摘要：RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),其在高速公路中的應(yīng)用可為不停車收費(fèi)帶來好處。
　　關(guān)鍵詞：高速公路，不停車收費(fèi)，RFID，付款
　　交通的高速發(fā)展是促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。通過籌資建設(shè)道路橋梁,然后通過收取橋梁通行費(fèi)回收建設(shè)資金,實(shí)踐證明是發(fā)展交通的必要手段。但“收費(fèi)站塞車”現(xiàn)象已經(jīng)是一個較為普遍的社會現(xiàn)象,目前我國約有30%的高速公路是人工收費(fèi),其余基本上實(shí)現(xiàn)了半自動收費(fèi)；只有少部分高速公路建立了監(jiān)控中心和通信中心。高速公路自動化收費(fèi)是在車輛通過收費(fèi)站時領(lǐng)取該站點(diǎn)特定識別卡,現(xiàn)代化自動收費(fèi)站在相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)和具體實(shí)施過程中,采用了多種不同的自動識別技術(shù),如感應(yīng)線圈識別技術(shù)、聲表面波識別技術(shù)、條碼識別技術(shù)、紅外通信識別技術(shù)和射頻識別技術(shù)等,但最終主流歸結(jié)到采用無線射頻識別技術(shù)作為不停車收費(fèi)系統(tǒng)的車輛自動識別技術(shù)。
　　1.RFID系統(tǒng)組成
　　RFID是基于雷達(dá)技術(shù)發(fā)展起來的一種自動識別技術(shù)，它利用射頻信號或空間耦合（電感或電磁耦合）的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對物體或商品的自動識別。一個典型的RFID系統(tǒng)包括標(biāo)簽、讀寫器和數(shù)據(jù)庫，如圖1。標(biāo)簽由耦合天線及芯片構(gòu)成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子產(chǎn)品代碼（EPC），附著在被標(biāo)識的物體或?qū)ο笊稀Ｗx寫器讀取或擦寫標(biāo)簽信息，可外接天線，用于發(fā)送和接受射頻信號。中央信息系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫）包括了中間件、信息處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，用以對讀寫器讀取的標(biāo)簽信息進(jìn)行處理，其功能涉及到具體的系統(tǒng)應(yīng)用，如實(shí)現(xiàn)信息加密和安全認(rèn)證等。其工作過程為：讀寫器在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的控制下發(fā)送出一定頻率的射頻信號，標(biāo)簽進(jìn)入磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，并使用這些能量向讀寫器發(fā)送出自身的數(shù)據(jù)和信息，該信息被讀寫器接收并解碼后送至中央信息管理系統(tǒng)行相關(guān)的處理，信息的收集和處理過程都是以無線射頻通信方式進(jìn)行的[1]。
　　
　　圖1RFID系統(tǒng)組成
　　2.高速公路不停車收費(fèi)的過程
　　高速公路收費(fèi)的特點(diǎn)是不僅要按照車型分類標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi),而且按照入出口的距離標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收費(fèi)。所以在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中比較特別的是有兩部分車道系統(tǒng)。高速公路入口的車道系統(tǒng)與出口的車道系統(tǒng)是有區(qū)別的。入口只向卡中寫入入口信息,出口則根據(jù)從卡中讀出的入口信息決定收費(fèi)額。
　　2.1系統(tǒng)工作情況描述
　　用戶首先到車載標(biāo)簽發(fā)行點(diǎn)(調(diào)整公路管理公司指定的銀行代辦)去辦理開戶手續(xù),交納卡押金及預(yù)交一筆橋費(fèi),預(yù)先交的過橋、路費(fèi),由銀行向用戶按活期存款提供利息,用戶得到的車載標(biāo)簽可以用來在提款機(jī)及儲蓄所查詢帳戶余額,交納通行費(fèi)及進(jìn)行有關(guān)掛失、轉(zhuǎn)讓等特殊操作,銀行可以根據(jù)用戶的信用情況給予用戶適當(dāng)?shù)耐钢��?quán)利。當(dāng)開戶操作完成后,用戶便可以持車載標(biāo)簽駕車通過所有聯(lián)網(wǎng)車載標(biāo)簽的專用車道。
　　2.2電子收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)行程序
　　第一步車輛自動識別及計費(fèi)。當(dāng)汽車駛?cè)雽Ｓ密嚨?到達(dá)微波有效范圍的前端(有效范圍為6-8m)。設(shè)在地面的環(huán)形微波感應(yīng)線圈就會啟動微波天線(收發(fā)器天線),收發(fā)天線便讀取了車載標(biāo)簽中的信息,并傳遞至中央單元,通過中央單無的解釋給車道控制器進(jìn)行判別,認(rèn)定車輛車種并計算收費(fèi)額,若有其它異常情況(該車為違章車、欠款車、被通輯車等)將通過車道控制進(jìn)行報警、抓拍等處理。
　　第二步更新車載標(biāo)簽的數(shù)據(jù)(收費(fèi))。若一切正常,收費(fèi)器通過微波進(jìn)行收費(fèi)或更新車載標(biāo)簽的數(shù)據(jù)(所通過收費(fèi)站的代碼、時間、金額等)在車上的車載標(biāo)簽與車道控制系統(tǒng)發(fā)生數(shù)據(jù)交換時,系統(tǒng)可根據(jù)卡的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的動作:
　　(1)用戶合法且有足夠的預(yù)交費(fèi):車道信號燈亮綠燈,放行。
　　(2)用戶合法但已經(jīng)透支:車道信號燈亮+綠燈,放行。
　　(3)用戶合法但預(yù)交費(fèi)已經(jīng)接近0(小于一規(guī)定值):車道信號燈亮黃+綠燈,放行。
　　(4)已經(jīng)由銀行指定止付:車道信號燈亮紅+紅燈,鳴響警報,銀行止付的原因一般有惡意透支、掛失等原因。
　　(5)非法車載標(biāo)簽:車道信號燈亮紅+紅燈,鳴響警報,非法卡一般指未發(fā)出或注銷卡,偽造卡或非本系統(tǒng)所用卡等。
　　在本系統(tǒng)中，為了提高識別精度，繳費(fèi)區(qū)的閱讀器根據(jù)車道分布情況分別架設(shè)在每個車道上方離地面有特定高度的橫桿上（如圖2所示）。通過這樣的閱讀器，可以對駛?cè)胩囟ㄜ嚨赖能囕v進(jìn)行單獨(dú)記錄，從而避免了因多車并行而可能產(chǎn)生的徑向干擾對天線信號接收的影響。該子系統(tǒng)把車輛電子碼發(fā)送給數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行信息處理，自動完成收費(fèi)。
　　
　　圖2架設(shè)于車道上閱讀的工作示意圖
　　3結(jié)語
　　基于RFID的不停車收費(fèi)技術(shù)非常適合在交通繁忙的高速公路或橋隧環(huán)境下保用。實(shí)施不停車收費(fèi),可以允許車輛在較高的速度之內(nèi)通過,故可大大提高公路的通行能力；不僅使公路收費(fèi)走向電子化,還可降低收費(fèi)管理的成本,有利于提高車輛的營運(yùn)效益。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]陸東.無線射頻識別技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展研究[J].科技資訊,2007(14):103-104.