我國智慧高速公路發(fā)展中ETC技術(shù)發(fā)揮的作用

范晶榮 邱薇 李菊芬

摘 要：使用ETC技術(shù)可以提升對高速公路的管理效率和技術(shù)水平，使智慧高速公路現(xiàn)實化。本文就先對目前ETC在智慧高速公路建設(shè)上發(fā)揮的作用進(jìn)行了總結(jié)，然后對當(dāng)前ETC技術(shù)發(fā)揮作用應(yīng)解決的問題進(jìn)行研究，幫助高速公路的管理人員和ETC技術(shù)人員制定更科學(xué)的技術(shù)發(fā)展策略，推動智慧高速建設(shè)水平的提升。

關(guān)鍵詞：智慧高速公路;ETC技術(shù);作用;問題

0 引言

智慧高速公路是高速公路發(fā)展的主要方向，目前智慧高速公路的建設(shè)中大量使用了ETC技術(shù)滿足高速公路的感知、決策等方面的需求。但是目前在ETC技術(shù)的應(yīng)用過程中，依然有大量的問題需要解決，為此應(yīng)該加強ETC技術(shù)的應(yīng)用研究，推動智慧高速公路的發(fā)展。

1 ETC技術(shù)在智慧高速公路發(fā)展過程中的作用分析

1.1 提升了高速公路的數(shù)據(jù)采集能力

智慧高速公路的發(fā)展和建設(shè)過程中，十分看重高速公路的感知能力，所以全路段感知也是高速公路建設(shè)的基礎(chǔ)條件之一。使用ETC技術(shù)進(jìn)行改造，可以使高速公路獲得更強的感知能力，滿足對各種數(shù)據(jù)的收集需求。

ETC門架系統(tǒng)包括攝像頭、天線、車道控制器等等，其中高清攝像頭對數(shù)據(jù)收集最為重要，依靠700萬高清和900萬高清，可以給交管部門提供清晰的數(shù)據(jù)，將其作為交通管理和交通事故責(zé)任劃分的關(guān)鍵依據(jù)[1]。同時，高清攝像頭可以對高速公路的車牌號碼、行車人員和環(huán)境等情況進(jìn)行識別，其他各類監(jiān)控設(shè)備還能監(jiān)測車輛運行速度等各類車輛運行狀態(tài)信息。

隨著技術(shù)水平的提升，目前的ETC系統(tǒng)還具備了較強的車輛畫面抓拍、非約束場景準(zhǔn)確識別的功能，可以滿足對高速公路情況全天候采集的需求。并且，ETC系統(tǒng)允許加入第三方智能算法，能夠利用采集到的數(shù)據(jù)展開智能分析，甚至可以對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行毫秒級的智能分析工作，進(jìn)一步提升了道路的感知能力。目前ETC系統(tǒng)也融入了開放性、多維感知的理念，融合了各種傳感器，可以對周圍的天氣、環(huán)境情況進(jìn)行有效地采集。

1.2 提升高速公路的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力

通過對高速公路進(jìn)行ETC技術(shù)改造升級，加強了高速公路的感知能力，也增加了高速公路在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，因此高速公路需要具備更高的數(shù)據(jù)傳輸能力，才能滿足高速公路管理的需求[2]。目前針對ETC門架使用的措施主要來自于組網(wǎng)架構(gòu)中建設(shè)主備雙鏈路來保證高速公路的通訊能力，依靠該技術(shù)確保了ETC系統(tǒng)的信息傳輸效果，也滿足了通信的穩(wěn)定性要求，可以滿足監(jiān)控和收費的需要，提升了服務(wù)效率和管理效率。

由于目前ETC系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有多樣化的特點，所以為了能進(jìn)一步滿足不同類型數(shù)據(jù)的傳需要，也開始使用OTN光傳送技術(shù)。由于我國高速公路網(wǎng)絡(luò)比較密集，而且公路的路線很長，為了避免因為長距離傳輸導(dǎo)致信號出現(xiàn)損失，因此也針對高速公路的需求建立了中繼站提升信號的穩(wěn)定性。

1.3 推動高速公路的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

在使用ETC技術(shù)之后，高速公路的建設(shè)和運營擁有了更為明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備規(guī)格、管理規(guī)范，有效推動了標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)，提升了高速公路建設(shè)體系的完善性。例如各省為了促進(jìn)本地高速公路的建設(shè)和發(fā)展，都根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)經(jīng)濟(jì)因素、高速公路狀態(tài)等情況修訂了本省的高速公路收費標(biāo)準(zhǔn)，并利用ETC技術(shù)改造建設(shè)，加快了地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)管理規(guī)范的落實。在智慧高速公路的發(fā)展過程中，也影響了ETC技術(shù)的發(fā)展，高速公路的建設(shè)對ETC配套標(biāo)準(zhǔn)措施也提出了更為明確的技術(shù)設(shè)計、設(shè)備規(guī)范等要求，推動了ETC技術(shù)的發(fā)展，為智慧公路相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新塑造了更為有利的環(huán)境。

1.4 加強對高速公路的智能決策

通過使用ETC技術(shù)對高速公路進(jìn)行技術(shù)改造，提升了高速公路的感知能力對數(shù)據(jù)的處理能力，也給高速公路的智能化創(chuàng)造了基礎(chǔ)，能夠降低人員工作的壓力，確保決策的合理性和效率。依靠ETC門架等技術(shù)，讓智慧高速公路的發(fā)展可以更加具體化，也讓管理人員可以利用智能技術(shù)，實現(xiàn)智慧高速公路的智能決策。

