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1、电子不停车收费系统（ETC）工作原理综述智能交通系统（ITS）是目前世界交通运输领域前沿研究课题，也是我国交通科技发展重点方向，其核心是针对日益严重交 通需求和环境保护压力，采用信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术及网络技术等对传统交通运输系统进行深 入改造，以提高系统资源使用效率、系统安全性，减少资源消耗和环境污染。电子（不停车）收费系统（ETC： Electronic Toll Collection）是 ITS （Intelligent Transport System）领域中一 个重要方面。它涉及交通基础设施投资回收，又是缓解收费站交通堵塞“瓶颈”有效手段，减少了环境污染，各
2、国都把不停车 收费系统作为ITS领域最先投入应用系统来开发。我国交通部门已经把不停车收费系统开发和应用列为我国ITS领域首先启动 项目，并“十五”期间列入交通科技技术创新重点之一。1 ETC系统简介ETC系统是利用微波（或红外或射频）技术、电子技术、计算机技术、通信和网络技术、信息技术、传感技术、图象识 别技术等高新技术设备和软件（包括管理）所组成先进系统，以实现车辆无需停车既可自动收取道路通行费用。目前，大多数 ETC系统均采用微波技术，本文主要针对此类系统进行综述。不停车收费系统路边车道设备控制系统信号发射与接收装置（称为路边读写设备，简称RSE），识别车辆上设备（称为 车载器，简称0BU
3、）内特有编码，判别车型，计算通行费用，并自动从车辆用户专用帐户中扣除通行费。对使用iTC车道未安装 车载器或车载器无效车辆，则视作违章车辆，实施图象抓拍和识别，会同交警部门事后处理。与传统人工收费（Manual Toll Collection,简称MTC）方式不同，ETC带来好处有:无需收费广场，节省收费站占 面积；节省能源消耗，减少停车时废气排放和对城市环境污染；降低车辆部件损耗；减少收费人员，降低收费管理单位管理成 本；实现计算机管理，提高收费管理单位管理水平；对因缺乏收费广场而无条件实施停车收费场合，有实施收费可能；无需排 队停车，可节省出行人时间等；避免因停车收费而造成收费口堵塞，形成
4、新瓶颈等。ETC系统按收费站收费方式，可分为开放式和封闭式；按收费站车道配置，可分为ETC专用车道、MTC车道和ETC/MTC 混合车道三类。鉴于我国道路实际情况，较长一段时间内，ETC和MTC将共存。示意图：ETC专用车道（左）和ETC/MTC混合车道（右）资料来源：上海科技情报所相关资料整理编制2 ETC系统关键技术及标准制定不停车收费车道控制系统包括以下三大关键子系统：车辆自动识别技术（AVI）:主要由车载设备（0BU）和路边设备（RSE）组成，两者短程通信DSRC完成路边设备对车载设 备信息一次读写，即完成收（付）费交易所必须信息交换手续。目前用于ETC短程通信主微波和红外两种方式，技
5、术发展历史原 因，微波方式ETC已成为各国DSRC主流。自动车型分类技术（AVC）： ETC车道安装车型传感器测定和判断车辆车型，车型实施收费。也有简单方式，即读取车 载器中车型信息。违章车辆抓拍技术（VEC）:主要由数码照相机、图象传输设备、车辆牌照自动识别系统等组成。对不安装车载设备0BU 车辆用数码相机实施抓拍措施，并传输到收费中心，车牌自动识别系统识别违章车辆车主，实施通行费补收手续。国际标准化组织于1992年设立了 TC204技术委员会，从事ITS标准制定。TC204技术委员会下设16个工作组，其中第5工作组（WG5）负责收费技术标准制定，第15工作组（WG15）负责DSRC标准制定
6、。国际电信组织无线电总会（ITU-Radio）第 8研究组（SG8）负责无线电频率资源分配,其下设工作组WP8A已1999年2月19日举行日内瓦会议上了提案，同意了日本5.8GHz 全双工主动式、欧洲CEN5.8GHZ和意大利5.8GHz （全）双工被动式三种DSRC标准，接着1999年11月底ITU-R/SG8日内瓦会议 上又进行表决并上述三种DSRC标准。2000年，5.8GHz微波频率已正式成为被ITU确认用于ETC国际标准。历史原因和各国国 情不同，目前国际上形成了以欧洲、北美为代表5.8 GHz被动式和以日本为代表5.8 GHz主动式两种DSRC通信标准；我国于 2002年公布了使用
