摘要：目前，我国的综合国力显著发展，高速公路行业的发展也日新月异。随着我国运输行业的不断发展，促使高速公路逐渐增多，为经济的发展与人们的安全便捷出行奠定良好的基础。与此同时，为进一步提升高速公路的服务水平与通行效率，积极推广高速公路电子不停车收费系统ETC，提升ETC车道的覆盖率，建立优质、便捷、高效的服务体系，适应时代发展。
关键词：高速公路；ETC单片式电子标签；应用发展；方向研究
引言
随着全国高速公路路网密度的增加以及ETC系统联网运行，高速公路ETC系统目前的发展主要面临两个方面的升级。首先，2017年6月，交通运输部、财政部、国家税务总局发布《完善收费公路通行费增值税发票开具工作实施方案》(以下简称“实施方案”)的通知，提出力争到2017年底前，率先实现全国高速公路通行费增值税发票开具工作。力争到2020年底前，建设完成多义性路径识别系统，实现信息化和精准化管理，全面落实营改增政策红利，促进交通运输服务提质升级。各省市高速公路运营方即启动了基于5.8GHz无线频段的DSＲC技术的路径识别系统的测试和试点运营。其次，2018年5月，国务院为进一步促进物流降本增效，缓解高速公路收费站区域的拥堵状况，确定推动取消高速公路省界收费站。交通运输部积极开展相关推进工作，已经在部分省市进行了拆除省界站试点。
1高速公路ETC概述
1.1概念
ETC主要是指（ElectronicTollCollection）电子不停车收费系统，是现阶段先进的收费方式。ETC系统以专用短程微波通讯技术为基础，通过技术中路侧单元与车载单元实现信息交换，对其车辆其进行自动的识别，并选择电子支付的方式实现全自动车辆收费，以提升工作效率，满足当前的需求。ETC系统的设备主要有电子标签（OBU）、路侧读写控制器（RSU）、通行信号灯、自动栏杆、报警器、车道计算器、车辆检测器、车道控制器等，通过各设备的组合构建整体系统。
2ETC系统虚拟模型的创建
ETC虚拟，指高速道路不停车收费的模拟，是经过创建虚拟模型借助计算机智能产生与具体状况相一致的ETC收费通车量特殊的车流量，对汽车通车至收费站的每种行驶行为展开模拟与分析，且结合各种参数条件来测算收费站和收费通道的服务效果。高速道路ETC虚拟程序的规划是基于虚拟模型的，文章探究创建的ETC虚拟模型是基于收费站通车流特征上的。该ETC虚拟模型通过4个基础模块构成，分别是：交通要求模块、收费中心描述模块、汽车运行模块与输出指示模块。采用计算机编程语言实现虚拟程序的规划，先产生程序的结构，然后形成4种基本类用作程序的支持，这几个基本类是：视图类、资料类、框架类和程序类。基于此，进一步细分这4个基本类，建立汽车类、分布类、汽车通行轨迹类、传输指标类、虚拟通行类、收费站几何系数类等。
3高速公路ETC单片式电子标签应用
3.1合理进行车道功能优化
高速公路ETC标识站在建设过程中，需要明确现阶段的车道功能，根据实际情况进行建设与优化，满足现阶段的需求。以ETC标志站车道系统为例，应灵活利用工控机进行控制，实现对人工与ETC相关的所有外设进行控制。利用该系统还可以实现自动判断车辆的类型，以此为基础建立车辆队列，为车辆提供人工与ETC两种模式，自动对车辆完成标识站信息的记录，同时发挥自身的优势进行机构间的信息通信、数据生产、收费车道外设控制等功能，提供全方面的服务。具体来说，应保证其具有以下几部分功能：第一，保证其车道可以支持ETC电子不停车刷卡功能与人工自助刷卡功能，为车辆提供便捷的自助服务，满足当前的需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，对现阶段存在电子标签的车辆可以实现电子标签（OBU）与路侧读写控制器（RSU）的交互，实现ETC交易。同时对于当前的ETC收费失败以及部分无车载电子标签的车辆来说，可以实现有效的缴费，利用人工自助刷卡进行交易，满足车辆缴费需求，系统完成后自动进入下一笔收费。第三，在满足现阶段的正常功能基础上，还应保证其混合车道系统存在独立工作的能力，实现高效的服务，进行24小时不间断的连续工作，提高整体的工作质量，为出行的车辆提供便捷的服务。系统自身还应具备良好的警报能力，当系统出现异常时，可以及时进行警报，并对外部关键设备进行检测，以保证系统稳定运行。
