情境二 任務九 ETC系統(tǒng)裝調與測試

任務九ETC系統(tǒng)裝調與測試車路協同系統(tǒng)裝調與測試某國產自主品牌汽車試制車間ETC系統(tǒng)是目前應用最為成熟的車路協同系統(tǒng)之一，今天宋師傅的小組接到了一項ETC系統(tǒng)裝調和測試任務，小張對ETC系統(tǒng)非常陌生，你是否也對ETC系統(tǒng)感到好奇，想要了解ETC系統(tǒng)？現在請你隨小張開始工作吧。1.ETC系統(tǒng)有什么作用？2.ETC系統(tǒng)有哪些部件？3.怎樣進行ETC系統(tǒng)裝調與測試？裝調技師宋師傅、實習技師小張能根據ETC系統(tǒng)技術手冊、OBU技術手冊，規(guī)范完成OBU裝調工作。能根據ETC系統(tǒng)技術手冊、RSU技術手冊，規(guī)范完成RSU裝調工作。能根據ETC系統(tǒng)技術手冊、OBU技術手冊和RSU技術手冊，與他人合作規(guī)范完成ETC系統(tǒng)測試工作。ETC系統(tǒng)的定義與功能ETC系統(tǒng)裝調電子不停車收費（electronictollcollection，ETC）系統(tǒng)可簡稱為電子收費系統(tǒng)，是車輛通過高速公路或橋梁等地收費站時無須停車，系統(tǒng)自動完成車輛公路過路費和停車場費用等繳納的車路協同電子系統(tǒng)。ETC系統(tǒng)的定義與功能ETC系統(tǒng)裝調ETC系統(tǒng)在高速公路收費站的應用場景如圖所示，車主只要使用ETC系統(tǒng)的支付系統(tǒng)（預付費或后付費），通過收費站時就無須停車進行人工繳費，系統(tǒng)會從其賬戶中自動扣除道路或橋梁通行費，從而實現自動收費。ETC系統(tǒng)的定義與功能ETC系統(tǒng)裝調ETC系統(tǒng)可有效提高道路通行效率，減少擁堵和排隊等待時間，每輛汽車通過ETC的收費過程耗時不超過2s，其收費通道的通行能力是人工收費通道的5～10倍。近年來高速公路ETC全國聯網更是將我國高速公路智能化推向了新的階段。ETC系統(tǒng)的定義與功能ETC系統(tǒng)裝調車道數據采集、設備控制、收費等正常車道收費功能對車道收費的各種特殊情況做出處理能夠以獨立作業(yè)的方式工作，收費站計算機不工作或網絡出現問題均不會影響正常工作，作業(yè)參數、收費數據記錄均存儲在本地與站級系統(tǒng)之間的數據通信功能。在通信中斷的情況下，ETC系統(tǒng)能維持正常收費作業(yè)，在通信恢復后，積壓數據能自動上傳定期從收費站獲取日期、系統(tǒng)運行參數及其他信息等。ETC系統(tǒng)的具體功能ETC系統(tǒng)的組成ETC系統(tǒng)裝調ETC系統(tǒng)組成前端系統(tǒng)后臺數據庫系統(tǒng)ETC系統(tǒng)的組成ETC系統(tǒng)裝調前端系統(tǒng)包含ETC系統(tǒng)的全部基本硬件，是集停車放行、車輛探測、數據采集、信息處理等功能于一體的綜合系統(tǒng)。前端系統(tǒng)主要包括車道控制系統(tǒng)、RSU、OBU三大部分，其中車道控制系統(tǒng)包括自動欄桿機和余額顯示器，如圖所示。RSU是安裝在收費站交通設施上的通信終端設備，OBU是安裝在通行車輛上的通信終端設備。目前，一些功能較為先進的ETC系統(tǒng)還集成有觸發(fā)線圈、交通信號燈、控制裝置、攝像頭、車牌識別系統(tǒng)等。ETC系統(tǒng)的組成ETC系統(tǒng)裝調后臺數據庫系統(tǒng)負責系統(tǒng)后臺ETC交易數據處理、運營參數管理和運行系統(tǒng)監(jiān)控等。組成收費站管理子系統(tǒng)ETC管理中心專業(yè)銀行ETC系統(tǒng)的工作原理ETC系統(tǒng)裝調當車輛靠近交通收費設施探測范圍時，OBU與RSU之間使用DSRC建立通信鏈路進行無線通信。011IC卡（integratedcircuitcard，集成電路卡）存儲支付信息，與OBU通過IC卡訪問接口連接，OBU與RSU進行自動車輛識別（automaticvehicleidentification，AVI）系統(tǒng)的信息交互，信息內容包括用戶與車輛信息、道路信息和交易信息等。