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【摘 要】 本文通过对目前高速公路不停车收费系统研究，分析ETC系统的工作原理，技术方法。对其中存在的非ETC车辆误入ETC车道、ETC车辆速度过快、相邻车道干扰等问题进行分析，对以上问题提出针对性优化措施，在实际测试过程中得到良好效果，对解决目前ETC技术问题具有现实和指导意义。
【关键词】 高速公路；ETC；现状；对策
概述：
建设高速公路的目的就是为了实现车辆的高速通行，但随着我国经济社会的迅速发展及人们生活水平的大幅度提高，汽车数量猛增同时也给高速公路带来了巨大的压力，ETC不停车收费系统的建立与实施很好的缓解了这一状况，它大幅度的提高了高速公路的汽车通行量，并有效的降低了高速公路的收费管理成本，实现了对高速公路收费的电子化和自动化。本文分析了ETC不停车收费系统的概念、收费方式、工作原理及当前高速公路ETC收费系统存在的主要问题，从而有针对性的对其实施优化和改造，从而更有利于高速公路的发展，更好的服务于国家和人民。
一、ETC不停车收费系统的概述
1.ETC（Electronic Toll Collection system）称为不停车收费系统，即在高速公路收费路口对过往车辆实施的收费全过程都实现了自动化，通过该系统收费过往车辆耗时不足两秒钟，而在高速公路的普通收费路口需要耗时1～2分钟，因此使用ETC不停车收费系统可以在很大程度上缓解了交通拥挤的状况，也能够达到提高车辆通行速度的目的。
2.ETC不停車收费系统的主要组成
当前ETC收费系统是由3部分组成的，自动车辆识别系统（Automated vehicle identification，AVI）、自动车辆分型系统（Automatic Vehicle Classification，AVC）和违规抓拍系统（violation enforcement system，VEC）。
（1）自动车辆识别系统（AVI）
对车辆自动识别技术是实现ETC不停车收费系统的关键，通过该技术，车辆在通过收费站的某个点时，计算机系统就能够迅速识别该车辆并对其身份信息进行确认，整个过程不需要人为操作。在自动车辆识别系统中所使用的技术主要有：
A.射频和微波自动车辆识别系统：该系统实现的数据代码的识别和传送是通过利用微波通讯技术实施的，但是目前该技术在实施的过程中发现并不成熟，还存在很多问题，因此，该技术在高速公路上使用的并不普遍。
B.光学和红外自动车辆识别系统是当前高速公路收费站所使用的主要技术，它主要是通过一个类似于条形码的识别标签，该标签被安装在车辆外面，当车辆通过收费站时，计算机系统通过对一系列线条宽度或颜色变化来完成对车辆身份信息的识别。
（2）自动车型分类系统（AVC）
自动车型分类系统的主要功能是：在已制定的车辆分型标准为基础，对过往收费站的各种车辆进行信息采集，根据采集的信息对车辆实现自动分型。
（3）违规抓拍系统（VEC）
由于高速公路的车流量较大，同时车辆驾驶人员的素质高低不同，不可避免的会出现一些逃费违规的现象，给高速公路的管理和经济效益都带来了一定的损失，为了有效避免这些现象的发生违规抓拍系统就应运而生。它的主要组成部分包括图像传输设备、摄像机及车辆牌照自动识别系统等。一旦发现有逃费和强行闯关的车辆，在高速公路收费站设置的摄像机就能对违规车辆实施抓拍，并将违规车辆的详细信息存储记录，进行事后责任追究。
3.ETC不停车收费系统的工作流程
（1）车主到代理机构或客户服务中心为自己的车辆购置电子标签，并在收费处交纳一定金额的储值。电子标签中包含了车辆的识别码、车牌号、车型、车主姓名、电话及车辆颜色等全部信息。
（2）在车主与高速公路收费管理处完成了相互认证和识别过程后，车辆的详细全部信息就会传送到收费系统。
（3）车辆主人将购买的车辆标识卡贴在汽车内部的前车窗玻璃上即可。
