裂變之痛 不停車收費(fèi)（ETC）擴(kuò)展應(yīng)用探討

　　“平均覆蓋率60%，車道數(shù)6000條，用戶量500萬”一串?dāng)?shù)字為我們勾畫的是到“十二五”期末，我國電子不停車收費(fèi)（ETC）發(fā)展的目標(biāo)。1996年ETC第一次被引入中國，在發(fā)展初期，由于沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，受市場所限，各系統(tǒng)集成公司大多采用國外技術(shù)及器材進(jìn)行集成，形成了國內(nèi)公司擔(dān)當(dāng)集成和市場推廣角色，外國公司充當(dāng)設(shè)備供應(yīng)商的局面，直到2007年，國家標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)才平衡了各方利益的紛爭和實(shí)力的拉鋸戰(zhàn)。一路走來，我國電子不停車收費(fèi)在技術(shù)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)方面雖然屢經(jīng)波折和反復(fù)，但始終尋求出路與突破，自主創(chuàng)新的探索從未停止。從200萬到500萬，未來5年，我國ETC發(fā)展迎來熱浪。

　　然而，在ETC快速推進(jìn)的過程中，仍然有不少技術(shù)上的難題需要盡快攻克，ETC注定要在極大的關(guān)注中，承受發(fā)展與裂變之痛，因?yàn)镋TC既要快速發(fā)展，又將不得不面對(duì)擴(kuò)展應(yīng)用這一新的課題。

　　集成化，芯的現(xiàn)實(shí)與夢想

　　如同交通運(yùn)輸要制定交通規(guī)則一樣，車與路的“對(duì)話”，也要找到彼此懂得的語言。DSRC（專用短程通信），這種高效的無線通信技術(shù)，通過信息的雙向傳輸，實(shí)現(xiàn)將ETC系統(tǒng)的OBU(車載單元)與RSU(路邊單元)有機(jī)地連接起來。國際上，ETC系統(tǒng)使用的通信頻道有915MHz，2.4GHz，5.8GHz３種，其中915MHz和2.4GHz頻段在移動(dòng)通信、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，但因其頻率爭用嚴(yán)重，也不具備有效的安全機(jī)制，5.8GHz成為國際ETC系統(tǒng)的主流頻段，在2007年5月實(shí)施的ETC和DSRC中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T20851—2007以及2007年10月國家交通部頒布的《收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)要求》中，規(guī)定了我國ETC系統(tǒng)的短程通信頻段為5.8GHz，從此我國ETC發(fā)展開始了“國標(biāo)化”之路。

　　外來的和尚不總是會(huì)念經(jīng)，傳統(tǒng)“舶來”技術(shù)也會(huì)遭遇“水土不服”。歐洲的“單片式”ETC不具備車道建設(shè)組網(wǎng)過程中按需而設(shè)的靈活性；日本制式的雙片式ETC有著對(duì)車載使用環(huán)境的高要求和系統(tǒng)與終端設(shè)備的昂貴造價(jià)；至于當(dāng)時(shí)美國方面的ETC技術(shù)，由于采用了2.4GHz頻段的非主流DSRC技術(shù)，不符合國際發(fā)展的方向與潮流，由此，我國針對(duì)高速公路多地方主管部門、多業(yè)主、多運(yùn)營管理單位、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、封閉式收費(fèi)制式等特點(diǎn)，提出了“基于兩片式電子標(biāo)簽＋雙界面CPU卡”的組合式收費(fèi)技術(shù)方案。經(jīng)過了16年的發(fā)展，我國ETC從設(shè)備、系統(tǒng)、施工由過去的完全國外企業(yè)完成，發(fā)展到如今完全由國內(nèi)企業(yè)完成并且實(shí)現(xiàn)了具有中國特色。

　　夢想與現(xiàn)實(shí)總是僅有這一步之遙。OBU的硬件設(shè)計(jì)中，5.8GHz射頻收發(fā)單元最為復(fù)雜，目前國內(nèi)外還沒有任何公司量產(chǎn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T20851—2007規(guī)定的DSRC物理層通信協(xié)議的5.8GHz單片收發(fā)IC。大部分廠商的OBU和RSU采用的是分離元器件的方案，幾乎所有ETC廠家的OBU射頻發(fā)送部分都是采用最傳統(tǒng)的介質(zhì)振蕩器，由于介質(zhì)振蕩器對(duì)頻率沒有形成閉環(huán)控制，頻率隨溫度漂移嚴(yán)重，不同地區(qū)在不同季節(jié)的氣溫差異非常顯著，為了解決該問題，只能在介質(zhì)振蕩器的選擇上采取嚴(yán)格的檢驗(yàn)辦法，但受中國介質(zhì)振蕩器工藝水平的限制，符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品較少，造成原材料成本升高。即使對(duì)來料進(jìn)行了嚴(yán)格檢驗(yàn)和篩查，采用分離器件的微波模塊的頻點(diǎn)漂移也是其無法克服的缺陷。同樣，由于采用分離元器件的方案造成產(chǎn)品的調(diào)試?yán)щy，從而帶來上市后產(chǎn)品一致性較差，工作不穩(wěn)定，返修率高的問題。在OBU接收電路方面，國內(nèi)大部分廠家使用電路復(fù)雜的二極管峰值檢波技術(shù)，造成OBU產(chǎn)品造價(jià)和銷售價(jià)格昂貴，令消費(fèi)者望而卻步，嚴(yán)重阻礙了ETC產(chǎn)業(yè)在中國的大面積推廣。

　　我國目前ETC系統(tǒng)采用的5.8GHz車載電子標(biāo)簽的集成芯片，大部分都是從國外直接引進(jìn)的。美國，歐洲，日本等地的ETC集成芯片已經(jīng)大量上市使用。然而這些集成芯片方案均不能滿足國標(biāo)的要求，所能應(yīng)用的只是在無線射頻發(fā)射部分，無線射頻接收部分都無法實(shí)現(xiàn)，更不要提其他功能的集成。因此開發(fā)出符合中國國標(biāo)的ETC專用集成芯片是ETC行業(yè)的整體需求，也是關(guān)系到ETC行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。想改變ETC芯片全進(jìn)口的局面，芯片設(shè)計(jì)要符合《電子收費(fèi)專用短程通信物理層》（GB／T20851．1—2007）和《電子收費(fèi)專用短程通信數(shù)據(jù)鏈路層》（GB／T20851．1—2007）的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要嵌入電源管理模塊，最大限度優(yōu)化芯片工作電流和待機(jī)電流，將射頻單元、基帶處理單元、安全模塊、讀卡單元進(jìn)一步集成，從而降低成本，實(shí)現(xiàn)電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的國產(chǎn)化。中國的ETC產(chǎn)品應(yīng)該走的是集成化芯片的方案，中國“芯”的挑戰(zhàn)已經(jīng)來臨。

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