中兴 ETC 不停车收费系统
解决方案
目录
中兴 ETC 不停车收费系统解决方案
第 1 章
1.1
1.2
第 2 章
2.1
2.2
2.3
2.4
第 3 章
3.1
3.2
3.3
第 4 章
4.1
4.2
4.3
第 5 章
5.1
5.2
5.3
5.4
中兴 ETC 不停车收费系统总述............................................................................1
需求概述 ............................................................................................................ 1
系统总体建设目标和系统指标........................................................................4
中兴 ETC 不停车收费系统整体框架....................................................................7
中兴 ETC 不停车收费总体说明 ........................................................................7
车道子系统........................................................................................................ 8
收费站子系统 .................................................................................................... 9
路段收费分中心子系统 ....................................................................................9
中兴 ETC 不停车收费系统详述..........................................................................11
收费站子系统 ..................................................................................................11
收费车道子系统..............................................................................................19
发卡子系统...................................................................................................... 29
中兴 ETC 不停车收费系统关键产品说明..........................................................30
路侧设备 RSU...................................................................................................30
车载设备 OBU ..................................................................................................33
车道控制器...................................................................................................... 35
中兴 ETC 不停车收费系统优势及特色 ..............................................................38
中兴通讯品牌优势 ..........................................................................................38
中兴通讯集成优势 ..........................................................................................38
中兴通讯系统优势 ..........................................................................................38
中兴通讯产品优势 ..........................................................................................40
I
中兴 ETC 不停车收费系统解决方案
第 1 章 中兴 ETC 不停车收费系统总述
1.1 需求概述
1.1.1 应用场景描述
随着国民经济快速发展,我国综合国力不断增强,交通基础建设大为改善,尤其
以高速公路为主骨架的覆盖全国范围的高等级公路网络正在逐步形成。截至到 2005 年
底,我国高速公路里程己达 4.1 万公里,为交通事业跨越式发展奠定了坚实的基础,在
某种程度上缓解了交通在经济建设中的瓶颈制约作用。但是,随着经济的持续快速增
长,路网通过能力日益满足不了交通量增长的需要,交通拥挤,阻塞现象日趋严重,
交通污染和事故越来越引起社会普遍的关注,交通问题仍十分突出。如广佛高速路,
自建成通车后的 6 年间,交通量增加了 5 倍,原来的四车道己经饱和、正准备扩展为
六车道。然而,持续不断的交通增长需求显然不能由无止境的车道扩展来满足。
国内外实践经验证明,一个国家当交通发展到一定程度,再单纯依靠修建道路设
施来解决交通拥挤问题,不仅受投资等诸多条件的制约,而且效果也是有限的。如何
实现各类车辆的有效指挥、协调控制和管理已经成为交通运输和安全管理部门面临的
一个重要问题。
经过长期和广泛的研究,各发达国家已从主要依靠修建更多的公路,扩大路网规
模来解决不断增长的交通需求,转移到用高技术来改造现有公路运输系统及管理体系,
从而达到大幅度提高路网通行能力和服务质量的目的。日本、美国和西欧等发达国家
为了解决共同所面临的交通问题,竞相投入大量资金和人力,开始大规模进行公路交
通运输智能化的研究实验。起初,称为智能车辆公路系统(Intelligent Vehicle-Highway
Systems IVHS),进行公路功能和车辆智能化的研究。随着研究的不断深入,系统功能
扩展到公路交通运输的全过程及其有关服务部门,发展成为带动整个公路交通运输现
代化的智能交通系统(Intelligent Transportation System ITS)。
ETC 特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下采用。实施不停车收费,一方
面,可以允许车辆高速通过(几十公里以至一百多公里),与传统的人工收费 8 秒出
