一種高速公路不停車收費系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

1.概述

　　不停車收費系統(tǒng)又稱電子收費系統(tǒng)（Electronic Collection System），簡 稱ETC系統(tǒng)。它利用車輛自動識別技術(shù)完成車輛與收費站之間的無線數(shù)據(jù)通訊，進行車輛自動識別和有關(guān)收費數(shù)據(jù)的交換，通過計算機網(wǎng)路對收費數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)不停車自動收費的全電子收費管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上或者車身其他部位的車載有源電子標(biāo)簽與在收費站 ETC車道上的遠距離讀寫器之間的微波專用短程通訊，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進行后臺結(jié)算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。不停車收費系統(tǒng)主要利用車輛自動識別技術(shù)，通過路側(cè)車道控制系統(tǒng)的信號發(fā)射與接收裝置識別通過車輛的編號，自動從該用戶的專用賬戶中扣除通行費。
 

　　系統(tǒng)是通過遠距離、非接觸采集射頻卡的信息，實現(xiàn)車輛在快速移動狀態(tài)下的自動識別，從而實現(xiàn)目標(biāo)的自動化管理。該系統(tǒng)產(chǎn)品集計算機軟硬件、無線通信、信息采集處理、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)通訊、自動控制和智能卡制作等技術(shù)綜合應(yīng)用為一體，屬于先進的智能交通信息采集設(shè)備和高安全性的智能身份識別系統(tǒng)，是一種能有效對車輛進行自動識別和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的重要技術(shù)手段。以目前的技術(shù)手段而言，只有有源電子標(biāo)簽?zāi)芡瓿煞€(wěn)定的高速識別。Bisa遠距離讀寫器識讀距離最遠可達到100米，識讀可靠性達到100%.

　　2.技術(shù)系統(tǒng)組成

　　2.1 不停車收費系統(tǒng)的系統(tǒng)組成

　　ETC系統(tǒng)主要由ETC收費車道、收費站管理系統(tǒng)、ETC管理中心、專業(yè)銀行及傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。根據(jù)分工的不同，系統(tǒng)又可分為前臺和后臺兩大部分。前臺以車道控制子系統(tǒng)為核心，用于控制和管理各種外場設(shè)備與安裝在車輛上的電子標(biāo)簽的通信，記錄車輛的各種信息，并實時傳送給收費站管理子系統(tǒng)；后臺由收費站管理子系統(tǒng)、ETC管理中心和專業(yè)銀行組成。ETC管理中心是ETC系統(tǒng)的最高管理層，既要進行收費信息與數(shù)據(jù)的處理和交換，又要行使必要的管理職能，它包括各公路的收費專營公司、結(jié)算中心和客戶服務(wù)中心。后臺根據(jù)收到的數(shù)據(jù)文件在公路收費專營公司和用戶之間進行交易、拆帳和財務(wù)結(jié)算，配有多臺功能強大的計算機，完成系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)、圖像的采集和處理。圖1為電子收費系統(tǒng)的示意圖。

　　2.2,硬件系統(tǒng)構(gòu)成

　　不停車收費硬件系統(tǒng)包括收費站數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、監(jiān)控管理部分三部分組成。收費站數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要是遠距離非接觸采集車輛通過的時間、地點信息。收費站數(shù)據(jù)采集設(shè)備由若干個收費站組成局域網(wǎng)，每個收費站配置如下設(shè)備：

　?。?）遠距離讀寫器

　?。?）執(zhí)行機構(gòu)控制器（用于控制攝像機、交通信號燈、報警器等

　?。?）攝像機

　　（4）交通信號燈

　?。?）報警器

　?。?）車道工控機

　　（7）不間斷電源

　　其中車道工控機采用，研祥專為ETC系統(tǒng)研制開發(fā)的研祥專用車道工控機（冗余電源供電），規(guī)格如下：

　　Intel 965芯片的全長CPU卡

　　CPU:Core Duo

　　10/100/1000M兆自適應(yīng)以太網(wǎng)接口1個；

　　數(shù)字量：標(biāo)配，8路輸入，8路輸出；

　　串行通訊口：標(biāo)配6個，可擴展。

　　視頻接口：1路標(biāo)配；

　　字符疊加器

　　車輛檢測器

　　電源模塊：交流冗余220V輸入直流5V、12V、24V輸出開關(guān)電源，有過壓、過流保護功能

　　電路保護：空開漏電保護避雷保護 .

　　研祥專用車道工控機，憑借其高適應(yīng)性和穩(wěn)定性，適應(yīng)了高速公路環(huán)境污染大、灰塵多、電磁干擾嚴(yán)重等環(huán)境因素，更好了保障了ETC系統(tǒng)信息采集的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性；同時其高運算性能，存儲量大，也更好的適應(yīng)了告訴公路收費系統(tǒng)繁忙、數(shù)據(jù)傳輸量較大的特點。

　　3.應(yīng)用項目：該項目開了上海地區(qū)的先河，具有重要意義。

　　在高速公路路網(wǎng)交通量的不斷增長，高速公路收費站，特別是主線收費站的擁堵問題日益突出的背景下，上海建設(shè)交通部門明確了高速公路ETC系統(tǒng)建設(shè)總體目標(biāo)，大力推進ETC系統(tǒng)發(fā)展的進程，力爭做到道口全覆蓋，目前，在已經(jīng)投入使用的收費站和車道中，研祥特種計算機覆蓋了A9（滬青平）、A8（滬杭）、A2（滬莘）、A4（莘奉金）、A5（滬金）、A30（北環(huán)、同三、南環(huán)、東南環(huán)）等多條上海周邊高速公路。