圖片來自“東方IC”

本文轉(zhuǎn)載自《2017年廣東省智慧交通發(fā)展報(bào)告》，原作者 湯成，原標(biāo)題《大變革 | 探索ETC自由流化收費(fèi)的大規(guī)模應(yīng)用》。億歐智慧城市對(duì)文章進(jìn)行二次編輯，供讀者參考。

ETC（Electronic Toll Collection）電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)，是目前國際上較為先進(jìn)的路橋電子收費(fèi)技術(shù)，在歐美國家發(fā)展較為成熟，很多已采取主線自由流化的ETC收費(fèi)。

在我國，ETC技術(shù)隨著高速公路建設(shè)不斷發(fā)展，2015年全國聯(lián)網(wǎng)后更是成為各省高速公路重要的繳費(fèi)方式，目前ETC繳費(fèi)占比超35%（廣東43%）。

ETC技術(shù)以其自動(dòng)化程度高、免停車快速通行等特點(diǎn)逐漸被高速公路營(yíng)運(yùn)方、車輛用戶所接受，但我國ETC技術(shù)主要布局于收費(fèi)站車道，還沒有探索ETC自由流化收費(fèi)的大規(guī)模應(yīng)用實(shí)踐。

 一、ETC發(fā)展存在的問題 

1、技術(shù)發(fā)展方面

ETC技術(shù)應(yīng)用于收費(fèi)公路，在歐美國家有二十多年的歷史，主要采取單片式電子標(biāo)簽（OBU）技術(shù)，簡(jiǎn)單方便，成本低，但要求ETC車道覆蓋率非常高，否則，起步階段用戶使用體驗(yàn)很差。

我國收費(fèi)公路ETC技術(shù)借鑒于鄰國日本，日本在21世紀(jì)初開始采用兩片式組合ETC收費(fèi)技術(shù)，即電子標(biāo)簽（OBU）+IC卡模式，該技術(shù)更安全、靈活，起步階段在ETC車道覆蓋率低的情況下，可取出IC卡作為通行介質(zhì)。

廣東最早于2002年引入基于5.8GHz DSRC的兩片式組合ETC收費(fèi)技術(shù)，并將其納入廣東省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)地方標(biāo)準(zhǔn)，2007年上升為交通運(yùn)輸部標(biāo)準(zhǔn)；2015年9月底全國ETC聯(lián)網(wǎng)完成。

目前，全國建成了超過2萬條ETC車道，發(fā)展兩片式組合ETC用戶近6500萬個(gè)。

我國收費(fèi)公路ETC技術(shù)十多年沒有大的變革。

兩片式組合收費(fèi)模式在發(fā)展初期適應(yīng)我國高速公路建設(shè)國情，在ETC車道覆蓋率極低的情況下可滿足ETC用戶通行需求，但目前全國ETC車道覆蓋率超過95%（廣東98.2%），主線和省界站已達(dá)到99%（廣東100%），大部分用戶在絕大部分通行時(shí)不再需要取出IC，兩片式組合ETC收費(fèi)技術(shù)的靈活性特質(zhì)在我國現(xiàn)階段表現(xiàn)不再突出。

相反，因交易時(shí)與車載單元（OBU）和IC卡安全認(rèn)證帶來的多次通信握手、IC卡自身讀寫異常所帶來的通行問題越來越突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，ETC車道異常超60%與IC卡相關(guān)。

國標(biāo)ETC核心交易時(shí)間是270ms，各省因交易復(fù)雜程度不一，ETC核心交易時(shí)間普遍超過300ms，核心交易時(shí)間長(zhǎng)、交易異常率高導(dǎo)致ETC通行速度慢（國標(biāo)為20公里/小時(shí)），用戶通行體驗(yàn)一般。

2、車道建設(shè)方面

我國ETC車道建設(shè)規(guī)模不夠超前，日本高速公路絕大部分為ETC收費(fèi)，每個(gè)收費(fèi)站僅保留一條人工自助收費(fèi)車道，而我國ETC車道級(jí)覆蓋率（ETC車道占總車道比例）不足三成（廣東25.2%），絕大部分收費(fèi)站僅有1入1出兩條ETC車道。

隨著車流量不斷增長(zhǎng)，單條ETC車道通行能力飽和，廣東珠江三角洲地區(qū)多條ETC車道日均通行量超過1萬車次，很多城市重要出入口收費(fèi)站ETC日均通行量超過5000車次，部分時(shí)段出現(xiàn)ETC車道排隊(duì)情況。

而ETC車流量占收費(fèi)站總車流量普遍不超50%，人工收費(fèi)仍是主流，在車道資源有限的情況下，ETC車道超前建設(shè)需求與MTC仍是主流車道之間的矛盾越發(fā)凸顯。

