摘要：随着科学技术的不断发展，高速公路的电子不停车收费（ETC）得到了广泛的应用，为了不造成资金及交通道路的资源浪费。必须加强对已有的MTC收费系统及ETC收费系统进行整合，建设ETC和MTC混合车道收费系统。本文主要对其收费系统所需的一些硬件及软件方面的需求进行分析，阐述了ETC和MTC混合车道收费系统预期的效益，分析表明其系统所产生的经济效益。
关键词：高速公路；ETC和MTC；混合车道；收费系统
1 ETC与MTC系统的概念分析
ETC车道（Electronic Toll Collection）主要是指一种比较智能的，可以有效的实现不停车电子收费的车道，但是这种车道要求车辆提前装设了OBU，同时与其绑定的储值卡中已经预存了足以支付本次消费的金额，只有满足上述的条件之后车辆在经过收费站的时候就可以与收费系统之间发生信息交换，并且完成全部的流程，这种模式下没有人工的参与，能够实现快速通过，相对而言比较方便。而所谓MTC车道（Manual Ton Collection）指的就是比较传统的人工半自动收费车道，如果有车辆驶入MTC车道，该车道中的车辆自动分类系统将会对驶入车辆的种类进行自动分类，并将分类结果输送至软件当中，软件基于该信息进行计算金额并将其显示在费额显示器上，最后实行收费操作，收费成功之后便会发出操作指令打开后置栏杆对车辆放行。
由于ETC系统必须构成一个完整的封闭式收费系统，即在路网内所有的入口和出口，即使是大多数交通量小、车道数量少的收费站，都必须设置一条以上的专用ETC收费车道，ETC车道虽然较MTC车道而言更加智能、方便快捷，但是建设ETC设备的投资比较大，同时目前装设了ETC计费设备的车辆并不是非常多，在很多高速公路中MTC车道堵着很多车，而ETC车道无车辆通行的现象经常出现，由此可知，这对道路交通资源而言是非常大的浪费。因此以成武高速公路建设和武罐高速公路ETC改造项目为依托，将ETC收费系统与MTC收费系统进行整合，这就是基于ETC和MTC相结合的高速公路混合车道收费系统，这种混合车道收费系统可以在很大程度上提升高速公路的工作效率。
2 高速公路ETC与MTC混合车道收费系统技术方案
2.1 硬件
MTC、ETC车道设备混合布设。对于混合车道收费系统，既要实现ETC的电子不停车收费功能，又要可以进行MTC的人工收费处理，因此在硬件系统上必须将两个系统的设备进行集成改造。在MTC车道的基础上增加1套ETC路测设备（RSU）、高速自动栏杆机、4套线圈车辆检测器、1套综合信息显示屏和ETC车牌识别系统。
2.1.1混合入口车道设备
路测单元RSU：安装路测单元及其控制设备，实现与车载单元OBU的通信，完成ETC交易。线圈车辆检测器：需要在车道不同位置安装多个线圈车辆检测器，对车辆的驶入、存在、离开进行检测，实现OBU交易流程控制。多功能费额显示器：采用点阵式费额显示器，除可以显示车型、交易金额外还可以显示ETC交易信息，如：提示司机没有发现OBU、缴费失败等。前置自动栏杆机：在ETC收费模式下用于控制ETC车辆通行，如RSU与OBU间的交易操作成功，自动栏杆机打开允许车辆通过，否则自动栏杆机处于关闭状态，并通过多功能费额显示器声、光报警提示司机交易不成功。在MTC模式下处于始终打开状态。后置自动栏杆机：MTC模式下对车辆通行进行控制，在ETC模式下始终处于打开状态。IC卡读写器：读写收费人员身份卡、车道通行卡。车牌识别器：ETC和MTC各一套，用于识别车辆牌照。车道摄像机：ETC和MTC各一套，用于记录车道情况。车道工控机：用于对车道设备的控制通信。其他附属设备：收费键盘、显示器等。
2.1.2出口车道设备
除了入口所有设备外，还需配备的出口设备包括：电子称重设备：获取货车重量，用于计重收费。票据打印机：用于非ETC车辆用户打印通行票据。
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2.2 软件
收费软件能在MTC、ETC车道工作模式自由切换。可以从ETC车道切换到MTC车道工作模式，也可以切回到ETC专用车道模式，此时ETC车道设备恢复工作。车道工作状态的切换为远程控制的自动切换，即在软件的控制下自动完成工作状态的切换，而无需人工干预，系统能自动检测和判断车道的工作状态。混合车道需要通过软件实现MTC和ETC之间的自由切换，模式切换后按照ETC或MTC车道收费流程执行。主要是对两套收费软件进行整合，在流程执行的过程开启或关闭相应的车道设备。对ETC和MTC混合车道的软件大致交易流程做如下的说明：
