关于高速公路ETC收费系统的研究与问题分析

关于高速公路 ETC收费系统的研究与问题分析

摘要：汽车工业的快速发展,交通量也越来越大,用户收费高速公路速度也有越来越高的要求,传统的人工费用的缺点有很多,充电速度,在交易的过程中人为错误,更难对付目前这么多流量,往往导致拥堵收费入口,甚至会导致糟糕的社会反应。所以，不停车收费系统(ETC)成为了我们新的发展方向，它通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与收费站ETC车道上的微波天线进行通信,利用计算机网络技术与后台数据库系统进行结算处理,这样，车辆无需在收费站停车就可以支付通行费。

关键词：高速公路收费站；ETC收费系统；实际应用；

随着高速公路车流量的增加，和当前高速收费口财务管理混乱的问题，为了提高通行效率，设置不停车电子收费系统，采用电子收费的方式，让安装有ETC车载器的车辆无需停车，自动识别并缴费。ETC系统的运用是智能交通系统的重要体现，不仅在一定程度上提高高速收费口的运行效率，也提高收费口的财务管理质量。

一、高速公路ETC收费系统存在的问题

跟传统的充电方式等相比，充电具有明显的优势。但在运行过程中，仍存在一些有待改进和解决的问题，主要表现在以下几个方面:

1.其他车辆误入ETC车道,导致拥堵。随着ETC收费系统的全国联网,ETC车道开通数量不断增加,使用ETC的车辆也明显增加,但其他一般车量误入ETC车道的现象也时有发生。误入ETC车道后,不仅自己走不了,后面的车辆也无法通行,特别是在节假日车辆较多时会导致严重拥堵。

2.存在近车干扰,造成通行费流失。ETC收费系统存在的近车干扰主要体现在以下三个方面:（1）如果前后两车距离太近,即使其中一辆车没有安装OBU,RSU只与安装了OBU的车辆发生交易,但由于线圈感应,两车仍然可以相继通过收费站点,造成了通行费的流失;（2）如果都安装了OBU的前后两车距离太近陆续经过ETC车道时,RSU与后车发生了交易,车道栏杆抬起,前面未交易的车驶离了车道,反而交易完成的后车被拦截,这样在出口处也会发生通行费的流失;（3）如果ETC车道与传统车道上的相邻车辆都安装了OBU,RSU与传统车道上的车辆发生了交易,但ETC车道栏杆抬起,ETC车道上的未交易车辆驶离收费站点,同样造成了通行费的流失。

3.自动栏杆附近存在通信盲区,ETC车道需要倒车的情况严重。目前的ETC车道布局中,天线位于栏杆前2 m左右,天线和OBU的方向特性使车辆在到达天线下方时已不能正常通信,因此栏杆前约有2 m以上为通信盲区,当车辆在通信区内没有完成交易而行驶到盲区时,就无法继续进行交易,需要车辆倒车后重新进行交易,从而影响车辆通行。

4.各类ETC收费系统之间存在兼容问题,制约其发展应用。随着ETC收费系统的应用越来越广泛,市场也日渐增大,但各高速公路管理公司引进的ETC系统存在不兼容性,这在ETC收费联网的情况下,势必会制约其进一步发展和应用。

二、高速公路ETC收费系统优势分析

1.提高通行能力和服务水平,减轻车辆拥堵。车辆在经过ETC车道时,可以不停车,全自动缴扣通行费,加快了收费速度,据测算,国外已开通的ETC收费系统每个车道通行能力为800辆／h~1 500辆／h甚至更高,其误差仅为10E-6,这样来看,一条ETC车道的通行能力相当于3条~5条传统车道的通行能力,通行效率大大提高,同时也提高了收费站的服务水平,减轻了车流量较大时的拥堵现象。

2.节约了人力成本,减少费额损失。与传统的人工收费系统不同,ETC收费系统以IC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,从而不需要人工参与收费,减少了收费站的人员配置数量,节约了人力成本,另外,由于ETC收费属于非现金交易,工作安全可靠,减少了费额损失。

