EEPW论坛

• ETC现状

ETC（Electronic Toll Collection），即全自动电子收费系统，这种收费系统每车收费耗时不到2秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍。

根据交通部数据显示，2020年，我国ETC用户数量为2.25亿，2021年新增ETC用户约3170万个，则2021年OBU出货量至少为3170万套；2020年12月底前，基本实现机场、火车站、客运站、港口码头等大型交通场站停车场景ETC服务全覆 盖，推广ETC在居民小区、旅游景区等停车场景的应用，全国超过68万个停车场。

现有ETC系统采用微波波束合成技术，本身是一种信号检测技术而非定位技术，不能识别出车辆前后顺序；若车辆距离太近，有可能扣了后面车辆费用却放走了前面车辆，因此，现有ETC系统要求车辆必须拉开距离通过。

其次现有的ETC没有考虑低功耗场景设计，在不涉及ETC的平常的车辆使用，需要采用低功耗技术保证ETC卡的使用时长；

• UWB技术优势

超宽带通信定位技术（UWB）具有抗干扰能力强、传输速率高、带宽极宽、功耗低、功率谱密度小、截获率/侦测率低特点；

基于UWB的ETC系统，可以在200米以外按距离由近及远逐个扣费，车辆可以200公里时速不停车通过，由于能够精确识别车辆位置不会错漏，收费站甚至可以采用广场形式，不分车道迅速通过。200米是按照CH2的使用条件，如果是按照无委会新规CH9+LNA，可以做到30-50米；

在ETC的UWB应用，需要考虑锚点和标签之间采用更高的交互频率：在有栏杆的ETC可以采用20Hz，及50ms交互一次，按照车辆行驶50公里/小时，每50毫秒的距离不到1米；无栏杆情况，ETC可以采用100Hz或者更高的交互频率，保证车辆在160公里/小时行驶的情况，检测的距离精度不到1米；

同时由于UWB的高带宽的属性，使得在工作在高交互频率的同时，依然能保证较高的标签容量，实现多车道的同时检测；按照100Hz的交互，可以保证6-8车道的同时检测；

类似苹果AirTag机制，采用类似BLE激活技术，在车辆平常使用情况，UWB处于休眠状态，只有邻近ETC区域，才会激活UWB工作，有效实现标签低功耗和超长待机时长；

UWB技术是优化和提升现有ETC系统的不二选择

• UWB应用ETC的挑战

UWB应用到ETC确实有很多的优势：

• 高精度的方位检测，而非简单的信号存在检测；
       
       

• 更远距离的方位准确感知，同时感知多个目标的方位和前后顺序；这可以支撑更多功能需求（比如桥梁车辆的实时在线状况仿真，传统视频方式依赖环境照度）
       
       

• UWB的频带很宽500M，支持同时检测更多的目标；
       
       

• UWB的频率范围更广3G-10G，可以有效的避开其他射频信号干扰；
       
       

• UWB信号抗干扰能力强，信噪比高90dB以上；表现优于BLE、WiFi等技术；
       
       

• UWB数据通讯的安全性同样具备保证性，相比BLE和WIFI有技术优势；

• 独特的脉冲通讯机制，同时使得WB的功耗表现相比现有ETC的及时也是有优势；

UWB应用到ETC还是有些挑战性的：

• 首先对于高速移动目标，UWB模块需要工作在100H甚至更高的频率；

• 其次在如此高的工作频率，还需要解决多标签同时工作问题，解决多车道检测需求；

• 最后高交互频率意味高的工作功耗，UWB标签需要解决在非工作区域超低功耗的机制；

从各个方面评估以及技术成熟度，应该将UWB技术应用到ETC，可能是未来发展的必然趋势，也是解决目前ETC问题，提升ETC体验的不二选择的技术路线；