探索高速公路联网不停车收费系统车道类型比选和车道控制逻辑的研究

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1、长安大学硕士学位论文高速公路联网不停车收费系统车道类型比选和车道控制逻辑的研究姓名：赵建周申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：巨永锋20100527长安大学硕士学位论文第一章绪论1．1课题研究背景从二十世纪60年代起，世界经济进入高速增长期，人民生活水平不断提高。汽车数量急剧增加，导致现有道路己远不能满足经济增长的需要，交通状况日益恶化，道路越来越拥堵。同时随着现代交通事业的不断发展，国家在一些靠贷款修建的桥梁和公路上设置了收费站，随着这些收费站的不断增多，目前大多数收费站所采用的人工收费方式已经不能满足公

2、路现代化管理的需要。因此，美国、日本和西欧等发达国家相继投入大量资金和人力，进行大规模的智能交通系统研究。即将先进的计算机技术、信息技术、通信技术、控制技术和人工智能等有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造等，把车辆、道路、使用者紧密结合起来，形成一种实时、准确、高效的综合运输系统。智能交通系统(ITS)是21世纪现代交通运输体系的发展方向，同时也是国家“十五"重点攻关项目，又是科技部创新基金重点支持项目，本文介绍ITS中较成熟的部分一高速公路电子不停车收费系统(ETC．ElectronicTollCollectio

3、n)。国外发达国家已经研制出各种不停车收费系统，国内也开始研制出适合我国国情的自动收费系统【1lP]131。电子不停车收费系统是国际上正在努力开发并推广的一种用于大桥、公路和隧道的电子自动收费系统。在这种收费系统中，车辆需安装一个带编号的电子标签，收费站需安装可读写电子标签的天线系统和相应的计算机管理系统。车辆通过收费口时，司机不必停车交费，而允许以较高的速度通过，车载电子标签自动与安装在路侧或门架上的天线系统进行信息交换，然后自动从道路使用者的银行帐户中扣除通行费。如果自动收费过程失败，车辆将被拦截，同时其汽车牌照将被高

4、速抓拍，便于进行事后处理。长三角高速公路电子不停车收费系统于2008年12月31日率先在上海与江苏开通。本次上海开通试运行的高速公路电子不停车收费系统为一期工程，共安装了80条ETC车道，分布全市634公里高速公路网的30个收费站，覆盖率达到以30％上，主要以省市间射线高速公路为主。江苏省一期工程共安装了23条ETC专用车道，分布在14个高速公路收费站，其中包括苏沪交界的3条高速公路主线收费站【4J。根据试运行期间的运营情况，客户数和交易量与日俱增，车道收费系统经过磨合和修正运行。在系统运营中遇到不少系统设计时考虑不周的问

5、题。本论文以江苏省高速公路联网电子不停车收费系统为依据，结合其在苏嘉杭高速公路试运行期间所存在的问题为背景，并结合实习期间的测试数据和测试用例，对车道类型选择技术和ETC混合收第一章绪论费模式中车道控制逻辑等问题提出了解决方案。1．2论文研究的意义电子不停车收费系统是一个庞大的、利益交织、设计多行业实体的系统，其成功与否不仅取决于系统所采用的技术，更是取决于系统的运营管理架构、客户服务体系、结算服务体系。运营管理架构负责为电子收费用户提供电子收费现场服务，对于装载有电子标签的电子不停车用户以免停车方式通过，对于持有非现金支

6、付卡的用户完成非现金交费服务；客户服务体系完成电子标签，非现金支付卡的初始化，申请购买，发行、销售、使用、充值、挂失、解挂、注销等相关服务工作；结算服务体系完成电子收费系统的交易收费数据的收集、确认、验证、整合、拆分、结算、划拨等相关服务【51。在交通繁忙的高速公路收费站或桥隧开放式收费站环境下采用实施不停车收费(ETC．ElectronicTollCollection)，这样可以大幅度提高道路通行力，收费过程自动化，减少人工干预，避免月票制度和人工收费的众多缺点，简化收费站人员管理，降低运营商的管理成本；同时允许车辆不停

7、车高速通过，可以减少废气排放，改善环境，节约能源，还可以降低噪声水平；由于车辆拥堵问题得到解决，车辆可以高速通过，业主就可以减少收费站收费车道数量，节约了土建费用【6】【71。1．3国内外发展和研究现状分析1．3．1国外发展和研究现状分析收费公路在世界上已经有相当长的历史了，早在几世纪之前，欧洲一些国家就有收费桥梁和收费渡口。到十九世纪初，英国就有3500公里收费公路，日本在1956年就开始收费公路的建设，到1984年收费道路项目占日本全部道路预算的44％。奥地利全国的汽车路网和调整公路加起来大约长达2000公里，全部都是

8、由国家道路主管机构ASFINAG来营运管理，该机构由奥地利联邦共和国全资所有，ASFINAG的职责包括规划、融资、建设和高速公路网的维护，资金来源于道路通行费和预交通行费的收取。奥地利全自动电子收费系统的特点是龙门架置于公路车到的上方，通过安装在龙门架上的微波天线与安装在通行卡车的挡风玻璃上的电子标签进