不用等待人工收費窗口的擁擠車流、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用繳納—輕松快捷的體驗背后，是中國ETC(電子收費系統(tǒng))的快速發(fā)展。據(jù)中國交通運輸部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在取消省界實體收費站，使用帶有ETC工控機的省界門架站之后，客車平均通過省界的時間由原來的15秒減少為2秒，貨車通過省界的平均時間由原來的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交易，使車輛快速通過收費站，緩解收費站延緩交通的瓶頸效應，提升整體交通效率。除了路橋和停車場收費，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，還可以在交通控制、流量調(diào)查、路徑標識、擁堵收費與治理、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)《加快推進高速公路電子不停車快捷收費應用服務實施方案》，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比例達到90%以上，高速公路基本實現(xiàn)不停車快捷收費”。
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年全國交通運輸工作會上，交通運輸部曬出了2019年交通運輸“成績單”。該成績單顯示，截至12月18日，全國ETC用戶累計達到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個聯(lián)網(wǎng)收費省份改造完成488個省界收費站，275個地級以上城市實現(xiàn)一卡通互聯(lián)互通，全網(wǎng)收費系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作順利推進。
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行效率。交通運輸部2020年1月份的數(shù)據(jù)顯示，車輛通過出入口收費站的速度比去年同期提高了13%，出入口日均擁堵緩行500米以上收費站的數(shù)量同比降低21%，平均擁堵時長降低10%。同時，ETC應用還徹底改變了高速公路的組織和運營方式，由分省運營服務變?yōu)槿W(wǎng)運營服務，有助于加速實現(xiàn)高速公路的信息化、智能化和高質(zhì)量發(fā)展，同時改善居民高速公路出行體驗，促進物流產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展，為經(jīng)濟發(fā)展做出重要貢獻。
數(shù)字化賦能ETC建設(shè)
與傳統(tǒng)的人工收費(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)進行信息交互，完成車輛身份識別，將相關(guān)信息通過網(wǎng)絡送往后臺，并使用與車輛綁定的銀行賬戶信息進行結(jié)算處理，實現(xiàn)自動的非現(xiàn)金支付。ETC已經(jīng)被廣泛應用于路橋和停車場收費，其中高速公路收費是其主要應用場景。目前，中國面向高速公路收費的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)的自動或人工收費需求。
在ETC系統(tǒng)中，工業(yè)控制計算機(簡稱工控機)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，又與站級服務器相連，負責完成ETC相關(guān)數(shù)據(jù)的計算、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收費站和車道種類的不同，ETC工控機的功能也不盡相同。
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工控機產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可廣泛應用于省界門架站、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)，具備算力強勁、低功耗、性能可擴展、安全可靠以及可遠程管理等優(yōu)點。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)奠定堅實的基礎(chǔ)。
圖2. 集和誠ETC工控機采用的英特爾®芯片與技術(shù)
具體而言，基于英特爾技術(shù)的ETC工控機具有以下優(yōu)勢：
性能強大：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載需求?；谠撎幚砥鞯募驼\®工控機在低功耗的條件下，可充分勝任對ETC相關(guān)數(shù)據(jù)的計算、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)定地運行。
高可靠、易維護：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)絡中，讓系統(tǒng)管理人員能夠隨時對ETC工控機進行遠程維護，即使是在ETC工控機操作系統(tǒng)沒有啟動的情況下。因此無需管理人員親赴現(xiàn)場，極大降低了響應處理時間與運維成本。此外，該解決方案集成的英特爾®Q170芯片組支持能夠增強數(shù)據(jù)可靠性與存儲器讀寫性能的獨立硬盤冗余陣列技術(shù)(RAID: Redundant Array of Independent Disks)，進一步提升了系統(tǒng)的性能。
豐富的擴展性：英特爾®H110和英特爾®Q170芯片組均提供了豐富的PCIe接口以及擴展性，充分支持ETC工控機與多種不同外設(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工控機產(chǎn)品符合嚴格的中國與海外相關(guān)工業(yè)標準與應用規(guī)范，均采用加固級無風扇設(shè)計，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)中成功應用，很好地滿足了不同類型的ETC收費站和車道的需求，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)除了實現(xiàn)路橋和停車場收費以及路徑標識，還可以被簡單升級用來進行交通控制與流量調(diào)查、擁堵收費與治理，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、雷達以及其它感知設(shè)備。當這些感知設(shè)備發(fā)現(xiàn)異常狀況或臨時事件，如路面障礙物、交通事故以及路面施工的時候，可以通過基于人工智能的計算機視覺等技術(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、團霧、橫風或冰雹等)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算機視覺技術(shù)來進行分析處理，會對網(wǎng)路邊緣的計算能力有較高的需求，ETC門架上可部署移動邊緣計算(MEC: Multi-Access Edge Computing)設(shè)備來應對。英特爾在人工智能和邊緣計算領(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、站級服務器和控制中心的服務器等子系統(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)分析和計算機視覺處理等多種負載的需求，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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