高速公路ETC系统应用研究

刘科文

【关键词】高速公路;ETC系统;应用

【中图分类号】U495 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）07-0052-03

0 引言

ETC收费系统是高速公路通行管理中推出的智能化系统，实现了无痕收费，既提高了收费的准确性，也提高了收费的便利性。在高速公路管理中，收费口的拥堵问题造成高速公路通行效率低，增加了高速公路的通行风险，所以必须采取有效的措施予以解决。ETC收费系统的出现实现了快速计算通行费用、无痕收费及快速通行的目标，对提高高速公路的運行效率和解决高速公路的收费拥堵矛盾具有重要意义。因此，了解ETC收费系统的优势和特点并做好ETC收费系统的全面应用，对高速公路通行管理和收费管理具有直接影响。

1 ETC收费系统概念及工作原理

1.1 概念

ETC收费系统也称为电子不停车收费系统，主要的作用在于车辆通过高速或桥梁时能够通过车载设备和高速公路的收费设备进行专程通信计算车辆的高速通行费用，实现不停车自动收费，提高了收费的效率，缩短了收费的时间，使车辆在高速公路上能够实现无痕收费，解决了收费效率问题，缓解了高速公路的通行拥堵问题。ETC系统是目前高速公路收费管理系统普遍应用的重要系统之一。高速公路车辆通行费用的计算主要依靠高速公路中安装的分段计费设备及收费站的终端计算车辆的通行费用。传统的收费方式为车辆从收费站的入口拿到通行计费卡，在出高速口按照通行计费卡的计费金额缴纳高速通行费用。这种费用计算方式主要为区间计费，以通行卡的实际运行里程数核算付费标准，在通行费用结算时以计费卡的金额为准。这种方式需要车辆在出高速公路口停车交纳费用，费用的计算时间长，缴纳过程占用时间多，如果高速公路口通行车辆多容易造成拥堵。为了解决这一问题，ETC收费系统的出现成为必然趋势，实现了高速公路车辆通行不停车收费的目的[1]。

1.2 工作原理

ETC收费系统的工作原理为在通行车辆上安装信号接收装置，在高速公路的通行节点设置计费装置和信号发射装置，在高速公路的收费口安装费用计算装置，通过车载设备和高速公路中设置的通行计费设备及收费站的计费终端进行专程通信，实时计算车辆的通行费用及优惠额度，实现对通行车辆的费用计算。这种方式计费准确，在费用计算过程中能够提高计费效率，缩短计费时间。既实现了分段计费，也避免了费用计算过程中出现恶意逃费和充卡的现象。ETC收费系统的主要原理为收费系统信号发射和接收装置的双向通信，在通信中采取了专用通道通信的方式避免了通信信号被干扰，在通信信道的设计及通信的效率方面达到了实时通信的目标，在通行费用的计算效率和计算准确性方面有了较大的提升，比传统的计费设备便利性高，在应用过程中能够达到计费要求。所以，ETC收费系统具有良好的技术优势，在收费过程中达到收费标准，解决收费站的车辆拥堵问题，实现快速收费和无痕化收费。ETC系统原理图如图1所示。

2 高速公路ETC系统的收费方式

2.1 完全联网收费

高速公路ETC系统在收费管理过程中分为不同的收费方式，其中完全联网收费的优势在于车载设备能够实现与互联网的完全链接，收费系统及车载系统以互联网作为通信媒介，在联网过程中所有信号依托互联网进行传输，解决了信号传输的难点问题，只要在有网络覆盖的区域就能实现车辆通行费用的自动计算。这一方式充分利用了现有的互联网，降低了设备的通信难度，以现有的互联网传输协议作为主要的通信协议方式，提高了通信的准确性，保证了互联网在通信过程中扮演重要角色。完全联网收费覆盖面广，适合的地段多，在通行费用的计算准确性和通行费用的计算效率方面相对较高，满足了通行费用的计算要求，对解决通行费用的计算问题和实现快速通信具有重要意义。目前，完全联网收费是重要的收费方式，成为多数地区使用的主要收费方式之一。与其他收费方式相比，完全联网收费具有覆盖面广和应用难度低的特点，能够解决收费终端设备和收费系统的通信问题[2]。ETC车道系统结构如图2所示。

