ETC计重收费系统总体设计的研究

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妥l· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·≮ 向 ： ： ：.· ：计过 程 中必须遵 循 以下， 京贝(1)最大过车效率J 京贝ETC系统建设的目I 拘 要提供-定最为快运-和方便的车辆收费技术 ，1 在 ETC系统中集成重设备必然会对系统的： 过 童度有-定的影响。

(2)高稳定性原则ETC中实现计重收 费， 蔫要增加计重设备，±l加计重设备后如何保证 系 的稳定性，是 ETC统设计应遵守的-个基： 举厉 叫。

(3)实用性原则由于 ETC计重收费 系笔 主要在现有的车道结上进行改造，因此系统 设 .日寸应旧能地考虑到习有 ETC系统的架构，尽 量 小对现有系统的改造]作量。同时在设计时， ：道J 布局应充分考虑收费高 I 现有的空间布局， 的： .统具有高度的实用性。

(二)ETC计重收费 的 能需求针对ETC计重收 系 E的功能需求，作者为主要分为五大部分：(1)过车需求I (2)现场管理需求 3数据产生与传榆需l (4)操作使用需求II (5)自我监控需求功能需求明细，如： 表1 听示。

U ： 表1功 能需 R明细正 序号 功能项 功能明细1 车辆过车需求 (1： 客车 客车和小车)快速通过ETC车道； 第(2、 单货车快速通过 ETC车道；42 (3)货车通过时按计重或空载计费；卷 (4)拦截非法车。

第 2 车道设备控制和管理 (1)交通灯管理；6 (2)费显管理：(3)栏杆机管理； 期(4)天线管理。

3 数据管理 ( )流水生成、传输和恢复；l (2 工班的生成、传输和恢复； (3)参数下载和更新； I(4)操作 日志记录。

4 操作管理 (1)上班；(2)下班；(3)交易查询；(4)设备检测；5 监控管理 (I)设备状态；(2)交易过程数据；(3)操作员操作。

- (三)ETC计重收费系统计重设备的选择在 ETC计重收费过程中，车辆需要在不停车的情况下，实现车辆重量的称量和通行费的计算 自动缴费功能。因此在系统中实现车辆的动态称重 ，选择合适的动态称重设备，是 ETC系统实现计重收费的关键。

ETC系统是-种无人值守的系统，对系统的稳定性要求非常高，且 ETC车道过车速度基本在20km/h以上。这样的ETC车道环境，决定了应用于 ETC计重收费系统的称重设备拥有较高的稳定性、优秀动态称重性能、良好的称重精度和防止异常行车的功能。从 目前市场上的动态称重设备来看，笔者认为可连续过车式整车、阵列式弯板和六条式阵列石英为最佳的选择。

(四)ETC计重收费车道布局方案选择(1)秤台前置方案为了在 ETC中对货车实现计重收费∩考虑在现在车道布局的前端增加-个计重设备，这样就成了秤台前置车道布局形势。秤台前置车道布局如图 1所示 (以可连续过车式整车为例)。

从布局图可知 ETC收费岛出口前方处加装计重设备-套，计重设备到 ETC车道前触发地感的距离应能满足车辆完成称重所需的距离。同时为防止车辆在没有称重情况下从两侧进入 ETC收费车道，应把车道两侧的ETC收费岛引导部分适当加长。为方便部分不能正郴易的车辆离开ETC车道，在靠近天线交易区-侧的收费岛设置两道光栅，该光栅能区分车辆是从旁道离开还是进入ETC车道。

该种车道布局模式能使天线交易的车辆和称重的车辆保持--对应关系，防止称重和交易不对应造成的误收费。

1)秤台前置方案优点①基本上保持了现有 ETC车道系统的过车逻辑，在系统中实现计重功能需要增加的额外工作量少 ；②能最大程度保证现有 ETC车道通行效率，不会对 ETC车道的快速通行能力造成很大影响。

2)方案缺点①提高了ETC车道建设成本。需在原有ETC车道的基础上，增加相应的计重设备，还需要进行相应车道改造，延长计重收费岛；车道需要很长的前置距离，对收费站空间要求很高，大部份收费站- 车辆驶入 /I地感打开A区天线l读取OBU及卡片数据匹配车辆重量信息，计算货车应缴纳的费用 ，B区天线实施扣费 ，并将该车辆重量信息从车辆重量队列中删除。

根据OBU信 息计算客车应缴纳的费用 ，B区天线实施扣费，并将该车辆重量信息从车辆重量队列中删除。

图 3眩 e oQ oe e.o.o.o ；".'."Weighing (简称 站前高速预检方案”)和系统对驶入货车进行车型判断预设车型阀值费用 (简称 车型费用预判方案”)。

11站前高速预检方案该方案为在收费站前 200m左右增设高速预检称重设备 (弯板或石英)，对驶入收费站的货车进行重量预检。预检称重系统通过通信系统将车辆称重数据发送给ETC计重收费系统。当货车进入ETC收费车道时，前置天线读取车辆OBU信息，并查询系统中的预检称重结果与之匹配，系统根据车辆OBU信息及预判重量信息对货车进行费用预判。

2)车型费用预判方案该方案是根据驶入ETC车道的货车车型判断车辆满载荷重量 (根据国家制定的标准进行计算)，并在此基础上增加-定的重量缓冲量，设置车型重量阀值，并结合前置天线读取的OBU信息预判车辆应缴纳的费用，若车载卡中费用不足则报警提示转入MTC车道，否则进入 ETC车道进行计重收费。

针对双天线秤台后置车道布局方案，我们对其优缺点进行了分析，如下：①双天线秤台后置方案优点a)现有收费站能满足后置空间要求 ，现场改造和施工难度小；b)能确保称重数据数与交易车辆数的--对应关系；c)不影响客车的通行效率，客车通过ETC计重系统与ETC系统完全-样；而从实际过车统计，客车占ETC过车量的 90%以上；d)前端天线可对将要进入后区交易的货车进行预验证，能有效地阻止可能交易异常货车进行计重区；e)货车很容易分流到 MTC车道。

②方案缺点a)提高了ETC车道建设成本，在原有 ETC系统中，需要增加重设备和-套天线，由于天线成本在整个 ETC系统中所 占比例超过 50%，因此比前置方案需要更多成本；b)已进人计重区的货车如果交易不成功，无法分流和后退，只能人工干预放行。

(五)ETC计重收费系统车辆过车逻辑(1)秤台前置方案过车逻辑在采用秤台前置的方案时，由于车辆称重信息在进人ETC车道之前已完成检测、系统对车辆