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专题讲座
南京机场高速ETC系统建设初探

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关键字:etc系统  etc  不停车收费  电子标签  obu       

摘   要:由于受限于当时机电系统技术的发展,以及十年来南京机场高速公路交通量的快速增长,现有的收费车道数量已经无法满足日益增长的交通流,特别是今年百年不遇的雪灾爆发,其矛盾更为突出。为了更好地解决这一突出的矛盾,根据省政府.交通厅的指示,将在南京机场高速公路率先建设和使用符合目前国家标准的电子不停车收费(ETC)系统,以减轻省门第一路的通行压力。目前,结合机场高速公路的实际情况,将在机场路主线收费站先期设置两条ETC车道。

    南京机场高速公路被喻为江苏省“省门第一路”,它于1997年6月28日建成通车,是当时国内第一条公路主体与机电系统同时开通的高速公路。就机电系统的建设而言,在当时是最为完善、功能性最强的系统之一,目前,该系统已经稳定地运营了十几年。由于受限于当时机电系统技术的发展,以及十年来南京机场高速公路交通量的快速增长,现有的收费车道数量已经无法满足日益增长的交通流,特别是今年百年不遇的雪灾爆发,其矛盾更为突出。

    为了更好地解决这一突出的矛盾,根据省政府.交通厅的指示,将在南京机场高速公路率先建设和使用符合目前国家标准的电子不停车收费(ETC)系统,以减轻省门第一路的通行压力。目前,结合机场高速公路的实际情况,将在机场路主线收费站先期设置两条ETC车道。

    目前ETC的发展前景

    众所周知,电子不停车收费(简称ETC)作为一种先进的收费手段,在国内部分省份的高速公路已经得到了应用。它的出现虽不能取消收费站,但能最大限度地提高通行效率,对于用户而言,可以在路网中快速不停车通过收费站,几乎感觉不到收费站的存在,这一特点为高速公路更快更好地发展提供了动力,也是交通行业落实做好“三个服务”的具体体现。

    ETC系统采用先进的5.8GHz微波频段的专用短程无线通信(Dedicated Short--Range Communication,DSRC)技术,以两片式电子标签(简称0BU)作为车载单元,高安全性电子钱包(储值卡或记账卡)作为支付手段,来完成整个收费过程。其主要是在行驶的车辆上安装着一个记录了该车相关信息的电子标签(OBU),当车辆通过收费站时,通过安装在收费车道侧的路侧单元设备(RSU)的射频识别设备(天线),利用短程无线通信读写车载电子标签OBU来实现信息的通信与交换。也就是说,系统采用车载装置记录代付款协议等信息,插入IC卡后,当通过电子收费口时,利用收费站通信天线与车载设备之间的通信,在计算机收费系统和IC卡同时完成对通行费的纪录,从而实现电子结算收费。电子不停车收费系统一方面可以允许车辆不停车通过,与传统的人工收费相比较,大大加快了高速公路收费道口的通行能力;另一方面,也使公路收费走向电子化,可降低成本,有利于提高车辆的营运效益。电子不停车收费大幅度降低了收费站的噪声水平和废气排放,与原来的人工收费和人工电脑收费方式相比,实行不停车收费后具有明显优势。不仅极大地改善了路上密集车辆所造成的环境污染、减少车辆阻塞现象、行车更加安全,更为主要的是将大大提高过路收费效率。

    南京机场高速公路ETC系统的总体方案

    系统建设目标

    南京机场高速公路主线站ET C系统的设置,将依据现有国标规范,结合长三角联网ETC系统示范工程的总体方案,在江苏省现有电子支付系统的基础上,将ETC系统与电子支付系统有机地结合,从而实现苏通卡应用的扩展。

    江苏省电子支付系统经过3年的运行,具有较完善的发行系统、客服系统与结算系统,目前已经有一批稳定的客户,且支付方式已被广大驾驶员所接受,因此,ETC系统的运用,将会更好地提升机场高速公路的服务水平,给用户带来更便捷的通行途径,减轻机场高速公路的通行压力。

    机场高速公路ET C系统的建设,一方面可对苏通卡的应用功能进行扩展;另一方面结合交通部有关建立长三角联网电子不停车收费系统示范工程的要求,对相关设备、系统进行测试运行,为今后江苏省路网的全面实施积累经验。机场高速公路主线站开通ETC系统,将是整个江苏省ETC系统实施的起点,对江苏省高速公路联网收费的意义是巨大的,产生的社会效应是深远的。

    系统的实现

    机场高速公路主线收费站ETC系统,是在国家智能交通系统工程技术研究中心开创性地提出的。双界面CPU卡+两片式电子标签”的组合式联网收费技术的基础之上,并结合江苏省高速公路发展的具体情况,采用两片式电子标签+苏通卡(A+卡、B+卡)组合式电子收费技术实现车辆的通行及通行费的征收,其系统的实现主要包括如下几个方面:

    硬件设备

    ETC系统主要由ETC车道控制设备、RSU(包括DSRC天线及控制器)、0BU、现场监控计算机、外围设备及外围电路等设备组成。其中,ETC专用设备RsU,0BU,将采用全面符合GB/T 20851.1-5-2007系列国家标准技术规范的产品,以保证长三角联网收费ET C系统实施后的设备兼容。