ETC車道不可能無限制建設(shè)下去，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)重要城市出入口（如廣東珠江三角洲區(qū)域）受收費(fèi)站規(guī)模、物理車道條數(shù)等因素限制，必須依靠ETC技術(shù)自身突破。

3、新技術(shù)挑戰(zhàn)方面

隨著手機(jī)移動(dòng)支付技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)無現(xiàn)金支付比例越來越高，而高速公路收費(fèi)長(zhǎng)期以來只有現(xiàn)金和ETC支付兩種模式，車輛用戶要求高速公路行業(yè)兼容手機(jī)移動(dòng)支付的呼聲不斷提高。

近年來，采用后臺(tái)綁定移動(dòng)支付賬戶、前端借助高清圖像識(shí)別+地圖信息技術(shù)（GIS）實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)的創(chuàng)新實(shí)踐在很多省份如火如荼開展，特別是在大型互聯(lián)網(wǎng)公司推動(dòng)下，如支付寶在河南等地推出的無感支付，微信在山東推出的ITC支付等，對(duì)ETC技術(shù)發(fā)展提出了不小的挑戰(zhàn)。

而公安部電子車牌技術(shù)（基于RFID技術(shù)）已在多地開展試驗(yàn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已出臺(tái)，同為車輛身份的微波識(shí)別技術(shù)，如果在全國機(jī)動(dòng)車推行實(shí)施并與支付打通，可能直接取代現(xiàn)有ETC收費(fèi)技術(shù)。

同時(shí)，國家大力推行北斗高精度導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用，交通運(yùn)輸部也要求高速公路行業(yè)研究該技術(shù)在收費(fèi)、道路拯救、養(yǎng)護(hù)等方面的應(yīng)用，這也將對(duì)ETC技術(shù)產(chǎn)生威脅。

總而言之，如果ETC技術(shù)不能適應(yīng)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)發(fā)展，將很有可能被其他新型收費(fèi)技術(shù)跨界取代。

 二、ETC創(chuàng)新發(fā)展思路 

ETC技術(shù)應(yīng)該充分發(fā)揮自身技術(shù)特點(diǎn)，即電子標(biāo)簽識(shí)別率高（99%以上，日本達(dá)到9999%，遠(yuǎn)高于高清圖像識(shí)別）、交易安全可靠性高、可實(shí)現(xiàn)無收費(fèi)站的自由流收費(fèi)（歐美國家已普遍采用）。

因此，ETC技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新，一是要徹底改變目前國標(biāo)ETC交易模式，改兩片式組合ETC收費(fèi)為“電子標(biāo)簽識(shí)別+后臺(tái)賬戶扣費(fèi)”模式，大幅降低國標(biāo)ETC核心交易時(shí)間，減少IC卡片交易耗時(shí)并大幅降低異常率，提高ETC整體通行效率。

二是改變目前單ETC車道交易的技術(shù)模式，將ETC前置于收費(fèi)匝道或主線，通過與收費(fèi)站所有車道的組合聯(lián)動(dòng)，在不突破現(xiàn)有國標(biāo)ETC技術(shù)的前提下，實(shí)現(xiàn)以距離換速度、以冗余交易換成功率的目的，同時(shí)大幅降低收費(fèi)站ETC建設(shè)成本，緩解ETC車道與MTC建設(shè)平衡的矛盾，提高收費(fèi)站整體通行效率。

主要有兩種技術(shù)表現(xiàn)形態(tài)：

1、匝道ETC自由流+匝道收費(fèi)站聯(lián)動(dòng)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路：在收費(fèi)站匝道以龍門架方式部署ETC設(shè)備，將ETC收費(fèi)提前到匝道進(jìn)行，相當(dāng)于預(yù)設(shè)一條自由流化ETC交易車道。

對(duì)低速（≤80公里/小時(shí)）經(jīng)過匝道的ETC車輛提前交易,而收費(fèi)廣場(chǎng)的ETC和MTC車道只需要進(jìn)行交易車輛名單核對(duì)和補(bǔ)充二次冗余交易（一次交易未成功前提下）,即可快速完成車輛收費(fèi)。

該技術(shù)通過“匝道交易、車道驗(yàn)證”模式，極大地提升了收費(fèi)站ETC車道通行能力,通過與MTC車道聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)收費(fèi)廣場(chǎng)ETC化的目標(biāo)，達(dá)到提升收費(fèi)廣場(chǎng)整體車輛通行能力的目的。

2、主線ETC自由流+主線收費(fèi)站聯(lián)動(dòng)

技術(shù)思路：在匝道ETC自由流技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高ETC車輛在高速行駛（≥100公里/小時(shí)）條件下的一次交易成功率；同時(shí)，革新ETC天線技術(shù)，探索單個(gè)ETC天線管理多條車道（2條或以上）的可靠性，降低主線ETC自由流建設(shè)成本。

