高速不停车收费系统

1.1   高速不停车收费系统 

近年来，我国的公路建设取得飞速发展，高速公路通车里程不断增加，一些省分路网格局基本形成。但是随着路网的形成，通车公路里程的增加，交通流量也在不断增加，由此带来许多的新问题： 

1. 收费设施及收费技术落后，城市出入口的收费站形成交通瓶颈； 
2. 各路段收费方式、标准等方面的不统一，给用户交费造成混乱； 
3. 给社会造成公路部门到处设点收费的恶劣印象，与高速公路高速、快捷的形象极不相符； 
4. 重复建设收费广场和设施，造成投资浪费和运营成本增加； 
5. 停车次数增多，汽车尾气对环境的污染增加。 

鉴于国际和国内不停车收费发展的状况，本着先进、可靠、方便、实用的设计原则，北京京天威公司通过多方市场调研，研制开发出了京天威高速不停车收费系统，并在实际应用中取得了很好的效果。 

1.2  系统特点 

先进性： 
 现代信息技术是现代科技发展中最活跃的领域，新产品、新技术层出不穷，每个新技术的出现都对我们的生活方式产生极大的影响，对我们工作效率的提高起到极大的推动作用。因此本系统必须采用先进的技术和设备，这一方面反映了设备所具有的先进水平，又使得整体系统具有强大的发展潜力。同时，由于本系统是一直实际使用的工程，因此其要求设备和技术又必须是相对成熟的。 

可靠性 
必须考虑采用成熟的技术和产品。在设备选型和系统的设计等方面都尽量减少故障的发生。 

可维护性 
可维护性是当今应用系统成功与否的重要因素，包括两层含义： 

(1)故障的排除； 
(2)日常管理操作简便。 

应用性 
设计本系统，应首先考虑能满足管理的功能要求和实际应用的需要。 

开放性 
考虑到投资者的长远利益，本系统必须是开放系统，可与其他系统集成，并结合相关的国际标准或工业标准执行。 

可扩充性 
本系统考虑今后发展的需要，因而必须为系统产品系列、容量与处理能力等方面扩充与换代提供支持，这种扩充不仅充分保护了原始投资，而且具有较高的综合性能价格比。 

规范性 
由于本系统是一个综合性系统，在系统设计和建设初期应着手参考各方面的标准和规范，并且应遵从该规范各项技术规范，并做好系统的标准化设计与管理工作。 

第二章 系统设计方案及说明 

2.1  ETC车道设计 

ETC车道方案图： 

ETC车道的设计，主要考虑车辆通过速度因素，保证车辆能够以40Km/h的速度通过。合法车抬杆放行，违章车拦截并引导其进入人工收费车道。 

2.2 ETC系统运行方式 

通行费采取记名或记账卡（电子存折）计费方式。根据电子标签中时间或金额的多少可以将电子标签分为：正常电子标签、灰名单标签、黑名单标签。 
正常标签：可正常通过的标签； 
灰名单标签：电子标签帐户金额不足时，将被列为灰名单；  
黑名单标签：电子标签帐户超过规定日期或金额超过透支限额时，将被列入黑名单。 
黑、灰名单标签处理：自动栏杆处于常闭状态。对于灰名单标签，车道系统通过费额显示器对用户进行提示，抬栏杆，亮绿灯，放行；对于黑名单标签，系统将对其进行拦截，报警。声光报警器报警15秒后自动熄灭。 
车辆通行可与监控系统连接进行通行过程实时监控；通过调整阅读设备的阅读角度和配合车辆检测器杜绝跟车现象。 

2.3  电子标签使用 
电子标签可以以“买断”及“租用”两种方式提供给用户： 
买断方式：用户购买电子标签，电子标签归用户个人所有； 
租用方式：用户在使用电子标签之前，向运营公司交纳电子标签使用押金，电子标签租借给用户使用。用户退租后，押金返还给用户。
 
