自2020年1月1日全国取消高速公路省界收费站后，高速公路形成全国“一张网”运营格局，车辆中途不交费。计费里程变长、单车通行费金额变高，在巨大的利益诱惑面前，逃费方式呈现出新特点，大车小标、货车客标、屏蔽通行卡、倒换通行卡等新型逃漏费行为时有发生，造成通行费流失。面对新问题、新考验，高速公路收费管理单位应思考如何在现有系统的基础上借助新技术，实现系统对车辆的精准识别，提升ETC门架计费的准确率，规避或降低车辆偷逃通行费的行为，营造文明有序的行车收费秩序。

ETC门架系统现状

目前，我国高速公路在省界及收费站、互通枢纽之间新建了许多ETC门架，通过ETC门架及收费站实现对通行车辆的 “分段计费、出口收费”。由于ETC门架系统对通行车辆的识别方式单一，信用体系的构建还待完善，逃费行为处罚成本较低，出现了“大车小标”“货车客标”“屏蔽通行卡”“倒换通行卡”等高速公路偷逃车辆通行费行为，甚至出现车辆在“A 省出省，B省消失，C省出站”的情况（A、B、C省高速公路为封闭贯通高速公路）。因此，引用新技术辅助ETC门架系统对通行车辆进行精准识别，对于推动高速公路建立正常有序的收费环境有着重要的现实意义。

ETC门架识别特点

以四川省为例，高速公路ETC门架系统主要依托门架天线RSU及图像抓拍设备（高清摄像机）对通行车辆识别计费。当ETC车辆经过ETC门架时，安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签（以下简称“车辆OBU”）与ETC门架上的微波天线通过5.8千兆赫微波专用短程通讯技术,读取车辆OBU中的交易流水数据（或通行凭证数据）、车牌号码、车辆号牌颜色及车型等关键信息，完成本段计费并生成交易流水数据、ETC通行记录数据和车辆抓拍图片信息，并将其实时上传至四川省高速公路联网收费结算中心（以下简称“四川省联网中心”）和交通运输部路网监测与应急处置中心收费公路联网结算管理中心（以下简称“部联网中心”）。当非ETC车辆经过ETC门架时，驾驶员在收费站入口领取高速公路复合通行卡（以下简称 “CPC卡”），经ETC门架上的微波天线，通过5.8千兆赫微波专用短程通讯技术读取车辆车型、车辆号牌等信息并写入计费信息，形成CPC卡通行记录数据，并汇同抓拍图像信息实时上传至四川省联网中心和部联网中心。

因此，车辆OBU及CPC卡成为ETC门架系统识别通行车辆、判定车辆车型并计费的主要手段。个别人员通过办理与车辆信息不符的车辆OBU，以屏蔽、交换CPC卡的方式影响 ETC门架系统对车辆及车型的识别，从而达到减少车辆通行费的目的。

“电子围栏”技术介绍

建设意义 

通过在省界ETC门架上建立一套不同于天线RSU识别车辆方式的感知设备，绕开ETC对车辆OBU、CPC卡的依赖，实现对通行车辆信息的捕获，并精准识别车辆的车型、号牌，通过车型、号牌绑定车辆，还原行驶路径，并将生成的车辆信息及通行数据与ETC门架系统采集数据进行比对，辅助联网收费系统准确计费。省界ETC门架上增加的感知设备如同“电子围栏”，可实现对某一省份进出车辆的精准识别，同样可扩展至路段交界处，实现对某一路段进出车辆的精准识别。

建设方案 

在高速公路省界ETC门架上安装激光雷达、摄像机等多维感知设备，对车流量、车辆号牌、车型三大指标数据进行采集。电子围栏系统主要由一套激光雷达传感器、三台高清摄像机（车辆号牌识别设备）及车辆检测系统（配套激光雷达检测、车辆号码识别设备）组成。

激光雷达安装在门架的一侧，主要用来统计车道的车流量信息、车型信息及车辆轴型。在每条车道上方安装一台900 万像素的高清摄像机，用来实时采集车道上的车辆号牌信息，并通过激光雷达触发相机抓拍车辆的高清图片。

高分辨率激光雷达是整套系统的核心硬件，其区别于摄像机的主要优势是，采用主动光源，不受限于环境光照条件。此外，还可直接获取三维空间形体信息，使得收集到的通行车辆特征信息丰富完整。

为验证围栏系统的数据准确性，可通过导出系统采集的视频、图片等原始基础数据，对车流量、车辆号牌、车型进行人工统计，再用人工统计数据与系统生成数据相对比，计算出围栏系统的车辆捕获率、车辆号牌识别准确率和车型识别准确率。

指标统计

依据收费车型分类标准（详见收费公路车辆通行费车型分类 JT/T 489-2019）、视频数车分类规则，通过查看门架录像、抓拍图像统计测试点位的实际通过车辆，并按照时间、桩号、车型、车辆号牌的顺序填入相应统计表格，作为人工统计车辆的基础数据。

统计时间 

选择晴天、雨天两种不同天气状况下，系统在不同时间段采集的视频录像及图片进行人工统计并与系统数据相比对。

抽样时间段为：06∶00-08∶00，0∶00-2∶00；10∶00- 12∶00，2∶00-4∶00；12∶00-14∶00，4∶00-6∶00；17∶00- 19∶00，19∶00-21∶00。

比对结果 

经过人工比对，围栏系统的车流量准确率为99.78%、车辆号牌准确率为99.91%、车型准确率为99.67%。

“电子围栏”对于车辆捕获及车辆车型、号牌的识别率和准确率已达到99.5%以上，生成的车辆信息可以作为 ETC门架交易数据的补充，同时其发现的异常数据（与 ETC门架交易数据不一致的数据）也可作为稽核打逃工作的数据支撑。

现存问题 

“电子围栏”在识别商品运输车的同时会对其装载的车辆进行识别，导致抓取多余的车辆号牌。由于运输商品车的大型货车，其车辆本体与其承载的个体商品车（车脸）均满足视频抓拍的触发条件，这导致整车产生多条车辆号牌数据,而在实际计数中，整车只计为1个有效车次。

雨天会影响系统车型识别，主要是由以下两个原因造成的。一是车辆行驶溅起路面积水，在轮轴周围形成高密度水雾，影响视频类及激光类前端设备对车辆轮轴轮廓的高精准捕获，影响车型识别；二是货车货物超宽，对前端设备捕获的特定角度形成遮挡，影响车型识别。

此外，车辆号牌污损或在特定光效场景下（如逆光、背光造成的车辆号牌过曝或车辆号牌过暗），也会影响视频类前端设备的正确识别，造成车辆号牌识别错误。

综上所述，“电子围栏”通过引用激光雷达、高清摄像机等多维感知技术，精准采集ETC门架断面过车流量，在完成收费车型精准分类的同时，将车辆通行介质、牌识、图像、激光等不同维度的数据信息在门架侧进行精准匹配与绑定，生成完整化、结构化的特征数据，对于后期辅助提升ETC门架交易、牌识的成功率和准确率，有力打击偷逃通行费行为，净化收费环境，保障高速公路车辆通行费颗粒归仓有着非常积极的作用和深远影响。