DB45∕T 2122-2020 高速公路电子不停车收费系统的车道检测技术规范

ICS03.220.20DB45Technicalspecificationforlaneinspectionofexpresswayelectronictoll广西壮族自治区市场监督管理局发布IDB45/T2122—2020 12规范性引用文件 13术语和定义 14缩略语 25ETC车道基本组成及功能 26ETC车道检测项目 4 48安全测试要求 附录A（资料性附录）ETC车道及车道设备检测项目 DB45/T2122—2020本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由广西壮族自治区交通运输厅提出并宣贯。本标准由广西交通运输标准化技术委员会归口。本标准起草单位：广西交科集团有限公司。本标准主要起草人：何增镇、黄春华、李祖文、农昭光、任健伟、覃力更、陈静、朱其义、潘承继、朱和林、郑明德、黄云、吕毅、杨龙平、李旭、张华、徐汶菊、梁贞、田家才。DB45/T2122—20201高速公路电子不停车收费系统的车道检测技术规范本标准规定了高速公路电子不停车收费系统的车道检测技术的术语和定义、缩略语、ETC车道基本组成及功能、ETC车道检测项目、系统测试和安全测试要求。本标准适用于广西境内新建、改（扩）建高速公路中电子不停车收费系统的车道方案设计、设备研发、设备生产、系统安装、系统检测、系统验收。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB14887道路交通信号灯GB/T18226公路交通工程钢构件防腐技术条件GB/T20851.1电子收费专用短程通信第1部分：物理层GB/T20851.2电子收费专用短程通信第2部分：数据链路层GB/T20851.3电子收费专用短程通信第3部分：应用层GB/T20851.4电子收费专用短程通信第4部分：设备应用GB/T20851.5电子收费专用短程通信第5部分：物理层主要参数测试方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电子不停车收费系统electronictollcollection用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统。3.2公路半自动车道收费系统manualtollcollection需要人工收费的车道收费系统。3.3专用短程通信技术dedicatedshortrangecommunicationOBU在ETC系统中采用DSRC技术，建立与RSU之间微波通讯链路，车辆在行进途中，实现车辆不停车身份识别、电子扣费、免取卡，建立无人值守车辆通道。2DB45/T2122—20203.4车载单元onboardunit在ETC系统中，采用DSRC技术，与RSU进行通讯的微波装置。3.5路侧单元roadsideunit在ETC系统中，采用DSRC技术与OBU进行通讯，实现车辆身份识别、电子扣费的装置。3.6振幅键控amplitudeshiftkeying载波的振幅随着数字基带信号而变化的数字调制。3.7消费安全访问模块purchasesecureaccessmodule用于银行个人卡与终端相互认证的安全访问模块。3.8平均故障间隔时间meantimebetweenfailure产品或系统在两相邻故障间隔期内正确工作的平均时间，也称平均无故障工作时间。3.9液晶显示屏liquidcrystaldisplay用于电视机及计算机的屏幕显示。4缩略语下列缩略语适用于本文件。ASK：振幅键控（AmplitudeShiftKeying）；DSRC：专用短程通信技术（DedicatedShortRangeCommunications）；ETC：电子不停车收费系统(ElectronicTollCollection)；LCD：液晶显示屏（LiquidCrystalDisplayMTBF：平均故障间隔时间（MeanTimebetweenFailures）；MTC：公路半自动车道收费系统（ManualTollCollection）；OBU：车载单元（OnBoardUnit）；PSAM：消费安全访问模块（PurchaseSecureAccessModule）；RSU：路侧单元（RoadsideUnit）。