情境二 任務(wù)九 ETC系統(tǒng)裝調(diào)與測試

任務(wù)九ETC系統(tǒng)裝調(diào)與測試車路協(xié)同系統(tǒng)裝調(diào)與測試某國產(chǎn)自主品牌汽車試制車間ETC系統(tǒng)是目前應(yīng)用最為成熟的車路協(xié)同系統(tǒng)之一，今天宋師傅的小組接到了一項(xiàng)ETC系統(tǒng)裝調(diào)和測試任務(wù)，小張對(duì)ETC系統(tǒng)非常陌生，你是否也對(duì)ETC系統(tǒng)感到好奇，想要了解ETC系統(tǒng)？現(xiàn)在請(qǐng)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(jìn)行ETC系統(tǒng)裝調(diào)與測試？裝調(diào)技師宋師傅、實(shí)習(xí)技師小張能根據(jù)ETC系統(tǒng)技術(shù)手冊、OBU技術(shù)手冊，規(guī)范完成OBU裝調(diào)工作。能根據(jù)ETC系統(tǒng)技術(shù)手冊、RSU技術(shù)手冊，規(guī)范完成RSU裝調(diào)工作。能根據(jù)ETC系統(tǒng)技術(shù)手冊、OBU技術(shù)手冊和RSU技術(shù)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(diào)電子不停車收費(fèi)（electronictollcollection，ETC）系統(tǒng)可簡稱為電子收費(fèi)系統(tǒng)，是車輛通過高速公路或橋梁等地收費(fèi)站時(shí)無須停車，系統(tǒng)自動(dòng)完成車輛公路過路費(fèi)和停車場費(fèi)用等繳納的車路協(xié)同電子系統(tǒng)。ETC系統(tǒng)的定義與功能ETC系統(tǒng)裝調(diào)ETC系統(tǒng)在高速公路收費(fèi)站的應(yīng)用場景如圖所示，車主只要使用ETC系統(tǒng)的支付系統(tǒng)（預(yù)付費(fèi)或后付費(fèi)），通過收費(fèi)站時(shí)就無須停車進(jìn)行人工繳費(fèi)，系統(tǒng)會(huì)從其賬戶中自動(dòng)扣除道路或橋梁通行費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi)。ETC系統(tǒng)的定義與功能ETC系統(tǒng)裝調(diào)ETC系統(tǒng)可有效提高道路通行效率，減少擁堵和排隊(duì)等待時(shí)間，每輛汽車通過ETC的收費(fèi)過程耗時(shí)不超過2s，其收費(fèi)通道的通行能力是人工收費(fèi)通道的5～10倍。近年來高速公路ETC全國聯(lián)網(wǎng)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(diào)車道數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、收費(fèi)等正常車道收費(fèi)功能對(duì)車道收費(fèi)的各種特殊情況做出處理能夠以獨(dú)立作業(yè)的方式工作，收費(fèi)站計(jì)算機(jī)不工作或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題均不會(huì)影響正常工作，作業(yè)參數(shù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)記錄均存儲(chǔ)在本地與站級(jí)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信功能。在通信中斷的情況下，ETC系統(tǒng)能維持正常收費(fèi)作業(yè)，在通信恢復(fù)后，積壓數(shù)據(jù)能自動(dòng)上傳定期從收費(fèi)站獲取日期、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)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(diào)ETC系統(tǒng)組成前端系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ETC系統(tǒng)的組成ETC系統(tǒng)裝調(diào)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(shù)據(jù)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(dòng)欄桿機(jī)和余額顯示器，如圖所示。RSU是安裝在收費(fèi)站交通設(shè)施上的通信終端設(shè)備，OBU是安裝在通行車輛上的通信終端設(shè)備。目前，一些功能較為先進(jìn)的ETC系統(tǒng)還集成有觸發(fā)線圈、交通信號(hào)燈、控制裝置、攝像頭、車牌識(shí)別系統(tǒng)等。ETC系統(tǒng)的組成ETC系統(tǒng)裝調(diào)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)后臺(tái)ETC交易數(shù)據(jù)處理、運(yùn)營參數(shù)管理和運(yùn)行系統(tǒng)監(jiān)控等。組成收費(fèi)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(diào)當(dāng)車輛靠近交通收費(fèi)設(shè)施探測范圍時(shí)，OBU與RSU之間使用DSRC建立通信鏈路進(jìn)行無線通信。