电子不停车收费（ETC）国家标准漫谈
1. 电子收费国家标准的颁布和实施
按照交通部《收费公路联网收费技术要求》，我国高速公路普遍采用封闭式收费制式，各省市在联网收费系统中，大部分采用了基于IC卡作为通行券的人工半自动收费MTC方式。但是随着经济的发展，这种收费方式已经逐渐不能满足日益增长的庞大车流对收费道口通过能力的要求。解决收费拥堵已成了高速公路排堵保畅的首要任务，而电子不停车收费（ETC）方式是提高收费车道通行能力缓解收费拥堵的一种有效手段。因此，我国的部分地区引进了不同国家的技术和设备，陆续建设了一批ETC系统，进行了ETC的开发和试点。但这些ETC系统各自为政、技术标准不统一、互不兼容。
随着高速公路运输的蓬勃发展，现有的传统MTC的联网收费模式已经不能适应经济社会一体化发展的需要，不能满足现代化交通运输体系的发展需求。必须制定国家统一的电子不停车收费技术标准和规范，对目前的电子不停车收费系统进行整合、升级、集成，实现跨省市区域路网内“一卡通行”，使“以人为本，以车为本”的服务理念在交通现代化发展中得到很好地体现。
在这种情况下，电子收费国家标准：GB/T 20851 – 2007《电子收费 专用短程通信》（以下简称国标）于2007年5月起颁布实施，为各省市进行ETC系统的研究、实施和运营指明了技术方向和建设依据。
国标分5部分，分别规定了物理层（Layer1）、数据链路层（Layer2）、应用层（Layer7）、设备应用层的技术要求以及物理层主要参数测试的方法，各层的协议结构关系如下图所示。
2. ETC标准的比较
目前国外基于DSRC的ETC主流技术标准有
n 欧洲标准：EN 12253 Physical Layer，EN 12795 Data Link Layer，EN 12834 Application Layer，EN 13372 DSRC Profiles，EN ISO 14906 EFC Application Interface Definition
n 日本标准：ARIB-STD T75
中国国标GB/T 20851-2007与欧洲标准及日本标准差异如下表所示：
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项目
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中国ETC
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欧洲ETC
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日本ETC
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一、物理层（L-1）
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通道数
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2
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4
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7(实际使用2)
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载波频率
Fc
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下行
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5.83GHz
5.84GHz
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5.7975 GHz
5.8025 GHz
5.8075 GHz
5.8125 GHz
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5.795GHz(ETC)
5.785GHz(ETC)
5.800 GHz
5.775 GHz
5.780 GHz
5.785 GHz
5.790 GHz
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上行
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5.79GHz
5.80GHz
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fc?1.5MHz
fc?2.0MHz
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5.835GHz(ETC)
5.845GHz(ETC)
5.840GHz
5.815GHz
5.820GHz
5.825GHz
5.830GHz
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调制方式/传输速率
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ASK：
下行：256kbit/s
上行：512kbit/s
FSK：
下行：1024kbit/s
上行：1024kbit/s
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下行ASK/上行BPSK
下行：250kbit/s
上行：500kbit/s
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ASK：
下行：1024kbit/s
上行：1024kbit/s
QPSK：
下行：4096kbit/s
上行：4096kbit/s
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编码方式
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FM0
MANCHESTER
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下行FM0/上行NRZI
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MANCHESTER
NRZ
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误码率
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10x10-6
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10x10-6
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10x10-5
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二、数据链路层（L-2）
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MAC
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HDLC
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HDLC
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TDMA-FDD
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LLC
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ISO/IEC 8802-2 LAN-LLC
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三、应用层（L-7）
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参照标准
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ISO 15628（DSRC L7）
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四、设备应用层
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OBE电池
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锂电池
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锂电池
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车载取电
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安全访问
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3-Des加密算法
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Single-Des加密算法
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未公开
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电子支付
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基于PBOC 2.0的双界面CPU卡电子钱包支付，路侧PSAM认证
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单片式，后台帐户支付
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基于MLIT的接触式CPU卡电子钱包支付
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3. 组合式联网ETC收费技术
欧洲标准是单片式ETC系统，适应于以开放式收费或者全封闭ETC收费为主，经济发达，ETC车辆的比率相对较高的应用环境；日本标准是双片式ETC系统，在日本实施时采用全封闭ETC收费模式。
上述的ETC技术方案及运营模式，对于我国这样大规模的公路联网收费系统而言，可能会面临以下几方面的问题：
n 路网规模大，联网收费，导致ETC系统规模庞大，一次性投资高，建设周期长，风险大；
n 大多数入口收费站和出口收费站的交通量小，车道数量少，单独辟出一条专用ETC车道在土建上既困难，在利用率上又不经济；
n 由于各收费站缺乏备份ETC车道，整个电子收费系统的可靠性和健壮性将无法得到保障。
为此，交通部在京津冀、长三角区域联网电子不停车收费系统应用示范工程中推行“双片式电子标签 双界面CPU卡”的组合式联网ETC收费技术。
组合式ETC收费技术的关键是ETC车载单元中的IC卡在技术上必须与MTC系统的车道设备完全兼容，从而实现ETC与MTC收费的完全兼容，使联网收费系统成为ETC和MTC混合收费的系统。
在已有MTC系统基础上发展的组合式ETC收费，是采用不同的收费手段/技术实现了收费的目的，通过IC卡既能使用于ETC收费又能适用于MTC收费，将ETC与MTC系统结合起来，实现ETC与MTC的完全兼容统一，同时要求联网收费ETC系统应在数据定义、IC卡格式、消息格式等方面与MTC系统的兼容统一，以及为了尽可能地节约投资，通过对MTC系统适当的扩展，ETC应能共享MTC已建有的上层系统（收费站、收费中心及联网收费结算中心）软硬件资源。
目前，交通部公路科学研究院汇集了上海东海电脑股份有限公司等多家首批通过交通部ETC设备认证的企业以及部分高速公路业主，研讨和制定了涉及区域联网电子不停车收费系统应用示范工程各个方面的技术规范，为组合式联网ETC收费技术的实现奠定了基础。