導讀:目前,我國基于5.8GHz頻段的DSRC標準已經(jīng)編制完成并上報國家標準化委員會,相信短期內(nèi)就會有明確的答復?!『翢o疑問,對于915MHz和2.45GHz頻段的ETC設(shè)備制造商而言,該標準的出臺對企業(yè)造成的沖擊是相當嚴重的。于是,關(guān)于該標準是否符合國情,該頻段技術(shù)是否先進的爭論不可避免地展開。
拿什么推動你 中國ETC市場(記者手記)
我做ETC專題的心情,實在是復雜得很,這種心情源于業(yè)內(nèi)對電子不停車收費DSRC標準的爭議。按說,ISO/TC204中國委員會已經(jīng)確認我國公路聯(lián)網(wǎng)電子收費車輛識別頻段為5.8GHz,相關(guān)標準也馬上就要出臺,作為行業(yè)主流媒體的記者,我有責任弘揚"主旋律"。但是,記者的本能讓我更加留意其他不同的聲音。面對爭議,我不敢評判誰對誰錯,但有一點可以肯定,那就是大家的出發(fā)點是好的,都是從我國交通事業(yè)的長遠發(fā)展考慮。表面看來,紛紛擾擾的ETC市場讓人看不清、摸不透,但是有爭議就會有妥協(xié),市場前進的腳步不會因為存在爭議而停止。不論是哪種頻段的ETC產(chǎn)品,盡快研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)才是最迫切的。如果已經(jīng)看清了前方的道路,那么不妨再堅持一下。我們需要的是勇氣和魄力,是非功過,交給后人來評說。
最終,我決定把所有的聲音都記錄下來,提供給讀者更全面的信息,希望讀者能自己思考和判斷,ETC市場也能早日健康啟動。
名詞解釋:電子不停車收費(ETC)
ETC(Electronic Toll of Collection)是一個集中了無線電通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)及信息處理、自動控制等多項高新技術(shù)在公路自動收費綜合系統(tǒng)中的應(yīng)用。它利用車載電子標簽自動與安裝在路側(cè)或門架上的微波天線進行信息交換,中心控制計算機根據(jù)電子標簽中存儲的信息識別出道路使用者,然后自動從道路使用者的銀行賬號中扣除通行費。最明顯的優(yōu)點是可以不停車收費,從而大幅度提高了車道收費站的處理效率和收費公路的疏通能力。
ETC系統(tǒng)可以分為開放式ETC和封閉式ETC,前者讀取車載智能裝置(如電子標簽)有關(guān)信息,按相關(guān)費額進行收費,功能簡單,適用于單個收費站點使用。后者要綜合車輛的入口信息及費率表得出其相應(yīng)費額進行收費,系統(tǒng)復雜,適用于全路段ETC收費。
在ETC系統(tǒng)中,對車載智能裝置的讀寫控制主要采用無線通訊技術(shù),如915MHz、2.45GHz、5.8GHz等頻段的通訊設(shè)備,以及相應(yīng)的計算機數(shù)字傳輸控制和后臺結(jié)算協(xié)議處理等裝置。
ETC最早引進我國是在上世紀90年代中期。那時,我國部分經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的高速公路車流量激增,導致了收費口交通堵塞、環(huán)境污染等一系列問題。據(jù)ISO/TC204中國委員會統(tǒng)計資料,當年僅廣州地區(qū)停車等待交費損失的車時就達數(shù)百萬小時,由此導致的汽油浪費以億元計算。因此,部分經(jīng)濟發(fā)達省市開始引進ETC系統(tǒng)以解決人工收費方式的不足。1996年,廣東省佛山市通達高技術(shù)實業(yè)公司引進了美國TI公司的ETC收費設(shè)備,開發(fā)了ETC收費系統(tǒng)軟件,在佛山、順德、南海等地建立了ETC車道并投入使用。年底,北京首都高速公路發(fā)展有限公司與美國AMTECH公司簽訂協(xié)議,在首都機場高速公路進行為期三個月的ETC收費系統(tǒng)試驗,該系統(tǒng)第二年投入試運行。
從1996年至今,全國范圍內(nèi)已經(jīng)有十幾個省市相繼開通了兩百多條ETC車道。實踐證明,大多數(shù)ETC系統(tǒng)是安全、穩(wěn)定、可靠的,取得了應(yīng)有的社會和經(jīng)濟效益。但是,有一個問題不容忽視,我國高速公路管理公司各自引進了互不兼容的ETC系統(tǒng)。在高速公路區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費乃至全國聯(lián)網(wǎng)收費的趨勢越來越明確的情況下,ETC系統(tǒng)互不兼容的問題顯得更加尖銳,如不能解決這個問題,勢必會阻礙ETC的健康發(fā)展,電子不停車收費相關(guān)標準的研究刻不容緩。
要解決ETC系統(tǒng)的兼容性,首當其沖的就是要統(tǒng)一車載電子標簽與車道微波天線之間的通信頻段問題,這個頻段屬于專用短程通信(Dedicated Short Range communication)范疇,簡稱DSRC。
國際上,DSRC標準化體系研究分為歐、美、日三大陣營。歐洲CEN/TC278、日本ISO/TC204分別于1997年完成了DSRC標準的制定工作,都選擇5.8GHz作為DSRC通信頻率。在1998年以前,美國研究和討論的一直是915MHz DSRC標準,1997年5月19日,ITS America向聯(lián)邦通信委員會(FCC)提出將5.850-5.925GHz頻段分配給智能運輸服務(wù)領(lǐng)域并保留915MHz用于近期ETC系統(tǒng)的申請,這個申請于1998年獲得了FCC的通過。至此,全球三大DSRC陳營都統(tǒng)一到5.8GHz頻段上了。
