基于现行ETC系统的实例分析及维护要求

涂良良

（重庆中信沪渝高速公路有限公司，重庆 400540）

基于现行ETC系统的实例分析及维护要求

涂良良

（重庆中信沪渝高速公路有限公司，重庆 400540）

ETC系统即不停车收费系统，它具有分布范围广、节省等待时间、减少资源浪费等多种优点。作为一种卓有成效的现行实用系统，对它进行的实例分析、优化方案提出等工作是必要的，也是具有实际意义的。本文通过对现行的ETC系统进行原理阐述、实例分析、常见问题归纳总结，意在提出一套可行的维护方案与实施方法，保障高速公路ETC系统的日常管理与维护，降低问题和故障带来的影响，提高服务质量。

ETC系统；实例分析；维护方案

1 高速公路ETC系统原理

1.1 ETC系统简介

ETC（ElectronicTollCollection）系统，即高速公路电子不停车收费系统，它通过在车辆上安装一个记载了携带车辆及消费账户信息的电子标签OBU（OnboardUnit），在车辆通过高速公路的收费站时，车载电子标签与收费站的电子标签RSU（Road-sideUnit）进行数据交换[1]，从而实现联网账户系统自动扣费和高速公路车辆放行。如果信息交换过程出现问题，车辆将被拍照记录，并被引导驶出。

1.2 ETC工作原理

基于“两片式电子标签+双界面CPU卡”的技术方案，我国的ETC系统的工作原理是：当车辆通过通信区域时，通过路旁的天线系统将车载的OBU从休眠状态唤醒，进入正常工作状态，OBU此时开始主动发射载波信号，与RSU进行数据交换，实现非接触式收费，交易结束后再回到休眠状态[2]。

2 现行ETC系统实例分析

现行的ETC系统因为国标的颁布，设计上整体具有一致性，我们对此通过分析江苏省的ETC车道设计，来了解ETC的功能模块及系统工作流程。

2.1 现行ETC系统工作流程

现行的ETC系统采用三线圈方式，当车辆经过第一个线圈（触发线圈）时，触发天线立柱发出搜索信号，OBU接收搜索信号并与RSU通信缴费，在通过第二个线圈（逻辑线圈）时，触发车牌识别系统，若缴费状况异常，则对车辆牌照进行识别，并对车辆图像进行抓拍。当OBU和RSU通信完毕，账户情况将在费额显示器上显示，随后车辆经过第三个线圈（落杆线圈）时，通过ETC系统，栏杆机放下。

当ETC系统出现缴费异常的情况下，人工收缴费用并引导车辆驶出。

2.2 现行ETC系统车道设计

现行的ETC车道长度是经过科学计算设计的，其有效长度（ETC车道岛头到MTC车道岛头）由五个因素确定：车辆通行的最高时速、ETC系统的收费时间、用户对信息阅读的反应时间、栏杆抬起的动作时间、异常状况下用户的反应时间。

首先，设计的ETC车道时速为20km/h，收费时间要求上是不能超过0.5s，根据器件参数，我们能够确定，ETC对于每辆车的收费时间为30ms左右，收费期间行驶距离为处理时间乘以时速，约为0.168m。根据人体学统计数据，人的视觉身体反应时间，即看到图像再交给大脑分析产生动作的时间，一般为0.75s，栏杆升起时间1s，所以ETC车道的有效长度应为：

所以ETC车道设计至少为10m，才能满足设计需求，使各类车辆快速通过。

3 现行ETC系统维护要求

3.1 ETC系统常见的问题

高速公路ETC系统常见问题为邻道干扰和跟车干扰。

邻道干扰现象，是指在车辆通行过程中，激活天线系统后，RSU接收到的并不是本到上即将通行车辆的OBU发出的信号，而是误读其他车辆发出的信号，这样的问题会影响车辆通行于收费结账。邻道干扰可能的情形有：第一，A车道的RSU误读到了行驶在B车道车辆的OBU。第二，双向的出入口ETC通道：A车道的RSU误读正在相向行驶车辆的OBU。第三，RSU可能读取未通过ETC车道上车辆的OBU。

跟车干扰现象，是指在同行同一ETC车道的两车，设备读取了后车的OBU信息而让前车通行的现象[3]。发生现象的原因有两种可能，一种是由于ETC设备的硬件软件因素导致的接受范围、信号强度不一致产生的误读现象，另一种可能就是车主人为超车逃费，当ETC抬杆的时候插入应通过的车辆前抢先通行。