011IC卡（integratedcircuitcard，集成電路卡）存儲(chǔ)支付信息，與OBU通過IC卡訪問接口連接，OBU與RSU進(jìn)行自動(dòng)車輛識(shí)別（automaticvehicleidentification，AVI）系統(tǒng)的信息交互，信息內(nèi)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(diǎn)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(diào)在整個(gè)工作過程中，RSU與車道控制系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)通信接口進(jìn)行通信，完成車輛自動(dòng)識(shí)別、車輛自動(dòng)收費(fèi)、自動(dòng)欄桿機(jī)和交通信號(hào)燈以示通行、余額信息顯示、車輛抓拍、對(duì)非正常車輛進(jìn)行告警等系統(tǒng)任務(wù)。033后臺(tái)通行費(fèi)分段計(jì)費(fèi)、交易數(shù)據(jù)處理、車牌圖像識(shí)別等由車道控制系統(tǒng)聯(lián)合后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。044ETC系統(tǒng)的工作原理如圖所示圖中點(diǎn)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(diào)ETC系統(tǒng)通信的特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)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(jīng)過RSU所在斷面時(shí)，能接收到RSU發(fā)送的消息即可實(shí)現(xiàn)信息傳遞。DSRC的通信機(jī)制OBU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)ETC系統(tǒng)中的OBU常被稱為ETC電子標(biāo)簽。OBU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)單片式OBU僅有OBU本體，無IC卡，通過綁定的相關(guān)賬戶進(jìn)行收費(fèi)。此類OBU由一片存有車輛屬性的集成電路芯片和一個(gè)小型微波發(fā)射機(jī)組成，數(shù)據(jù)只能一次性寫入，不能更改。OBU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)雙片式OBU工作時(shí)由插入設(shè)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(shí)現(xiàn)，OBU本體的作用是提供IC卡至RSU的信息轉(zhuǎn)發(fā)功能，同時(shí)顯示IC卡中的相關(guān)信息。雙片式OBU目前還有無須插卡的新機(jī)型，體積較插卡式更小。OBU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)將設(shè)備通過背膠粘貼在車輛的前風(fēng)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(shè)施上的RSU進(jìn)行通信，以及便于利用太陽能充電所決定的，安裝時(shí)不得隨意更改OBU的位置，否則存在影響信號(hào)接收效果或不能及時(shí)充電的問題。設(shè)備固定1OBU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)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(shè)備固定1OBU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)根據(jù)產(chǎn)品手冊激活設(shè)備，一般為快速插拔IC卡兩次，設(shè)備顯示屏上會(huì)出現(xiàn)激活成功的相關(guān)信息。設(shè)備激活2OBU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)不同型號(hào)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(bǔ)電。OBU可選配揚(yáng)聲器、蜂鳴器，用于對(duì)駕駛員進(jìn)行聲音提醒。OBU進(jìn)行人機(jī)交互的基本界面為OBU顯示屏，會(huì)顯示“交易正?！薄敖灰资　薄半娏康汀钡刃畔ⅰＷ⒁?，OBU因?yàn)榕c用戶的賬戶資金安全直接相關(guān)聯(lián)，因此具備防拆卸功能，一旦被拆卸，系統(tǒng)將啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制，OBU將無法正常工作。RSU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)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(cè)立柱、倒L形支架、龍門架或墻壁上，如圖所示。RSU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)RSU安裝后應(yīng)滿足交易區(qū)域至少在行車方向3.2m×4.5m范圍內(nèi)可調(diào)。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(yīng)穩(wěn)定可靠，安裝高度為3.5m時(shí)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(jìn)行通信連接。有時(shí)由于場地條件限制，RSU會(huì)側(cè)裝在道路一側(cè)，系統(tǒng)效果較正裝時(shí)略差。RSU裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)RSU一般采用220V/50Hz交流電供電，通信接口為RS232/RS485、以太網(wǎng)。RSU的外觀如圖所示。ETC系統(tǒng)裝調(diào)自由法?學(xué)生自由組隊(duì)ETC系統(tǒng)裝調(diào)一名同學(xué)負(fù)責(zé)OBU安裝調(diào)試。一名同學(xué)負(fù)責(zé)RSU安裝調(diào)試。記錄員負(fù)責(zé)填寫工作記錄表。