电子道路收费系统

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1、中国人民公安大学 论 文（设 计）题 目: 有关电子道路收费系统的研究与其在国内交通管理中的应用学生姓名: 李月雯 学号 2137 08 年级 交通管理工程 专业 安全 方向交管涉外大队 08 中队 交管二 区队 教 务 处 制中国人民公安大学有关电子道路收费系统的研究与在其国内交通管理中的应用李月雯（08交管二区 2137）摘要 电子道路收费系统是目前世界上最先进的收费系统，是智能交通系统的服务功能之一，过往车辆通过道口时不必停车，即可以实现自动收费，大大提高了道路收费效率，它特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。如今ETC也开始在国内北京，山东，湖北，广东等多种省市的道路收费站中应

2、用开来。 核心词 电子道路收费系统 DSRC技术1 电子道路收费系统电子道路收费系统（Electronic Toll Collection，如下简称：ETC）它又叫做不断车电子收费系统。ETC于20世纪7080年代开始应用研究，到20世纪80年代末90年代初步入成熟商用阶段，诸如美国的Autopass不断车收费等，已在欧美亚洲等多种领域中应用。近几年国内的电子不断车收费系统的研究和实行获得了一定进展。ETC是无需停车收费道路的通行劵、自动支付收费道路的通行费用的系统。通过安装在车辆上的车载器与安装在道路两旁的天线之间的无线通信设备进行信息互换、缴纳相应行驶区间的通行费。和老式的人工收费系统不同

3、，ETC技术是以IC作为数据载体，通过无线数据互换方式实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以读取IC卡中寄存的有关车辆的固有信息（如车辆类别、车主、车牌号等）、道路运营信息、征费状态信息。按照既定的收费原则，通过计算，从IC卡中扣除本次道路使用通行费。固然，ETC也需要对车辆进行自动检测和自动车辆分类。ETC通道收费每车耗时不到两秒，其通行效率是人工收费通道的7倍，可大幅提高车流通过收费站的速度。收费站的ETC专用车道，在电子收费系统中，广泛的采用了现代的高新技术，特别是电子信息方面的技术，涉及无线通信、计算机、自动控制等多种领域。在收费过程中流通的也不是老式的纸币钞票，而是电子

4、货币。由此可见，采用高新技术实现收费电子化，是电子收费系统的一种重要特性。2 ETC的体系构造ETC由路侧无线装置（天线）、车辆检测装置、车道服务器、控制装置、龙门显示装置、车到服务器、车道监视摄像机等设立在收费所车道旁的设备，和车道监视控制盘、收费所服务器等设立在收费事务室的设备构成。ETC 车道系统构造图如图1 所示。电子收费系统的基本原理是使安装在车辆上的专门装置 (车上单元)通过无线信号与安装在收费口上的天线进行信息互换，根据该专门装置中保存的与收费有关的数据，可以即时算出并征收通行费用。费用征收不用钞票，而使用电子货币式的系统(如IC卡)。一套完整的电子收费系统是由辨认、通信等多种子

5、系统和设备构成的。 整个电子收费系统运营的大体过程是：一方面顾客前去发行安装部门，申请安装车上单元，预缴通行费或设立事后付费账户，相应的信息被存入车上单元中，然后该车辆便可以上路行驶。在进入收费站时，车辆按规定限速通过电子收费车道。辨认子系统辨认出该车辆所属的类型。报告控制单元。通信子系统通过天线与车上单元进行双向通信，收费操作在通信的过程中同步完毕。收费操作的具体环节涉及根据车型按照收费规则拟定收费额，核对余额、账号信息，有关成果告知对方等。如果一切无误 (剩余金额充足或账号有效)，则正常结束收费操作(改写余额、记账等)。3 电子收费系统的长处 电子收费系统与现行的人工收费及半自动收费系统相

6、比有如下长处： (1)极大地提高了收费工作的效率，同步杜绝了工作中的贪污、作弊、乱收费等现象。收费操作所耗费的时间从本来手工方式下的十几秒、几十秒甚至更长，一下缩短到几秒甚至一秒以内，收费效率明显提高。同步，由于采用电子货币来支付道路通行费，收费人员不再直接接触钞票，从主线上切断了收费中贪污作弊现象，彻底杜绝了这种不正之风。(2)电子收费系统还大大以便了驾乘人员，减少了无谓的消耗和污染。采用电子收费系统后来，实现了路桥通行费征收的不断车操作，这极大地以便了车辆上的驾乘人员。对于车辆来说，这意味着不必再频繁地启动、刹车，无谓的油耗和机件、轮胎的损耗将减少。此外，车辆排放的废气也会由于不必再怠速等

7、待而得以减少，这对环境的保护是很有益处的。 (3)减少了公路的交通堵塞和拥挤。采用电子收费系统后来，车辆通过收费站时只需稍做减速不必再停车，收费口的车辆通行能力大大增强，一般可达到手工收费时的数倍，瓶颈制约作用将明显削弱。(4)提高交通效率。道路通行能力的提高，意味着同一段道路在一定期间内可以通过的车辆更多，每一车辆通过所需要的时间更短，公路乃至整个交通系统的运送效率由此得到明显的提高。 4 电子收费系统中的DSRC技术专用短程通信（DSRC,dedicated short range communication ）是一种高效的无线通信技术。相对全球定位系统GPS而言，它可以实现小范畴内图像、

