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1.5 不停车收费通道
——电子收费系统

电子不停车收费系统ETC(electronic toll collection,ETC),是智能交通的重要研究课题与服务功能之一,是目前国际上最先进的收费系统,主要由ETC收费车道、收费站ETC管理中心、专业银行及传输网络等组成。驾驶人无须停车、收费站无须人为操作、过闸时无须现金交易,系统就能自动完成收费全过程。

1.5.1 电子收费的应用场合

近年来,随着我国经济的飞速发展,国民人均可支配收入不断提高,刺激了百姓的购车欲望,导致车辆的保有量大幅增多。每逢节假日,在高速公路和停车场的收费闸口,车辆排队交费的情况尤为严重。可以说,电子不停车收费的应用势在必行,它使高速公路和停车场的管理更有效率和更为规范。

20世纪80年代,西方发达国家的不停车收费技术获得重大突破。1988 年,美国Lincon隧道首次开通不停车收费系统。20世纪90年代初,ETC第一次被引入中国,历经20多年发展,虽然在技术、应用与产业方面屡遭波折和反复,但我国坚持自主创新,不断寻求出路与突破。

(1)高速公路ETC的应用。高速公路是ETC应用的主要场合。2022年底,我国高速公路通车里程已达17.7万千米,已排名世界第一。目前,我国高速公路采用的收费方式主要分3种:人工收费、半自动收费和不停车收费。其中,早期的人工收费已停止使用,半自动收费则是现阶段最主要的收费方式(如图1-17)。

图1-17 高速公路收费闸口

事实上,半自动收费只是使用一些机电设备代替部分人工操作,比如将人工审计核算转变为计算机数据管理,这已极大地减轻了收费管理者的劳动强度,那么当ETC得到广泛应用,高速公路收费管理又将是怎样一番景象呢?有业内人士预测,不停车收费将“彻底改变目前半自动收费的窘迫现状,为高速公路收费管理开创一个崭新的局面”。其效果真如所预测那般吗?下面我们—起来看看高速公路使用ETC的好处:

车道通过量大幅度提高。据估计,与停车收费相比,通行能力可以提高3~5倍,应付现有的节假日高峰车流绰绰有余。

管理效益明显提升。精简收费人员,实行计算机管理降低管理成本,同时,收费过程完全避免了舞弊和贪污现象。

节能环保。因无须停车,车辆加减速次数也变少,油耗随之降低,并且可以减少收费站附近的噪声污染和尾气排放,起到保护环境的作用。

营运安全系数提高。以江苏省为例,已经实现了全省高速公路统一联网,实施整个区域内的联合稽查。比如:非法逃避通行费的嫌疑车辆进入高速公路后10分钟内,可查找出车辆历史行驶记录,并根据行驶记录提醒出口收费站做好拦截准备。

(2)停车场ETC的应用。当ETC在高速公路、桥梁以及隧道获得了广泛应用,它开始向着城市智能交通的更深层次发展,逐渐走进我们日常生活(如图1-18)。大家可曾留意过身边的停车场?是否察觉到停车场的收费系统正悄然更新换代呢?

图1-18 ETC收费原理示意图

目前国外的停车场已基本进入智能化和无人收费阶段,而我国大部分停车场仍停留在人工收费阶段。以前在南京市的繁华路段,经常可以见到由于停车场入口的拥堵造成整条街道的拥堵。可喜的是,南京街头或居民区的停车场越来越多选择了ETC收费。

既然ETC优势如此明显,那么,大家对ETC车道工作原理又了解多少呢?结合图1-18我们可以看到,当系统监测到车辆进入ETC车道,安装在支架上的路侧无线装置与车载单元自动交换信息,ETC车道计算机根据车载单元中存储的信息识别出车辆信息,再根据车辆的行驶情况,从车主的银行账号或储值中扣除通行费。交易成功后,车道栏杆自动抬起放行车辆;车辆通过后栏杆再自动降下。整个过程无须人工干预,车辆可快速通过ETC收费车道。

延伸阅读
ETC的“领跑者”

2003年年初,江苏省交通厅就着手开展ETC研究。

2004年正式确立“两步走”(先电子非现金支付、后ETC)模式。

2005年6月1日开通电子非现金支付。

2008年年初,江苏电子不停车收费示范工程正式实施。同年5月,南京机场高速公路电子不停车收费系统的建成和投入使用,开启了开放式收费站电子不停车缴费的先河。当年12月31日,江苏省高速公路联网电子不停车收费系统开通运行,至此江苏与上海在全国率先实现跨省市联网运行。

