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作者:徐業良(2006-02-03);推薦:徐業良(2006-02-03)
附註:本文發表於汽車購買指南雜誌,2006年三月號,史丹福專欄。

也談高速公路電子收費

這兩個月經常往來高速公路的車主,最新學到時髦的英文字是什麼?

答對了!就是ETCElectronic Toll Collection,高速公路上的電子收費!

去年年底為了ETC是否要在今年元旦上路,業者、交通部、立委大人們吵得不亦樂乎,我也突然注意到高速公路收費站內側有這麼一個ETC專用車道。過年回娘家高速公路桃園台中來往跑了好幾趟,每次進收費站時走上路面寫著ETC的這個車道都有點兒嚇一跳,趕緊提醒自己ETC還沒正式啟用,手上那張古老但踏實的回數票還是可以用的…

不管如何,在這一陣子沸沸揚揚之後,國內的高速公路也要在今年二月十日正式走上電子收費的時代了。不過,您瞭解了ETC電子收費是怎麼一回事兒了嗎?這個月的史丹福專欄就湊湊熱鬧,也來談談高速公路電子收費的技術和原理。

說實在,電子收費已經是相當成熟的技術,早就在世界各國高速公路上廣泛使用了。歐美國家不談,亞洲的日本、韓國、新加坡、香港、菲律賓、馬來西亞、印度、甚至巴基斯坦的高速公路上,都已經裝設了ETC系統。相對來說,國內的腳步算挺慢的,如果您還有印象,交通部在1998年底便曾委託中華電信在北二高樹林及龍潭收費站試辦電子收費,但在各方角力下,要採用何種技術、何種方式建置ETC一直搞不定,直到20044月才正式選定遠東電收公司為高速公路電子收費的BOT廠商,2006年初建置完成、正式上路。

高速公路電子收費到底有什麼好處?Well,您在電視廣告上應該也看了不少,對車主來說,ETC最主要的優點是通過收費站的時間加快,節省了用路人等待的時間,因此也節省了燃料、降低汽車廢氣排放等等等。此外不必搖下車窗、買回數票之類的,使得駕駛人付費的方便性也增加了。

您一定也同意,每三四十公里一個的收費站,駕駛人必須幾乎停下車來交回數票,車子一多,收費站就成了高速公路塞車的瓶頸點。電子收費系統容許汽車在通過收費站時能以一定速度巡航通過,自然讓收費站的流量大幅加快。國內的ETC系統要求通過收費站時車速要在40公里以下,國外有些地方如德州休士頓的ETC系統,汽車可以用全速通過ETC收費站。過收費站的速度限制一方面是ETC技術原因,另一方面其實也是安全原因,像是收費站多半還是保留人工收費車道,因此電子收費汽車和人工收費汽車在收費站前還是需要減速分流。另外許多收費站口都有限制路障,全速通過會有危險-即使春節期間高速公路不收費,您也不太可能用100公里時速衝過收費站吧?

對於高速公路的收費單位來說,ETC最直接的好處首先自然是電子收費取代人工收費,收費成本降低,此外採用自動電子扣款,不必一張一張回數票來點數(還要擔心有假票),收費稽核控制也加強。

建置ETC要花的成本呢?高速公路的建設成本包括收費站通訊設備的建置與維護成本,還有其他周邊的輔助與管理機制,國內用BOT方式建置,這部分成本基本上是由廠商吸收了。對車主的成本則是要裝置一個車上機,Onboard unitOBU(時髦的英文字要記起來!),這也是造成車主抗拒的主要原因之一。

OKETCOBU,高速公路電子收費到底是怎麼收法呢?

