不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境。傳統(tǒng)的車(chē)道隔離收費(fèi)系統(tǒng)稱(chēng)為單車(chē)道不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，在無(wú)車(chē)道隔離情況下的自由交流下的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)通稱(chēng)為自由流不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)。不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)的實(shí)施，不僅可以大大提高公路的通行能力，使公路收費(fèi)走向自動(dòng)化，同時(shí)也可以大大降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放。從而，節(jié)約了基建費(fèi)用和管理費(fèi)用，也為城市環(huán)境的改善做出了突出貢獻(xiàn)。電子收費(fèi)系統(tǒng)代表當(dāng)今最先進(jìn)的收費(fèi)技術(shù)，也是未來(lái)發(fā)展的方向，有著廣闊的發(fā)展前景。
2.2 不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的工作原理
2.2.1 ETC系統(tǒng)的技術(shù)原理
ETC系統(tǒng)是通過(guò)遠(yuǎn)距離、非接觸采集射頻卡的信息，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在快速移動(dòng)狀態(tài)下的自動(dòng)識(shí)別從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)化管理。目前，該系統(tǒng)的要求是，遠(yuǎn)距離讀卡器能識(shí)讀至少十米的距離。由于技術(shù)要求和實(shí)際情況的不同，所采用的讀卡器的型號(hào)也不同。而就工作頻率范圍而言，目前電子收費(fèi)系統(tǒng)是確定在5.8 GHz附近，歐洲、日本、美國(guó)、中國(guó)等大多數(shù)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)定在5.8～5.9 GHz頻段。
在我國(guó)選用5.8 GHz頻段具有如下優(yōu)點(diǎn)：首先，我國(guó)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系靠近歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系，無(wú)線電頻率資源的分配大致相同。其次，5.8 GHz頻段背景噪聲小，而且解決該頻段的干擾和抗干擾問(wèn)題要比解抉915 MHz，2.45 GHz容易。再次，5.8 GHz頻段的設(shè)備供應(yīng)商較多，有利于我國(guó)ETC系統(tǒng)的設(shè)備引進(jìn)，有利于降低系統(tǒng)成本，也有利于將來(lái)開(kāi)展智能運(yùn)輸系統(tǒng)領(lǐng)域的其他服務(wù)。
2.2.2 ETC系統(tǒng)的系統(tǒng)組成
ETC系統(tǒng)主要由ETC收費(fèi)車(chē)道、收費(fèi)站管理系統(tǒng)、ETC管理中心、專(zhuān)業(yè)銀行及傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。車(chē)道控制子系統(tǒng)用于控制和管理各種外場(chǎng)設(shè)備與安裝在車(chē)輛上的電子標(biāo)簽的通信，記錄車(chē)輛的各種信息，并實(shí)時(shí)傳送給收費(fèi)站管理子系統(tǒng)。收費(fèi)站管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集管理傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。ETC管理中心是ETC系統(tǒng)的最高管理層，既要進(jìn)行收費(fèi)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(fèi)專(zhuān)營(yíng)公司、結(jié)算中心和客戶服務(wù)中心，根據(jù)收到的數(shù)據(jù)文件在公路收費(fèi)專(zhuān)營(yíng)公司和用戶之間進(jìn)行交易、拆賬和財(cái)務(wù)結(jié)算，配有多臺(tái)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，完成系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)、圖像的采集和處理。圖2為其結(jié)構(gòu)框圖。
2.2.3 ETC系統(tǒng)的工作流程
車(chē)主到客戶服務(wù)中心或代理機(jī)構(gòu)購(gòu)置車(chē)載電子標(biāo)簽，交納儲(chǔ)值。由發(fā)行系統(tǒng)向電子標(biāo)簽輸入車(chē)輛識(shí)別碼(ID)與密碼，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中存入該車(chē)輛的全部有關(guān)信息(如識(shí)別碼、車(chē)牌號(hào)、車(chē)型、顏色、儲(chǔ)值、車(chē)主姓名、電話等)。發(fā)行系統(tǒng)通過(guò)通信網(wǎng)將上述車(chē)主、車(chē)輛信息輸入收費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。車(chē)主將標(biāo)識(shí)卡貼在車(chē)內(nèi)前窗玻璃上即可。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入ETC收費(fèi)車(chē)道處于LI天線的發(fā)射區(qū)時(shí)，處在休眠狀態(tài)的電子標(biāo)簽受到微波激勵(lì)而蘇醒，開(kāi)始工作;電子標(biāo)簽以微波方式發(fā)出電子標(biāo)簽和車(chē)型代碼;天線接收確認(rèn)電子標(biāo)簽有效后，以微波發(fā)出人LI車(chē)道代碼和時(shí)間信號(hào)，寫(xiě)入電子標(biāo)簽的存儲(chǔ)器內(nèi)。當(dāng)車(chē)輛駛?cè)胧召M(fèi)車(chē)道出口天線發(fā)射范圍，經(jīng)過(guò)喚醒、相互認(rèn)證有效性等過(guò)程，天線讀出車(chē)型代碼以及入LI代碼和時(shí)間，傳送給車(chē)道控制器，車(chē)道控制器存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)并編輯成數(shù)據(jù)文件，上傳給收費(fèi)站管理子系統(tǒng)并轉(zhuǎn)送收費(fèi)結(jié)算中心。
如果持無(wú)效標(biāo)識(shí)或無(wú)卡車(chē)輛。在收費(fèi)車(chē)道上高速?zèng)_卡而過(guò)，天線在確認(rèn)無(wú)效性的同時(shí)，將啟動(dòng)快速自動(dòng)欄桿，關(guān)閉收費(fèi)車(chē)道，當(dāng)場(chǎng)將沖卡車(chē)輛攔截;在無(wú)專(zhuān)用收費(fèi)車(chē)道的自由流收費(fèi)時(shí)，可啟動(dòng)逃費(fèi)抓拍攝像機(jī)，將逃費(fèi)沖卡車(chē)輛的車(chē)頭和牌照號(hào)碼攝錄下來(lái)，隨同出LI代碼和沖卡時(shí)間一并傳送給車(chē)道控制機(jī)記錄在案，事后依法處理。
收費(fèi)結(jié)算中心與管理銀行收到匯總好的各路公司的收費(fèi)信息后，從各個(gè)用戶賬號(hào)中，扣除通行費(fèi)和算出金額，撥入相應(yīng)公司賬號(hào)。與此同時(shí)，銀行核對(duì)各用戶賬號(hào)剩余金額是否低于預(yù)定的臨界閾值，如低于，應(yīng)及時(shí)通知用戶補(bǔ)交金額，繼續(xù)通行，導(dǎo)致剩余金額低于危險(xiǎn)門(mén)限值，則應(yīng)將其劃歸無(wú)效電子標(biāo)簽，編人黑名單，并通知各收費(fèi)站，拒絕無(wú)效電子標(biāo)簽在高速公路電子收費(fèi)車(chē)道通行。