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高速公路不停车收费系统

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    武汉华天新技术开发公司是一家以高新技术开发为主,以技术转让,新产品 销售,以及各种计算机软硬件开发和网络工程服务为一体的高新技术企业。
    公司现设有技术开发部,卡王制作部,绿色装饰电脑设计连锁总部, 电脑事业部等。其中技术开发部可以向社会提供的高新技术有环保型表面自催化液、水性锌铬酸盐防蚀涂料( 达可乐), 常温无毒发黑, 金属表面修复, 环保型内外墙涂料, 快干型路标涂料, 中央空调清洗、建筑外墙清洗, 芳香消毒点钞液、消毒护肤洗手液、无磷洗衣液等。
    卡王制作总部承接制作各种PVC卡和带有彩色人像的条码卡、磁卡、IC卡,同时销售制作系列证卡全套设备,并可以帮助用户建立应用条码卡、磁卡、IC卡智能管理系统(如门禁、考勤、工资、电费、公汽收费、食堂售饭等);绿色装饰电脑设计连锁总部运用高超电脑设计技术和先进经营管理经验以及推广绿色环保装饰概念在全国范围内设立连锁店, 电脑事业部主要承接各种电脑网络的建立:政府、机关、医院、企业智能管理网络、学校教学网络,同时开发提供各种相关软、硬件(如办公智能系统,工商企业进销存网络管理系统)。
    公司拥有一支高素质的专业技术人员队伍, 同时以周围多所高等院校和科研单位为依托。坚持"开拓创新、服务社会"的经营宗旨,紧跟时代步伐,锐意进取。愿为广大客户提供优质服务,期望与各界朋友真诚合作!

 

随着国民经济的发展,道路运行车辆逐渐增加;随着高速公路网络的逐渐形成,停车收费已经对高速公路的营运产生了负面的引响---收费站的瓶颈现象已经在我国南方一些地区造成缴费车辆的堵塞而影响了车辆的运行速度。因此,不停车收费系统被国家列为研究开发的目标。

    不停车收费系统(又称电子收费系统Electronic Toll Collection System,简称ETC系统)利用车辆自动识别(Automatic Vehicle Identification 简称 AVI)技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯,进行车辆自动识别和有关收费数据的交换,通过计算机网路进行收费数据的处理,实现不停车自动收费的全电子收费系统。

    和传统的人工收费系统不同,ETC技术是以IC卡作为数据载体,通过无线数据交换方式实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息(如车辆类别、车主、车牌号等)、道路运行信息、征费状态信息。按照既定的收费标准,通过计算,从IC 卡中扣除本次道路使用通行费。当然,ETC也需要对车辆进行自动检测和自动车辆分类。ETC系统的关键技术主要集中在以下几个方面:

*自动车年辆识别(AVI Automaic Vehicle Idenification )技术

*自动车型分类(AVI Automatic Vdhicle Classification)技术

*短程通信(DSRC Dedicated Short Communication)技术

*逃费抓拍系统(VES Video Enforcement System)

*ETC的管理模式

二.ETC系统结构与功能

    ETC系统主要由ETC收费车道、收费站管理系统、ETC管理中心、专业银行及传输网络组成。根据分工的不同,系统又可分为前台和后台两大部分。前台部分由车道系统和收费站管理系统组成,完成对过往车辆车型的判别,受费信息的采集与处理,违章车辆的图象抓拍与处理等功能。如图:2.1

  1. ETC收费车道系统

    ETC收费车道控制与管理系统由AVI、AVC和VES等组成。

  1. AVI系统

    自动车辆识别系统包括车载单元(OBU,On桞oard Unit也称为车载电子标签)、路侧控制单元(RSU,Rroad—Side Unit)和数据处理单元(PDU Processing Data Unit)。

