電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)性能的一種評價方法

張曉松+張波+金濤

摘要： 針對各省市ETC交易耗時不同，且缺少對ETC系統(tǒng)整體或主要組成部分的性能表現(xiàn)評價的有效方法，采用隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計的方法，提出對交易耗時進(jìn)行數(shù)字特征分析和參數(shù)估計的評價方法。通過某省高速公路二百多萬條ETC成功交易數(shù)據(jù)實(shí)例分析證明，該評價方法可從橫向、縱向及不同環(huán)境條件等多角度有效地綜合評價ETC系統(tǒng)的性能表現(xiàn)情況，為ETC系統(tǒng)的設(shè)計、選型、建設(shè)、運(yùn)營等多方面提供參考。

關(guān)鍵詞： 智能交通； 電子不停車收費(fèi)； 交易耗時； 參數(shù)估計； 性能評價

中圖分類號： TN911?34； U491文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 1004?373X（2014）08?0025?05

Evaluation method for performance of electronic toll collection systems

ZHANG Xiao?song， ZHANG Bo， JIN Tao

（Xian Highway Research Institute， Xian 710065， China）

Abstract： According to different time consumption of ETC transactions in every province and city， and aiming at the lack of effective evaluation methods for ETC systems or main components， an evaluation method of numerical characteristic analysis and parameter estimation for transaction time consumption is proposed， in which the stochastic process and mathematical statistics method is adopted. The analysis of more than two million ETC transaction data on a provincial expressway shows that the method can evaluate the comprehensive performance of any ETC system effectively from Transverse， Longitudinal and multi?angle under different environmental conditions， and can provide a reference for the design， model selection， construction， operation of ETC system.

Keywords： intelligent transportation； ETC； transaction time consumption； parameter estimation； performance evaluation

0引言

伴隨中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對交通運(yùn)輸需求的增長，傳統(tǒng)收費(fèi)模式逐漸成為了制約高速公路通行能力的瓶頸。電子不停車收費(fèi)（Electronic Toll Collection，ETC）正是解決這個瓶頸的有效手段。它利用車輛自動識別技術(shù)完成車輛與收費(fèi)站之間的無線數(shù)據(jù)通信，進(jìn)行車輛自動識別和有關(guān)收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換，從而實(shí)現(xiàn)不停車自動收費(fèi)[1]，它已成為國際上正在努力開發(fā)并推廣普及的一種用于公路、橋梁和隧道的電子收費(fèi)技術(shù)[2]。

中國在ETC方面做了大量的研究。何紅麗等采用基于Dempster?Shafer證據(jù)理論的多源信息融合方法對車輛身份進(jìn)行識別，有效地改善了識別結(jié)果[3]；楊洋等研究了高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)環(huán)境下，ETC與MTC組合式收費(fèi)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計[4]； 劉斌等利用仿真的方法分析了ETC專用車道數(shù)、ETC使用率和收費(fèi)站通行能力之間的關(guān)系[5]；張偉等探討了國內(nèi)外ETC建設(shè)的主要經(jīng)驗(yàn)[6]。但目前的文獻(xiàn)研究主要集中在ETC系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)、實(shí)現(xiàn)的技術(shù)與方法、工程的應(yīng)用與經(jīng)驗(yàn)等方面，而對ETC系統(tǒng)的整體或主要組成部分的性能表現(xiàn)差異卻不能給予客觀評價。雖然張北海分析研究了聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下ETC設(shè)備兼容性問題[7]；張茗紅探討了ETC設(shè)備的測試方案和判定方法[8]。但這些研究重點(diǎn)都在于ETC系統(tǒng)中的技術(shù)規(guī)范、接口標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)交換協(xié)議等，都是保證ETC系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，而對于在滿足基礎(chǔ)條件之上，判別系統(tǒng)性能表現(xiàn)的優(yōu)劣，也未給出分析評價的方法。

在一定的ETC交易條件下，系統(tǒng)整體性能和主要組成部分性能即表現(xiàn)為交易耗時的長短及其穩(wěn)定性。為此，本文以隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計理論為基礎(chǔ)，提出通過對ETC交易耗時進(jìn)行數(shù)字特征分析和參數(shù)估計的方法，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)性能和組成部分性能表現(xiàn)的綜合評價，從而為高速公路ETC系統(tǒng)的設(shè)計、選型、建設(shè)、運(yùn)營等多方面提供參考依據(jù)，向道路使用者提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1ETC交易耗時差異

