一、電子不停車收費系統的特點和操作系統需求
電子不停車收費系統（ETC）的引入給高速公路收費系統提出了更高的技術要求。車輛通行時間的縮短，在提高收費車道的通行能力同時，也要求車道控制系統應當具備更強的處理能力和高的準確性；電子收費車道的無人值守，在節約了人力成本的同時，對整個系統的穩定性、可靠性也提出了更高的要求。傳統人工收費車道控制系統大都構建在Windows系列桌面操作系統之上，其固有的實時性、可靠性、穩定性已經不能夠滿足電子收費車道控制系統苛刻的要求。因此有必要將廣泛應用于工業控制領域的實時、嵌入式系統引入到電子收費車道控制系統中來。
在電子不停車收費系統中引入實時、嵌入式控制系統，提高交通基礎設施中的科技含量，對于更深層次上解決我國現有交通問題、緩解交通壓力、升級交通能力具有重要的意義。對于我國普遍應用的人工收費計算機輔助管理的半自動收費系統，車道控制系統出現故障的機率還是比較高的。
二、國內外ETC系統的控制平臺
（1） 國外車道系統控制平臺概況
國際上從九十年代中期開始發展ETC系統以來，已經陸續在美國、挪威、意大利、葡萄牙、日本等國建立了許多具備相當規模的電子收費系統。其車道控制系統運行的平臺也形形色色，各不相同。
位于美國新澤西和紐約地區的E-zPass系統，其車道控制采用的是SCO UNIX操作系統；瑞典Combitech公司在建立其澳大利亞墨爾本City_Link多車道自由流ETC系統時，采用了實時嵌入式操作系統QNX，Combitech公司在他的許多其他ETC項目中，還建議其系統集成商采用MS DOS作為系統運行的平臺；日本豐田汽車公司以其雄厚的實力，在其實施的ETC車道系統中廣泛地采用了工業界最先進的VxWorks系統。
從以上國外各ETC車道控制操作系統的選型中我們可以看到，他們無一例外地將系統的穩定性和可靠性放在了首位。
（2） 國內車道系統控制平臺發展概況
在國內，雖然近年來也陸續開通了一些小規模的系統，但成功運營的案例屈指可數。滬寧高速公路江蘇段電子收費系統車道控制采用的是Window NT Workstation 4.0；京洙高速公路粵境南段（廣韶高速）的電子收費車道系統構建在MS DOS系統之上；天津津濱高速公路的ETC系統，采用了Windows 2000 Professional為其操作系統系統；四川省德陽市德中公路的ETC系統車道軟件采用了桌面版的中軟Linux 3.0。
從上面的對比可以看出，國內的電子收費車道控制系統在開發運行平臺的選擇上，還只是停留在一些上用的桌面系統之上，與國外系統相比，還存在著相當的差距。本文提出的研究與開發思路將從這個方面做一些有益的探索，旨在促進高速公路運營公司和系統集成商能引起更多的重視。
三、ETC車道控制系統功能及指標分析
ETC車道系統是ETC系統的前端，負責生成和收集ETC收費原始數據信息，控制ETC車道設備，指揮車輛通過ETC車道。ETC車道設備主要由以下部分組成：
 車道控制設備
 車輛識別（AVI）設備
 車輛檢測設備
 交通指揮設備
其中，車道控制設備包括：車道計算機（標準工業計算機、數字I/O板）、車道控制器；車輛識別設備（ETC天線及交易處理器）；車輛檢測設備（車輛檢測器、地感線圈）；交通指揮設備（交通通行信號燈、聲光報警器、自動欄桿等）。
ETC車道大多設計為低速ETC專用車道，車道上只安裝ETC收費設備，不設人工收費，只允許安裝了有效電子標簽的車輛通過使用。沒有安裝有效電子標簽的車輛使用ETC專用車道時，一律當作違章車輛，攔截在收費車道之外，讓其自行拐入相鄰的人工收費車道，進行人工收費處理。
對于半自動收費系統（MTC），通常的車道性能指標如下：
①連續無故障時間（MTBF）：>10000h；（約1年）
②收費車道通行能力：〉150輛/車道•h；
③系統可靠性：每100000次交易不多于3次的錯誤；