中國ISO/TC204委員會充分考慮到國際DSRC標準化發(fā)展趨勢和國內(nèi)ETC系統(tǒng)應(yīng)用需求日趨強烈的現(xiàn)狀,認為中國已經(jīng)沒有時間,也沒有必要重新制定一套全新的ETC標準,吸收采納現(xiàn)有的、成熟的國際標準將是最為可行的方式。1998年5月,中國ISO/TC204委員會向無線電管理委員會提出將5.8GHz頻段分配給智能運輸系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的短程通信(包括ETC系統(tǒng))。選用5.8GHz作為微波短程通信中心頻段的理由是:我國通信系統(tǒng)標準體系靠近歐洲標準體系,無線電頻率資源的分配大致相同(900MHz主要用于移動通信系統(tǒng),2.45GHz用于醫(yī)療設(shè)備和家用微波器具,5.8GHz用于衛(wèi)星通信、工業(yè)、軍事、科研和擴頻通信等);5.8GHz頻段背景噪聲小,解決該頻段的干擾和抗干擾問題比915MHz和2.45GHz容易;5.8GHz頻段的設(shè)備供應(yīng)商較多,有利于我國ETC系統(tǒng)的設(shè)備引進,有利于降低系統(tǒng)成本;有利于開展智能運輸領(lǐng)域的其他服務(wù)。
目前,我國基于5.8GHz頻段的DSRC標準已經(jīng)編制完成并上報國家標準化委員會,相信短期內(nèi)就會有明確的答復。
毫無疑問,對于915MHz和2.45GHz頻段的ETC設(shè)備制造商而言,該標準的出臺對企業(yè)造成的沖擊是相當嚴重的。于是,關(guān)于該標準是否符合國情,該頻段技術(shù)是否先進的爭論不可避免地展開。
正方:
國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心 張北海
瑞典康比特交通系統(tǒng)有限公司 余文
廣州市埃特斯通訊設(shè)備有限公司 羅瑞發(fā) 等
反方:
深圳市深港產(chǎn)學研數(shù)碼科技有限公司 梁志軍
四川新源現(xiàn)代智能科技有限公司 關(guān)振柔
深圳市人一科技發(fā)展有限公司 劉峻嶺 等
辯題一:產(chǎn)品是否有成熟的標準做為依托
正方:國際標準化組織(ISO)、歐洲標準化委員會(CEN)、日本、美國、中國等大多數(shù)標準化組織和國家都已將DSRC標準確定在5.8GHz-5.9GHz頻段上。915MHz和2.45GHz技術(shù)主要是美國和歐洲早期采用的ETC技術(shù),沒有形成統(tǒng)一的技術(shù)標準。
反方:915MHz產(chǎn)品遵循ISO/18000-6國際標準和美國ANSI NCITS256標準。2.45GHz產(chǎn)品的生產(chǎn)遵循美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)認可的FCC/ITS標準。三種頻段的技術(shù)在國際上都有廣泛的應(yīng)用,但是至今任何一種技術(shù)也沒有形成所謂的"國際標準",充其量只是在局部甚至是幾個大公司共同推行的標準。
辯題二:關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸速率的大小
正方(主要針對915MHz系統(tǒng),2.45GHz產(chǎn)品的讀寫速度為200K-500Kbps,傳輸速率與5.8GHz系統(tǒng)相仿。):5.8GHz系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率是下行500Kbps(寫入功能),上行250Kbps(讀出功能)。這樣的傳輸速率可以確保收費處理交易的正確完成,也可以在將來提供ITS領(lǐng)域內(nèi)的其他服務(wù)。
915MHz系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率分別為0.3Kbps(寫入功能)和 6Kbps(讀出功能)。也就是說,從單個標簽上讀8 Byte耗時12ms,向單個標簽上寫入1 Byte耗時25ms。由于系統(tǒng)的寫入能力非常有限(通常會遇到過高錯誤率等問題),最后僅使用其只讀的功能。這給915MHz系統(tǒng)在封閉式道路收費系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用帶來了巨大的障礙。
反方:915MHz系統(tǒng)能在12ms內(nèi)完成一個完整的8Byte ID碼的讀取,從而能成功地完成對裝在車內(nèi)的電子標簽的正確識別。
該系統(tǒng)若采用頂裝方式安裝天線,在4米的有效讀取區(qū),按120km/H的車速穿越此通信區(qū)時的駐留時間為120ms,根據(jù)上面所述的識別速度,在理論上車輛穿越該4米通信區(qū)內(nèi)可成功地完成10次ID號的讀取。
過去有一種概念,認為只有在"開放式收費"的環(huán)境下,才可以用"只讀"的RFID(射頻識別)器件完成電子收費功能。對于早期不具備聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下工作的ETC收費方式而言,以上結(jié)論無疑是正確的。然而,近年來收費站通信網(wǎng)設(shè)備得到長足的發(fā)展,特別是有不停車收費需要的公路收費站都已具備在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下進行ETC的能力,因而利用只有讀入能力的無線條碼器件就能夠基于聯(lián)網(wǎng)通信進行封閉式ETC收費。