    车载单元存有车辆的标识码和其他有关车辆属性的数据,当车辆进入RSU的识别区时,能将这些数据传送给RSU,起到车辆身份证的作用;同时,也可接受、记录由RSU发送的有关数据。

    路侧控制单元设备分别安装在路侧和路面上方,用于读取OBU内的车辆标识码等数据,并对数据进行预处理,然后将数据发送给PDU;也可将有关的各种数据发送给OBU,它是OBU与PDU之间的通信桥梁。

    数据处理单元PDU接收RSU送出的有关数据,对车辆身份进行验证并实施有关计算和控制的操作,或通过RSU给OBU发送有关数据。

    AVI技术是ETC系统的核心,它集当代先进的通讯技术、计算机技术、激光技术于一体,是交通领域中的一项高新前沿技术。

  2. AVC系统

    车辆的分类是道路征费的依据。自动车型分类系统是现代是现代技术的综合体现,通过接触或非接触的方式测量车辆物理特征把车辆分成确定的类型。

    在车辆到达收费点以前就完成车型分类的AVC系统,称作前分类系统。而在车辆通过收费点后才能完成车型的,称作后分类系统。前分类系统使收费系统根据分类结果计算通过车辆的费率。后分类系统用于核实所通过车辆是否按照车型实施了正确收费。前分类系统的分型数据是作为收费的依据,对系统的要求高;后分类系统的分型数据是作为校验之用,由于还有录像资料可以调来核实,所以系统要求较低。

(3)、VES系统

    既要保证ETC系统允许车辆快速通过收费车道而又要防止非ETC车辆不交费“闯卡”,VES系统采用高速CCD摄像机,利用视频图象捕获技术、车辆牌照识别技术记录逃费车辆的外部特征,使管理部门有据可查。

    ETC收费车道设备如图2.2

  1. 车道系统功能

 

入口车道

·控制信号灯、显示牌引导ETC用户驶入正确的ETC收费车道

·车辆检测器启动

·唤醒AVI系统,向电子标签写入入口车道信息

·放行合法ETC用户,分流非法进入车辆

·生成入口车道过车信息上传给收费站管理系统

 

出口车道

·控制信号灯、显示牌引导ETC用户驶入正确的ETC收费车道

·车辆检测器启动

·唤醒AVI系统,读取电子标签中的用户信息和入口车道信息

·唤醒AVC系统进入工作状态,进行自动车型辨别,并进行车型核对

·对合法ETC用户,进行收费记录,给放行指示

·对非法ETC用户,进行车牌抓拍,生成违章记录,便于事后处理

·向用户显示有关收费状态信息

·将收费记录信息上传给收费站管理系统

  1. 收费站管理系统

    ·收费站管理系统包括计算机系统、监控系统和通信系统。

    ·计算机系统由收费数据处理机、图像处理机、网络服务器和车道计算机组成计算机网络;

    ·监控系统由收费车道摄像机、图像处理单元(图像记录和显示)组成;

    ·通信系统可采用光纤通讯、DDN专线或普通电话线路。

    收费站管理系统主要功能为:

    ·建立收费、交通流的原始数据和图像信息

    ·实时采集入口车道的过车信息

    ·实时采集出口车道的收费交易记录,实时采集违章图像并暂存

    ·接收公司传来的系统黑名单,并下传给车道控制计算机

    ·统计、存储、分析收费及交通流量有关数据

    ·完成车道系统与管理中心有关收费信息的交换

    ·处理和上传违章车辆的图像,接收和下达黑、黄名单

  2. 管理中心

    管理中心是ETC系统的最高管理层,既要进行收费信息与数据的处理和交换,又行使必要的管理职能。它包括专营公司、结算中心和顾客服务中心。

  1. 专营公司

    专营公司建立中央管理子系统,负责采集所有收费站管理系统所汇集的车道收费数据信息。专营公司的中央管理系统将对ETC收费数据和人工收费数据进行整理和汇总。整理完毕的ETC收费数据清单将被转发给结算中心请求支付。