（4）当车辆在经过高速公路收费路口时，ETC收费车道入口的天线发射区的电子标签会受微波刺激而转入工作状态，天线在接受到车辆的全部信息后，以微波的形式将车辆的数据信息写入电子标签内，并自动处理相关交易。车道的控制器也会将车辆的原始数据形成数据文件，将收费站管理子系统的相关信息转入收费站服务器进行存储记录。
二、ETC系统的研究现状及发展前景
在美国，ETC不停车收费系统已经被广泛应用，并成为美国回收公路投资和养护费用的主要手段，当前最著名的联网运行电子不停车收费系统是E-Zpass系统。自E-Zpass系统开始实施以来，ETC交易量大幅度上涨，23条专用ETC车道能够完成月平均交易量的43%，在高峰阶段能够承担月交易量的60%左右。在我国，自1999年四川、山东首次提出ETC收费以来，广东、上海、北京等地也进行了高速公路“电子不停车收费”的试点工程，并获得了快速发展。2011年5月甘肃省改造成功的ETC不停车收费系统实现了装有ETC电子标签的车辆在通过ETC专用通道时车辆的通行时速可以达到5～30km/h，使整个收费路口的车辆通行能力较原来提高了3～5倍，在车辆高峰期时可以提高约10倍左右。
三、不停车收费存在的问题及优化设计
目前，在高速公路不停车收费系统还存在一定的问题与不合理的地方，随着研发调试的不断进行，积累了一定的经验，通过现场的分析与调查，主要包含了以下几个部分。
1.非ETC车辆误入ETC车道
一旦缺少电子标签的车辆进入到了ETC车道，或是车辆自动识别系统与车载电子标签出现不正确情况，就无法完成交易。在遇到这样的情况时，车辆就应该进入到人工收费的车道中，但如果后方有车，则很容易造成进退两难的局面。在对现场加以观察之后，可以将ETC收费道适当加长，栏杆与MTC收费道头保持齐平，ETC的收费通道要长于MTC收费道，而ETC车道自动栏杆的水平位置也应该同MTC收费通道顶端保持相互的齐平。通过这样的方式就可以确保存在上述问题的车辆能够顺利进入到人工收费车道，也有利于ETC通道的畅通无阻。 2.ETC车辆速度过快
如果通过ETC车道车辆的速度过快，后台管理系统与车载电子标签之间的数据就无法完全的进行交换，这样也很容易导致交易的失败。因此，在通过ETC车道的时候，必须限制车辆通行的速度，在反复的测试之后，将车辆允许通行的最高速度计算出来，具体可以通过以下的公式来加以明确：其中，S表示的是车道自动栏杆与触发线圈之间的实际距离；t1表示的是车辆刚刚进入到线圈，然后到系统检测到车辆时的响应时间；t2表示的是一次正常的交易完成所需要花费的时间；t3表示的是系统在抬杆指令發出之后到完全将栏杆抬起所需要花费的时间。
3.相邻车道干扰
微波通信中出现的相互干扰，主要是从ETC车道向邻近的车道经过的车辆与ETC车道系统微波天线之间出现了错误的通信，或者是同后面的车辆之间做出了错误的通信，甚至是交易发送出现了错误。这主要是因为微波通信本身属于发散性的。在现场测试之后，将相互之间的干扰排除的方式有两个类型：第一，现场调试天线具体的安装位置以及相对的角度，考虑到收费站台之间存在的不同，采取相应的改善措施；第二，对微波通信的实际功率进行调节。另外，还可以利用天线被动触发启动的方式，一旦检测到ETC车道有车辆的进入，才将微波通信启动，这样也可以避免相互之间的干扰出现。
四、结语
本文通过对高速公路不停车收费（ETC）系统的应用现状以及改善对策进行了具体的分析。虽然本技术还属于河南省的一项试点工程，技术应用还不够完善，但是根据后期试点阶段所取得的实验结果，及时地将ETC系统存在的设计缺陷加以完善，并且得到了进一步地推广应用，为今后ETC系统的普及、推广等都起到了指导性作用。
参考文献：
[1]王芳，张伟.国内ETC的发展述评[J].湖北第二师范学院学报，2010（08）：55-56.
[2]李旭亮.不停车收费系统相关技术研究[D].兰州理工大学，2011年.
[3]赵婧.高速公路不停车收费系统综合评价体系[D].山东大学，2011年.