在進口收費站與另一出口收費站處分別讀取來自同一輛車上標簽的獨特代碼(卡中固有的ID碼),每個獨特代碼與在收費管理系統(tǒng)中的某一個費用結(jié)算賬戶代碼惟一對應(yīng)。車主在領(lǐng)取電子標簽時在后臺數(shù)據(jù)庫已完成上述對應(yīng)關(guān)系的建立,并同時把與該獨特代碼相關(guān)聯(lián)的已核定的車型分類代碼一并注入到該電子收費賬戶的數(shù)據(jù)庫中。僅需在標簽發(fā)放時,同時在具有防拆功能的電子標簽寫入不可更改的車輛分類代碼即可。收費管理系統(tǒng)根據(jù)采集到同一車輛通過進口收費站與出口收費站產(chǎn)生的獨特代碼以及附加車型分類碼,就可以通過查表處理,實時計算出通過該封閉路段應(yīng)收的費用,同時載入該車主的賬戶中,扣除相應(yīng)的通過費金額。
辯題三:關(guān)于通訊距離的長短
正方:電子標簽和讀寫器的通訊距離是ETC系統(tǒng)設(shè)計的重要因素。為了保障系統(tǒng)能夠交換更多的數(shù)據(jù)(如封閉式道路收費系統(tǒng)應(yīng)用),保障較高的通行速度和較低的交易錯誤率以及較長的通訊距離是必須的。
5.8GHz系統(tǒng)DSRC協(xié)議的基礎(chǔ)技術(shù)保證其至少有10米的雙向通訊距離。反向散射原理使下行和上行的通訊互不干擾,從而使得標簽可以在有限的功率范圍內(nèi)可靠地進行通訊。因此,根據(jù)反向散射原理工作的系統(tǒng)讀和寫的距離相等。
915MHz等低頻點的技術(shù)則要求電子標簽必須利用讀寫器下行通訊的能量進行上行通訊。這種方法雖然投入少,但需要比反向散射解決方案更大的發(fā)射功率。要達到有效讀寫距離,電子標簽需要反射部分發(fā)射功率,并不斷地重發(fā)數(shù)據(jù)。電子標簽通訊所需的功率與其距離的平方成反比,也就是說在一米的距離處一定的功率在10米處就減少了100倍。對于低頻點的技術(shù),10米距離的可靠通訊所需的功率高達100瓦,而發(fā)射功率越大,與使用鄰近頻點的設(shè)備就越有可能出現(xiàn)干擾的情況。
反方:915MHz和2.45GHz技術(shù)電子標簽和讀寫器的通信距離都可以達到10米。無源單片RFID電子標簽所需功率僅為20μw左右,考慮到電子標簽的天線增益足可以彌補電池在擋風玻璃上的損耗,所以實際有約28μw的功率用作對芯片供電。通過比較,915MHz的自由空間的雙向損耗和單向損耗都比5.8GHz低,使電子標簽的無源化易于實現(xiàn),同時也很大地緩和對RSU的接收機靈敏度要求。對于"發(fā)射功率越大,與使用鄰近頻點的設(shè)備就越有可能出現(xiàn)干擾的情況"的問題,在系統(tǒng)抗干擾性一節(jié)會有詳細說明。
辯題四:關(guān)于系統(tǒng)的安全性
正方(主要針對915MHz系統(tǒng)):ETC系統(tǒng)的成敗常常取決于公眾對系統(tǒng)性能的認可程度。偽造電子標簽的出現(xiàn)會導致用戶對整個系統(tǒng)的不信任,甚至會嚴重到?jīng)]有人愿意再使用這套系統(tǒng),因此選擇可靠、安全的解決方案至關(guān)重要。
當然,安全性能需要附加的存儲空間以及運算處理的能力,這會相應(yīng)地增加成本。但這種成本的增加對于安全性要求較高的道路收費系統(tǒng)應(yīng)用而言是值得的,也是相當必要的。
對于915M系統(tǒng)的標簽來講,由于載波頻率比較低,同時其數(shù)據(jù)傳輸速率又比較低,故標簽與讀寫天線之間的微波通信很容易被竊聽。
由于915M的標簽不支持任何有效的安全機制,如信息加密以及產(chǎn)生報文認證MAC碼,很可能會出現(xiàn)偽造電子標簽的情況,并且對標簽進行仿造是很容易做到的。事實上,對于系統(tǒng)運營商來講是幾乎不可能發(fā)現(xiàn)這種情況的。
基于DSRC的5.8GHz系統(tǒng),在用戶界面上提供了一套較完備的信息安全管理機制,包括了基于DES及Triple-DES算法的RSR對OBU 的訪問許可管理及OBU對RSE的合法性認證的管理。這些安全性能,包括電子標簽及智能IC卡,有一系列國際標準作保障,使它們都能符合世界范圍內(nèi)各國銀行所要求的安全性能水平。
電子標簽的防拆卸功能對于基于車輛類型進行收費的系統(tǒng)非常重要。配備拆卸檢測功能可以防止在系統(tǒng)不知情的情況下,標簽從一輛車上被拆下并安裝到另外一輛車上。大多數(shù)基于DSRC的5.8GHz系統(tǒng)的電子標簽都具備非常成熟的防拆卸手段用以避免由于故意更換標簽而造成的通信費款流失。而915M系統(tǒng)的標簽則不具備類似的功能。
反方:915MHz系統(tǒng)利用電子標簽中已被鎖定的不可篡改的全球惟一ID碼來索引收費中心數(shù)據(jù)以獲得車主有關(guān)資料,標簽中不需記載與用戶有關(guān)的任何信息,保密性及信息安全性很高,資金賬戶的安全性也很好,利于多用戶共享電子標簽,有極好的互操作性。其實,這種ETC收費模式在美國已應(yīng)用多年,在美國已發(fā)行的超過2700萬只電子標簽都使用這種模式,由于不必理會電子標簽中關(guān)于用戶數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容,也不必對標簽中的數(shù)據(jù)進行DES加密以保證信息安全性。利用每個標簽中的已加鎖ID號惟一性的特點(一旦加鎖,就不能解鎖),就最有效而且最高效地保證了信息的安全性,因為將一個不能修改的、惟一ID號的用戶賬戶和用戶個人信息全部儲存在ETC結(jié)算中心才是最安全的。
相比之下,915MHz系統(tǒng)實現(xiàn)防拆措施容易且措施可靠、簡單、效果好,而5.8GHz系統(tǒng)受標簽物理結(jié)構(gòu)的限制,難以徹底解決防拆的要求。另外,5.8GHz系統(tǒng)需要通過數(shù)字加密算法(DES)對所有在卡中的敏感數(shù)據(jù)進行加密,從而大大增加了系統(tǒng)開銷。