⑴ETC和MTC混合车道不管是在入口还是在出口，其总体操作流程大致相同，区别之处在于交易模块，即入口和出口拥有各自的交易模块。
⑵当车辆驶入ETC和MTC混合车道的时候，首先通过ETC模块来对车辆进行判别交易，如果没有交易成功则自动转入MTC模块进行处理，因此，若是车道中发生了车辆排队的情况，ETC系统和MTC系统允许同时运行，实现对2辆车同时交易，两辆车辆全部完成交易之后一车一杆按照先后顺序依次放行。
⑶ETC和MTC混合车道中正在排队的车辆数量通过线圈进行计算得出，在执行正常交易的时候，ETC用户完成交易之后必须首先判断前面的MTC交易区是不是有车存在，在确定没有车辆的时候才可以抬杆放行，如果有车存在则需等待前面车辆放行之后再抬杆放行，而 MTC用户在完成交易之后则无需等待直接抬杆放行。
⑷装设了OBU的车辆优先通过ETC模块对其实施处理，如果操作失败转到MTC模块进行人工处理；没有安装OBU的车辆直接使用MTC模块进行人工处理。
⑸不管是ETC用户还是MTC用户，只要完成了交易之后，在对应的显示器中都会显示对应的交易信息，根据前方是不是存在车辆，通行灯会显示红灯和绿灯，绿 灯则直接抬杆通行，而如果是红灯则需继续停车等候。
3 ETC与MTC混合车道收费系统应用的预期效益
3.1 预期技术效益分析
因为目前ETC和MTC混合车道的建设施工还处于起步阶段，我国在这方面的技术水平还不是非常成熟，很多技术问题还需要不断摸索，且多数情况下都是进行了 理论分析而没有真正进行实践。结合工程实际情况对所建立的理论进行验证，在实践的过程中对已经掌握的安装、调试及运行标准进行验证，在这个过程中如果发现存在问题，则可以对其进行及时修改。不断总结经验并且将在此基础上总结编写详细的安装作业指导书，在条件允许的情况下编写适合企业的施工方法。
3.2 预期经济效益分析
如果重新建设一个ETC车道毫无疑问需要投入大量的资金，但是在某些车流量不是非常大的地区，即便是建立起来了ETC车道也基本没有车辆通行，这对于道路交通资源来说是非常大地浪费。通过ETC和MTC混合车道的设置能够方便进行车道切换，混合车道可以在很大程度上减少相同设备的设置，比如：车道控制机、手动栏杆机、雨棚信号灯等设备，节约项目投资，减少不必要的资金浪费。混合车道可同时使用ETC收费设备、MTC收费设备，将最大限度地发挥使用效率，有效避免车道资源的闲置，减少建设初期设备资金投入，经济效益明显。
3.3 预期社会效益分析
对道路使用者来说ETC收费系统节约能源消耗、节约交易等待时间，对运营者来说ETC收费系统提高服务水平、降低经营成本，但有的时候需从ETC切换到MTC 进行收费，在MTC车道之外再单独设置ETC车道费用高，且有时候使用率也不是很高，很多高速公路经常出现MTC车道堵着很多车而ETC车道无车辆通行的现象，这不但浪费了道路交通资源，而且还给车辆通行者造成了拥堵，浪费了大量的等待时间，而建设ETC和MTC混合车道就能很好地解决上述这些问题，具有较好的社会效益。
4 结束语：
总而言之，ETC收费系统在我国使用已有一段时间，在经济较为发达的地区已得到了广泛的应用，其收费系统的使用效果十分优良。我国存在的经济发展不平衡的问题，不同地区因为经济条件不同对公路收费模式接受程度存在着差异，虽交通运输部门要求了主线收费站全部实行ETC收费系统，但是其对部分地区来讲会造成资金、交通资源浪费。然而使用ETC、MTC混合车道收费系统可以再一定程度上解决其问题，进而实现了ETC覆盖，又不会造成资源的浪费，符合我国大部分地区具体的要求，所以有着较好的应用前景。
参考文献：
[1]刘强，郭祥柏.浅谈ETC收费系统在高速公路的应用[J].现代制造，2013（3）：173-174.
[2]周杨.高速公路收费系统MTC车道软件设计与实现[D].陕西：西安电子科技大学，2012.
论文作者:陈汗清
论文发表刊物:《基层建设》2016年21期
论文发表时间:2016/12/7
标签：车道论文; 车辆论文; 收费系统论文; 设备论文; 高速公路论文; 栏杆论文; 软件论文; 《基层建设》2016年21期论文;