周武

摘 要：本文主要介绍了公路入口无人收费模式的功能、特点和组成，并分析了其创建方案和技术。

关键词：无人智能高速公路收费系统;智能计重;智能监控;EWTC

中图分类号：U495 文献标识码：A

0 前言

信息技术在高速公路收费系统当中的运用有着非常广阔的发展前景，不仅能够满足人们日常的收费需求，而且还能够通过智能技术的运用提高收费系统运行效率，进一步推动现代高速公路收费系统的智能化、现代化发展。

1 高速公路收费系统现状

随着私家车数量的不断增加，高速公路收费系统也面临着更加严峻的考验，尽管目前已经实现半自动化和ETC两种收费方式，但是受到车辆数量不断增加的影响，目前拥堵问题仍然十分严重。ETC系统是针对封闭式单车道进行的有栏杆模式的电子收费模式，采取双片式电子标签（OBU+双界面CPU卡），尽管CPU卡电子钱包的消费模式功能较多，但是高速公路收费系统计费时间过长，因此，需要将车速控制在30 km/h以下，因此，ETC智能交通在运用的过程当中仍然会受到交易速度、微波通信距离等多方因素的影响，而无法实现高效通行。

2 无人智能高速公路的实现

2.1 智能监控系统

（1）摄像机提升稳定性。高清摄像机在收费系统当中的运用，能够进一步强化视频的高清处理，同时能够集车牌识别、视频收集于一体，及时抓拍车辆的收费信息。（2）支持多种车辆特征识别。卡口系统可以对车辆的号牌、车标、车型、车轴数、车身颜色进行共同识别，尤其是在新型车牌当中识别更加精准。（3）信息技术在车辆设备系统当中的运用。需要进一步强化各项数据的深入挖掘，通过大数据系统进行全方位的信息整合，精准识别车辆情况。（4）电子车牌可确保收费的准确性和及时性。

2.2 智能计重收费系统

（1）智能计重收费系统。智能计重收费系统是建立在EWTC（电子不停车收费）车道之上的信息收集方式，所以在智能技术的基础之上，强化电子车牌车载设备（OBU）和收费路侧设备（RSU）这之间的信息交流，扩大信息交换面，实现信息的有效共享，同时将相关信息交由收费系统进行有效的处理，然后进一步完成费用计算和扣除步骤。（2）EWTC系统总体结构布局。EWTC系统中，入口承担计重治超功能，出口负责收费工作，同时运用双天线称台后置方案，检测机动车辆的各种相关信息，并对车辆重量、重荷载等进行计算。

2.3 多车道自由流联网收费

（1）以宽天线协同工作实现交通断面信号完全覆盖。宽天线协作的方式可以针对多车道的情况进行综合性的处理，实现信号的全面覆盖，同时，宽天线对于交易区域内，能够满足安装在车辆的电子标签无误交易盲区中的需求。（2）同步控制的方法能够确保所发射的信号不会形成互相干扰，影响信号的质量。信号发射会受到多重因素的影响，同步控制能够确保唯一RSU处于发射状态，这种方法就能有效避免重叠区域带来的信号损伤，避免交易失败问题的出现。这种方法的采用充分考量信号覆盖和信号质量之间的矛盾问题，确保车辆在自由行驶的过程当中能够交易成功。（3）动态跟踪OBU运动轨迹，避免通信区域边缘交易。交易区域在车道断面和定位区域之间的重合也决定了需要充分考量未知区域的问题。

3 无人收费模式应用问题

3.1 交易时间问题

无人收费模式在运用过程当中，虽然简化了收费的程序，同样也会受到车辆行驶速度大、车流量大等问题的影响，为了尽可能的提升收费的效率，就需要压缩RSU与OBU之间的交易通信时间。避免这一情况出现有两种方法，一方面是通过技术来缩短两者之间的交易时间，另外一方面则是加大SDSRC设备微波交易区域范围。