022ETC系統(tǒng)的工作原理如圖所示圖中點畫線圈起的部分為ETC系統(tǒng)工作的核心部分ETC系統(tǒng)的工作原理ETC系統(tǒng)裝調在整個工作過程中，RSU與車道控制系統(tǒng)通過計算機通信接口進行通信，完成車輛自動識別、車輛自動收費、自動欄桿機和交通信號燈以示通行、余額信息顯示、車輛抓拍、對非正常車輛進行告警等系統(tǒng)任務。033后臺通行費分段計費、交易數據處理、車牌圖像識別等由車道控制系統(tǒng)聯合后臺數據庫系統(tǒng)實現。044ETC系統(tǒng)的工作原理如圖所示圖中點畫線圈起的部分為ETC系統(tǒng)工作的核心部分ETC系統(tǒng)的工作原理ETC系統(tǒng)裝調ETC系統(tǒng)通信的特點是能實現斷面覆蓋。由于交通流具有方向性，因此只要保證車輛以一定速度經過RSU所在斷面時，能接收到RSU發(fā)送的消息即可實現信息傳遞。DSRC的通信機制OBU裝調ETC系統(tǒng)裝調ETC系統(tǒng)中的OBU常被稱為ETC電子標簽。OBU裝調ETC系統(tǒng)裝調單片式OBU僅有OBU本體，無IC卡，通過綁定的相關賬戶進行收費。此類OBU由一片存有車輛屬性的集成電路芯片和一個小型微波發(fā)射機組成，數據只能一次性寫入，不能更改。OBU裝調ETC系統(tǒng)裝調雙片式OBU工作時由插入設備的一張IC卡和OBU本體共同工作，如圖所示，支持IC卡讀寫。雙片式OBU涉及電子支付的功能由IC卡實現，OBU本體的作用是提供IC卡至RSU的信息轉發(fā)功能，同時顯示IC卡中的相關信息。雙片式OBU目前還有無須插卡的新機型，體積較插卡式更小。OBU裝調ETC系統(tǒng)裝調將設備通過背膠粘貼在車輛的前風窗玻璃上方居中（后視鏡附近）位置，如圖所示。OBU的安裝位置是由方位上便于與道路設施上的RSU進行通信，以及便于利用太陽能充電所決定的，安裝時不得隨意更改OBU的位置，否則存在影響信號接收效果或不能及時充電的問題。設備固定1OBU裝調ETC系統(tǒng)裝調目前，一些具有大型中控屏的車型用戶采用將OBU粘貼于中控屏背面的“隱藏式”安裝方案，如圖所示，這也是較為合理的安裝方案。設備固定1OBU裝調ETC系統(tǒng)裝調根據產品手冊激活設備，一般為快速插拔IC卡兩次，設備顯示屏上會出現激活成功的相關信息。設備激活2OBU裝調ETC系統(tǒng)裝調不同型號的OBU采用電池、車載電源等不同供電方式，采用電池供電的OBU一般可通過太陽能補電。OBU可選配揚聲器、蜂鳴器，用于對駕駛員進行聲音提醒。OBU進行人機交互的基本界面為OBU顯示屏，會顯示“交易正常”“交易失敗”“電量低”等信息。注意，OBU因為與用戶的賬戶資金安全直接相關聯，因此具備防拆卸功能，一旦被拆卸，系統(tǒng)將啟動保護機制，OBU將無法正常工作。RSU裝調ETC系統(tǒng)裝調ETC系統(tǒng)中的RSU也被稱為ETC微波天線，安裝于ETC專用車道路側立柱、倒L形支架、龍門架或墻壁上，如圖所示。RSU裝調ETC系統(tǒng)裝調RSU安裝后應滿足交易區(qū)域至少在行車方向3.2m×4.5m范圍內可調。RSU一般采用正裝的安裝方式，將其安裝在車道中央正上方，安裝應穩(wěn)定可靠，安裝高度為3.5m時一般能獲得系統(tǒng)最佳性能。RSU整體安裝角度呈斜向下，以便與OBU進行通信連接。有時由于場地條件限制，RSU會側裝在道路一側，系統(tǒng)效果較正裝時略差。RSU裝調ETC系統(tǒng)裝調RSU一般采用220V/50Hz交流電供電，通信接口為RS232/RS485、以太網。RSU的外觀如圖所示。ETC系統(tǒng)裝調自由法?學生自由組隊ETC系統(tǒng)裝調一名同學負責OBU安裝調試。一名同學負責RSU安裝調試。記錄員負責填寫工作記錄表。一名同學輔助并監(jiān)視安裝調試過程中的安全ETC系統(tǒng)裝調ETC系統(tǒng)裝調（OBU和RSU裝調）ETC系統(tǒng)裝調OBU安裝調試。RSU安裝調試。查找ETC系統(tǒng)技術手冊、OBU技術手冊、RSU技術手冊。