康毅

摘要：信息時(shí)代的到來為各行業(yè)領(lǐng)域注入新鮮的活力，以高速公路收費(fèi)系統(tǒng)為例，要求將ETC系統(tǒng)引入其中，對(duì)提升高速公路建設(shè)水平可起到關(guān)鍵性的作用。從ETC系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀看，其有利于幫助相關(guān)部門做好公路建設(shè)與管理工作，但在調(diào)試與檢測(cè)方面卻較為滯后，制約ETC系統(tǒng)功能的進(jìn)一步發(fā)揮。對(duì)此，本文在研究中將四川省高速公路作為對(duì)象，對(duì)當(dāng)前ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的相關(guān)概述、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中的要求、ETC收費(fèi)車道設(shè)計(jì)思路以及收費(fèi)系統(tǒng)的調(diào)試與檢測(cè)探析。

關(guān)鍵詞：四川省高速公路；ETC系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；在線檢測(cè)

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（b）-0000-00

引言：：從四川省高速公路建設(shè)規(guī)劃要求中可發(fā)現(xiàn)，需將傳統(tǒng)的人工半自動(dòng)收費(fèi)進(jìn)行逐步改變，取而代之的為聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，其能夠在原有人工半自動(dòng)收費(fèi)的基礎(chǔ)上，將電子不停車收費(fèi)引入其中，這樣能夠使公路擁堵問題得以解決，提高高速公路的管理水平。通過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，將ETC系統(tǒng)引入其中，對(duì)高速公路收費(fèi)車道數(shù)量減少、運(yùn)營(yíng)成本降低等都可發(fā)揮突出的作用。因此，對(duì)ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，對(duì)四川省高速公路建設(shè)具有十分重要的意義。

一、 四川省高速公路ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求

ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)過程中，主要立足于四川省高速公路建設(shè)現(xiàn)狀，涉及到的要求主要包括：第一，規(guī)劃建設(shè)過程中應(yīng)盡可能滿足省內(nèi)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)要求，可考慮將不停車收費(fèi)專用車道設(shè)置于收費(fèi)站中。而且對(duì)其收費(fèi)系統(tǒng)需保證以相應(yīng)的收費(fèi)應(yīng)用軟件為主。同時(shí)省交通運(yùn)輸廳應(yīng)做好的相關(guān)設(shè)計(jì)文件的審核與備案工作。確保各系統(tǒng)經(jīng)過檢測(cè)后才可投入使用，包括收費(fèi)軟件、電子標(biāo)簽設(shè)備以及車道控制機(jī)等。第二，做好運(yùn)營(yíng)管理工作。ETC系統(tǒng)的引入除滿足自動(dòng)收費(fèi)要求外，還需做好相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)管理工作，其中運(yùn)營(yíng)管理的總機(jī)構(gòu)為省監(jiān)控結(jié)算中心，而基本操作單元為收費(fèi)站。第三，做好結(jié)算與拆分工作。關(guān)于路段收費(fèi)，要求通過協(xié)商以達(dá)到收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的目標(biāo)，可采取結(jié)算協(xié)議、拆分協(xié)議制定的方式，使各管理單位能夠依據(jù)協(xié)定進(jìn)行結(jié)算、拆分。第四，密鑰管理工作。ETC系統(tǒng)功能的發(fā)揮要求通過密鑰管理中心，使ETC密鑰得到有效管理，可將相關(guān)的電子標(biāo)簽密鑰母卡、PSAM卡向聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)結(jié)算中心發(fā)行，而發(fā)行的主體為省監(jiān)控結(jié)算中心。除此之外，為保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，還需做好相關(guān)的調(diào)試與檢測(cè)工作。

二、 ETC收費(fèi)車道的具體設(shè)計(jì)思路

ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首先做好收費(fèi)車道的設(shè)計(jì)工作，根據(jù)四川省高速公路建設(shè)要求，在ETC車道設(shè)計(jì)方面主要以機(jī)電設(shè)施、土建設(shè)施等為主，其中機(jī)電設(shè)施體現(xiàn)在ETC顯示屏、監(jiān)控設(shè)備、檢測(cè)器、信號(hào)指示與報(bào)警設(shè)備以及車道控制器等。而在土建設(shè)施方面的側(cè)重于對(duì)行車道、收費(fèi)島、人行車道以及天棚的描述。具體設(shè)計(jì)思路主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（一） ETC車道設(shè)計(jì)的主要原則

以四川省高速公路實(shí)際情況為依托，ETC車道布設(shè)中要求將“專用、常閉”等為主，當(dāng)ETC系統(tǒng)應(yīng)用較為完善后，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行車道布設(shè)的適當(dāng)調(diào)整。其中，在“常閉”原則方面，要求無車輛情況下，ETC系統(tǒng)將欄桿設(shè)置為關(guān)閉形式，若有車輛的情況下，需保證車輛設(shè)置相應(yīng)的OBU設(shè)備，完成費(fèi)用收取后可使欄桿處于開啟狀態(tài)，放行車輛。而在“專用”的原則上，通常指為通過ETC設(shè)備完成交易過程中，專用車道中無需停車。此外，在設(shè)計(jì)過程中還需符合“中位”與“前置”等原則，前者主要指收費(fèi)站前的相關(guān)設(shè)備如信號(hào)設(shè)備、顯示器、欄桿，其能夠根據(jù)實(shí)際車道情況適時(shí)調(diào)整，尤其對(duì)于較多線性車道，更應(yīng)符合該原則。而后者指與雙向島靠近的車道，車輛若載有OBU，在通行過程中不會(huì)對(duì)超寬車道產(chǎn)生影響。

