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4.1.1 车载电子标签 ...................................................................... 21 4.1.2微波天线 ............................................................................... 22 4.2.3阅读器 （Reader） .............................................................. 23 4.2技术方案 ......................................................................................... 24
4.2.1可读写单片式电子标签的方案 ........................................... 24 4.2.2双片式电子标签的方案 ....................................................... 25 4.2.3改进型双片式电子标签的方案 ........................................... 25 4.3方案分析 ......................................................................................... 25
4.3.1可读写单片式电子标签方案分析 ....................................... 25 4.3.2双片式ETC电子标签组合式方案分析 ............................. 26 4.3.3改进型双片式电子标签方案分析 ....................................... 27 4.4可靠性预测分析 ............................................................................. 27 4.5 结论 ................................................................................................ 30 第5章 ETC系统存在的问题和解决方法 ............................................... 31
5.1 RFID的碰撞问题及其解决方法 ................................................... 31 5.2车型的实时自动识别混乱 ............................................................. 34 5.3 众多用户和系统的兼容性问题 .................................................... 35 5.4 ETC在实际运营中存在的问题及其解决方法 ......................... 35
5.4.1误入车辆引起的ETC车道拥堵 ......................................... 36 5.4.2 ETC系统跟车干扰严重 ................................................... 36 5.4.3其他需要解决的问题 ........................................................... 37
总结 .............................................................................................................. 38 参考文献 ...................................................................................................... 39 致 谢 ............................................................................ 错误！未定义书签。
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高速公路不停车收费系统应用研究
第一章 绪论
1.1 引言
高速公路被誉为一个国家走向现代化的桥梁，是一个国家发展现代化交通业的必经之路，同时也是一个国家经济发展的重要助推器。目前，随着我国国民经济的快速发展，高速公路也呈现出强劲的增长势头。
高速公路在中国内地的出现和发展仅仅走过了20年的历程，到2007年底全国高速公路总里程达到5.3万公里，位居世界第二。高速公路正在为中国经济和社会的发展提供着便捷、高效率的运输服务，对中国经济、社会的发展以及公众的生活方式和质量产生重大而深远的影响。国家高速公路网规划完成后，可以形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要地市、覆盖重要县市”的高速公路网络。这个网络能够覆盖10多亿人口，直接服务区域GDP占全国总量的85％以上，实现东部地区平均30分钟、中部地区平均一小时、西部地区平均两小时抵达高速公路，客货运输的机动性将有显著提升。高速公路网络是国家的重要战略资源。国家高速公路网的形成有利于加快建设全国统一市场，对发展生产力、增强竞争力具有十分重要的作用，从长远看，对中国人民生活方式的现代化也将产生重要影响。在国家和地方的共同努力下，依靠政府和公众的积极行动，加之国际合作的有力支持，相信国家高速公路网的建立必将在使中国人民享有更好的交通服务的历史进程中扮演越来越重要的角色。