一名同學(xué)輔助并監(jiān)視安裝調(diào)試過程中的安全ETC系統(tǒng)裝調(diào)ETC系統(tǒng)裝調(diào)（OBU和RSU裝調(diào)）ETC系統(tǒng)裝調(diào)OBU安裝調(diào)試。RSU安裝調(diào)試。查找ETC系統(tǒng)技術(shù)手冊、OBU技術(shù)手冊、RSU技術(shù)手冊。ETC系統(tǒng)裝調(diào)車路協(xié)同系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架防護(hù)手套筆、工具套裝ETC系統(tǒng)技術(shù)手冊、OBU技術(shù)手冊、RSU技術(shù)手冊ETC系統(tǒng)裝調(diào)佩戴手套，避免被硬物劃傷小心重物砸腳高空操作，做好個(gè)人的安全保護(hù)RSU的安裝角度與高度要正確OBU設(shè)備粘貼牢固OBU設(shè)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(jìn)入入口車道，OBU進(jìn)入RSU識(shí)別范圍時(shí)，RSU喚醒OBU，RSU和OBU進(jìn)行初始化，RSU讀取OBU上的車輛信息，如汽車牌照號(hào)、車型等，并通過后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證電子標(biāo)簽的合法性。如果電子標(biāo)簽合法，則RSU向OBU發(fā)送車道入口信息，并寫入IC卡中，信號(hào)燈放行（綠燈亮），自動(dòng)欄桿機(jī)抬起，允許車輛通行；如果電子標(biāo)簽不合法，則信號(hào)燈報(bào)警不放行（紅燈亮），自動(dòng)欄桿機(jī)落下，進(jìn)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(shí)需要讀入入口信息，出口車道工作流程如圖所示。車輛進(jìn)入出口車道，RSU識(shí)別喚醒OBU，在進(jìn)行初始化后，讀取相應(yīng)車輛信息，將其送入后臺(tái)驗(yàn)證電子標(biāo)簽合法性。如果電子標(biāo)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(rèn)證，如果上述認(rèn)證通過，則后臺(tái)計(jì)算消費(fèi)金額并將其發(fā)送給RSU，RSU向OBU發(fā)送消費(fèi)指令扣除IC卡通行費(fèi)用并寫入出口信息，余額顯示器上顯示消費(fèi)金額等信息，信號(hào)燈放行（綠燈亮），自動(dòng)欄桿機(jī)抬起，允許車輛通行；如果電子標(biāo)簽不合法或IC卡認(rèn)證不通過，則信號(hào)燈報(bào)警不放行（紅燈亮），自動(dòng)欄桿機(jī)落下，阻止惡意闖關(guān)，進(jìn)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(nèi)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(fèi)功能是否正常。①使用單片式OBU，通過ETC系統(tǒng)，查看扣費(fèi)是否成功，扣費(fèi)結(jié)果是否正確，ETC交易流水記錄校驗(yàn)是否通過。②使用雙片式OBU，通過ETC系統(tǒng)，查看扣費(fèi)是否成功，扣費(fèi)結(jié)果是否正確，ETC交易流水記錄校驗(yàn)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(shù)據(jù)流項(xiàng)目是否與圖中藍(lán)色箭頭數(shù)據(jù)項(xiàng)目一致，并同時(shí)檢查數(shù)據(jù)內(nèi)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(guān)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(nèi)、OBU不可用三種異常情況，對(duì)系統(tǒng)處理異常情況能力進(jìn)行測試。①查看RSU與車道控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)流出現(xiàn)的情況是否與預(yù)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(bào)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(duì)IC卡余額判斷進(jìn)行測試。①查看RSU與車道控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)流出現(xiàn)的情況是否與預(yù)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(guān)信息，是否彈出提示“該IC卡余額不足，不能進(jìn)行交易”。IC卡余額判斷測試3ETC系統(tǒng)測試一名同學(xué)負(fù)責(zé)ETC系統(tǒng)測試。一名同學(xué)輔助并監(jiān)視測試過程中的安全。記錄員負(fù)責(zé)記錄工作記錄表。一名同學(xué)負(fù)責(zé)查找ETC系統(tǒng)技術(shù)手冊、OBU技術(shù)手冊、RSU技術(shù)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(xié)同系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架防護(hù)手套筆ETC系統(tǒng)技術(shù)手冊、OBU技術(shù)手冊、RSU技術(shù)手冊ETC測試ETC測試項(xiàng)目全面、不遺漏分別在入口和出口處查看兩者之間的數(shù)據(jù)流項(xiàng)目注意駕車安全是否能準(zhǔn)確解說ETC系統(tǒng)的功能是否能完成OBU裝調(diào)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(diào)