2.2 电子联网收费

电子联网收费是指收费装置与车载信号终端在接收信号过程中采取专用通信网络的方式进行收费，这种方式需要建设专用网络，在网络信号的发送和接收过程中能够按照发送频率发送收费信号。这种方式的通信效率高，不受其他网络的影响。由于采取专用网络的方式，因此网络的功能性方面较强，解决了信号的传输干扰问题，同时避免了互联网信号不良及互联网信号出现问题影响网络传输效果。电子联网收费主要依托新建的通信网络，在通信系统的应用和通信系统的通行效率方面具备一定的优势，实现了专网专程通信，对通信系统的运行和收费系统功能的提升具有直接影响。电子联网收费作为重要的收费方式，在实际应用过程中达到了应用目标，推动了收费系统的升级，使整个收费系统在具体应用环境能够根据系统的运行特点和系统的运行要求做好系统的优化和调整，保证系统在具体应用环节达到应用目标。所以，掌握电子联网收费的特点并推动电子联网收费系统的升级，对收费系统的升级具有直接影响。

2.3 组合式电子收费

组合式电子收费主要采用互联网和专用通信网络相结合的网络连接方式，这种方式融合了互联网和专用网络的优势，在通信过程中既能依托专用网络进行终端之间的通信，又能实现互联网的有效传输。在专用网络信号不通畅或者互联网信号不强的地区采取网络互补的方式实现收费网络的通信，既解决了通信效率问题，也提高了通信的准确性，保证收费网络在通信过程中达到通信要求。所以，在网络通信中应了解通信的方式和特点，根据网络通信的具体要求做好通信网络的构建。组合式电子收费能够解决网络的通信问题，实现网络的高效通信，推动了网络通信效率的升级，是当前网络通信的主要方式之一，对解决网络通信矛盾和提高网络通信效率具有直接影响。同时，在网络通信中应了解网络通信的要点和通信要求，按照收费通信网络的特点选择通信方式，保证融合式网络通信在具体应用环境达到通信要求，降低通信难度，为网络通信提供技术支持，推动网络通信的快速升级，强化网络空间的功能。

3 高速公路ETC系统应用方案

3.1 项目介绍

为了提高高速公路的通行效率，解决高速公路的通行拥堵问题和收费管理问题，在现有的收费系统的基础上，根据收费系统应用要求和技术升级要求，选择了ETC收费系统作为主要的收费管理系统。本次选择广西贺州—巴马高速公路作为实验对象，目的在于检验ETC系统的基本功能，掌握ETC收费系统的运行规律，保证ETC收费系统在应用过程中发挥积极作用。在实践过程中，按照ETC收費系统的硬件标准要求建立了分段信号收发装置，并且在系统的集成方面建立了系统控制中心，对车辆的通行费用进行全面的计算，保证系统在通行过程中达到通行要求[3]。

3.2 ETC专用车道参数

ETC收费系统在应用过程中需要对车道进行设计，保证车道在费用计算过程中达到准确计算的目标。车道设置分成通行车道和收费车道两种方式。在通行车道设置中，需要在固定节点安装计费设备，对通过的车辆进行计费。在装置中安装信号收发装置及费用计算装置，对通过的车辆检测其是否安装 ETC终端设备，如果安装了一体机终端设备，计算通行的费率，并将其与上一段通行费用累加，将数据传输给收费中枢系统，由收费中枢系统分配数据，使收费中心在数据管理方面能够做到实时更新。在车辆通过收费通道时需要在收费站设置ETC专用车道，在车道中安装信息通信设备和车道检测设备及车载ETC系统的检测设备，保证车载ETC设备能够与收费车道的设备互联计算车辆的通行费用并予以放行。设置专用车道便于区分ETC系统与普通的收费系统，避免了两种系统混用对车辆通行造成影响。考虑到ETC收费系统的特点及要求，以及ETC通行设备在应用过程中的特点，在专用车道设计中需要做好车道的标识。

