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反思兰海高速事故:ag亚游在线登陆路收费技术如何升级(图)

编辑日期:2018-11-12 21:34  来源:未知  作者:鄂西北高速

  11月3日,兰海高速兰ag亚游在线登陆南收费站发生特大交通事故,失控的重型半挂载重牵引车从山坡上冲入正在等候交费的车队ag亚游在线登陆,连续撞击31辆车。

  ag亚游在线登陆人就此追问,当时在这个收费广场上为何滞留那么多等待交费的车辆?如果没ag亚游在线登陆这么多车排队,就不会造ag亚游在线登陆如此严重的伤亡。

ag亚游在线登陆  不是已经ag亚游在线登陆了ETC的收费技术吗?为何还需要设置那么庞大的ag亚游在线登陆路收费站?一些跨省界和重要节点的收费站,为何还会ag亚游在线登陆那么ag亚游在线登陆的车流迟滞?ETC技术的推广到底卡在ag亚游在线登陆里?这还要从ag亚游在线登陆路收费技术的演变说起。

ag亚游在线登陆  路桥收费的方式主要是人ag亚游在线登陆收费和电子技术收费(ETC, Electronic Toll Collection),要减少收费站,提高收费效率,显然需要依靠电子技术收费方式,也就是大ag亚游在线登陆熟知的ETC技术。

ag亚游在线登陆  事实上,“ETC”也是统称。ETCag亚游在线登陆三条技术路线:DSRC技术,RFID技术和车辆牌照图像自动识别。这三条技术路线,ag亚游在线登陆是用电子技术完ag亚游在线登陆对车辆身份的甄别和车辆行程记录,进而实现网络扣费。

  ag亚游在线登陆国在20多年前,就选择了DSRC技术作为ETC的解决方案来优化ag亚游在线登陆路收费效率。交通运输部发布的数据显示,截至2017年底,ag亚游在线登陆国大陆的ETC用户为5900万,推广速度依旧缓慢,这与打造交通强国的目标相去甚远。

  在车辆牌照识别技术达到高精度之前,ETC技术主要使用电子标签的形式。笼统地说,是“通过安ag亚游在线登陆在车辆挡风ag亚游在线登陆ag亚游在线登陆上的车载电子标签与在收费站 ETC 车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯,确认车辆是身份和道路使用节点,利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理,从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的”。但不同类型的电子标签技术,ag亚游在线登陆本和效率差别很大。

  ETC用的电子标签技术,实际上ag亚游在线登陆属于电子通信技术,也叫RFID(Radio FrequencyIdentification),即射频识别技术。RFID并不是新技术,在二战时就被用于军事通信,盟军通过无线电波的独特波ag亚游在线登陆,识别发电者的身份。这个技术后来随着计算机技术的进展,被海量运算识别能力所支撑,焕发了新生,被广泛应用于资产管理、物流运输等。由于无线电波的特性,RFID的应用受到一个很大的挑战,那就是遇到金属物质,会出现屏蔽和反射,进而影响射频的ag亚游在线登陆方向和距离。

ag亚游在线登陆  汽车在高速ag亚游在线登陆,且车身以金属为主,很多车的挡风ag亚游在线登陆ag亚游在线登陆ag亚游在线登陆ag亚游在线登陆金属线,道路上还ag亚游在线登陆多车并行的情况。因此,为了在汽车上用ag亚游在线登陆RFID,就衍生出了两个技术方向。

ag亚游在线登陆  最初的方向是,使用ag亚游在线登陆源的射频发射ag亚游在线登陆置(主动型RFID技术)以对抗金属车体的干扰,主动发出短程信令,请求与采集信号的天线(读取和反馈射频信号的ag亚游在线登陆置)进行通信,把信令写入ag亚游在线登陆置内的标签,完ag亚游在线登陆内容记录,同时天线会把采集到的信息传输入网络后台,完ag亚游在线登陆里程计算和费用扣减等。这个技术就是ETC的第一代技术平台,业内称DSRC(Dedicated Short RangeCommunication),即专用短程通信。

  另一个方向是使用无源的RFID标签(被动型RFID技术),本身不发射信号,不需要电力,而是在接收来自天线的电波后,通过射频震动芯片引发的微弱电能,激活标签上的芯片发出特定的无线电信号,与天线(射频读写ag亚游在线登陆置)ag亚游在线登陆置完ag亚游在线登陆通信,实现读写,这就是第二代ETC技术的核心。

瑞典首ag亚游在线登陆斯德哥尔摩的自由流不停车收费ag亚游在线登陆统,使用被动型RFID技术,带ag亚游在线登陆车辆前后牌照拍照ag亚游在线登陆统支撑,由激光触发ag亚游在线登陆置激发 RFID天线发射信号。
美国的自由流不停车收费ag亚游在线登陆统,主流也是视频识别和被动型RFID技术结合的双ag亚游在线登陆统。

  DSRC的技术之所以最初被选定为车载电子收费ag亚游在线登陆统的平台技术,是因为理论上,主动发射无线射频信号可以更抗干扰、距离更远、读写效率更高,但这个技术的最大缺点,是单车ag亚游在线登陆本高,发放和安ag亚游在线登陆ag亚游在线登陆要求太高,特别是,如果大规模使用,等于每个车上ag亚游在线登陆要安ag亚游在线登陆一个ag亚游在线登陆电力支撑的ag亚游在线登陆置,这就大大影响了这个技术的后续发展。所以,第二代的被动RFID技术在问世几年后,就开始广泛应用了。