3.2单片式OBU应用可行性分析
我国的ETC系统经过十多年的发展应用，目前已经形成了完善的全产业链体系。从技术成熟度来说，DSＲC协议较为简单，单片式OBU用ESAM替代IC卡，只更换交易介质，交易流程简化，交易数据格式和算法复杂度与现有体系并无太大差。因此，从技术成熟度来说，单片式OBU采用的都是已有的成熟技术，如MAC定时机制、IC卡交易安全保证等，技术方面并无实施风险或者障碍。单片式和伪单片式OBU都需要重新设计ETC应用专用芯片，并针对专用芯片开展相应的测试验证和终端设备开发等工作。OBU的核心电路部分从最初的分立元件电路，逐渐发展到通用集成芯片家外围电路、专用集成芯片、高集成度(集成ＲF、MCU和IC卡读写电路)专用芯片的升级，经过多年的发展，我国的OBU制造能力可满足市场大规模应用的需求。国内至少有2家芯片公司具备高集成度专用芯片的设计能力，且已有部分样片正在测试中。OBU厂商数量则比较多，无论是单片式还是伪单片式OBU，按照目前的产品研发周期，均可在半年左右批量供货。因此，产品研发能力满足实际应用需求。由于ETC系统全国联网运营，因此修订技术标准需要广泛征求全国相关科研机构、ETC运营方、芯片和设备制造方的意见，并按照国家或者行业标准的制定流程，形成全国统一的技术标准。根据目前一般的标准制修订进度，一般一项国家或者行业标准从立项、初稿、征求意见到审查、报批和发布至少需要2～3年时间。因此，单片式OBU应用的主要障碍之一是相关技术标准制定进度很难满足三部委发布的实施方案的要求(2020年底前完成多义性路径识别)。
3.3ETC虚拟程序的运用
把ETC程序虚拟和未实行ETC的状况相对比分析，将ETC虚拟程序的结果体现出来。对ETC在各个交通车流量状态下不同的应用率展开分析，且结合ETC应用的数量及车辆种类所体现出的其对收费站服务质量的变化状况来研究ETC技术对高速道路收费站服务效果的影响。a）当ETC应用率为30%时，收费站服务效果相较于实施以前有明显的提升，当交通量低于1000vph时，配备1条ETC通道就能符合车流要求，当交通量超过1000vph时，配备2条ETC通道最为合适，当交通量很小时，配备3条ETC通道效果不好。b）当ETC应用率为60%时，收费站服务效果相较于30%状态下有明显的提升。配备1条、2条甚至3条ETC通道的收费站综合服务效果都高于不配备ETC通道的收费站服务质量。当交通量小于1400vph时，配备1条ETC专用通道就能满足要求，当交通量超过1400vph时，配备2条ETC专用通道最为合适。c）当ETC应用率是90%时，配备1条、2条甚至3条的ETC通道收费站综合服务效果都高于现状，并且在任意交通量情况下，配备3条ETC通道效果都是最好。
结语
我国经济与科学技术高速发展的背景下高速公路中ＥＴＣ自助收费模式的应用越来越普遍，其借助自身诸多优势迅速获得众多车主的青睐和喜爱，不仅可以促进高速公路行业的发展，对我国绿色可持续发展目标的达成也有积极意义，因此现阶段应继续推进ＥＴＣ业务在全国高速公路的普及及应用，争取将其优势作用充分发挥。
参考文献：
[1]刘伟铭,韩广广.基于路侧标识站系统的高速公路旅行时间计算研究[J].公路与汽运,2018,14(6)：51-54.
[2]王金宝,余威,谭裕安.全国高速公路ETC联网后的二义性路径识别研究[J].公路交通科技(应用技术版),2017,18(9)：231-233.
论文作者:杨勇
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
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