[4]高文宝，张北海，高清柳.ETC应用的效益分析及推广措施[J].中国交通信息产业，2009（5）.
[5]王震宇.ETC系统标准化和技术选择[D].西安公路交通大学交通信息工程及控制系，1999.
【关键词】 高速公路；ETC；现状；对策
概述：
建设高速公路的目的就是为了实现车辆的高速通行，但随着我国经济社会的迅速发展及人们生活水平的大幅度提高，汽车数量猛增同时也给高速公路带来了巨大的压力，ETC不停车收费系统的建立与实施很好的缓解了这一状况，它大幅度的提高了高速公路的汽车通行量，并有效的降低了高速公路的收费管理成本，实现了对高速公路收费的电子化和自动化。本文分析了ETC不停车收费系统的概念、收费方式、工作原理及当前高速公路ETC收费系统存在的主要问题，从而有针对性的对其实施优化和改造，从而更有利于高速公路的发展，更好的服务于国家和人民。
一、ETC不停车收费系统的概述
1.ETC（Electronic Toll Collection system）称为不停车收费系统，即在高速公路收费路口对过往车辆实施的收费全过程都实现了自动化，通过该系统收费过往车辆耗时不足两秒钟，而在高速公路的普通收费路口需要耗时1～2分钟，因此使用ETC不停车收费系统可以在很大程度上缓解了交通拥挤的状况，也能够达到提高车辆通行速度的目的。
2.ETC不停車收费系统的主要组成
当前ETC收费系统是由3部分组成的，自动车辆识别系统（Automated vehicle identification，AVI）、自动车辆分型系统（Automatic Vehicle Classification，AVC）和违规抓拍系统（violation enforcement system，VEC）。
（1）自动车辆识别系统（AVI）
对车辆自动识别技术是实现ETC不停车收费系统的关键，通过该技术，车辆在通过收费站的某个点时，计算机系统就能够迅速识别该车辆并对其身份信息进行确认，整个过程不需要人为操作。在自动车辆识别系统中所使用的技术主要有：
A.射频和微波自动车辆识别系统：该系统实现的数据代码的识别和传送是通过利用微波通讯技术实施的，但是目前该技术在实施的过程中发现并不成熟，还存在很多问题，因此，该技术在高速公路上使用的并不普遍。
B.光学和红外自动车辆识别系统是当前高速公路收费站所使用的主要技术，它主要是通过一个类似于条形码的识别标签，该标签被安装在车辆外面，当车辆通过收费站时，计算机系统通过对一系列线条宽度或颜色变化来完成对车辆身份信息的识别。
（2）自动车型分类系统（AVC）
自动车型分类系统的主要功能是：在已制定的车辆分型标准为基础，对过往收费站的各种车辆进行信息采集，根据采集的信息对车辆实现自动分型。
（3）违规抓拍系统（VEC）
由于高速公路的车流量较大，同时车辆驾驶人员的素质高低不同，不可避免的会出现一些逃费违规的现象，给高速公路的管理和经济效益都带来了一定的损失，为了有效避免这些现象的发生违规抓拍系统就应运而生。它的主要组成部分包括图像传输设备、摄像机及车辆牌照自动识别系统等。一旦发现有逃费和强行闯关的车辆，在高速公路收费站设置的摄像机就能对违规车辆实施抓拍，并将违规车辆的详细信息存储记录，进行事后责任追究。
3.ETC不停车收费系统的工作流程
（1）车主到代理机构或客户服务中心为自己的车辆购置电子标签，并在收费处交纳一定金额的储值。电子标签中包含了车辆的识别码、车牌号、车型、车主姓名、电话及车辆颜色等全部信息。
（2）在车主与高速公路收费管理处完成了相互认证和识别过程后，车辆的详细全部信息就会传送到收费系统。
（3）车辆主人将购买的车辆标识卡贴在汽车内部的前车窗玻璃上即可。
（4）当车辆在经过高速公路收费路口时，ETC收费车道入口的天线发射区的电子标签会受微波刺激而转入工作状态，天线在接受到车辆的全部信息后，以微波的形式将车辆的数据信息写入电子标签内，并自动处理相关交易。车道的控制器也会将车辆的原始数据形成数据文件，将收费站管理子系统的相关信息转入收费站服务器进行存储记录。
