電子收費系統結合商車營運系統(ETC&CVO)

一 、 系 統 描 述 ：

ETC 與 CVO 兩系統的整合，主要是透過資訊、通訊技術的 應 用 ， 以 及 兩 系 統 之 共 同 元 件 AVI 技術結合 WIM 等相關路側設

施 的 配 置，使 一 般 車 輛 或 合 法 的 載 重 商 用 車 輛 能 在 行 進 間 自 動 完 成 車 輛 檢 核 、 動 態 測 重 與 收(付)費動作，以節省旅行時間，並提 昇 商 車 營 運 管 理 績 效 與 運 輸 安 全 ， 達 到 「 共 用 元 件 、 多 元 功 能 」 的 效 果 。

二 、ETC&WIM/AVI&WIM 發展概況或系統架構回顧評析：

在 ETC&CVO 之應用發展上，目前全球並無實際應用發展經 驗，但 就 相 關 之ETC 與 WIM 技術整合(ETC&WIM)或 AVI 與 WIM 技 術 整 合(AVI&WIM)之發展經驗而言，則有中國大陸初步研擬出 特 定 省 份 之 高 速 公 路 測 重 收 費 系 統 的 邏 輯 模 型[6]以 及 我 國 高 速 公 路 電 子 收 費 與 WIM 結合應用之相關研究[11]或 2002 年所完成 之 高 速 公 路 AVI 技術與 WIM 結合應用機制之規劃與測試計畫 [2,3] 。 以 下 就 針 對 上 述 研 究 ， 進 行 與 ETC&CVO 相 關 之 ETC&WIM/AVI&WIM 發展概況的回顧評析。

(一)國外研究回顧

在 國 外 的 ETC&WIM 研究方面，曾江洪等[6]曾針對中 國 大 陸 湖 南 省 高 速 公 路 之 測 重 收 費 系 統 提 出 邏 輯 模 型 構 想。文 獻 中 指 出，目 前 中 國 大 陸 內 地 高 速 公 路 普 遍 採 用 按 車 輛 額 定 載 重 噸 位 和 客 車 座 位 數 多 少 來 進 行 車 型 分 類 來 收 費，但 由 於 中 國 境 內 車 輛 組 成 複 雜，其 中 以 改 造 車 居 多，車 型 的 界 定 存 在 著 一 定 的 誤 差，且 車 輛 超 載 現 象 較 為 普 遍，超 載 車 對 路 面 的 破 壞 程 度 頗 大，故 目 前 中 國 內 地 所 採 用 的 車 型 分 類 方 式 存 在 極 大 弊 端 ， 而 難 以 具 體 實 現 公 路 收 費 的 公 平 性。有 鑑 於 此，湖 南 省 高 速 公 路 管 理 局 遂 行 提 出 採 用 測 重 計 量 方 式 進 行 高 速 公 路 收 費，並 對 其 法 律 適 應 性、經 濟 和 技 術 可 行 性 進 行 論 證，並 且 針 對 湖 南 省 的 實 際 情 況，將 研 擬 出 實 現 高 速 公 路 測 重 收 費 系 統 的 邏 輯 模 型。整 體 而 言，中 國 大 陸 在 ETC&WIM 之系統架構發展或技術應用計畫方面，目前僅 止 於 特 定 省 份 高 速 公 路 的 初 步 規 劃 階 段 。

