隨著交通運輸范圍的不斷擴大，當前跨省區間的聯網收費路段越來越多，這就需要一種適應范圍更廣，便于跨區段收費執行的自動化交通電子收費系統，來實現高效率的收費工作。與傳統的MTC收費形式相比，ETC收費具有多方面的優勢，其智能自動化水平更高，具有較快信息處理速度和準確性。在我國通信技術及ETC跨省收費技術不斷完善的背景下,ETC電子收費系統的優點長處將會得到進一步的發展，能夠將其本身的靈活性和可擴展性的優勢更為明顯的發揮出來，發揮出在高速公路收費管理中應有作用，全面提高我國的道路運輸管理水平。

　　《電子科學技術》期刊的創辦，期望為更好地推動我國電子 信息產業的建設與發展，促進我國信息化和工業化的深度融合，提供一個嶄新的電子科技學術交流平臺。本刊主要面向電子科學技術領域的有關行業主管部門、相關 電子信息企業、科研機構、高等院校的專家、工程技術人員、科研人員和研究生，提供電子科學技術的前沿技術探索、科技成果展示、創新理論與實踐的交流平臺和 研究陣地。辦刊宗旨是：探索電子科學技術最前沿，交流電子科學技術新成果，促進電子信息產業創新發展。

　　摘要:隨著經濟和科技水平的全面進步，區域間的人員往來和物資運輸日益頻繁，這使得交通運輸管理行業面臨著巨大的發展機遇。ETC電子收費技術在計算機、自動識別、信息通訊等現代技術的支持下得以實現，通過設置的微波天線對車輛安裝的電子標簽進行自動信息交換，實現了無需停車即可收取通行費用的效果，在實際應用中收到了較好的效果。當前，這一技術主要存在著跟車干擾、貨車適應性能差、失誤性報警以及設施成本較高等問題，同時在跨省區的技術標準和密鑰體系等環節也存在這不足，這些都是限制這一技術進一步推廣應用的重要因素，研究分析解決這些問題具有重要的現實意義。

　　關鍵詞:高速公路;ETC電子收費系統;工作原理;應用實例

　　0引言

　　飛速發展的社會經濟水平和企業生產效能，不斷攀升的道路車輛通行量，對我國的交通運輸行業提出了更高的要求，道路建設和交通運輸管理部門都在尋求著運輸網絡不斷完善的方法。隨著高速公路聯網收費里程的不斷增加，車輛擁堵及環境污染等現象在高速公路收費站逐漸加劇。作為一項智能交通電子系統，高速公路ETC電子收費系統囊括了無線通信、圖像識別、自動控制、傳感技術及信息化處理等多項高新技術，代表了高速公路收費管理未來的發展方向。由于無需將車輛停下進行繳費，這極大的提升了車輛通過高速公路的時間，環節了擁堵現象，控制了燃油消耗及尾氣排放，有效改善了高速公路的交通問題得。

　　1高速公路ETC電子收費系統

　　ETC電子收費系統的主要原理是通過其系統在行車道路或門架上設置的微波天線對車輛中電子標簽信息進行采集，在管理終端計算機的幫助下對采集到的信息進行識別，從而通過數據的處理實現繳費動作，免去了人工收繳費用的環節。全自動化、非現金交易及信息容量大是ETC電子收費方式的突出特點，與傳統的MTC收費方式比，ETC電子收費系統的不同之處可可以歸結為以下幾個方面:

　　(1)收費速度得到全面的加快，有效提升了高速公路車輛通行能力。

　　(2) 減少高速公路車輛通行中停車起步動作，避免了車輛元件損耗，車輛油耗和尾氣排放進一步得到控制。

　　3)實現收費動作在不同繳費點同時適用的目的，車輛通行費用繳納快速便捷。

　　4)避免了收費工作中可能出現的管理人員私拿通行費的情況。

　　2高速公路ETC電子收費系統的組成

　　現階段，在我國廣泛應用的ETC電子收費系統，通常由前臺系統和后臺系統兩部分構成，整個系統工程包含ETC收費車道、收費站管理系統、ETC管理中心、專業銀行以及傳輸網絡等幾個方面軟硬件設施構成。在具體分工方面這些組成部分各司其職，協同合作。

　　2.1前臺系統

　　前臺系統是實現不停車收費的重要環節，這一功能由ETC收費車道系統的應用完成。ETC車道的構成部分包括:天線、控制器、觸發線圈、抓拍線圈、自動欄桿機、通行信號燈、控制器、攝像機、余額顯示器、字符疊加器及車牌識別系統等。可以說，前臺系統囊括了ETC收費系統的全部基本硬件，是集停車放行、車輛探測、數據采集、信息處理于一體的控制系統。

