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，各国都把
2、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
3、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（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
4、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 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(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。
5、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 5工作组
6、（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。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
7、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 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： 表 1 DSRC 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 2 ETC 系统应用比较
8、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
9、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
10、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-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。