④車道信息保存：至少60000車次過車記錄；
⑤允許工作環境溫度：-20℃～+60℃；
對于ETC車道系統，通常要求達到如下技術指標：
①連續無故障時間（MTBF）：>30000h；（約3年）
②不停車收費車道通行能力：〉1200輛/車道•h；
③系統可靠性：每100000次交易不多于3次的錯誤；
④車輛分辨最小距離：≤110cm；
⑤車道信息保存：至少60000車次過車記錄；
⑥允許工作環境溫度：-20℃～+60℃；
相比較而言，ETC系統的實時性和可靠性要比MTC系統強很多。因此，基于可靠的操作系統平臺是實現上述目標的基礎。
四、 車道軟件功能設計及運行環境
（1）車道系統軟件架構
車道系統軟件包括: 車道控制主程序，原始過車記錄處理程序，異常電子標簽名單處理程序，時間同步程序四個組成部分。
ETC收費系統功能結構如上圖所示。其中，虛線以上部分為運行在Linux上的車道運行單元；虛線以下部分為Windows 2000 Server上的收費站運行單元。由于收費站是有人值守，所以，站級采用Windows平臺是可以接受的。
（2）車道系統運行平臺：
軟件環境：
操作系統：中軟Linux3.0 (Kernel 2.4.2-3)
數據庫 ：MySQL (3.23.36)
硬件環境推薦配置：
CPU ：Pentium Ⅲ 850 MHz以上
內存：128M
硬盤：20G
網卡：10/100M
五、小結
由于基于嵌入式Linux的ETC車道系統基本運行在“黑模式”下，程序啟動后便無須任何人工干預。故當系統工作異常之后，只須先合法關閉各部分設備電源，逐一檢查硬件連線，保證其連接正確之后，重新開啟各部分電源，并啟動程序即可。
因此，在ETC車道無人職守的情況下，不需要派較強的現場技術支持人員，而且一旦系統出現故障，還可以通過TCP/IP網絡遠程診斷和重啟動，這對于電子收費系統來說是非常適宜的特點。
電子不停車收費系統（ETC）的引入給高速公路收費系統提出了更高的技術要求。車輛通行時間的縮短，在提高收費車道的通行能力同時，也要求車道控制系統應當具備更強的處理能力和高的準確性；電子收費車道的無人值守，在節約了人力成本的同時，對整個系統的穩定性、可靠性也提出了更高的要求。傳統人工收費車道控制系統大都構建在Windows系列桌面操作系統之上，其固有的實時性、可靠性、穩定性已經不能夠滿足電子收費車道控制系統苛刻的要求。因此有必要將廣泛應用于工業控制領域的實時、嵌入式系統引入到電子收費車道控制系統中來。
在電子不停車收費系統中引入實時、嵌入式控制系統，提高交通基礎設施中的科技含量，對于更深層次上解決我國現有交通問題、緩解交通壓力、升級交通能力具有重要的意義。對于我國普遍應用的人工收費計算機輔助管理的半自動收費系統，車道控制系統出現故障的機率還是比較高的。
二、國內外ETC系統的控制平臺
（1） 國外車道系統控制平臺概況
國際上從九十年代中期開始發展ETC系統以來，已經陸續在美國、挪威、意大利、葡萄牙、日本等國建立了許多具備相當規模的電子收費系統。其車道控制系統運行的平臺也形形色色，各不相同。
位于美國新澤西和紐約地區的E-zPass系統，其車道控制采用的是SCO UNIX操作系統；瑞典Combitech公司在建立其澳大利亞墨爾本City_Link多車道自由流ETC系統時，采用了實時嵌入式操作系統QNX，Combitech公司在他的許多其他ETC項目中，還建議其系統集成商采用MS DOS作為系統運行的平臺；日本豐田汽車公司以其雄厚的實力，在其實施的ETC車道系統中廣泛地采用了工業界最先進的VxWorks系統。
從以上國外各ETC車道控制操作系統的選型中我們可以看到，他們無一例外地將系統的穩定性和可靠性放在了首位。
（2） 國內車道系統控制平臺發展概況
