摘要：我国高速公路收费口易出现货车通行缓慢、车辆拥堵等情况，随着科技技术的快速提升带动高速ETC模式的发展，国家为了提高高速收费站货车通过效率，采用货车ETC通行模式，使用较为先进的技术提出一种在ETC模式基础上的货车计重收费方案。该收费方案能够对货车一些信息进行自行读写，以此实现货车在不停车情况下进行计重收费的效果，这在较大程度上能够提高高速公路收费口货车通车效率。
关键词：高速公路；ETC模式；货车计重收费方案
前言
人们生活水平的提高，增加了汽车使用数量，极大方便了人们出行，但是高速公路收费站经常出现因货车通行效率低导致拥堵的情况，针对这一问题，国家采用了一种货车ETC计重模式来提升通行效率，可在一定程度上缓解拥堵问题。此外，货车ETC计重模式主要是一种电子不停车收费系统，车辆能够在不停车的情况下对货车进行计重收费，不但提高了通行效率，而且在一定程度上降低了车辆刹车对机件的损耗。
1.高速公路货车ETC计重收费模式的方案实施条件及合理性
我国高速公路货车不停车计重收费方案主要是将收费系统与计重系统进行有效的结合，其中最为重要的是对车道计重的稳定性与精准性要求较高，目前我国计重收费的秤台有弯板式秤台、石英式秤台、双台面动态轴重仪以及单台面动态轴重仪等[1]，均以动态计重模式为主。我国目前一些省份以开始将此方案应用到高速公路中，通过应用情况来看，精准度较高的就是双台面动态轴重仪，能够对货车在前行中进行精准的计重，并且此种方案施工过程较为简单、资金投入较少，同时占地面积相对不大，由此可以看出双台面动态轴重仪是货车计重较为理想的设备。我国山西省在一些收费站中使用了“双台面”计重设备，并对该设备进行升级完善，试验结果显示，货车总量精准度大大高于单台面设备，有效提高了高速公路通行效率。
此方案在发展过程中，需要在公平、合理的环境下才能进行有效推广，应站在对车主服务的角度来应用此系统，并采用一定的方法使车主接受该模式，应从节省能源、提高低碳经济的发展、并在此基础上提升收费站通行质量的角度进行宣传。此外，该方案设备应选用双秤台式动态称重仪，无须停车缴费，能够缩短通行时间，方便了出行。
2.方案提出的技术路线
通过实践可以看出，能够对客货车混用车道进行有效设置，还可以对货车车道进行专门设置，同时还能够进行不同站式方式设置，其中，在对货车进行计重收费时需要采用专用信息卡，其中轮轴识别器识别效果比较低，需将一些车辆信息录入信息卡中，在较大程度上避免了车道占用导致拥堵，同时对一些货车进行车牌、超限以及重量等数据上传到收费系统中，并与入口车道共享，对超限车辆限制驶入车道，还能够与信息卡中的信息进行对比，查看信息是否一致[2]。我国对超限检测信息与通行信息的审核，都需要通过超限检测车道来完成，若该系统提供车牌信息，可以把此信息根据系统实施识别对比，从而自动放行。
2.1 出口交易
2.1.1 两站式
两站式货车主要是通过超限检测点进行一次称重，称重信息是由超限检测车道与入口车道联网得出，将超限检测信息写入车载卡内，出口没有称重设备，对车辆的收费重量是按照入口超限检测提供的重量。
2.1.2 一站式出口方案
客货混用型车道称台前置、利用广场较大的优势，货车称重是在收费车道前进行设置，若车辆对计重结果不满意，可以转到收费车道，一站式出口方案主要是在保留原来布局的情况下，把计重区域向其他区域进行一定距离的延伸，在此过程中设备保持不变，其中计重区域两侧处于封闭状态，其中右侧有二次计重转弯区域，能够在较大程度上为其他车辆的不慎驶入留有疏散区域。此外，计重收费车辆在经过设备后，显示计重结果后，若对计重结果任何，可驶入前方天线区域缴费。
3.货车ETC计重收费系统方案
3.1 方案的组成及原理
货车ETC计重收费系统方案中的一站式双秤台前置单天线方式的 ETC计重收费，在高速公路收费站使用较为广泛，其布局如图1所示[3]。
图 1 系统布局图
该系统的主要组成部分是ETC收费系统与双秤台动态称重系统，车辆驶入ETC车道计重区，秤台对车辆进行计重并显示重量，系统将计重结果数据加入到车辆队列最后，同时对已计重车辆数进行增加。若车辆驶入通信区域，需要与天线进行交易，系统将第一辆计重结果数据结合天线获取到的通行数据实施缴费金额的计算，车辆进入通信区域并与天线交易时，与此同时将计算结果传输到OBU，发起扣款与写卡指令，交易成功后栏杆升起，车辆驶过栏杆后系统将该车辆信息进行清除。