ETC系統(tǒng)主要是通過路側(cè)單元（Road Side Unit，RSU）與車載單元（On Board Unit，OBU）采用有源射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信，完成車輛自動識別和有關(guān)收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換，并自動從用戶的專用賬戶中扣除通行費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)不停車自動收費(fèi)[1]。在車道長度一定的情況下，ETC交易所需的時間長短決定了允許的車輛通過速度，這直接關(guān)系到ETC車道的服務(wù)水平，甚至當(dāng)交易耗時過長時，還將導(dǎo)致交易的失敗，因此ETC交易耗時是ETC系統(tǒng)性能的綜合表現(xiàn)結(jié)果。但在不同的ETC交易中所需的時間長短又存在著差異，分析原因，主要包含以下幾個方面：

（1） 數(shù)據(jù)交換內(nèi)容不同。目前中國的ETC系統(tǒng)大多都采用雙片式電子標(biāo)簽，并以雙界面CPU卡作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)[9]。國家交通運(yùn)輸部頒布的《收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費(fèi)技術(shù)要求》（以下簡稱《技術(shù)要求》）中規(guī)定了CPU卡的數(shù)據(jù)格式，其中包含多個保留文件。各地區(qū)可以根據(jù)需要對不同的變長記錄保留文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的讀寫操作，以實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。這使得各省市的ETC交易耗時存在差異，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

（2） 通信設(shè)備性能差異。雖然RSU制造商能夠按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20851和交通運(yùn)輸部的《收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費(fèi)技術(shù)要求》研制、生產(chǎn)和測試產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)成功交易。但由于RSU的微波通信會受到一定程度的外部環(huán)境影響，且各廠家使用的信號發(fā)射、接收等器件不同，設(shè)備內(nèi)部對信號和業(yè)務(wù)邏輯的處理不同，這會導(dǎo)致不同RSU產(chǎn)品在ETC交易中表現(xiàn)出來的性能不同，使得ETC交易耗時存在差異。

（3） 外部交易環(huán)境影響。實(shí)驗(yàn)室測試環(huán)境是較為理想化的環(huán)境，可模擬的影響因素較為單一，所以交易耗時的表現(xiàn)性較好。但實(shí)際路網(wǎng)環(huán)境要復(fù)雜得多，例如微波信號經(jīng)過車輛貼膜后會有不同程度的信號衰減，OBU在車輛上安裝的高度不合理，車輛的OBU電量不足，收費(fèi)站的RSU設(shè)備的安裝角度不準(zhǔn)確，外部其他的電磁信號干擾，車輛未按規(guī)定限速行駛等[10]，這些都是造成路網(wǎng)中ETC交易耗時差異的因素。

2性能評價方法

在一定條件下，ETC交易耗時并不總是出現(xiàn)相同的結(jié)果，因此可將其看作為隨機(jī)變量，利用聚類方法按照某個屬性因素的不同取值對耗時數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，采用隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計的方法進(jìn)行數(shù)字特征分析與參數(shù)估計，從而對不同的分組進(jìn)行客觀評價。

ETC交易耗時是系統(tǒng)所體現(xiàn)出來的綜合性能，主要應(yīng)從隨機(jī)變量的變異程度、離散程度、分布的陡峭程度和對稱程度、樣本總體表現(xiàn)的耗時長短、具有相同屬性的不同樣本之間的差異性等方面進(jìn)行分析，具體指標(biāo)包括：

（1） 方差和標(biāo)準(zhǔn)差。方差是度量總體（或樣本）各隨機(jī)變量間變異程度的總體參數(shù)或樣本統(tǒng)計量。標(biāo)準(zhǔn)差是各變量偏離平均數(shù)的距離平均數(shù)，它能反映樣本的離散程度。標(biāo)準(zhǔn)差是方差的算術(shù)平方根，公式表示為：

[S=i=1n(Xi-X)2n-1]（1）

式中：S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差；n為樣本容量；Xi為樣本點(diǎn)值；[X]為樣本均值。

（2） 峰度和偏度。峰度和偏度是與正態(tài)分布相對比，描述隨機(jī)變量分布的陡緩程度和對稱程度的數(shù)字特征。隨機(jī)變量的峰度值越大，表明其分布形態(tài)比正態(tài)分布越陡峭，且具有更長的尾部。偏度值為正值，相比正態(tài)分布向右偏，反之則向左偏。公式表示為：