7、5.8GHz频段频率事宜通知（信部无2002277号），也正向5.8GHz微波统一。3 ETC 系统及其应用对比分析目前AVI使用微波DSRC通信规约主要存主动式和被动式两种工作方式，其技术性能比较如表 1：咛攏工主聃曲阳机 C AeL1vb 3LGH4zIM bpn-jjlhii _rrtsjKosKc(PlLaBlVl-】CHHz血 gfilboL,G. Eilbp:瓦耳厅却斛电爼底化奏敕的暁复电* Hp 11 traw前IDs约Te可问丹遵讣军悟敦鼻丹言恆州1台46kbitETC.噸童那 B.网钿icsr *xIT哑聖一E3本卒较托祚13表 1 DSRC 主动式和被动式技术性能比较资料来
8、源：上海科技情报所相关资料整理编制就ETC系统应用来看，国内主要以上海和广东为代表，国际上以日本、欧美为代表，具体举例比较如表 2：! i?F：0.36 戏片信觊用It已克闸申用退昱暂術？时闵上特 地子牧便慕厂駆 我子收嶺杀FS車SKa SChs5. SGhs5. SGhs5. SGhw主、粮切喪主型应上前就片 -.彼呀.艰破动售片武匚卡专矮界面 蛮阳卡収前SiCPU#IZi.etif .速.哩D-1勵益里F即.:冏卜1前止里r小时表 2 ETC 系统应用比较资料来源：上海科技情报所相关资料整理编制从系统应用来看，尽管单片式 ETC 系统技术先进、产品成熟，但与国内现有收费系统是完全隔离。也就
9、是说，要使用 ETC 系统，必须进行收费站大规模改造，投资巨大、建设周期长、风险大。这是经济并不十分发达我国，尤其是中西部区建设 ETC 系统最大障碍。，国外现有 ETC 技术方案及运营模式并不适合国内区域联网收费客观形势要求。采用高安全性预付卡方式开 展公路收费电子（非现金）支付业务是必然发展趋势，将IC卡技术和ETC技术进行有机兼容，发挥二者互补作用可能是一个最佳 选择。4 相关企业简介 国内企业：包括广州市埃特斯通讯设备有限公司、广东路路通有限公司、深圳市武大数字交通技术有限公司、上海城 建（集团）公司、北京速通电子科技有限公司、北京紫光捷通科技有限公司、北京握奇数据系统有限公司、瑞典康
10、比特（中国） 交通系统有限公司、四川新源现代智能科技有限公司等。其中，广州市埃特斯通讯设备有限公司研制了两片式电子标签加双界 面CPU卡电子不停车收费装置，已广泛应用于广东省不停车收费系统；深圳市武大数字交通技术有限公司重点开发以3S （GPS、 GIS、RS）和通信技术为核心、以全国理数据为基础平台LBS软件产品和LBS应用项目，包括GPS不停车收费系统等；上海城建（集团）公司设计不停车收费系统虹桥机场收费口已经获成功应用；北京速通电子科技有限公司主要从事智能交通设备软件技 术开发、应用及生产和智能交通系统运营管理等，承担了北京市高速公路电子收费“一卡通”不停车收费运营、管理、服务。美国企业
11、：包括TransCore公司、AMTECH公司、TI公司、MFS公司等。其中，TransCore公司收费领域历史可追溯到 上世纪30年代，其客户美国占60%以上，是AVI技术设计、集成和维护供应商领导者。日本企业：包括TOYOTA汽车公司、MATSUSHITA电气公司、NISSAN公司、MITSUBISHI电气公司等。其中，TOYOTA是ETC 读卡机主要制造厂商。欧洲企业：包括挪威科瑞（Q-Free ASA）公司、奥利卡普施（KAPSCH TrafficCom AB）公司（原瑞典康比特（ Combitech AS ） 公 司 ）、 Kapsch 、 GEA 、 CS Route 、 Autostrade 、 FELA 、 Ascom Monetel 、 Efkon 、Daimler Chrysler Services Mobility Management、Vodafone Pilot Entwicklung 等。其中，Q-Free ASA 是世界领先 提供智能交通系统与收费系统全面解决方案供应商，其系统主要部件包括符合CEN标准电子标签、路边通讯系统、视频识别系 统、自动车型分类系统和收集和处理信息中央管理系统。
