中興通訊ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)解決方案

    1 ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)意義

　 隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國綜合國力不斷增強(qiáng)，交通基礎(chǔ)建設(shè)大為改善，尤其以高速公路為主骨架的覆蓋全國范圍的高等級公路網(wǎng)絡(luò)正在逐步形成。截至2010年底，我國公路網(wǎng)總里程達(dá)到398.4萬公里。其中高速公路由“十五”期末的4.1萬公里發(fā)展到7.4萬公里，越居世界第二位，為交通事業(yè)跨越式發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。高速公路的建設(shè)在某種程度上緩解了交通在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的瓶頸與制約作用。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長，路網(wǎng)通行能力越來越無法滿足日益增長的交通流量的需要，造成交通擁擠嚴(yán)重、交通事故頻發(fā)、環(huán)境污染加劇。

　 據(jù)《羊城晚報》報道：截止2010年末，全國民用汽車保有量達(dá)到8500萬輛，其中私人汽車保有量7000萬輛。全國汽車產(chǎn)銷量增長迅速，2009年國內(nèi)汽車產(chǎn)銷量分別為1379.10萬輛和1364.48萬輛，同比增長48.30%和46.15%。國內(nèi)乘用車產(chǎn)銷分別完成1038.38萬輛和1033.13萬輛，同比分別增長54％和53％。 

    隨著車輛的日益增多，我國許多大城市，道路擁堵已成疾患，且已由一種交通現(xiàn)象衍變?yōu)橐环N亟須解決的社會問題，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。據(jù)央視權(quán)威媒體報道，僅北京市每年因堵車造成的損失就高達(dá)146億元。北京城市居民上下班因道路擁堵造成的經(jīng)濟(jì)損失為人均375元/年，居全國各大城市首位，竟被冠以“首堵”之名。交通擁堵將大幅增加汽車油耗，進(jìn)而增加汽車尾氣排放量。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，平均車速從40km/h下降到20km/h，將增加31%左右的油耗。北京市曾經(jīng)對各類污染源對氣體污染物排放的貢獻(xiàn)率作了分析，機(jī)動車對CO、 NOX、HC和PM的排放濃度分擔(dān)率分別達(dá)到了92%、64%、51%和23％，汽車尾氣排放已成為城市大氣污染的主要來源，危害著人們的身體健康和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)報道，交通擁堵造成經(jīng)濟(jì)損失約占GDP的1.7％左右，去年我國道路交通事故死亡人數(shù)約11萬人，損失37億；全球十大污染城市中，中國占七個。
　　　　　　　　　　 
　 國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)一個國家的交通發(fā)展到一定程度，再單純依靠修建道路設(shè)施來解決交通擁擠問題，不僅受投資等諸多條件的制約，而且效果也是有限的。如何實(shí)現(xiàn)各類車輛的有效指揮、協(xié)調(diào)控制和管理已經(jīng)成為交通運(yùn)輸和安全管理部門面臨的一個重要問題。例如廣佛高速公路，自建成通車后的6年間，交通量增加了5倍，原來的四車道己經(jīng)飽和，正準(zhǔn)備擴(kuò)展為六車道，然而，持續(xù)不斷的交通增長需求顯然不能由無止境的車道擴(kuò)展來滿足。

　 經(jīng)過長期和廣泛的研究，各發(fā)達(dá)國家已從主要依靠修建更多的公路，擴(kuò)大路網(wǎng)規(guī)模來解決不斷增長的交通需求，轉(zhuǎn)移到用高科技技術(shù)來改造現(xiàn)有公路運(yùn)輸系統(tǒng)及管理體系，從而達(dá)到大幅度提高路網(wǎng)通行能力和服務(wù)質(zhì)量的目的。ETC（Electronic Toll Collection System）電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，ETC特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。不僅極大的改善了路上密集車輛所造成的環(huán)境污染，減少車輛阻塞現(xiàn)象，行車更加安全，而且大大提高過路橋收費(fèi)的通行效率。ETC也可以作為擁堵收費(fèi)的一種方式和手段，在一定程度上緩解城市擁堵。