5ETC车道基本组成及功能5.1ETC车道基本组成5.1.1ETC车道应分为入口车道、出口车道。应由硬件和软件两部分组成：DB45/T2122—20203a)硬件设备主要包括：车道控制器、收费员终端、路侧读写设备、雨棚信号灯、车道通行信号灯、高速自动栏杆、车牌自动识别设备、点阵式费额显示器、车辆检测器、车道摄像机等；b)软件系统主要包括：入口ETC车道系统、出口ETC车道系统，应实现自动标识电子标签，自动读取车辆信息，保存车辆的入口、出口站信息，应根据计费规则完成各种车辆的消费扣款。5.1.2测试前应部署的软硬件为车道工控机、车道软件、车道天线、用户卡机具、正式PSAM、车道费额显示器等设备及其配套软件等，应提前将实际车道费率表、测试用状态名单和参与方列表导入车道，应对车道所用关键外设进行充分排查、检测。5.1.3ETC车道系统构成图详见图1。信号接口板信号接口板机机箱 统地线地线统图1ETC车道系统构成图5.2ETC车道的功能DB45/T2122—202045.2.1应探测车辆的到来和离开并对车辆进行计数，并传送检测结果，宜判断来车是否有OBU。5.2.2抓拍设备应自动对车辆图像进行抓拍并保存。5.2.3在ETC入口车道应将入口收费站、车型等信息写入ETC卡；在ETC出口车道应根据车辆经过的入口收费站、标识站、车型信息，查费率表，计算通行费金额，写出口标识，完成扣款操作；在专用合建站出口车道应根据车辆经过的入口收费站、标识站、车型信息，查费率表，计算通行费金额，写出口标识，通过复合消费完成扣款操作；同时应写入合建站的入口信息；应根据车道计算机控制指令正确控制车道设备的动作，包括：线圈的正常检测、自动栏杆的升起、通行信号灯的切换、闪光报警器的开启和关闭、费额显示器的显示等。5.2.4应完成车道和收费站之间的数据交换，包括：a)接受收费站下传的信息应有同步时钟、费率表、黑名单、联网省份信息、里程表、收费站信息表、收费员信息表等系统设置参数等；b)应上传ETC预付卡原始消费数据、车道的过车记录、上下班工班表等。其中省界合建车道应将ETC预付卡的入口信息传输给相邻省界收费站收费系统。5.2.5车道数据与高速公路联网管理部门、公路运营公司数据中心的数据交换应符合相关标准的规定。5.2.6收费车道系统应以独立作业的方式工作，作业参数、数据记录应存储在本地。5.3ETC车道的性能ETC应满足以下性能指标的要求：——每条电子收费车道通行能力≥550辆/小时；——ETC车辆以20km/h的速度通过收费车道，每万笔收费交易出现错误≤3次；——至少保存40d的电子收费交易记录；——MTBF≥10000h。6ETC车道检测项目6.1ETC车道性能检测项目ETC车道性能检测项目及检测方法参见附录A中的表A.1。6.2ETC车道设备检测项目6.2.1ETC车道设备应满足的要求有：——ETC车道设备数量、型号规格应符合设计要求；——收费亭、车道控制器等设备应符合国家或行业标准的技术规定；——收费亭至收费岛的天棚上安装设备的裸露部分和电源线及信号线应按相关要求进行保护处理，应安装到位并连通，处于正常工作状态。6.2.2ETC车道设备检测项目参见附录A中的表A.2。7系统测试7.1ETC车道系统测试DB45/T2122—202057.1.1RSU频率容限测试设置被测RSU分别发射中心频率为5.830GHz的工作信道、5.840GHz的单音信号(非调制载波信号)，使用手持式频谱仪应测量RSU实际发射频率，RSU频率容限值应不大于1.0×10-5。7.1.2RSU调制系数测试先设置被测RSU发射速率为256KHz的连续PN9调制信号，使用手持式频谱仪应在ETC车道RSU的有效通信区域内进行测试，调制系数值应在0.5～0.9。