[Uu=1ni=1n(Xi-X)4S4-3] （2）

[Sk=1ni=1n(Xi-X)3S3]（3）

式中：Uu為峰度；Sk為偏度；S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差；n為樣本容量；Xi為樣本點(diǎn)值；[X]為樣本均值。

（3） 總體數(shù)學(xué)期望的區(qū)間估計。樣本均值只可表示樣本的平均交易時間，但并不是總體真實(shí)的均值，且由于無法窮舉ETC交易各種可能耗時的概率，因此只能在一定的正確度與精確度的要求下構(gòu)造出適當(dāng)?shù)膮^(qū)間，以作為總體分布參數(shù)的真值所在范圍的估計，即總體數(shù)學(xué)期望的區(qū)間估計。對于大樣本的總體數(shù)學(xué)期望的雙側(cè)置信區(qū)間公式為：

[θL,θu=X-Uα2Sn,X+Uα2Sn]（4）

式中：[θL]為置信區(qū)間下限；[θu]為置信區(qū)間上限；[X]為樣本均值；[Uα2]為在[α2]顯著性水平下正態(tài)分布的分位數(shù)；S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差；n為樣本容量。

（4） 參考值范圍的區(qū)間估計。參考值范圍也稱為正常值范圍，是指同質(zhì)總體內(nèi)包含絕大多數(shù)隨機(jī)變量值的估計范圍。根據(jù)指標(biāo)是否過大、過小均屬異常，決定該指標(biāo)的參考值范圍是雙側(cè)范圍還是單側(cè)范圍。參考值范圍區(qū)間估計有近似正態(tài)法和百分位數(shù)法。由于ETC交易耗時只可能為正值，且評價主要關(guān)注交易可以在多少毫秒內(nèi)完成，因此可以采用大樣本近似正態(tài)法進(jìn)行單側(cè)參考值范圍區(qū)間估計，公式表示為：

[0,Cu=0,X-UαS] （5）

式中：[Cu]為置信區(qū)間上限；[X]為樣本均值；[Uα]為在α顯著性水平下正態(tài)分布的分位數(shù)；S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

（5） Z檢驗(yàn)。Z檢驗(yàn)是基于假設(shè)檢驗(yàn)理論用于檢驗(yàn)大樣本之間均值差異性檢驗(yàn)的方法。Z值的計算公式為：

[Z=X1-X2S1n1+S2n2] （6）

式中：[X1]為第一組樣本均值；[X2]為第二組樣本均值；S1為第一組樣本方差；S2為第二組樣本方差；n1為第一組樣本數(shù)；n2為第二組樣本數(shù)。計算Z值后，當(dāng)|Z|<1.96，表明兩組樣本差異不顯著；當(dāng)|Z|≥1.96，表明兩組樣本差異顯著。

3案例分析

某省份在79個收費(fèi)站的入出口車道建設(shè)了ETC系統(tǒng)，選用了7種不同的RSU廠商設(shè)備（分別設(shè)為A、B、C、D、E、F、G），設(shè)置了3家CPU卡發(fā)行機(jī)構(gòu)（分別設(shè)為I，Ⅱ，Ⅲ），每家發(fā)行機(jī)構(gòu)只發(fā)行1種CPU卡。為說明本文提出的評價方法，以該省份路網(wǎng)真實(shí)ETC數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室測試數(shù)據(jù)為例，具體測算分析如下。

3.1RSU設(shè)備性能評價

采集全省路網(wǎng)環(huán)境下2011年2月—2011年8月的總計924 663條ETC交易耗時數(shù)據(jù)，以不同的RSU設(shè)備為聚類分組條件，得到7組樣本，根據(jù)式（1）~式（6），測算各組的數(shù)字特征，如表1所示。

對表1的結(jié)果進(jìn)行分析可知：

（1） 各組樣本的標(biāo)準(zhǔn)誤均較小，表明樣本對總體具有較好的代表性，對各組樣本所做的統(tǒng)計推斷都具有較好的可靠性。

（2） C廠商RSU設(shè)備的ETC交易耗時方差與標(biāo)準(zhǔn)差最小，即隨機(jī)變量的變異程度和離散程度最小，表明該廠商設(shè)備性能的穩(wěn)定性最好；相反，G廠商的設(shè)備性能穩(wěn)定性最差。