3.2 邻道干扰问题

相邻ETC收費车道受多重因素干扰，为保障收费系统的运行需对其进行处理。DSRC传播特点表明，系统中的RSU会影响自由流系统信号发射功率，干扰问题的产生，会影响其发射准确性。所以可以通过微波信号对其强度进行全方位的检测，运用新一代相控阵天线的定位技术动态跟踪0BU定位，可有效解决多车道连续安装ETC天线的邻道干扰问题，也是目前解决邻道干扰的最有效手段。

3.3 信号碰撞问题

多个RSU在自由流状态下，需要与多个OBU进行交易，所以数据信号碰撞的概率会大大提高，数据重传会使得交易失败率大大提高。同步控制技术的采取能够通过通信协议限定时间窗口，避免信号碰撞带来的系列问题。

3.4 行驶状态多样问题

自由流应用过程当中需要充分考量车辆不同行驶状态的交易成功率及难度相当之大，采用动态跟踪技术，以交通断面为单位保证信号无缝连续，能够有效解决以上问题。

3.5 OBU定位技术

在多车道自由流系统中，未交易车辆的识别是一个难题，系统需要精确定位已交易车辆的位置，车辆定位的目的是确定车载电子标签在通讯区域中的物理位置，并与视频抓拍系统配合，实现对违章车辆的稽查。但由于车辆的自由流行驶，通信区域会相互重叠，因此，车辆实际从哪条车道通过很难判断。在交易过程中，可以通过检测OBU发射微波信号的强度，并结合有效的定位算法来进行OBU的精确定位。但未安装OBU车辆的识别问题，这就需要精确定位交易车辆，配合车辆跟踪系统，对通过车辆车牌等信息进行实时地识别存储，结合已识别车辆的信息，共同确定、识别出已通过的未安装OBU的车辆。

4 无人智能高速公路收费系统的构建

4.1 智能监控系统的设计

第一，确保摄像机稳定性。无人智能高速公路收费系统运行时，高清摄像机能够更好地对信息进行采集，持续保证其稳定性。第二，智能系统设计时需对多重车辆信息进行有效识别，车型、车轴数、车辆颜色，车标，排号等都是识别的信息源，有效提高车辆排查的质量。第三，强化数据挖掘技术和分析应用技术在智能监控系统当中的运用情况，通过大数据处理提高车牌判断的精准性，避免假套车牌等问题的发生。

4.2 智能计重收费系统的设计

系统使用需求是智能计重收费系统设计的重要依据，所以在设计过程当中，需要充分考量EWTC车道设计形势与车牌信息交换处理等因素，然后在大量数据采集的基础之上，进行深入分析计算车辆费用。EWTC系统设计的过程当中需要充分考量入口计重和出口收费模式的具体校验情况，实时对车辆信息进行采集，一旦车辆通过秤台，快速将称重信息传输给车道计算机系统，并通过车道信息显示设备显示重量信息，实现车辆计扣费。

4.3 多车道自由流联网收费系统的设计

首先，宽天线协同工作是多车道自由流物联网收费系统当中的重点工作，通过使用交通断面信号，可以实现信号的完全覆盖。其次，避免发射信号会干扰到同步控制系统的正常运行，有效结合系统运行状况，消除重叠区域信号交换失败问题。最后，结合车辆运输轨迹，优化动态跟踪系统设计，避免通信区域边缘交易现象发生，解决信号不稳定引发的系列问题，提高交易的安全性和车辆使用的稳定性。

5 结语

总而言之，技术可以引领未来。在智能交通领域，通信技术的飞速发展影响着收费方式的变化。无人智能高速公路收费系统颠覆了传统的收费方式，使车辆摆脱了速度、车道和行驶状态的限制。“5.8GHz”已成为主要的发展趋势。通过集成多种智能产品构建的无人智能高速收费系统将被完全实施，并取代现有的收费系统。

参考文献：

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[2]魏路.无人系统初创企业亥伯智能科技，优先发展“军用”反哺“民用”[J].华东科技，2018，386（04）：69-71.