羅偉

（廣東利通科技投資有限公司，廣東 廣州 510670）

ETC系統(tǒng)是采用車輛自動識別技術完成車輛與收費站之間的無線數(shù)據(jù)通訊，進行車輛自動感應識別和相關收費數(shù)據(jù)的交換。采用計算機網(wǎng)絡進行收費數(shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)不停車、不設收費窗口也能實現(xiàn)全自動電子收費系統(tǒng)。

ETC也是智能交通系統(tǒng)（ITS）體系結構中的一個重要的組成部分[1]。ETC技術在國外已有較長的發(fā)展歷史。美國、日本、歐洲等國家地區(qū)都大力推行ETC技術并獲得了良好的效果[2]。我國以IC卡、磁卡為介質，采用人工收費方式為主的公路聯(lián)網(wǎng)收費方式無疑也受到這一潮流的影響。但ETC在中國起步相對落后，截至2013年底，全國安裝ETC的車輛僅為600萬臺。2014年至2015年，受相關政策推動，ETC車道數(shù)大幅增加，易用性顯著增長，ETC的普及率也迅速上升。根據(jù)交通運輸部數(shù)據(jù)，截至2018年12月底，全國ETC用戶約7656萬，其中客車及乘用車用戶為7134萬，貨車用戶約為522萬。李克強總理在《2019年國務院政府工作報告》[3]中提出“兩年內基本取消全國高速公路省界收費站，實現(xiàn)不停車快捷收費”。隨后，交通運輸部印發(fā)《關于大力推動高速公路ETC發(fā)展應用工作的通知》，大力發(fā)展和支持智能交通ETC行業(yè)。廣東省也開始全面推行ETC行業(yè)建設，其ETC發(fā)行量連續(xù)多年全國第一，截至2019年底，ETC用戶總量達1952萬[4]，建成ETC車道7877條。

在ETC系統(tǒng)運營中，首要任務是確保其無差錯穩(wěn)定運行。但因前端設備等現(xiàn)場情況，ETC系統(tǒng)會偶發(fā)車輛交易信息錯誤等情況。因此，在加強對ETC關鍵設備和軟件巡檢的同時，可以通過分析ETC車道日志，利用技術手段進一步排除ETC系統(tǒng)的異常交易收費情況。

1 ETC車道日志的基本信息

1.1 ETC車道信息

ETC車道日志記錄車道的程序配置信息，具體包括：區(qū)域編碼4401、路段編碼35、站編碼4、車道號59、車道類型4。典型的ETC車道信息如圖1所示，經(jīng)查詢車道信息表，該車道是：廣東省深汕西高速坑梓收費站，出口ETC車道，車道編號為59。同時也記錄了該車道的在用程序版本號LT002020050500020QLB，使用的是開發(fā)商于2020年5月5日發(fā)布的ETC前置車道程序。

圖1 典型的ETC車道信息

1.2 車載OBU信息

通過車道天線與車載OBU之間信息交互，可以獲取OBU硬件信息，具體包括：發(fā)行歸屬地、發(fā)行方標識、類型、版本、編號、啟用日期、結束日期和硬件版本；ETC用戶車輛信息：OBUID、OBU車牌、車牌顏色、車型、車長、車寬、車高、輪數(shù)、軸數(shù)、軸距、座位、特征描述和發(fā)動機號，記錄到車道日志。

車道天線獲取的典型OBU信息如圖2所示。

圖2 典型的OBU信息

圖2中，“VST：303141549”是車道RSU接收到車載OBU回復的VST數(shù)據(jù)幀12 11 92 AD從十六進制換算十進制推導出303141549（OBUID十進制）；

“OBU狀態(tài)：32”是十進制32轉為二進制0001000，其中01表示接觸式邏輯加密卡；“OBU狀態(tài)2（拆卸）：1”是十進制1轉為二進制00000001，前0000，表示由路側根據(jù)防拆信息控制OBU的通行，后0001，表示OBU正常工作，未被拆卸狀態(tài)。

1.3 粵通卡信息

車道天線通過車載OBU也可以同步讀取其粵通卡信息，具體包括通行卡ID，余額信息、發(fā)行歸屬地、發(fā)行方標識、通行卡類型和版本、車輛車牌和顏色、用戶類型（普通車、軍警車、救援車等類型）、綁定OBU（是否為套裝用戶標志）等。車道天線獲取的典型粵通卡信息如圖3所示。

圖3 典型的粵通卡信息

1.4 費額顯示器、車牌識別儀等設備狀態(tài)信息

日志文件記錄了設備狀態(tài)，具體包括：地感信號、費額顯示器顯示信息、遠區(qū)和近區(qū)車牌識別結果、遠區(qū)和近區(qū)RSU天線開關命令、欄桿機抬降桿信號輸出、ETC車輛過車速度等。通過分析記錄的設備狀態(tài)變化，還原ETC車輛經(jīng)過收費站的場景，校驗ETC車輛交易流程的正確性。如圖4所示。

