ETC不停车收费系统的原理及技术
ETC不停车收费系统的原理及技术
ETC不停车收费系统的原理及技术
ETC（Electronic Toll Collection，即电子不停车收费系统）是一
种通过电子技术实现的高效、智能化的收费方式，主要应用于高速公路等
需要进行车辆收费的场所。
其原理和技术包括以下几个方面：
4.支付与扣费：在验证通过后，ETC收费站会向车辆的支付账户扣除
相应的费用。
这通常是通过预付款方式进行，车主需要事先将一定额度的
款项存入ETC账户，当通过收费站时，系统会自动从账户中扣除相应的费用。
5.数据传输与处理：ETC系统会将扣费信息和车辆的通行记录等数据
进行传输和处理。
这些数据可以用于后续的账务统计、车辆管理、交通流
量监控等方面。
总之，ETC不停车收费系统是一种高效、智能化的收费方式，通过射
频识别技术、通信技术和数据库管理技术等实现了快速、准确的车辆识别、账务处理和数据管理。
这种系统在提高车辆通过效率的同时，也能够提升
高速公路的交通流量控制能力，减少了车辆排队等待的时间。
ETC不停车收费系统关键技术分析
ETC不停车收费系统关键技术分析摘要：不停车收费系统（ElectronicTollCollectionSystem，简称为ETC系统）利用专用短程微波通信技术（简称为DSRC），通过收费车道或路侧单元（RUS）与车载单元（OBU）交换信息，然后通过终端计算费额，完成不停车电子账户收费。
在不停车收费系统的实际使用时，希望及时高效地完成过车交费业务，并使客户能够完全接受这种新的收费方式。
ETC不停车收费系统由自动车辆识别、自动车型分类、逃费抓拍三个部分组成。
关键词：ETC车道系统车型分类识别车牌识别逃费抓拍系统中图分类号：TP872文献标识码：A文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0153-021不停车收费系统的关键技术在不停车收费系统的实际使用时，希望及时高效地完成过车交费业务，并使客户能够完全接受这种新的收费方式。
ETC不停车收费系统由以下3个部分组成。
（1）自动车辆识别系统需要所通过的车辆带有电子标签，当汽车驶过高速公路车道时，车道旁的微波天线就与电子便签进行数据通信，验证用户信息和车辆信息，判断是否为正常状况，是否可以让车辆通过。
（2）自动车型分类系统是让车辆驶过地面安装有大量传感器的高速公路路段，将传感器所检测到的数据与RFID中所记忆的信息相比对，确定无误后就进行扣费交易。
（3）逃费抓拍系统是用来抓拍未付费强行闯关的车辆，摄像头摄取到车辆的车型数据及车牌数据，交予交管部门进行处理。
2不停车收费系统的分类不停车收费系统（ElectronicTollCollectionSystem，简称为ETC系统）利用专用短程微波通信技术（简称为DSRC），通过收费车道或路侧单元（RUS）与车载单元（OBU）交换信息，然后通过终端计算费额，完成不停车电子账户收费。
不停车收费方式有两种：事后收费方式及同步扣费方式。
2.1事后收费方式系统主要还是通过IC卡进行扣费。
具体操作过程是：当装载有电子IC卡的车辆经过收费站时，装载在道路两侧的设备识别并读取IC卡信息，然后后台的计算机管理系统将读取的IC卡内存储的车辆信息和车主信息与终端进行核对，核对无误后将车辆的通过时间及收取的通行费额等信息记录备案，事后在该车辆IC卡账户上收取相应的费用，从而实现一次完整的收费过程。
ETC不停车收费系统原理及其应用简介
• 有专家建议，可以借鉴国外的经验，加大 ETC系统的宣传力度，增开服务网点；同 时对ETC用户的高速公路收费可采取适当 优惠，对收费的标准甚至可以立法保 障。 真正让车主觉得合算，这样，“ETC 时代”就可能真的要来临了！
6.ETC在运营中的问题
1）误入车辆引起ETC车道拥堵；
2）ETC系统跟车干扰严重；
2.ETC工作原理
2.2 ETC的技术设备
2.2.2 微波天线
天线控制器
激 活 信 号 解 析 处 理
微波天线
调 制 放 大 响 应 数 据
电子标签
2.ETC工作原理
2.3 ETC的工作流程
1）购买电子标签； 2）驶入入口天线发 射区； 3）驶入出口天线发 射区
