浅谈如何阻止ETC运行过程中的电子干扰

浅谈如何阻止ETC运行过程中的电子干扰摘要：本文从ETC（电子不停车收费系统）的应用现状和发展趋势出发，针对当前影响ETC应用和制约其进一步发展的旁车干扰问题进行了研究。通过对跟车干扰问题和旁道干扰问题的情况分析，总结出电子干扰问题存在的客观性。并基于以上分析，从DSRC区域控制、引入车辆检测装置、车牌识别和附加车道隔离装置等几个方面提出了解决旁道干扰问题的措施。1引言2007年对于中国ETC来说是具有里程碑式的一年。系列ETC国家标准的颁布实施、跨省连网ETC示范工程正式启动、全国范围标准宣传培训等活动无不标志着我国ETC已经跨入了标准化时期【3】。在各省的联网收费网络不断完善、通行卡用户的不断增加和ETC系统标准出台这两大引擎推动下，我国ETC系统将开创的局面，即将迎来发展的黄金时期。如何提高电子不收费系统的整体服务效率，将成为人们越来越关注的问题，旁车干扰问题是其中的瓶颈之一。随着车辆的增多，电子不停车收费系统的压力将越来越大，一旦出现跟车干扰问题将导致电子不停车收费车道的堵塞。以车牌识别系统和串口通讯实现旁道数据共享为基础的不停车收费解决方案则能有效的改变这一现状，是交通更为准确，保持电子不停车收费车道的顺畅。2ETC系统中的旁车干扰问题在目前的ETC车道中，为了保证车辆有较高的通行速度，读写天线通信区域所处的位置在自动栏杆前约10米的范围之内，呈椭圆形状。由于设置的读写天线通信范围较大，经常出现多辆车同时处于读写天线通信区域内的现象，当ETC车道中前面的车辆不能正常交易而后面或旁边车辆可进行交易时，一旦系统先于后面或旁边车辆成功交易，就会出现前车在未成功交易的情况被放行而后车或旁车被拦截的情况，我们称之为旁车干扰。根据干扰车辆所处位置及其通过的车道来分，旁车干扰可分为两种。第一种是目前发生频率较高的跟车干扰，另一种是目前偶尔出现，随着多ETC车道实施，发生越来越多的旁道干扰。2.1跟车干扰问题所谓跟车干扰【】，是指一辆安装有电子标签或没有安装电子标签的车辆进入ETC车道天线的通讯区域内，ETC车道程序通过读写天线先于该车后面的另一辆车上的电子标签进行通讯交易，并且交易成功。此时栏杆抬起，前车在没有缴费，而且侵占后车自动交费的情况下通过了ETC车道。或者装有电子标签的车辆正常进入ETC通讯区域，并且交易成功，栏杆抬起，车辆通过ETC车到后，紧随其后的车辆在没有交易的状态下也尾随其后通过了ETC车道。跟车干扰的情况主要有以下几种：（1）前车无电子标签，后车有电子标签。两辆车相隔距离比较近并同时进入ETC车道无线的通讯区域，ETC车道无线先与后车发生交易，栏杆抬起；前车通过落杆线圈后，栏杆放下，把已交易的后车拦住。该种情况发生的原因主要是两车距离非常近，而且后车的电子标签灵敏度较高，系统在没有对前车报警之前就已经和后车发生交易了。（2）两辆车都安装有电子标签。系统先和后车发生交易，从而导致前车在没有交易的情况下就通过了栏杆，系统把已交易的后车拦住。该种情形发生的原因主要有：前车电子标签的灵敏度较低，后车电子标签的灵敏度较高，ETC天线容易和后车的电子标签发生交易。2.2旁道干扰问题所谓旁道干扰，是指一辆安装有电子标签的车辆没有进入ETC车道但是与读写天线通信成功，因而在ETC车道程序完成交易。导致车辆不能从其所在车道上交易通过。旁道干扰的情况主要有以下几种：（1）ETC车道上的车辆无电子标签，旁道车有电子标签。过车时旁道车太靠近ETC天线通信区域，ETC车道天线与旁道车发生交易，栏杆抬起；ETC车道上的车通过落杆线圈后，栏杆放下。该种情况发生的原因主要是由于两车距离非常近，而且旁道车的电子标签灵敏度较高，系统在没有对ETC车道上的车报警之前就已经和旁道车发生了交易。（2）两辆车都安装了电子标签。