圖4 典型的設備狀態(tài)信息

2 案例分析

2.1 現(xiàn)象描述

2020年5月6 日09：38，某車輛從深汕西高速坑梓收費站出口59車道駛出，車主發(fā)現(xiàn)費額顯示器顯示“鄰道已交易 祝您一路平安”，該車輛正常通行離開了收費站。通過監(jiān)控錄像回放，發(fā)現(xiàn)鄰道58車道的欄桿機在該車輛交易過程中抬起，車道處于車輛放行狀態(tài)。

經(jīng)查該59車道為前置式ETC專用車道，車道天線品牌為埃特斯，天線型號為iAntenna-1，車道軟件為利通科技，軟件版本號LT002020

050500020 QLB。相鄰的58車道，車道類型、車道天線品牌型號和車道軟件版本均與59車道一樣。

2.2 車道日志分析步驟

第一步：根據(jù)車輛信息關鍵字，在59車道日志中檢索該車輛當次完整的通行記錄。根據(jù)ETC車主提供的車牌粵B508TE或粵通卡號1510223000517713查找，日志記錄分析如下：

（1）根據(jù)車道地感信號變化，還原ETC車輛行車軌跡，判斷是否正常過車。

（2）ETC車輛在通行過程中，結合ETC出口交易流程，判斷日志記錄的設備（天線、車牌識別儀等）工作狀態(tài)是否正常。

59車道日志見圖5。

圖5 59車道日志

第二步：在通行記錄中可以查找到異常信息“鄰道已交易”。先要明確的是該ETC車輛從59車道通行駛出，其次初步判斷該車輛可能被相鄰58車道的天線交易成功。

圖6 59車道日志（通行記錄）

第三步：在相鄰的58車道的日志記錄里檢索該車輛交易信息。驗證了車輛粵B508TE確實被鄰道58車道的天線成功交易，生成了出口流水記錄。

圖7 58車道日志

由于ETC車道程序配置了相鄰車道共享交易成功流水的設置，避免了鄰道交易產(chǎn)生重復扣費的問題。

2.3 分析結果

根據(jù)59和58車道的日志分析，該ETC車輛在通行59車道時，先被鄰道58車道的天線交易成功后，再被59車道的天線交易。

由于程序的相鄰車道交易信息共享功能，59車道程序檢索到了該車輛在58車道的成功交易信息，所以在59車道的費顯直接顯示：“鄰道已交易，祝您一路平安”。

3 車道優(yōu)化建議

根據(jù)案例分析情況，作3個方面的優(yōu)化建議。

3.1 軟件配置優(yōu)化

系統(tǒng)集成商對軟件配置進行檢查、優(yōu)化共享功能，主要包括：

（1）檢查軟件配置，確保配置正確。

（2）繼續(xù)優(yōu)化同一收費站相鄰ETC車道程序互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)共享功能。

（3）排查車道異常設備，修復隱患問題，減少車道故障的發(fā)生。

（4）對同一收費廣場歸集統(tǒng)一品牌天線進行調試。

3.2 車道天線優(yōu)化

天線廠家對車道天線進行調整優(yōu)化：

（1）部署天線控制盒同步線。

（2）對天線等關鍵設備參數(shù)進行調整優(yōu)化，檢查天線軟件為最新版本，調整天線信號覆蓋范圍和信號強度，信號只覆蓋本車道。

（3）經(jīng)初步測試系統(tǒng)交易成功率達到99%以上、鄰道干擾未發(fā)現(xiàn)。

3.3 現(xiàn)場實際過車觀察

軟件、天線調優(yōu)后，車道開通使用，現(xiàn)場觀察實際過車情況，進一步確定系統(tǒng)交易成功率達到99%以上（剔除用戶、營運攔截及關鍵設備因素）、鄰道干擾未發(fā)現(xiàn)。

4 車道日志分析應用

通過車道日志分析，可以對ETC車輛的各種特殊情況：鄰道交易、無電子標簽、無卡、寫卡超時、寫卡失敗、無入口信息，重復扣費、余額不足等進行詳細分析，明確問題的原因并對癥下藥，保證ETC車道系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

隨著對車道日志的進一步分析，不難發(fā)現(xiàn)衡量車道性能的單項指標很多，有無電子便簽率、寫卡失敗率、無卡率等等。它們之間存在著數(shù)量級差異，可以建立一種叫“阻滯增長模型”對單項性能指標進行評分，建立一種叫“因子分析模型”對車道綜合性能進行評分。通過這兩種評分模型，將車道單項性能指標信息反映到綜合評分中，能夠準確反映車道各項性能的信息。

5 結束語

ETC車道運營過程中產(chǎn)生的大量歷史收費數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型和算法，進行價值數(shù)據(jù)挖掘及應用。同時也積極探索高速公路智能交通與“互聯(lián)網(wǎng)+”融合發(fā)展的模式和路徑，通過云計算和大數(shù)據(jù)處理等技術手段進行信息整合，進一步提升ETC車道工作效率。