• ETC车道与传统的MTC车道建设相似，主要由ETC天线、车道控制器、 费额显示器、自动栏杆机、车辆检测器等组成
3.ETC的优点
1）对用户的益处
（2）更好的服务水平
• 更通畅的通行环境
• 更低的排放和环境污染
• 更便捷的付费服务 • 更准确的运营数据服务
3.ETC的优点
2）对业主的益处
（1）更少的基建投入 2条ETC车道+6 条MTC车道＝14条MTC车道（按通行能力) 节约40％基建费
3.ETC的优点
用于公路、桥梁和隧道的新型电子自动收费技术。
它通过车载电子标签与微波天线之间的专用短程通
讯( Dedicated Short Range Communication，简称DSRC)，
在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况
下，自动完成收费处理全过程。
三大特点：不停车、无需人、无现金。
2.ETC工作原理
etc的原理
etc的原理
ETC（Electronic Toll Collection，电子收费系统）是一种自动化电子收费系统，用于在公路、桥梁和隧道等收费站点自动收取车辆通行费。
ETC系统的原理是基于无线电频率识别（RFID）技术。
每辆车辆需要安装一个特殊的ETC装置，这个装置内部包含一个RFID标签。
在车辆驶入ETC收费站时，ETC装置会与收费站内的ETC设备进行通信。
通信通常通过微波或红外线来进行，收费站的设备会发送一个无线信号，ETC装置接收到信号后会返回车辆的相关信息，比如车牌号码、车辆类型等。
收费站设备将这些信息与车辆通行费率进行匹配，并自动扣除相应的费用。
除了RFID技术，ETC系统还使用了计算机网络和数据库技术来管理和处理大量的车辆和收费信息。
收费站设备会将每辆车的通行记录和相关收费信息传输到中央服务器上，交由相关机构进行统计和管理。
ETC系统的优点包括节省通行时间和提高交通效率。
由于无需停车交费，车辆可以快速通过收费站点，减少了交通拥堵现象的发生。
此外，ETC系统还能提供更多的支付方式选择，方便了车主的支付操作。
ETC系统的推广和应用已经相当普及，许多国家和地区都使
用ETC系统来代替传统的人工收费方式。
通过ETC系统的使用，可以实现更高效、更便捷、更智能的道路通行费收取。
etc不停车收费系统
1.背景随着社会经济的发展，汽车的普及率越来越高，交通拥挤加剧、交通事故频繁等交通问题变得日趋严重，同时由于交通堵塞所引起的总体资源浪费、汽车排放物对环境的污染等对社会造成的影响更是难以估计。
在这种背景下，近年来世界各国纷纷提出了属于自己的智能运输系统开发研究计划，其目的是利用计算机、现代通信和自动控制等现代高新技术来改善交通状况，合理利用现有道路交通设施，建立智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)，以达到“保障安全、提高效率、改善环境、节约能源”的目的，从而提高道路交通的整体通行能力。
从系统的观点出发，把车辆和道路综合起来考虑，着眼于充分利用现有的道路交通设施，在不用人力兴建新的道路设施的前提下着重提高通行效率，以节约建设资金和时间。
电子不停车收费系统（ETC）是ITS领域中的一个特殊的方面，由于它涉及交通基础设施投资的回收，又是缓解收费站交通堵塞的有效手段，所以具有巨大的潜在的客户群，因此各个国家都把ETC作为ITS领域最先投入应用的系统来开发。
即使是以前很少有公路收费的国家（如美国、德国等），考虑到扩大道路建设资金的来源以及鼓励私人投资公路建设或控制大城市的交通量，都纷纷将ETC 引入了智能交通道路系统。
在电子不停车收费系统（ETC）中，通信技术是其核心技术，尤其是短程无线通信技术在电子不停车收费系统中占据着主导地位，它的应用是电子不停车收费系统得以实现的最可靠的保证2.ETC系统原理主要由前端系统和后台系统组成，前端系统包括车道控制系统、RSU、OBU及其他附属电子设施。
1>.OBU（又称电子标签Tag）中存有车辆的识别信息，如车牌号、汽车ID 号，一般安装于车辆前而的挡风玻璃上。
2>.RSU安装于收费站旁边。
RSU一直发送广播信号，当车辆通过收费站口时对RSU广播信号做出响应，建立专用通信链路进行双向通信和数据交换。