7.1.3RSU占用带宽测试设置被测RSU发射速率为256KHz的连续PN9调制信号，使用手持式频谱仪应在ETC车道RSU的有效通信区域内进行测试，占用带宽应不超过5MHz。7.1.4线圈测试在车道关闭状态下应用铁板或者车辆分别压各个线圈，观察车检器及收费界面线圈的状态变化。车压线圈时，收费界面相对应的线圈图标应变红；车离开线圈时，收费界面相对应的线圈图标应变白。7.1.5栏杆机测试通过ETC设备测试界面向栏杆机发升杆和落杆指令，观察车道栏杆机状态是否正常。7.1.6顶棚指示灯测试通过ETC设备测试界面向顶棚指示灯发变红灯和变绿灯指令，观察顶棚指示灯状态是否正常。7.1.7车道通行灯测试通过ETC设备测试界面向通行灯发变红灯和变绿灯指令，观察通行灯状态是否正常。7.1.8报警器测试通过ETC设备测试界面启动或关闭报警器，观察报警器是否工作正常。7.1.9费额显示屏测试在ETC系统测试界面下，测试人员应站在ETC车道RSU有效通信区域内手持OBU与RSU进行交易测试，观察费显显示的信息是否正确。7.1.10RSU天线测试在ETC车道RSU有效通信区域内应手持OBU并按压OBU防拆开关，OBU天线面应朝向RSU，在测试界面右边信息框内应显示OBU交易成功等相关信息。7.1.11车牌识别器测试车辆驶入ETC车道时，测试界面右边信息框应显示车牌识别结果。7.1.12RSU通信区域测试DB45/T2122—202067.1.12.1测试RSU通信区域前应做好以下工作：检测人员以RSU在地面的垂直投影点为坐标原点，面向来车方向宜为纵轴正向，左方向应为横轴正向，以1m为间隔在地面用粉笔画线。其中，纵轴与车道的中心线应重合，纵轴正向画8m～20m，负向画2m，横轴正负双向各画4m，如下图2所示。-2-101234567-2-101234567轴线RSU地影点投图2测量RSU通信区域前7.1.12.2标定RSU通信区域方法如下：——采用手持OBU方式进行通信区域标定，按压测试OBU的防拆开关并使用胶纸等方法进行固定；——单手或双手握持OBU，应将OBU置于胸前，与身体保持一定距离，手握OBU侧面应不遮挡OBU——OBU距离地面高度宜为1.3m，OBU背面（天线面）朝向前方与地面应成45°夹角；——应始终朝向车辆行进方向，保持OBU握持位置相对固定。7.1.12.3进行通信区域标定时，应分别标定通信区域远端、近端、左侧及右侧四个边界点。测试点的定义应参照图3，其中1点为远端，7点为近端，10点为左端，4点为右端。通讯区域的标定时应首先标定1、7两点，确定交易区域中心后应测量4、10两点。通通轴线ETC天线地面投影点90-10123456776765544332211区域最远点通信区域最远点通信图3RSU通信区域标定DB45/T2122—202077.1.12.4RSU通信区域的测试步骤如下：a)启动RSU和车道控制机，应将RSU信道设置为信道1或信道2，RSU与车道控制机信号正常后应进行后续操作；b)测试人员应在工程规定通讯区域远端外2m处，手持OBU应以0.5m步长沿纵坐标轴、面向坐标原点方向（车辆行进方向）前进，每前进一个步长应静止4s以上，OBU背面应朝向RSU正面方向；c)待OBU初次正常稳定交易（蜂鸣或LCD显示）时，应立即停止移动，在原地观察OBU是否能连续稳定交易3次（3次交易时的蜂鸣或LCD显示时间间隔均匀）；d)该点OBU应能够连续稳定交易3次，则手持OBU以10cm为步长按照原测试路线往回返，同时按照上述方法观察在回返过程中是否有可使OBU能够连续稳定交易3次的交易点，直到确定出最外端的宜使OBU能够连续稳定交易3次的交易点。否则，从OBU初次正常稳定交易点继续匀速前进，按照上述方法直到找出最外端的可使OBU能够连续稳定交易3次的交易点；e)确定出最外端的可使OBU能够连续稳定交易3次的交易点后，测试人员应手持OBU继续匀速f)在前进过程中，观察是否有OBU终止交易的中断点或中断区域。