2.4  电子标签信息 

入口站：  
读取：电子标签编码、车型、车牌号 
写入：入口时间、入口站号、入口车道号 

出口站：   
读取：入口时间、入口站号、入口车道号、电子标签编码、车型、车牌号 
写入：出口时间、出口站号、出口车道号 

2.5   计费方式 
系统计费方式可分为“租用”和“储值”两种： 
租用方式：用户预交通行费，在规定的时间内（如一个月）不限次通行，超过期限后禁止通行，用户可在标签到期时续交通行费，延续租用； 
储值方式：用户同样续交通行费，每次通过时，在用户的账户上扣除相应的通行费，当用户帐户余额不足本次通行时，系统将对其进行拦截，用户可对其账户进行充值。 

2.6   车道程序状态 
ETC车道程序可以分为三种状态： 
正常状态：即工作状态； 
锁定状态：当车道遇到异常情况后，车道程序即进入锁定状态。这里的锁定指锁定抬栏杆操作，这使得后续的合法车辆不会放行已经被拦截的非法车辆。 
维护状态：用于系统维护及执行一些人工干预操作。疏导员通过维护状态可以解除车道程序的锁定，手动放行违章车辆。 

2.7   ETC后台系统 
高速公路ETC系统的后台管理系统与人工收费的后台系统完全分离，相互独立。其目的就是便于维护。 
ETC的后台系统包括：主服务器、工作站。 
主服务器：主要负责收费、账务数据的存储与结算等功能。 
工作站：主要负责电子标签的发行管理、帐户充值以及数据备份等功能。 

第三章 系统设备 

3.1   系统设备选择 
由于系统对性能要求较高，为使系统稳定、快速、可靠，推荐采用目前最先进的不停车远距离识别方案。此系统为我司在1999年首先引进，已应用于多个工程。 
系统采用的设备是远距离识别技术，是目前较先进合理的识别系统。为车辆的快速通过提供了一个较为方便、快速的解决方案，它采用RFID技术生产的RF识别卡，车卡小，识别距离最远可达15M。该卡可方便地吸附于车前玻璃上，读卡器装于收费岛一侧对车辆进行高速遥控识别，司机不用停车交费，系统将自动远距离识别带卡车辆，车辆可连续通过，不会造成出入口堵塞与混乱，亦不会出现重复读卡，设备使用寿命可达10年，长年不用维护。 

3.2     阅读设备 
本阅读设备内置管理程序，可脱机自动完成物体识别功能，内置数据库可存储大量电子标签数据。 

产品特点： 

 免手动识别； 
 防水、防尘塑料外壳，可适用于恶劣环境； 
 串行通讯； 
 高速读取； 
 体积小巧，设计紧凑。 

产品技术特性： 

工作频率为2.45GHz，具有环极性信息磁场； 
6m-15m阅读距离,15m范围内可检测移动物体 ； 
软件设定阅读距离/频道（100个可选频道）； 
3色发光管和蜂鸣器； 
用户可编程； 
闪速EEPROM数据库； 
DTMF及LED接口； 
RS232及2/4线制RS485； 
3并行输入，2并行输出； 
 继电器及防护开关； 
 24V或12V工作电压； 
 -40度到+85度正常工作； 
 雨、雪、风、沙、腐蚀、等恶劣环境下正常工作； 
 RFID技术，准确识别率100%。
 
3.3    电子标签 
作为车辆的电子标识，安装在汽车风档右下方。内存信息存储可根据用户需求，有两种定义方式： 
1）、唯一ID码，建立中心数据库，唯一ID码与车辆基本信息一一对应； 
2）、内存车辆基本信息，如车牌号、车型等基本信息。 
                
电子标签技术指标： 

供电类型：电池供电； 
使用寿命：大于6年； 
工作温度：-50℃ — +85℃； 
工作频率：2.45GHz； 
适应环境：雨、雪、雾、灰尘、油污、化学腐蚀、风沙、振动、冲击等。 

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