（二） ETC車道相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)思路

該部分設(shè)計(jì)內(nèi)容中，主要體現(xiàn)在ETC車道改建、ETC專用車道的設(shè)置、ETC天線的安裝等方面。其中，在ECT車道改建方面，其主要針對(duì)以往MTC系統(tǒng)下相關(guān)設(shè)備如狀態(tài)顯示屏、信號(hào)燈等難以適應(yīng)ETC系統(tǒng)運(yùn)行要求的情況，需進(jìn)行一定的改變，可考慮將車道運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、顯示器以及的天線架設(shè)等引入其中。而在專用車道設(shè)計(jì)方面，應(yīng)注意對(duì)原有MTC車道信號(hào)燈直接利用狀態(tài)顯示屏進(jìn)行替代，且考慮做好攝像機(jī)管線設(shè)置問題，需注意由于現(xiàn)行ETC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其稽核功能較為模糊，若進(jìn)行抓拍攝像機(jī)的設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)運(yùn)行效果較差等問題，所以抓拍攝像機(jī)的設(shè)置可考慮在外。從ETC天線安裝上看，要求以路面水平高度為基點(diǎn)，使天線設(shè)置為5.5m-6m的高度。同時(shí)應(yīng)注意安裝中應(yīng)保證不存在影響天線運(yùn)行的裝置，包括標(biāo)牌或限寬門架等。另外，設(shè)計(jì)中還需保證ETC車道應(yīng)在出口或入口流程等方面進(jìn)行明確。如入口車道方面，ETC系統(tǒng)應(yīng)有效判定車輛OBU，包括車型、的OBU編號(hào)與有效時(shí)間等，在此基礎(chǔ)上完成卡片文件的讀取、卡片判定以及OBU判定的工作，以此使行駛車輛得到有效管理。這種方式一般對(duì)非省界入口車道較為適用，而省界入口車道則要求ETC能夠通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)與信息轉(zhuǎn)換，將最終結(jié)果向相關(guān)部門傳輸。同樣，在出口車道設(shè)計(jì)方面，原理也基本相同。除此之外，ETC車道設(shè)計(jì)中，收費(fèi)廣場(chǎng)也是重點(diǎn)考慮內(nèi)容，要求根據(jù)建設(shè)要求進(jìn)行收費(fèi)車道長(zhǎng)度、寬度以及數(shù)量等設(shè)計(jì)。

三、 ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)調(diào)試與檢測(cè)的思路

（一） ETC系統(tǒng)主要設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)

ETC系統(tǒng)功能的發(fā)揮主要得益于其基本的設(shè)備構(gòu)件，實(shí)際調(diào)試與檢測(cè)中要求各構(gòu)件都可達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)要求。具體包括：第一，車道控制器。該構(gòu)件功能的實(shí)現(xiàn)依托于自身的的CPU與其他處理模塊，可考慮將250G以上的硬盤、 16路數(shù)字量PIC結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)其中，且相關(guān)的圖像捕捉與板卡應(yīng)用都能滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。需注意ETC系統(tǒng)中的車道控制器，其各部分應(yīng)在抗震性、耐腐蝕性以及防病毒能力等各方面達(dá)到具體設(shè)計(jì)要求。第二，RSU。該部分構(gòu)件可根據(jù)國(guó)家相關(guān)部門給定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如將PSAM卡槽設(shè)置于RSU中，并保證其他雜散發(fā)射、帶寬占用、頻率以及載波等保持合理。第三，OBU。其可選擇讀寫型、兩片式等為主要類型，且OBU設(shè)備應(yīng)保證在安全性與恢復(fù)能力方面較強(qiáng)，一旦OBU設(shè)備出現(xiàn)被拆卸情況，應(yīng)保證能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)。第四，ETC支付卡的技術(shù)指標(biāo)?，F(xiàn)行ETC支付卡在設(shè)計(jì)過程中往往需將密碼協(xié)處理器、CPU、EEPROM以及密碼算法等融入其中，且可采用單一芯片的形式，使其對(duì)電子存折、錢包等都可進(jìn)行操作。在參數(shù)設(shè)計(jì)方面，主要需考慮到容量應(yīng)超出8kbytes，且消費(fèi)交易在時(shí)間方面需控制在70ms以內(nèi)。第五，欄桿機(jī)的技術(shù)要求。該部分設(shè)計(jì)中首先需在欄桿機(jī)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其能夠保持持續(xù)運(yùn)行，滿足快速起降、平穩(wěn)起降等要求，一旦發(fā)生故障問題，能夠處于開啟狀態(tài)。其次應(yīng)做好車檢器設(shè)計(jì)工作。車檢器的設(shè)計(jì)主要需將人工復(fù)位按鈕設(shè)置其中，并在頻率、靈敏度以及工作溫度等各方面都需達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，ETC系統(tǒng)中的其他設(shè)備如費(fèi)額顯示器、車道運(yùn)行顯示器、車檢線圈以及監(jiān)控設(shè)備等方面都應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這樣才可使ETC系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