(二)國內研究回顧

1. 在國內的 ETC&WIM 研究方面，張建彥君等[11]曾 進 行 高 速 公 路 電 子 收 費 與 WIM 結合應用之整合績 效 模 式 建 立 研 究 。 研 究 中 提 及 以 目 前 我 國 高 速 公 路 收 費 系 統 與 地 磅 站 之 佈 設 型 式 分 析 ， 兩 系 統 之 整 合 有 其 必 要 性，否 則，商 用 重 車 即 使 能 快 速 通 過 ETC 完 成 付 費 手 續 ， 但 仍 須 變 換 車 道 以 進 入 靜 態 地 磅 站 受 檢 ， 其 中 不 僅 旅 行 時 間 無 法 有 效 節 省 外 ， 由 於 變 換 車 道 所 產 生 的 交 織 衝 突 更 是 對 行 車 安 全 有 極 大 影 響 。 此 研 究 針 對 我 國 高 速 公 路 主 線 ETC 與 WIM 未 來 的 可 能 整 合 佈 設 型 式 設 定 相 關 模 擬 情 境 ， 就 各 項 情 境 進 行 商 用 貨 車 之 旅 行 時 間 節 省 效 益 分 析 與 衝 突 量 減 量 分 析 ， 並 以 結 合 延 滯 時 間(效 率 性 )與 衝 突 量 (安 全 性 )之 整 合 績 效 指 標 為 基 礎 ， 建 立 相 關 的 績 效 評 估 模 式 ， 為 未 來 ITS 基 礎 設 施 與 相 關 系 統 之 建 置 ， 提 供 一 個 效 益 分 析 與 比 較 的 基 礎 。

該文獻回顧國外 ETC 之功能效益，其中，利用 ETC 付費快速通過日本 Odawara 收費站的車輛每車 平 均 只 需 花 費 3 秒，平均每車比未使用 ETC 付費的 車 輛 節 省 了 11 秒；另就目前國內商用重車過磅時間 而 言 ， 若 採 用 WIM 過磅，則未超載重車即可每車 節 省 8 秒。而此研究結果顯示，未超載重車通過電 子 式 超 載 篩 選(Electronic Screening, ES)系統所得之 時 間 效 益 為 11195 秒/2 小時，利用回數票或須由找 零 方 式 付 費 所 得 之 時 間 效 益 僅 有0~300 或是 0~8411 秒/2 小時，至於通過 ETC 結合 ES 所得之最大時間 效 益 則 有 19606 秒/2 小時，可知兩系統經整合後就 高 速 公 路 用 路 人 角 度 而 言 ， 可 大 大 提 昇 其 時 間 效 益 和 節 省 旅 行 時 間 成 本 ； 而 在 衝 突 量 評 估 方 面 ， 由 研 究 中 重 車 進 入 靜 態 地 磅 站 所 造 成 之 車 流 衝 突 量 表 得 知 ， 在 高 速 公 路 ETC 結合 ES 的情況下，大貨車與 聯 結 車 駕 駛 對 於 OBU 的持有率越高，可產生越低 的 衝 突 量(例如：OBU 持有率為 5%時，總衝突量為

273195(車/2 小時)2；而 OBU 持有率達 100%時，總 衝 突 量 則 大 幅 下 降 為 5547(車/2 小時)²)，顯示 ETC 結 合 ES 能有效降低重車與小客車之衝突情形，確 保 高 速 公 路 行 車 安 全 。

2. 在國內的 AVI&WIM 研究方面，周家蓓君、張建彥君等 [2,3]曾進行 WIM 與 AVI 技術整合應用之研究。2000 年 12 月至 2001 年 12 月期間，交通部運輸研究所與台大慶 齡 工 業 研 究 中 心 合 作 辦 理 未 來 引 進 WIM 之取締規範，

以 及 結 合 WIM 與 AVI 技術以提昇商車營運績效之相關 規 劃 與 測 試 計 畫。該 研 究 單 位 於 2001 年 7 月至 11 月期 間，以 租 用 商 用 重 車 方 式 於 國 道 三 號 龍 潭 收 費 站 分 別 進 行 二 次 實 地 測 試。其 整 體 運 作 流 程 如 下 圖 2.12 所示。系 統 測 試 結 果 顯 示 ， 路 側 電 腦 軟 體 之 運 作 與 OBU 及路側 單 元 間 的 DSRC 之測試結果正常，這表示國內高速公路 應 用 AVI 與 WIM 於技術整合上並無困難，具有相當的 可 行 性 。 測 試 結 果 並 建 議 未 來 可 採 用 精 準 度 較 高 之 WIM，即可避免例如免入磅車遭判定為需入磅車等失誤 現 象 。[3]研究最終並建議 OBU 於其他商車管理之應用 研 究 ， 未 來 應 著 手 OBU 於物流、安全管理、通行證核 發 等 其 他 應 用 之 可 能 性 探 討 ， 包 含 IC 卡之使用，OBU 提 昇 至 車 上 電 腦（On Board Computer）之需求性，希望 透 過 單 一 設 備 的 使 用，完 成 多 面 向 之 商 車 管 理 應 用，以 提 升 公 路 運 輸 之 智 慧 化 程 度 。

