不用等待人工收費(fèi)窗口的擁擠車流、無需繁瑣的取卡刷卡程序，您就可以在全程不停車的情況下完成費(fèi)用繳納—輕松快捷的體驗(yàn)背后，是中國ETC(電子收費(fèi)系統(tǒng))的快速發(fā)展。據(jù)中國交通運(yùn)輸部門的統(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)的省界門架站之后，客車平均通過省界的時(shí)間由原來的15秒減少為2秒，貨車通過省界的平均時(shí)間由原來的29秒減少為3秒。ETC對于高速公路通行效率的提升效果非常顯著。
ETC系統(tǒng)可以自動檢測及識別車輛，從而無需停車就能完成收費(fèi)交易，使車輛快速通過收費(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。除了路橋和停車場收費(fèi)，ETC系統(tǒng)基于車輛身份識別和金融支付能力，以及門架系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)，還可以在交通控制、流量調(diào)查、路徑標(biāo)識、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。
國家政策開啟中國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ETC用戶數(shù)量突破1.8億，各省(區(qū)、市)高速公路入口車輛使用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ETC市場出現(xiàn)全面爆發(fā)。2019年末的2020年全國交通運(yùn)輸工作會上，交通運(yùn)輸部曬出了2019年交通運(yùn)輸“成績單”。該成績單顯示，截至12月18日，全國ETC用戶累計(jì)達(dá)到1.92億，新增ETC用戶1.15億，相比2108年年底的7,656萬用戶增長了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，中國ETC滲透率規(guī)模從2018年底的32%倍增到74%，一舉超越美國、日本和新加坡等許多發(fā)達(dá)國家與地區(qū)。
ETC的快速發(fā)展直接提升了我國高速公路的運(yùn)行效率。交通運(yùn)輸部2020年1月份的數(shù)據(jù)顯示，車輛通過出入口收費(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)營方式，由分省運(yùn)營服務(wù)變?yōu)槿W(wǎng)運(yùn)營服務(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)和車載單元(OBU)之間采用專用短程通信技術(shù)進(jìn)行信息交互，完成車輛身份識別，將相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)送往后臺，并使用與車輛綁定的銀行賬戶信息進(jìn)行結(jié)算處理，實(shí)現(xiàn)自動的非現(xiàn)金支付。ETC已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于路橋和停車場收費(fèi)，其中高速公路收費(fèi)是其主要應(yīng)用場景。目前，中國面向高速公路收費(fèi)的ETC系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。
圖1. 中國高速公路ETC系統(tǒng)架構(gòu)圖
從圖1可以看出，目前中國高速公路ETC系統(tǒng)包括位于高速公路入口和出口的非門架站(包括ETC車道和ETC/MTC混合車道)，以及位于高速公路上的省界門架站和非省界門架站等不同收費(fèi)站和車道類型，可以滿足通行車輛(ETC車輛和MTC車輛)的自動或人工收費(fèi)需求。
在ETC系統(tǒng)中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(簡稱工控機(jī))發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它既與RSU、高清車牌識別系統(tǒng)及其它車道設(shè)備相連，又與站級服務(wù)器相連，負(fù)責(zé)完成ETC相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)，以及對各種車道設(shè)備的控制。根據(jù)其所在的ETC收費(fèi)站和車道種類的不同，ETC工控機(jī)的功能也不盡相同。
英特爾與集和誠合作助力用戶加快ETC系統(tǒng)部署
英特爾與深圳市集和誠科技開發(fā)有限公司*(以下簡稱：集和誠)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)用于省界門架站、非省界門架站、位于高速公路入口和出口的非門架站(包括ETC車道、MTC車道和ETC/MTC混合車道)等不同場景。
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：
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，并能夠全面滿足廣泛的負(fù)載需求。基于該處理器的集和誠®工控機(jī)在低功耗的條件下，可充分勝任對ETC相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)，以及對各種車道設(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)：集和誠基于英特爾®博銳™技術(shù)和英特爾®主動管理技術(shù)(AMT)，成功開發(fā)出集和誠®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)沒有啟動的情況下。因此無需管理人員親赴現(xiàn)場，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)可靠性與存儲器讀寫性能的獨(dú)立硬盤冗余陣列技術(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，可以滿足ETC數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)，以及對車道設(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，均采用加固級無風(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)在包括國家高速G65(包茂高速)、G93(成渝環(huán)線高速)在內(nèi)的不同省市的ETC系統(tǒng)中成功應(yīng)用，很好地滿足了不同類型的ETC收費(fèi)站和車道的需求，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，ETC將在中國的道路交通中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，助力未來智能交通的車路協(xié)同?，F(xiàn)有的ETC系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)路橋和停車場收費(fèi)以及路徑標(biāo)識，還可以被簡單升級用來進(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)測超速車輛并自動生成罰單)。
在未來的智能交通體系(ITS)中，ETC系統(tǒng)可以作為基礎(chǔ)設(shè)施用來支持車路協(xié)同。以ETC門架為例，其上不僅可以部署用于ETC功能的RSU和車牌識別設(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，可以通過基于人工智能的計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)，判斷事件或狀況類型，據(jù)此生成相關(guān)安全消息，通過RSU的V2X通信鏈路及時(shí)通知附近的車輛或行人，避免交通事故的發(fā)生。ETC門架上還可以部署氣象傳感器，將監(jiān)測到的異常氣象狀況(如大霧、團(tuán)霧、橫風(fēng)或冰雹等)通過分析處理，生成相關(guān)提示信息，并通過RSU發(fā)送給車輛，以保障行駛安全。
圖3. 基于ETC門架的車路協(xié)同
此外，車路協(xié)同的許多場景需要基于人工智能的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來進(jìn)行分析處理，會對網(wǎng)路邊緣的計(jì)算能力有較高的需求，ETC門架上可部署移動邊緣計(jì)算(MEC: Multi-Access Edge Computing)設(shè)備來應(yīng)對。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，但場景和需求的不斷豐富也對工控機(jī)、站級服務(wù)器和控制中心的服務(wù)器等子系統(tǒng)帶來了新的挑戰(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)，滿足數(shù)據(jù)處理、車道設(shè)備控制、系統(tǒng)分析和計(jì)算機(jī)視覺處理等多種負(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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