车道控制系统通过RSU实现AVI信息验证、支付信息验证等数据交互，并控制整个ETC车道的电子设施，包括自动控制栏杆、车辆摄像系统、交通灯等。
etc工作原理及过程
etc工作原理及过程
ETC (Electronic Toll Collection) 是一种电子收费系统，它利用电子技术和通信技术来实现高速公路和其他收费道路的车辆收费。
ETC系统的工作原理和过程如下：
1. 车辆识别，当车辆接近收费站或特定的ETC识别区域时，车载设备（如ETC标签）上的无线电频率识别装置会发送信号，与收费站或识别区域内的读取器进行通信，以识别车辆。
2. 收费计算，一旦车辆被识别，系统会自动记录车辆通过收费站或识别区域的时间和位置，并根据车辆类型、行驶距离等信息计算相应的收费金额。
3. 通信和数据传输，收费站或识别区域内的读取器会通过无线电频率与车载设备进行通信，将收费信息和车辆识别信息传输至中心服务器。
4. 收费处理，中心服务器接收到车辆信息后，会根据预设的收费标准对车辆进行收费处理，并将相关信息记录在数据库中。
5. 收费确认，一旦收费处理完成，系统会向车辆的ETC设备发送确认信息，同时显示收费金额和车辆通过的门架。
整个过程中，ETC系统能够实现车辆的快速通行和自动收费，大大提高了收费效率，减少了车辆排队等待的时间，同时也降低了人工收费可能带来的错误和延误。
ETC系统的工作原理和过程涉及到无线通信、车辆识别、数据处理和收费管理等多个方面，通过这些技术手段的整合和协调，实现了高效的电子收费服务。
ETC系统的运行及在智能交通中的作用
ETC系统的运行及在智能交通中的作用ETC是电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection）的简称，是对传统人工半自动收费系统（Manual Semi-automatic Toll Collection，简称MTC ）优化升级后的收取车辆通行费的新技术，也是目前世界上最先进、最稳定的路桥收费方式。
一、ETC系统的运行ETC的工作原理：是利用专用短程微波通讯（Dedicated Short-Range Communication，简称DSRC）技术，通过路侧单元（Road-Side Units ，简称RSU）与车载单元（On Board Unit，简称OBU）通过信息交换，自动识别车辆，采用电子支付方式，自动完成车辆通行费扣除的全自动收费方式。
ETC的工作方式：当ETC系统检测到车辆进入ETC车道时，安装在收费站的RSU与车载的OBU自动进行信息交換，与微波天线连接的ETC车道计算机根据电子标签内存储的信息识别车辆的信息，根据行驶里程从插入OBU中的磁卡扣除通行费，交易成功后，车道栏杆自动抬起，车辆驶出通过后，栏杆自动降下。
整个收费过程不需人工干预，用户可不停车快速通过。
（一）路侧单元RSU的功能：路侧单元RSU（即微波读写天线），由微波天线和读写控制器组成。
微波天线是一个微波收发模块，通常与天线控制器、抓拍系统、车检线圈、信号通行灯、高速自动栏杆、费额显示器等设备互联，完成对互联设备的各种控制功能、通信功能和处理功能。
负责信号和数据的接收/发送、调制/解调、编码/解码、加密/解密;读写控制器是控制发射和接收数据以及处理向上位机收发信息的模块。
DSRC微波天线以5.8GHz微波无线DSRC协议的通讯方式与两片式OBU及IC 卡进行数据交换，实时采集和更新标签和IC卡中的信息，并通过串行口与计算机和网络通讯。
最后通过数据处理单元（Processing Data Unit，简称PDU）完成数据交换，它是OBU与PDU之间的通信桥梁。
高速公路不停车收费系统(ETC)介绍
高速公路不停车收费系统（ETC）介绍不停车收费系统(又称电子收费系统Electronic Toll Collection System，简称ET C系统)是利用RFID技术，实现车辆不停车自动收费的智能交通子系统。
该系统通过路侧单元RSU（Road Side Unit）与车载电子标签之间OBU（On Board Unit）的专用短程通信，在不需要司机停车和收费人员操作的情况下，自动完成收费处理过程。
