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5G时代传统ETC将何去何从

导读: ETC电子不停车收费系统,是目前国际上较为先进的路桥电子收费技术,在欧美国家发展较为成熟,很多已采取主线自由流化的ETC收费。

ETC(Electronic Toll Collection)电子不停车收费系统,是目前国际上较为先进的路桥电子收费技术,在欧美国家发展较为成熟,很多已采取主线自由流化的ETC收费。

在我国,ETC技术随着高速公路建设不断发展,2015年全国联网后更是成为各省高速公路重要的缴费方式,目前ETC缴费占比超35%(广东43%)。

ETC技术以其自动化程度高、免停车快速通行等特点逐渐被高速公路营运方、车辆用户所接受,但我国ETC技术主要布局于收费站车道,还没有探索ETC自由流化收费的大规模应用实践。

一、ETC发展存在的问题

1、技术发展方面

ETC技术应用于收费公路,在欧美国家有二十多年的历史,主要采取单片式电子标签(OBU)技术,简单方便,成本低,但要求ETC车道覆盖率非常高,否则,起步阶段用户使用体验很差。

我国收费公路ETC技术借鉴于邻国日本,日本在21世纪初开始采用两片式组合ETC收费技术,即电子标签(OBU)+IC卡模式,该技术更安全、灵活,起步阶段在ETC车道覆盖率低的情况下,可取出IC卡作为通行介质。

广东最早于2002年引入基于5.8GHz DSRC的两片式组合ETC收费技术,并将其纳入广东省联网收费地方标准,2007年上升为交通运输部标准;2015年9月底全国ETC联网完成。

目前,全国建成了超过2万条ETC车道,发展两片式组合ETC用户近6500万个。

我国收费公路ETC技术十多年没有大的变革。

两片式组合收费模式在发展初期适应我国高速公路建设国情,在ETC车道覆盖率极低的情况下可满足ETC用户通行需求,但目前全国ETC车道覆盖率超过95%(广东98.2%),主线和省界站已达到99%(广东100%),大部分用户在绝大部分通行时不再需要取出IC,两片式组合ETC收费技术的灵活性特质在我国现阶段表现不再突出。

相反,因交易时与车载单元(OBU)和IC卡安全认证带来的多次通信握手、IC卡自身读写异常所带来的通行问题越来越突出。据统计,ETC车道异常超60%与IC卡相关。

国标ETC核心交易时间是270ms,各省因交易复杂程度不一,ETC核心交易时间普遍超过300ms,核心交易时间长、交易异常率高导致ETC通行速度慢(国标为20公里/小时),用户通行体验一般。

2、车道建设方面

我国ETC车道建设规模不够超前,日本高速公路绝大部分为ETC收费,每个收费站仅保留一条人工自助收费车道,而我国ETC车道级覆盖率(ETC车道占总车道比例)不足三成(广东25.2%),绝大部分收费站仅有1入1出两条ETC车道。

随着车流量不断增长,单条ETC车道通行能力饱和,广东珠江三角洲地区多条ETC车道日均通行量超过1万车次,很多城市重要出入口收费站ETC日均通行量超过5000车次,部分时段出现ETC车道排队情况。

而ETC车流量占收费站总车流量普遍不超50%,人工收费仍是主流,在车道资源有限的情况下,ETC车道超前建设需求与MTC仍是主流车道之间的矛盾越发凸显。

ETC车道不可能无限制建设下去,特别是经济发达地区重要城市出入口(如广东珠江三角洲区域)受收费站规模、物理车道条数等因素限制,必须依靠ETC技术自身突破。

3、新技术挑战方面

随着手机移动支付技术的发展,各行各业无现金支付比例越来越高,而高速公路收费长期以来只有现金和ETC支付两种模式,车辆用户要求高速公路行业兼容手机移动支付的呼声不断提高。

近年来,采用后台绑定移动支付账户、前端借助高清图像识别+地图信息技术(GIS)实现不停车收费的创新实践在很多省份如火如荼开展,特别是在大型互联网公司推动下,如支付宝在河南等地推出的无感支付,微信在山东推出的ITC支付等,对ETC技术发展提出了不小的挑战。

而公安部电子车牌技术(基于RFID技术)已在多地开展试验,相关标准已出台,同为车辆身份的微波识别技术,如果在全国机动车推行实施并与支付打通,可能直接取代现有ETC收费技术。

同时,国家大力推行北斗高精度导航技术应用,交通运输部也要求高速公路行业研究该技术在收费、道路拯救、养护等方面的应用,这也将对ETC技术产生威胁。

总而言之,如果ETC技术不能适应新技术、新业态发展,将很有可能被其他新型收费技术跨界取代。

二、ETC创新发展思路

ETC技术应该充分发挥自身技术特点,即电子标签识别率高(99%以上,日本达到99.99%,远高于高清图像识别)、交易安全可靠性高、可实现无收费站的自由流收费(欧美国家已普遍采用)。

因此,ETC技术发展创新,一是要彻底改变目前国标ETC交易模式,改两片式组合ETC收费为“电子标签识别+后台账户扣费”模式,大幅降低国标ETC核心交易时间,减少IC卡片交易耗时并大幅降低异常率,提高ETC整体通行效率。

二是改变目前单ETC车道交易的技术模式,将ETC前置于收费匝道或主线,通过与收费站所有车道的组合联动,在不突破现有国标ETC技术的前提下,实现以距离换速度、以冗余交易换成功率的目的,同时大幅降低收费站ETC建设成本,缓解ETC车道与MTC建设平衡的矛盾,提高收费站整体通行效率。

主要有两种技术表现形态:

1、匝道ETC自由流+匝道收费站联动

技术实现思路:在收费站匝道以龙门架方式部署ETC设备,将ETC收费提前到匝道进行,相当于预设一条自由流化ETC交易车道。

对低速(≤80公里/小时)经过匝道的ETC车辆提前交易,而收费广场的ETC和MTC车道只需要进行交易车辆名单核对和补充二次冗余交易(一次交易未成功前提下),即可快速完成车辆收费。

该技术通过“匝道交易、车道验证”模式,极大地提升了收费站ETC车道通行能力,通过与MTC车道联动,进而实现收费广场ETC化的目标,达到提升收费广场整体车辆通行能力的目的。

2、主线ETC自由流+主线收费站联动

技术思路:在匝道ETC自由流技术基础上,进一步提高ETC车辆在高速行驶(≥100公里/小时)条件下的一次交易成功率;同时,革新ETC天线技术,探索单个ETC天线管理多条车道(2条或以上)的可靠性,降低主线ETC自由流建设成本。

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