电子计费和自动收费技术发展应用

   电子计重收费体现多拉多付费的原则，可以杜绝征费人员的不廉洁行为。如果收费站全都采用电子计重收费管理系统，形成治理超限车辆的网络，超限车就无处可逃。现阶段高速公路采用不停车检测的高速动态称重系统，才能高速、有效地自动判别超限运输的车辆。 
一、电子计重收费系统的构成
    电子计重收费系统利用现代高科技手段，将动态轴计量电子汽车衡技术、自控技术和计算机技术相结合，可实现对车速、车型、载重等信息的快速检测，解决了判别轴载质量的技术难题。完整的称重系统一般包括：称重平台、传感器、车辆分离器、检测线圈、轴重仪、称重收费软件。
    公路计重收费系统在欧美国家已有几十年历史，目前普遍的方式为高速动态预检、低速称重。国内只有少数高速公路采用了动态预检计重系统。2001年，天津彩虹大桥收费站在国内实行计重收费管理。2002年，江苏省宜兴境内的104国道大港收费站和川分公路张渚收费站开始试行货车计重收费，由于收费标准合理，计重收费试点工作得到大部分驾驶员的理解与配合。我国的高速公路收费系统的发展，经历了从人工判费、半自动计算机判费人工收费、全自动计算机判费计算机收费方式三个阶段。目前，在普通高速公路上，收费方式主要为开放式。它使用不带储值功能的非接触式IC卡作为通行券，人工识别车型和收费。而在新修的高速公路上，使用闭路电视监控的封闭式收费方式为主流模式。根据通行券的介质不同，分为纸券、磁卡、条形码、IC卡、ETC等。
    在ITS 的服务领域中，ETC （Electronic tollcollection电子收费系统）是zui易市场化的，其基础技术非常成熟。ETC系统可使人工车道收费过程完全自动化，并大大提高公路的通行能力和服务水平，减轻收费站工作人员的劳动强度。ETC使公路收费向电子货币、无纸交易迈进，可以根治票款流失，解决公路收费的财务管理混乱问题，储值卡不仅可用来支付路桥通行费，而且可用于高速公路沿线服务付费，还可以节约基建费用和管理费用。
    ETC车道控制系统中通常包括三个子系统：自动车辆识别系统、自动车型分类系统、逃费抓拍系统。自动车辆识别系统是核心模块，通常由车载电子标签、天线、天线控制器和计算机系统组成。其他模块包括发卡模块、网络通讯模块、收费管理模块、数据分析模块。硬件设备包括电子标识卡、收发器、进行通讯处理的微处理器、车道控制器。
    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，射频／微波识别技术起源于二战时期的飞机目标识别系统，在军转民应用中，逐渐成为自动识别中的主流技术。射频／微波识别系统是利用安装在车内的射频卡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方式交换信息，并对其存储内容进行读写，从而识别车辆。在我困的高速公路收费系统中，将越来越多利用射频／微波自动识别技术实现收费自动化。
    电视监控系统在收费系统中相对独立，由车道摄像机、广场摄像机和监控室视频切换、VDM 系统控制、图像记录和图像显示没备组成。网络一般是以收费站为基本单元，管理处为分中心，管理局为中心的结构: 中心,分中心可通过光通信网络了解收费站广场的状态。
    ETC是车辆自动识别、短程无线通信、图像处理、网络等多项商新技术和设备的集成。国内推行ETC的zui大难题在于没有统一标准，系统互不兼容。另外，我国的电子银行体系还不完善，货币电子化不够普及，难以实现通行费自动划拨。ETC适合于单条公路和单座桥梁的收费，只有在路网环境下，它的优势才能充分发挥。
二、电子计费和自动收费
    为了解决现有一路一公司管理导致的收费站过多、收费站堵塞的问题，联网收费现在成为当务之急。
    要实现ETC在我国的推广，必须在技术方案上有所突破。2002年6月，我国自行研发的“两片式电子标签+双界面CPU卡”组合式收费技术方案通过专家评审。该方案在京珠南高速公路上成功应用，解决了ETC系统与已有人工收费系统互不兼容的问题，开创了ETC技术和IC卡收费技术紧密结合组合式收费技术方案的新思路，真正实现了一卡通行，为车辆用户提供了zui大限度的便利，给经营管理、客户使用带来了灵活性，大大降低了建设成本，适合中国国情。
    目前，省域联网收费也并非一帆风顺，主要原因是收费系统各自为政。首先，收费管理体制不同。其次，收费制式不同。有的路段采用封闭式，有的采用开放式。第三，与通信系统的接口不同，有SDH主干网，也有ATM主干网。第四，通行券不同。一路一公司，经营权独立，不利于ETC系统的推广，制定标准的工作迫在眉睫。
    组合式收费技术的设计思想走在世界前列，在技术细节研究方面也比国外深入和切合实际，这就为国内ETC生产商带来了机遇。但是，国内相关标准和体制迟迟不定，厂家投资风险大，不利于系统大面积推广。所以，很多省市现在还不能马上实现全省联网收费。权宜之计，可将辖域内收费高速公路网按照地理分布，避免区域内同一起点之间存在多条路径等条件，将辖区划分为若干区域，逐步实现区域内联网收费。这样，各区域结算中心再合并为全省结算中心，逐步实现省域联网收费。
    一卡通联网收费系统由收费总中心、分中心、收费站及收费车道等部分构成。系统硬件包括：收费车道的道闸系统、IC卡的发卡及读写设备、各级计算机系统、计算机通讯及网络系统等设备。其中，各个部分连接的核心是基于网络的通讯系统。系统的软件构成包括：收费软件、IC卡密钥管理系统、IC卡管理系统、收费站管理系统、收费中心管理系统及数据清分和网络数据通讯管理软件等。
三、通行券技术及发展前景
    通行券技术是封闭式收费系统的核心技术。在国外，一次性纸质磁性券技术至今仍是主流技术。我国使用过和正在使用的通行券（卡）方案近l0种之多。为规范市场和联网收费的需要，交通部发布《高速公路联网收费暂行技术要求》，将通行券（卡）方案限定为三种：一次性纸质磁性券、一次性二维条码券和重复性非接触式IC卡。
    影响通行券（卡）使用效果的主要因素有三个：信息载体类型、信息载体使用方式、自动读写技术类型。
    条码券方案采用热转印打印机打印条码和明文数据，入口发券设备比磁券发券机可靠、价廉，条码券在出口采用光电识读仪进行非接触式自动识读，可靠性高，平均无故障时间可达数万小时。非接触式读写的典型例子是非接触式IC卡和纸质条码券。非接触式IC卡将射频识别和IC卡技术结合，实现了IC卡无源化，具有可靠性高、寿命长、信息量大、安全性好和维护量小等优点。但经过几年运行，出现很多重复性使用的问题，在联网收费的环境下，网络越大，涉及管理单位越多，问题越严重。磁性券技术属于早期引进技术，有一次性优势，也有接触式读写的劣势。出于节省投资及运营费用的考虑，除已建系统继续使用外，新建系统不宜再使用。
    二维条码券方案是我国自主创新的成果，兼有一次性使用和非接触读操作的优势，有良好的数据安全性和低成本的特点，其采用zui先进的国家标准PDF417二维条码技术，针对现行的高速公路收费时使用的非接触式IC卡和磁卡收费系统的不足及收费实际需求而研制，特别适合于通行券方案，这一技术拥有广阔的发展空间。