在國內，雖然近年來也陸續開通了一些小規模的系統，但成功運營的案例屈指可數。滬寧高速公路江蘇段電子收費系統車道控制采用的是Window NT Workstation 4.0；京洙高速公路粵境南段（廣韶高速）的電子收費車道系統構建在MS DOS系統之上；天津津濱高速公路的ETC系統，采用了Windows 2000 Professional為其操作系統系統；四川省德陽市德中公路的ETC系統車道軟件采用了桌面版的中軟Linux 3.0。
從上面的對比可以看出，國內的電子收費車道控制系統在開發運行平臺的選擇上，還只是停留在一些上用的桌面系統之上，與國外系統相比，還存在著相當的差距。本文提出的研究與開發思路將從這個方面做一些有益的探索，旨在促進高速公路運營公司和系統集成商能引起更多的重視。
三、ETC車道控制系統功能及指標分析
ETC車道系統是ETC系統的前端，負責生成和收集ETC收費原始數據信息，控制ETC車道設備，指揮車輛通過ETC車道。ETC車道設備主要由以下部分組成：
 車道控制設備
 車輛識別（AVI）設備
 車輛檢測設備
 交通指揮設備
其中，車道控制設備包括：車道計算機（標準工業計算機、數字I/O板）、車道控制器；車輛識別設備（ETC天線及交易處理器）；車輛檢測設備（車輛檢測器、地感線圈）；交通指揮設備（交通通行信號燈、聲光報警器、自動欄桿等）。
ETC車道大多設計為低速ETC專用車道，車道上只安裝ETC收費設備，不設人工收費，只允許安裝了有效電子標簽的車輛通過使用。沒有安裝有效電子標簽的車輛使用ETC專用車道時，一律當作違章車輛，攔截在收費車道之外，讓其自行拐入相鄰的人工收費車道，進行人工收費處理。
對于半自動收費系統（MTC），通常的車道性能指標如下：
①連續無故障時間（MTBF）：>10000h；（約1年）
②收費車道通行能力：〉150輛/車道•h；
③系統可靠性：每100000次交易不多于3次的錯誤；
④車道信息保存：至少60000車次過車記錄；
⑤允許工作環境溫度：-20℃～+60℃；
對于ETC車道系統，通常要求達到如下技術指標：
①連續無故障時間（MTBF）：>30000h；（約3年）
②不停車收費車道通行能力：〉1200輛/車道•h；
③系統可靠性：每100000次交易不多于3次的錯誤；
④車輛分辨最小距離：≤110cm；
⑤車道信息保存：至少60000車次過車記錄；
⑥允許工作環境溫度：-20℃～+60℃；
相比較而言，ETC系統的實時性和可靠性要比MTC系統強很多。因此，基于可靠的操作系統平臺是實現上述目標的基礎。
四、 車道軟件功能設計及運行環境
（1）車道系統軟件架構
車道系統軟件包括: 車道控制主程序，原始過車記錄處理程序，異常電子標簽名單處理程序，時間同步程序四個組成部分。
ETC收費系統功能結構如上圖所示。其中，虛線以上部分為運行在Linux上的車道運行單元；虛線以下部分為Windows 2000 Server上的收費站運行單元。由于收費站是有人值守，所以，站級采用Windows平臺是可以接受的。
（2）車道系統運行平臺：
軟件環境：
操作系統：中軟Linux3.0 (Kernel 2.4.2-3)
數據庫 ：MySQL (3.23.36)
硬件環境推薦配置：
CPU ：Pentium Ⅲ 850 MHz以上
內存：128M
硬盤：20G
網卡：10/100M
五、小結
由于基于嵌入式Linux的ETC車道系統基本運行在“黑模式”下，程序啟動后便無須任何人工干預。故當系統工作異常之后，只須先合法關閉各部分設備電源，逐一檢查硬件連線，保證其連接正確之后，重新開啟各部分電源，并啟動程序即可。
因此，在ETC車道無人職守的情況下，不需要派較強的現場技術支持人員，而且一旦系統出現故障，還可以通過TCP/IP網絡遠程診斷和重啟動，這對于電子收費系統來說是非常適宜的特點。
