高速公路联网收费系统中不停车收费的应用

摘　要:当交通量达到一定水平时，人工收费方式会越来越不适应交通发展的需要。利用先进的电子手段，使车辆不需要停车就可以收取通行费的系统就成为社会发展的迫切需要。主要讨论了收费方式的分类，对MTC与ETC分别进行详细的介绍。不停车收费技术是一种先进的自动收费系统，就ETC在高速公路联网收费系统中的应用进行了阐述。

关键词:高速公路;联网收费;人工收费(MTC);不停车收费(ETC);

1 　引　言

我国高速公路的发展目标正在从公路建设的本身向高速公路管理的现代化管理迈进，其转折性标志在于高速公路路网的逐渐形成，并以此对信息传输及交换提出新的要求。进入20世纪90年代末，我国各省的高速公路建设部门都已开始筹划和组建省域内的联网收费系统。收费方式是指收取车辆通行费中一系列操作过程，涉及到车型分类、通行费的计算、付款方式和是否停车等因素。因为建设收费站投资很大，行驶于一条高速公路上的车辆需多次在主道上停车缴费，造成交通不畅、手续繁杂。所以采用ETC，进而实现收费系统“一卡通”工程是十分必要的。

以下是收费系统“一卡通”工程区域收费公式：全封闭式收费道路的车辆通行费收费原则为“按车型、行驶里程征收”。高速公路路网的路费计算公式为

式中：F为全路程总路费;Fi为第i路段的路费;Li为第i路段的行驶里程;Vi为在第i路段被定义的车辆类别;Xi为在第i路段的其他约束条件;Ki(t，Vi，Xi)为第i路段的费率，它随时间、车辆类型，以及收费系统其他约束条件(如户类型，不同付款方式等)而变化。

由于路网费率的约束条件涉及到付款方式，所以非接触IC 卡是实现收费系统“一卡通”的先决技术条件。以下拟对ETC在高速公路联网收费系统实现区域收费联网的具体应用。随着科技的进步，道路收费方式及其设施都不断地发展，概括起来可分为全人工收费方式、人工收费和计算机管理的半自动以及全自动收费方式等三大类。

2 　全人工收费方式

全人工收费不需要配备任何设备。全人工收费方式具有节约投资，简单易行的优点，目前还有许多收费站点采用。全人工收费的缺点很明显：它以发出的收据存根作为收费员上缴款的依据，在相当多的车辆在不需要通行费收据的情况下存在明显的漏洞。虽然收费管理部门可以采用下述措施来避免损失：加强教育、强化监督管理;在封闭式收费系统条件下采用入口收费、出口验票的方法。但这些措施只能部分解决问题，它无法获得准确可靠的统计数字用来核查。因此这种方法不宜继续采用。在此，建议在高速公路的建设中应使高速公路收费系统的建设达到与土建工程同步完工并投入使用，这样可对高速公路的运营管理起到良好的作用。

3 　半自动收费方式

3.1 　人工收费、人工判断车型、车辆检测器计数、电视监视、计算机管理这是目前比较流行的收费方式。在收费站配备计算机系统，收费车道配备车道控制计算机、电动栏杆、车辆计数器、费额显示器等设备对收费过程进行管理，并配备闭路电视监视系统对收费过程进行监控。

在这种方式下，人工负责收钱、找零，处理各种特殊情况和判断车型;计算机管理的收费机负责车辆计数，对收费操作进行准确的分类统计;闭路电视系统则可以通过真实显现和记录通过车辆的车型以及处理情况，使系统监督的功能进一步加强。我国已经在济青、沪宁、环胶州湾等许多高速公路上实施。“九五”期间实施的郑洛、安新、石安、杭甬、广深、深汕等高速公路增加的IC卡设备也属于同一模式。记录收费及入口地址等信息的通行卡需求量较大，黑龙江省哈大路采用非接触式IC卡。

3.2 　人工收费、自动车辆分型、车辆检测器计数、计算机管理、辅以电视监视在收费车道的入口处安装车辆分型设备(或车辆称重设备)，信息自动送到车道控制计算机，收费员据此发卡。有些高速公路将自动分型设备安装在车道的出口端，此时分型设备仅起校核监督作用，检验收费人员判型是否正确。使用情况表明，仅起校核作用的设备，其作用往往是有限的。

车辆自动分型是防止收费漏洞产生的有效措施，由于国内车型十分复杂，靠检测车辆几何参数来分类的方法其精度有一定的限制。采用图象识别方法很有前途。随着科学技术的进步，车型分类会趋于简单和规范，将是一种有发展前景的方法。

4 　全自动收费方式

4.1 　全自动机械收费方式全自动机械收费方式有投币式和票卡式两种。全自动机械收费方式在欧美国家曾一度风行，其最大优点在于自动化程度高，节省收费人员。缺点是设备复杂，初期投入和运营维护费用昂贵;另外要求司机必须携带大量硬币或票卡，使用范围有一定限制。目前仅在辅助性场合或大型收费广场开辟若干车道供特定车型(多为小客车)使用。

4.2 　全自动电子收费系统全自动电子收费系统又称不停车收费系统。为了避免在收费站停车交费所带来的手续上的麻烦和交通延误，欧、美、日等经济发达国家都在大力研究开发全自动电子收费系统见图1。

不停车收费车道系统示意图

图1 不停车收费车道系统示意图

这方面的技术已经发展到很先进的程度，并已成为智能运输系统(ITS———Intelligent Transportation Sys2

Tem)的一个组成部分。

全自动电子收费系统的技术是完成车种自动识别(AVI-Automatic Vehicle Identification)电子标签识别(Tag)技术，标签采用不同技术构成，已发展了三代产品，在收费系统中应用于不同的场合。收费车道设备是不停车收费系统的核心，主要由自动车辆识别装置(AVI)完成车辆身份参数的快速自动识别，该装置通过无线电波与车载识别卡实现高速数据转换，使系统可在极短时间内作出反应，因而车辆通过收费口时，可以不停车快速通过。

5 　联网收费

为了将车辆自动分型系统应用于收费实践工作，首先解决的前期工作是IC卡的联网，IC卡又称“集成电路卡”、“智能卡”。将具有存储、加密及数据处理能力的集成电路模块封装于和信用卡一样大小的塑料片中，便构成了IC卡。

联网收费的主要目的是为了解决高速公路联网中不同归属路段收费单位的收费制式，使其统一，消除不合理的主线收费站和局部性的封闭性收费模式，最大限度地提高高速公路的运营效率。对收费全过程来说，上述信息是非常完整的。在实际工作中，高速公路管理者可以对高速公路收费实行比较有效的管理，提高工作效率，减少人工操作的误差，堵塞漏洞;同时可简化收费过程，采用记帐、预付、信用卡等付款。

美国的高速公路多采用主线收费，收费方式主要有人工收费、司机投币、不停车收费(电子收费)三种。实际运用时往往是二种或二种以上同时使用，以满足不同使用者的需求。为了推广电子收费，对使用电子收费卡的用户有一些优惠，鼓励使用电子收费，以提高通行速度，减少收费站拥挤，从而提高公路通行能力。

6 　结　论

当交通量达到一定水平时，人工收费方式会越来越不适应交通发展的需要。利用先进的电子手段，使车辆不需要停车就可以收取通行费的系统就成为社会发展的迫切需要。电子收费技术作为发展中的新技术，目前国内尚未有统一的技术规范和行业标准，因此，相信随着ITS技术的发展，电子收费系统的运用与发展必定进入更高的台阶。