摘要:ETC系統全國聯網實現29個省市互聯互通后,外來省市的OBU兼容性問題影響了ETC車道通行率。經過深入研究和探索,金溢科技提出了ETC系統全國聯網后ETC車道交易成功率提升方案。
我國ETC系統已于2015年9月28日實現了全國29個省市的互通互聯。全國2100多萬ETC用戶可以一卡暢行全國,這為提高高速公路收費效率、緩解收費站擁堵、減少環境污染,構建綠色交通運輸體系發揮了重要作用。
ETC系統全國聯網實現29個省市互聯互通后,高速公路上每條ETC車道都要兼容29個省市發行的不同廠家的OBU設備和ETC通行卡。各省ETC系統在實際運行中,對其他省份發行的OBU或多或少存在兼容性問題,從而導致ETC車道的通行率有所下降。如何解決由于外省發行的OBU兼容性問題,從而提升ETC車道的交易成功率,是目前亟需解決的問題。
金溢科技,憑借對5.8GHz DSRC技術的深刻理解,經過深入研究和探索,創新研發了國標二代相控陣智能定位天線SHNIE-G2,該產品采用創新的軟件無線電技術和分集接收技術、先進的相控陣技術、全球領先的OBU定位技術、最佳波束成形技術、多核處理及并行計算技術,有效解決了ETC設備兼容性、通車率和通車速度問題,將RSU與OBU的通信一次性交互成功率提高100%,通車速度提高200%。
1、有效解決了ETC車道對不同廠家OBU設備的兼容性問題
國標二代相控陣智能定位天線SHNIE-G2采用創新的軟件無線電技術,增強了抗干擾能力,輔以獨創的信號糾錯、還原、再生處理算法和先進的信號分集接收技術,強化了對低質量弱信號的解調能力,有效兼容不同廠家不同型號的OBU設備,且能夠最大化地確保車輛玻璃信號衰減導致的OBU信號弱以及信號干擾嚴重環境下的正常使用。
2、提高了ETC車道通行率
采用先進的相控陣技術,通信區域隨需而擴,大大減少了由于異常原因導致交易失敗的情況,提升了交易成功率。
通過最佳波束成形技術,實時定位OBU的二維坐標,有效接收OBU信號,提高了交易一次性成功率。
3、通車速度提高200%
通過全球領先的OBU定位和相控陣技術,精確計算OBU移動速度和行駛軌跡,調節信號波束使無線信號處于最佳位置,并跟蹤交易,確保交易穩定可靠。
采用高主頻CPU和多個協處理器,并行執行定位運算、PSAM模塊運算、OBU處理、IC卡處理等,大大縮短交易時間。
國標二代相控陣智能定位天線SHINE-G2采取的5大創新技術說明:
1、創新的軟件無線電技術和分集接收技術
基于軟件無線電技術的DSRC基帶信號處理引擎,增強了抗干擾能力,輔以獨創的信號糾錯、還原、再生處理算法,能極大的提高系統對低質量微弱信號的識別能力,改善了RSU設備對OBU的兼容性能。如下圖所示:
ETC車道往往處于一個比較復雜的電磁環境中,空中輻射信號的干擾無時無刻不存在著,各種車輛帶來的干擾也充斥著整個車道。在這種環境下,如果使交易成功率再上一個臺階,就必須提高RSU設備的信號識別能力以及對干擾信號的抵抗能力。金溢科技相控陣智能定位天線SHINE-G2引入強大的分集接收技術,并發處理,獨立解調,解調數據再通過信號處理器裁決出最終有效的數據信號,以此確保每一次與電子標簽通訊的成功率。
2、先進的相控陣技術
采用相控陣技術實現天線成形波束智能掃描,覆蓋精準,嚴格控制波束覆蓋范圍,保證投射到車道上的通訊區域在交易車道范圍內,泄露到相鄰車道的信號功率極其微弱,最大程度抑制了鄰道干擾。天線縱向覆蓋范圍可通過控制饋電相位改變天線的方向,實現多個波束的切換,從而改變通訊遠近區域的覆蓋范圍,保證交易質量的可靠性,減少了跟車干擾和鄰道干擾的概率,從而提升了一次性交互成功率。由于采用了相控陣技術,使通訊區域內有效信號能量更加集中,縱向通訊區域較傳統天線更加大,可大幅提高交易成功率和通車速度。
3、全球領先的OBU定位技術
全球領先的OBU定位技術,可實現對OBU車輛高精度定位,定位精度高達0.1米。內置無線定位處理模塊,首先將接收到的OBU信號送入核心處理模塊進行預處理,再送入無線定位模塊進行聯合計算,并建立以天線垂直投影點為原點的車道坐標系,得出OBU所在車道平面的二維坐標,整個計算過程僅耗費微秒級延時,可實時對通訊區域內的OBU進行精確定位。定位的結果用于判斷ETC車輛是否是鄰道車輛,以及判斷出車輛的前后關系。
4、最佳波束成形技術
最佳波束成形技術,自適應智能天線技術,利用按照一定排列規則的單元天線接收來波信號,通過對各個接收信號進行數據加權處理,形成空域濾波概念,實現對信號來波方向的選擇。該技術可實現對OBU進行實時二維坐標定位,OBU的位置信息可用于解決困擾ETC行業多年的旁道干擾難題。
5、多核處理及并行計算技術
多核處理及并行計算技術,克服了一代產品在OBU、IC卡處理時必須順序執行的缺點,國標二代相控陣智能定位天線SHINE-G2引入多個協處理器,定位運算、PSAM模塊運算、OBU處理等可以并發執行,可縮短整個OBU的交易時間,通車速度更快。

圖:相控陣智能定位天線SHINE-G2在“2014 ITS CHINA年度盛典”評選活動中榮獲“2013年度技術創新獎”

圖:相控陣智能定位天線SHINE-G2榮獲“城市智能交通杯”系列評選活動“優秀產品獎”

圖:相控陣智能定位天線SHINE-G2被評為“2014年深圳國際智能交通展覽會ITS金獅獎”
金溢科技國標二代相控陣智能定位天線SHNIE-G2解決了ETC設備兼容性、ETC車道通車率及通車速度問題,有效提高了RSU和OBU 的通信一次性交互成功率,將整體交易成功率提高100%,通車速度提高200%。目前該產品已在廣東、江蘇、江西、浙江、安徽、福建、山東等多個省市成功應用,效果良好,為ETC用戶能更加暢快地通行全國提供了有力保障。