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概要

全球經(jīng)濟(jì)與城市化的持續(xù)發(fā)展驅(qū)動了交通流量的快速增長，現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施無法滿足快速增長的交通需求。通過對交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化和智能化升級，推動智能交通系統(tǒng)（ITS: Intelligent Transportation System）的建設(shè)，已成為全球各主要國家交通管理部門的重要任務(wù)。中國政府于 2019 年 9 月發(fā)布了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》。這個綱要提出，不斷推進(jìn)現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系的發(fā)展，到 2035 年將中國基本建設(shè)成為世界交通強(qiáng)國。

其中，電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC: Electronic Toll Collection）作為智能公路交通的重要組成部分，目前正在路橋和停車場收費(fèi)等場景發(fā)揮著重要作用，在提升交通效率和挖掘交通數(shù)據(jù)的價值中扮演著重要角色。

英特爾與深圳市集和誠科技開發(fā)有限公司^*（以下簡稱：集和誠^* 或 JHCTECH）等合作伙伴推出了面向 ETC 系統(tǒng)的產(chǎn)品和解決方案，能夠在道路邊緣側(cè)與云端對于 ETC 等交通數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理以及分析，幫助用戶加快 ETC 系統(tǒng)的部署，為智能交通的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

背景：快速發(fā)展的中國ETC建設(shè)

ETC 系統(tǒng)可以自動檢測及識別車輛，從而無需停車就能完成收費(fèi)交易，使車輛快速通過收費(fèi)站，緩解收費(fèi)站延緩交通的瓶頸效應(yīng)，提升整體交通效率。除了路橋和停車場收費(fèi)，ETC 系統(tǒng)基于車輛身份識別和金融支付能力，以及門架系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)，還可以在交通控制、流量調(diào)查、路徑標(biāo)識、擁堵收費(fèi)與治理、以及交通執(zhí)法等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

因此，ETC 的建設(shè)與推廣已經(jīng)成為構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系的重要組成部分。2019 年 5 月，中國交通運(yùn)輸部辦公廳印發(fā)《關(guān)于大力推動高速公路 ETC 發(fā)展應(yīng)用工作的通知》，要求積極推動 ETC 的安裝使用，為取消高速公路省界實(shí)體收費(fèi)站創(chuàng)造條件。按照計劃，到 2019 年底，中國各省（區(qū)、市）汽車 ETC 安裝率將達(dá)到 80% 以上，通行高速公路的車輛 ETC 使用率達(dá)到 90% 以上，高速公路基本實(shí)現(xiàn)不停車快捷收費(fèi)。

其中，高速公路省界實(shí)體收費(fèi)站的取消具有劃時代的意義，徹底改變了高速公路的組織和運(yùn)營方式，由分省運(yùn)營服務(wù)變?yōu)槿W(wǎng)運(yùn)營服務(wù)，有助于加速實(shí)現(xiàn)高速公路的信息化、智能化和高質(zhì)量發(fā)展，同時改善居民高速公路出行體驗(yàn)，促進(jìn)物流產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

與傳統(tǒng)的人工收費(fèi)（MTC: Manual Toll Collection）不同，ETC 在路側(cè)單元（RSU: Road Side Unit）和車載單元（OBU: On- Board Unit）之間采用專用短程通信技術(shù)（DSRC: Dedicated Short Range Communications）進(jìn)行信息交互，完成車輛身份識別，將相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)送往后臺，并基于與車輛綁定的銀行賬戶信息進(jìn)行結(jié)算處理，實(shí)現(xiàn)自動的非現(xiàn)金支付。

ETC 已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于路橋和停車場收費(fèi)，其中高速公路收費(fèi)是其主要應(yīng)用場景。目前，中國面向高速公路收費(fèi)的 ETC 系統(tǒng)架構(gòu)如圖 1 所示。

從圖 1 可以看出，目前中國高速公路 ETC 系統(tǒng)包括位于高速公路入口和出口的非門架站（包括 ETC 車道和 ETC/MTC 混合車道），以及位于高速公路上的省界門架站和非省界門架站等不同收費(fèi)站和車道類型，可以滿足通行車輛（OBU 車輛和 CPC 車輛）的自動或人工收費(fèi)需求。其中，省界門架站是一種架設(shè)在高速公路上方，具備計費(fèi)和路徑標(biāo)識等功能的系統(tǒng)，其上安裝了可與 OBU 進(jìn)行通信的 RSU，以及高清車牌識別系統(tǒng)、車型分類器與車輛檢測器等設(shè)備，能夠在車輛正常高速行駛的情況下進(jìn)行車輛身份識別與計費(fèi)，替代了原來需車輛減速通過的傳統(tǒng)省界 ETC 收費(fèi)站，大大提高了通行效率。