若车辆在计重过程中没有交易成功，需驶入前端豁口处，系统将队列中的第一台车清除。其中，过车处理流程如下：车辆进入到ETC计重收费车道过程中，秤台需要对该车辆进行动态计重，计重后，显示控制器把计重结果与轴型传送于车道信息控制器[4]。若车辆进入到ETC 通信区域时，ETC路侧单元对车载电子标签OBU进行唤醒和识别，识别成功后把车辆一些基本信息记录到车道机中，在此过程中控制器把计重结果传送至车道机中，车道机再根据计重信息与ETC路侧单元信息进行有效结合，以此进行费用的计算并扣缴，栏杆升起车辆放行。如果RSU在读取车辆信息过程中读取失败，则需要驶入MTC通道实施人工收费。
3.2 ETC车道长度计算
ETC车道长度主要是指ETC车道中ETC识别装置到栏杆之间的距离，其中根据实践显示ETC车道长度受到一定因素的影响，主要影响因素表现在以下5个方面；1，ETC车辆在过站过程中允许的最大速度；2，系统对车辆从计重到扣费的时间；3，车辆的自身长度；4，栏杆动作时间；5，驾驶员对显示器中数据读取的时间。根据我国ETC车道长度来看，一般情况下平均保持在18m，车辆行进速度保持在30km/h，ETC对车辆的计重与扣费时间保持在300 s，其中栏杆动作时间在0.8s。此外，由于不同收费站场地条件不同，且一些条件受到限制，动态称重系统至ETC天线距离一般情况下为23 m。
3.3 动态称重技术
货车ETC计重收费过程中最为重要的是集中准确度，这也是整个动态称重技术中的难点，一般情况下系统的使用主要采用双秤台动态称重系统，该系统使用了多传感器信息综合推理技术，能够对计重状态实施识别，同时还能够对数据进行有效补偿，在此基础上采用较为准确的算法，以此对计重数据进行实时性滤波处理，这在较大程度上能够提升车辆在通行的状态下计重的准确度，使动态计重准确度达到我国不同级别标准，一般情况下需要达到我国2级指标。此外，多传感器信息综合推理技术在运行的过程中会对多个传感器采集到的数据进行整合与收集，在系统对多只传感器收集到的数据进行有效保存，并对收集到的数据进行有效的推理，能够在较大程度上使信息达到互补的效果，以此提升系统规划与决策的合理性与科学性，并且该系统在规范与决策过程中具有较高的准确性与快速性。除此之外，该系统还在计重区域中安装了不同计重传感器，通过把所有传感器进行分组排列，可对一些异常情况进行有效推理，再通过系统中的数据库对数据权重进行有效补偿，从而得到车辆计重结果。该系统的计重位置主要有计重传感器、计重台面、拉杆传感器以及轮轴识别传感器称重，同时还包括了处理称重数据仪表其中不同部位的计重设备数量有一定的差异，比如计重传感器有8个，设置于计重台面中的4个位置，主要是对计重台面中的压力实施收集，并根据感染期对车辆不同时间的速度进行准备的计算。拉杆传感器有2个，设置在计重台面的两侧，拉杆传感器输出信号与计重台面水平方向保持线性关系，能够通过信息大小对车辆拖磅情况进行判断，能够对拖磅现象实施有效补偿。
4.结语
综上所述，对高速公路中货车计重收费采用ETC不停车计重收费技术，不但能够解决高速公路收费口拥堵问题，而且在较大程度上可提高我国高速公路收费口货车通行质量。此外，随着我国提倡低碳经济以来，高速公路采用不停车计重收费方案，在一定程度上降低了停车次数，不但节省了能源，且符合低碳经济的发展。我国一些省份对货车不停车计重收费方案开始全面实行，具有较大的推广价值。
参考文献：
[1]程保喜.高速公路ETC模式的货车计重收费方案浅析[J].现代工业经济和信息化，2013（2）：59-61.
[2]杜永生.高速公路货车不停车计重收费研究[J].中国交通信息化，2016（1）：109-111.
[3]赵加信.高速公路货车不停车计重收费研究[J].商品与质量，2016（39）：109-111.
[4]张剑勇，周尚儒，杨军.ETC模式货车计重收费系统设计[J].中国测试，2016，42（7）：84-87.
论文作者:刘志安
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/27
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