然而，随着高速公路通车里程的持续增加以及道路网结构复杂度持续增大，高速公路管理面临着巨大的挑战。首先，现如今公路上车辆的监督基本上是依靠传统的路面巡逻管理。而高速公路上车辆的数量日益增加，这给路面巡逻管理部门带来巨大的压力，以致有时发生车辆监控和调度不当，使车辆管理处于混乱状态。此外，一些意想不到的事件和交通线路繁杂的地区经常会造成交通拥堵，导致交通的延误。其次，我国的高速公路基本上都是收费公路，而现阶段，高速公路的收费系统，基本上都是要求停车排队收费，在很多收费站路口都出现了要花很多时间排队缴费的现象，这严重降低了高
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速公路快捷、高效的功能，同时也造成了环境污染和能源浪费。此外，在这一阶段，我国公路虽然四通八达，但其在各省的分布却非常不均衡。而且高速公路的发展与地势是不一样的,所以道路网结构变得越来越复杂。所有的这些都导致了积极促进公路联网和实施一站式收费过程中的二义性路径问题。最后，我国高速公路的信息化水平很低。在高速公路上，许多信息资源得不到有效整合与利用，因此不能向信息资源需求者提供必要的信息服务和支持。
这些问题的存在已经严重阻碍了未来高速公路的健康发展，同时也给国民经济的快速稳定发展带来了非常不利影响。与此同时，信息高速公路是高速公路的未来发展趋势，因此公路管理迫切需要实现信息化、网络化、智能化。
为了有效地解决这些存在的问题并实现高速公路的智能化管理和有效使用，本文介绍了不停车电子自动收费系统，该系统从设计、技术上满足交通部《高速公路联网收费暂行技术要求》的所有规定，且该系统具有独特的自动高效的远程目标识别优势，并具有较强的环境适应能力和较高可靠性，这样它就可以在各种恶劣的环境下准确地识别目标。本文结合射频识别技术的应用提出了一种基于射频识别技术的高速路不停车收费系统（又称电子收费系统Electronic Toll Collection system ,简称ETC系统）。它可以允许车辆高速通过，大大提高公路的通行能力；使公路收费走向电子化，降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益；缩小收费站的规模，节约基建费用和管理费用；避免了月票制度和人工收费的众多弱点，有效提高这些市政设施的资金回收能力；同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排放。简而言之，它使高速公路管理更有效率，更加规范化和智能化[1]。
1.2 不停车收费系统的现状及发展趋势
ETC电子不停车收费技术自90年代初期出现以来，美国、日本及欧洲各国开通了大量的不停车收费车道。目前，许多国家和地区的ETC系统已经联网并形成规模效益，实现了明显的社会经济效益。我国也在九五期间，由交通部组织了“网络环境下不停车收费系统行业联合攻关”项目研究。与此同时，全国各大高等院校、研究机构也纷纷开展了ETC电子不停车收费技术的
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研究。本文就国内外的发展情况做一简单介绍。
1.2.1 不停车收费系统在国内的发展
1995年，国家技术监督局正式批准交通部承担ISOPTC204国内归口工作，秘书处设在交通部公路科学研究所。1996年，交通部成立了中国交通工程设施（公路） 标委会。1998年，国家计委立项委托交通部公路科学研究所开展“交通工程标准化体系研究”，并要求尽快制定本领域急需的20多项国家标准，其中就包括“公路不停车收费应用技术条件”的编制工作。1999年，山东、四川率先提出全省联网收费，伴随着众多主线收费站的拆除，我国公路收费系统从各路段独立收费的状态步入了联网统一收费、通行费多业主拆分的时代。到2003年，联网收费初具规模的省市有山东、江苏、浙江、四川、重庆、湖南等。还在实施中的有北京、广东、内蒙、河北、安徽、黑龙江等。在实施区域联网收费的进程中，为了保障联网收费能顺利实施，通常还需建设通信网络，以及必要的监控设施。数以亿计的投资吸引了大量的IT 企业包括设备制造商和系统集成商参与工程建设，采购大量的计算机系统、通信设备、网络设备，基础软件、应用软件以及专用的收费设备等。这就是我国发展电子收费应用所必须面对的大环境。
然而目前，不停车收费系统在我国有了较为成熟的开发和应用。1994年底，广东佛山大桥管理站在国内首次开发成功了1套基于微波检测技术的不停车收费系统，该系统于1995年1月1日试开通。1997年广州市开始实施全市路桥“一卡通”不停车收费推广工程，系统于1999年1月1日投入运行。此外深圳机荷、梅观高速公路也实施了不停车电子收费系统。在北京、上海等地的机场高速公路也先后实施了电子不停车收费系统，其中北京机场高速公路收费站采用的是美国AMTECH公司的产品，而上海机场高速路则是使用日本丰田的路边设备和单、双片式车载机及世界上最先进的双界面卡。
近年来，我国各个地区均先后提出了实施不停车收费的规划。
1.2.2 不停车收费系统在国外应用情况
美国、欧洲、日本很早就针对不停车收费系统中的研发技术、工程实施、
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