ETC车道系统 - 高速公路组合式电子收费系统解决方案

1.6 ETC车道系统

　　1.6.1 ETC车道设计要点

　　ETC收费车道系统是组合式收费系统设计的关键。按照交通部《联网收费暂行技术要求》中提出的ETC车道设计基本原则是“内侧、低速、专用”，这个要求是切合国内高速公路的使用实际的。组合式收费车道系统正是遵循这一原则，并结合“两片式电子标签+双界面CPU卡”的技术特点，把ETC车道系统设计成相对低速的收费车道。在匝道式收费车道条件下，这种车道系统一般允许的速度是在60公里/小时以下，为了便于收费现场管理，一般把车道通行速度限制在30公里/小时以内，限速主要通过辅助的交通标志和安全控制设施(自动栏杆)来实现。在这个设计速度下，每个匝道的通行能力已经超过1500车次/小时，比普通的MTC车道(180~250车次/小时)高出5~7倍，比较充分地发挥了ETC车道快速处理的能力。

　　采用双界面IC卡和两片式ETC电子标签作联网收费系统的预付卡介质;

　　符合ISO、CEN等国际标准的ETC路侧读写天线及控制系统;

　　采用支持ISO7816 -1-2-3-4、ISO14443协议的专用IC卡收费机具;

　　在封闭式路网内，根据交通量的大小，按需设置电子收费车道。组合式电子收费功能特点为系统可以按照实际需要设置电子收费车道数量和收费方式：

　　在交通量较大，设有ETC车道的收费站，用户可以将双界面IC卡插入双片式电子标签，以免停车方式通过ETC专用车道;

　　在交通量相对较小，仅设有人工收费车道的收费站，用户可以采用双界面IC卡以预付刷卡的方式通过普通人工收费车道;

　　对于固定往返于设置有ETC车道的收费站的通勤车辆，如：客、货运输车辆、公司班车等，则可以采用相对廉价的单片式电子标签实现免停车方式通过ETC专用车道

　　ETC车道控制系统的可靠性设计也是一个重要的方面。整体的可靠性保障需要综合考虑硬件和软件平台的选型与架构设计，同时，要有具备充分容错能力的车道模式和控制流程的设计。组合式收费车道系统中的ETC车道一般采用“专用”车道模式，这样，任何在ETC车道未能正常处理和放行通过的车辆，包括误入车辆和系统设备(或车载设备)失效引起的未交易车辆等，均通过辅助的车流引导设施(交通标志、地面标线、隔离墩、交通锥等)引导至旁边MTC车道，交由人工收费系统进行后续处理。一个简单的图例示意如下图：

　　

 

　　在“专用”车道模式下，车道控制流程可以得到大大的简化，从而使得车道控制系统的容错性设计相对没有那么困难，系统的可靠性大大提高。一个简单的车道主控流程如下图所示：

　　

 

　　1.6.2 ETC车道设置原则

　　

 

　　说明：考虑到充分发挥ETC的优势，组合式ETC收费车道的设置原则为如下三点：(1)主线收费站;(2)重要城市出入口;(3)其他交通流量大的地方。在交通量较大或重要城市出入口，且车道资源丰富的收费站，可设置ETC专用车道，车辆用户可以将双界面CPU卡插入两片式电子标签，以不停车付费的方式通过ETC专用车道;在交通量相对较小或车道资源有限的条件下，仅设置人工收费车道，用户可以采用双界面CPU卡以预付刷卡的方式通过收费站。这样就能按需设置ETC车道数量，系统可靠性高、投资及规模富有弹性，易于试点和推广。

　　另外，根据工程实践经验，组合式ETC收费车道系统的设计原则为：(1)专用;(2)中置;(3)低速。这主要考虑到双片式ETC交易中，对电子钱包的处理流程比较复杂(典型交易时间为0.25秒)，同时，充分结合交通管理上的安全需要而确定的。

　　1.6.3 ETC车道布局

　　

 

　　说明：ETC收费岛比MTC收费岛向前加长7米，主要的ETC车道设备均安装在这加长的7米岛头上。

　　ETC车道主要组成设备有：路侧读写控制器(RSU)、车载机(OBU)、通行信号灯、报警器、字符叠加器、费额显示器、自动栏杆机、车道计算机(含显示器、键盘、主机)、车道控制器、雨棚信号灯、车辆检测器、地感线圈、摄像机，读卡机具等。见下图：