電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)工作原理綜述
電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)工作原理綜述
智能交通系統(tǒng)(ITS)是目前世界交通運輸領域前沿研究課題,也是我國交通科技發(fā)展重點方向,其核心是針對日益嚴重交通需求和環(huán)境保護壓力,采用信息技術、電子通訊技術、自動控制技術、計算機技術及網(wǎng)絡技術等對傳統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)進行深入改造,以提高系統(tǒng)資源使用效率、系統(tǒng)安全性,減少資源消耗和環(huán)境污染。
電子(不停車)收費系統(tǒng)(ETC:ElectronicTollCollection)是ITS(IntelligentTransportSystem)領域中一個重要方面。它涉及交通基礎設施投資回收,又是緩解收費站交通堵塞“瓶頸”有效手段,減少了環(huán)境污染,各國都把不停車收費系統(tǒng)作為ITS領域最先投入應用系統(tǒng)來開發(fā)。我國交通部門已經(jīng)把不停車收費系統(tǒng)開發(fā)和應用列為我國ITS領域首先啟動項目,并“十五”期間列入交通科技技術創(chuàng)新重點之一。1ETC系統(tǒng)簡介
ETC系統(tǒng)是利用微波(或紅外或射頻)技術、電子技術、計算機技術、通信和網(wǎng)絡技術、信息技術、傳感技術、圖象識別技術等高新技術設備和軟件(包括管理)所組成先進系統(tǒng),以實現(xiàn)車輛無需停車既可自動收取道路通行費用。目前,大多數(shù)ETC系統(tǒng)均采用微波技術,本文主要針對此類系統(tǒng)進行綜述。
不停車收費系統(tǒng)路邊車道設備控制系統(tǒng)信號發(fā)射與接收裝置(稱為路邊讀寫設備,簡稱RSE),識別車輛上設備(稱為車載器,簡稱OBU)內特有編碼,判別車型,計算通行費用,并自動從車輛用戶專用帳戶中扣除通行費。對使用ETC車道未安裝車載器或車載器無效車輛,則視作違章車輛,實施圖象抓拍和識別,會同交警部門事后處理。
與傳統(tǒng)人工收費(ManualTollCollection,簡稱MTC)方式不同,ETC帶來好處有:無需收費廣場,節(jié)省收費站占面積;節(jié)省能源消耗,減少停車時廢氣排放和對城市環(huán)境污染;降低車輛部件損耗;減少收費人員,降低收費管理單位管理成本;實現(xiàn)計算機管理,提高收費管理單位管理水平;對因缺乏收費廣場而無條件實施停車收費場合,有實施收費可能;無需排隊停車,可節(jié)省出行人時間等;避免因停車收費而造成收費口堵塞,形成新瓶頸等。
ETC系統(tǒng)按收費站收費方式,可分為開放式和封閉式;按收費站車道配置,可分為ETC專用車道、MTC車道和ETC/MTC混合車道三類。鑒于我國道路實際情況,較長一段時間內,ETC和MTC將共存。示意圖:ETC專用車道(左)和ETC/MTC混合車道(右)
資料來源:上?萍记閳笏嚓P資料整理編制
2ETC系統(tǒng)關鍵技術及標準制定
不停車收費車道控制系統(tǒng)包括以下三大關鍵子系統(tǒng):
車輛自動識別技術(AVI):主要由車載設備(OBU)和路邊設備(RSE)組成,兩者短程通信DSRC完成路邊設備對車載設備信息一次讀寫,即完成收(付)費交易所必須信息交換手續(xù)。目前用于ETC短程通信主微波和紅外兩種方式,技術發(fā)展歷史原因,微波方式ETC已成為各國DSRC主流。
自動車型分類技術(AVC):ETC車道安裝車型傳感器測定和判斷車輛車型,車型實施收費。也有簡單方式,即讀取車載器中車型信息。
違章車輛抓拍技術(VEC):主要由數(shù)碼照相機、圖象傳輸設備、車輛牌照自動識別系統(tǒng)等組成。對不安裝車載設備OBU車輛用數(shù)碼相機實施抓拍措施,并傳輸?shù)绞召M中心,車牌自動識別系統(tǒng)識別違章車輛車主,實施通行費補收手續(xù)。
