安徽汉高信息科技有限公司钟诵海

自从ETC系统在高速公路投入应用之后，跟车干扰问题就一直伴随着ETC系统的发展，随着ETC用户量的不断增加，因跟车干扰造成误交易的次数也有显著增加，ETC用户反应强烈。为了解决跟车干扰问题，ETC天线的设备厂商开发出具有OBU定位功能的二代天线，通过对OBU进行定位，天线向ETC系统软件提供OBU坐标，辅助软件系统对跟车干扰进行判断，从而降低因跟车干扰造成误交易的概率。在跟车干扰问题的处理方面，安徽省的高速公路ETC系统通过使用二代天线并优化ETC交易流程，一定程度上降低了ETC专用道跟车干扰误交易概率，但在解决E/MTC混合道跟车干扰问题的效果上仍然不是很理想，与此同时，在收费站的ETC车流量较大时，ETC专用道的跟车干扰发生概率也有明显增加，因此，需要在现有跟车干扰解决方法的基础上研究新的方式方法来作为补充，从而进一步降低跟车干扰发生误交易的概率。

一、现有防跟车干扰方法

由于各省收费站ETC车道布局不尽相同，各省的ETC系统在防止跟车干扰的方式方法上也有所差异，下面只在安徽省ETC车道布局的基础上，分析当前ETC系统防止跟车干扰的方式方法。

（一）车道布局

1．ETC专用道

安徽省ETC专用道主要采用岛头模式，如图1所示，除落杆线圈外，栏杆前有1～4号线圈，每个线圈宽度为1米，两个线圈之间的中线距离为4米，其中，车牌识别设备利用3#线圈实现触发并识别车牌，交易区理论覆盖范围为1～3#线圈的区域，多数ETC专用道因RSU功率参数设置较大，覆盖区域前端在4#线圈之外。

在此布局模式下，安徽省ETC系统采用“BST常发”模式不间断搜索OBU并交易，最大限度提高ETC交易的速度和车辆通行速度。

2．E/MTC混合道

安徽省E/MTC混合道的布局是在原有MTC车道的基础上，增加ETC天线及1#线圈，包括落杆线圈在内的3个线圈中线间距为2～3米不等，如图2所示，交易区理论覆盖范围为以存在线圈为中心前后3米，交易区理论长度为6米。

图2 E/MTC混合道布局示意图

同ETC专用道一样，在此混合道布局模式下，ETC系统也采用“BST常发”模式不间断搜索OBU并交易。

（二）防跟车干扰方法

1．ETC专用道

如图3所示，当“皖A”车辆驶入1#或2#线圈，ETC系统搜索到“皖B”车辆的OBU时，系统获取OBU的定位位置，并与1#线圈及2#线圈的位置进行比较，若系统判定OBU的定位位置不落在1#或2#线圈且OBU位置不落在1#或2#线圈“附近”，则系统判定车道内存在跟车干扰现象，此时系统终止当前交易并重新搜索OBU。

图3 ETC专用道跟车干扰示意图

2．E/MTC混合道

如图4所示，当存在线圈或1#线圈有“皖A”车辆驶入，ETC系统搜索到“皖B”车辆的OBU时，系统获取OBU的定位位置，并与1#线圈及存在线圈的位置进行比较，若系统判定OBU的定位位置不落在1#或存在线圈且OBU位置不落在1#或存在线圈“附近”，则系统判定车道内存在跟车干扰现象，此时系统终止当前交易并重新搜索OBU。

图4 E/MTC混合道跟车干扰示意图

（三）面临的问题

1．存在错判漏判

ETC系统判断是否跟车干扰的依据主要为天线对OBU的定位坐标，当系统判定跟车干扰并停止当前交易时，系统会继续搜索OBU并尝试重新交易，如此反复搜索OBU、反复判断跟车干扰，期间只要一次OBU定位坐标出现较大误差，系统就会误判车道没有跟车干扰并继续交易，造成跟车漏判和误交易，与此同时，在车道内实际并没有跟车干扰的情况下，系统也会因OBU坐标误差或系统卡顿等原因造成系统误认为车道存在跟车干扰，造成跟车干扰错判，导致ETC车辆无法正常通行。