辯題五:關(guān)于抗干擾性
正方:系統(tǒng)的抗干擾性是非常重要的一個質(zhì)量因素,尤其是當該系統(tǒng)很龐大并且鄰近的頻點也在使用中的情況。抗干擾性能對讀取數(shù)據(jù)的準確率、寫入的準確率以及通信距離有極大的影響。
目前在900MHz頻段工作的無線電設(shè)備包括GSM無線電移動通信設(shè)備、RFID設(shè)備以及用于工業(yè)、科研、醫(yī)療用途的一些設(shè)備(國際稱為ISM頻段)。在此頻段中的890MHz-915MHz用于GSM系統(tǒng)的上行傳輸,即手提電話在此頻段自基站發(fā)送信息,基站在此頻段接收。
美國AMTECH公司的IT500系列產(chǎn)品的通信頻率在902MHz-928MHz,其電子標簽會積極響應(yīng)其他大功率的微波發(fā)射源,故其和手機之間產(chǎn)生的相互干擾有可能干擾、中斷或阻塞標簽與讀寫器之間的通訊,這種干擾對讀取的準確性,特別是寫入的準確程度和距離帶來極大的影響。
同時,在ISM頻段中為增加讀取距離而加大發(fā)射功率也會為同一頻段或相鄰頻段工作的無線通訊設(shè)備(移動電話)帶來干擾。
由于干擾問題出現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)的錯誤率促使全世界的運營公司都在考慮將2.45GHz 以下頻點工作的系統(tǒng)更換為5.8GHz的系統(tǒng)。
反方:5.8GHz頻率被ETC獨占,當然不會和其他設(shè)備相互干擾。但是,這是一種資源的浪費,隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,很難保證不與其他設(shè)備使用的頻段重疊。
2.45GHz頻段主要用于醫(yī)療和家用微波器具。惟一可能對ETC收費產(chǎn)生干擾的情況是車道中正在使用微波爐或是有人正在使用蘭牙技術(shù)等。這種情況很少見,而且即使存在這種現(xiàn)象,由于它們之間的通信協(xié)議和代碼不同,也不太可能相互干擾。
915MHz頻段主要用于移動通信。在我國推廣使用的915MHz這種基于ISO/18000-6及美國T-6標準生產(chǎn)的產(chǎn)品曾在我國授權(quán)的電磁試驗室進行全面的測試,其結(jié)果滿足國家關(guān)于電磁兼容性試驗規(guī)范中輻射干擾試驗標準GB 6833.10-87以及電磁輻射防護規(guī)定GB8702-88的要求。前者是驗證本產(chǎn)品是否會對同頻段的其他電子產(chǎn)品造成干擾,后者是本系統(tǒng)能忍受同頻段其他電子產(chǎn)品干擾的能力。其結(jié)果都通過檢驗測試,而且還留有余量。
現(xiàn)場干擾模擬測試曾在車上以兩部GSM手提電話與位于讀碼天線旁邊的另外兩臺手提電話同時進行通話,在包括撥號的整個通信過程中,讀碼器對通話信號毫無干擾,即使GSM手機在與識別卡非常近距離處發(fā)射,也絲毫不影響RFID系統(tǒng)工作的準確性與穩(wěn)定性。
915MHz產(chǎn)品已在車流量很大的深圳皇崗海關(guān)、文錦渡海關(guān)使用數(shù)年,在大連、煙臺、青島、廣州、廈門、蘇州、石家莊、北京、天津、成都、重慶、琿春等地長期工作,尚未發(fā)生屬與電磁干擾方面投訴的任何案例。
GSM頻段中的890-915MHz頻段是用于手提電話發(fā)射、基站接收的頻段。而935-960MHz頻段則是用于手提電話接收、基站發(fā)射的頻段。選擇915.5MHz至934.5MHz頻段,即所謂工、科、醫(yī)(ISM)頻段是處于GSM通信頻段以外的"窗口",保證與GSM頻段互不重疊,這就在滿足上述兩個電磁兼容性國家標準的基礎(chǔ)上(進行電磁兼容試驗時是假定與其他電子設(shè)備的頻率相同的條件下進行的)通過頻率隔離進一步提高干擾的防護度。
基于ISO/18000-6及T-6標準的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)傳輸速率為31.25kb/s,實測占用帶寬小于50KHz,和CEN標準相比要低很多倍。我們知道,對工作在固定頻率的非擴頻體制的系統(tǒng)而言,設(shè)備受干擾的嚴重程度與接收機的噪聲帶寬成正比,當信息數(shù)據(jù)率越低、占用帶寬也越低,系統(tǒng)抗干擾的能力也越強。
用于ETC RFID系統(tǒng)的天線傾向于采用頂裝方式,波束的指向朝著地面,能夠?qū)ζ渌O(shè)備形成干擾的輻射方向只能有副瓣的存在。這樣一來,又能進一步改善系統(tǒng)的電磁兼容性。
辯題六:關(guān)于系統(tǒng)的可擴展性
正方:系統(tǒng)可擴展性意味著基于DSRC的ETC系統(tǒng)是完全開放的,它可以兼容從簡單的只讀電子標簽一直到支持多種應(yīng)用的更為先進的電子標簽。這使得現(xiàn)有的電子收費系統(tǒng)可以輕易地擴展到其他的ITS服務(wù)領(lǐng)域,從而為業(yè)主運營商擴展多種業(yè)務(wù),進而帶來多種收入。
5.8GHz的DSRC系統(tǒng)可以同時兼容不同應(yīng)用的電子標簽而無須對已安裝的基礎(chǔ)設(shè)施(路側(cè)天線)做任何更改。運營商可以在實施項目的初期使用只讀系統(tǒng),隨后根據(jù)其自身的情況來選擇向系統(tǒng)中加入更高級的電子標簽,如兩片式電子標簽(帶有IC卡的電子標簽),而不需要更換其讀寫天線??梢院苋菀椎匾酝瑯拥姆绞较蚝罄m(xù)擴展的系統(tǒng)提供更高的安全級別。
