探討高速公路ETC 領域中的智能交通系統和交通物聯網系統技術特點及發展趨勢和應對策略

熊俊毅

(四川省達州市公路管理局工程機械處)

0 前 言

隨著我國經濟的發展，交通運輸事業也在不斷的向前邁進。隨之而來的交通收費管理、道路擁堵、及環境污染等各種問題也日漸突出，直接影響到了經濟的發展及人們的正常生活。科學技術的不斷發展也在逐步解決各種交通問題，交通管理的系統也日漸完善，因此智能交通系統也相繼出現在人們的視野中。智能交通融合了先進的衛星通訊技術、計算機信息技術、自動化控制技術及網絡平臺技術等多種高精尖技術，對于交通運輸進行快速、精確、有效的管理，在現代交通運輸的管理部門中應用十分廣泛。其中，不停車收費系統(ETC，EleCtroni。TonCofleetion)是該智能交通系統中的重要環節，其在現在的高速公路收費管理中，能夠有效提高收費管理效率，車輛的工作效率、高速公路的交通能力以及緩解交通壓力，也因為無需停車而減少了車輛的能源消耗及廢氣排放，實現了節能環保。因其在各個方面的優勢，使之在各國的交通管理系統中被廣泛應用，迅速形成了一個完整的產業。其發展可以分為智能交通系統階段及交通物聯網系統階段，二者的技術是傳承與發展的關系，技術特點有區別也有聯系，對交通管理部門及使用者帶來了許多方便，節省了交通運輸成本。國家也在立法上也做出了相應規定，用以推進交通物聯網系統的應用。

1 智能交通系統

1.1 智能交通系統的作用

智能交通系統(Intelligent Transport System )運用各種高精尖的信息技術及通訊技術，對交通狀況的信息進行收集、處理、整合，掌握路面車輛及人流狀況，最大化利用道路資源，使路面路面車輛及人流的活動達到最佳狀態，減輕道路的荷載，提高道路使用效率。該系統能為出行者提供實時交通路況，是出行者合理安排出行時間，不僅僅減少高峰段的交通壓力，緩解城市道路擁堵情況，并減少交通事故，還可以降低因交通堵塞引起的能源消耗及尾氣排放，支持環保。

1.2 智能交通系統的構成

智能交通系統由交通信息采集系統、交通信息處理分析系統、信息發布系統組成，各個系統包括的設備及作用各有不同:①交通信息采集系統 該系統通過各種設備對于路面進行監視，如GPS 導航儀、攝像機、紅外雷達監測器，收集各種道路信息，彬彬剛傳輸給中央處理系統;②信息處理分析系統信息處理分析系統使用信息服務器、地理信息系統的應用層或管理人員直接對于信息采集系統收集到的道路信息進行整理、分類、存儲等工作;③信息發布系統 該系統將處理好的信息通過網絡、廣電話服務臺等形式放送，使大眾能及時了解到路況信息。

1.3 固有缺陷

智能交通系統是由智能車輛系統發展而來，其亮點在于其根據外部的交通運輸事業的作用范圍及功能要求建立獨特的信息收集方式，組成從上到下的信息收集應用模式，該模式也存在著一定的固有缺陷:①覆蓋范圍有限 采集到的信息經過處理后的編碼、通信接口沒有統一的標準，本地信息與外地信息無法有效傳遞、溝通;②信息利用率低 一般信息作為一次性的溝通工具，無法重復利用，許多潛質沒有被充分開發出來;③系統成本高 功能系統所需設備均為高精尖設備，要配備專業人才進行操作養護，資金消耗極大，成本較高。

2 交通物聯網

交通物聯網是以物聯網技術為核心，用以達到交通運輸管理的自動化智能化及運行最佳狀態的新型應用技術。該交通物聯網技是以網絡技術、傳感網技術、RFID 技術、通信等物聯網高新科技，把交通要素輸入網絡，如高速公路車流量、路面擁堵狀況、乘客數量、各種交通工具使用率等，使交通要素的信息公開化、系統化，各個交通部門相互溝通，信息資源共享，以便及時了解交通要素的使用狀態和功能發揮情況，在采用實時仿真等手段進行決策，實現各種交通要素之間默契配合，相互協作，使其達到最佳使用效果。該交通物聯網還可以對各種路況數據進行分析整理，達到準確交通路況信息，并向社會公開發布，為公眾提供出行貼心服務，提高交通部門的服務質量，獲得較好的社會效益。