2．ETC车辆通行速度不高

在安徽省当前车道布局模式下，ETC专用道及E/MTC混合道要想提高ETC车辆的通行速度，就必须提高RSU功率参数，延长交易区，从而提升交易完成时车辆与栏杆之间的距离以实现较高的行车速度，而延长交易区又会增加跟车干扰误交易的概率，为了减少跟车干扰发生的次数，多数收费站都会降低RSU功率，缩短交易区，而这又降低了ETC车辆的通行速度，降低了ETC用户快速通行的体验感。

二、利用识别车牌防跟车干扰

（一）判断逻辑

在当前安徽省ETC车道布局模式下，ETC交易过程中的跟车干扰判断逻辑因车道布局的不同而不同，利用识别车牌进行跟车干扰的判断逻辑也会因布局不同而有所差异。

1．ETC专用道

1）1#及2#线圈没车

如图5所示，在1#及2#线圈无车时，当系统搜索到OBU并开始交易时，此时车道内真实情况可能会有两种，第一种，车道内存在跟车干扰情况；第二种，车道内实际没有跟车干扰的情况，如图6所示。在图5及图6中，当车辆位于2#线圈之外时，OBU距离ETC天线较远，而天线对于远距离OBU的定位坐标误差较大，OBU的坐标不能用于跟车干扰判断，系统也不能使用识别车牌来对漏判的车辆进行补充判别，因此，当1#及2#线圈没车时，ETC系统不做跟车干扰判断，从而避免跟车干扰错判影响ETC车辆正常通行。

图5 ETC专用道过车示意图1

图6 ETC专用道过车示意图2

2）1#或2#线圈有车

如图9所示，当1#或2#线圈有车时，线圈上的车辆可能存在三种情况，第一种车辆为无标签车辆，如图7所示；第二种车辆为有标签但未完成交易或交易失败车辆，如图8所示；第三种车辆为已交易成功的车辆。

为了提高交易速度和车辆的通行速度，若在时间上车辆驶入1#或2#线圈之前已经搜索到OBU并开始了交易，则在车辆驶入1#或2#线圈时，系统不进行跟车干扰判断并继续已经开始的交易流程；若已开始的交易中断或失败，车驶入线圈后，系统重新搜索到OBU或OBU是在车辆驶入线圈之后才搜索到，此时在交易过程中需针对如下情况进行跟车干扰判断：

针对如图7所示的第一种情况以及如图8所示的第二种情况，ETC系统在搜索到OBU时，系统需获取OBU坐标，并依据原有逻辑进行跟车干扰判断，当系统判定车道内没有跟车干扰，准备继续交易时，若此时系统已经获取到识别车牌，则需要使用识别车牌再与OBU绑定车牌进行比对，比对一致才可继续交易，比对不一致则终止交易，以此防止跟车干扰漏判；若系统以原有逻辑判定车道内存在跟车干扰，则系统直接终止交易，无需使用识别车牌进行补充判断。

针对如图9所示的情况，系统在搜索到“皖B”车辆的OBU，系统需要根据原有逻辑判断1#或2#线圈上的车辆是否为已经交易成功且等待驶离的车辆，若判定线圈上车辆为待驶离车辆，则系统不进行跟车干扰判断，继续“皖B”车的交易；若判定线圈上车辆不是待驶离车辆，则当前交易需进行跟车干扰判断，判断逻辑与第一、第二种情况相同。

图7 ETC专用道过车示意图3

图8 ETC专用道过车示意图4

图9 ETC专用道过车示意图5

2．E/MTC混合道

1）存在线圈及1#线圈没车

同ETC专用道一样，为防止错判的发生，同时便于延长交易区提高车辆通行速度，如图10所示，在存在线圈及1#线圈没车时，系统可不进行跟车干扰判断，系统搜索到任何OBU便可继续交易，避免影响ETC车辆正常通行。