介紹您更多時髦的英文字,高速公路電子收費系統主要包含四個部分:自動車輛辨識(Automated Vehicle Identification)、自動車輛分類(Automated Vehicle Classification)、顧客服務(Customer Service)、以及違規執法(Violation Enforcement)系統。

一項一項慢慢解釋。首先您的車開進收費站,ETC系統得先知道您是哪一位,好向您收錢。早期的自動車輛辨識方法是用車外貼的條碼,車子進入收費站時用光學的方式讀取,就像在超級市場買菜結帳一樣,不過根據您在超級市場的經驗,這種方式讀取的可靠度不高(特別是天氣不好或車身很髒的話),車子進入收費站也必須還是要暫停下來。

目前大部分的ETC系統自動車輛辨識採用的是「無線射頻辨識技術(Radio-Frequency Identification, RFID),每部汽車必須裝一個「應答器(transpondent)」。這個應答器只「應答」,平常自己並不亂說話,汽車通過收費站時ETC系統透過收費站的天線發出無線電波,詢問汽車上的應答器,

「你是誰啊?」

應答器受到刺激這才答話,「我的IDOOOOXXXX」。

ETC收到回答,知道您是誰,然後繼續做扣款等等後續動作。

好吧,太擬人化了一點兒,實際上這一連串的動作幾乎都是在瞬間完成的。不過RFID的原理大致上就是這麼一回事兒,許多門禁系統、悠遊卡之類的,都是類似的原理。

跟超級市場的條碼相比,RFID的讀取可靠度高得多,且能在高速下被讀取。當然最大的缺點是要在車上裝置這麼一個「應答器」,應答器也有好幾種,簡單的話就只是一張RFID的「標籤(Tag)」,應答器內建在裡面,就像一張門禁卡或悠遊卡,美國許多ETC系統用的就是這一種,成本較低,但是只能扣款而已。國內建置的ETC選擇的是另一種兩件式配備(車上機OBU加上IC卡),可提供個人化服務及支援「智慧型運輸系統(Intelligent Transportation System, ITS)」相關應用,但是成本比較高,這也是目前國內ETC爭議的焦點。

當然還是有一些不需要使用應答器的自動車輛辨識方法,像是加拿大多倫多附近公路使用的ETC系統,用一個相機抓下汽車通過收費站時的影像,牌照的號碼再用軟體做影像辨識,汽車本身不需要加裝任何設備,缺點則是這樣的辨識錯誤率頗高,直接造成收費的錯誤,最後只好再加上人工的辨識,又造成成本增加。

擬人化的故事繼續下去,ETC知道您汽車的ID之後要開始扣款了,但是高速公路收費有三個標準,小型車40元、大型車50元、聯結車65元,您這部車該收多少錢呢?

最簡單的方法是將顧客ID存在資料庫裡,知道是什麼ID後再去對應車子的類別,看要收多少錢。但是這種方法可能有些問題,例如把小型車的RFID拿到聯結車上用,ETC就收不到聯結車的錢了。因此ETC還需要自動車輛分類系統來辨別通過的車子是屬於哪一類、該收多少錢。完整的車輛分類系統先使用感應器來感測是否有車輛通過,再用路面上的踏板感應通過的車子有幾個軸、幾個輪子,用光感應器感測車身長度、高度等等,最後用這幾個訊息綜合判斷通過的車輛是屬於哪一類。

OK,一切搞定,總算要收過路費了。過路費的收取可以是事後付款的方式,像信用卡一樣每月定期寄帳單給顧客,但是每次過路費40元實在太少了,事後收錢很不經濟(想像您信用卡每筆消費只有40元),因此ETC系統絕大多數採用預付儲值的方式,每次過收費站就將款項從帳戶扣除。高速公路電子收費系統第三個部分「客戶服務」,主要便是包括維護顧客的帳戶、顧客帳單寄發、收款、裝機等等顧客問題的處理,許多方面都需要銀行服務做後盾,而與銀行業務的連結也被視為最有商機的一環。當然ETC在台灣目前只有一家遠東電收,許多國家如美國在不同的州有不同的電子收費公司,汽車開到外州去電子收費不見得適用,因此客戶服務還多了一項不同系統間的整合工作。

沒有裝車上機的汽車誤闖了ETC車道,會被視為違規,在國內會被罰款3000元。但是ETC系統怎麼抓這些違規車輛呢?