    2 ETC相較于MTC使得交通更加安全

　 收費(fèi)站的設(shè)置在相當(dāng)程度上影響了交通安全，在收費(fèi)區(qū)類似追尾、側(cè)撞、撞物等交通事故時有發(fā)生。ETC系統(tǒng)的實(shí)施將很大程度上改變收費(fèi)區(qū)的交通安全狀況，主要體現(xiàn)為：

    在ETC系統(tǒng)下減少通車速度發(fā)生的變化，使得追尾事故數(shù)相應(yīng)減少； 
    在ETC專用車道上駕駛員操作相對簡化，使側(cè)撞、撞物的可能性減小。 
    ETC可以有效緩解交通擁堵 
    ETC能夠節(jié)省投資運(yùn)營成本

　 在收費(fèi)運(yùn)營方面人工收費(fèi)存在收費(fèi)營運(yùn)效率低、人工收費(fèi)需要更多的人力付出及運(yùn)營管理費(fèi)用以及占用更多的土地資源等問題。實(shí)施ETC系統(tǒng)后，運(yùn)營效率將得到很大提高，投資成本及運(yùn)營費(fèi)用將大大降低。

    3 中興通訊ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)整體架構(gòu)

　 如下圖所示的中興通訊ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)整體架構(gòu)：在車道子系統(tǒng)各個設(shè)備中，電子標(biāo)簽讀寫天線（路側(cè)單元RSU）直接連接到位于收費(fèi)亭的車道計算機(jī)上，讀寫天線與車載電子標(biāo)簽之間的信息交換由車道控制應(yīng)用程序直接控制；

　 其它設(shè)備如自動欄桿、費(fèi)額顯示器、車道通行燈、車輛檢測器等設(shè)備則通過車道控制器與車道計算機(jī)連接，由應(yīng)用程序控制，視頻信號通過字符疊加器疊加過車信息后傳至收費(fèi)站的監(jiān)視器上。

    4 中興通訊ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)勢及特色 

    高一致性設(shè)計，有效減少跟車干擾：解決跟車干擾的問題，其根本在于解決路側(cè)設(shè)備RSU的覆蓋區(qū)域的連續(xù)與穩(wěn)定，同時解決車載單元OBU的一致性，解決了這兩個問題，基本可以保證先進(jìn)入交易區(qū)域的車輛首先進(jìn)行交易，后進(jìn)入交易區(qū)域的車輛后進(jìn)行交易，從而解決跟車干擾問題。中興通訊路側(cè)設(shè)備RSU通訊區(qū)域可以精確控制在5～8米的范圍內(nèi)，同時車載單元OBU采用業(yè)內(nèi)最為成熟的單芯片設(shè)計，一致性高，不同OBU的差別控制在±1db，相當(dāng)于通訊距離最多相差1米，同時OBU的通訊交易靈敏度遠(yuǎn)高于喚醒靈敏度（喚醒靈敏度為-40db，交易靈敏度為-50db），使得OBU一旦被路側(cè)設(shè)備喚醒必然能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的交易通訊，可以大大降低跟車干擾的發(fā)生。 

    高端天線技術(shù)，有效抑制鄰道干擾：中興通訊的OBU天線采用收發(fā)一體設(shè)計，顯著提高增益，減小水平半功率波瓣寬度，可以有效抑制鄰道干擾。
    中興通訊OBU的水平方向圖如圖所示。國標(biāo)要求OBU天線的半功率波瓣寬度要小于70度，業(yè)界大多數(shù)產(chǎn)品的指標(biāo)均為70度左右，而中興通訊的指標(biāo)為小于40度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國標(biāo)要求，可以更加有效的抑制鄰道干擾。 

    獨(dú)特網(wǎng)管功能，輕松遠(yuǎn)程配置設(shè)備：中興通訊是業(yè)內(nèi)唯一一家提供電信級網(wǎng)管系統(tǒng)的公司，可遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控，即在監(jiān)控中心可以看到整個網(wǎng)絡(luò)的收費(fèi)情況；遠(yuǎn)程管理路側(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級、告警處理，大大降低了維護(hù)運(yùn)營成本。

