不用等待人工收費(fèi)窗口的擁擠車(chē)流、無(wú)需繁瑣的取卡刷卡程序，您就可以在全程不停車(chē)的情況下完成費(fèi)用繳納—輕松快捷的體驗(yàn)背后，是中國(guó)ETC(電子收費(fèi)系統(tǒng))的快速發(fā)展。據(jù)中國(guó)交通運(yùn)輸部門(mén)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在取消省界實(shí)體收費(fèi)站，使用帶有ETC工控機(jī)的省界門(mén)架站之后，客車(chē)平均通過(guò)省界的時(shí)間由原來(lái)的15秒減少為2秒，貨車(chē)通過(guò)省界的平均時(shí)間由原來(lái)的29秒減少為3秒。ETC對(duì)于高速公路通行效率的提升效果非常顯著。
ETC系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)及識(shí)別車(chē)輛，從而無(wú)需停車(chē)就能完成收費(fèi)交易，使車(chē)輛快速通過(guò)收費(fèi)站，緩解收費(fèi)站延緩交通的瓶頸效應(yīng)，提升整體交通效率。除了路橋和停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)，ETC系統(tǒng)基于車(chē)輛身份識(shí)別和金融支付能力，以及門(mén)架系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)，還可以在交通控制、流量調(diào)查、路徑標(biāo)識(shí)、擁堵收費(fèi)與治理、以及交通執(zhí)法等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。因此，ETC的建設(shè)與推廣已經(jīng)成為構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系的重要組成部分。
國(guó)家政策開(kāi)啟中國(guó)ETC建設(shè)高潮
2019年5月，交通部和發(fā)改委下發(fā)《加快推進(jìn)高速公路電子不停車(chē)快捷收費(fèi)應(yīng)用服務(wù)實(shí)施方案》，方案明確要求“2019年底前全國(guó)ETC用戶(hù)數(shù)量突破1.8億，各省(區(qū)、市)高速公路入口車(chē)輛使用ETC比例達(dá)到90%以上，高速公路基本實(shí)現(xiàn)不停車(chē)快捷收費(fèi)”。
這一政策引發(fā)了ETC建設(shè)和改造的高潮，2019年中國(guó)ETC市場(chǎng)出現(xiàn)全面爆發(fā)。2019年末的2020年全國(guó)交通運(yùn)輸工作會(huì)上，交通運(yùn)輸部曬出了2019年交通運(yùn)輸“成績(jī)單”。該成績(jī)單顯示，截至12月18日，全國(guó)ETC用戶(hù)累計(jì)達(dá)到1.92億，新增ETC用戶(hù)1.15億，相比2108年年底的7,656萬(wàn)用戶(hù)增長(zhǎng)了150%。工程建設(shè)方面，29個(gè)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)省份改造完成488個(gè)省界收費(fèi)站，275個(gè)地級(jí)以上城市實(shí)現(xiàn)一卡通互聯(lián)互通，全網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作順利推進(jìn)。
正是由于2019年ETC的全面爆發(fā)增長(zhǎng)，中國(guó)ETC滲透率規(guī)模從2018年底的32%倍增到74%，一舉超越美國(guó)、日本和新加坡等許多發(fā)達(dá)國(guó)家與地區(qū)。
ETC的快速發(fā)展直接提升了我國(guó)高速公路的運(yùn)行效率。交通運(yùn)輸部2020年1月份的數(shù)據(jù)顯示，車(chē)輛通過(guò)出入口收費(fèi)站的速度比去年同期提高了13%，出入口日均擁堵緩行500米以上收費(fèi)站的數(shù)量同比降低21%，平均擁堵時(shí)長(zhǎng)降低10%。同時(shí)，ETC應(yīng)用還徹底改變了高速公路的組織和運(yùn)營(yíng)方式，由分省運(yùn)營(yíng)服務(wù)變?yōu)槿W(wǎng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)，有助于加速實(shí)現(xiàn)高速公路的信息化、智能化和高質(zhì)量發(fā)展，同時(shí)改善居民高速公路出行體驗(yàn)，促進(jìn)物流產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
數(shù)字化賦能ETC建設(shè)
與傳統(tǒng)的人工收費(fèi)(MTC)不同，ETC在路側(cè)單元(RSU)和車(chē)載單元(OBU)之間采用專(zhuān)用短程通信技術(shù)進(jìn)行信息交互，完成車(chē)輛身份識(shí)別，將相關(guān)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送往后臺(tái)，并使用與車(chē)輛綁定的銀行賬戶(hù)信息進(jìn)行結(jié)算處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的非現(xiàn)金支付。ETC已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于路橋和停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)，其中高速公路收費(fèi)是其主要應(yīng)用場(chǎng)景。目前，中國(guó)面向高速公路收費(fèi)的ETC系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。
