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國內(nèi)ETC產(chǎn)品的現(xiàn)狀和趨勢

2009-12-29 08:53 北京握奇智能科技有限公司

導讀：隨著北京，上海等地ETC系統(tǒng)的開通。ETC系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被普通老百姓所熟悉。成為大家議論的焦點話題。本文主要討論目前國內(nèi)ETC的產(chǎn)品的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢。

    隨著北京，上海等地ETC系統(tǒng)的開通。ETC系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被普通老百姓所熟悉。成為大家議論的焦點話題。本文主要討論目前國內(nèi)ETC的產(chǎn)品的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢。

    1. 國內(nèi)ETC發(fā)展的進展和現(xiàn)狀

    隨著國家標準GB/T20851《電子收費專用短程通信》在2007年3月17日的正式發(fā)布和交通部門的大力宣貫的推廣。中國ETC發(fā)展的標準之爭終于告一段落。在這之前的歐洲標準，日本標準和國標之爭，915M產(chǎn)品，2.4G產(chǎn)品和5.8G產(chǎn)品之爭終于塵埃落地。中國選擇了自己的國標，選擇了5.8G。

    標準既已確立，國內(nèi)的ETC產(chǎn)業(yè)和應用也蓬勃發(fā)展。ETC產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家已經(jīng)有十多家。其中不乏能提供整體解決方案的廠家。到目前為止，交通部組織開展的京津冀和長三角區(qū)域高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費示范工程進展順利，已經(jīng)在北京、上海、江蘇、江西等地開通運營，截止2009年1月，開通ETC車道的數(shù)在 240條左右。

    比較國外的發(fā)展，我們可以容易的判斷我們處于的ETC的發(fā)展階段。目前日本的OBU用戶已經(jīng)達到2300萬戶，ETC的使用率接近80%，日本處于ETC產(chǎn)品的成熟發(fā)展階段。

    日本自1995年6月開始在全國各地進行ETC系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗以來，由于技術上的難度和協(xié)調(diào)問題，時至1999年才開始真正實施全國性的ETC網(wǎng)絡建設，首先建成的是東京附近的首都圈ETC工程。在總結了有關經(jīng)驗后，從2000年開始大坂、名古屋等多條高速公路ETC建設，共計約100多個收費站，400 多條ETC車道，至2001年3月才開始真正實施全國性大規(guī)模的ETC網(wǎng)絡建設。

    中國的發(fā)展處于開始實施大規(guī)模的ETC網(wǎng)絡建設階段。廣東，北京發(fā)展較快，接近日本2003年的情況。

    目前國內(nèi)提供ETC產(chǎn)品的廠家有10多家，各廠家千差萬別。ETC的產(chǎn)品處于成熟期。產(chǎn)品和技術原因還遠遠沒有解決。廠家的專業(yè)性，產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性還需要認真解決。

    2. 國內(nèi)ETC產(chǎn)品發(fā)展方向的探討

    目前國內(nèi)的ETC廠家和產(chǎn)品發(fā)展如何成為大家關心的話題。

    2.1 ETC整體方案提供商的出現(xiàn)是市場的需求

    目前ETC的生產(chǎn)廠家，多數(shù)都是規(guī)模較小，產(chǎn)品種類較少的公司。整個ETC系統(tǒng)包括的產(chǎn)品很多，除基建施工和收費系統(tǒng)的清分算系統(tǒng)較成熟外。ETC系統(tǒng)還包括OBU，RSU，發(fā)行工具，密鑰系統(tǒng)，ESAM，PSAM和CPU卡等關鍵產(chǎn)品?，F(xiàn)在的廠家各自為政，缺乏彼此之間的緊密合作。生產(chǎn)OBU和RSU的對密鑰系統(tǒng)不太了解。生產(chǎn)CPU卡的對OBU和RSU不了解。目前的現(xiàn)狀，需要更強有力的企業(yè)出現(xiàn)，對整體系統(tǒng)有全面的把握，成為整體解決方案的提供商，進而成為ETC服務的服務提供商。

    北京握奇智能提供的Quipass™011型OBU是握奇自主研發(fā)的主動雙片式車載單元。Quipass™111型RSU是握奇自主研發(fā)的DSRC路側單元。這兩款產(chǎn)品都符合“電子收費 專用短程通信”系列標準（GB/T 20839-2007、GB/T 20851-2007）。

    北京握奇是國內(nèi)最大最早的CPU卡的提供商之一。TimeCOS®DI 雙界面CPU卡廣泛應用于公交系統(tǒng)，小額支付系統(tǒng)等。此產(chǎn)品已經(jīng)通過了國家智能交通系統(tǒng)工程技術研究中心（ITSC）的功能測試和銀行卡檢測中心的物理、機械及電氣特性檢測。在高速公路不停車收費領域，北京握奇公司2003年與廣東聯(lián)合電子公司合作推廣粵通卡，2005年為甘肅高速公路設計了電子收費用卡方案，北京速通卡等

    北京握奇提供的TimeCOS® PSAM卡是專為城市公共事業(yè)內(nèi)的公交、軌道等快速通行與交易的需求而產(chǎn)生的，經(jīng)過4-5 年的時間，擴展到了很多領域和行業(yè)，形成了一種事實上的技術標準和應用模式。

    北京握奇提供的TimeCOS® ESAM是握奇自主研發(fā)的安全模塊，ESAM屬于新名詞，由握奇最先提出該概念。特指采用SOP或者DIP封裝形式的SAM。該產(chǎn)品符合“電子收費專用短程通信”系列標準（GB/T 20839-2007、GB/T 20851-2007）。