（3） C廠商RSU設(shè)備的ETC交易耗時的偏度和峰度都較小，即隨機(jī)變量的分布最接近正態(tài)分布，相對具有較小的偏離和較短的尾部；而D廠商設(shè)備的性能表現(xiàn)偏離正態(tài)分布最大。

（4） A、C、F廠商RSU設(shè)備的ETC交易耗時在α=0.05的顯著性水平下的數(shù)學(xué)期望置信區(qū)間相對較小，即總體的平均交易耗時較小。

（5） C廠商RSU設(shè)備的ETC交易耗時在α=0.001的顯著性水平下的參考值范圍上限最小，為748.63 ms，即C廠商的RSU設(shè)備在路網(wǎng)環(huán)境下，99.9%的ETC交易可以在748.63 ms內(nèi)完成，而其他廠商的RSU設(shè)備要保證99.9%的ETC交易能夠完成則需要更長的時間。

通過上述分析評價，表明在該省份路網(wǎng)環(huán)境和業(yè)務(wù)邏輯處理要求下，C廠商的設(shè)備性能表現(xiàn)最優(yōu)。在ETC建設(shè)的設(shè)備選型中，應(yīng)優(yōu)先選用。

3.2實(shí)驗(yàn)室與路網(wǎng)中的RSU性能對比評價

選取B，C，D，E，F(xiàn)，G共6種RSU設(shè)備和第Ⅲ家發(fā)行機(jī)構(gòu)的CPU卡，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行了13 786次交易檢測，記錄每次交易耗時，并按不同的RSU設(shè)備進(jìn)行聚類分組，得到6組實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)樣本；從路網(wǎng)實(shí)際交易數(shù)據(jù)中提取相關(guān)類別交易耗時數(shù)據(jù)103 407條，同樣按不同的RSU設(shè)備進(jìn)行聚類分組，得到6組路網(wǎng)數(shù)據(jù)樣本。采用Z檢驗(yàn)方法，分別對每種RSU設(shè)備的兩組樣本均值進(jìn)行差異性檢驗(yàn)；并以累積概率相等為條件，進(jìn)行了線性回歸分析，計算得到了每種RSU設(shè)備在兩種不同環(huán)境中交易耗時的相關(guān)系數(shù)。結(jié)果如表2所示。

對表2的結(jié)果進(jìn)行分析如下所述。

（1） 差異性檢驗(yàn)結(jié)果可以看出實(shí)驗(yàn)室與路網(wǎng)環(huán)境中的RSU設(shè)備性能表現(xiàn)存在非常顯著的差異。實(shí)驗(yàn)室中的ETC交易時間長短與離散度明顯比路網(wǎng)環(huán)境中的小很多，表明ETC交易過程中的數(shù)據(jù)交換受外部因素影響顯著。

（2） 相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果可以看出實(shí)驗(yàn)室與路網(wǎng)環(huán)境中RSU設(shè)備各自的交易耗時數(shù)據(jù)高度相關(guān)，表明雖然ETC交易過程中的數(shù)據(jù)交換受外部因素影響顯著，但其性能表現(xiàn)主要取決于設(shè)備內(nèi)在因素。

（3） 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中交易耗時短的RSU設(shè)備在路網(wǎng)環(huán)境中交易耗時表現(xiàn)不一定好，表明外部復(fù)雜因素綜合作用對不同的RSU產(chǎn)品影響的程度是不同的。

通過上述分析評價，表明在RSU設(shè)備選型時，僅做實(shí)驗(yàn)室檢測是不夠的，還需要結(jié)合在路網(wǎng)環(huán)境中的檢測數(shù)據(jù)，才能得出綜合的性能評價結(jié)果。

3.3系統(tǒng)性能優(yōu)化效果評價

隨著ETC系統(tǒng)在該省份的使用和推廣，技術(shù)人員結(jié)合使用情況對RSU設(shè)備及相關(guān)軟件進(jìn)行了優(yōu)化，并于2011年8月底完成了升級工作。為了評價此次升級效果，提取路網(wǎng)環(huán)境下2011年2月至8月的924 663條數(shù)據(jù)和2011年9月至12月的168 494 2條數(shù)據(jù)，分別按照7種RSU設(shè)備進(jìn)行聚類分組，進(jìn)行樣本離散程度測算和交易耗時在α=0.001的顯著性水平下的參考值范圍區(qū)間估計，結(jié)果如表3所示。

