隨著北京，上海等地ETC系統(tǒng)的開(kāi)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(diǎn)話題。本文主要討論目前國(guó)內(nèi)ETC的產(chǎn)品的現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
1. 國(guó)內(nèi)ETC發(fā)展的進(jìn)展和現(xiàn)狀
隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20851《電子收費(fèi)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(guó)ETC發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)終于告一段落。在這之前的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，日本標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)之爭(zhēng)，915M產(chǎn)品，2.4G產(chǎn)品和5.8G產(chǎn)品之爭(zhēng)終于塵埃落地。中國(guó)選擇了自己的國(guó)標(biāo)，選擇了5.8G。
標(biāo)準(zhǔn)既已確立，國(guó)內(nèi)的ETC產(chǎn)業(yè)和應(yīng)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(kāi)展的京津冀和長(zhǎng)三角區(qū)域高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)示范工程進(jìn)展順利，已經(jīng)在北京、上海、江蘇、江西等地開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，截止2009年1月，開(kāi)通ETC車道的數(shù)在
240條左右。
比較國(guó)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(dá)到2300萬(wàn)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(kāi)始在全國(guó)各地進(jìn)行ETC系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以來(lái)，由于技術(shù)上的難度和協(xié)調(diào)問(wèn)題，時(shí)至1999年才開(kāi)始真正實(shí)施全國(guó)性的ETC網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，首先建成的是東京附近的首都圈ETC工程。在總結(jié)了有關(guān)經(jīng)驗(yàn)后，從2000年開(kāi)始大坂、名古屋等多條高速公路ETC建設(shè)，共計(jì)約100多個(gè)收費(fèi)站，400多條ETC車道，至2001年3月才開(kāi)始真正實(shí)施全國(guó)性大規(guī)模的ETC網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
中國(guó)的發(fā)展處于開(kāi)始實(shí)施大規(guī)模的ETC網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段。廣東，北京發(fā)展較快，接近日本2003年的情況。
目前國(guó)內(nèi)提供ETC產(chǎn)品的廠家有10多家，各廠家千差萬(wàn)別。ETC的產(chǎn)品處于成熟期。產(chǎn)品和技術(shù)原因還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)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(rèn)真解決。
2. 國(guó)內(nèi)ETC產(chǎn)品發(fā)展方向的探討
目前國(guó)內(nèi)的ETC廠家和產(chǎn)品發(fā)展如何成為大家關(guān)心的話題。
2.1 ETC整體方案提供商的出現(xiàn)是市場(chǎng)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(gè)ETC系統(tǒng)包括的產(chǎn)品很多，除基建施工和收費(fèi)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(guān)鍵產(chǎn)品。現(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(duì)密鑰系統(tǒng)不太了解。生產(chǎn)CPU卡的對(duì)OBU和RSU不了解。目前的現(xiàn)狀，需要更強(qiáng)有力的企業(yè)出現(xiàn)，對(duì)整體系統(tǒng)有全面的把握，成為整體解決方案的提供商，進(jìn)而成為ETC服務(wù)的服務(wù)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(dòng)雙片式車載單元。Quipass™111型RSU是握奇自主研發(fā)的DSRC路側(cè)單元。這兩款產(chǎn)品都符合“電子收費(fèi) 專用短程通信”系列標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 20839-2007、GB/T 20851-2007）。
北京握奇是國(guó)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(yīng)用于公交系統(tǒng)，小額支付系統(tǒng)等。此產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心（ITSC）的功能測(cè)試和銀行卡檢測(cè)中心的物理、機(jī)械及電氣特性檢測(cè)。在高速公路不停車收費(fèi)領(lǐng)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(shè)計(jì)了電子收費(fèi)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(guò)4-5 年的時(shí)間，擴(kuò)展到了很多領(lǐng)域和行業(yè)，形成了一種事實(shí)上的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)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(fèi)專用短程通信”系列標(biāo)準(zhǔn)（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(fèi)專用短程通信”系列標(biāo)準(zhǔn)（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(kuò)展性強(qiáng)。該系統(tǒng)在交通行業(yè)有成熟的經(jīng)驗(yàn)和大量的應(yīng)用實(shí)例，如北京、廣東、福建等高速公路收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用。北京握奇擁有專業(yè)密鑰系統(tǒng)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，是交通部ITSC密鑰系統(tǒng)提供商。
2.2集成芯片的設(shè)計(jì)方案是ETC產(chǎn)品的發(fā)展方向
ETC產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)是其一致性、穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。基于集成芯片的OBU產(chǎn)品在一致性、穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性等方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，是今后一段時(shí)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(gè)批量生產(chǎn)控制的概念，指批量生產(chǎn)的認(rèn)證產(chǎn)品與已獲型式試驗(yàn)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(duì)批量生產(chǎn)、檢測(cè)的要求相當(dāng)高，要求高性能的微波測(cè)試設(shè)備，當(dāng)采用分離器件方案時(shí)對(duì)生產(chǎn)調(diào)試、測(cè)試人員的技術(shù)水平也有相當(dāng)?shù)囊蟆?/p>
對(duì)于基于集成芯片設(shè)計(jì)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(duì)產(chǎn)品性能的影響大大降低。 這樣使用集成芯片設(shè)計(jì)方案，產(chǎn)品正式生產(chǎn)時(shí)，可快速將產(chǎn)品的性能指標(biāo)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(cè)試人員的技術(shù)水平要求。
2.2.2 ETC產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境適應(yīng)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(dǎo)致交易失敗的一個(gè)指標(biāo)是其頻率漂移。
OBU的輸出載波的穩(wěn)定度是國(guó)標(biāo)中一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。載波頻率通常會(huì)發(fā)生一定的漂移，若頻漂過(guò)大，超出RSU接收帶寬（RSU接收帶寬小于10MHz），則會(huì)直接造成無(wú)法通信，導(dǎo)致交易失敗。同時(shí)對(duì)其它工作在相鄰頻段的無(wú)線通信設(shè)備也會(huì)形成干擾。
目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)OBU采用的是介質(zhì)諧振器方案，介質(zhì)諧振器在常溫（25℃）下具有較高的頻率穩(wěn)定度，但當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，介質(zhì)諧振器的輸出頻率將隨之而變化，而且，介質(zhì)諧振器通常采用加裝調(diào)諧螺釘方式對(duì)其生產(chǎn)組裝過(guò)程的位置誤差造成的頻率偏差進(jìn)行微調(diào)，盡管調(diào)整后加膠對(duì)調(diào)諧螺釘固定，但車輛的顛簸震動(dòng)也會(huì)在一定程度上導(dǎo)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(dòng)使介質(zhì)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(biāo)。
基于集成芯片方案的OBU則無(wú)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(guò)分頻電路將VCO產(chǎn)生的信號(hào)與參考源信號(hào)進(jìn)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(bǔ)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(duì)某批次OBU在-40~85℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，其5.8GHz載波頻率的測(cè)試數(shù)據(jù)如表1和表2所示。
從表1和表2兩組測(cè)試結(jié)果中可以看出，采用OBU載波頻率穩(wěn)定度相當(dāng)高，在實(shí)際使用中不會(huì)出現(xiàn)因頻率漂移而導(dǎo)致無(wú)法交易的情況。
3. 結(jié)束語(yǔ)
國(guó)內(nèi)ETC產(chǎn)品和應(yīng)用面臨的諸多問(wèn)題，使國(guó)內(nèi)對(duì)ETC產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思路和采用的技術(shù)路線進(jìn)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(wèn)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。