1.2ETC概述
電子不停車收費系統(tǒng)(ETC，ElectronicTollCollection)也就是利用ETC技術(shù)當汽車通過高速公路收費站時不需要停車，通過5.8GHz的射頻，將裝在汽車擋風玻璃上的電子標簽與收費車道上的路側(cè)單元進行識別確認扣費，無需任何操作的情況下，使得汽車快速通過收費站。ETC的簡單原理圖如圖2所示。
不停車收費系統(tǒng)(ETC)主要包括如下的部分：
1)安裝于收費通道的路側(cè)單元(RSU)，相對于RFID讀寫器，負責檢測和識別車輛的進出，并記錄相應的信息;
2)安裝于車輛內(nèi)的車載單元(OnBoardUnit，OBU)，相對于RFID發(fā)射裝置，負責向RSU通信，發(fā)送車輛自身的身份信息;
3)車道控制器設備，受管理設備控制車道的放行和攔截;
4)ETCIC卡，相對于RFID電子標簽;
5)計算機扣費管理系統(tǒng)，實際的不停車收費執(zhí)行者;
6)輔助系統(tǒng)(如攝像系統(tǒng)、紅外探測系統(tǒng)等)，負責采集車輛的圖像及其他參數(shù)信息，為車輛的收費和稽查提供數(shù)據(jù)。
由ETC原理圖可知，當汽車進入收費區(qū)域后，首先由路側(cè)單元RSU檢測到行駛的車輛，存儲有車輛信息的IC卡通過車載單元OBU，發(fā)射車輛的識別信息，然后RSU收到信息，通過數(shù)據(jù)中心和輔助系統(tǒng)對信息進行確認，然后對車道控制系統(tǒng)發(fā)送命令，開啟車道，并通知收費管理系統(tǒng)進行實際的扣費操作。
2基于ETC技術(shù)的車輛自動化管理系統(tǒng)設計 2.1系統(tǒng)整體設計
本文設計的車輛自動化管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。
620)this.style.width=620;"> 如圖3所示，整個系統(tǒng)可以分為3個部分：車輛出入管理、車輛定位管理以及車輛停車管理。其中，車輛出入管理對進入的車輛進行身份的自動識別，如果是本小區(qū)的車輛，則自動識別系統(tǒng)RSU可以準確識別其身份信息，如果是非本小區(qū)的車輛，則需要進行臨時身份IC的配發(fā)，之后車道控制系統(tǒng)開啟，放行車輛;車輛定位管理則負責對在小區(qū)中行駛的車輛進行追蹤定位，一方面可以指導車輛更迅速地找到對應的車位，節(jié)約時間，另一方面可以更好地掌握車輛的行蹤，防止車輛的丟失;車輛停車管理為進入車輛自動分配車位，并在車輛到來時自動開啟車位鎖，允許車輛進入。
2.2系統(tǒng)實現(xiàn)
2.2.1車輛出入管理
本系統(tǒng)中，生活小區(qū)應該在各個出入口處建立路側(cè)單元RSU，車道控制系統(tǒng)等基礎設施，可以檢測車輛信息、控制車道橫杠啟停和發(fā)送全局車輛管理控制信息。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
620)this.style.width=620;"> 在各個小區(qū)的出入口處，RSU單元可以完成小區(qū)車輛的信息比對確認，并控制非小區(qū)的車輛的任意進出。當安裝了OBU的小區(qū)車輛進入小區(qū)時，主要經(jīng)歷的過程如下：
1)車輛進入小區(qū)通道時，與埋在地下的地感線圈發(fā)生感應。
2)地感線圈檢測到來車信號，通知RSU啟動，RSU通過DSRC專用車輛通信信道向車載OBU發(fā)送開啟命令。
3)車載OBU接收啟動命令，讀取IC開中的信息，通過OBU發(fā)射模塊發(fā)射車輛的識別信息。
4)RSU接收到車輛識別信息，與數(shù)據(jù)中心中的信息進行對比，確認進入的車輛是否是本小區(qū)的車輛。
5)RSU控制顯示屏幕，顯示車輛的相關信息。
6)RSU通知車道控制系統(tǒng)開啟攔截欄桿。
7)RSU通知車輛停車管理進行車位的分配和車位鎖的開啟。
2.2.2車輛定位管理
車輛定位管理的功能較為簡單，在小區(qū)內(nèi)的主要道路兩側(cè)放置多個無線傳感器，當車輛進入固定區(qū)域時，便會觸發(fā)OBU模塊中的RFID模塊，無線傳感器可以讀取RFID中的信息，并將其傳送給數(shù)據(jù)中心進行各種控制。車輛定位管理示意圖如圖5所示。
620)this.style.width=620;"> 小區(qū)的車輛停車管理功能主要由3個部分互相協(xié)作完成組成：車輛的車載OBU、小區(qū)車輛出入RSU、小區(qū)的車位鎖系統(tǒng)。根據(jù)停車管理的要求，3個部分各應該具有的功能如下：
1)車輛的車載OBU：在進入小區(qū)時發(fā)射車輛信息，而在其他正常行駛過程中不進行工作。
2)小區(qū)車輛出入RSU：當車輛信息確認完畢后，向車輛門禁管理系統(tǒng)發(fā)送車輛停泊命令，并把車輛的信息發(fā)送至數(shù)據(jù)中心供門禁管理系統(tǒng)使用。由于小區(qū)的位置結(jié)構(gòu)的特點，使用DSRC通信信道的節(jié)點間的有效通信距離較短，所以需要在最大的通信距離處加裝中繼器，而中繼器的功能是將收到的信息完全不做改變地進行轉(zhuǎn)發(fā)。
3)小區(qū)的車位鎖系統(tǒng)：接收小區(qū)車輛出入RSU傳來的信號，根據(jù)當前車位情況分配車位，并和車輛定位管理系統(tǒng)協(xié)作，當車輛靠近所分配的車位時開啟車位鎖。
車輛門禁管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。
620)this.style.width=620;"> 3結(jié)束語 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快，人們對交通工具的需求越來越強烈，以車代步成為了流行的趨勢，但汽車的普及帶來了嚴重的交通擁塞和社區(qū)停車難的尷尬。在主要交通要道實施的ETC系統(tǒng)，一定程度上緩解了交通的擁堵。借鑒ETC的思想，本文設計了小區(qū)的車輛管理系統(tǒng)，為小區(qū)停車難等問題提出了思路。
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