电子不停车收费系统(ETC)工作原理综述

电子不停车收费系统(ETC)工作原理综述

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：ElectronicTollCollection）是ITS（IntelligentTransportSystem）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。1ETC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OBU）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ETC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（ManualTollCollection，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

2ETC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(OBU)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OBU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。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。201*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5.8GHz被动式和以日本为代表5.8GHz主动式两种DSRC通信标准；我国于201*年公布了《使用5.8GHz频段频率事宜通知》（信部无[201*]277号），也正向5.8GHz微波统一。3ETC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：

表1DSRC主动式和被动式技术性能比较资料来源：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：

表2ETC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：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-FreeASA）公司、奥利卡普施（KAPSCHTrafficComAB）公司（原瑞典康比特（CombitechAS）公司）、Kapsch、GEA、CSRoute、Autostrade、FELA、AscomMonetel、Efkon、DaimlerChryslerServicesMobilityManagement、VodafonePilotEntwicklung等。其中，Q-FreeASA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。

扩展阅读：ETC电子不停车收费系统

浅谈ETC电子不停车收费系统

摘要：不停车收费系统（etc）是智能交通（its）的重要组成部分。本文首先引入etc的含义，然后论述该系统的构成及工作流程，最后进行优势劣势分析，并得出etc技术是未来发展趋势的结论。

关键词：电子不停车收费系统；智能交通；收费口；人工收费1引言

随着科学技术的发展，信息技术越来越广泛地被应用到交通领域。学科的相互交叉，促进了交通技术的发展。智能交通（intelligenttransportsystem，简称its）概念提出后，各种新型交通设施应运而生，大大提高交通管理效率。

电子不停车收费系统（electronictollcollection，简称etc）是its的重要组成部分，在国际上已得到一定发展。近年来，etc受到我国重视，很多省市在进行etc收费方式改造，部分地区已实现高速公路网上etc系统的初步联通。2电子不停车收费系统的含义

电子不停车收费系统（electronictollcollection，简称etc）是一种新型收费技术，它利用当代先进的自动车辆识别技术、短程通信技术、自动车辆分类技术和视频稽查系统等技术手段，实现不停车自动收取道路通行费。车辆达到收费口时只需保持原有速度或减速，仅需3-5秒就能通过收费道口，大大提高了收费口的通过能力。对于减少收费口拥挤、提高车辆通行速度有良好效果。

3etc系统构成

etc系统主要包括etc收费车道子系统、收费站子系统和etc管理中心三部分[1]。3.1etc收费车道子系统

etc收费车道子系统由车辆自动识别技术（avi）、自动车型分类技术（avc）和违章车辆抓拍技术（ves）三个子系统组成。avi是etc系统的核心，验证车辆身份并实施有关计算和控制操作；avc的主要功能是把车辆分成特定的类型，作为计费依据；ves借助高速摄像机，对通过etc收费口的车辆进行监控，防止非etc车辆不交费“闯关”。3.2收费站子系统

收费站子系统是整个etc系统的基础，有着重要地位。它为整个系统提供数据，是实现系统各种功能的载体。要求具有稳定、可靠、连续运行、控制准确、响应速度快等特点。3.3etc管理中心

作为etc系统的最高管理层，etc管理中心既要处理收费信息和交换数据，又要行使必要的管理职能。它由专营公司、收费结算中心和顾客服务中心三部分组成。4etc系统工作流程

为了使用etc系统，车主须事先到客户服务中心购置车载电子标签并交纳储值。发行系统会在电子标签中存入车辆识别码和密码，并将该车辆的全部有关信息(识别码、车牌号、颜色、车型、电话、

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