915MHz系統(tǒng)由于其雙向通信能力的低下,極大地限制了未來系統(tǒng)應(yīng)用的擴展。
反方:基于5.8GHz的ETC系統(tǒng)以修改電子標簽上擁有可讀寫的"電子錢包"的余額作為前提。對于"雙片式"電子標簽還須擁有與IC卡進行物理連接的接口,每次交易結(jié)果還要實時修改IC卡中"電子錢包"所存貯的內(nèi)容。為了實現(xiàn)"主付卡"中電子錢包余額扣除的收費方式,需要反復讀取與收費站及與系統(tǒng)營運商有關(guān)的許多"屬性"信息作為收費處理的原始依據(jù)。此外,還增加修改"主卡的電子錢包"內(nèi)容所花費的時間,以及完成"主卡"與"付卡"之間通信及修改"付卡"的"電子錢包"所需的時間,上述各種龐大的處理開銷顯然要對讀卡速度提出更高的要求。此外,由于采用"電子錢包"必然要采取嚴格的保證信息安全的措施,這也對處理速度提出更嚴格的要求。
由于上述原因,基于5.8GHz的系統(tǒng)完成ETC收費交易過程的系統(tǒng)開銷要比基于915MHz的產(chǎn)品大得多,采用高的數(shù)據(jù)傳輸速率就是很自然的了。
一個915MHz產(chǎn)品電子標簽的價格是5.8GHz的1/10,僅在可擴展性上比較本身就不公平。無論何種頻段,在完成ETC收費的過程中各具優(yōu)越性,單純比較系統(tǒng)具有多大的功能是沒有意義的。如果以此作為判斷標準,能夠擴展蘭牙技術(shù)的2.45GHz系統(tǒng)功能更加強大,可擴展性更強。
……
后記
辯論遠遠不會限于以上幾個方面,像產(chǎn)品的成熟度、價格、兼容性等等,正反雙方都有一車的話要說。大家爭論的目的是為了維護自己的利益,或者說維護行業(yè)的利益,無可厚非。但是,有一點是肯定的,無論如何標準都會出臺,也無論如何,都會有一方的利益受到損害。坦白地說,這種結(jié)果是誰也不愿意看到的,包括標準的制定者。
可以這樣說,基于5.8GHz的DSRC標準就像高懸在低頻產(chǎn)品制造商頭上的達摩克利斯之劍。但是,懸劍下的產(chǎn)品制造商們仿佛并沒有感到過多的恐慌,他們堅信,懸劍不會輕易落下,因為它斬傷的不僅是產(chǎn)品制造商,還包括整個ETC產(chǎn)業(yè)。
深圳市深港產(chǎn)學研數(shù)碼科技有限公司副總經(jīng)理梁志軍說,從近年來國際上對DSRC技術(shù)的各種爭論來看,單一的、強制性的專門用于ETC的DSRC技術(shù)已不能滿足不同發(fā)展水平國家的需要,我們更應(yīng)該注意到DSRC技術(shù)還處于不斷發(fā)展變化的過程中。更廣泛的應(yīng)用包括車輛防盜、停車場自動計費、加油站、交通管理、保險、稅收、養(yǎng)路費等等,都需要全盤的規(guī)劃,以充分利用資源。另外, ETC技術(shù)發(fā)源于國外,國際上對制定標準的問題已爭論了十幾年,到現(xiàn)在為止仍然無法達成共識,部分專家更建議允許多頻點ETC技術(shù)共存。反觀我國的ETC應(yīng)用,既沒有自己成熟的生產(chǎn)廠商,又沒有自主開發(fā)的核心技術(shù)和零部件,無論是2.45GHz還是5.8GHz,大規(guī)模的應(yīng)用案例不多。因此,在制定標準時,應(yīng)充分結(jié)合國情國力等多種因素,照搬某些尚未完善的國外標準反而會導致大量國有資金的流失。難道我們由于"標準"所吃的虧還不夠多嗎?從長遠來看,推行標準本身是對的,關(guān)鍵在于如何選擇時機和怎樣才有利于國家與民族的利益。
四川新源現(xiàn)代公司技術(shù)總監(jiān)關(guān)振柔說,我國的ETC電子收費存在巨大的市場需求,制定相應(yīng)標準是必不可少的。但是,制定標準前一定要做充分的市場調(diào)查。
日本在推行ETC收費的過程中就因為沒有對市場做充分地調(diào)查和分析,對經(jīng)濟承受力做了過于樂觀的估計,以致所推出ETC產(chǎn)品的技術(shù)體制及由此而形成的雙片式電子標簽的技術(shù)標準造成產(chǎn)品價格居高不下(250至340美元)。該系統(tǒng)推出后受到市場的冷遇,主動安裝電子標簽的車輛數(shù)大大低于管理者的預期,以致原本緊張的道路資源更是雪上加霜--由于一定比例的道路資源要作為ETC專用車道,而裝卡的車輛太少造成ETC車道的利用率極低,原來并不寬裕的人工收費車道的塞車現(xiàn)象更為嚴重。
由此可見,即使日本這樣一個經(jīng)濟發(fā)達國家,由于管理部門對適用的ETC技術(shù)體制研究得不透徹,推行的產(chǎn)品與系統(tǒng)連購買力很強的日本國民也不能承受。因此,僅有良好的愿望而沒有作深入細致的調(diào)查研究,最終要受市場調(diào)節(jié)規(guī)律的約束,決策的失誤會讓自己背上高科技包袱。
另外,如果不能得到國內(nèi)產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)及制造業(yè)的強有力支持,只能以國外主流的5.8GHz DSRC標準作為主要參考依據(jù),標準的制定在客觀上會為外國產(chǎn)品壟斷我國市場打開方便之門。
關(guān)振柔說,現(xiàn)在最重要的是研發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的專用ETC產(chǎn)品,比如能用于電子標簽與讀寫器的專用芯片及其固件,尋找能滿足ETC電子收費使命的最節(jié)省投資、見效最快的技術(shù)路線與相關(guān)技術(shù)手段及相關(guān)的支持產(chǎn)品,圍繞這些制定的技術(shù)標準才能經(jīng)得起歷史的考驗。