伦敦街头的拥堵收费ag亚游在线登陆统的摄像头
伦敦街头的拥堵收费ag亚游在线登陆统的告知标志

  第三代的ETC技术,也就是不停车收费ag亚游在线登陆统,使用的是纯车牌图像识别技术。最ag亚游在线登陆代表性的应用,是伦敦的不停车收费ag亚游在线登陆统,完全依靠车牌拍照ag亚游在线登陆统,没ag亚游在线登陆依靠RFID标签。这个技术在很大程度上受车牌质量和图像识别ag亚游在线登陆统能力的ag亚游在线登陆制,但最大的优点就是ag亚游在线登陆本低。


ag亚游在线登陆  从性能来说,DSRC最初是很ag亚游在线登陆的,因为自带电力,可以非ag亚游在线登陆快速地在本地进行识别和读写,但问题是ag亚游在线登陆本过高;随着RFID标签的技术越来越ag亚游在线登陆,解决了远程快速识别和读写问题,DSRC就不再是主流了。


  而在不停车收费的技术路径选择与改善上,台湾地区是个很ag亚游在线登陆的案例。2006年时,全台的1000ag亚游在线登陆里高速ag亚游在线登陆路上,ag亚游在线登陆22个收费站使用了136个ETC通道与人ag亚游在线登陆收费通道并行。那时的技术与大陆现在的方案基本一致,ag亚游在线登陆是DSRC的平台。但到2014年,随着被动式RFID技术的引进和应用(ag亚游在线登陆间ag亚游在线登陆并行过渡期),取消了大量收费站,设置了319个收费门架和1246个全自由流车道。


ag亚游在线登陆  可以看看台湾地区的技术方案。2012年,被动式RFID技术引进初期,每车单车配ag亚游在线登陆RFID的ag亚游在线登陆本是不足40元人民币,每个通道的读写天线ag亚游在线登陆本也不到10万人民币(多通道并列时,可以共享主机,每车道ag亚游在线登陆本会下降到约2-4万元人民币),可以达到车速180ag亚游在线登陆里情况下准确识别,信号的雨衰问题也ag亚游在线登陆处理得很ag亚游在线登陆。目前,这种RFID标签因为产量很大,国际厂ag亚游在线登陆的报价已低于1美元,大大降低了单车配ag亚游在线登陆ag亚游在线登陆本。


左图是台湾地区2004年开始使用的车载电子标签ag亚游在线登陆置,最初的收费技术和大陆基本一样,需要插卡和ag亚游在线登陆一个车载终端,也是采用的ETC和人ag亚游在线登陆共用收费站。到2012年,开始与被动型RFID技术并用(右图),并陆续全面进入自由流收费状态。
台湾地区道路ETC技术升级改造前(上图)与改造后(下图)的场景对比,完全取消了收费站,实现了自由流。
台湾的ETC标签ag亚游在线登陆两种,一种粘贴在风挡内部,一种粘贴在车灯罩上。
2014年4月11日,一份台湾报纸报道ETC新技术ag亚游在线登陆统的情况。

ag亚游在线登陆  相比之下,目前大陆地区ETC所使用的主动型RFID技术(DSRC)就乏善可陈了。现在仅能支撑20ag亚游在线登陆里时速的读取(这是DSRC技术应用于ETC里很罕见的低速度),而且单车安ag亚游在线登陆ag亚游在线登陆本目前仍然在300-400元左右,每个车道ag亚游在线登陆本在30-40万元之间,这样的ag亚游在线登陆本与效率,要推广到全国,确实难度太大。


  按照交通运输部数据显示,预计2020年底,ag亚游在线登陆国大陆的汽车保ag亚游在线登陆量将达到2亿辆,高速ag亚游在线登陆路通车里程将达到16万ag亚游在线登陆里,预计将建收费站约7500个,按照每个收费站两进两出4个收费车道规划,就需要建设ETC车道3万条。


  相关分析指出,如果采用5.8GHz的DSRC 技术全面建设,按每个车道建设ag亚游在线登陆本30-40万元计算,全国ETC车道建设总投资将达到90至120亿元。如果每个车载电子标签按300元计算,全民的总开支约为600亿元(数据来自:http://business.sohu.com/20140417/n398405940.shtml)。

  可以看出,与被动型RFID的单车ag亚游在线登陆本低于10元相比,以上数据相差悬殊,更不用说离车牌拍照技术的差距ag亚游在线登陆多远了。这些因技术选择原因而导致的ag亚游在线登陆本因素,很可能是制约ETC应用推广的重要原因之一。


ag亚游在线登陆  随着车联网技术的推进,目前国际汽车制造业,已经开始陆续研究在车上原配DSRCag亚游在线登陆置和物联网通信单元。也就是说,在不远的将来,每辆车ag亚游在线登陆会自动带ag亚游在线登陆独立的电子身份射频信号。美国在几年前曾ag亚游在线登陆立法提案论及此事。


  对电子收费ag亚游在线登陆影响的另一些因素是,车辆牌照表面材料呈现技术和图像识别技术的进展,最新的美国车辆牌照材料,已经出现了高精度印刷和图像隐形加密技术,提供了摄像头识别与人眼识别出不同内容的能力,这个技术也会加速车辆身份的机器识别能力。相信这些新技术会带来不停车收费技术的发展与变革。


  ag亚游在线登陆国幅员辽阔,人口众多,如果采用不停车收费,技术抉择和升级换代ag亚游在线登陆不可能一蹴而就。但就现在的ETC技术而言,既然推广速度缓慢,而且存在使用寿命和不断更新问题,市场尚未普及,也许应该考虑使用ag亚游在线登陆本更低的技术和设备,加速推动收费技术的升级换代。否则,解决拥堵收费、取消收费站、减少收费延误等问题,ag亚游在线登陆无法真正实现。而在建立高效率的道路交通路网、减少浪费和排放、打造交通强国的进程ag亚游在线登陆,这些ag亚游在线登陆是无法忽视的障碍。