国内ETC产品的现状和趋势

　　 随着北京，上海等地ETC系统的开通。ETC系统已经逐渐被普通老百姓所熟悉。成为大家议论的焦点话题。本文主要讨论目前国内ETC的产品的现状和未来的发展趋势。

　　1. 国内ETC发展的进展和现状

　　随着国家标准GB/T20851《电子收费专用短程通信》在2007年3月17日的正式发布和交通部门的大力宣贯的推广。中国ETC发展的标准之争终于告一段落。在这之前的欧洲标准，日本标准和国标之争，915M产品，2.4G产品和5.8G产品之争终于尘埃落地。中国选择了自己的国标，选择了5.8G。

　　标准既已确立，国内的ETC产业和应用也蓬勃发展。ETC产品的生产厂家已经有十多家。其中不乏能提供整体解决方案的厂家。到目前为止，交通部组织开展的京津冀和长三角区域高速公路联网不停车收费示范工程进展顺利，已经在北京、上海、江苏、江西等地开通运营，截止2009年1月，开通ETC车道的数在 240条左右。

　　比较国外的发展，我们可以容易的判断我们处于的ETC的发展阶段。目前日本的OBU用户已经达到2300万户，ETC的使用率接近80%，日本处于ETC产品的成熟发展阶段。

　　日本自1995年6月开始在全国各地进行ETC系统的现场试验以来，由于技术上的难度和协调问题，时至1999年才开始真正实施全国性的ETC网络建设，首先建成的是东京附近的首都圈ETC工程。在总结了有关经验后，从2000年开始大坂、名古屋等多条高速公路ETC建设，共计约100多个收费站，400 多条ETC车道，至2001年3月才开始真正实施全国性大规模的ETC网络建设。

　　中国的发展处于开始实施大规模的ETC网络建设阶段。广东，北京发展较快，接近日本2003年的情况。

　　目前国内提供ETC产品的厂家有10多家，各厂家千差万别。ETC的产品处于成熟期。产品和技术原因还远远没有解决。厂家的专业性，产品的一致性和稳定性还需要认真解决。

　　2. 国内ETC产品发展方向的探讨

　　目前国内的ETC厂家和产品发展如何成为大家关心的话题。

　　2.1 ETC整体方案提供商的出现是市场的需求

　　目前ETC的生产厂家，多数都是规模较小，产品种类较少的公司。整个ETC系统包括的产品很多，除基建施工和收费系统的清分算系统较成熟外。ETC系统还包括OBU，RSU，发行工具，密钥系统，ESAM，PSAM和CPU卡等关键产品。现在的厂家各自为政，缺乏彼此之间的紧密合作。生产OBU和RSU的对密钥系统不太了解。生产CPU卡的对OBU和RSU不了解。目前的现状，需要更强有力的企业出现，对整体系统有全面的把握，成为整体解决方案的提供商，进而成为ETC服务的服务提供商。

　　北京握奇智能提供的Quipass™011型OBU是握奇自主研发的主动双片式车载单元。Quipass™111型RSU是握奇自主研发的DSRC路侧单元。这两款产品都符合“电子收费 专用短程通信”系列标准（GB/T 20839-2007、GB/T 20851-2007）。

　　北京握奇是国内最大最早的CPU卡的提供商之一。TimeCOS®DI 双界面CPU卡广泛应用于公交系统，小额支付系统等。此产品已经通过了国家智能交通系统工程技术研究中心（ITSC）的功能测试和银行卡检测中心的物理、机械及电气特性检测。在高速公路不停车收费领域，北京握奇公司2003年与广东联合电子公司合作推广粤通卡，2005年为甘肃高速公路设计了电子收费用卡方案，北京速通卡等

　　北京握奇提供的TimeCOS® PSAM卡是专为城市公共事业内的公交、轨道等快速通行与交易的需求而产生的，经过4-5 年的时间，扩展到了很多领域和行业，形成了一种事实上的技术标准和应用模式。