針對具體應(yīng)用領(lǐng)域,梁志軍還說,我國的國情與西方不同,將沒有針對我國國情進行改良設(shè)計的系統(tǒng)引進國內(nèi),不但費用昂貴、服務(wù)沒有保障,而且容易產(chǎn)生其他問題。在國外,ETC技術(shù)主要應(yīng)用于自由流收費,其國家法規(guī)、個人信用以及司機的駕駛習慣與我國不同。國內(nèi)的情況要復雜得多,最典型的例子是非法車輛闖關(guān)的問題。在國外自由流收費環(huán)境下,對于非法通過的車輛只要進行拍照并寄送罰單就可以解決,而在國內(nèi)就行不通。從技術(shù)角度講,國內(nèi)的ETC車道必須加設(shè)欄桿,這時如果一輛非法車和一輛合法車相繼進入車道,往往會給系統(tǒng)造成邏輯混亂,一旦系統(tǒng)承認了合法車輛,欄桿就會打開,這樣非法車輛也得以通行。國外引進的產(chǎn)品沒有這方面的技術(shù)改進,為了解決這個問題,只能將天線置于車道前端,在露天環(huán)境下,很容易造成設(shè)備老化,能量消耗,引發(fā)質(zhì)量問題。相比之下,我們自主研發(fā)的產(chǎn)品就具有先進性。我們開發(fā)出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的多天線技術(shù),一個車道中最多可以帶6對天線,解決了上面提到的問題。國外引進的5.8GHz產(chǎn)品價格約為普通車道收費設(shè)備的5倍左右,如果也采用雙天線技術(shù),將給業(yè)主運營商帶來更大的資金壓力。值得一提的是,該技術(shù)屬于中國獨有,具有世界領(lǐng)先水平。目前,歐、美的一些公司反過來要求我們向國外出口該項技術(shù)
深圳市統(tǒng)計信息局高級工程師陳秋和建議,我國是一個發(fā)展中國家,高速公路建設(shè)起步較晚,基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與市場需求,以及車輛用戶消費能力極不平衡,規(guī)?;菩新?lián)網(wǎng)ETC系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)與市場條件仍未具備。從國外ETC應(yīng)用現(xiàn)狀來看,大多以區(qū)域聯(lián)網(wǎng)為主,國家聯(lián)網(wǎng)僅局限于國土面積較小、資訊業(yè)發(fā)達的歐洲部分國家以及新加坡等城市國家。我國地域遼闊,與公路聯(lián)網(wǎng)ETC系統(tǒng)息息相關(guān)的全國性金融結(jié)算聯(lián)網(wǎng)信用體系、計算數(shù)據(jù)通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)以及市場服務(wù)機制等配套基礎(chǔ)條件不完善。因此,我國聯(lián)網(wǎng)ETC標準的形成與制定,需要一個長期的、嚴謹?shù)恼J證過程,如脫離實情、國情,照搬國外標準并匆忙加以推行,不僅起不到規(guī)范市場的作用,反而會導致寶貴的公路信息化建設(shè)資金投入與產(chǎn)出嚴重失衡、資產(chǎn)流失。更何況,ETC技術(shù)本身在不斷發(fā)展,即使在國際上,包括高成本的5.8GHz ETC系統(tǒng)在內(nèi)的多層互操作等協(xié)議標準能否達成一致上尚有疑問,我國就更應(yīng)該尋求一種低成本、高效益、實用型的ETC聯(lián)網(wǎng)解決方案。建議國家在制定聯(lián)網(wǎng)ETC標準時,要以市場需求為導向,因地制宜,實行多頻點、多形式ETC前端(指車道設(shè)備)共存,先制定統(tǒng)一的后端(指聯(lián)網(wǎng)結(jié)算平臺)標準,以經(jīng)濟區(qū)域或中心城市劃分公路聯(lián)網(wǎng)ETC分中心,分中心之間的ETC系統(tǒng)應(yīng)借助公路聯(lián)網(wǎng)收費平臺,以技術(shù)成熟、低成本的金融級智能卡(如手持非接觸卡等)為公共信息媒介,促進全國公路ETC聯(lián)網(wǎng)的快速、健康發(fā)展。
對于行業(yè)中的爭議,負責標準編制工作的國家ITS中心的有關(guān)人員也表達了他們的看法。他們強調(diào),交通部《高速公路聯(lián)網(wǎng)收費暫行技術(shù)要求》第一章中就明確指出:實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)收費需要具備的前提條件之一就是要實現(xiàn)通行券(卡)類型和編碼格式,以及通行券(卡)讀寫設(shè)備技術(shù)規(guī)格的統(tǒng)一。對?quot;實行多頻點、多形式ETC前端共存,先制定統(tǒng)一的后端標準,以經(jīng)濟區(qū)域或中心城市劃分公路聯(lián)網(wǎng)ETC分中心"的建議,稍有聯(lián)網(wǎng)收費常識的人就應(yīng)當明白,"前端系統(tǒng)的統(tǒng)一"是實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)收費的必要前提之一,在目前高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的大環(huán)境下,要實行"多頻點、多形式ETC前端共存"是完全不可行的。
我國不可能針對電子收費設(shè)備制定多種技術(shù)標準,沒有統(tǒng)一的標準勢必會造成系統(tǒng)建設(shè)和產(chǎn)品市場的混亂,目前聯(lián)網(wǎng)收費建設(shè)中遇到的種種困難足以說明這個問題。因此,建立統(tǒng)一的電子收費系統(tǒng)標準是必然的選擇。
