高速公路ETC电子收费系统的技术原理与具体应用

毕景荣 牟凯

摘要：高速公路ETC电子收费系统能够实现对车辆的自动识别，同时其中也应用到了专用短程通信技术，提高了对数据信息的处理效率。此外，ETC系统还能够实现对车辆的分类识别，ETC技术的应用优势也相对较大能够进一步减少收费时间，提高收费站的通行效率。但是ETC技术的应用也存在相应的弊端，例如对网络要求相对较高，同时相应的ETC系统也存在蹭刷或盗刷的现象。当前我国需要及时完善现有的交通安全法律法规，对ETC技术的使用进行严格规范，并且开发各类全新的管控技术来提高ETC系统的使用维度和广度。

关键词：ETC电子收费;技术原理;应用

引言：在新时期道路交通通行中，结合ETC电子收费系统的使用具备较大的现实意义，结合相关系统能够完成对车辆的有效识别以及快速实现交通收费，避免交通拥堵，但是在对相关技术进行具体使用的过程中也需要进一步完善相应的安全管控技术，对其中所存在的盗刷、蹭刷现象进行严格管控，保障各方的合法权益。

一、ETC电子收费技术原理分析

（一）车辆自动识别技术

ETC系统中设置有车辆自动识别系统，其中包含车载电子标签即OBU，此类标签放置在车辆挡风玻璃上，在标签内部存放有车辆的基本信息，而对应的路边单元则称之为RSU，且通常架设在收费站的最高处，而在车辆通行道路上还放置有相应的感应线圈，同时相应的收费站中央计算机系统需要连接到服务器，及时调取数据库中的用户信息和车辆信息。

在ETC系统中要实现对车辆信息的有效识别，其作为整个系统的核心部分具备多种识别方案，但是不同的识别方案会对ETC系统的性能会产生相应的影响，具体来说，高速公路收费站通常结合微波非接触式识别技术，借助微波更加强悍、强劲的穿透性能，且满足高速路口收费站露天作业的需求，同时结合微波识别技术即便在恶劣的气候环境下也能够实现与RSU以及相应的OBU系统稳定、高效地通信，同时微波通信的有效距离可高达10m，并且车辆在行驶过程中也能够完成对车辆信息的识别。

当车辆经过ETC通道时，车辆会触及到埋放在道路上的感应线圈，并且感应线圈会将车辆的信息资料及时上传给RSU，最后再由RSU向OBU发出信号，OBU在接收到RSU的信号之后完成信息回馈，之后RSU再读取OBU中的信息资料并且上传到数据库中完成信息验证，从而根据车辆的信息类型来生成不同的管控指令，如扣费、辅助等相应的指令，之后再通过辅助装备控制升降器，并且打开监视仪，完成交通信号灯的变色。

（二）专用短程通信技术

除此之外，在ETC系统中也设有相应的DSRC技术，其实作为RSU与OBU之间的通信协议，其具备较大的信息传输带宽，并且也具备多种工作频段，而为了有效地避免民用频段给整个ETC系统的通信带来相应的干扰，通常收费站需要结合5.8GHZ作为ETC专用频段，而相应的DSRC工作方式也分为主动式和被动式两类，在主动式的工作运行模式下，RSU和OBU自身发送电子信号，此类通信距离相对较长;而被动式则是通过半双工通信方式，此类通信方式不具备较长的通信距离。

（三）车辆分类技术

高速公路通常会沿用不同的计费标准，不同车辆、不同车型也具备不同的收费方式，而结合ETC系统在收费过程中则必须要实现对相关车型、车类的有效细分。具体来说，先由对应的收费系统读取OBU中的车辆信息，再结合CCD摄像机以及各种感应器，完成对车辆重量、图像以及车牌信息的识别、收集，之后再通过人工智能算法对车辆信息进行综合验证，最后再完成对车辆车型的验证。

二、ETC的应用

（一）ETC的应用优势

通过上述的分析探讨可以看出，ETC在当前道路交通通行过程中具备较大的优势，车主需要在车辆上安装身份识别卡，并且在到达相应的高速公路收费站之后结合专项ETC通道便能够避免在人工窗口进行缴费排队。除此之外，高速路口收费站在实现对车辆身份信息识别过程中也能够在车辆不减速或停靠的状况下完成对各项信息的识别以及对相关高速路费的计算扣取。在此过程中，车主需要将相关信息资料与银行卡进行绑定，以此來提高收费的效率。因此结合ETC技术的使用能够减少收费站的人力投入，同时还能够最大限度地改善过往人工收费排队的现象。除此之外，由于ETC电子收费系统结合自动化、智能化的运作方式，能够减少车辆排队等候的时间，也能够进一步减少车辆在减速、怠速过程中的尾气排放量，能够实现当今的绿色减排。

（二）ETC应用的弊端

虽然ETC具备显著的优势，但是ETC的弊端也相对较多，首先，ETC电子收费系统对于整个计算机网络具备较强的依赖性，一旦相关区域出现通讯异常的状况则会导致整个ETC系统无法正常、稳定地运转，虽然出现交通通信中断的现象相对较为少见，但是一旦发生相关故障问题也会带来严重的后果，影响整个道路交通的通行效率和通行安全性。其次，办理相应的收费凭证和发票还较为困难，虽然ETC系统能够最大限度地节约收费时间，但是也会导致车主无法快速获取相应的费用信息，如收费发票等。因此，当前我国在完善ETC系统的过程中，也需要同步完成对现有收费系统以及电子发票的设定，最大限度地给予车主相应的便捷。

三、结束语

总体来说，在当前高速公路ETC电子收费系统的具体使用过程中，我国应当加大立法管控，对其中的收费标准、收费安全进行严格规范，同时在结合ETC电子收费系统的使用过程中，我国还应当实现相应的技术创新，保障用户的信息安全，提高道路交通通行的效率。

参考文献：

[1]钱俊， 夏雯. 高速公路ETC电子收费系统的技术原理与具体应用[J]. 交通世界， 2021（9）：2.

[2]苏丽娅·艾尔肯. 电子不停车收费系统（ETC）的设计及实际应用[J]. 机电信息， 2019（17）：2.

[3]曹湘伟. 基于RFID技术的高速公路不停车收费系统的设计与实现[J]. 黑龙江交通科技， 2019， 42（6）：3.

课题：吉林省2021年度大学生创新创业训练计划项目“信息技术在交通运输工程中的应用研究”（S20211304073X）