圖1. 中國(guó)高速公路ETC系統(tǒng)架構(gòu)圖
從圖1可以看出，目前中國(guó)高速公路ETC系統(tǒng)包括位于高速公路入口和出口的非門(mén)架站(包括ETC車(chē)道和ETC/MTC混合車(chē)道)，以及位于高速公路上的省界門(mén)架站和非省界門(mén)架站等不同收費(fèi)站和車(chē)道類(lèi)型，可以滿(mǎn)足通行車(chē)輛(ETC車(chē)輛和MTC車(chē)輛)的自動(dòng)或人工收費(fèi)需求。
在ETC系統(tǒng)中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)工控機(jī))發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它既與RSU、高清車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)及其它車(chē)道設(shè)備相連，又與站級(jí)服務(wù)器相連，負(fù)責(zé)完成ETC相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)，以及對(duì)各種車(chē)道設(shè)備的控制。根據(jù)其所在的ETC收費(fèi)站和車(chē)道種類(lèi)的不同，ETC工控機(jī)的功能也不盡相同。
英特爾與集和誠(chéng)合作助力用戶(hù)加快ETC系統(tǒng)部署
英特爾與深圳市集和誠(chéng)科技開(kāi)發(fā)有限公司*(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：集和誠(chéng))等合作伙伴密切協(xié)作，打造了軟硬件緊密融合并可快速部署的ETC工控機(jī)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于省界門(mén)架站、非省界門(mén)架站、位于高速公路入口和出口的非門(mén)架站(包括ETC車(chē)道、MTC車(chē)道和ETC/MTC混合車(chē)道)等不同場(chǎng)景。
該解決方案內(nèi)含的英特爾®芯片與技術(shù)包括：英特爾®酷睿™系列處理器(Intel®Core™ CPU)、英特爾®博銳™技術(shù)(Intel®vPro™)、英特爾®H110和英特爾®Q170芯片組(Intel®H110 & Q170 Chipsets)以及英特爾®I219-LM和英特爾®I211-AT以太網(wǎng)控制芯片(Intel®I219-LM & I211-AT Ethernet Controllers)，具備算力強(qiáng)勁、低功耗、性能可擴(kuò)展、安全可靠以及可遠(yuǎn)程管理等優(yōu)點(diǎn)。它能夠收集、處理以及分析ETC等交通數(shù)據(jù)，幫助用戶(hù)加快ETC系統(tǒng)的部署，為智能交通的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
圖2. 集和誠(chéng)ETC工控機(jī)采用的英特爾®芯片與技術(shù)
具體而言，基于英特爾技術(shù)的ETC工控機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：
性能強(qiáng)大：英特爾®酷睿™系列處理器支持不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)，并能夠全面滿(mǎn)足廣泛的負(fù)載需求?；谠撎幚砥鞯募驼\(chéng)®工控機(jī)在低功耗的條件下，可充分勝任對(duì)ETC相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)，以及對(duì)各種車(chē)道設(shè)備的控制等功能，能夠支持ETC系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。
高可靠、易維護(hù)：集和誠(chéng)基于英特爾®博銳™技術(shù)和英特爾®主動(dòng)管理技術(shù)(AMT)，成功開(kāi)發(fā)出集和誠(chéng)®Remote Management View管理軟件工具。該工具可被方便地集成于現(xiàn)有的ETC網(wǎng)絡(luò)中，讓系統(tǒng)管理人員能夠隨時(shí)對(duì)ETC工控機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，即使是在ETC工控機(jī)操作系統(tǒng)沒(méi)有啟動(dòng)的情況下。因此無(wú)需管理人員親赴現(xiàn)場(chǎng)，極大降低了響應(yīng)處理時(shí)間與運(yùn)維成本。此外，該解決方案集成的英特爾®Q170芯片組支持能夠增強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性與存儲(chǔ)器讀寫(xiě)性能的獨(dú)立硬盤(pán)冗余陣列技術(shù)(RAID: Redundant Array of Independent Disks)，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的性能。