交通物聯網以云計算機技術從上到下的開發信息資源，其采用先收集信息再發揮功能進行處理的應用模式，其構成部分及其各種功能都是根據統一化的交通運輸信息收集、處理、保存的技術需要而建立的，因此采集交通信息用做到及時、準確、完整，才能使其技術得到最大的發揮，其也是交通物聯網發揮功能機制及效果的大前提與核心。其在功能的發揮領域除了各類交通管理部門之外，還可以對于大眾運輸業的正常運轉提供有效的信息。

3 智能交通系統與交通物聯網在高速公路不停車收費領域的發展與應用

智能交通系統及交通物聯網從本質上講都屬于智能交通的范圍，二者都對交通運輸的智能化起到了不可替代的作用，并在高速公路不停車收費領域得到廣泛應用與良好的發展，目前在我國的不停車電子收費系統在技術上，智能交通系統一般是以DSRC 技術為核心的5.8G 有源電子終端現場業務交易系統;而交通物聯網是以RFID 技術為核心的無源電子標簽后臺業務交易系統。

3.1 以RFID 技術為為核心的不停車電子收費系統

車輛駛入RSU 主機射頻輻射范圍內，隨即激活RFID 電子標簽，RFID 電子標簽將ID 發送給RSU 主機，主機接受信號后，經過網絡傳輸，將信息送達至智能處理系統，進行身份認證，并在后臺實行交易工作，完成扣款過程。交易成功后，將信息反饋給現場控制設備，其隨即做出反應，抬起杠桿，將車輛放行。

3.2 以DSRC 技術為核心的ETC 系統

車輛駛入RSU 主機射頻輻射范圍內，隨即激活該車輛的OBU 設備，并對其發出指令，進行身份認證，進而發出一系列指令，OBU 設備其也會對RSU 主機的交易命令有所回應，通過執行一系列復雜的交易命令后，完成整個收費過程。交易成功后，現場控制裝置即會作出反應，抬起杠桿，將車輛放行。該交易信息在經過后臺系統一點時間的操作，處理好之后，上傳至系統數據庫，并保存。

4 技術發展方向

根據目前ETC 系統的應用情況來看，其發展方向應是終端設備操作更加簡便，其交易信息直接經過后臺的網絡傳輸交由計算機的技術處理。其只需要獲得車輛的身份信息，對其認證后即可實現自動交易。其身份被認證后還可以進行其他操作，在ETC 系統的功能應用上進行廣度上的橫向發展，終端設備也可以更加精致化，如設備的規格逐步變小，精致的與計算機大小一致，且顯示屏可以任意折疊;還可以設計出車輛“身份證”，即由網絡芯片、RFID、及觸摸式顯示屏構成，包含了車輛完整身份信息的RFID，車主只需在車內進行觸屏操作，就可以輕松完成交易過程，信息也會在后臺被傳輸至處理系統進行處理和保存。

5 技術推廣對策

現在許多國家都在廣泛推廣應用交通物聯網技術。在臥軌其還處于推廣階段，但是其對于智能交通系統的取而代之是不可逆轉的大趨勢。在這個階段內，高速公路中不停車收費電子系統的應用可以將RFID 為核心的物聯網系統技術與以DSRC 為核心的智能交通系統技術相結合。在該系統推廣的準備階段，將每個高速公路的收費站安裝RSU 主機設備，該主機設備的價格為3 ～5 萬元，雖然在一定程度上提高了收費站成本，但在另一方面，車主在選擇車載設備時，可以考慮價格較為實惠的電子標簽，取代車載OBU 設備，同樣可以達到控制成本的效果。在設備的供應上，政府相關部門可以與供應廠家進行聯合，共同進行技術研發，從根本上降低設備造價，淘汰過時及性價比不高的產品。

6 總 結

交通運輸物聯網的管理客體是一般的交通工具，如汽車、火車、高鐵、飛機，交通工具的受益者即乘客;交通基礎設施，如汽車站、火車站、機場、港口、鐵路等。交通運輸網聯網系統即為該類交通要素的連接進而形成完整的領域性物聯系統。該交通運輸物聯網作用體現在諸多客體要素交叉形成的功能領域內，使之的管理按照一定的流程進行，達到各種交通信息的及時交流及監控的效果，提高高速公路管理部門對于路面狀況的管理效率及路面突發事件的處理能力，將高速公路的經濟價值及社會價值發揮到最大。

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