基于无线射频技术的不停车收费系统的设计分析报告.doc

第一章 绪论 1.1 引言 近年来，随着各类车辆特别是私家车的快速增长，由于大多中小城市高速公路收费站仍采用人工收费方式，使得车辆在交费时需完全停止，引起的交通拥挤、延误等问题不断出现，在交通高峰期拥堵现象尤为严重。在如何提高收费结算率、避免拥堵方面，收费站已成为高速公路的“瓶颈”问题。另外车辆频繁的启动、刹车也造成了能源浪费和环境污染，同时也加快了车辆部件的磨损，带来交通隐患。基于RFID技术的高速公路自动收费系统采用无线方式，通过安装在车辆前部的射频卡(缴费卡)和置于收费站内的读卡器进行信息交换，是一种全自动收费方式.该系统的开发与实现，可以消除人为因素带来的影响，对于提高收费效率，降低车辆拥堵率具有积极作用。本文结合射频识别技术的应用提出了一种基于射频识别技术的高速路不停车电子收费系统(或称电子收费系统Electronic Toll Collection system，通常称为ETC)。这个电子收费能够让汽车正常速度形式过收费站，很大程度加强了高速公路的流量接受度;推动高速公路的收费方式向电子化发展，减少了高速公路的运营成本，对于运输行业的营运收益会有很大提升;ETC收费站比人工收费站的规模小，节约基建费用和管理费用;杜绝了传统的收费方式的缺点和人工收费的舞弊行为，保证了高速公路收费系统的公平性和高效性;很大程度减少了汽车经过收费站的等待时间，节约了能耗，减少了污染。简而言之，它使高速公路管理更有效率，更加规范化和智能化。 1.2 国内外发展现状 1.2.1国内电子收费系统发展情况我国最早的ETC 系统应用开始于1996 年10 月，广东省路路通有限公司引进美国TI 公司的ETC 收费设备，开发了ETC 收费系统软件，并在佛山、南海、顺德等地方的收费公路上建立了ETC 车道并投入运营，发行了一万多张电子标签。1998 年，北京首都机场高速公路采用美国MTECH公司的产品，开通了两条ETC 车道，发行了500 多张电子标签。2001 年，广东省采用组合式ETC技术在广韶公路、虎门大桥完成ETC 示范工程并使组合式ETC技术进入了真正的可操作阶段。2003 年，长沙机场高速路开通了当时最先进的路桥不停车收费系统。2004 年，成都机场高速公路启用不停车收费系统。2005 年，北京机场高速公路收费站“升级版”的不停车收费系统投入运行，新系统增加了抓拍取证、违章稽查等功能。2006 年12月31日，八达岭高速与京津塘高速的15个收费站将试行不停车收费系统。2007 年4月，厦门高速公路不停车收费系统运行。目前，我国提出“双界面CPU卡+两片式电子标签”的组合式联网收费技术方案，并采用人工半自动付费方式和电子不停车收费相结合方式，这种收费方式在很大程度上解决了大规模路网内电子不停车收费问题。组合式联网收费系统适合我国高速公路收费发展的特点和需要。组合式收费系统可以在已建系统上新增电子预付费业务，避免了重复投资或浪费的问题。我国在进行ETC系统建设时，只需对交通拥堵的收费站或有特别需求的收费站进行改造，涉及的主要是局部车道改造，而无须让ETC系统自身单独构成一个封闭式网络。最近几年来，随着我国高速公路联网收费的发展，国内众多省市高速公路已开通电子不停车收费（ETC）车道。区域内联网收费已很成熟，但区域间联网收费却存在系统兼容问题，阻碍了我国高速公路的健康发展。2007 年 3月 19日，电子不停车收费系统标准正式出台，该标准从物理层、数据链路层、应用层、设备应用和物理层主要参数测试方法五方面做出了相应规定。 从 1996年至今，我国范围内己经有26个省市相继开通了共6800多条ETC车道。并且通过实践证明，大多数ETC系统是安全、稳定、可靠的，并且取得一定规模和经济效益。截至2013年底，我国的ETC用户数量已经超过600万，根据2014年3月，交通部发布的《交通运输部关于开展全国高速公路电子不停车收费联网工作的通知》的内容：到2015年底，全国ETC联网，建成较为完善的ETC基础设施网络，主线收费站ETC覆盖率达到100%;建立多元化的用户发展模式，全国ETC用户数量达到2000万。未来我国ETC的市场前景巨大。 1.2.2 国外电子收费系统发展情况国际上，美国、欧洲、日本诸国很早就针对不停车收费系统中的研发技术、工程实施和标准规范进行了深入研究，并向国际标准化组织提交了有关不停车收费标准的草案，欧洲和日本提出的标准较为成熟，获得了较广泛的厂商支持。自从1988 年美国Lincon 隧道首开不停车收费系统以来，目前美国已有十多个运输管理机构在进行这方面的工作，大量的不停车收费车道已在美国国内的高速公路上开通。不停车收费系统已经成为美国回收公路投资的有效手段。三菱株式会社、丰田株式会社是日本国内不停车收费系统研