挑戰(zhàn)：面向ETC系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機(jī)設(shè)計

在 ETC 系統(tǒng)中，工業(yè)控制計算機(jī)（Box PC 或 Industrial PC，簡稱工控機(jī)）發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它既與 RSU、高清車牌識別系統(tǒng)及其它車道設(shè)備相連，又與站級服務(wù)器（Toll Station Server）相連，完成 ETC 相關(guān)數(shù)據(jù)的計算、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)，以及對各種車道設(shè)備的控制。根據(jù)其所在的 ETC 收費(fèi)站和車道種類的不同，ETC 工控機(jī)的功能也不一樣：

解決方案：基于英特爾^®架構(gòu)的ETC工控機(jī)解決方案

集和誠基于英特爾®架構(gòu)研發(fā)了系列 ETC 工控機(jī)，內(nèi)含的英特爾®芯片與技術(shù)包括：英特爾®酷睿™系列處理器（Intel®Core™CPU）、英特爾®博銳™技術(shù)（Intel®vPro™）、英特爾®H110 和英特爾®Q170 芯片組（以及英特爾®I219-LM 和英特爾®I211-AT 以太網(wǎng)控制芯片（Intel®I219-LM & I211-AT Ethernet Controllers），具備算力強(qiáng)勁、低功耗、性能可擴(kuò)展、安全可靠以及可遠(yuǎn)程管理等優(yōu)點(diǎn)。

英特爾與集和誠等合作伙伴密切協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了軟硬件緊密融合并可快速部署的 ETC 工控機(jī)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于省界門架站、非省界門架站、位于高速公路入口和出口的非門架站（包括 ETC 車道和 ETC/MTC 混合車道）等不同場景。這些 ETC 工控機(jī)產(chǎn)品符合嚴(yán)格的中國與海外相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用規(guī)范，均采用加固級無風(fēng)扇設(shè)計，可以在 -35℃ 至 +70℃ 的寬溫范圍內(nèi)工作，且具有防塵、防腐蝕、防震動沖擊、抗電磁干擾的極高穩(wěn)定可靠性，能夠在惡劣的環(huán)境條件下持續(xù)可靠的穩(wěn)定運(yùn)行。

上述 ETC 工控機(jī)產(chǎn)品的型號、應(yīng)用場景和技術(shù)參數(shù)如表 1 所示。

效果：顯著提升高速公路的通行效率

隨著取消省界實(shí)體收費(fèi)站項(xiàng)目的推進(jìn)和系統(tǒng)的持續(xù)升級，中國高速公路 ETC 系統(tǒng)對于工控機(jī)的要求不斷提升。目前，英特爾與集和誠合作打造的 ETC 工控機(jī)解決方案已經(jīng)在不同的省（市、區(qū)）的 ETC 系統(tǒng)中成功應(yīng)用，很好的滿足了不同類型的 ETC 收費(fèi)站和車道的需求。

據(jù)中國交通運(yùn)輸部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在取消省界實(shí)體收費(fèi)站，使用帶有 ETC 工控機(jī)的省界門架站之后，客車平均通過省界的時間由原來的 15 秒減少為 2 秒，貨車通過省界的時間由原來的 29 秒減少為 3 秒。高速公路通行效率的提升效果非常顯著。

在中國 ETC 系統(tǒng)的改造升級中，基于英特爾®架構(gòu)的集和誠®ETC 工控機(jī)發(fā)揮了重要的作用。僅舉以下兩例：

國家高速 G65（包茂高速）：該高速公路在湖南省境內(nèi)路段穿越山區(qū)，氣候變化頻繁、海拔落差大、環(huán)境比較惡劣。使用了基于英特爾®架構(gòu)的各型號集和誠®ETC 工控機(jī)，被廣泛部署在省界門架站、非省界門架站和位于各個出入口的非門架站（圖 2），充分滿足了用戶在不同場景下的應(yīng)用需求， 獲得了 ETC 用戶的高度評價。

