ETC不停车收费系统的研究及优化改造应用探析.doc

1、ETC 不停车收费系统的研究及优化改造应用探析摘要：ETC 不停车收费系统是当前智能交通领域中较为先进的研究领域，对于解决在过路收费和停车收费中产生的交通拥堵、时间延误、能源消耗和环境污染等问题有遏制作用。ETC 系统在全世界都得到了比较广泛的运用，拥有一定的优势。自我国引入 ETC 系统起，有效缓解了停车收费问题。本文试对 ETC 系统进行简要论述，并就系统优化提出建议。关键词：ETC；不停车收费系统；优化改造 中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号： ETC 不停车收费系统基本理论研究 ETC 系统概述 随着新世纪的到来，交通建设取得了举世瞩目的成就。自上世纪 80年代起，不

2、到三十年的时间，我国高速公路里程数就已突破 5 万公里，与之相毗邻的其他层次的公路建设也取得了突飞猛进的发展。随着国家投入的增加，2020 年要争取达到全国高速公路通车 7 万公里的目标。与此同时，交通状况却日益严峻，交通问题日益突出。世纪之交，交通部关于发布高速公路联网收费暂行技术要求2000463 号，对于我国高速公路收费技术提出了明确的规定与展望，ETC 不停车收费技术的发展成为大势所趋。此外，由于我国人工停车收费站中存在的环境、能耗和时间延误问题一直是高速交通无法避免的症结所在，ETC 系统的引入和发展无疑对于缓解我国交通压力有着良好的作用。 不停车收费系统（Electronic To

3、ll Collection System，ETC）是指利用车辆自动识别（AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，同时进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，并通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。和传统的人工收费系统不同，ETC 技术是以 IC 卡作为数据载体，通过无线数据交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 卡中存放的有关车辆的固有信息、道路运行信息、资费信息等等1。 ETC 不停车收费系统是目前世界上最

4、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无须停车，即能够实现自动收费。它适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。随着我国对 ETC系统的使用和研究的深入，对 ETC 系统的了解也在不断加深。 （二）ETC 系统关键技术研究 如前所述，ETC 采用了很多关键的技术来共同完成车辆的不停车收费过程，这其中，最主要的两种技术是车辆自动识别技术（AVI）和车辆自动分型技术（AVCS） 。以下分别作简单介绍。 车辆自动识别（AVI）是 ETC 不停车收费技术的核心技术，是指当车辆通过某一特殊点时，不需要司机或观察者采取任何措施，就能精确识别车辆身份的一种技术。AVI 技术的核心是

5、固定基站 AVI 系统。固定基站AVI 系统一般用于检查、识别和记录通过的车辆和设备。当载有系统标签的车辆通过车道时，系统读到标签中的识别号，叠加上通过时间和车道号，存入智能控制器的存储器里。数据传输单元将系统采集到的车辆数据信息通过通信网络传到向管理部门的管理中心或者是计算机系统，经处理后将管理中心的控制指令下达到 AVI 系统，决定对车辆是否进行自动放行。 车辆自动分型技术（AVCS）是 ETC 系统的又一关键技术，是基于视频分析的车型识别技术。自动车辆分型技术主要研究视频中车型的划分，通过对动态图像处理获得通过车辆的轮廓, 并用数据码单元表示轮廓，通过对数据码的收集和分析处理，可以得出车

6、辆的外形、长度、车高等重要信息，并将相关信息提取到计算机内部以供参考。通过 AVCS 技术，能够对 ETC 系统进行良好的补充，同时弥补 AVI 技术可能出现的纰漏。 ETC 不停车收费系统优化改造应用研究 ETC 系统推广过程出存在的问题 作为当前智能交通领域最先进的研究领域之一，最早将 ETC 引进中国是在上世纪的 90 年代中期，当时中国部分经济发达地区的高速公路车流量激增，从而导致了收费口的交通堵塞。拥堵严重的路段可能会天天堵，甚至是一堵好几天。尽管高速公路管理手段越来越先进，但大部分已通车的高速公路收费管理却仍然停在低效率的人工收费阶段。据相关数据显示，仅广东地区由人工收费导致的汽油

7、浪费就以万亿元计算。在这样的背景下，ETC 不停车收费系统得到了引入并被广泛推广，ETC 系统为我国交通拥堵问题提出了一个解决路径，但在实施过程中也存在着一些问题。 首先是 ETC 系统不兼容。这主要是由于不同的高速公路管理公司各自为政，引入不同的 ETC 系统，导致在某一条线路上可以使用的停车系统在另一条线路则不可以使用。如果系统不兼容，那么用户购买的 ETC设备则不可避免受到影响。其次是缺乏对 ETC 系统的深入认识。不少高速公路管理公司引入 ETC 系统是为了减少成本，但形式意义大于实质意义。由于缺乏对 ETC 深入的研究，导致对 ETC 用户群的了解不够，而且在操作上、设备维护上都存在

8、问题，使得经济效益并不理想。此外，ETC系统使用的配套设施包括了专门的车道和技术设备，这些都需要从国外引进，成本比较高昂，无形中提高了引入门槛。加之逃费现象在我国高速公路管理中并不是少见现象，这也在一定程度上遏止了公司和用户使用 ETC 系统的决心。 （二）ETC 系统的优化改造研究 作为当前最先进的智能收费系统之一，ETC 不停车收费系统尽管存在着诸多问题，但依然不妨碍它在全国范围内的推广。一般来说，除了对系统本身的改进，对 ETC 智能系统的改造还可以从配套专门车道和车辆排队模型的研究上着手。 理论上来说，ETC 收费系统相对于人工收费的效率可以提高 5-10 倍，但是在实际中，如果收费车

9、道和人工车道的设置不合理，或者是车辆排队过程中随意转移，则有可能降低收费效率。在现实中，存在大量的 ETC收费系统设置下收费效率并无显著提高的例子。如果 ETC 收费车道的使用率不高，则因人工收费车道数的缩减，促使人工收费车道的延误大量增加，ETC 车道的闲置也造成了资源浪费。而如果 ETC 收费车道的使用率过高，而 ETC 收费车道的设置没有相应改变，会导致 ETC 收费车道的延误高于人工收费车道。所以，在引入 ETC 系统的同时，还需要对 ETC 技术进行深入研究，合理的处理好 ETC 系统车道和人工收费车道之间的关系，尽可能的提高收费效率2。 尽管扩大车道和增加车道数量可以提高收费站的效

10、率，但是在车道总数一定的情况下，就只有通过提高服务水平来提高效率。就目前来说，高速拥堵已经是不得不面对的问题，不停车收费也会成为今后收费站建设的主流，但考虑到拥堵高峰的存在，有必要使得人工收费车道和 ETC收费车道并存，以尽可能的减少成本，提高效益。这里面就需要考虑最佳车道的配置，既要保证在拥堵时期两类车道都能得到合理的使用，还要保证不会因为 ETC 车道使用率过低而影响效益。总之，只有设计良性的 ETC 车道和人工收费车道，合理的处理二者之间的关系，才能使资源得到最佳的配置，从而确保效益的最大化。 参考文献： 1宋丽晓.基于排队论的高速公路收费系统的数学模型及应用J.科技信息. 2008， （29）. 2王义详.电子不停车收费系统在我国的发展J.物流科技.2005(29).