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高速公路不停车收费背后的技术-RFID

发布时间：2007-5-88:59
日前，长三角高速公路“电子不停车收费”试点正式启动。高速公路“不停车收费”后，只需在车内安装一张特制的IC卡，通过收费站时，电子系统会自动计账收费。“不停车收费”使得车辆通过高速公路收费站的时间缩短在几秒钟之内，高速公路通行能力将大大提高。 支撑高速公路不停车收费背后的关键技术是RFID。RFID的应用面相当广，不仅在商业领域应用广泛(如笔者曾经有论文《RFID技术在商业零售企业的新应用》在《商场现代化》杂志2007年4月总499期上发表)，在交通领域应用也越来越多。 在车辆自动识别技术的发展过程中，试验和实施了多种不同的自动识别技术，如感应线圈识别技术、声表面波识别技术、条码识别技术、红外通信识别技术和射频识别技术等，但最终主流归结到采用射频识别技术作为不停车收费系统的车辆自动识别技术。 不停车收费系统又称电子收费系统（ElectronicTollCollectionSystem），简称ETC系统。它利用车辆自动识别(AutomaticVehicleIdentification，简称AVI)技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路对收费数据进行处理，实现不停车自动收费的全电子收费管理系统 该系统通过安装在车辆挡风玻璃上或者车身其他部位的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。不停车收费系统主要利用车辆自动识别技术，通过路侧车道控制系统的信号发射与接收装置识别通过车辆的编号，自动从该用户的专用账户中扣除通行费。 射频识别系统是利用安装在车内的射频卡（无线电收发器）存贮车辆编号及相关信息，安装在车道的射频天线可与该无线电收发器以专用短程通信（DedicatedShort-RangeCommunication，简称DSRC）方式交换信息，并对其存储内容进行读写操作，从而识别出当前通行车辆。除了用于收费以外，射频电子标签（ElectronicTag，简称ET）的一些型号也可以用于车路通讯（Vehicle-RoadCommunication），这一技术甚至允许车道设备向配备有显示器的射频电子标签发送交通管理信息，这就使得不停车收费系统拥有城市交通管理和控制的潜在能力。 ETC技术在国外已有较长的发展历史，美国、欧洲等许多国家和地区的电子收费系统已经局部联网并逐步形成规模效益。日本在2003年就已经有超过1000条ETC收费车道被安装在收费站，几乎遍及日本所有的高速公路。目前，关东高速已全部实现了ETC收费，只保留部分车道进行ETC和半自动混合收费。绝大部分的商业运营车辆已经装备了ETC车载单元，我国很多地区已经开始使用ＥＴＣ系统对高速公路收费管理系统进行升级。 不停车收费技术特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下采用。在传统采用车道隔离措施下的不停车收费系统通常称为单车道不停车收费系统，在无车道隔离情况下的自由交通流下的不停车收费系统通常称为自由流不停车收费系统。实施不停车收费，可以允许车辆在较高的速度之内通过，故可大大提高公路的通行能力；公路收费走向电子化，可降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益；同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排放。由于通行能力得到大幅度的提高，所以，可以缩小收费站的规模，节约基建费用和管理费用。另外，不停车收费系统对于城市来说，就不仅仅是一项先进的收费技术，它还是一种通过经济杠杆进行交通流调节的切实有效的交通管理手段。对于交通繁忙的大桥、隧道,不停车收费系统可以避免月票制度和人工收费的众多弱点，有效提高这些市政设施的资金回收能力 目前，RFIDETC高速公路不停车收费，其要求远距离读卡器能识读在至少十米的距离。以目前的技术手段而言，只有两种方式能够实现:一种是采用半有源电子标签的远距离读卡器，识读距离能达到十米；另一种是采用有源电子标签（有源射频卡）的远距离读卡器，识读距离最远可达到100米。这两种远距离读卡器的重要区别在于识读可靠性：半有源射频卡的远距离读卡器识读可靠性不能达到100％，而有源射频卡的远距离读卡器可靠性能得到完全保证。当然，后者支持的电子标签成本也相应高于前者。因此，对于远距离读卡器的选择取决于应用需求
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