电子收费系统工作原理
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2015-08-11
20:28:29
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ETC 系统的组成及工作原理
ETC 系统是通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通
信和信息交换。主要由车辆自动识别系统、中心管理系统和其他辅助设施等 组成。其中，
车辆自动识别系统有车载单元（On board unit，OBU）又称应答器（Transponder）或电子
标签（Tag）、路边单元（Road side unit，RSU）、环路感应器等组成。OBU 中存有车辆的
识别信息，一般安装于车辆前面的挡风玻璃上，RSU 安装于收费站旁边，环路感应器安装
于车道地 面下。中心管理系统有大型的数据库，存储大量注册车辆和用户的信息。当车辆
通过收费站口时，环路感应器感知车辆，RSU 发出询问信号，OBU 做出响应，并 进行双向
通信和数据交换；中心管理系统获取车辆识别信息，如汽车 ID 号、车型等信息和数据库中
相应信息进行比较判断，根据不同情况来控制管理系统产生不同 的动作，如计算机收费管
理系统从该车的预付款项账户中扣除此次应交的过路费，或送出指令给其它辅助设施工作
其它辅助设施如：违章车辆摄像系统，自动控制 栏杆或其它障碍，交通显示设备（红，黄
绿灯等设备）指示车辆行驶。
ETC 技术发展
ETC 技术在 80 年代开始兴起，90 年代在世界各地使用，受到各国政府和企业的广泛重视，
世界许多著名公司，如 Amtech、TI、Boash、 Hitachi、Toyota 等均竞相研制。因此 ETC
技术发展很快，其主要经历以下 3 个发展阶段：
1.磁卡收费。主要在 ETC 发展初期使用。但由于其投资大，存储容量小，寿命短，保密性
差，对环境要求苛刻，防潮、防污、防振、抗静电能力差，而没有得到很好应用。
2.接触式 IC 卡收费。IC 卡因其存储容量大，保密性好，抗电磁干扰强，投资和维护费用少，
易实现智能功能而取代磁卡收费。但由于需要接触操作、易磨损、易受污、安全可靠性欠
佳，从而使使用受到限制，主要应用于公共交通收费等半人工收费系统。
3. 非接触式 ID 卡收费。它是在 IC 卡基础上，利用现代射频识别技术而发展起来的新一代收
费系统。最大特点是免接触，使得保密、安全性进一步提高，而且没有接 触磨损，寿命长
抗恶劣环境性能好，适合于 ETC 系统的野外、全天候工作。一般工作在微波波段，识别距
离长，读写数据率高，适合于对高速运动的物体进行识 别，真正实现不停车收费，是 ETC
系统发展的方向。目前各大公司正致力于微波非接触式 ID 卡收费系统的开发研制。
车辆自动识别技术
ETC 系统中车辆自动识别技术是其中最重要的技术，它直接影响到系统的性能和应用推广，
也是区别不同的 ETC 系统的主要标志。目前，采用的识别技术主要 有：1.红外线扫描识别
技术；2.CCD 摄像识别技术；3.激光扫描识别技术；4.IC 卡识别技术等。但由于交通运输本
身特点要求有一种能够在全天候、恶 劣环境下应用，远距离作用（10m 左右），安全可靠
性高，高速，寿命长的系统。上述这些系统由于本身缺陷都不能全面满足以上要求，而得
不到有效的推广应 用。微波非接触式 ID 卡识别技术就是适应这一需要而发展起来的。由
于微波透人性强，可以穿透浓雾、雨滴、风沙等，工作距离远，适合于车辆全天候、恶劣
环境 条件下工作，它具有工作距离远、体积小，既可以有源发射方式（寿命可达 10 年以
上）也可以无源反射方式（无寿命限制）工作，既可以主动式，也可以被动式工 作，车辆
以 50 — 120km／h 的正常速度通过收费站等特点。工作波段主要有 900MlHz、2.45GHz 和
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