 三、技術(shù)驗(yàn)證 

廣東省在2017年開展匝道ETC自由流技術(shù)研究，并在2017年底至2018年初先后開通東新南浦站、廣珠西石洲站和廣清新華站三套匝道ETC自由流收費(fèi)系統(tǒng)，整體試點(diǎn)達(dá)到預(yù)期效果，單條ETC車道通行速度理論值提升3倍以上，整個(gè)收費(fèi)站廣場(chǎng)通行效率提升30%。

核心指標(biāo)驗(yàn)證一：匝道一次交易成功率。

即匝道ETC交易成功次數(shù)占整個(gè)收費(fèi)站ETC通行次數(shù)的比例，通過測(cè)試，匝道一次交易成功率超過98%。

核心指標(biāo)驗(yàn)證二：ETC車道核心交易時(shí)間。

即在匝道完成ETC交易后，在收費(fèi)站ETC車道驗(yàn)證時(shí)的核心交易時(shí)間，由原來的約300ms大幅下降至目前的15～30ms。

核心指標(biāo)驗(yàn)證三：MTC車道通行能力。

即沒有采用匝道ETC自由流完成預(yù)交易前的ETC用戶進(jìn)入MTC車道完成交易的時(shí)間，與采用匝道ETC自由流技術(shù)后已完成匝道預(yù)交易的ETC車輛進(jìn)入聯(lián)動(dòng)的MTC車道的交易時(shí)間對(duì)比，MTC車道通過車牌識(shí)別驗(yàn)證預(yù)交易名單庫，可實(shí)現(xiàn)MTC車道準(zhǔn)快速通行。 

廣東匝道ETC自由流技術(shù)于2018年5月7日通過中國公路協(xié)會(huì)組織的技術(shù)評(píng)價(jià)，專家一致認(rèn)為該技術(shù)是對(duì)現(xiàn)有ETC技術(shù)的有益創(chuàng)新，項(xiàng)目研究成果在國內(nèi)達(dá)到領(lǐng)先水平。

四、ETC技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望 

1、完全ETC自由收費(fèi)形態(tài)，不與任何收費(fèi)站組合，主線自由流方式下以高速、高可靠的一次交易成功率完成不停車收費(fèi)。在ETC用戶成為絕對(duì)主流、高速公路去現(xiàn)金化收費(fèi)基本實(shí)現(xiàn)、信用體系更加完善等前提下，完全ETC自由流將成為高速公路收費(fèi)主要技術(shù)形態(tài)。

2、ETC技術(shù)主動(dòng)擁抱各類新技術(shù)，如移動(dòng)支付技術(shù)、電子車牌技術(shù)、高清視頻識(shí)別+地圖信息技術(shù)、北斗高精度定位技術(shù)等，做好融合發(fā)展，使ETC識(shí)別準(zhǔn)確率更高、交易速度更快、線上化發(fā)展思路更清晰，進(jìn)一步煥發(fā)出ETC技術(shù)新的生命力。

3、跟進(jìn)智能電子標(biāo)簽特別是具備移動(dòng)通信（4G，未來5G）能力的智能電子標(biāo)簽的發(fā)展，在滿足ETC自由流收費(fèi)的同時(shí)，豐富路與車之間的信息交互內(nèi)容，為將來過渡到車路協(xié)同（V2X）技術(shù)，提前構(gòu)建起完整的“智能電子標(biāo)簽+智能路側(cè)設(shè)備+云端信息服務(wù)平臺(tái)”的基礎(chǔ)框架。

（注：目前基于5.8GHz DSRC的ETC收費(fèi)技術(shù)與基于5.8GHz DSRC的車路協(xié)同技術(shù)并不等同，這里更強(qiáng)調(diào)在現(xiàn)有ETC技術(shù)下建立起未來車路協(xié)同服務(wù)體系架構(gòu)，不受限于未來采取何種通信技術(shù)）

 五、結(jié)束語 

2018年5月16日，李克強(qiáng)總理在國務(wù)院常務(wù)會(huì)議上提出“推動(dòng)取消高速公路省界收費(fèi)站”。消息一出，如巨石投水，給高速公路行業(yè)帶來不小的震動(dòng)。

作為高速公路從業(yè)者，應(yīng)冷靜分析該政策出臺(tái)的動(dòng)因，社會(huì)更多地呼喚高速公路在收費(fèi)后能提供更加高效、快捷的通行服務(wù)。

我們應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，以新時(shí)代交通發(fā)展?jié)M足人民群眾便捷出行的美好需求為目的，大力推動(dòng)諸如主線ETC自由流收費(fèi)等新興技術(shù)應(yīng)用。

隨著國家法制和信用體系的不斷完善，也許在不遠(yuǎn)的將來，物理的省界、匝道、端頭收費(fèi)站等都將不復(fù)存在，真正讓廣大車主在高速公路上實(shí)現(xiàn)“無感通行”的極致體驗(yàn)。