　　北京握奇提供的TimeCOS® ESAM是握奇自主研发的安全模块，ESAM属于新名词，由握奇最先提出该概念。特指采用SOP或者DIP封装形式的SAM。该产品符合“电子收费专用短程通信”系列标准（GB/T 20839-2007、GB/T 20851-2007）。

　　Quipass™密钥系统是北京握奇公司自主研发的密钥管理系统，符合“电子收费专用短程通信”系列标准（GB/T 20839-2007、GB/T 20851-2007）。该系统充分考虑安全性要求，性能稳定、界面友好、可扩展性强。该系统在交通行业有成熟的经验和大量的应用实例，如北京、广东、福建等高速公路收费系统应用。北京握奇拥有专业密钥系统开发团队，是交通部ITSC密钥系统提供商。

　　2.2集成芯片的设计方案是ETC产品的发展方向 

　　ETC产品质量最重要的指标是其一致性、稳定性、可靠性和环境适应性。基于集成芯片的OBU产品在一致性、稳定性、可靠性和环境适应性等方面具有相当的优势，是今后一段时间内产品主流发展方向。
 
　　2.2.1 ETC产品一致性 

　　一般而言，产品的一致性是一个批量生产控制的概念，指批量生产的认证产品与已获型式试验合格的样品一致，包括原材料和外协件的一致、半成品的一致等。 ETC产品属于微波产品，对批量生产、检测的要求相当高，要求高性能的微波测试设备，当采用分离器件方案时对生产调试、测试人员的技术水平也有相当的要求。
　　对于基于集成芯片设计的ETC产品，由于采用高集成度的芯片，其外围阻容器件的离散性对产品性能的影响大大降低。这样使用集成芯片设计方案，产品正式生产时，可快速将产品的性能指标控制在要求之内，产品的一致性得到保障，而且可降低生产调试、测试人员的技术水平要求。 2.2.2 ETC产品稳定性、可靠性和环境适应性在目前使用的产品中，ETC产品受环境影响最大、最容易导致交易失败的一个指标是其频率漂移。
　　OBU的输出载波的稳定度是国标中一项十分重要的指标。载波频率通常会发生一定的漂移，若频漂过大，超出RSU接收带宽（RSU接收带宽小于10MHz），则会直接造成无法通信，导致交易失败。同时对其它工作在相邻频段的无线通信设备也会形成干扰。
　　目前市场上绝大多数OBU采用的是介质谐振器方案，介质谐振器在常温（25℃）下具有较高的频率稳定度，但当环境温度变化时，介质谐振器的输出频率将随之而变化，而且，介质谐振器通常采用加装调谐螺钉方式对其生产组装过程的位置误差造成的频率偏差进行微调，尽管调整后加胶对调谐螺钉固定，但车辆的颠簸震动也会在一定程度上导致调谐螺钉的位置发生变化，从而影响谐振频率。因此，环境温度的变化和车辆的震动使介质谐振器方案很难保证在-40℃～85℃温度满足规定的频率漂移指标。
　　基于集成芯片方案的OBU则无此缺陷，在方案中采用的集成芯片内部具有VCO和锁相环电路的芯片，通过分频电路将VCO产生的信号与参考源信号进行比较，将VCO输出频率稳定在一定范围内。这样系统的频率稳定度主要由参考源决定，采用具有温度补偿特性的TCXO做为芯片外部参考源，这样极大地提高了OBU系统输出载波频率的稳定度。
　　对某批次OBU在-40~85℃温度范围内进行测试，其5.8GHz载波频率的测试数据如表1和表2所示。 

　　表2：5.80GHz载波频率测试数据 

　　从表1和表2两组测试结果中可以看出，采用OBU载波频率稳定度相当高，在实际使用中不会出现因频率漂移而导致无法交易的情况。

　　3. 结束语

　　国内ETC产品和应用面临的诸多问题，使国内对ETC产品设计的思路和采用的技术路线进行重新的思考，采用集成芯片的方案已经成为解决目前产品问题的必由之路。专业性的一揽子整体方案的提供商的出现是ETC发展的必然。