《高速公路聯(lián)網(wǎng)收費暫行技術(shù)要求》中明確指出:"根據(jù)收費技術(shù)的發(fā)展趨勢和我國的實際情況, 建議選擇5.8GHz頻段, 主/被動通信方式兼容的ETC電子標簽讀寫器, 可讀寫的"單片式"和"兩片式"電子標簽構(gòu)成ETC的AVI系統(tǒng)。"
中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部2002年7月2日發(fā)布《關(guān)于使用5.8GHz頻段頻率事宜的通知》(信部無[2002]277號),文中明確指出:自發(fā)文之日起,5725 - 5850 MHz頻段作為點對點或點對多點擴頻通信系統(tǒng)、高速無線局域網(wǎng)、澩尷囈尤胂低場⒗堆蘭際跎璞訃俺盜疚尷咦遠侗鶼低車任尷叩縑ㄕ鏡墓燦悶刀巍?br> 不可否認,915MHz和2.45GHz的RFID系統(tǒng)可以用于諸如物流、門禁控制等自動物品分類識別領(lǐng)域,但其各項性指標對于電子收費這樣的高速、高安全性要求的應(yīng)用來講是不適宜的。國際標準化組織ISO /TC204在其報告中明確指出,5.8GHz的DSRC系統(tǒng)適用于與安全(Safety & Security)相關(guān)的ITS應(yīng)用領(lǐng)域,首先就是電子不停車收費領(lǐng)域。
國際上,5.8GHz的DSRC系統(tǒng)已經(jīng)得到了絕大多數(shù)使用電子收費系統(tǒng)的國家的認可。這些國家包括:法國、西班牙、葡萄牙、挪威、瑞典、奧地利、瑞士、日本、韓國、南非、智利、巴西、澳大利亞等等。
在我國,國家ITS中心、全國ITS標準化技術(shù)委員會負責交通專用短程通信的標準化工作。目前,基于5.8GHz的"交通專用短程通信"國家標準制定工作正在進行當中,物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層3項國標已經(jīng)于2002年底完成征求意見工作,標準審批已于2003年上半年開始。有關(guān)電子不停車收費的4項標準:基于專用短程通信的ETC應(yīng)用接口框架,電子收費之數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及屬性尋址;電子收費之服務(wù)原語;電子收費之交易模型也已在制定當中,目前初稿已基本完成,很快就會進入意見征求階段。
爭論還在繼續(xù),達摩懸劍到底何時落下,落在誰的頭上早晚會見分曉。然而,產(chǎn)業(yè)要發(fā)展,緊緊盯住標準還不夠,還有許多現(xiàn)實的問題需要解決。
從我國ETC項目一覽表中可以看到,5.8GHz系統(tǒng)應(yīng)用地域范圍最廣,遍及全國十余個省市;2.45GHz系統(tǒng)區(qū)域應(yīng)用規(guī)模最大,僅在深圳地區(qū)就有100多條車道和4.5萬用戶;915MHz系統(tǒng)應(yīng)用最早,價格最便宜。三種系統(tǒng)互不兼容,畫地為牢,固守著自己的陣地。
瑞典康比特公司中國首席代表余文說,現(xiàn)在中國的ETC市場與十幾年前的歐洲市場非常類似。那時的歐洲,標準不統(tǒng)一,諸侯割據(jù),互不兼容。即使是同一個頻段的產(chǎn)品,由于數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議不同,相互之間也不能兼容。大家都想走壟斷的道路,自己占領(lǐng)的市場絕對不讓其他人進來,就像圈地一樣。隨著時代的發(fā)展,強烈的互連互通的市場需求才使得歐洲部分ETC生產(chǎn)廠商逐漸放棄了不具備兼容性的第一、二代產(chǎn)品?,F(xiàn)在,歐洲的廠商像康比特、 阿爾卡特、CSSI等公司設(shè)計開發(fā)的新一代產(chǎn)品都遵循CEN/GSS/A1協(xié)議,實現(xiàn)了單通信協(xié)議下的完全兼容。中國不應(yīng)該再走歐洲的老路,要盡快制定ETC標準,并建立與之相呼應(yīng)的權(quán)威的產(chǎn)品檢測機構(gòu)。
目前,外資企業(yè)在中國的投入普遍較小,有些國外廠商利用國內(nèi)業(yè)主不熟悉產(chǎn)品技術(shù)特性的弱點,推銷不能兼容的,甚至是技術(shù)先進地區(qū)淘汰的產(chǎn)品。這是某些國外廠商在中國實行的新的圈地運動,值得警惕。事實說明,這種新圈地運動確實給國內(nèi)用戶帶來了麻煩。最普遍的問題是外商不提供其核心技術(shù)及后臺技術(shù),系統(tǒng)不能兼容,售后服務(wù)差等等。
以兼容性為例,歐洲基于CEN/GSS/A1協(xié)議的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)在單通訊協(xié)議下的兼容。所謂單通訊協(xié)議下的兼容是指ETC硬件設(shè)備在客戶第一次采購后不需要ETC廠商再進行任何軟件和硬件升級,由業(yè)主或系統(tǒng)集成商通過ETC廠商最初提供的電子標簽讀寫密鑰成功進行讀寫天線和電子標簽之間的交互讀寫。對于已經(jīng)存在于市場上的不遵循此技術(shù)規(guī)范的產(chǎn)品,則需要對設(shè)備軟硬件進行適當?shù)纳?,使產(chǎn)品能在兩種協(xié)議下實現(xiàn)通訊(即雙協(xié)議)。使用雙協(xié)議通訊的產(chǎn)品,兼容性得到了大大的提高,但是由于系統(tǒng)中存在兩種通訊協(xié)議,在進行交易時,判斷使用的協(xié)議類型將占用較多的交易時間,影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