 

图一ETC系统车道控制系统图

    另外,为了实现两片式电子标签+苏通卡的组合模式,电子支付系统将在原有苏通卡的基础之上,新增苏通卡类型A+卡、B+卡。在苏通卡及电子标签发行时,采用苏通卡与电子标签0BU进行绑定,确保一车一卡,以符合长三角联网收费ETc系统的用户使用要求,杜绝换卡逃费。

    系统软件

    机场高速公路ETC系统将采用苏通卡进行支付,而目前江苏省高速公路电子支付系统运行稳定,其承受能力足以满足机场高速公路主线收费站ET C系统消费数据统计结算和传输要求。职能部门只要对联网结算中心的电子支付系统根据ETC系统业务进行部分调整,沿用现有的结算管理流程,即可完成对机场高速公路主线收费站ETC系统的结算功能。目前,机场高速公路的ETC系统的软件功能,主要包括车道控制系统,OBU发行及管理系统,结算管理系统、数据采集与数据交换系统等。如图二为主线收费站ETC软件系统功能结构图。

 

图二收费站软件系统功能结构图

    数据传输

    通信链路是数据传输的基础和保障,机场高速公路主线收费站ETC系统的通行数据将通过原有电子支付系统的通信网络链路来实现数据的上传。
    机场高速公路主线站ETC系统的网络系统,将构建于现有江苏省电子支付系统之上,因此,系统共分四级计算机网络结构:联网收费结算中心、机场路收费管理中心,机场路主线收费站,收费车道,所有的数据采集系统将采用逐级上传的方式来完成数据的上传功能。

    机场高速公路主线收费站ETC车道系统将ETC收费数据发送至收费站ETC系统数据库中,由站端ETC收费系统生成统计数据,并将ETC统计数据和ETC收费数据上传至联网收费结算中心电子支付系统中;由联网收费结算中心的电子支付系统负责ETc收费数据的统计、校验和汇总,并与银行进行数据交换,完成资金划拨。联网收费结算中心沿用电子支付系统结算方式,负责统计ETC通行费,提交给银行进行结算,以及通行费拆账。

 

图三机场主线收费站ETC系统数据传输框图

    客服网点

    客户服务网点是ET C系统顺利实施的基础。没有客户服务系统,就没有客户的来源,再好的ETC系统若没有车辆使用,将成为一堆废物,所以,客户服务系统的建立,将是整个ETC系统构建的重要组成部分。

    根据江苏省高速公路运营情况的总体架构,结合长三角区域联网不停车收费系统示范工程的总体要求,江苏省高速公路ETC系统的客户网点将由江苏省高速公路联网收费管理中心统一规划建立,并由其负责对符合发行条件的客户审批、销售、发行苏通卡和电子标签,以及后期的客户安装维护工作。

    而客服网点作为联网收费管理中心的一个职能机构,主要负责电子标签、苏通卡的发行、安装、后期维护工作,并将电子标签、苏通卡的发行、维护数据传送至联网收费结算中心,由联网收费结算中心负责对电子标签和苏通卡的管理工作。

    机场高速公路主线收费站ETC系统的电子标签与苏通卡黑名单数据等信息的下发,将由江苏省高速公路联网收费结算中心来负责完成。

    车道布局及车道的标志标线鉴于机场高速公路主线收费站目前车流量高以及ETC未来的用户量,ETC车道的设置将位于收费站的两侧,且系统采用自动拦杆的岛头模式进行设置,即自动栏杆将设置于紧靠RSU通信区域的后面,当车载0BU与路侧的RSU交易成功后,栏杆自动打开,车辆从ETC车道正常通行。若OBU与RSU交易不成功或车辆误闯,则自动栏杆不抬杆,车辆转入相邻的MTC车道通行。

    ETC车道的标志标线、标识等辅助设施,将遵照现有的国标或相关的规定来实施,其内容主要包括ETC车道预告标志、指示标志、车道岛头标志、车道地面标线、地面文字等。

    结束语

    总的来讲,我国的ETC系统建设的进展并不顺利,除了标准的统一、系统的运作和技术规范、运营管理有一定的难度外,还包括ETC系统建设的一次性投资较高,建设周期长,风险大,大多数入口收费站和出口收费站的交通量小,车道数量少。如果单独辟出一条专用ETC车道则增加了土建的建设困难,且对于土地的利用率也不经济。绝大部分的收费站缺乏应有的备份ETC车道,使整个电子不停车收费系统的可靠性和健壮性将无法得到保障等。另外,由于实施ETC系统在近期将无法体会到其带来的经济效益,大多数相关单位及职能部门对实施ETC系统的热情还不够。

    当然,南京机场高速公路ETC系统的建设有其特殊性,但随着对ETC系统的深入研究,特别是长三角区域联网ETC系统的建设,将从根本上解决ETC系统存在的瓶颈问题,机场高速公路ETC系统的建设将为江苏省乃至长三角区域ETC系统的规范建设提供一个强有力的试点场所和示范作用。

 

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