票相比较,不停车收费大大加快了高速公路收费道口的通行能力,据测算,较人工收
费道口,ETC 车道通行能力将提高 4~6 倍,可减少车辆在收费口因交费、找零等动作
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中兴 ETC 不停车收费系统解决方案
而引起的排队等候。另一方面,也使公路收费走向电子化,可降低车辆管理的成本,
有利于提高车辆的营运效益,同时也大幅度降低收费口的噪声水平和废气排放,并可
以杜绝少数不法的收费员贪污路费、减少国家损失,与原来的人工收费和人工电脑收
费方式相比,实行不停车收费后具有明显优势,不仅极大的改善了路上密集车辆所造
成的环境污染,减少车辆阻塞现象,行车更加安全,更为主要的是将大大提高过路桥
收费效率。
1.1.2
ETC 系统建设的优势
ETC 技术特别适用于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下采用,传统的采用车道
隔离措施下的不停车收费系统通常称为单车道不停车收费系统:在无车道隔离的分车
道交通流下的不停车收费系统通常称为自由流不停车收费系统。实施不停车收费将彻
底改变目前半自动收费过程中的弊端。由于不需要停车交费,当交通量较大时,不会
产生收费站前车辆排队等候的现象,减少了车辆延误;由于无需人工参与和无现金交
易,可完全避免收费过程中的舞弊和贪污现象;同时也能解决由于交通堵塞而引起的
能源消耗和环境污染等问题。电子收费系统在国外被广泛地应用于开放式的收费站,
国内目前部分省市的高速公路已有所实施。电子收费系统代表当今最先进的收费技术,
也是未来发展的方向,有着广阔的发展前景。
(1)实施 ETC 系统可以提升高速形象
ETC 系统实现了不停车收费,解决了因人工停车收费造成的排队塞车现象;用户
得到更快的通关速度和全新的收费体验,恢复了高速公路本应具有的高速、快捷形象,
降低了政府和公路部门的压力。
(2)ETC 不停车收费相较于 MTC 收费系统使得交通更加安全
收费站的设置在相当程度上影响了交通安全,在收费区常出现交通事故主要有追
尾、侧撞、撞物等类型。引起追尾事故的主要原因是车辆行驶速度过快,驾驶判断失
误至使预留的刹车距离不足撞收费站前的排队车辆;驾驶员为寻求空闲的收费车道、
最小的排队长度或选择一个特定的收费方式而变换车道是侧撞事故的起因;收费站的
设置给驾驶操作增加了难度,因为操作不当撞上收费亭等固定物。影响收费区交通安
全的主要因素有:收费车道收费型式配置、车辆加速度、通过速度、车道数及跨车道
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中兴 ETC 不停车收费系统解决方案
车流量。ETC 系统的实施使得这些因素发生变化,收费区的交通安全状况也将随之变
化,ETC 系统对交通安全的影响主要体现在如下几个方面:
①ETC 车辆加速度及通过速度的发生变化,追尾事故数相应减少;
②在 ETC 专用车道上驾驶员操作相对简化,使撞物的可能性减小。
(3)ETC 可以节省投资运营成本
在收费运营方面人工收费系统存在如下弊端:
①收费营运效率低:据交通部及一些公路主管部门的有关资料统计,目前公路收
费的总额只占应收总额的 70%左右,有相当一部分流失,给国家和公路经营管理单位
造成了极大损失;
②人工收费需要更多的人力付出及运营管理费用。
③为了提高收费站的通行能力,使其能承受路段的车流量,收费车道往往多于路
段的车道数,不仅要投入更多的成本,还要占用更多的土地资源。
实施了 ETC 系统后,投资成本及运营费用将发生相应变化,运营效率也将得到提
高,主要表现为:
①收费效率的提高:现代化的技术使收费运营管理进一步规范化,可以允许车辆
高速通过(几十公里以至 100 多公里),与传统的人工收费 8 秒出票相比较,不停车
收费大大加快了高速公路收费道口的通行能力,据测算,较人工收费车道,ETC 车道
通行能力将提高 4~6 倍,可减少车辆在收费口因交费、找零等动作而引起的排队等候,
减少了收费金额的流失,由于无需人工参与和无现金交易,杜绝了收费人员错收、漏
收、收取假币现象,同时解决了个别收费人员的营私舞弊行为。
②运营费用的变化:ETC 系统实施后,减少了人工车收费车道数目,减少了人力
投入,相应地减少了人员的工资,行政办公的结构将相应发生变化,以计算机网络为
主的信息化管理提高了效率;ETC 系统可以自动判断车型完成收费,收费无需人工干
预,实现了收费站的无人值守,降低政府和公路部门的管理成本;但也可能引起费用
的增加:ETC 设施的价格相对昂贵,其维护及维修费用相应会较高,但是设施质量提
高有可能会减少维修的次数。
③投资成本的变化:相对人工收费言 ETC 系统需要相对昂贵的投资,但系统实施
后,收费站的通行能力增加(一般 ETC 车道的通行能力是 MTC 车道的 3~5 倍),相
应地可减少部分收费车道,从而减少了新建设施的成本,同时也节约了土地资源。
(4) ETC 系统更加环保节能
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中兴 ETC 不停车收费系统解决方案
机动车是大气污染的移动发生源,其排放的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化合物、
铅化物和颗粒物质是造成大气污染的主要原因之一。此外,机动车的运行需要消耗燃
料,又造成大量的能源消耗。车辆的油耗与排放与车辆的运行状态密切相关,由于停
车收费使得收费站处的车辆处于加减速或怠速状态,车辆发动机处于慢速或空转状态,
根据车辆的燃油消耗特性,在此状态下发动机的燃油耗量增加,废气排放量也就相应
增加,由此加剧了大气污染。
ETC 系统的实施,使得交通流运行状况得到改善,车辆在收费物的停车次数减少,
排队等待的时间就明显缩短,无疑减少了车辆的油耗与排放,解决了收费站附近由于
交通堵塞而引起的能源消耗和环境污染等问题。
1.2 系统总体建设目标和系统指标
1.2.1 系统总体建设目标
支持 ETC/MTC 一键切换
本系统兼容 ETC 与 MTC 系统,为车道子系统提供支持,轻松实现两种收费方式
间的一键切换,在识读设备出现故障、MTC 车道拥堵以致阻塞 ETC 车道或者客户有其
它需求的时候,可以实现 ETC 与 MTC 收费方式间的实时切换,保证系统的安全稳定
运行,最大限度地提高车道的利用率。
支持 ETC/MTC 组合式收费模式
本系统兼容为车道子系统提供组合式收费的支持,支持 ETC 双界面卡用户的 ETC
入 MTC 出、MTC 入 ETC 出、MTC 入 MTC 出等通行方式,最大限度的满足不同用户
的要求。电子标签采用双片式(电子标签+双界面卡)。将双界面卡插入 ETC 电子标签
中可以实现不停车通过 ETC 专用车道,使用双界面卡采用普通刷卡方式可以通过人工
收费车道。组合收费模式可以很好的适应国内路网复杂、多数入口和出口收费站车流
量小、车道少的现状。
具备完备的安全体系
安全体系包括交易安全和数据安全。ETC 系统具备严密的密钥体系,密钥由上级
管理部门分发,分多个等级,高一等级的密钥只用于保护下一等级的密钥,最低等级
的密钥应用在 IC 卡、ESAM 卡和 PSAM 卡等终端应用介质中。采用 3DES 加密技术,
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