目前ETC收費中心系統(tǒng)可以拆分結(jié)算業(yè)務(wù)，而且高速公路系統(tǒng)也加強了對云技術(shù)的使用，進(jìn)一步滿足了分析數(shù)據(jù)和儲存數(shù)據(jù)的要求，可以有效滿足業(yè)務(wù)處理和結(jié)算工作的需要，保證結(jié)算工作的效率和精度。在對ETC系統(tǒng)獲得的海量高速公路路況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，系統(tǒng)可以進(jìn)行進(jìn)一步的智能化分析，從而對當(dāng)前趨勢下高速公路可能出現(xiàn)的交通擁堵做出預(yù)判，制定引流措施，幫助高速公路的指揮者對高速公路的管控進(jìn)行調(diào)整。而對于高速公路的事故，也能迅速通過智能分析制定救援方案，幫助管理人員完成引流機(jī)制設(shè)計，確保事故能得到及時的處理，保證高速公路的安全。

2 當(dāng)前智慧高速公路發(fā)展仍需解決的問題

2.1 實現(xiàn)ETC自由流收費

為了有效解決擁堵問題，需要取消所有的省界收費站，保證人們的出行體驗，但是真正取消收費站要建立在ETC自由流具有較高收費水平的基礎(chǔ)上，因此需要設(shè)置大量的ETC門架系統(tǒng)。門架系統(tǒng)的設(shè)置還需要大量的投資，隨著高速公路里程的增加、車輛數(shù)量的增加，還要加強對應(yīng)水平的ETC門架和通信系統(tǒng)建設(shè)，但是設(shè)備具有造價昂貴、使用量大的特點，比如一體化室外機(jī)柜的造價就在20萬左右[3]。同時，使用自動化系統(tǒng)也意味著對人力資源使用和投入的降低，需要對現(xiàn)有的收費人員進(jìn)行分流和安排，滿足他們的工作需求。如果在全國范圍內(nèi)全面取消收費站，就會有10萬人左右的人員安置需求，因此實現(xiàn)ETC自由流收費還有非常大的難度。

2.2 核心技術(shù)路線尚存在爭議

目前智慧高速公路建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)是V2X通信技術(shù)，但是全球范圍內(nèi)還存在DSRC和C-V2X兩個車聯(lián)網(wǎng)通信流派，其中DSRC經(jīng)過了多年實踐和驗證之后在標(biāo)準(zhǔn)上更加穩(wěn)定，可行性得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可，在芯片、產(chǎn)業(yè)鏈等方面也比較成熟。但是使用C-V2X的優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)精確的信息交互，并且通訊性能的可靠性和穩(wěn)定性上也要比DSRC更強，雖然技術(shù)沒有完全成型，但是發(fā)展 速度也非?？?。在我國5G技術(shù)領(lǐng)先全球的情況下，未來車路協(xié)同技術(shù)的組合極有可能是5G+C-V2X，而且目前我國已經(jīng)開始LTE+V2X的商用部署工作。但是目前，世界范圍內(nèi)的5G+C-V2X技術(shù)還處在測試過程中，技術(shù)測試工作還沒有完成，導(dǎo)致我國未來對高速公路通信技術(shù)的使用還存在一定的爭議，因此還需要加強對技術(shù)的研發(fā)和調(diào)試工作，加快高速公路的改造進(jìn)程。

2.3 光伏高速公路技術(shù)實施存在難度

目前大量的新能源汽車投入到使用中，因此未來的智慧高速公路也要滿足新能源汽車的能源供應(yīng)能力要求。為了解決能源的需求，光伏發(fā)電成為了一個得到廣泛重視的方案[4]。但是目前光伏高速公路的實踐都已失敗告終，比如我國濟(jì)南光伏高速公路建成后，出現(xiàn)了破損等問題，而且發(fā)電量較低，很難滿足車新能源汽車的充電需求。為此，未來智慧高速公路還需要加強在能源供應(yīng)模式上的發(fā)展，尤其要推動能源供應(yīng)多樣化，提升能源供應(yīng)能力供應(yīng)量，并且合理使用充電樁等充電方式，滿足電動汽車的服務(wù)要求。

3 結(jié)束語

ETC對實現(xiàn)智慧高速公路的實現(xiàn)有十分重要的作用，但是目前還存在技術(shù)路線、投資經(jīng)費、人員安置等方面的問題。所以，還需要結(jié)合智慧高速公路建設(shè)的實際需求加強研究工作，明確智慧高速公路的建設(shè)方向和建設(shè)計劃，合理使用ETC技術(shù)滿足智慧高速公路的建設(shè)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王震宇.淺談ETC技術(shù)對我國智慧高速公路發(fā)展的推動作用[J].智能城市，2020（19）：157-158.

[2]唐穎.智慧高速公路ETC門架設(shè)備數(shù)據(jù)計算與分析[J].交通世界，2020（26）：22-23.

[3]岑晏青，宋向輝，王東柱，等.智慧高速公路技術(shù)體系構(gòu)建[J].公路交通科技，2020（7）：111-121.

[4]陳維翰.ETC技術(shù)助推我國智慧高速公路發(fā)展[J].北方交通，2020（7）：88-91.