没有出现OBU交易的中断点或中断区域，则将该点记录下来作为通信区域最远点。相反，应手持OBU通过交易的中断点或中断区域，重复步骤c）、d）直到找出通信区域最远点；g)按照上述方法找出全部的用于确定RSU通信区域的4个有效点，应做好记录，在各个点标定过程中测试人员行进方向应由区域外向区域中心移动，OBU天线面应朝向车辆行进方向，并与路面（或水平面）成45°夹角；h)实际测量出的RSU通信区域的长度和宽度与技术要求不符合，应调整RSU发射功率和安装角度，按照上述步骤重新测量出满足本标准的RSU通信区域的长度和宽度。7.1.12.5RSU通信区域测量过程中应注意：每个有效点应重复测量3次，每点的三次测试结果应取平均值进行记录；应至少使用3个测试OBU分别进行标定，两个以上OBU同时达到通信区域要求时应认为通信区域标定完成。此项测试应安排3人，1人应负责查看ETC系统交易情况，1人应负责手持OBU在ETC车道内移动，1人应负责标定测试点。7.1.13干扰源测试手持OBU与RSU在车道内连续出现多次交易失败且可以排除通信协议上的故障后宜进行此项测试。在ETC车道RSU有效通信区域内应利用带有射频接收功能的手持式频谱仪检测车道附近的干扰源，通过手持式频谱仪记录各个干扰源的干扰频率和干扰功率。此项测试需要2人，1人应用手持式频谱仪在车道RSU有效通信区域内测量干扰源，1人应负责数据记录。7.1.14跟车距离测试跟车距离测试应为实际过车测试共需要3人，其中两人应负责驾驶车辆，另一人应负责观察交易情况并做测试记录，还需要两辆测试车辆，两个OBU及CPU卡。测试步骤如下：a)应分别采用硬纸片和胶带绑住OBU防拆开关用胶带固定在两辆测试车辆的挡风玻璃内侧靠中间的位置，OBU天线面应紧贴挡风玻璃；b)启动一体机，等RSU天线与一体机通信正常后，应以测试员工号上班；c)甲乙分别驾驶测试车辆开始相距20m并同时以10km/h到20km/h的相同速度，应匀速通过ETC车道，丙在ETC系统显示器前观察OBU与RSU交易情况。前后车交易均成功后，前后车以1m为步长不断缩小两车之间的距离，应重新进入ETC入口并匀速通过ETC车道，记录最后前后两辆车均能成功完成OBU与RSU之间交易的相对距离，此距离应为ETC车辆跟车距离；DB45/T2122—20208d)重复步骤3，测量5次，最终结果应取平均值。7.1.15兼容性测试7.1.15.1对于不同品牌的OBU测试，测试步骤如下：a)采用硬纸片和胶带绑住OBU防拆开关并用胶带固定在测试车辆的挡风玻璃内侧靠中间的位置；b)OBU天线面紧贴挡风玻璃；c)启动一体机ETC测试程序，等RSU与一体机通信正常后，应以测试账号上班，不少于两辆的测试车辆应循环驶入ETC车道进行测试；d)OBU与RSU完成多次交易测试后(每个品牌OBU测试5个，每个OBU至少测试20次)，应记录交易成功率(100%×交易成功次数/尝试交易次数)、平均交易时间等参数。车道RSU应兼容多个品牌的OBU交易成功率及交易时间达到相关标准的要求。7.1.15.2该项测试至少需要4名测试人员，至少两人应负责开车循环驶入ETC车道，1人应负责观察ETC测试界面交易情况并记录出现的异常，1人应负责测试数据记录及更换不同品牌OBU与RSU进行交易测试。7.1.16可靠性测试可靠性测试宜单独进行或与兼容性测试合并进行，应达到的技术要求包含：a)ETC系统连续交易50次，交易及车道控制应无异常，用计算机软件核对应无错误；b)外围设备发生故障，应有相应报警信息；c)网络中断时，系统提示异常应能够继续运行。网络恢复时，数据应自动上传。7.1.17OBU防拆卸测试7.1.17.1OBU防拆卸测试步骤如下：a)DSRC空中接口读取被测OBU系统信息文件时，应查询被测OBU拆卸状态是否正确；b)将被测OBU拆卸，应验证其功能是否还能正常使用，通过DSRC空中接口读取被测OBU系统信息文件，应查询ESAM拆卸状态是否正确；c)通过DSRC空中接口将被测OBU系统信息文件拆卸状态置位；d)验证被测OBU系统信息文件拆卸状态是否被正确置位。