ETC车载单元结构图 1. ETC OBU结构图如图一所示，OBU由电池系统，MCU，射频，显示和读卡部分（ESAM卡，CPU卡，射频卡）组成。
MCU作为整个系统的中心，负责管理显示，读卡以及与射频部分的数据处理及交换。
FM0编码方式介绍在车辆通过收费站时，OBU和RSU通过5.8G的载波调制，进行高速的数据交换。
数据采用HDLC FM0调制。
FM0编码遵循以下三个规则：A.一个周期内有电平跳变表示”0” ;B.一个周期内没有电平跳变表示”1”;C．相邻两个周期电平相反。
数据形式请参考图2图 2. FM0编码方式车载电子标签（OBU）对MCU的挑战车载电子标签系统对MCU有两个挑战。
一是低功耗；二是高速数据通信能力。
车载电子标签的电池要求有5年以上寿命或者能够支持1万次以上交易。
整个系统的低功耗设计成为工程师们的首要任务。
其次，RSU对OBU下行数据波特率达到了256Kbps，上行数据波特率512Kbps。
由于车辆通行时间非常短，需要OBU对RSU的数据和命令快速响应。
而数据包最长能够达到1Kbits，不允许OBU收下整个数据包之后再解码，这要求MCU有实时编解码的能力。
一般情况下，对FM0的软解码需要得到数据的电平宽度，从而实现解码。
通常有两种方式，一种是Timer捕获数据沿，然后软件在中断中判断数据沿之间的宽度。
另外一种是定时采样数据口线的电平，通过计数方式得到电平宽度。
ETC下行数据速率达到256Kbps，对数据“0”来讲，数据跳变沿之间的宽度只有2uS。
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ETC不停车收费系统的原理及技术
ETC( Electronic Toll Collection ) 即电子不停车收费系统。
是国内外正在努
力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。
使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。
这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收
费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。
针对此情况，多奥科技研发出ETC停车场系统方案。
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ETC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，可以允许车辆高速通过（几十公里以至100 多
公里），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。
系统组成：ETC车道与传统的MTC车道建设相似，主要由ETC天线、车道控制器、费额显示器、自动栏杆机、车辆检测器等组成。
功能实现：
1.车辆进入通讯范围
2. 读写天线与电子标签和CPU卡进行通讯，判别车辆是否有效，如有效则进行交易；无效则报警并封闭车道，直到车辆离开检测线圈。
3. 如交易完成，系统控制栏杆抬升，通行信号灯变绿，费额显示牌上显示交易金额
4. 车辆通过自动栏杆下的落杆线圈后，栏杆自动回落，通行信号灯变红，系统等待下一辆车进入。
高速道闸
高速道闸主要配置：便携式遥控器2个、三联手动开关1个、闸杆1根、安装螺丝。
（1）高速道闸机芯结构特点
核心技术是采用专门设计的AC220V特种转矩电机
电机为低速免维护电机。
电机可以被制动于任意位置而不会造成损坏。
在两个终端极限位置时，该电机功率自动减退至约20W，既可节省能耗，又可避免冷凝及腐蚀，即使在寒冷的冬季也可正常运转；
传动机构采用正弦连杆机构，去掉了普通自动拦杆使用的减速装置，使整个结构更趋紧凑、合理，大大减少了机械故障；
特殊的电机线圈结构使它在通、断电的瞬间，不会出现普通电机不可避免的瞬间大电流和瞬间电压波动，可直接用UPS供电而不会影响同一电网内其他设备的正常工作。
（2）高速道闸技术参数
电源电压：AC220V+10%
型号：DAIC-TC-DZ
电源频率60Hz
电机功率：80W
配杆长度：3.0m