國家高速 G93（成渝環(huán)線高速）：其部分路段在節(jié)假日期間的車流量達(dá)到 3 萬量/天左右，這對于 ETC 系統(tǒng)的應(yīng)對能力提出了較大的挑戰(zhàn)。在使用集和誠®ETC 工控機(jī)之后，交通管理部門能夠?qū)?ETC 計費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理，并且滿足了穩(wěn)定性和可靠性等方面的需求，舒緩了因人工收費(fèi)或者省界實(shí)體收費(fèi)站帶來的通行瓶頸效應(yīng)，進(jìn)一步提升了高速公路的通行效率。

展望：ETC 助力未來智能交通的車路協(xié)同

現(xiàn)有的 ETC 系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)路橋和停車場收費(fèi)以及路徑標(biāo)識， 還可以被簡單升級用來進(jìn)行交通控制與流量調(diào)查、擁堵收費(fèi)與治理，以及配合交通執(zhí)法（如監(jiān)測超速車輛并自動生成罰單）。

在未來的智能交通體系（ITS）中，ETC 系統(tǒng)可以作為基礎(chǔ)設(shè)施用來支持車路協(xié)同（VII: Vehicle-Infrastructure Integration），如圖 3 所示。在 ETC 門架上，不僅可以部署用于 ETC 功能的 RSU 和車牌識別設(shè)備，還可以部署用于監(jiān)控路面交通狀況的攝像頭、雷達(dá)以及其它感知設(shè)備。當(dāng)這些感知設(shè)備發(fā)現(xiàn)異常狀況或臨時事件，如路面障礙物、交通事故以及路面施工的時候，可以通過基于人工智能的計算機(jī)視覺等技術(shù)，判斷事件或狀況類型，據(jù)此生成安全消息，通過 RSU 的 V2X 通信鏈路及時通知附近的車輛或行人，避免事故的發(fā)生。ETC 門架上還可以部署氣象傳感器，將監(jiān)測到的異常氣象狀況（如大霧、團(tuán)霧、橫風(fēng)或冰雹等）通過分析處理，生成相關(guān)提示信息，并通過 RSU 發(fā)送給車輛，以保障行駛安全。

車路協(xié)同的許多場景需要基于人工智能的計算機(jī)視覺技術(shù)來進(jìn)行分析處理，會對網(wǎng)路邊緣的計算能力有較高的需求，ETC 門架上可部署移動邊緣計算（MEC: Mobile Edge Computing） 設(shè)備來應(yīng)對。英特爾在人工智能和邊緣計算領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累，可以提供豐富多樣的產(chǎn)品組合。

如圖 4 所示，針對于未來支持車路協(xié)同的 ETC 系統(tǒng)中的計算機(jī)視覺應(yīng)用，英特爾提供了各類算力不同的通用處理器（包括英特爾®凌動™、酷睿™和至強(qiáng)R 系列處理，專用視覺處理器（VPU: Vision Processing Unit）英特爾®Movidius®Myriad X™以及基于 VPU 或 FPGA 的硬件加速處理方案。另外，為了支持跨不同芯片平臺的開發(fā)，英特爾提供 OpenVINO™軟件工具套件，其內(nèi)含豐富的軟件工具，極大地提升了開發(fā)者的工作效率，縮短了產(chǎn)品研發(fā)時間。英特爾以豐富完善的硬件和軟件平臺，為 ETC 系統(tǒng)未來的發(fā)展和演進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

以數(shù)據(jù)為中心的英特爾公司將以世界領(lǐng)先的端到端技術(shù)、強(qiáng)大的底層算力以及豐富的產(chǎn)品組合，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界伙伴，助力于全球智能交通產(chǎn)業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。

 

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    1、http://www.mot.gov.cn/zhuanti/shoufeiglzdgg/zhengcefg/201907/t20190704_3221068.html

2、 http://m.news.cctv.com/2019/06/09/ARTIq5Q7MKChAP6UV9S7fk6i190609.shtml

在特定系統(tǒng)中對組件性能進(jìn)行特定測試。硬件、軟件或配置的任何差異都可能影響實(shí)際性能。考慮購買時，請查閱其他信息來源以評估性能。如欲了解有關(guān)性能及性能指標(biāo)評測結(jié)果的更完整信息，請?jiān)L問：http://www.intel.cn/content/www/cn/zh/benchmarks/benchmark.html

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