3.2 ETC系统常见故障的分析及解决方案

ETC系统常见的故障有如下几种：

（1）车辆进入车道后ETC系统均无反应。

解决方案：若车无OBU，引导到MTC系统人工处理。若有OBU，检查计算机是否死机，检查车检器故障指示灯是否出问题，如果以上都未发生问题，但是后面车辆依然报错，则需要考虑线圈是否发生故障。

（2）正常缴费通行的车辆缴费显示正常，但是栏杆未抬起。

解决方案：首先判断是否为栏杆的机械部分出现故障，其次该问题可能是软件部分堆栈区信号卡在等待序列中，需要检测车检器的工作是否正常，以及抬杆部分线圈是否发生故障。

（3）无车进入时无故报警。

解决方案：可能是激活线圈收到路面杂物干扰产生了长时间的反馈信号，需要检查车检器和线圈的工作情况，另外，有可能是软件部分对队列的检测停留在之前无OBU车辆误入的阶段，可以考虑重启系统排除干扰。

（4）连续多次安装OBU的车辆在ETC系统显示为无标签车辆。

解决方案：这种情况基本属于ETC系统损坏，故障发生部位可能有三个：天线部分、RSU部分或者软件信息传递，这种情况下线圈功能完好，需要依次检查天线、RSU和软件系统的反应。

（5）正常缴费通行的车辆缴费显示失败，交易超时。

解决方案：交易超时一般是由于反应时间的时差导致的响应不同步问题。可能原因是：车窗厚度导致接收问题、车辆通过速度过快、车检器响应慢或者RSU系统处理运行异常。

3.3 ETC系统维护方案的提出

对于高速公路ETC系统，总的来说，结构比较简单，原理工作过程清楚，应用的可靠性足够高，对于它的维护，提出如下原则：

（1）日常维护上要“定期检测，详细记录”，定期检测一般路段大概每个月检测一次设备，对于繁忙路段，每两周检测设备，对于ETC系统很重要的参数是反应时间，所以在记录时不是光记录是否能完成动作，而是记录完成动作的时间，根据这些检测的详细时间数据进行分析，有的时候能很快找到问题的症结所在并优化方案。

（2）突发情况时要“引导车辆，安全驶出”，一般来说，现行的ETC车道是可以与MTC车道混合工作的[4]，所以出现故障时，首先要保证用户的行车安全以及后续车辆的有序进出，要体现出服务人民，以人为本的工作精神和办事理念。

（3）排除故障时要“先查人为，再看硬件，最后软件”，维护方法涉及到一个故障机制的次序问题，因为近年来计算机和硬件系统功能的提升，其发生故障的几率极低，最主要的问题还是人为的因素，为避免故障的发生，在设计系统的时候就已经最大化的削弱过人为因素的干扰，而硬件设备，因为其工作环境的不稳定性，出现故障的可能性排在人为之后。软件问题的可能性最小，一旦出现，要么以重启的形式快速解决问题，要么则需复杂的手段来处理，所以对于软件可能出现的故障我们放在最后考虑。

4 总结

本文通过对高速公路ETC系统的工作原理进行实例分析，结合常见的问题与故障情况，提出了“日常维护，定期检测，详细记录。突发情况，引导车辆，安全驶出。排除故障，先查人为，再看硬件，最后软件。”的合理维护方案，一方面促进管理的制度性规划，另一方面也是对于设备维护人员、机电工程师在处理高速公路ETC系统故障时，提供一条有效的思路，以便于迅速便捷的解决问题与故障。

[1]李凌志，周金萍.浅谈高速公路“ETC”不停车收费系统的应用及前景[J].城市建设理论研究(电子版)，2013(19).

[2]冯涛，史旭为.高速公路机电设备的维护模式[J].中国交通信息化，2010(6):29～30.

[3]吴政锋.如何解决高速公路ETC邻道干扰问题[J].交通节能与环保，2014,10(4):41～43.

[4]薛慧，董琦.ETC中基于RFID的双标签汽车牌照自动识别系统研究[J].价值工程，2 012,31(28):221～222.

U495

A

1671-0711（2016）10（下）-0099-02