國際標準化組織于1992年設立了TC204技術委員會,從事ITS標準制定。TC204技術委員會下設16個工作組,其中第工作組(WG5)負責收費技術標準制定,第15工作組(WG15)負責DSRC標準制定。國際電信組織無線電總會(ITU-Radio)第8研究組(SG8)負責無線電頻率資源分配,其下設工作組WP8A已1999年2月19日舉行日內瓦會議上了提案,同意了日本5.8GHz全雙工主動式、歐洲CEN5.8GHz和意大利5.8GHz(全)雙工被動式三種DSRC標準,接著1999年11月底ITU-R/SG8日內瓦會議上又進行表決并上述三種DSRC標準。201*年,5.8GHz微波頻率已正式成為被ITU確認用于ETC國際標準。歷史原因和各國國情不同,目前國際上形成了以歐洲、北美為代表5.8GHz被動式和以日本為代表5.8GHz主動式兩種DSRC通信標準;我國于201*年公布了《使用5.8GHz頻段頻率事宜通知》(信部無[201*]277號),也正向5.8GHz微波統(tǒng)一。3ETC系統(tǒng)及其應用對比分析
目前AVI使用微波DSRC通信規(guī)約主要存主動式和被動式兩種工作方式,其技術性能比較如表1:
表1DSRC主動式和被動式技術性能比較資料來源:上?萍记閳笏嚓P資料整理編制
就ETC系統(tǒng)應用來看,國內主要以上海和廣東為代表,國際上以日本、歐美為代表,具體舉例比較如表2:
表2ETC系統(tǒng)應用比較
資料來源:上?萍记閳笏嚓P資料整理編制從系統(tǒng)應用來看,盡管單片式ETC系統(tǒng)技術先進、產(chǎn)品成熟,但與國內現(xiàn)有收費系統(tǒng)是完全隔離。也就是說,要使用ETC系統(tǒng),必須進行收費站大規(guī)模改造,投資巨大、建設周期長、風險大。這是經(jīng)濟并不十分發(fā)達我國,尤其是中西部區(qū)建設ETC系統(tǒng)最大障礙。,國外現(xiàn)有ETC技術方案及運營模式并不適合國內區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費客觀形勢要求。采用高安全性預付卡方式開展公路收費電子(非現(xiàn)金)支付業(yè)務是必然發(fā)展趨勢,將IC卡技術和ETC技術進行有機兼容,發(fā)揮二者互補作用可能是一個最佳選擇。
4相關企業(yè)簡介
國內企業(yè):包括廣州市埃特斯通訊設備有限公司、廣東路路通有限公司、深圳市武大數(shù)字交通技術有限公司、上海城建(集團)公司、北京速通電子科技有限公司、北京紫光捷通科技有限公司、北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司、瑞典康比特(中國)交通系統(tǒng)有限公司、四川新源現(xiàn)代智能科技有限公司等。其中,廣州市埃特斯通訊設備有限公司研制了兩片式電子標簽加雙界面CPU卡電子不停車收費裝置,已廣泛應用于廣東省不停車收費系統(tǒng);深圳市武大數(shù)字交通技術有限公司重點開發(fā)以3S(GPS、GIS、RS)和通信技術為核心、以全國理數(shù)據(jù)為基礎平臺LBS軟件產(chǎn)品和LBS應用項目,包括GPS不停車收費系統(tǒng)等;上海城建(集團)公司設計不停車收費系統(tǒng)虹橋機場收費口已經(jīng)獲成功應用;北京速通電子科技有限公司主要從事智能交通設備軟件技術開發(fā)、應用及生產(chǎn)和智能交通系統(tǒng)運營管理等,承擔了北京市高速公路電子收費“一卡通”不停車收費運營、管理、服務。美國企業(yè):包括TransCore公司、AMTECH公司、TI公司、MFS公司等。其中,TransCore公司收費領域歷史可追溯到上世紀30年代,其客戶美國占60%以上,是AVI技術設計、集成和維護供應商領導者。
日本企業(yè):包括TOYOTA汽車公司、MATSUSHITA電氣公司、NISSAN公司、MITSUBISHI電氣公司等。其中,TOYOTA是ETC讀卡機主要制造廠商。
