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基于ETC技术的停车场智能门禁管理系统应用研究

来源:智能交通管理杂志      2013-6-15 12:16:09

  近年来,在国家交通运输部、财政部等相关部委和各省市交通主管部门不断加大力度推广ETC的大背景下,截至2012年底,全国已有24个省份建设开通了ETC收费系统,ETC用户数量已经突破了460万。以广东省为例,为了有效提升ETC系统用户的保有量,广东省在2010年就已经下发文件,号召政府部门和大型企事业单位带头对公务车辆安装OBU,目前,广东省粤通卡用户数已近200万,ETC用户已超过70万,而且客户群体主要分布在城市中心区域。

  随着城市机动车保有量快速增加,很多城市中心区域都出现了停车难、管理难等问题。如果停车场继续按照以往的手工作业管理,不仅将耗费大量的人力物力,而且很难提高工作效率,给停车场的车辆出入控制和安保管理带来很大压力。因此,非常有必要建立一套先进、规范、功能完善、可扩展性强的停车场智能门禁管理系统,而目前广泛应用于高速公路电子不停车收费的ETC技术正是实现该系统的有力手段,这些扩展应用也有助于丰富ETC系统应用范围、扩大ETC用户规模、提升ETC用户满意度。从国家ITS中心获悉,目前停车场应用ETC已经在部分地区开展,北京首都机场航站楼,广州珠江新城利通广场等高档写字楼和部分高校已经开通了停车场ETC收费应用,而且基于ETC的停车场电子收费的相关技术标准正在制定当中。

  1 系统概要

  基于ETC技术的停车场智能门禁管理系统采用基于5.8GHZ微波频段的两片式电子标签(OBU)作为车载标识设备,微波天线RSU作为OBU的读写设备,双界面CPU卡或IC卡作为通行凭证,通过计算机实现对车辆的收费、安保进行全方位的智能化管理,在安全、防盗、通信的精确性与可靠性、应用环境的适应性等方面具有优越表现。该系统通过计算机网络实现管理中心对停车场各出入口工作流程的控制,对数据进行收集、统计、存储、分析,对现场情况进行视频监控。系统建成后,安装了OBU并插入了双界面CPU卡的车辆,可以实现不停车通过各出入口并实现自动缴费;其他车辆则通过领取IC卡或刷双界面CPU卡,实现停车刷卡缴费通行,不仅免除了车主随身携带零钞的不便,也有效杜绝了人为失误或作弊,保障了物业投资者的权益。

  根据不同客户的应用需求和安全管理的需要,通行卡的应用类别可分为临时缴费卡、储值卡、月票卡、免费卡,这四类卡都可以采用非接触式IC卡和双界面CPU卡作为通行介质,其中储值卡、月票卡、免费卡三类卡可采用"双界面CPU卡+OBU"的方式,从而实现不停车直接通行停车场各出入口。

  2 系统架构及功能设计

  基于DSRC技术的停车场智能门禁管理系统整体上主要由管理中心系统、出入口管理系统、视频监控系统三大部分组成,系统总体架构如图1所示。

ETC停车场系统总体框架示意图

  (1)出入口管理系统

  出入口管理系统安装在停车场的各出入口处,车道设备布局如图2所示。按功能可分为入场控制、出场控制和数据通信三个模块。

出入口车道设备布局示意图

  入场控制:车辆进入入口通道后,对于持有"双界面CPU卡+电子标签"的车辆可不停车通行,对于没有电子标签的车辆则刷双界面CPU卡或取IC卡通行。由于篇幅原因,本文仅简要介绍车辆入场工作流程,如图3所示。

车辆入场流程示意图

  出场控制:车辆进入出口通道后,对于持有"OBU+双界面CPU卡"的车辆同样采用不停车直接计费放行的方式,而对于没有电子标签的车辆则刷双界面CPU卡或IC卡后缴费通行,对于免费车辆,则直接免费放行。