起落时间：0.9s1.2～1.4S1.9S
运行寿命：≥500万次
环境温度：-40ºC～+75ºC
相对湿度：50%～90%
适用场所：高速公路封闭式路桥收费、开放式路桥收费，海关、码头。
车辆检测器
（1）车辆检测器特点
温度稳定性高
环境漂移自动补偿功能
多级雷击保护功能
线圈故障自动侦测功能
具有多级灵敏度可调
可配合道闸实现防砸车和自动关开功能双线圈型号可实现车辆方向的检测（2）车辆检测器技术参数
工作电源：220V AC ±10%
型号：DAIC-TC-JCQ
额定功率：4.5W
工作温度：-30 -+70 ℃
工作频率：20～170KHz
灵敏度：0～9级
继电器输出：DC24V/3A
安装：DIN导轨
尺寸：100*70*118mm
反应时间：20毫秒
费额显示器
（1）费额显示器基本介绍
每次车辆通过ETC专用道识别区时，车道边左侧的显示屏都会亮起绿灯，下方显示“账户正常”、“账户余额××元”及车牌号。
提醒广大车主，使用ETC储值卡的用户显示账户余额，使用ETC联名卡的用户显示账户正常。
点阵式费额
显示器系列产品适用于省道、国道、高速公路收费站，桥梁，停车场等收费场所，安装在收费车道岛尾位置，显示收费车型及收费金额等信息。
费额显示器可以根据客户需要修改尺寸和分辨率，制作成其他用途的室外单色显示屏。
（2）费额显示器特点
该产品为点阵式发光面，显示内容灵活多样，避免了数码管费显容易淘汰的弊端；点阵式发光面采用了8192只高亮度Φ5红色LED，性能优于普通8x8发光
模块，适用于户外使用；结构件材料为不锈钢，表面抛光，造型美观、强度好。
结构件之间的联结使用了点焊工艺，保证了产品加工的标准性和一致性。
（3）费额显示器技术参数
点阵式电子显示屏
光源：高亮度Φ5红色LED分辨率：64X128发光亮度：1,800mcd
型号：DAIC-TC-FE中心波长：625nm通讯方式：RS232接口
显示模式：字符模式、图片模式显示特效：多种移入特效、移出特效亮度控制：程序控制三级可调
4路预留控制位，可控制报警器等外设开机自检逐点扫描功能屏体尺寸：1200X600机箱立柱：亚光不锈钢，防水、防尘、防锈蚀
工作电压：AC220V，50-60Hz
平均功耗：200W
工作温度：-30℃~+75℃工作湿度：10%～95%在-5℃～60℃之间MTBF：≥50,000小时MTTR：≤0.5小时防护等级：IP55
远距离读头
（1）远距离读头特点
一体化产品设计，性能稳定，安装简单方便；
同体积产品，读写距离更远；
同类型产品，标签识别灵敏度更高；
高速运动目标,也能轻易捕获到；
兼容18000-6C/6B两种协议；
跳频工作抗干扰能力强；
支持多标签同时读写；
防水防晒，可用于户外使用；
（2）远距离读头技术参数
工作频率：5.8G（可根据用户需要定制）
工作方式：广谱跳频(FHSS) 或定频工作，由软件设定。
支持标准：ISO18000-6C、EPC Class1 GEN2、ISO18000-6B
读写标签：符合ISO18000-6C 或GEN2 或6B协议的标签。
工作模式：分为主从模式、定时模式、触发模式，可由软件设定。
RF 功率：0～30dBm，可由软件调整。
天线内置：天线与读写器一体化集成设计，减少衰减，性能稳定。
天线增益：12Dbi，水平极化。
天线功率：接入天线功率5W，可调。
读写距离：读写标签（标准卡尺寸）稳定距离10-30米，读写距离与标签尺寸有关。
通过软件可调整读写距离。
通讯方式：标配RS232、RS485、Wiegand26、Wiegand32、Wiegand34、选配TCP/IP、USB
快速识别：能够识别高速运动的速度介于120-360公里/小时之间的电子标签。
防冲突性：同时识别50张以上标签。
软件开发：提供SDK软件开发包、通讯协议、软件DEMO
状态提示：在通电和读写标签状态时蜂鸣提示。
输入接口：1路触发输入。
工作电压：DC 12V
型号：DAIC-TC-DT
工作温度：-35℃-75℃
存储温度：-40℃-80℃
工作湿度：0-95%
外壳材料：ABS
灵敏度：0～9级
继电器输出：DC24V/3A 安装：DIN导轨
尺寸：100*70*118mm 反应时间：20毫秒。