基于ETC的軍車交通控制研究

譚 岑，朱鵬飛，江 敏

（江蘇長天智遠(yuǎn)交通科技有限公司，江蘇南京 210036）

0 引言

從2011 年開始，為適應(yīng)江蘇省高速公路ETC 軍車系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展需要，南京軍區(qū)開始建設(shè)軍車ETC 系統(tǒng)。軍車使用ETC技術(shù)，極大提高現(xiàn)有ETC 車道使用率，收費(fèi)站將不再需要設(shè)置軍車專用通道，減少對人工收費(fèi)車道的資源占用，更大限度滿足社會公眾出行需要。文章從節(jié)約成本、避免重復(fù)投資角度，利用車載的ETC 設(shè)備，對進(jìn)出地方加油站（高速公路和城市）的軍車用油進(jìn)行研究。

1 軍車ETC 收費(fèi)系統(tǒng)概述

南京軍區(qū)從2011 年就開始軍車ETC 系統(tǒng)的建設(shè)，將ETC系統(tǒng)與信息化辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造融合，建成了ETC 智能車輛管理系統(tǒng)，有效縮短了車輛派遣審批程序，實(shí)現(xiàn)了軍區(qū)后勤主管部門對車輛運(yùn)行的全天候有效監(jiān)控，可以使車輛在不停車狀態(tài)下就完成識別和信息寫入，對車輛實(shí)現(xiàn)全流程精確化管理。目前，南京軍區(qū)軍隊(duì)車輛都已安裝ETC 設(shè)備。

2 軍車ETC 的工作流程

采用ETC 天線，借助微波傳遞介質(zhì)和上、下行鏈路，實(shí)現(xiàn)RSU 與OBU 之間信息的有序交換，從而形成保密性強(qiáng)、傳遞效率高的數(shù)據(jù)流通道，從而實(shí)現(xiàn)軍車不停車進(jìn)出加油站。

（1）當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的軍車駛?cè)隕TC 通訊區(qū)域后，首先觸發(fā)線圈，啟動讀寫天線，此時車輛進(jìn)入交易模式；

（2）讀寫天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行微波通訊，電子標(biāo)簽發(fā)出軍車的相關(guān)信息，讀寫天線識別相關(guān)信息是否真實(shí)有效；

（3）如果此時ETC 天線檢測到該車輛電子標(biāo)簽有效，此時車輛控制系統(tǒng)將發(fā)送指令讓車牌識別設(shè)備進(jìn)行抓拍并識別，同時控制ETC 天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行通訊，認(rèn)證成功，系統(tǒng)將抓拍照片，并且車輛信息進(jìn)行匹配存儲，車輛控制系統(tǒng)則控制自動欄桿升起，此時電子顯示屏顯示相關(guān)的車輛信息，車輛通過后觸發(fā)落桿線圈，自動欄桿降落。

（4）一個認(rèn)證流程完成，系統(tǒng)保存交易信息，并上傳至加油站ETC 主機(jī)中，系統(tǒng)等待下一軍車進(jìn)入。

如果認(rèn)證不成功，則自動欄桿機(jī)將車攔截，電子顯示屏顯示相關(guān)的提示信息，同時黃色閃光報警器響起。

3 軍車ETC 收費(fèi)系統(tǒng)構(gòu)成

ETC 收費(fèi)系統(tǒng)是由ETC 車道設(shè)備和ETC 控制軟件組成。ETC 車道設(shè)備包括系統(tǒng)控制主機(jī)、系統(tǒng)控制器、閃光報警器、路側(cè)讀寫控制器(含ETC 讀寫天線)、自動欄桿、電子顯示屏、車輛檢測器（含線圈）、道口攝像機(jī)、車牌識別系統(tǒng)。下一步是需要厘清車道設(shè)備結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。下一步是ETC 控制軟件架構(gòu)圖，如圖2 所示。

圖1 ETC 車道設(shè)備結(jié)構(gòu)

圖2 ETC 控制軟件架構(gòu)圖

（1）交通指揮子系統(tǒng)：本子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備，其包括：高速自動欄桿、閃光報警器以及電子顯示屏，并且本子系統(tǒng)還需要接收來自主系統(tǒng)發(fā)送過來的信息數(shù)據(jù)，以改變當(dāng)前外部設(shè)備的狀態(tài)。例如在交易成功時，需要控制欄桿等設(shè)備，以便讓軍車順利通行。如果在處理失敗時控制閃光報警器報警同時提醒司機(jī)不能進(jìn)入，需要重新驗(yàn)證。