3.3 ETC专用车道布局

ETC在专用车道布局方面需要做好车道的标识，按照车道的类型和车道的通行需要安装车道通信设备和信号传输设备，保证ETC专用车道与普通的车道有所区别。在通行车道方面不需要进行特殊标识，在收费站的ETC车道方面需要进行特殊标识，以此区别ETC车道与普通车道。除了在车道上安装监控设备和费率计算设备，还要在车道上安装网络通信设备，保证车道费率计算设备能够将计费信息传输给收费站，使收费终端控制系统能够对收费的金额和收费的信息进行实时更新，按照收费的要求做好工作。收费站ETC车道设计关系到收费系统的运行效率，对系统硬件设备要求较高，在应用过程中需要达到高效运行的要求[4]。所以，ETC系统应关注硬件设备及系统的安装，做好系统的校正和硬件设备的配置，在应用过程中达到准确收费的要求。在车道的布局方面，需要参考车道的收费功能和车道的收费方式及收费特点，设置车道的硬件设备并做好车道的标识，使车道在应用过程中达到ETC系统的使用要求。

3.4 ETC专用车道收费操作

ETC专用车道收费主要采用系统自动计算费率的方式，计算速度快、计算准确性高，在车道费用计算环节应根据车道的收费设备和车道的使用类型及车道的通信系统做好车道收费设备的设置。车辆完成付费动作之后方可通过收费站。ETC系统以无痕化收费为主，由车辆的ETC终端设备自动完成识别和交费动作，由系统进行费用的核算和扣除，保证车辆在费用缴纳过程中达到交费要求，解决车道交费审核问题。ETC专用车道交费采用系统自动核算的方式，能够提高车辆交费计算的准确性，保证车道消费计算达到收费管理要求，确保车辆在交费过程中解决消费难题，提高车辆费用审核的有效性。所以，在车辆交费审核中车道的收费应安装专用的设备装置，实现费用的计算和收取。

3.5 卡片管理模式

ETC收费设备在车载设备方面需要插入费率计算卡，通过收费卡机计费完成交费动作。在卡片管理方面分成两种不同的形式。传统的一体机设备采用的收费卡为客户的信用卡，需要客户在银行开通信用卡业务线并将信用卡插入ETC设备才能完成交费工作。随着系统的不断升级，ETC终端设备插入的卡片由银行卡更换为IC卡，防止了银行卡盗刷的现象，安全性更高，对整个收费管理环节影响更直接，使客户能够通过IC卡绑定银行卡或支付宝的方式完成线上支付，解决了无痕化支付的问题，使系统在应用过程中达到安全性要求，提高收费效率[5]。

4 结论

收费方式对车辆的通行效率和收费管理的效率产生直接的影响。ETC收费系统的应用创新了收费方式，实现了无痕化收费，对解决社会矛盾和提高收费管理效果具有良好的作用。参考收费管理要求及收费管理的难点，ETC技术的应用解决了收费矛盾，使系统在收费管理中能够根据系统收费管理的特点和具体情况做好系统的升级，保证高速公路在收费管理方面达到收费要求。

参 考 文 献

[1]李长亮，汤志福.高速公路收费系统应用程序远程自动部署[J].上海船舶运输科学研究所学报，2021，44（1）：65-69，82.

[2]阚晓鸥.高速公路ETC联网收费系统应用探析[J].中国交通信息化，2021（2）：49-50.

[3]李晓华.高速公路ETC系统的应用[J].产业科技创新，2020，2（32）：31-33.

[4]陈雷雷.高速公路电子不停车收费（ETC）系统应用研究[J].信息与电脑（理论版），2020，32（19）：92-94.

[5]王飞燕.高速公路机电工程通信系统应用研究[J].交通世界，2020（28）：130-131.