3.节能环保。由于传统收费方式增加了收费时间,高速公路收费站常常出现排队长龙,尤其是高速公路主线收费站,当交量急增时,车辆将发生大面积的拥堵,车辆拥堵时就会出现频繁启停,以及长时间怠速,这些都会使燃油消耗和废气排放急剧增加。据统计,车辆启动时的油耗是正常行驶时油耗的3倍~6倍,怠速3 min的油耗可以让车辆行驶1 km,而ETC收费系统属于全自动,高效率的不停车收费模式,避免了车辆的频繁启停和怠速,从而使油耗大大降低,据有关部门测算,车辆缓慢经过传统收费车道时的油耗量是正常通过ETC车道时的16倍~20倍。开通ETC收费通道,可以实现节能环保。

4.方便长途旅行。长途旅行,不可避免要通过高速公路收费站,如果采用传统的缴费方式,要经历堵车、排队后才能完成缴费,有时花费十几分钟,有时甚至需要一个多小时,这给行车者造成了时间上的浪费和精神上的疲劳。采用ETC收费则可以避免这样的现象发生,使车辆能够快速通过收费站点,在给行车者节省时间的同时,也给其带来了精神上的愉悦感。

三、高速公路ETC收费系统问题的对策分析

1.我们将不能顺利通过的车辆分为了两大类，一类是由于用户原因造成的，即用户使用的是无效卡，包括：非联网卡、黑名单卡、黑名单标签、余额不足等情况，这些都是系统规定不允许通过的；再有就是用户进行非法操作，将电子标签擅自拆卸、CPU卡没有插好、无电子标签车辆误闯ETC车道，即：非法闯入，以及U型/J型/超时等非正常行驶等，不允许从ETC车道通过。这些都属于系统应该正常拦截的车辆。另一类就是由于我们的设备

和车道软件的错误，导致的本应能顺利通过的车辆反而被我们拦截下来。这一部分也是我们要重点分析与解决的，经过对现场未通过车辆的统计与排查，发现部分车辆的电子标签未被唤醒，在车道日志中显示未检测到电子标签而被作为非法车辆拦截下来，针对这一部分车辆，主要是由于车辆前挡风玻璃贴膜，阻断电子标签收发信号以及电子标签本身的故障。可以对已经安装车膜的车辆采取割膜处理，规范电子标签的安装，对有贴膜的车辆，要求司机必须切割微波窗口，可以安装在车辆前挡风后视镜正上方，对大型客车，要求安装位置至于驾驶台中间偏上的位置，不宜安装过高，否则通讯距离短，可能会造成通讯超时比较多，同时要保证阳光能完全照射到太阳能板，并对经常不能正常交易的电子标签进行检测，属于电子标签本身质量问题的予以更换，同时增大天线的发射功率，减少了由于电子标签未被唤醒而引起的错误拦截。

1. 还有一部分车辆未顺利通过是由于读写卡错误引起的，天线发出读写卡指令而

电子标签没有回传应答信息，用户通过ETC车道时的速度过快，电子标签没有及时作出反应或者是车内有干扰源，都会导致电子标签不能及时与天线通信，此外系统软件在处理流程中的错误也会导致读写卡的失败，为了解决这部分问题，我们加大宣传力度，要求通过ETC车道的车辆行驶速度不能超过20km/h，在ETC车道前增加减速带；仔细排查系统软件，优化软件处理流程，将软件的交易方式由一次交易改为多次交易，即：当第一次交易未成功时，天线与电子标签之间会继续发送交易信号。我们还优化容错机制，在扣款成功后，返回交易失败的情况下，在人工读取卡片信息时，可以读出交易站号与ETC读出的交易站号进行比对，如果一致则刷卡放行不会发生二次扣款。

3.ETC是推进社会经济发展和交通一体化的需要，也是高速公路收费系统发展的新趋势。过低的通行率不仅会给运营单位带来管理压力，还会被社会人民群众所诟病。只有保证了ETC车道的通行率，才能使ETC提高交通设施通行能力与高速公路服务水平和服务质量，降低行驶车辆的交通能耗和环境污染程度，满足日益快速增长的交通需求。因此，保证

ETC车道的通行率对ETC的发展，以及整个高速公路收费系统的发展都有着重要的意义。

总之，为了保证ETC的推广，我们就要采取各种措施保证ETC车道的通过率，只有这样才能实现真正意义上的快速、便捷的收费，从根本上解决人工收费所带来的收费站车辆拥堵问题，造福人民大众。

参考文献：

[1]张宁.分析高速公路ETC收费系统的研究与问题.2019.

[2]赵丹宏,探讨高速公路ETC收费系统的研究与问题分析.2019.