　　2.2后臺系統

　　收費站管理子系統、ETC管理中心及專業銀行構成了ETC電子收費系統中的后臺系統，這三大組成部分負責系統后臺ETC交易數據處理，管理運營參數，監控運行系統，在站級實現了ETC電子收費系統與聯網收費系統的數據處理工作，作為ETC系統的最高管理層,ETC管理中心的實現內容包括處理交通收費信息及數據和高速公路。高速公路ETC收費的后臺系統的交易、拆賬及財務結算，是通過公路公司與用戶之間的數據文件接收而進行，配備的高性能計算機保證了系統中內數據、圖像采集及處理的有效性。

　　3高速公路ETC電子收費系統的使用功能

　　(1) 探測車輛的駛入及駛出過程，計算行車通過數量，傳送車輛通行檢測結果。完成車輛識別的部分內容，判斷通過車輛是否安裝電子標簽。

　　2) 抓拍實時圖像，進行車牌識別。在車輛通過車道時，對車輛圖像進行抓拍以及車牌號碼識別通過抓拍裝備實現，同時保存獲得的信息。

　　3) 車輛進入高速公路的入口站點和通行車型信息等在入口車道處錄入，當車輛行至出口車道時，車輛通行費的計算依據相應采集信息進行自動核對后完成。

　　4) ETC車道內的車輛控制設備動作由計算機完成，這些控制動作主要包括對升起欄桿、調整信號燈、開關報警器以及顯示器費用顯示等。

　　5) 高效交換車道與收費站之間的數據信息。主要交換信息包括:收費站下達信息的接收、速通卡原始通行費數據的上傳以及入口車道的通行信息等。

　　6)車輛通行至ETC車道時，若其存在異常情況，車道系統將予以攔截，不對該車輛進行自動放行，需要在收費站工作人員的引導下，通過MTC車道進行通行。

　　4高速公路ETC電子收費系統的工作流程

　　下圖1為高速公路ETC收費系統工作流程圖。

　　圖1高速公路ETC收費系統工作流程圖

　　1)當裝有電子標簽的車輛進入通訊范圍后，地下埋設的觸發線圈會予以反應，啟動前臺系統的讀寫天線。

　　2) 通過微波信息交換的方式，實現電子標簽和讀寫天線的通訊，電子標簽內的信息包括車輛標示和車型代碼等，這部分信息經天線接收后，會在系統形成一個有效性判斷，當電子標簽處于有效狀態時，能夠繼續進行同行交易，相反則會封閉車道，系統會發出相應的報警提示，提醒收費人員對車輛進行引導。

　　3)在行車信息檢測過程中，出現無效卡或無卡車輛時，則應根據應急方案，迅速的啟動自動攔截欄桿，管理收費車道，避免可能出現的高速跟車沖卡等情況。

　　4)數據接收成功，完成通行費用交易后，系統會自動抬起車輛控制欄桿，車輛通行信號燈則變為綠色，車輛的交易信息在費額顯示器上進行顯示。

　　5) 車輛通過抓拍線圈時，其圖像信息會被系統自動的抓拍，通過字符疊加器將車輛信息與抓拍圖像進行疊加。

　　6) 欄桿在車輛通過落桿線圈后自動落下，車輛通行信號燈由綠變為紅色。

　　7)最后，交易信息由系統自動保存，上傳至收費站服務器，完成收費流程。

　　4高速公路ETC系統應用實例

　　4.1應用路段

　　本項目位于江西省九江市境內，擬建項目是杭州至瑞麗公路在江西境內的一段，是江西省“三縱四橫”公路主骨架網中第一橫的一部分，經過九江縣、瑞昌市及廬山區三個縣市區。路線起于九江縣的昌九高速公路沙河互通以南約4.35公里處，止于鄂贛兩省的交界的爐下水庫的南邊。

　　4.2系統概況

　　(1)監控系統。監控外場數據經數據光端機傳至收費站點后，通過串口網絡適配器轉換成以太網數據格式，再經通信系統上傳監控分中心。監控圖像經視頻光端機上傳至監控分中心，經視頻分配器分路后，一路進視頻事件檢測器，另路進視頻編碼器組。

　　(2)收費系統。收費圖像通過視頻光端機傳至收費站點，再視頻編碼，通過通信系統上傳分中心，圖像存儲采用IP-SAN存儲技術。收費分中心、收費站路由器具備ADSL功能，以便在通信系統提供的10M鏈路發生故障時而導致分中心不能與省收費中心相聯的情況下，借用公網(PSTN)的鏈路實現數據通信。

　　4.3應用效果分析

　　該高速公路使用ETC收費系統，由站級子系統和車道級子系統兩部分完成收費工作，其中后臺的ETC交易數據服務、運營參數管理以及系統運行監控由站級子系統負責; ETC車道的電子不停車收費由車道級子系統負責。ETC收費技術的應用，不僅使得該公路和站點的整體通行能力有了很大提升，減輕了值勤人員的勞動強度，同時還提升了傳輸速率，提高了工作效率和管理水平，帶來了較好的經濟效益和社會效益，為以后類似公路收費提供了經驗。