裝有OBU車輛與RSU產生通訊

前次 檢核結果 兩次過磅 =OK

時間差在容許 範圍內

是

將檢核結果寫回OBU，由 OBU發送OK聲響告知駕駛人

核重＞

WIM總重

將檢核結果寫回OBU，OBU發 送Fail聲響以告知駕駛

否 否

將車輛資料 傳輸至地磅站電腦(WSC）

是 否

是

車輛經過WIM測重

ROC藉由RSU接收OBU內存之前 次檢核結果、車輛牌照號碼、車

型，及車輛核重等資料

WIM資料傳輸回ROC，ROC並判 斷該車之車型

進行OBU與WIM資料配對工作，車型一致，且資 料進入ROC時間差合格之資料方可配對成功

配對成功 是 無OBU資料

否

否

將WIM資料 儲存於ROC中 將OBU資料儲

存於ROC中

是

資 料 來 源 ：[3]

圖 2.12 WIM&AVI 測試系統運作流程圖

根 據 研 究 計 畫[2]成 果 所 得 之 WIM&AVI 資訊傳輸 項 目 如 圖 2.13 所示，其主要可分為下列四大子系統：

(1) 路側子系統

－ 公 路 主 線 監 控 站 （Mainlane Surveillance Station, MSS）

－ 可 變 資 訊 標 誌 （Changeable Message Sign, CMS）

(2) 車輛子系統

－OBU

－ 具 有「 紅 」、「 綠 」、「 黃 」等 三 色 燈 號 之 顯 示 功 能 、 資 訊 顯 示 用 小 型 液 晶 幕 ， 並 可 發 出 聲 響

(3) 外部子系統

－ 貨 運 業 者 監 控 中 心

－ 監 理 電 腦

－ISP 業者 (4) 管理子系統

－ 地 磅 站 區 域 控 制 中 心（Weigh Station Control Center, WSCC）

－ 中 央 監 控 中 心 （Central Surveillance Center, CSC）

資 料 來 源 ：[2]

圖 2.13 WIM&AVI 之資訊流向圖

國 內 ETC&WIM[11]與 AVI&WIM[2,3]文獻之研究範圍 有 兩 個 主 要 不 同 處 ， 說 明 如 下 。

1. 自 動 扣 款 與 測 重 功 能 的 完 備 性 ： 文 獻 [2,3] 僅 針 對 AVI&WIM 之 AVI 結合動態測重功能進行測試研究，尚 未 將 ETC 之自動扣款功能納入研究範圍；文獻[11]則將

動 態 測 重 與 自 動 扣 款 功 能 同 時 納 入 研 究 範 圍 ， 其 於 ETC&WIM 效益分析中有考慮到 ETC 的特性，並進一 步 就 ETC&WIM 未來可能的整合佈設型式設定相關模 擬 情 境，進 行 商 用 重 車 之 旅 行 時 間 節 省 效 益 分 析 與 衝 突 量 減 量 分 析 。

2. ETC 車 道 佈 設 型 式 的 有 無 ： 文 獻 [2,3]研 究 中 並 無 考 慮 ETC 車道別的問題；文獻[11]研究中則考慮了專有 ETC 車 道 別 的 問 題 。

整 體 而 言 ， 國 內 相 關 研 究 結 果 皆 顯 示 高 速 公 路 應 用 ETC&WIM 或是 AVI&WIM 極具技術整合之可行性，確實可 達 即 時 取 締 違 法 與 嚇 阻 之 目 的 ， 並 可 提 升 商 車 管 理 之 效 率 。 而 ETC 與 WIM 若能有效整合，商用重車即能透過同一套 OBU 與 相 關 路 側 設 施 進 行 快 速 自 動 扣 款 與動 態 測 重 檢 核 ， 發 揮「 共 用 元 件，多 元 功 能 」的 強 大 效 果。故 未 來 推 動 ETC 時 應 將 WIM 納入整體規劃中。