豐富的擴(kuò)展性：英特爾®H110和英特爾®Q170芯片組均提供了豐富的PCIe接口以及擴(kuò)展性，充分支持ETC工控機(jī)與多種不同外設(shè)的連接與集成，可以滿(mǎn)足ETC數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)，以及對(duì)車(chē)道設(shè)備的控制等功能需求。
這些ETC工控機(jī)產(chǎn)品符合嚴(yán)格的中國(guó)與海外相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用規(guī)范，均采用加固級(jí)無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，可以在-35℃至+70℃的寬溫范圍內(nèi)工作，且具有防塵、防腐蝕、防震動(dòng)沖擊、抗電磁干擾的極高穩(wěn)定可靠性，能夠在惡劣的環(huán)境條件下持續(xù)可靠地穩(wěn)定運(yùn)行。目前這些產(chǎn)品已經(jīng)在包括國(guó)家高速G65(包茂高速)、G93(成渝環(huán)線(xiàn)高速)在內(nèi)的不同省市的ETC系統(tǒng)中成功應(yīng)用，很好地滿(mǎn)足了不同類(lèi)型的ETC收費(fèi)站和車(chē)道的需求，顯著提升了高速公路的通行效率。
ETC助力智能交通體系構(gòu)建
展望未來(lái)，ETC將在中國(guó)的道路交通中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，助力未來(lái)智能交通的車(chē)路協(xié)同?，F(xiàn)有的ETC系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)路橋和停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)以及路徑標(biāo)識(shí)，還可以被簡(jiǎn)單升級(jí)用來(lái)進(jìn)行交通控制與流量調(diào)查、擁堵收費(fèi)與治理，以及配合交通執(zhí)法(如監(jiān)測(cè)超速車(chē)輛并自動(dòng)生成罰單)。
在未來(lái)的智能交通體系(ITS)中，ETC系統(tǒng)可以作為基礎(chǔ)設(shè)施用來(lái)支持車(chē)路協(xié)同。以ETC門(mén)架為例，其上不僅可以部署用于ETC功能的RSU和車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，還可以部署用于監(jiān)控路面交通狀況的攝像頭、雷達(dá)以及其它感知設(shè)備。當(dāng)這些感知設(shè)備發(fā)現(xiàn)異常狀況或臨時(shí)事件，如路面障礙物、交通事故以及路面施工的時(shí)候，可以通過(guò)基于人工智能的計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)，判斷事件或狀況類(lèi)型，據(jù)此生成相關(guān)安全消息，通過(guò)RSU的V2X通信鏈路及時(shí)通知附近的車(chē)輛或行人，避免交通事故的發(fā)生。ETC門(mén)架上還可以部署氣象傳感器，將監(jiān)測(cè)到的異常氣象狀況(如大霧、團(tuán)霧、橫風(fēng)或冰雹等)通過(guò)分析處理，生成相關(guān)提示信息，并通過(guò)RSU發(fā)送給車(chē)輛，以保障行駛安全。
圖3. 基于ETC門(mén)架的車(chē)路協(xié)同
此外，車(chē)路協(xié)同的許多場(chǎng)景需要基于人工智能的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行分析處理，會(huì)對(duì)網(wǎng)路邊緣的計(jì)算能力有較高的需求，ETC門(mén)架上可部署移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC: Multi-Access Edge Computing)設(shè)備來(lái)應(yīng)對(duì)。英特爾在人工智能和邊緣計(jì)算領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累，可以提供豐富多樣的產(chǎn)品組合。
ETC系統(tǒng)在智能交通中扮演著重要的角色，但場(chǎng)景和需求的不斷豐富也對(duì)工控機(jī)、站級(jí)服務(wù)器和控制中心的服務(wù)器等子系統(tǒng)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。以數(shù)據(jù)為中心的英特爾公司將以世界領(lǐng)先的端到端技術(shù)、強(qiáng)大的底層算力以及豐富的產(chǎn)品組合，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界伙伴，通過(guò)豐富的產(chǎn)品和解決方案組合，覆蓋終端、邊緣和云端的各個(gè)環(huán)節(jié)，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)處理、車(chē)道設(shè)備控制、系統(tǒng)分析和計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理等多種負(fù)載的需求，助力全球智能交通產(chǎn)業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
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