  数据通信管理:基于TCP/IP协议进行数据传输,主要负责各出入口与管理中心之间的数据信息传递,数据文件的传输采用FTP文件通信协议、循环冗余校验(CRC)算法,而用于节点之间收发文件的网络消息则采用TCP包直接传输数据的方式。

  (2)管理中心系统

  管理中心系统由专用服务器、交换机、路由器等硬件设备和管理中心系统软件组成,具有汇总统计、备份和恢复各出入口数据信息,查询打印,IC卡管理,系统运行参数配置,黑名单的生成和下发,实时监控和稽查对各出入口的运行状况等功能。按功能划分,管理中心系统由系统管理、报表管理、数据管理、监控管理、图象稽查五个模块组成。

  (3)视频监控系统

  视频监控系统采用先进的分布式监控方式,建立了一个连接各出入口监控点的星型拓扑结构网络,将视频信号转换为网络数据包,在网络上实现图像、报警信号以及语音的实时传输,通过连接在网络上的视频服务器(管理工作站和音视频采集卡)实时监控点的音视频和报警信息,消除了传统监控系统中的地域限制。用户可以直接从桌面电脑查看各监控点的实时图像,通过网络(广域网、局域网)远程监控前端设备,及时了解各出入口的动态。系统采用模块化设计,由信号采集、信号传输、远程监控三个模块组成。

  3关于ETC技术在停车场推广应用的一些思考和建议

  (1)标准制定

  停车场的应用环境与高速公路收费站不同,一是出入口车道环境不规范,二是用户对运行速度没有过高要求,三是很多出入口车道距离较近、可能带来临道干扰,四是停车场运营单位对设备价格和结算服务费敏感度较高,因此,基于ETC技术的停车场标准制定不仅应该考虑停车场应用的现实因素,也需要考虑高速公路国标 ETC用户群体的发展和技术的推广,侧重于路侧设备、交易流程和数据标准等方面制定相关标准,不要过多的考虑停车场应用的CPU卡的数据格式和技术要求。其中,路侧设备应区别于现有高速公路ETC路侧设备的高标准,以"可用、能用、适用"为原则制定技术要求和检测标准,务求降低价格门槛和技术门槛。

  制定统一的停车场电子收费技术标准及相应的检测技术要求,不仅可以为停车场电子收费应用的顺利实施、推广应用和商业运营提供良好的技术保证,而且可以为提升关键设备的产品质量、创造公平竞争的市场环境提供便利条件,因此,需要相关部门重视并推进。

  (2)商业运营

  目前大部分已经建设开通ETC系统的各省市都有一个独立的运营主体负责ETC系统的推广运营和通行费结算,停车场作为所有车辆用户都需要出入的场所,不管从数量规模还是交易金额来说都非常巨大,如果要实现ETC技术在停车场的推广应用,首先需要有一个推广和运营主体,并采用合理有效的商业模式。但是,由于停车场的归口管理部门不明确,很多省市的停车场都存在运营混乱、乱收费等现象。因此,从市场需求来说,停车场商业化运营潜力巨大,但是,从现实情况来说也面临非常大的困难,需要主管部门下决心、商业运营主体有恒心、设备供应商和系统集成商有耐心。

  4 结语

  本文从实现 ETC技术复用的角度出发,针对目前停车场管理的现状和存在问题,结合停车场管理系统智能化的发展趋势,设计了基于ETC技术的停车场智能门禁管理系统方案,并从标准制定和商业运营提出了一些建议,暂且不论方案和建议的合理性,笔者认为,要提升国内智能交通系统建设和运营效果,需要进一步完善政府、产业和技术三个方面的问题,政府层面,应进一步强化协作机制,解决政府部门之间条块化管理的问题;产业层面,应进一步规避恶性竞争和低级运作模式,提高产业运作水平;技术层面,应进一步确保标准制定和应用的统一,提高系统、数据的兼容性和复用能力。(文/刘正东 戴连贵 广州新软计算机技术有限公司)

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