但ETC系统先和旁道车发生交易，从而导致ETC车道上的车在没有交易的情况下就通过了栏杆。旁道收费系统把已交易的后车拦住。该种情形发生的原因主要是:ETC车道上的电子标签的灵敏度较低，而旁道车电子标签较高，旁道车先于ETC天线先发生交易，不能在旁道车所在车道收费系统上再次刷卡，可能导致车辆不能通过收费站或重复收费。该种现象多属于无意逃费。3阻止旁车干扰问题的方法3.1跟车干扰要解决跟车干扰问题，我们引入一个车牌识别系统。车牌识别系统是通过分析、处理所采集的汽车图像，借助计算机视觉、模式识别和图像处理等技术手段实现对汽车牌号进行自动识别的系统。车牌识别系统是智能交通系统中一个重要的子系统。在高速公路收费、城市交通控制和诱导、违章车辆监控和停车场等项目的管理有广泛的应用。车牌识别系统一般可顺序地分为图像获取、车辆定位、车牌字符分割和车牌字符识别等4大部分。3.2旁道干扰解决邻道干扰问题可以从加强DSRC区域控制、引入车辆检测装置、车牌识别和附加车道隔离装置等几个方面入手。3.2.1控制通信区域加强DSRC区域控制主要从以下几方面考虑:加强天线的研发和设计，把OBU和RSU天线的水平方向半功率波瓣宽度控制在合适范围;实现RSU功率的精确标定，保证RSU天线射频性能具有较高一致性;实现RSU接收灵敏度可调;通过生产工艺控制保证OBU产品具有较高的射频性能一致性，尤其唤醒灵敏度一致性;提高产品射频性能，加强DSRC区域控制，可以大幅减低邻道干扰问题的发生概率，是解决邻道干扰问题的基础。3.2.2采用信道分离设置降低邻道干扰采用PLL(锁相环)技术结合高稳定度温度补偿技术实现精确定频并达到信道分离，RSU采用窄带接收技术，多车道互不干扰。RSU天线的工作信道可通过软件进行设置，因此在进行ETC车道布置时，相邻车道使用不同信道，降低相互的微波信号干扰。3.2.3附加车道隔离装置在工程实施中加入车道射频信号隔离设施，可以起到消除邻道干扰的作用。从理论上看，在车道间布设高质量的微波吸收材料会取得良好的车道信号隔离效果，但工程实施存在一定技术难度，材料成本也比较高，难以大规模推广应用。3.2.4辅助车牌识别ETC车道车牌识别器前置，通过车道机使用车牌识别器的识别结果，来对ETC车道的RSU进行控制，决定是否与该OBU进行交易。车牌识别区域位于RSU交易区域之前，在车辆进入RSU交易区域完成交易前，车道机接收到车牌识别器的识别结果，并与RSU从OBU中获取的车牌进行比对，如果车牌相似度达到一定程度则允许交易，否则拒绝交易。3.2.5辅助地感线圈通过加强DSRC通讯区域控制，理论上可解决大部分邻道干扰问题，但由于微波信号传播存在一定不确定因素，在车道环境较复杂的情况下(如ETC车道附近存在微波反射面或车流量加大造成车道拥堵)，微波信号会形成不规则反射，造成DSRC通讯区域变化，有可能造成邻道干扰。在这种情况下单一通过DSRC通讯区域控制难以达到消除邻道干扰的目的，使用线圈车辆检测装置，对车辆所处车道进行判别，是消除邻道干扰的有效方法。4结语随着ETC技术的不断成熟和工程实施的不断推进，ETC应用在国内逐渐形成规模，ETC以高效准确的收费过程，方便快捷的用户体验和低碳环保的绿色形象得到广大业主和用户的认可。解决ETC应用中的实际问题，是进一步推广ETC在高速公路管理中的应用，发挥ETC优势的关键所在。不停车电子收费系统的发展趋势是规模化运行，从用户的角度看，在享受不停车缴费服务的便利之外，还希望能够使用同一电子标签和帐户在不同的电子收费运营商的收费路网中“一卡通行”，从电子收费运营商的角度看，希望自身的系统与运营商的系统之间互联互通，以迅速扩大用户规模，同时共享各种资源，大大节约市场推广及客户服务等相关的费用，联网不停车电子收费系统将任重道远。参考文献：