歐洲企業(yè):包括挪威科瑞(Q-FreeASA)公司、奧利卡普施(KAPSCHTrafficComAB)公司(原瑞典康比特(CombitechAS)公司)、Kapsch、GEA、CSRoute、Autostrade、FELA、AscomMonetel、Efkon、DaimlerChryslerServicesMobilityManagement、VodafonePilotEntwicklung等。其中,Q-FreeASA是世界領先提供智能交通系統(tǒng)與收費系統(tǒng)全面解決方案供應商,其系統(tǒng)主要部件包括符合CEN標準電子標簽、路邊通訊系統(tǒng)、視頻識別系統(tǒng)、自動車型分類系統(tǒng)和收集和處理信息中央管理系統(tǒng)。
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淺談ETC電子不停車收費系統(tǒng)
摘要:不停車收費系統(tǒng)(etc)是智能交通(its)的重要組成部分。本文首先引入etc的含義,然后論述該系統(tǒng)的構成及工作流程,最后進行優(yōu)勢劣勢分析,并得出etc技術是未來發(fā)展趨勢的結論。
關鍵詞:電子不停車收費系統(tǒng);智能交通;收費口;人工收費1引言
隨著科學技術的發(fā)展,信息技術越來越廣泛地被應用到交通領域。學科的相互交叉,促進了交通技術的發(fā)展。智能交通(intelligenttransportsystem,簡稱its)概念提出后,各種新型交通設施應運而生,大大提高交通管理效率。
電子不停車收費系統(tǒng)(electronictollcollection,簡稱etc)是its的重要組成部分,在國際上已得到一定發(fā)展。近年來,etc受到我國重視,很多省市在進行etc收費方式改造,部分地區(qū)已實現(xiàn)高速公路網(wǎng)上etc系統(tǒng)的初步聯(lián)通。2電子不停車收費系統(tǒng)的含義
電子不停車收費系統(tǒng)(electronictollcollection,簡稱etc)是一種新型收費技術,它利用當代先進的自動車輛識別技術、短程通信技術、自動車輛分類技術和視頻稽查系統(tǒng)等技術手段,實現(xiàn)不停車自動收取道路通行費。車輛達到收費口時只需保持原有速度或減速,僅需3-5秒就能通過收費道口,大大提高了收費口的通過能力。對于減少收費口擁擠、提高車輛通行速度有良好效果。
3etc系統(tǒng)構成
etc系統(tǒng)主要包括etc收費車道子系統(tǒng)、收費站子系統(tǒng)和etc管理中心三部分[1]。3.1etc收費車道子系統(tǒng)
etc收費車道子系統(tǒng)由車輛自動識別技術(avi)、自動車型分類技術(avc)和違章車輛抓拍技術(ves)三個子系統(tǒng)組成。avi是etc系統(tǒng)的核心,驗證車輛身份并實施有關計算和控制操作;avc的主要功能是把車輛分成特定的類型,作為計費依據(jù);ves借助高速攝像機,對通過etc收費口的車輛進行監(jiān)控,防止非etc車輛不交費“闖關”。3.2收費站子系統(tǒng)
收費站子系統(tǒng)是整個etc系統(tǒng)的基礎,有著重要地位。它為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù),是實現(xiàn)系統(tǒng)各種功能的載體。要求具有穩(wěn)定、可靠、連續(xù)運行、控制準確、響應速度快等特點。3.3etc管理中心
作為etc系統(tǒng)的最高管理層,etc管理中心既要處理收費信息和交換數(shù)據(jù),又要行使必要的管理職能。它由專營公司、收費結算中心和顧客服務中心三部分組成。4etc系統(tǒng)工作流程
為了使用etc系統(tǒng),車主須事先到客戶服務中心購置車載電子標簽并交納儲值。發(fā)行系統(tǒng)會在電子標簽中存入車輛識別碼和密碼,并將該車輛的全部有關信息(識別碼、車牌號、顏色、車型、電話、
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