（二） ETC車道設(shè)備連接方式的調(diào)試與檢測(cè)

ETC車道設(shè)備的可靠運(yùn)行還需依托于相應(yīng)的連接方式。以其中RSU為例，將其與計(jì)算機(jī)連接過程中應(yīng)注意在接口方面滿足以太網(wǎng)接口要求，如RS-485接口，要求控制在115200bit/s的的通信波特率以上。同時(shí)，為使RSU與計(jì)算機(jī)連接更為可靠，還需做好相關(guān)數(shù)據(jù)幀格式的設(shè)計(jì)工作。再如字符疊加或計(jì)重設(shè)備，前者在設(shè)計(jì)過程中需依托于COM3以連接車道計(jì)算機(jī)，而后者側(cè)重于計(jì)重模式的預(yù)留，可采用COM2接口，這樣可為ETC系統(tǒng)后期的升級(jí)與維護(hù)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，車道設(shè)備中相關(guān)信號(hào)系統(tǒng)、警報(bào)系統(tǒng)以及顯示器也需利用一定的通信協(xié)議與車道計(jì)算機(jī)保持連接，如以標(biāo)準(zhǔn)RS-232C作為通訊方式，且在命令格式或缺省設(shè)置等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。尤其其中的顯示器，ETC專用車道中顯示屏應(yīng)以紅綠黃LED點(diǎn)陣為主。另外，為保證所有收費(fèi)數(shù)據(jù)能夠有效傳輸，還需在ETC系統(tǒng)中進(jìn)行收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的選擇，盡量以以太網(wǎng)為主，并使IP地址的分配更為合理，確保數(shù)據(jù)通信能夠達(dá)到ETC系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收與處理要求。

（三） ETC系統(tǒng)檢測(cè)調(diào)試要求

ETC系統(tǒng)相關(guān)管理軟件的設(shè)計(jì)是保證相關(guān)設(shè)備得以調(diào)試與檢測(cè)的重要保障。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需考慮的問題主要體現(xiàn)在：第一，入網(wǎng)符合性認(rèn)定檢測(cè)。該檢測(cè)過程中，要求結(jié)合關(guān)鍵設(shè)備的型號(hào)、元器件規(guī)格以及關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)等進(jìn)行認(rèn)定檢測(cè)，并由相關(guān)人員適時(shí)將檢測(cè)結(jié)果向管理部門遞交。第二，在網(wǎng)檢測(cè)。在檢測(cè)過程中主要需根據(jù)各路段聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況，抽取其中的部分設(shè)備，對(duì)其使用效率、故障率以及其他管理指標(biāo)進(jìn)行分析。對(duì)于其中故障設(shè)備，若需進(jìn)行調(diào)試，可由設(shè)備廠家提供技術(shù)支持，保證設(shè)備整體性能得以提高。另外，在網(wǎng)檢測(cè)中還需做好相關(guān)方案的設(shè)計(jì)，將方案內(nèi)容限定在抽檢范圍、質(zhì)量要求以及檢測(cè)頻率等方面，在相關(guān)部門認(rèn)定方案合理性的基礎(chǔ)上才可向各管理單位下發(fā)，以此使在網(wǎng)檢測(cè)效果得以提高。

結(jié)論：ETC系統(tǒng)的調(diào)試與檢測(cè)是提升ETC系統(tǒng)性能的重要途徑。本文在研究中主要以四川省高速公路建設(shè)中ETC系統(tǒng)的應(yīng)用為實(shí)例，實(shí)際調(diào)試與檢測(cè)過程中，要求正確認(rèn)識(shí)ETC系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，明確其總體設(shè)計(jì)要求與車道設(shè)計(jì)思路，在此基礎(chǔ)上提出調(diào)試與在線檢測(cè)的相關(guān)方案。實(shí)際調(diào)試與檢測(cè)中主要要求保證ETC系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備指標(biāo)、連接方式等滿足設(shè)計(jì)要求，可引入入網(wǎng)符合性認(rèn)定與在網(wǎng)檢測(cè)兩種方式，使ETC系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有的功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小運(yùn). 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)稽查上的研究與應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)，2014.

[2]劉湃. 東北三省高速公路ETC聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式與管理體系研究[D].東北大學(xué)，2012.

[3]裴月玲. 高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用研究[D].北京郵電大學(xué)，2011.

[4]石波. 成綿高速公路ETC軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[5]劉陽(yáng). 高速公路電子收費(fèi)車道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華中科技大學(xué)，2012.