Page 125 - 中国公共安全1月刊

种天线形式，由三个部分组成：天线阵、馈电网络和 ■简化了ETC车道系统的架构
波束控制器。基本原理是微处理器接收到包含通信 新一代ETC专用车道系统，在维持现有车道系
方向的控制信息后，根据控制软件提供的算法计算 统功能需求不变，技术指标不降低的前提下，将车
出各个鉴相器的相位量，然后通过天线控制器来控 道系统主要硬件设备由原先的三对光栅、六对光开
制馈电网络完成移相过程。 圈，调整为两对光栅、两对光开，主要设备组成大大
相控阵天线发送有效信号唤醒OBU并接收到 简化，降低了系统故障率，更利于故障排查和故障定
OBU回复有效信号后，最终经过电路过滤，软件编码 位，降低了车道日常维护的成本。
整合优化，将鉴相支路所获得的信号进行多次的信 ■解决了跟车干扰问题
号纠正整合，获得各个支路的相位差，再经过FPGA 由于考虑到软件流程的知识产权问题，在此并
一系列的复杂算法转换成空间二维坐标系统，从而 不能将具体的处理流程全部展现出来，只对基本原
获得OBU反射回来的信号的二维坐标值。其车行方 理进行简单介绍。
向定位精度小于1米，纵向定位精度小于0.5米。 新一代ETC专用车道系统，在解决跟车干扰问题
通过以上原理分析，利用相控阵天线的定位技 时，主要是利用红外车辆分离器对进入通信区域的
术，代替现有根据电子标签的唤醒时序、交易完成时 车辆进行精确计数，利用相控阵天线的定位技术电

序、交易完成情况等，确定电子标签在通信区域中的 子标签在通信区域中的位置，将两者相互匹配并与
位置的方法，解决由于天线在使用过程中由于器件 车辆通行顺序队列相结合，从而形成整体车辆队列，
老化、工艺、安装位置变化等原因，造成位置判断错 并根据此队列控制栏杆机的抬杆、落杆、放行、拦截
误的问题，并且可以进一步加长天线通信区域，解决 车辆，从而杜绝了跟车干扰现象。
临道干扰，支持三车道及以上并排布设应用需求。 ■进一步提升了交易成功率
系统方案 新一代ETC专用车道系统将天线通信区域由原
综合上文所述，在保留现有车道的系统优势如： 先的6米加长为8米，给车辆更多的交易时间。并且，
能够正确判断车行方向、能够精确分离车辆等的基 本车道所采用的相控阵天线有远、中、近三个区域，
础上，重新调整系统硬件架构、软件流程、车道布设 车道系统会根据车辆位置自动切换，近区域是功率
方式，研发了新一代基于红外光栅及相控阵定位技 和场强最集中的区域，提高了微波信号的穿透性，通
术的ETC车道系统.（布设如图2所示） 过统计分析，在去除人为原因及OBU故障后，该车道
新一代ETC专用车道系统，解决了现有ETC专用 系统的交易成功率可以达到99.85%。
车道系统的存在的不足之处： ■实现了三车道及以上并排布设需求
利用相控阵天线的定位功能，动态设置通信区

域，非本车道通信区域的均可设置为邻道。利用智能
定位技术可以直接将邻道的OBU干扰信号排除，只
与本车道OBU进行正常交互，从而解决了临道干扰问
题，实现了三车道及以上并排布设需求。

▲图2
作者单位：上海电科智能系统股份有限公司

第十七届中国国际社会公共安全博览会(2019.10.29-11.1深圳会展中心)www.cpse.com.cn 109

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