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针对传统高速公路收费系统拥堵的现象,设计一种融合ETC及无感支付的高速公路收费系统。在ETC高速公路收费系统的基础上,完善硬件布局、通信网络建设和软件控制流程,并利用无感支付的技术优势,给出了融合系统总体设计框架和总体工作流程,重点分析了高清夜视镜头、四线圈车辆检测器、天线控制器硬件接口模块设计与连接方式。系统的通信架构采用移动汇接网TMSC和移动本地网络MSC相结合的模式,降低了整体通信时延。从仿真结果可知,所设计系统在单位时间内的通行能力更趋近于理论值,在高峰时段缓解收费拥堵效果明显。