（1） 從交易耗時均值可看出，2011年9—12月相比2—11月，各廠商的RSU設(shè)備交易平均耗時都有不同程度的縮短。其中，G廠商RSU設(shè)備的交易耗時均值提升最多，為211.18 ms；且各廠商RSU設(shè)備的交易平均耗時差距也有所減小。表明此次系統(tǒng)優(yōu)化不但縮短交易平均耗時，而且使交易耗時受不同設(shè)備的影響程度減小。

（2） 從交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，2011年9—12月相比2—11月，各廠商RSU設(shè)備的交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差都有了明顯減小，且不同廠商RSU設(shè)備之間的交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差差距也相應(yīng)縮小。表明經(jīng)過軟硬件優(yōu)化之后，ETC系統(tǒng)交易耗時的穩(wěn)定性有了顯著提升，且不同設(shè)備之間的交易耗時離散度差異也明顯縮小。

（3） 從交易耗時在α=0.001顯著性水平下的大樣本單側(cè)區(qū)間估計可以看出，2011年9—12月相比2—11月，各廠商RSU設(shè)備確保99.9%的ETC交易成功完成，所需時間明顯縮短，表明ETC系統(tǒng)的整體性能得到了改善。

通過上述分析評價，表明該評價方法不僅可用于不同軟件、硬件設(shè)備之間的橫向?qū)Ρ仍u價，還可用于時間序列的縱向數(shù)據(jù)對比，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)整體性能的上升或下降做出綜合評價。

4結(jié)語

（1） 通過隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計的方法對ETC交易耗時進(jìn)行數(shù)字特征分析與參數(shù)估計，可以對ETC系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行綜合評價。經(jīng)過大量的實(shí)際數(shù)據(jù)測算驗(yàn)證，它可為ETC系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營提供便捷、可靠的評價方法。

（2） 該評價方法可橫向分析對比不同軟硬件之間性能的優(yōu)劣，為ETC系統(tǒng)軟硬件選型提供可靠參考依據(jù)。

（3） 該評價方法可以分析得出實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與路網(wǎng)環(huán)境下的ETC交易耗時數(shù)據(jù)既存在顯著差異性，又存在顯著相關(guān)性。表明ETC系統(tǒng)性能主要取決于設(shè)備內(nèi)在因素，但又受外部環(huán)境影響顯著。因此，在做ETC系統(tǒng)設(shè)備選型和調(diào)試的時候，不僅要在實(shí)驗(yàn)室做相應(yīng)的檢測，還需要在路網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)一步測試驗(yàn)證。

（4） 該評價方法可以縱向分析不同時間段內(nèi)ETC系統(tǒng)的交易耗時的變化情況，從而對系統(tǒng)整體性能的改善或下降進(jìn)行綜合評價。

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（2） 從交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，2011年9—12月相比2—11月，各廠商RSU設(shè)備的交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差都有了明顯減小，且不同廠商RSU設(shè)備之間的交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差差距也相應(yīng)縮小。表明經(jīng)過軟硬件優(yōu)化之后，ETC系統(tǒng)交易耗時的穩(wěn)定性有了顯著提升，且不同設(shè)備之間的交易耗時離散度差異也明顯縮小。

（3） 從交易耗時在α=0.001顯著性水平下的大樣本單側(cè)區(qū)間估計可以看出，2011年9—12月相比2—11月，各廠商RSU設(shè)備確保99.9%的ETC交易成功完成，所需時間明顯縮短，表明ETC系統(tǒng)的整體性能得到了改善。

通過上述分析評價，表明該評價方法不僅可用于不同軟件、硬件設(shè)備之間的橫向?qū)Ρ仍u價，還可用于時間序列的縱向數(shù)據(jù)對比，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)整體性能的上升或下降做出綜合評價。

4結(jié)語

（1） 通過隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計的方法對ETC交易耗時進(jìn)行數(shù)字特征分析與參數(shù)估計，可以對ETC系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行綜合評價。經(jīng)過大量的實(shí)際數(shù)據(jù)測算驗(yàn)證，它可為ETC系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營提供便捷、可靠的評價方法。

（2） 該評價方法可橫向分析對比不同軟硬件之間性能的優(yōu)劣，為ETC系統(tǒng)軟硬件選型提供可靠參考依據(jù)。

（3） 該評價方法可以分析得出實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與路網(wǎng)環(huán)境下的ETC交易耗時數(shù)據(jù)既存在顯著差異性，又存在顯著相關(guān)性。表明ETC系統(tǒng)性能主要取決于設(shè)備內(nèi)在因素，但又受外部環(huán)境影響顯著。因此，在做ETC系統(tǒng)設(shè)備選型和調(diào)試的時候，不僅要在實(shí)驗(yàn)室做相應(yīng)的檢測，還需要在路網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)一步測試驗(yàn)證。