    Quipass™密鑰系統(tǒng)是北京握奇公司自主研發(fā)的密鑰管理系統(tǒng)，符合“電子收費專用短程通信”系列標準（GB/T 20839-2007、GB/T 20851-2007）。該系統(tǒng)充分考慮安全性要求，性能穩(wěn)定、界面友好、可擴展性強。該系統(tǒng)在交通行業(yè)有成熟的經(jīng)驗和大量的應用實例，如北京、廣東、福建等高速公路收費系統(tǒng)應用。北京握奇擁有專業(yè)密鑰系統(tǒng)開發(fā)團隊，是交通部ITSC密鑰系統(tǒng)提供商。 

    2.2集成芯片的設計方案是ETC產(chǎn)品的發(fā)展方向

    ETC產(chǎn)品質量最重要的指標是其一致性、穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境適應性?；诩尚酒腛BU產(chǎn)品在一致性、穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境適應性等方面具有相當?shù)膬?yōu)勢，是今后一段時間內(nèi)產(chǎn)品主流發(fā)展方向。
 
    2.2.1 ETC產(chǎn)品一致性

    一般而言，產(chǎn)品的一致性是一個批量生產(chǎn)控制的概念，指批量生產(chǎn)的認證產(chǎn)品與已獲型式試驗合格的樣品一致，包括原材料和外協(xié)件的一致、半成品的一致等。 ETC產(chǎn)品屬于微波產(chǎn)品，對批量生產(chǎn)、檢測的要求相當高，要求高性能的微波測試設備，當采用分離器件方案時對生產(chǎn)調(diào)試、測試人員的技術水平也有相當?shù)囊蟆?/DIV>

    對于基于集成芯片設計的ETC產(chǎn)品，由于采用高集成度的芯片，其外圍阻容器件的離散性對產(chǎn)品性能的影響大大降低。
這樣使用集成芯片設計方案，產(chǎn)品正式生產(chǎn)時，可快速將產(chǎn)品的性能指標控制在要求之內(nèi)，產(chǎn)品的一致性得到保障，而且可降低生產(chǎn)調(diào)試、測試人員的技術水平要求。
 
    2.2.2 ETC產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境適應性

    在目前使用的產(chǎn)品中，ETC產(chǎn)品受環(huán)境影響最大、最容易導致交易失敗的一個指標是其頻率漂移。

    OBU的輸出載波的穩(wěn)定度是國標中一項十分重要的指標。載波頻率通常會發(fā)生一定的漂移，若頻漂過大，超出RSU接收帶寬（RSU接收帶寬小于10MHz），則會直接造成無法通信，導致交易失敗。同時對其它工作在相鄰頻段的無線通信設備也會形成干擾。

    目前市場上絕大多數(shù)OBU采用的是介質諧振器方案，介質諧振器在常溫（25℃）下具有較高的頻率穩(wěn)定度，但當環(huán)境溫度變化時，介質諧振器的輸出頻率將隨之而變化，而且，介質諧振器通常采用加裝調(diào)諧螺釘方式對其生產(chǎn)組裝過程的位置誤差造成的頻率偏差進行微調(diào)，盡管調(diào)整后加膠對調(diào)諧螺釘固定，但車輛的顛簸震動也會在一定程度上導致調(diào)諧螺釘?shù)奈恢冒l(fā)生變化，從而影響諧振頻率。因此，環(huán)境溫度的變化和車輛的震動使介質諧振器方案很難保證在-40℃～85℃溫度滿足規(guī)定的頻率漂移指標。

    基于集成芯片方案的OBU則無此缺陷，在方案中采用的集成芯片內(nèi)部具有VCO和鎖相環(huán)電路的芯片，通過分頻電路將VCO產(chǎn)生的信號與參考源信號進行比較，將VCO輸出頻率穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。這樣系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定度主要由參考源決定，采用具有溫度補償特性的TCXO做為芯片外部參考源，這樣極大地提高了OBU系統(tǒng)輸出載波頻率的穩(wěn)定度。

    對某批次OBU在-40~85℃溫度范圍內(nèi)進行測試，其5.8GHz載波頻率的測試數(shù)據(jù)如表1和表2所示。
 
溫度（℃）
頻率（Hz）
頻率容限
-40
5 790 007 100
≤±1.2ppm
25
5 790 001 153
85
5 790 003 250
表1：5.79GHz載波頻率測試數(shù)據(jù)
 
溫度（℃）
頻率（Hz）
頻率容限
-40
5,799,998,607
≤±0.5ppm
-30
5,799,997,060
-20
5,799,997,700
-10
5,799,999,020
0
5,799,998,607
5
5,799,999,770
15
5,799,999,000
25
5,799,998,280
35
5,799,999,020
45
5,799,999,440
55
5,800,000,440
65
5,800,000,295
75
5,800,000,195
85
5,800,000,255
表2：5.80GHz載波頻率測試數(shù)據(jù)
 
    從表1和表2兩組測試結果中可以看出，采用OBU載波頻率穩(wěn)定度相當高，在實際使用中不會出現(xiàn)因頻率漂移而導致無法交易的情況。

    3. 結束語

    國內(nèi)ETC產(chǎn)品和應用面臨的諸多問題，使國內(nèi)對ETC產(chǎn)品設計的思路和采用的技術路線進行重新的思考，采用集成芯片的方案已經(jīng)成為解決目前產(chǎn)品問題的必由之路。專業(yè)性的一攬子整體方案的提供商的出現(xiàn)是ETC發(fā)展的必然。