引言
现有的运营管理方法难以应对“一张网”运营需求，对高速公路运营管理带来新的挑战。同时逃费现象增多，特别是经常往返高速的长途货运司机，普遍存在能逃就逃的心理，给稽查工作带来了更大挑战。电子收费系统是基于网络通信而产生、以提高车主体验为目的的一种服务体系。为了提高高速公路的通行效率，解决高速公路的通行拥堵问题和收费管理问题，在现有的收费系统的基础上，根据收费系统应用要求和技术升级要求，选择了ETC收费系统作为主要的收费管理系统。
1.ETC在联网收费系统主要特征
1.1先进技术
ETC系统通常应用5.8GHz的微波通信技术，以电子标签为通行车辆的车载单元，兼容不停车收费与半自动人工收费等功能，被广泛地应用在我国各大高速公路收费系统中。
1.2高效率和低成本
根据有关研究显示，含有ETC的联网收费系统单次收费时间普遍为“三秒钟”，每小时最高能处理1200辆通行车辆的缴费工作，是传统人工缴费效率的3～4倍，可以解决因人工缴费所造成的车辆延误、交通堵塞、环境污染、能源消耗等问题。然后是成本低，在ETC系统应用的过程中，收费站无需相关人员值守和干预，可以切实降低系统运营的成本，并且破解了收费作弊、漏收、错收等现实问题，提升了车辆收费的质量和效率[1]。
1.3范围广泛
一般情况下，ETC系统不仅能够应用在开放式、封闭式的收费站中，还能应用在“加油站”“停车场”“年审检测”“规费征集”等管理活动中，切实地提升了公路缴费的有效性和实效性。
2高速公路电子收费系统需求
电子收费也常常被称为不停车收费，顾名思义其作用就是车辆上下高速公路不停车即可完成收费。由于其具备更高的通行效率以及更低的运营成本，已经成为了智能运输系统中核心的一部分，以期能够优化高速公路收费系统。ETC系统在组成上集成了自动化控制、智能识别、通信网络等多种高新技术，并将其综合应用到收费装置上形成ETC车道。
2.1数据需求
高速公路不停车收费系统通常应用RFID射频识别技术，RFID是以射频方式为基础的双向通信技术。RFID最基本包括阅读器、射频卡、天线、主机等。RFID技术让射频卡与读写器即使没有接触，也能实现双方的数据传输、数据通信，从而识别目标车辆。和传统的接触式识别方式如磁卡、IC卡相比，RFID技术拥有不用接触、高效阅读、耐磨损、抗干扰、长寿命、便捷高效的优点外，还可以识别多个目标。图像识别技术需要对车辆的正面、侧面信息进行采集，这就要求系统能够在不停车的情况下准确采集车辆信息。为了保证车辆数据采集的准确性，系统设置RFID信息库，库内有所有车辆的信息数据。系统将采集的信息与库内信息进行对比，准确确定车辆和车牌信息。另外，在数据传输过程中还需要对设备运行状态信息进行采集，帮助管理人员掌握设备的运行情况。车辆和设备信息数据还应该具有存储功能，需要调用时用户可以在数据库中对数据进行查询，也便于管理人员对数据进行管理[2]。
2.2功能需求
ETC技术主要是依赖于OBU和ＲSU两个部分的协同配合。OBU即ETC技术的车载单元，其使用5．8GHz频段的通信微波，能够提供远距离的通信服务，通信速度可达250Kbps，且支持多种DSＲC技术标准，也支持通讯协议对IC卡的接触式访问。且其兼具有多种功能，除了不停车收费功能外，还可用于交通记录、通行管理等。除此之外，信息提示方式也较为多样，包括屏幕显示以及蜂鸣器发声等。
RSU即ETC技术的路测单元，根据其天线数量可大致分为单天线通信以及双天线通信两种。单天线通信又可分为短通信区域系统和长通信区域系统两种。短通信区域一般位于ETC车道自动栏杆前1～6m的范围内，若其高度设置在在1m左右，则有效通信距离约为4m;若被设置在2m左右，则有效通信距离约为3m。若采用短通信区域系统，则ETC车道最高效的通行速度在30km/h左右。长通信区域一般位于ETC车道自动栏杆前2～10m的范围内，相较于短通信区域系统其对通行车速的要求更宽，可达到60km/h[3]。
2.3留言板功能
为了有效确保收费站管理人员和车主之间的沟通交流，不停车收费管理系统设计了留言板功能。用户登录系统后，可以查询核对车辆管理信息和违章情况，如发现有实际不符的情况，可以在留言板留言，申请核对信息。另外，车主可以根据高速公路的运行情况在留言板发表自己的意见，帮助系统管理人员及时发现问题，及时解决。留言板功能可以加强车主和系统管理人员之间的信息交流，有利于改进管理方法，提高系统运行效率。
3系统关键技术
3.1云计算应用技术
云计算是在分布式计算机、并行计算、网格计算的基础上发展，主要是开展海量数据存储和数据处理。作为一种大数据技术手段，通常用于门架交易数据、牌识数据、车道交易数据等方面，同时可以快速计算海量数据，充分达到全部车道计费标准，从而提升计费成功率。
3.2流式计算应用
流式计算可以更快的对数据分析，针对于流入的数据可以直接计算。高速公路车辆行驶比较快，车流量比较大。所以计费速度很快。计费效率提升重点在于可以及时上传各种数据，同时做出计算处理。因此，流式计算技术应用在该场景中具有显示优势。
3.3远程控制技术
高速公路监控系统一般由五个子系统构成：闭路电视监视子系统、交通监控子系统、场区监控子系统，指令电话子系统和有线广播子系统。高速公路外场监控图像和数据的传输采用以太网环网方式，在每处外场设备处设置以太网交换机，所有以太网交换机通过光纤环网将外场数据和图像上传至收费站监控中心。远程控制技术即利用一台电脑或PAD远距离控制一台电脑系统中的应用程序，在控制过程中，将TCP／IP协议网络数据通信作为基础，在控制计算机与被控计算机内运行，确保网络通信等各项功能可以顺利实现。远程控制技术可以有效地降低车道现场处理成本，提高业务处理效率，提升管理水平[4]。
3.4应用缓存技术
缓存技术主要是可以通过大数据平台和业务系统快速数据交互接口和中间计算结果存储接口。除此之外，还可以提供搜索引擎快速分词检索接口。从而为各种系统提供统一化的访问端口，及时作出响应。
结束语
上世纪90年代，我国开始对电子收费相关技术进行研究，随着多年的发展，形成了国家标准、行业标准，并且在技术上实现了突破，覆盖率逐年提高。近年来，随着互联网的快速发展，各行各业都在与互联网结合，在一定程度上形成了互联网+的趋势。对于高速公路而言，电子收费工作重心已从建设转向运营。亦因此，为确保电子收费系统正常可靠运行，需要加强相关功能和关键技术研究。
参考文献
[1]苏晨．高速公路ＥＴＣ电子收费系统的构成和优缺点［J］．交通世界，2020,（18）:150-151．
[2]吴吉军．高速公路不停车收费系统技术［J］．甘肃科技纵横，2019,48（8）:34-36．
[3]孙浩轩．高速公路不停车收费系统综合评价［J］．公路交通科技（应用技术版），2019,15（8）:275-276．
[4]刘小峰、夏创文、王如泽．变革之际———取消省界收费站后的高速公路运营管理展望［J］．中国公路，2019，(14):24－27
中图分类号:U492文献标识码:A
