高速公路監控系統在ETC收費中的應用研究

劉寬

摘 要：由于我國社會經濟的不斷發展，我國已逐步成為汽車擁有量的大國，隨著車輛的迅速增加，車輛流量不斷加大、高峰期交通擁堵嚴重的問題也隨之愈發嚴重。其中，在高速公路的收費站處的交通擁堵現象就十分的嚴重。自從高速省界站撤站之后，高速公路上的每個互通立交都增設了ETC門架，并且ETC車道數量也隨之直線提升，在整個ETC收費系統的運作中，高速公路的監控系統就起到了至關重要的作用。本文通過對高速公路中的監控系統在ETC收費中的應用展開分析探討，并結合稽查功能，將監控設備細化融合在ETC收費中的運用當中。

關鍵詞：高速公路;監控系統;ETC收費

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A

0 前言

隨著我國經濟的快速發展，我國的高速公路建設也隨之不斷發展。為了緩解高速公路的交通壓力，減緩道路堵塞的問題，我國針對高速公路的收費方式進行了改革。而在ETC收費系統中，最為重要的就是高速公路中的監控系統。高速公路中的監控系統在ETC的應用中，起到了至關重要的作用，為ETC收費提供了精確的依據，大大的提升了ETC收費效率。

1 ETC門架系統

ETC門架系統主要是由車道控制器、RSU、車牌圖像識別設備、高清攝像機構成的一體化設備、網絡安全設備、北斗授時設備等組建而成，它可以看作成一種類似于交通探頭的設施。ETC門架的應用主要就是依靠于監控系統，通過監控系統對車輛的行駛記錄進行實時監控，并可以精準的進行車牌識別，在一定程度上，推動了高速公路改革進程，提高收費效率和結算精準度。在其獲取車載ETC信息和對車輛行駛路程的精準記錄過程也都離不開相關的監控系統。目前的監控系統發展迅速，完全可以保證在車輛正常行駛的情況下，實現精準定位，確保精準結算。

監控系統在ETC門架的使用中起著重要作用，它不僅僅會涉及到確保結算的精確度，還會提高結算速率，從而推動車輛的流動，減緩在高速公路收費站的車輛擁堵的問題。由于我國在高速公路的收費站中不斷地投入ETC門架的使用，原本由高速公路收費站的收費人員進行的人工結算，已轉變為運用后臺互聯網計算機進行費用結算處理，在很大的程度上，保證了道路流暢度，提高了結算效率。這個轉變在一定的程度上不僅節省了結算的時間，還減短了每一個車輛在收費站停留時間，有利于減輕高速公路上的交通堵塞的壓力。除此之外，車輛在高度公路的收費站排隊等候時，一般車輛都是保持在啟動的狀態下，而且車輛在起步和停車的過程中耗油量是最大的，在這些過程中，會形成和排放出大量的二氧化碳等多種污染環境的污染氣體，造成一定的環境污染。當然在等候的過程中，也增加了高速公路的收費成本，但通過ETC門架的應用，就很好的解決了此類問題，并緩解了相關矛盾，在一定程度上既保證了交通的通暢，也減少了高度公路的收費成本，保障了人民的利益。同時，在一定程度上還有利于環境的保護，推動低碳環保的交通模式的建設。

2 ETC收費系統

在目前的世界上最先進最迅速的收費系統就是ETC收費系統。ETC收費系統在整個車輛收費中可以達到平均每輛車耗時長為2秒，ETC收費系統的工作效率就是人工收費工作效率的5～10倍。在整個ETC收費系統的收費過程中，主要也是依靠的高速公路的監控系統，并且其對監控系統的應用度也很高。監控系統通過對車輛的前擋風玻璃處的CPC和OBU卡進行掃描讀取就可以得到相關的車輛信息，當車輛通過收費站時，就會直接從綁定的銀行卡中自動扣除，不需要停車等候結算。在ETC收費系統中的監控系統主要依靠的就是車道控制系統、收費站管理系統、收費中心管理系統、中央結算系統以及金融機構這五個系統，在主要的三個收費過程中也都有涉及到監控系統的應用：

（1）在ETC車輛行駛進入ETC入口車道的時候，監控系統通過利用車道控制系統的車輛自動識別系統對其進行自動的識別檢測，若是正常的ETC用戶，就會將其寫入入口信息，讓其不停車的快捷通行。

（2）在ETC車輛駛過ETC門架的時候，監控系統會通過門架上的控制系統發出信號并將接收裝置RSU進行車輛車載單元OBU“電子標簽”的識別，同時通過監控系統快速地讀取車型、車牌號碼、車牌顏色以及入口信息等有關的數據，并按照ETC門架的監控系統記錄的行駛路段進行計費率結算，從而扣除通行費用，并將所有ETC交易流水結賬過程進行ETC通行記錄、通行流水、交易日志、高清車牌抓拍圖像識別結果等結構化數據實時上傳到省級聯網中心系統和部聯網中心系統當中去。

（3）在ETC車輛駛出ETC車道的時候，需要通過監控系統進行車道系統的檢測，若被檢測車輛為正常ETC用戶，根據該車輛的監控行駛記錄情況，將該車輛通行記錄輸入CPC卡內或扣除當前的通行費，交易成功后，車道欄桿就會自動抬起放行車輛。