國內(nèi)不少業(yè)主在投資初期,由于種種原因忽視了兼容的重要性和技術(shù)要點,以至后期當業(yè)主需要擴大和升級整個ETC系統(tǒng)時,主動權(quán)都掌握在了廠商的手中。幾年前沿海某地的業(yè)主采購了一批不遵循CEN/GSS/A1協(xié)議的產(chǎn)品,當業(yè)主在近期要求廠商對系統(tǒng)進行升級時,對方竟然喊出了1000萬元的天價。不管這1000萬是否被"詐"走了,都應(yīng)該為所有準備采購ETC設(shè)備的業(yè)主敲響警鐘。
北京首都機場高速路比較早引進了美國AMTECH公司的ETC系統(tǒng),產(chǎn)品的售后服務(wù)是業(yè)主最大的心病。據(jù)監(jiān)控中心主任王梅介紹,由于技術(shù)原因,該設(shè)備只能由原廠工程師維修,造成高昂的維修費用。外國工程師來國內(nèi)維修設(shè)備,要求給他們發(fā)放高額補助,要住五星級酒店。即使?jié)M足了這些要求,外方的工程師也經(jīng)常不能徹底解決問題,甚至建議更換設(shè)備。
深圳高速公路公司同時使用了國產(chǎn)2.45GHz系統(tǒng)和進口5.8GHz系統(tǒng)。該公司機電維護中心主任唐曉夢說,外方處理我們提出的所有需求都非常慎重,輕易不愿透露技術(shù)核心,連普通的備用手持天線也不愿提供,甚至一個損壞的車載電子標簽都要拿回國外修改,簡直讓人無法理解。相比之下,國內(nèi)產(chǎn)品在售后服務(wù)上就周到得多,而且在技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量上也不比國外差。
總結(jié)經(jīng)驗,吸取教訓。在我們引進國外設(shè)備時,投資方在貨比三家,進行可靠細致地兼容性測試和咨詢并得到廠家鄭重的書面承諾后,還是可以買到應(yīng)得的技術(shù)和服務(wù),實現(xiàn)真正的自主選擇權(quán)。
然而,要真正徹底地解決"圈地"問題,打破技術(shù)壁壘,只有研究開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ETC核心技術(shù)才是關(guān)鍵所在。
我國高速公路ETC系統(tǒng)使用的產(chǎn)品大多數(shù)是進口的,只有小部分產(chǎn)品可以實現(xiàn)國產(chǎn)化,而這些國產(chǎn)化產(chǎn)品的核心技術(shù)如芯片仍然需要從國外進口。有識之士呼吁,我們不應(yīng)完全放棄與電子收費相關(guān)的巨大市場,在引進產(chǎn)品時應(yīng)對各項技術(shù)區(qū)別對待。把引進工作的重點放在我國目前還沒有能力開發(fā)制造的硬件技術(shù)、系統(tǒng)集成方法和軟件上。而且,ETC系統(tǒng)在我國有著巨大的市場潛力,在引進的過程中應(yīng)重視以市場換技術(shù)的原則,以提高我們自己的技術(shù)水平和開發(fā)能力。
每一種頻段的產(chǎn)品在引進國內(nèi)后,都有企業(yè)投入大量的財力、物力進行二次開發(fā)及推廣應(yīng)用。比較有代表性的是廣州市埃特斯通訊設(shè)備有限公司、深圳市深港產(chǎn)學研數(shù)碼科技有限公司、四川新源現(xiàn)代智能科技有限公司等等。這些公司在ETC系統(tǒng)軟硬件開發(fā)上的投入相當大,比如廣州埃特斯和深港產(chǎn)學研分別投入幾千萬元建設(shè)微波實驗室和芯片生產(chǎn)基地,他們的產(chǎn)品國產(chǎn)化率相當高,但是仍然不能完全滿足市場的需求。
業(yè)主們在抱怨進口產(chǎn)品兼容性差、不符合國情、售后服務(wù)難的同時,對于國內(nèi)ETC產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)寄予厚望。這里需要指出的是,由于915Mhz和2.45GHz產(chǎn)品使用的頻段不符合我國即將出臺的ETC標準,所以大家的焦點更多地落在了廣州埃特斯身上,他們的主打產(chǎn)品是基于5.8GHz頻段的"雙片式"電子標簽。
眾所周知,國外單片式ETC系統(tǒng)技術(shù)先進、產(chǎn)品成熟,但是與國內(nèi)現(xiàn)有的收費系統(tǒng)是完全隔離的。也就是說,如果要使用ETC系統(tǒng),必須進行收費站的大規(guī)模改造,投資巨大、建設(shè)周期長、風險大。這是經(jīng)濟并不十分發(fā)達的我國,尤其是中西部地區(qū)建設(shè)ETC系統(tǒng)的最大障礙。由此看來,國外現(xiàn)有的ETC技術(shù)方案及運營模式并不適合國內(nèi)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費客觀形勢的要求。而且,采用高安全性的預付卡方式開展公路收費的電子(非現(xiàn)金)支付業(yè)務(wù)是必然的發(fā)展趨勢,因此將IC卡技術(shù)和ETC技術(shù)進行有機的兼容,發(fā)揮二者互補作用將是一個最佳的選擇。
2001年底,廣東省于廣韶公路、虎門大橋采用組合式ETC技術(shù)方案完成了ETC示范工程,取得了很好的效果。目前,全省正在省經(jīng)貿(mào)委的統(tǒng)一部署下,進行全省"聯(lián)網(wǎng)收費、一卡通行"工程。初步估算,全省ETC工程預算將大大下降,從而使項目進入真正的可操作階段,也使廣東公路收費方式率先進入現(xiàn)代化。
當然,新事物的誕生不可避免地會引起懷疑,針對業(yè)內(nèi)對雙片式ETC的質(zhì)疑,相關(guān)產(chǎn)片的研發(fā)和生產(chǎn)者一一做出了解釋。
本文首發(fā)時間為2003年底