ETC系統都會設計一套「違規執法」的機制,早期最土的方式就是在收費站設置一個實體的柵欄,來確保所有經過收費站的汽車都有付費,沒有付費的車輛會立刻被辨別出來,柵欄不會升起讓違規者通過。但顯然設置這個柵欄以後,所有首法的車輛通過速度也減慢下來,失去了電子收費增大汽車流量的優勢。所以大部分ETC系統反而是採用前面提到的自動車牌辨識的方式,每部通過的車子都會被ETC車道上方的照相機照相,有違規車輛再辨別其車號。究竟違規誤闖的車子沒那麼多,即使不用影像辨識軟體自動辨識車牌,採用人工辨識也不會是很大的成本。

談了那麼多,您瞭解了ETC以電子收費取代人工收費,可以節省收費的人力、加快汽車通過收費站的速度等等。

噢,那只是最基本的功能,事實上ETC是前面提到所謂「智慧型運輸系統」最重要的一環,對高速公路的交通管理可以帶來很大衝擊。思考幾個ETC的可能性:Mmmm,從高速公路的建設來說,如果每個收費道可通過車輛的流速增大,以後收費站就不用建置那麼多收費道了!

沒錯,ETC最終的目標是高速公路上完全不需要收費站,自動汽車辨識系統就設在交流道口,汽車上下高速公路時行駛里程很快計算出來,然後「走多少、付多少」。事實上交通部也要求遠通電收在20107月前完成「計程」電子收費系統建置(目前是「記次」收費),以實現用路人的公平付費目標。

進一步聯想一下,如果高速公路完全沒有收費站,車流一定更順暢,且「計程收費」的機制,也多少會抑制短途交通使用高速公路。目前高速公路北部必塞路段,正好在桃園到中壢我家這一段,個人的觀察主要就是短途交通大量使用高速公路的緣故-我每天下班接了女兒,都從中壢開車經高速公路回到桃園的家,而且不必收過路費。

在交通管理的領域中,有一個基本的概念叫做「擁塞定價(congestion pricing)」,簡單的說就是比較塞車的時段和路段,用路人要付比較高的過路費,如此可以鼓勵用路人避開尖峰時段和路段,使用離峰的時段和路段。

很簡單的概念對不對?有沒有效果卻完全不知道,因為目前高速公路收費機制完全做不到擁塞定價,什麼時候上路都是40元一張票。唯一有點兒類似的作法是春節期間有幾天0~6時不收費,用降價來鼓勵用路人在離峰時段上路。

您知道,ETC系統可以成為實施“congestion pricing”的最有效工具,就像打手機的通話費一樣,ETC可以根據不同的時段和路段、短程或長途,動態、彈性地訂定不同的通行費率,藉以引導用路人的行為。

最新的ETC採用「汽車定位系統(Vehicle Positioning Systems, VPS)」技術,看起來非常有前途。這種結合電子收費和GPS技術的系統,主要優勢是完全不需要地面上的基礎建設,而由GPS做車輛的定位與追蹤,每部汽車走過的路徑都可完整記錄,可以更彈性地定義「虛擬收費區」,不必真的建置實體收費站或自動車輛辨識系統。這種以GPS為基礎的ETC在歐洲的奧地利、丹麥、英國、德國、和香港,都在進行進一步研究與測試中,也被期待成為交通監控的主流技術,國內的遠通電收也在規劃引進VPS系統。

二月十日國內的ETC就要正式上路,今天(二月三日)的新聞標題是「ETC車上機裝不到2萬台」,「網友抵制」,宣稱「到時遠通電收老板徐旭東會跪著求大家安裝車上機」。您看到這篇文章時已經是三月了,不知道狀況又是如何。

高速公路交通的美麗新世界是否會成真,看起來遠東電收得先過這一關才行。