2.1 車輛檢測技術中AVD的監控作用

在高速公路的電子不停車收費系統的監控系統中的監控實現，就是由車輛經過車道的入口和出口處設置的相對應的地感線圈產生的。當車輛通過第一個線圈時，也就是經過前出發線圈的時候，系統可以檢測到車輛開始進入到ETC的通道當中;當車輛穿過第二個線圈，也就是經過后出發線圈時，系統可以準確地判斷出車輛的排隊情況，精確地運用監控系統識別出正在進行交易的車輛，從而避免其他車輛的干擾，進而進一步的確保信息的準確性;當車輛經過第三個線圈，抓拍線圈的時候，監控系統可以有效地進行車輛駛出ETC通道的數據記錄;第四個線圈，就是抬桿線圈，這就是用于完成交易的車輛離開所使用的。監控系統可以通過這些線圈的感應來自動的檢測進入和駛出的ETC車道的車輛。

2.2 車型自動識別技術AVI的監控作用

最新高速收費調整修訂了通行費以及車型分類標準，并進一步的統一、規范和完善全國收費公路車型的分類，各省根據各省的交通運輸部制定的標準進行收費。在收費過程中，ETC之所以能夠自動地識別出不同車型，并幫助ETC收費系統進行精確的費用收取，是因為監控系統在此系統中的準確應用。

在整個監控系統的車型自動識別技術的過程中，主要是基于對車型物理特征的傳感器數據進行測量的信息讀取，并由工控機對車輛的大小、軸型、車輛自身的重量等信息進行自動地識別。除此之外，還ETC用戶需要提前將車輛的電子標簽辦理妥當，并將其座位數、車型、尺寸、車軸等有關車輛的信息輸入到OBU以及CPC卡中，以便監控系統對其進行相關的識別。當車輛通過高速公路的電子ETC收費系統的車道時，相關監控系統可以經過讀取OBU卡中的車輛相關信息，用以確定該車輛的收費標準。

2.3 車載單元OBU的監控作用

在ETC系統應用中，因為車輛的計費方式為分段式計費，因此，這就更凸顯出了監控系統的重要作用。特別需要注意監控系統在入口和出口的OBU處的規范化處理。在入口處，需要經過計算機通信來自動的生成進入入口處的車輛交易明細的數據記錄。首先需要做到，車輛上的OBU是否處于有效期，必須將OBU自身的啟用時間和省聯網中心所給記錄的時間進行準確快速的對比，從而完成第一步的OBU有效性的判斷;第二步需要讀取OBU以及CPC卡中的基本車輛的相關信息，其中不僅要包括車輛的車型等，還需要讀取車輛的卡類型、OBU編號、CPC卡編號等;最后，需要通過監控系統進行自動識別車牌的收費站編號、車輛類型、車輛通過的時間和入口時的狀況以及車輛相應交易明細的形成等，精準的記錄到工控機的數據當中，并在讀取和通信完成之后，實時地將車輛對應的交易信息記錄到收費站的服務計算機當中。將出口處的交易的詳細信息記錄當中去，其中必須包含入口的通信時間、車道號、車型、終端機的編碼、收費站的名稱和終端的交易序號等，完成OBU計費的全過程。

2.4 車牌圖像識別系統的監控作用

通行費能否準確的收取，這就取決于ETC車輛的交易信息是否能夠成功，以及監控系統獲取的信息是否準確。如果進行交易失敗，導致形成交易流水，ETC門架系統中的監控系統則就需要通過ETC路側RSU讀取車輛OBU中車輛信息，比如車型、車牌顏色，并加以車牌圖像進行信息識別，最后形成ETC通行記錄，來作為通行費計繳的依據。而對于交易失敗又沒能獲取OBU信息的車輛可以選擇通過車牌識別系統來獲取車輛抓拍的圖片和車牌信息，經過系統或者是人工校核，作為通行費扣繳的實際性依據;對于部分ETC門架系統沒能獲取任何信息的極少數車輛，后臺系統可以通過已獲取的車輛信息，和監控系統的信息擬合路徑推算出可能漏計的收費路段，加上以車牌圖像識別信息也可作為通行費扣繳的依據。

3 稽查作用

聯網收費稽查系統主要是由部、省兩個稽查系統構成的，它是通過在收費車道設置固定的稽查點或者是搭載移動的稽查點，利用相關稽查設備、車牌圖像識別設備對經過的車輛進行稽查，通過監控系統記錄的車輛信息、抓拍圖像等證據信息，上傳到后臺，以供省級稽查系統進行進一步地精準核對，在經過大數據進行詳細的分析，對異常情況進行進一步的篩選，并進一步的進行有針對性地重點稽查。同時進行動態實時更新，將交通運輸行業車輛信息數據和違規車輛狀態名單提供給省，為道路經營主體運營管理提供可靠的依據。

4 結語

在ETC收費系統中，主要依靠的就是高速公路的監控系統，其中包括車輛檢測技術AVD的監控、車型自動識別技術AVI的監控、車載單元OBU的監控以及車牌圖像識別系統的監控，這些都是ETC收費系統中不可或缺的一部分。高速公路的監控系統在ETC收費系統中發揮著重要作用，為ETC系統提供著相應的技術支持，推動著ETC收費系統的不斷發展，并為進一步提高ETC系統的運行效果打下了堅實的基礎，同時又推動著我國高速公路建設的進一步發展。

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