7.1.17.2此项测试需要2人，1人应负责对OBU进行操作，1人应负责手持OBU在ETC车道有效通信区域与RSU进行交易测试及查询车道机上OBU与RSU交易日志信息，跟踪OBU拆卸状态位。7.1.18车道基本控制逻辑测试ETC车道软件版本升级后，应进行此项测试。车道控制逻辑测试应包含：——正常处理合法以及非法ETC车辆；——合法、非法车辆在各种跟车情况下，应按实际操作处理；——正确处理低值车辆和黑名单车辆；——正确处理车辆冲卡事件；——正常处理各种情况下的超时停留。7.1.19邻道干扰测试7.1.19.1邻道干扰表现为本车道RSU与相邻车道驶入车辆的OBU进行交易，本车道内未收费车辆被放行，相邻车道已收费车辆由于没有与其对应车道内的RSU进行交易而不能通过收费站，或者再次与车道DB45/T2122—20209内的RSU进行交易导致用户被收取双份通行费。收费站内相邻两个车道应同为ETC入口车道或ETC出口车道。7.1.19.2现有相邻的两个ETC车道A和B，两车道的RSU通信区域应为已知，采用模拟的方法测试相邻ETC车道是否存在邻道干扰。此项测试需要3人，1人应负责查看ETC系统交易情况，另2人应负责手持OBU在ETC车道RSU通信区域内走动，具体测试步骤如下：a)设置车道A路侧单元RSU发射机合适的工作功率，确认该车道OBU在RSU通信区域内能够正常完成交易；b)关闭车道B路侧单元的电源，使其处于不工作状态；c)手持OBU在车道B的靠近车道A边缘的RSU有效通信区域内应沿车辆行驶方向移动，按压OBU的防拆开关并使OBU背面朝向车道B的RSU正面，应观察车道A的RSU是否与该OBU进行交易，发生交易则说明车道A存在邻道干扰；d)对车道B按照上面步骤重复操作，车道B的RSU与车道A中的OBU发生交易则说明车道B存在邻道干扰；e)同时打开车道A和车道B，使ETC系统均处于工作状态，两个人分别手持OBU在各自RSU通信区域，按压防拆开关使OBU背面朝向各自的车道RSU正面。测试时1人固定站在车道A的RSU有效通信区域内的某个位置，1人在车道B的靠近车道A边缘的RSU有效通信区域内沿车辆行驶方向移动；f)测试过程中应有人观察车道ETC收费系统界面，本车道中的RSU与邻近车道的OBU发生交易，本车道存在邻道干扰。7.2收费站系统测试7.2.1现有的路段收费站系统应有以下功能：——系统参数管理：接收、浏览、查询路段收费分中心下发的ETC相关的参数表，应下传至各个收费车道。由于网络故障无法和收费分中心完成数据通信，宜以手工录入黑名单表，完成车道的黑名单更新，所有操作记录应自动计入操作日志；——数据传输管理：应建立与上级收费分中心、下级收费站系统的通信连接，传输联网ETC所需的数据、参数等；——收费监控管理：在车道监视功能的基础上，应对ETC车道系统的操作和收费数据实时监控，实现对不停车收费交易的核查管理；——数据备份与恢复管理：应收集和汇总从所属收费车道上传的不停车收费原始交易数据、统计数据；在现有数据备份功能的基础上，应对新增数据进行数据备份；——报表统计、查询管理：除了原有报表统计和查询管理，应针对不停车收费交通量、通行费等的统计功能，按交易时间、车型等条件应提供统计报表、数据查询等；——ETC特殊事件处理：出口车道处理操作中出现卡损坏、卡内无入口信息或入出口信息不符等情况时，应提供通过收费站系统与网络查询用户入口信息的功能。7.2.2在原有的收费站系统功能上，增加ETC管理功能。应用软件、数据库管理系统应进行必要的更新。7.3数据传输系统测试DB45/T2122—20207.3.1数据传输平台测试联网ETC数据应利用现有的通信网络和传输通道传至收费站，收费站传至路段收费分中心，路段收费分中心传至省（市）联网收费结算中心。宜设置备份传输通道，网间应设置防火墙或采用硬件隔离等。7.3.2电子收费数据测试7.3.2.1省（市）内的ETC数据应分为下发数据、上传数据等。7.3.2.2下发数据应包括同步时钟、费额表、车道