8、语音和数据的实时、精确和可靠的双向传播，将车辆和道路有机连接，因而成为ITS的重要通信平台。DSRC系统重要由3个部分构成：车载单元（OBU,On-Board Unit）、路侧单元（BSU,road-side unit）以及专用短程通信合同。DSRC系统构造如图所示： 主控计算机控制器收发机电子标签电子标签路旁单元（RSU）车载单元（OBU）（1） 车载单元目前国际上使用的OBU种类诸多，重要应用于电子自动收费系统。IC卡存储账号、余额、交易记录和出入口编号等信息，CPU单元存储车主、车型等有关的车辆物理参数并为OBU与RSU之间的高速数据互换提供保障。（2）路侧单元RSU指安装在车道旁边或车

9、道上方的通信及计算机设备，其功能是与OBU完毕实行高速通信，实行车辆自动辨认，特定目的检测及图像抓拍等。它一般由于设备控制器、天线、抓拍系统、计算机系统及其她辅助设备等构成。（3）专用通信链路下行链路：从RSU到OBU，采用ASK调制，非归零NRZI编码方式。上行链路：从OBU到RSU，RSU的天线不断向OBU发射5.8GHz持续波，其中一部分作为OBU的载波，将数据进行BPSK调制后又反射回RSU。整DSRC个系统由车载单元、前端数据采集控制系统（路旁单元+检测控制器）、中心区停车控制中心（ETC监控管理中心+数据库服务器）和银行ETC收费系统构成。车载单元（OBU）记录车辆的有关信息，路旁

10、单元实时读取通过车辆的车载单元的数据，进行合法性判断后，发送控制信号给停车场收费管理系统对路闸、交通批示信号等设备进行控制，并将车辆通行信息传送至监控管理中心。ETC监控管理中心对所有车道系统和整个系统进行监控和管理，与银行ETC收费系统进行通讯和业务解决数据互换。银行ETC收费系统对接受到的扣费祈求进行解决，返回解决成果，日终进行结算和对账解决。5 ETC 系统在国内的发展和现状ETC 系统的发展和现状在国内，广东省是ETC 系统建设最早的省份。在1998 年开始研讨ETC 系统的建设方案，研发ETC 系统的核心设备（DSRC 设备），到 年开通使用ETC 车道300 多条，粤通卡发卡量达到

11、50 多万张。在广东ETC系统建设成功的经验基本上， 年5 月ETC 系统的国标正式颁布，随着ETC 国标的出台，全国各地也相继掀起了ETC 系统建设的高潮。目前全国各省基本上完毕了ETC 系统初期建设，积极进行ETC 系统的全面建设和推广工作。全国在建设ETC 系统，从已经开通的ETC 车道系统来看，获得了不少成绩。6 ETC 系统存在的问题ETC 系统有许多优势，在高速公路收费方面获得了不少成绩，但从这几年ETC 系统建设和营运的经验来看，由于多种因素，此阶段的ETC 系统还存在如下某些问题。一方面，在ETC 车道存在跟车干扰，跟车干扰是指由于跟车过近，前车交易完毕后，后车跟随前车一起离开

12、了车道，或者是后车先完毕了交易，放走了前车。另一方面，由于短程微波通信设备存在一定的交易范畴，通信范畴也会受到客观环境的影响，在单天线的ETC 系统也许在栏杆前面会存在一定的通信盲区，当车辆来到栏杆前还没完毕交易时，车辆需要后退，才可以完毕收费交易，这样会影响ETC 系统的通行效率。由于电子标签电量低等因素，也会在ETC 系统上导致电子标签写卡失败的现象，车辆的电子标签写卡失败后，需要重新对电子标签进行写入操作，才干完毕正常的收费交易，这样也减少了ETC 系统的使用效率。最后，在收费站上，还是有许多车辆会误入ETC 车道，导致ETC 车道无法正常，需要将误入车辆引导离开后，ETC 车道才干正常

13、使用，误入车辆的引导也会大大减少ETC 系统的通行效率。针对这些问题，我们通过近年的研究设计了几种新的ETC 车道系统和设备。7 结束语目前交通运送部正在大力推广智能交通技术，特别是在组织实行京沈高速公路跨区联网收费后，又以京津冀和长三角地区为示范，在全国范畴内全面推广联网不断车收费系统。交通运送部和国家发改委、财政部曾联合出台有关增进高速公路应用联网电子不断车收费技术的若干意见（简称意见），决定在基本具有条件的省（区、市）和区域加快推广应用高速公路联网电子不断车收费（ETC），逐渐形成跨省区联网的收费格局，并加快形成规模化应用和产业链，充足发挥规模效益，在大幅提高服务水平的同步实现节能减排、

14、节省土地和节省费用，为广大人民群众提供畅通、便捷、安全、高效、绿色的公路交通运送服务体系。国内力求到“十二五”期末，全国高速公路ETC平均覆盖率达到60%，ETC车道数达到6000条，ETC顾客量达到500万个，非钞票支付使用率达到40%。虽然目前国内已有相称一部分的高速公路建立起了不断车收费系统，但距离全面建设与应用尚有很大差距。但相信，在不断的研究和摸索中电子收费系统一定能形成规模，发挥效益，为广大人民群众提供更畅通、便捷、安全、高效、绿色的公路交通运送服务体系。参照文献：1 欧东秀. 交通信息技术 M . 同济大学出版社,.2 张宇欢. 国内ETC系统的应用J 中国新技术新产品，NO.19