截至2018年7月,江苏的ETC用户数量为655万,已开通的ETC车道有1092条,占全国ETC用户数和车道数的10%左右。

1.5.2 电子收费相关技术

如何才能使ETC高效、可靠地完成收费过程,达到最大的车辆通过率,并且让顾客舒心地接受服务呢?其中的关键技术大家知道多少?下面我们主要介绍ETC的3大相关技术。

(1)自动车辆识别技术(automatic vehicle identification,AVI)。自动车辆识别技术是指当车辆通过某—特定地点,不借助人工就能将该车辆的身份识别出来,它是ETC的基础。车辆身份则泛指车辆本身的代表符号以及其一切属性,但无论代表符号有多少,车辆至少拥有一个可供识别且唯一的标志。其中,车辆号牌是大家自然而然想到的车辆标志之一。理论上,只要读取每辆通过车的车辆号牌便足以达到车辆识别的目的。但这对人眼来说往往比较容易,要让机器自动识别有时却难以实现。目前常见的有基于视频图像的自动车辆识别技术和基于电子标签的自动车辆识别技术。

现代的自动车辆识别产品种类极多,皆具特色,但基本的系统构架却大同小异,由3个主要组件构成:

车载单元(On—Broad Unit),是车辆“身份证”,如电子标签,它附属在车辆上,可以是固定的,也可是活动的。作为识别车辆用的标志,其本身拥有可供识别的唯一信号。

路侧阅读单元(Road—Side Reader Unit),用以接收或识别车载单元发出或反射的信号,并把信号解释成有意义、可供阅读的文字或数字资料,以供进一步分析计算使用。当ETC用户驾车经过ETC车道时,电子标签被路侧标签读写器的天线辐射出的信号激活,进入工作状态后根据接收到的命令向天线回送相应数据。

数据处理单元,将解读单元解译出来的车辆资料同计算机数据库里的资料比对,验证身份并进行数据处理工作,包括通行费的计算,以及交易时间、地点和流水号等资料的登录等。

(2)自动车型分类技术(automatic vehicle classification,AVC)。自动车型分类技术是指利用硬件、处理程序确定车辆类型,由各种车道传感器测量车辆物理特征,再输出信息至处理器汇集,根据处理后的信息对车辆进行分类,并将确定的结果与相关系统记录比对,以确保按车型实施正确收费。

常见的车型类别获取途径有两种:一种是通过读取车载标识卡中存储的车辆号牌和车型类别代码获得车型信息。但由于卡内储存的车辆信息不能修改,一旦有用户将标识卡从原有车辆上拆卸下来,重新安装到其他类型的车辆上,那么光靠通信获取卡内信息已难辨其真伪。另一种是通过安装多种检测设备,如红外线探测器、光纤传感器等,检测车辆轴数、轮数或外部几何尺寸等特征参数,然后综合专用软件进行辨别。但这种检测方法设备投资偏高,维护管理费用也较多。

因此,目前采用的车型分类方法是双管齐下。不过,主次有别,以从电子标签中获取的车型信息为主,检测所得的结果作为验证,从而大大降低差错的可能。

(3)逃费抓拍系统(video enforcement system,VES)。2012年国庆黄金周期间,为提高通行速度,高速公路对7座及以下小型客车采取不发卡措施,直接抬杠放行,但在措施执行首日便出现少数非免费车辆混杂在免费车辆中直接冲卡逃费的现象。对于这般恶劣的行径,各省高速公路管理部门根据视频监控资料和车牌抓拍照片,将逃费车辆列入黑名单,以便秋后算账,此举显示出强大的威慑力。

如何才能有效遏制逃费车辆及冲卡行为的发生呢?轮到VES大显身手了。在ETC系统中,VES利用高清摄像头抓拍没有装备有效电子标签但使用了ETC车道的通过车辆号牌图像,与此同时由栏杆、收费员组成双保险,扼制冲卡逃费行为。如果有个别冲卡行为发生,VES将提供有力的现场证据,肇事者将难逃严厉的处罚。 hsX5PYRcnZZmgTg/mAutW9TjZeganHvOhJL6PMHOYOD4/4ZM7IZnAfVJLPCluDUs

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