二、ETC系统的研究现状及发展前景
在美国，ETC不停车收费系统已经被广泛应用，并成为美国回收公路投资和养护费用的主要手段，当前最著名的联网运行电子不停车收费系统是E-Zpass系统。自E-Zpass系统开始实施以来，ETC交易量大幅度上涨，23条专用ETC车道能够完成月平均交易量的43%，在高峰阶段能够承担月交易量的60%左右。在我国，自1999年四川、山东首次提出ETC收费以来，广东、上海、北京等地也进行了高速公路“电子不停车收费”的试点工程，并获得了快速发展。2011年5月甘肃省改造成功的ETC不停车收费系统实现了装有ETC电子标签的车辆在通过ETC专用通道时车辆的通行时速可以达到5～30km/h，使整个收费路口的车辆通行能力较原来提高了3～5倍，在车辆高峰期时可以提高约10倍左右。
三、不停车收费存在的问题及优化设计
目前，在高速公路不停车收费系统还存在一定的问题与不合理的地方，随着研发调试的不断进行，积累了一定的经验，通过现场的分析与调查，主要包含了以下几个部分。
1.非ETC车辆误入ETC车道
一旦缺少电子标签的车辆进入到了ETC车道，或是车辆自动识别系统与车载电子标签出现不正确情况，就无法完成交易。在遇到这样的情况时，车辆就应该进入到人工收费的车道中，但如果后方有车，则很容易造成进退两难的局面。在对现场加以观察之后，可以将ETC收费道适当加长，栏杆与MTC收费道头保持齐平，ETC的收费通道要长于MTC收费道，而ETC车道自动栏杆的水平位置也应该同MTC收费通道顶端保持相互的齐平。通过这样的方式就可以确保存在上述问题的车辆能够顺利进入到人工收费车道，也有利于ETC通道的畅通无阻。 2.ETC车辆速度过快
如果通过ETC车道车辆的速度过快，后台管理系统与车载电子标签之间的数据就无法完全的进行交换，这样也很容易导致交易的失败。因此，在通过ETC车道的时候，必须限制车辆通行的速度，在反复的测试之后，将车辆允许通行的最高速度计算出来，具体可以通过以下的公式来加以明确：其中，S表示的是车道自动栏杆与触发线圈之间的实际距离；t1表示的是车辆刚刚进入到线圈，然后到系统检测到车辆时的响应时间；t2表示的是一次正常的交易完成所需要花费的时间；t3表示的是系统在抬杆指令發出之后到完全将栏杆抬起所需要花费的时间。
3.相邻车道干扰
微波通信中出现的相互干扰，主要是从ETC车道向邻近的车道经过的车辆与ETC车道系统微波天线之间出现了错误的通信，或者是同后面的车辆之间做出了错误的通信，甚至是交易发送出现了错误。这主要是因为微波通信本身属于发散性的。在现场测试之后，将相互之间的干扰排除的方式有两个类型：第一，现场调试天线具体的安装位置以及相对的角度，考虑到收费站台之间存在的不同，采取相应的改善措施；第二，对微波通信的实际功率进行调节。另外，还可以利用天线被动触发启动的方式，一旦检测到ETC车道有车辆的进入，才将微波通信启动，这样也可以避免相互之间的干扰出现。
四、结语
本文通过对高速公路不停车收费（ETC）系统的应用现状以及改善对策进行了具体的分析。虽然本技术还属于河南省的一项试点工程，技术应用还不够完善，但是根据后期试点阶段所取得的实验结果，及时地将ETC系统存在的设计缺陷加以完善，并且得到了进一步地推广应用，为今后ETC系统的普及、推广等都起到了指导性作用。
参考文献：
[1]王芳，张伟.国内ETC的发展述评[J].湖北第二师范学院学报，2010（08）：55-56.
[2]李旭亮.不停车收费系统相关技术研究[D].兰州理工大学，2011年.
[3]赵婧.高速公路不停车收费系统综合评价体系[D].山东大学，2011年.
[4]高文宝，张北海，高清柳.ETC应用的效益分析及推广措施[J].中国交通信息产业，2009（5）.
[5]王震宇.ETC系统标准化和技术选择[D].西安公路交通大学交通信息工程及控制系，1999.