    中央管理子系统功能为:

    ·分时采集收费站暂存收费数据

    ·整理ETC收费数据,对车道控制系统无法处理的违章记录做处理

    ·向结算中心上传ETC收费数据清单,请求支付

    ·对收费数据进行各种方式的汇总、打印,统计出各种数据指示

    ·接收结算中心下传的系统黑名单,并下传给收费站管理系统

  2. 结算中心

    结算中心掌握全系统的收费数据信息,负责重要的资金结算工作。一般不负责与ETC用户直接打交道的工作。结算中心关于资金的管理和划转委托银行来进行。另外,根据帐户资金有效、无效的车载电子标签清单,下传给专营公司中央管理子系统。具体功能为:

    ·为ETC用户建立和维护资金帐户

    ·生成ETC系统黑名单、黄名单,将其下传给各专营公司中央管理系统

    ·接收各专营公司中央管理系统上传的收费数据

    ·根据收费数据,更新各ETC用户帐号资金

    ·根据收费数据,向各专营公司划拨通行费

  3. 顾客服务中心

顾客服务中心的主要功能为:

·办理ETC用户申办电子标签的手续

·向ETC用户发放电子标签,对标签进行初始化操作

·向ETC用户提供消费明细帐查询、资金补充、打印服务等

·接受ETC用户挂失、注销等业务请求

4、专业银行

银行的主要功能是:

·接收管理中心上传的收费数据

·处理业主和用户的帐务

·办理业主与用户的开户和消户事宜

·产生违章车辆的黑、黄名单

·发售电子标签

 

三、门架式ETC系统简图

四、有关标准

  1. 专用短程通信协议

    专用短程通信协议DSRC(Dedicated Short Range Communications)是属于工业、科学和医疗的共用频段。

    由于ETC系统在北美、欧洲和日本较早得到应用。因此,形成了欧美日三大DSRC标准体系,但相互之间并不兼容。国际社会标准化组织(ISO)正在着手进行这方面的标准化工作。我国ETC系统的建设正处于起步阶段,有关标准也在制定之中。其主要方面有:

    ·AVI工作频率

    ·AVI工作方式(主动/被动)

    ·系统编码方式

    ·数据帧格式及校验方式

    ·短程通讯DSRC协议模型

  2. 车型分类

    目前,我国实行的车辆分类标准是按照车辆的重量和客座数将车辆分为小型车、中型车、大型车、重型车和特大型车(按照车辆的轮踞、轴踞分车型)。车型分类检测技术主要是根据车辆的外部特征,通过非接触的方式在车辆行进之中确定车型类别。显然,现行的车辆标准难以适应ETC系统的要求。一方面需要有关部门指定新的、适应ETC系统应用的车辆分类标准和方法;另一方面,目前的应用中,可以采用参照现行标准,采用综合方式,如在车载单元的IC卡中写入车型类别和车辆的轮踞、轴踞等特征数据,再将车载单元制作成不同的颜色加以区分不同的车辆类型。

  3. 电子标签编码内容

一条完整的ETC收费记录应包括以下内容:

·交易生成时间 ·电子标签ID号

·收费公司代码 ·车型数据

·收费金额 ·入口时间

·入口车道代码 ·出口时间

·出口车道代码 ·交易状态

考虑到今后在全国范围内实现“一卡通”的需要,电子标签的编号应为:

收费区域编码+区内标签编码

收费公司代码应为:

行政区编码+区内公司编码

此外,还要统一加入:车牌号编码、车型数据编码等。

 

五、结束语

    随着国际社会ITS(智能公路运输系统Integret Tranfermation System 简称ITS)研究开发的进展和我国不停车收费系统建设的迅速兴起,必将形成一个规模庞大的市场和产业机会。不停车收费系统采用IC卡作为数据交换的载体,也使得“金卡工程”有了新的应用领域。

 


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