物联网环境下etc自动收费系统的应用研究

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1、物联网环境下ETC自动收费系统的应用研究李逦辽宁行政学院　辽宁沈阳110161【文章】经济的迅速发展，车辆的增多，带来交通方面的各种问题。本文从我国现阶段路桥收费情况入手，主要对物联X环境下的ETC自动收费系统进行了分析与研究。【关键词】物联X；ETC；自动收费系统0引言随着经济发展和生活水平的提高，交通流量持续增长所致的交通堵塞、事故频发和环境污染等负面效应日趋严重。作为现代交通重要组成部分的公路，时常是人们选择出行的方式。对于通过高速公路、桥梁、隧道等区域的收费方式，除了原始的完全人工收费方式外，还有另外两种收费方式：人工半自动收费（MTC）和全自动收费（ETC）。基中

2、作为目前主要发展方向的ETC，已经成为世界各国优先研究、发展和应用的热点，已经在欧洲、北美、南美、亚洲的许多国家和地区得以成功应用。美国1986年在连接新泽西和纽约的林肯大道、1989年在达拉斯北部高速公路、1995年在日通行量达25万辆的91号州级公路上，均采用ETC收费；亚洲新加坡1994年就完成ETC实验工程，使收费过程完全自动化；马来西亚和中国台湾也在高速公路和隧道实行了ETC收费。1我国现阶段路桥收费状况我国高速公路收费站90%以上采用的是人工收费方式，人工收费方式存在很多弊端：收费设施落后，收费站口易出现拥护状况；收费方式、标准不统一；财务管理混乱，票款流失严重

3、；收费时间长且效率低，导致收费站因车辆排队交费而成为车辆快速通行的瓶颈之一。同时，由于停车缴费造成的车辆频繁制动引起的机械磨损、油耗、噪声和大量尾气等问题，使得开发和研究自动收费系统成为我国公路交通迫切需要。随着互联X发展与物联X技术的应用，我国的部分高速公路已由完全人工收费发展为半人工半自动收费、全自动收费以及与世界发展方向吻合的组合式收费（MTC+ETC）。虽然大部分公路收费仍采用“入口领卡，出口交卡付费”的MTC方式，但从1995年广东佛山投入使用中国大陆首套ETC系统后，已有大批ETC系统开始投入使用。据估计，到2020年中国大陆高速公路总里程数将达到35000KM

4、，作为高速公路建设投资金回收主要途径的路桥收费，将发挥更重要的作用。2ETCETC（ElectricTollCollection）全自动收费，也称为不停车收费。该方式全部收费过程无须人工参与，可由电子化全自动完成，是智能交通的发展方向。目前是世界各国交通部门优先研究、发展和应用的技术之一。ETC系统是一种利用专用短程微波通信技术，通过路侧单元（RSU）与车载单元（OBU）的信息交换，自动识别车辆，采用电子支付方式，自动完成车辆通行费扣除的全自动公路收费方式。当车辆通过ETC收费站时，地感线圈检测到车辆进入车道，触发安装在ETC天线架的射频读写器，射频读写器开始与安装在汽车挡

5、风玻璃上的车载系统进行双向通信和信息交换，将数据传送给ETC收费站电脑，ETC收费站电脑根据不同情况来控制管理系统产生不同的运作，如从该车的预付款账户中扣除此次应交的费用，并送出指令使其他辅助设施工作，交易成功后，挡车器自动升起，放行车辆，车辆通过后，挡车器自动放下。整个收费过程无须人工干预，用户可不停车地快速通过ETC收费站。通过不停车电子收费的技术手段，可以提高公路的通行能力、车辆运行率，同时降低油耗和车辆损耗，减少尾气排放，起到节约能源和保护环境的作用。3ETC自动收费系统的应用研究ETC自动收费系统按功能应设置以下几个模块：车道控制系统、运营管理系统、收费站管理系统

6、等。3.1车道控制系统包括控制子系统、自动判断型子系统、数据采集子系统、车辆检测子系统、闭路电视子系统和信号控制子系统。各子系统功能如下：①控制子系统：主要由车道栏杆控制机、收费员计算机终端组成，它是整个自动收费系统的核心，负责控制自动收费车道所有设备的运行、收费业务操作的管理，以及与收费站计算机的通信和数据交换。②自动判断型子系统：主要由光栅、高度检测器和轴数检测器等组成，通过采集车辆的调度和轴数等参数，经过综合分析来比较车型。③数据采集子系统主要由射频自动识别读写器（即路侧设备，RSU）和射频电子标签（即车载单元，OBU）构成。射频电子标签可安装在汽车挡风玻璃内侧的上方

7、，在电子标签内写有标签编号、车号、车主、车型、应缴费金额、剩余金额和有效期等信息。射频自动识别读写器被安装在收费岛的前端，通过由磁波从射频电子标签上读取有关信息，并同步传送给国道控制主机。④车辆检测子系统可由三组环形线圈组成。第一组可安装在收费岛的入口，用于激活天线读取电子标签信息；第二组可安装在收费岛的中间出口处，用于控制通行信号灯和偏叉信号灯的状态；第三组可安装在收费岛的出口端，用于统计车量，并控制自动栏杆、通行信号灯和偏叉信号灯的工作状态。⑤闭路电视子系统可由车道摄像机和收费站监视器等组成。车道摄像机安装在收