高速公路ETC系统邻道抗T扰问题

浅谈高速公路ETC系统邻道抗T扰问题

中图分类号：u6 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）11-0047-01

近年来，我国的高速公路监控系统建设发展迅猛，但还没有形成统一的网络体系。人工、半自动收费系统效率低下、互不兼容、收费标准不统一等，不能充分发挥其规模效益。

电子不停车收费（etc，electronic toll collection）系统是目前已应用的最先进的收费系统之一，是智能交通系统的重要组成部分，过往车辆通过道口时无须停车，即能够实现自动收费。与传统人工收费方式相比，etc系统使车辆免除了在收费站的停车收费环节，从而节省了车辆在收费道口的停车、等候、交费、找零等花费的时间，大大提高了广大用路人的出行效率，缓解收费站交通堵塞，减少车辆等候时的耗油和废气排放，进而减少了对环境污染，为打造智能化、节约型、绿色环保的出行环境创造了条件。

辽宁高速公路etc用户数量有限，以沈阳收费站至桃仙收费站为例，etc车道基本处于畅通无阻状态，邻道干扰问题没有突出显现，因为装有电子标签（obu，on board unit）的车辆会通过专用etc 车道，而反向行驶时obu背对着路侧设备（rsu，road side unit），信号强度较弱，出现邻道交易的几率不高。随着etc系统在辽宁高速公路应用范围的扩大，同一收费站拥有多条 etc 车道将会成为普遍情况，在这种情况下，邻道干扰问题表现为本车道rsu与相邻车道驶入车辆的obu进行交易，使得本车道内未收费车辆被放行，

而相邻车道已收费车辆由于没有与其对应车道内的rsu进行数据交易，而不能顺利通过收费站，或者再次与车道内的rsu进行交易导致用户被收取双份通行费。

1、安装obu的车辆由于种种原因，选择从与etc车道相邻的mtc 车道通行，其obu会被写入错误的入口信息或导致错误的交易。

2、如果etc车道与主道或相邻的道路距离较近，则可能会与主道上或相邻的道路上安装obu的车辆进行错误的交易。

综上所述，邻道干扰问题可能会造成用路人或辽宁省高速公路管理局的经济损失，进而导致用路人与我局之间发生纠纷，影响etc 系统的整体运行效果及服务水平。

一、邻道干扰问题的分析

1、电磁波的传播特性

以圆极化tm模式的电磁波对理想导体斜入射为例：当电磁波向理想导体表面斜入射时，无论入射角如何，均会发生全反射。

2、原因分析

当电磁波在传播途中遇到边界时，一部分能量穿过边界，形成折射波；一部分能量被边界反射，形成反射波。平面波在边界上的反射及折射规律与媒质特性及边界形状有关，但是极化特性不会发生改变。etc实际车道环境复杂，电磁波传输容易发生反射与折射，进而引起邻道干扰问题。

二、etc系统邻道抗干扰问题的相关设计

对于未来辽宁高速公路etc系统可能存在的干扰问题，可以从加

强专用短程通信协议（dsrc，dedicated short-range communication）区域控制、引入车辆检测装置、车牌识别和附加车道隔离装置等几个方面入手。

1、控制通信区域

加强dsrc区域控制主要从以下几方面考虑：加强天线的研发和设计，把obu和rsu天线的水平方向半功率波宽度控制在合适范围；实现rsu功率的精确标定，保证rsu天线射频性能具有较高一致性；实现rsu接收灵敏度可调；通过生产工艺控制保证obu产品具有较高的射频性能一致性，尤其唤醒灵敏度一致性；提高产品射频性能，加强dsrc区域控制，可以大幅减低邻道干扰问题的发生概率，是解决邻道干扰问题的基础。

2、采用信道分离设置降低邻道干扰

采用pll（锁相环）技术结合高稳定度温度补偿技术实现精确定频并达到信道分离，rsu采用窄带接收技术，多车道互不干扰。rsu 天线的工作信道可通过软件进行设置，因此在进行etc车道布置时，相邻车道使用不同信道，降低相互的微波信号干扰。

3、附加车道隔离装置

在工程实施中加入车道射频信号隔离设施，可以起到消除邻道干扰的作用。从理论上看，在车道间布设高质量的微波吸收材料会取得良好的车道信号隔离效果，但工程实施存在一定技术难度，材料成本也比较高，难以大规模推广应用。

4、辅助车牌识别

etc车道车牌识别器前置，通过车道控制器使用车牌识别器的识别结果，来对etc车道的rsu进行控制，决定是否与该obu进行交易。车牌识别区域位于rsu交易区域之前，在车辆进入rsu交易区域完成交易前，车道控制器接收到车牌识别器的识别结果，并与rsu 从obu中获取的车牌进行比对，如果车牌相似度达到一定程度则允许交易，否则拒绝交易。

5、辅助地感线圈

通过加强dsrc通讯区域控制，理论上可解决大部分邻道干扰问题，但由于微波信号传播存在一定不确定因素，在车道环境较复杂的情况下（如：etc车道附近存在微波反射面或车流量加大造成车道拥堵），微波信号会形成不规则反射，造成dsrc通讯区域变化，有可能造成邻道干扰。在这种情况下单一通过dsrc通讯区域控制难以达到消除邻道干扰的目的，使用线圈车辆检测装置，对车辆所处车道进行判别，是消除邻道干扰的有效方法。

线圈车辆检测器是目前常见的车辆检测装置，当本车道通讯区域内驶入车辆时，触发线圈信号，rsu接到触发信号后再开始与车辆上obu通讯，未接到触发信号不进行交易操作。其优点在于判断逻辑简单，线圈车辆检测器应用也比较成熟。

引入地感线圈辅助降低邻道干扰

supporting the introduction of a sense coil to reduce adjacent channel interference

三、小结

随着etc技术的不断成熟和在辽宁高速公路工程实施的不断推进，etc应用在国内逐渐形成规模，etc 以高效准确的收费过程，方便快捷的用户体验和低碳环保的绿色形象得到我省交通行业各

位同仁和用路人的认可。解决未来辽宁高速公路etc系统应用中的可能存在的诸如邻道干扰问题等实际问题，是进一步推广etc在我省高速公路管理中的应用，发挥etc优势的关键所在。

参考文献

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