基于GPS的不停车收费系统探讨

第10期 北 方 交 通 ·19· 基于GPS的不停车收费系统探讨 王叶飞 (辽宁省交通勘测设计院，沈阳110005) 摘要不停车收费系统已成为智能交通的重要组成部分，针对目前不停车收费系统发 展较慢的现状，提出一种基于GPS的不停车收费系统供读者探讨，并分析了该系统的组成、工 作原理及特点。 关键词 不停车收费系统GPS电子地图 1 引言 智能交通在西方发达国家的建设已经发展到一 定程度，目前智能交通在美国的应用已达80％以 上，在我国，城市智能交通已逐步得到社会各界的广 泛关注，并已成为交通领域的研究热点，社会各界对 通过智能交通系统建设、缓解日益严重的交通问题 寄予了厚望。 随着智能交通系统的发展，高速公路收费系统 自动化成为世界各国竞相研究的热点。不停车收费 必将成为未来收费的主要方式，分析目前不停车收 费的发展现状，科研工作者有必要不断探索新的收 费方式来适应我国交通发展现状。． 2不停车电子收费系统的意义 顾名思义，不停车电子收费系统是应用技术手 段使车辆以正常行驶速度通过收费主体、缴纳通行 费用的自动收费系统。 在经济社会效益方面：给道路投资主体节省收 费基建费用及收费维护费用，降低收费管理的成本， 节约土地资源，2003年至2005年三年间，广东省实 施联网收费为全省公路业主单位节省基建等费用 8．86亿元；提高车辆的营运效益为车辆用户带来的 经济效益：一个是节约能源，提高环保质量，因为停 车等待收费耗费汽油排放废气(平时大家觉得这个 数字很小，但如果把所有的数字放在一起会是一个 庞大的数字)，第二个指标是节省旅客时间的效益， 同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排 放。避免月票和人工收费的众多弱点，有效提 高高速公路的资金回收能力。 3不停车电子收费系统的发展现状 高速公路收费由传统的人工现金收费方式向不 停车非现金方式过渡经历了漫长的过程，虽然国内 外目前均是多种收费方式并存的情况，但不停车电 子收费必然成为未来收费方式的主流发展方向，世 界各国均在努力发展适合本国国情的不停车收费系 统，并在努力促使其标准化。 国际上，美国、欧洲、El本很早就针对不停车收 费系统中的研发技术、实施、标准进行了深 入研究。在美国，电子不停车收费方式已经成为美 国回收公路投资和养护费用的高效率手段，最著名 的联网运行电子不停车收费系统是E—Zoos系统。 葡萄牙的ViaVarde电子收费系统可以算作欧洲具 有代意义的联网电子收费系统之一，事实已证明， ViaVarde电子收费系统是既有利于道路使用者又 有利于道路运营商的有效收费手段。各国在发展的 同时均向国际标准化组织提交了有关不停车收费标 准的草案，欧洲和日本提出的标准较为成熟，获得了 较广泛的厂商支持。国际标准化组织(ISo)、欧洲标 准化委员会(CEN)也在开展不停车收费领域的技 术标准化工作。 在我国，自1996年lo月，交通部公路科学研究 所与日本丰田汽车公司就不停车收费系统进行了中 日技术交流和现场演示会后，1996年底引进国外技 术，首都机场高速路进行了不停车收费试验；1998 年，广东省佛山、顺德、南海等地建立了20余条不停 车收费车道并投入使用。1999年，山东、四川率先 提出全省联网收费，到目前，已有联网收费项目的省 市有山东、江苏、浙江、四川、重庆、湖南、北京、广东、 内蒙、河北、安徽、黑龙江等。 目前虽然各省市均在试验联网收费项目，且联 网收费项目已经成为目前国内、国际不停车收费的 万方数据 ·20· 北 方 交 通 主流方向，但在中国目前存在的最大问题是缺乏规 模，究其原因，联网收费采用的是两片式电子标签+ IC卡的组合式电子收费系统，现有的收费设 施，尤其是收费广场和收费车道不能满足或适应 ETC的需要；其实施须将现有车道改造成ETC车 道，由于我国路网规模大，交通量及车道数情况不 一，导致ETC系统规模庞大，步调不一致，投资高， 建设周期长，风险大；另外道路使用者的需求不迫切 等社会环境也是阻碍不停车收费陕速发展的因素。 基于上述分析，本文提出一种基于GPS的不停 车收费系统，供研究者参考和探讨。 4基于GPS的不停车电子收费系统 4．