系统研究与应用[J].公路交通科技（应用技术版），2018，14（12）：271-273.

[2]罗梓铭，马飞虎.混合收费站ETC与MTC车道通行能力研究[J].公路，2018（7）：239-244.

[3]朱 浩，贾志新.多频段多车道自由流收费系统设计[J].公路交通科技，2017，34（S1）：149-158.

[4]张兰芳，陈 程，张佳妍，等.基于自然驾驶数据的高速公路出口换道决策模型[J].同济大学学报（自然科学版），2018，46（3）.

[5]于艳波.基于移动支付的高速公路收费系统[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（1）：300-301.

[6]王 磊，尹 燕，周 伟，等.重载高速公路智能化不停车计重收费系统研究[J].公路，2017，62（3）：154.

[7]赵怀鑫，邓然然，张英杰，等.一种用于高速公路通行情况分析的收费数据挖掘方法[J].中国公路学报，2018，31（8）：155-164.

[8]钱 超，杨 孟，耿 健，等.高速公路ETC客户细分方法研究[J].交通运输系统工程与信息，2018，18（4）：231-239.