一、引言
ETC門架系統(tǒng)是道路交通網(wǎng)絡(luò)當中的重要設(shè)施。它具備了通行車輛多路徑識別、自動計費、不停車收費、流量調(diào)查、視頻監(jiān)控等一系列功能。顯著提升了通行效率,緩解了交通擁堵等諸多問題。為了保證ETC門架系統(tǒng)的功能正常運作,ETC門架系統(tǒng)的精度與準確性就顯得尤為重要,因此需要使用完善的測試方案對其進行測試,這樣就可以及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的技術(shù)問題,減少出現(xiàn)故障的概率,提高ETC服務(wù)的質(zhì)量。
ETC門架系統(tǒng)的測試在公路建設(shè)以及維護等環(huán)節(jié)均有應用,例如:公路竣工時需要測試ETC門架系統(tǒng)是否正常工作;道路檢測機構(gòu)對于ETC門架系統(tǒng)進行定期機電檢測以及相關(guān)維護等等。由此可見,ETC門架系統(tǒng)測試在確保電子收費系統(tǒng)的正常運行、提升高速公路管理效率、保障道路安全等方面都具有重要的意義。
二、核心測試項目
北京度緯科技有限公司的ETC門架系統(tǒng)的測試內(nèi)容主要為《JTG 2182-2020 公路工程質(zhì)量檢驗評定標準 第二冊 機電工程》標準中6.4 ETC門架系統(tǒng)中表6.4.2 ETC門架系統(tǒng)實測項目中的第20-25項,其中包括通信區(qū)域、RSU工作信號強度、RSU工作頻率、RSU占用帶寬、RSU前導碼、RSU通信流程。具體內(nèi)容如下圖:
圖1 ETC門架系統(tǒng)實測項目(節(jié)選圖)
具體測試方法主要參照《GB/T 20851-2019 電子收費 專用短程通信》和《JTG 3520-2021公路機電工程測試規(guī)程》。
三、測試方案介紹
3.1 ETC門架測試系統(tǒng)eEye
ETC門架測試系統(tǒng)eEye是專門針對《JTG 2182-2020》和《JTG 3520-2021》標準要求設(shè)計的一套測試系統(tǒng),核心測試儀器選用高精度手持儀表,保證測試準確度的同時還具備了高便攜性,配合專用定制分析軟件使得測試更加簡單高效。
3.2 測試方法
基于《JTG 3520-2021公路機電工程測試規(guī)程》中的測試思路,使用場強儀、示波器、射頻天線等儀器對ETC門架系統(tǒng)進行測試。測試RSU的工作信號強度、工作頻率、占用帶寬以及前導碼時采用的測試方法是在暫停通行路段內(nèi)進行測試,此方法需要暫停測試路段內(nèi)的車輛通行,然后根據(jù)特定測試項目調(diào)整RSU使RSU處于對應的測試狀態(tài),并使用場強儀等儀器在車道內(nèi)對信號進行實時觀測;對于RSU通信流程的測試則無需在封閉路段內(nèi)進行,只需駕車通過ETC門架并用場強儀記錄下交易過程,如圖2所示,所記錄的測試信號可在實驗室內(nèi)使用專業(yè)的交易過程分析軟件解析出其中的重要信息再用于后續(xù)數(shù)據(jù)分析。
圖2 通信流程測試示意圖
3.3 核心組成設(shè)備&軟件介紹
3.3.1 場強儀
eEye系統(tǒng)中的場強儀是一款專業(yè)的手持式場強測試設(shè)備,頻譜分析測量范圍從9kHz至7.5GHz,涵蓋了ETC門架系統(tǒng)的測試需要。設(shè)備小巧便于攜帶,支持頻譜功能以及多種高級測量功能,例如占用帶寬測試功能、鄰信道功率泄露比測試功能、通道功率測試功能等。此外設(shè)備還支持IQ信號采集與存儲,可配合專用定制軟件進行RSU通信流程的測試。
圖3 場強儀
3.3.2 ETC交易過程分析軟件
eEye系統(tǒng)中的此款軟件是一款分析ETC系統(tǒng)通信流程的專業(yè)測試軟件??梢詫︿浿频陌?span lang="EN-US" dir="ltr">ETC射頻交互過程的IQ文件進行分析。支持常用的IQ文件格式,能夠解析的射頻指標包括信號強度、載波頻率、占用帶寬等;能夠解析的應用層指標包括前導碼、BST、VST、SetMMI.rs、SetMMI.rq、門架號、車牌號等。使用軟件可以直觀的分析出ETC系統(tǒng)的通信流程是否正常。
圖4 軟件界面功能展示
軟件優(yōu)勢:
1)操作簡單,測試人員無需經(jīng)過復雜培訓即可使用,確保測試的準確性與可靠性的前提下提高了測試效率;
2)使用專業(yè)分析軟件可以直觀的查看測試結(jié)果的關(guān)鍵信息,無需分析原語,提高了測試結(jié)果的可讀性和可用性。
3.3.3 手持示波器
eEye系統(tǒng)中配置的手持示波器,帶寬200MHz,采樣率最高可達1GSa/s,具備2個模擬通道,存儲深度可達12Mpts/通道。設(shè)備采用了創(chuàng)新的數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng),觸發(fā)靈敏度高,觸發(fā)抖動小;具備數(shù)十種自動測量功能,支持對測量參數(shù)進行圖形統(tǒng)計。配備了5.6英寸的電容式觸摸顯示屏,便于用戶進行測試操作。
圖5 手持示波器
3.3.4 全向&定向天線
eEye系統(tǒng)中配備了全向天線以及定向天線,全向天線工作頻率范圍為1.0GHz-8.0GHz,定向天線根據(jù)安裝不同的天線模塊工作頻率范圍可達9kHz-8GHz,使用兩種不同的天線能夠滿足ETC門架系統(tǒng)測試的復雜需求。
圖6 全向天線
圖7 定向天線
結(jié)合以上設(shè)備,ETC門架測試系統(tǒng)eEye憑借其便攜性、操作流程的簡單化、信號錄制再分析的功能以及專業(yè)直觀的測試結(jié)果分析軟件,為ETC門架系統(tǒng)的測試工作帶來了極大的便利和效率提升。這些優(yōu)勢使得測試工作更加靈活、高效和準確,為ETC系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了有力保障。