图10 E/MTC混合道过车示意图1

2）存在线圈或1#线圈有车

当存在线圈或1#线圈有车时，线圈上的车辆可能存在三种，即无标签车辆、有标签但未完成交易或交易失败车辆、已交易成功的车辆。

与ETC专用道相同，为了提高交易速度和车辆的通行速度，若在时间上车辆驶入1#或存在线圈之前系统已经搜索到OBU并开始了交易，则系统不进行跟车干扰判断并继续已经开始的交易流程；若已开始的交易中断或失败，车驶入线圈后，系统重新搜索到OBU或OBU是在车辆驶入线圈之后才搜索到，则此时在交易过程中需进行跟车干扰判断。

针对无标签或交易失败的情况，ETC系统在车辆驶入存在线圈或1#线圈后，重新搜索到OBU时，系统需依据原有逻辑进行跟车干扰判断，当系统判定车道内没有跟车干扰，准备继续交易时，若此时系统已经获取到识别车牌，则需要利用识别车牌再与OBU绑定车牌进行比对，比对一致才可继续交易，比对不一致则终止交易，以此防止跟车干扰漏判；若系统以原有逻辑判定车道内存在跟车干扰，则系统直接终止交易，无需使用识别车牌进行补充判断。

针对已经交易成功车辆驶入存在线圈及1#线圈的情况，如图11所示，系统在搜索到“皖B”车辆的OBU时，需要根据原有逻辑判断1#或存在线圈上的车辆是否为已经交易成功且等待驶离的车辆，若判定线圈上车辆为待驶离车辆，则系统不进行跟车干扰判断，继续“皖B”车的交易；若判定线圈上车辆不是待驶离车辆，则当前交易需进行跟车干扰判断，判断逻辑与无标签或交易失败时的情况相同。

图11 E/MTC混合道过车示意图2

（二）优缺点分析

1．优点

作为跟车干扰判断方法的补充，识别车牌参与跟车干扰判断的时机主要是在车道关键线圈驶入车辆后系统才开始的交易的时候，而且是在系统依据原有逻辑判定车道没有跟车干扰，准备继续交易之时，此跟车干扰的判断机制优点主要体现在如下几点：

1）在原有跟车干扰判断逻辑的基础上，增加识别车牌的比对，进一步降低了漏判误交易的概率，既提高了ETC用户的满意度，也降低了少数车辆“蹭”ETC进行逃费的成功率；

2）引入识别车牌参与跟车干扰判断后，因跟车干扰造成误交易的概率将进一步降低，车道内的交易区就可相对延长，在保证不明显提高跟车干扰次数的情况下，尽可能提高车辆的通行速度，从而提高ETC用户在收费站快速通行的体验感；

2．缺点

在利用识别车牌参与跟车干扰判断的逻辑中，若车牌识别正确率不足，则此判断逻辑的缺点也很明显，缺点主要如下：

当交易流程需要进行跟车干扰判断且系统判定车道没有跟车干扰准备继续交易时，若使用识别错误的车牌参与跟车干扰判断，系统会判定车道存在跟车干扰而终止交易，即使OBU坐标定位准确，只要车牌未重新识别正确或修正，车辆停留在交易区将始终无法交易通行，直至车牌重新识别正确或人工修正识别车牌。

三、结束语

虽然各省的车道布局不同，识别车牌参与跟车干扰判断的机制和逻辑也会有差异，但随着车牌识别设备识别率和正确率的逐步提高，利用识别车牌进行跟车干扰判断的可行性也会不断提高，即使车牌识别正确率达不到100%，识别车牌也可作为ETC交易中跟车干扰判断的补充。安徽省ETC车道在当前的布局模式下，缩短交易区可降低跟车干扰概率，但同时也降低了车辆通行速度，用户体验感也较差，延长交易区提高车辆通行速度，跟车干扰概率也随之提高，ETC系统需要根据收费站车流量的不同在通行速度和跟车干扰率之间找到平衡点。