1 系统组成 该系统包括GPS接收装置，用于接收GPS数 据，定位车辆；电子地图及数据库，其中包含所有收 费高速公路及其出口的空间位置信息及高速公路段 落名称、段落长度、所属业主及收费标准等属性信 息；缴费卡，可持卡缴费及传递数据。 4．2工作原理 该系统通过GPS接收卫星信号定位车辆当前 位置，定位数据与电子地图结合应用路径辨识算法 等判断车辆当前位置是否属于收费高速公路，如位 于收费公路，记录虚拟入口时间、入口站号，接着等 待出口，通过GPS定位当汽车离开公路时记录出口 时间，出口站号，通过人口站号与出口站号到数据库 中查询其它属性信息，并增加收费记录。费用支付 可采用实时支付或先使用后支付两种方式。实时支 付可用缴费卡与车载装置相连，当车辆驶离高速公 路时，实时扣取缴费卡中的相应费用，余额不足限定 i灞 ，⋯产鼍严墨。 i_ i潞| ；屯子}曼嫩l黼·； ＼， L⋯毛磊I-蒜i矗。。⋯一j -、 ⋯-E～一． ，、∑主尘，兰乞乡“等、，一、 ，L～一j—(．一—嚣“二⋯～q⋯，上、 ．，，7——一t∥≮～，矗一j髫警。2≥；—／一 图1基于GPS的收费过程示意图 值时提示充值；先使用后付费方式可定期到指定机 构交纳费用。无论哪种收费方式均可在缴费时传递 收费数据，然后依据收费数据通过银行或指定收费 机构对收缴费用进行划分。定期对收费数据备份和 更新电子地图及数据库。 4．3 系统特点 (1)适用性好 基于GPS的不停车收费系统利用现有车道即 可，不需要对车道改进，不受道路扩宽，增加车道等 的影响， 为采用该收费方式的汽车专留一个车道，未安 装该种收费系统的车辆走人工收费车道，随着该收 费方式的普及，逐渐取消所有人工收费车道。整个 过程全部利用现有车道。另外由于该系统不需要在 道路上建设收费设施，因而不受道路施工的影响。 当整个路网有新建高速公路时，更新电子地图数据 库即可。 (2)可移植性强 该收费系统在小范围内实验成功后可快速进行 大规模推广，有利于自动收费系统的快速发展。 可首先对一个小行政区内车辆进行实验，实验 成功后，大范围效仿相同方式进行即可。具有建设 周期短，硬件设施投入少，易于大规模推广的特点。 (3{)可扩展性好 ， 该收费系统可与GPS卫星导航系统共同开发， 并可进行功能扩展，提供其它服务功能，如车辆跟 踪、信息查询、出行路线规划等。 在13本超过60％的新车出厂时就已安装了车 辆导航系统，可以预见，随着更多汽车企业的介入， 导航产品市场将逐渐成熟，导航产品前景广阔，与 GPS相关的其它服务功能正在悄然兴起，基于GPS 的收费系统与GPS服务产品共同开发将更能调动 道路使用者的积极性。 5结束语 不停车收费系统及GPS服务随着车辆使用者 的增加前景广阔，由于时间等原因，本文提出的收费 方式必然存在着不足，还有待于进一步深入研究。 在此提出供科研人员及交通工作者探讨。 ApproachtoSystemforFeeCollectinginRunningofVehicle，BasedonGPS AbstractThesystemforfeecollectinginrunningofvehiclehasalreadybecomeanimportantconstituentpart ofintellegentcommunications．Aimingatcurrentsituationsthatpresentsystemdevelopsslower，thepaperraisesthe systemforfeecollectinginrunningofvehicle，basedonGPS，forapproachofreaders，andanalyzesthecomposition ofthissystem，itsoperatingprincipleandfeatures． KeywordsSystemforfeecollectinginrunningGPSElectronmap 万方数据 基于GPS的不停车收费系统探讨 作者： 王叶飞， Wang Yefei 作者单位： 辽宁省交通勘测设计院,沈阳,110005 刊名： 北方交通 英文刊名： NORTHERN COMMUNICATIONS 年，卷(期)： 2006(10) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_lnjtkj200610007.aspx