（4） 該評價方法可以縱向分析不同時間段內(nèi)ETC系統(tǒng)的交易耗時的變化情況，從而對系統(tǒng)整體性能的改善或下降進(jìn)行綜合評價。

參考文獻(xiàn)

[1]XIAO Z H， GUAN Z Q， ZHENG Z H. The research and development of the highways electronic toll collection system [C]// Proceedings of the 1st International Workshop on Knowledge Discovery and Data Mining. New York： IEEE Computer Society， 2007： 359?362.

[2] 陳俊杰，山寶銀.5.8 GHz電子不停車收費(fèi)技術(shù)綜述[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，38（11）：1675?1681.

[3] 何紅麗，張元，廉飛宇，等.多源信息融合技術(shù)在ETC系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微計算機(jī)信息，2007，23（32）：42?43.

[4] 楊洋，黃征，金濤.基于ETC和MTC高速公路組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2007，30（21）：144?147.

[5] 劉斌，潘紅，路小波.高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)仿真研究及應(yīng)用[J].計算機(jī)應(yīng)用研究，2008，25（6）：1914?1916.

[6] 張偉，張國慶.成功實(shí)施電子不停車收費(fèi)的探討[J].公路，2009（9）：291?293.

[7] 張北海.聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電子收費(fèi)系統(tǒng)的兼容性[J].公路交通科技，2003，20（4）：109?113.

[8] 張茗紅.電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備測試研究[J].城市公共交通，2008（6）：27?29.

[9] 李堅，王秀媛.高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].自動化與信息工程，2007，28（2）：1?4.

[10]李楠.ETC車道通行效率影響因素分析[J].中國交通信息化， 2011（1）：68?69.

（2） 從交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，2011年9—12月相比2—11月，各廠商RSU設(shè)備的交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差都有了明顯減小，且不同廠商RSU設(shè)備之間的交易耗時標(biāo)準(zhǔn)差差距也相應(yīng)縮小。表明經(jīng)過軟硬件優(yōu)化之后，ETC系統(tǒng)交易耗時的穩(wěn)定性有了顯著提升，且不同設(shè)備之間的交易耗時離散度差異也明顯縮小。

（3） 從交易耗時在α=0.001顯著性水平下的大樣本單側(cè)區(qū)間估計可以看出，2011年9—12月相比2—11月，各廠商RSU設(shè)備確保99.9%的ETC交易成功完成，所需時間明顯縮短，表明ETC系統(tǒng)的整體性能得到了改善。

通過上述分析評價，表明該評價方法不僅可用于不同軟件、硬件設(shè)備之間的橫向?qū)Ρ仍u價，還可用于時間序列的縱向數(shù)據(jù)對比，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)整體性能的上升或下降做出綜合評價。

4結(jié)語

（1） 通過隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計的方法對ETC交易耗時進(jìn)行數(shù)字特征分析與參數(shù)估計，可以對ETC系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行綜合評價。經(jīng)過大量的實(shí)際數(shù)據(jù)測算驗(yàn)證，它可為ETC系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營提供便捷、可靠的評價方法。

（2） 該評價方法可橫向分析對比不同軟硬件之間性能的優(yōu)劣，為ETC系統(tǒng)軟硬件選型提供可靠參考依據(jù)。

（3） 該評價方法可以分析得出實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與路網(wǎng)環(huán)境下的ETC交易耗時數(shù)據(jù)既存在顯著差異性，又存在顯著相關(guān)性。表明ETC系統(tǒng)性能主要取決于設(shè)備內(nèi)在因素，但又受外部環(huán)境影響顯著。因此，在做ETC系統(tǒng)設(shè)備選型和調(diào)試的時候，不僅要在實(shí)驗(yàn)室做相應(yīng)的檢測，還需要在路網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)一步測試驗(yàn)證。

（4） 該評價方法可以縱向分析不同時間段內(nèi)ETC系統(tǒng)的交易耗時的變化情況，從而對系統(tǒng)整體性能的改善或下降進(jìn)行綜合評價。

參考文獻(xiàn)

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