（2）車輛識別子系統(tǒng)：車輛進(jìn)入道口，本子系統(tǒng)在接收到主系統(tǒng)發(fā)送允許交易信號后，天線控制器從系統(tǒng)控制器接受通信請求，形成符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)幀。通過天線將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給車載電子標(biāo)簽，同時接收、分析從電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制器根據(jù)接收的信息發(fā)出相關(guān)指令，完成對電子標(biāo)簽的讀寫操作，并儲存操作結(jié)果。這一過程包括確認(rèn)電子標(biāo)簽的有效性、識別車輛類型等操作。

（3）車輛檢測子系統(tǒng)：主要負(fù)責(zé)檢測當(dāng)前車輛所處位置信號，其他子系統(tǒng)根據(jù)其發(fā)送的信號處理不同的事件。其檢測信號主要包括：車輛駛?cè)搿④囕v倒出、抓拍、以及車輛駛離。

（4）圖像車牌抓拍子系統(tǒng)：本子系統(tǒng)對進(jìn)入道口的車輛抓拍，同時將對抓拍的圖像進(jìn)行處理和存儲，并且該子系統(tǒng)還負(fù)責(zé)將道口的實(shí)時圖像顯示在界面中。

（5）道口數(shù)據(jù)交互子系統(tǒng)：道口數(shù)據(jù)交互子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了存儲道口產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及后續(xù)與其他系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換功能。根據(jù)數(shù)據(jù)交互方式的不同，數(shù)據(jù)交互子系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上被劃分成了數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)交互2 個子模塊。數(shù)據(jù)管理模塊封裝了對本地數(shù)據(jù)庫的操作，并提供相應(yīng)接口給車輛識別處理子系統(tǒng)調(diào)用，簡化了上層的應(yīng)用邏輯，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采取了特定的優(yōu)化策略，具有高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)交互模塊實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的交互過程，保證了交易記錄在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的可靠性，并有效控制了數(shù)據(jù)的負(fù)載平衡。

4 軍車ETC 卡加油系統(tǒng)

本研究將對某加油站的進(jìn)口處綠化帶進(jìn)行土建改造，將原綠化帶用水泥鋪設(shè)出一條長10m，寬4m 的直線車道，在加油站進(jìn)口出樹立一塊限行5km/h 的牌子，限速牌距離ETC 觸發(fā)線圈有3m 距離，觸發(fā)線圈到判斷線圈有4m，在判斷線圈左側(cè)位置（行車方向）安裝道口攝像機(jī)，攝像機(jī)距離欄桿機(jī)3m，欄桿機(jī)左側(cè)（行車方向）安裝閃光報警器和電子顯示屏，在欄桿機(jī)后方3m 安裝落桿線圈?？紤]到同時加油的軍車不會太多，且加油站對微波信號的安全要求，ETC 天線建議架設(shè)路側(cè)式天線，設(shè)置一個天線通訊區(qū)域，一般為自動欄桿前2-10m 范圍內(nèi)，而對加油區(qū)和油罐區(qū)不會造成安全隱患。下一步是需要厘清的軍車ETC 卡加油系統(tǒng)，如圖3所示。

軍車ETC 卡加油系統(tǒng)主要利用車輛自動識別技術(shù)，通過路側(cè)讀寫控制器（讀寫天線）讀取軍車的電子標(biāo)簽，識別出軍車的基本信息，自動放行符合條件的軍車。整個過程不需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)軍車快速地通過軍車加油通道。

圖3 軍車ETC 卡加油系統(tǒng)方案

通過測算，普通社會加油站改造一條軍車ETC 加油車道，包括2 個加油位，約投入90 萬元左右，極大地控制住建設(shè)成本，達(dá)成了軍民共建目的。

5 結(jié)語

軍車使用ETC 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軍區(qū)后勤主管部門對車輛運(yùn)行的全天候有效監(jiān)控，可以使車輛在不停車狀態(tài)下就完成識別、信息寫入和加油，對車輛出行實(shí)現(xiàn)了全流程精確化管理，同時建立起“平時定點(diǎn)保障、急時伴隨保障、戰(zhàn)時配送保障”的軍民融合式油料保障體系，減少了部隊(duì)油料存儲、輸送成本，還提高了油料保障質(zhì)量和效率，為部隊(duì)機(jī)動提速發(fā)揮了助推作用。

［1］王震宇.ETC 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)選擇［D］.西安：西安公路交通大學(xué)，1999.

［2］王亞利.ETC 電子收費(fèi)系統(tǒng)淺析［J］.智能交通，2012（16）.

［3］楊詳妹，等.長三角聯(lián)網(wǎng)ETC 在滬蘇浙高速的應(yīng)用［J］.中國交通信息產(chǎn)業(yè)，2009（5）.