ETC系統(tǒng)裝調車路協同系統(tǒng)實訓臺架防護手套筆、工具套裝ETC系統(tǒng)技術手冊、OBU技術手冊、RSU技術手冊ETC系統(tǒng)裝調佩戴手套，避免被硬物劃傷小心重物砸腳高空操作，做好個人的安全保護RSU的安裝角度與高度要正確OBU設備粘貼牢固OBU設備安裝位置合理高速公路ETC系統(tǒng)的工作流程ETC系統(tǒng)測試工作流程入口車道工作流程出口車道工作流程高速公路ETC系統(tǒng)的工作流程ETC系統(tǒng)測試入口車道工作流程入口車道工作流程不涉及支付過程，但需要向OBU上的IC卡寫入入口信息，入口車道工作流程如圖所示。車輛進入入口車道，OBU進入RSU識別范圍時，RSU喚醒OBU，RSU和OBU進行初始化，RSU讀取OBU上的車輛信息，如汽車牌照號、車型等，并通過后臺計算機系統(tǒng)驗證電子標簽的合法性。如果電子標簽合法，則RSU向OBU發(fā)送車道入口信息，并寫入IC卡中，信號燈放行（綠燈亮），自動欄桿機抬起，允許車輛通行；如果電子標簽不合法，則信號燈報警不放行（紅燈亮），自動欄桿機落下，進行違章處理。高速公路ETC系統(tǒng)的工作流程ETC系統(tǒng)測試出口車道工作流程出口車道工作流程涉及支付過程，同時需要讀入入口信息，出口車道工作流程如圖所示。車輛進入出口車道，RSU識別喚醒OBU，在進行初始化后，讀取相應車輛信息，將其送入后臺驗證電子標簽合法性。如果電子標簽合法，則RSU讀取IC卡信息和入口信息，完成IC卡的合法性認證，如果上述認證通過，則后臺計算消費金額并將其發(fā)送給RSU，RSU向OBU發(fā)送消費指令扣除IC卡通行費用并寫入出口信息，余額顯示器上顯示消費金額等信息，信號燈放行（綠燈亮），自動欄桿機抬起，允許車輛通行；如果電子標簽不合法或IC卡認證不通過，則信號燈報警不放行（紅燈亮），自動欄桿機落下，阻止惡意闖關，進行違章處理。ETC系統(tǒng)功能測試ETC系統(tǒng)測試交易測試異常情況處理測試IC卡余額判斷測試ETC功能測試內容ETC系統(tǒng)功能測試ETC系統(tǒng)測試通過模擬ETC使用過程，測試系統(tǒng)收費功能是否正常。①使用單片式OBU，通過ETC系統(tǒng)，查看扣費是否成功，扣費結果是否正確，ETC交易流水記錄校驗是否通過。②使用雙片式OBU，通過ETC系統(tǒng)，查看扣費是否成功，扣費結果是否正確，ETC交易流水記錄校驗是否通過。③分別在入口和出口處的RSU與車道控制系統(tǒng)之間，查看數據流項目是否與圖中藍色箭頭數據項目一致，并同時檢查數據內容的正確性。查看車道控制系統(tǒng)界面是否能正常顯示相關信息。交易測試1ETC系統(tǒng)功能測試ETC系統(tǒng)測試模擬無IC卡、車輛在黑名單內、OBU不可用三種異常情況，對系統(tǒng)處理異常情況能力進行測試。①查看RSU與車道控制系統(tǒng)之間數據流出現的情況是否與預期的異常情況的后果一致。②查看車道控制系統(tǒng)界面是否正常顯示異常報警信息，如“無IC卡”。異常情況處理測試2ETC系統(tǒng)功能測試ETC系統(tǒng)測試模擬IC卡余額不足情況，對IC卡余額判斷進行測試。①查看RSU與車道控制系統(tǒng)之間數據流出現的情況是否與預期的異常情況的后果一致。②查看車道控制系統(tǒng)界面是否顯示OBU信息、IC卡信息、車輛相關信息，是否彈出提示“該IC卡余額不足，不能進行交易”。IC卡余額判斷測試3ETC系統(tǒng)測試一名同學負責ETC系統(tǒng)測試。一名同學輔助并監(jiān)視測試過程中的安全。記錄員負責記錄工作記錄表。一名同學負責查找ETC系統(tǒng)技術手冊、OBU技術手冊、RSU技術手冊。ETC系統(tǒng)測試ETC系統(tǒng)測試ETC測試ETC功能交易測試。ETC功能異常情況處理測試。ETC功能IC卡余額判斷測試。ETC測試車路協同系統(tǒng)實訓臺架防護手套筆ETC系統(tǒng)技術手冊、OBU技術手冊、RSU技術手冊ETC測試ETC測試項目全面、不遺漏分別在入口和出口處查看兩者之間的數據流項目注意駕車安全是否能準確解說ETC系統(tǒng)的功能是否能完成OBU裝調是否能完整解說高速公路ETC系統(tǒng)的工作過程是否能完成RSU裝調