　 網(wǎng)管系統(tǒng)具有良好擴(kuò)展性，系統(tǒng)以組件的方式提供功能、以服務(wù)總線提供服務(wù)、可分可合的軟件架構(gòu)、軟件升級方便快速；設(shè)備的可操控性強(qiáng)，可方便的增加和修改設(shè)備配置參數(shù)、能實(shí)時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備軟件版本更新方便、能對設(shè)備與標(biāo)簽間的業(yè)務(wù)進(jìn)行驗(yàn)證、能診斷設(shè)備硬件狀態(tài)；友好的界面設(shè)計、一致的界面風(fēng)格、操作簡單方便。 

    先進(jìn)的天線陣，有效解決前向干擾：中興通訊先進(jìn)的天線陣解決方案采用多天線覆蓋多車道，分布式交易的方案，是一種多車道自由流系統(tǒng)方案，在前向干擾以及自由流問題上具有特有的解決方案。該方案計算能力強(qiáng)大，完全可以滿足城市路橋ETC自由流系統(tǒng)的要求。 

    自動溫度補(bǔ)償，適應(yīng)更寬溫度范圍：中興通訊依托長期的研發(fā)積淀，在RSU上采用了先進(jìn)的自動溫度補(bǔ)償機(jī)制，尤其在低溫環(huán)境下，通過此機(jī)制為設(shè)備的正常工作提供了基礎(chǔ)，有效的保證了RSU的輸出功率不受環(huán)境溫度變化的影響，從而保證RSU的天線覆蓋范圍不受環(huán)境溫度的影響，穩(wěn)定可靠 

    自動功率定標(biāo)，保證設(shè)備功率精準(zhǔn)：中興通訊的RSU在出廠前均經(jīng)過自動化功率定標(biāo)，保證不同的RSU配置相同功率時沒有差異，保證發(fā)射功率的一致性。
　 自動功率定標(biāo)技術(shù)是中興通訊的專有技術(shù)，路側(cè)設(shè)備RSU可根據(jù)無線環(huán)境的變化而進(jìn)行自動實(shí)時調(diào)整，確保在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中覆蓋區(qū)域的穩(wěn)定。 

    快速交易能力，保證更短交易時間：設(shè)計獨(dú)特的軟件架構(gòu)，專利技術(shù)優(yōu)化RAM的使用和管理，加快通信數(shù)據(jù)的編解碼速度，縮短軟件處理命令時間，保證車載單元OBU與路側(cè)單元RSU及發(fā)行稽查設(shè)備完成快速交易。獨(dú)特的喚醒方式，極短的喚醒時間，更有效的縮短了交易時間。 

    先進(jìn)軟件架構(gòu)，滿足快速定制需求：中興通訊RSU具有先進(jìn)的操作系統(tǒng)平臺，有強(qiáng)大的文件管理、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)管理等功能，同時有更好的功能擴(kuò)展性。在通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)上采用先進(jìn)的層次結(jié)構(gòu)和組件架構(gòu)，滿足國標(biāo)要求，可快速為各地需求做出定制化服務(wù)。 

    雙重供電模式，延長標(biāo)簽使用壽命：中興通訊OBU采用鋰亞電池加太陽能電池的雙重供電模式，有效保障了電子標(biāo)簽的使用壽命。 

    超寬輸入電壓，適應(yīng)各種電網(wǎng)環(huán)境：中興通訊RSU電源支持交流220V/110V兩種模式，可以在85V～300V的寬電壓輸入范圍內(nèi)正常工作，能夠適應(yīng)偏遠(yuǎn)地區(qū)等惡劣的電網(wǎng)環(huán)境。 

    先進(jìn)EMC設(shè)計，適應(yīng)各種電磁環(huán)境：RSU的電磁兼容性（EMC）是一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)，它不僅關(guān)系到產(chǎn)品本身的工作可靠性和使用安全性，而且還可能影響到其他設(shè)備和系統(tǒng)的正常工作，關(guān)系到電磁環(huán)境的保護(hù)問題。

　 中興通訊RSU采用了先進(jìn)的EMC設(shè)計，具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力和很低的電磁能量輻射，產(chǎn)品通過中興通訊嚴(yán)格的EMC測試。中興通訊的EMC測試標(biāo)準(zhǔn)比國家標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。