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產業觀察

ETC OBU 整合應用-停車場系統

作者/陳東志

[發表日期:2011/1/26]

前言

台灣智慧型交通運輸系統(ITS)中可做為指標性的,當屬國道高速公路局委託遠通電收採行BOT 方式建置並於2006年正試營運的高速公路電子收費系統。ITS 是由「路、車、資訊服務」三個面向的智慧化系統所構成。而ETC 則是這三面向智慧化系統的整合應用,它的發展可帶動一連串與ITS有關產業的發展,所以有人稱 ETC 是 ITS範疇內的旗艦級應用系統,對於發展 ITS產業佔有策略性的關鍵地位。

ETC正式營運亦達5年,隨著OBU裝機量的穩定成長,跟ETC 相關的周邊整合與應用系統亦隨之增加。 ETC可使高速公路用路人在免停車、免準備現金且更環保的方式完成通行費繳納,實在是節能又方便。但是當開著車回到家中,欲進入停車場,卻仍得翻皮包手忙腳亂地找遙控器,若因此分心而造成事故就更加得不償失,若能透過自動運行的機制,開車回家進入停車場也可以跟ETC 通過高速公路收費站一樣輕鬆舒適的話,豈不完美,而停車場系統即是在此情況下孕育而生。透過此系統不但提高行車舒適,亦可提供用路人(住戶)免開窗、免操作...等各種更便捷、更安全的停車場門禁系統,更讓用路人(住戶)能夠感受到最高規格的禮遇。

ETC 停車場系統簡介

ETC 停車場系統是採用高階紅外線發射器作為主要傳輸媒介,主要的運作原理是透過停車場專用之紅外線發射器,與用路人(住戶)車內之e通機(OBU;On Board Unit)進行雙向溝通,待確認OBU之ID為可通行之名單後,再開啟車道之柵欄、顯示電子告示牌、變換通行燈號…等各種車道之相關設備。

由於本系統所採用的高階紅外線傳輸器是比照國道電子收費系統之規格,因此除了能夠提供等同於國道電子收費系統的穩定性外,也能夠有效的降低停車場維護的相關作業成本,未來並可直接透過ETC的方式進行停車費用之支付。

本系統與相關設備可應用於一般收費式停車場、大樓門禁管理、遊樂園停車出入口管制…等相關進出管制之需求。


《圖一》ETC 停車場系統優勢


ETC 停車場系統成功案例

以下列舉目前已成功建置ETC 停車場系統的案例,現階段以大樓住戶使用之停車場為主。


《圖二》ETC 停車場系統成功案例


ETC 停車場系統組成

ETC 停車場系統是採用ETC 高速公路電子收費系統中的車道感應扣款模組,其組成包含有:

一、IR-Transceiver -Parking 版(以下簡稱TR)


《圖三》紅外線發射器(TR)


ETC停車場系統使用的紅外線傳輸器是比照電子收費等級的高階紅外線之規格,兩個傳輸器間的差異僅有傳輸介面有所不同。ETC停車場專用之紅外線傳輸器是利用乙太網路(Ethernet)的方式進行資料傳遞,高速公路電子收費是使用特殊線材,此外,紅外線傳輸器同樣採用高階紅外線作為傳輸媒介、此高階紅外線使得傳輸器與OBU之傳輸數率可達1M bit/s。本紅外線可視環境之需求進行安裝於戶外或室內,其工作溫度可介於-40℃ ~ +70℃之間。

二、e通機(以下簡稱OBU)

ETC停車場系統提供給用路人(住戶)車上的傳輸設備即是國道高速公路電子收費系統所使用e通機(OBU, On Board Unit),用路人可直接使用同一顆OBU通行於國道高速公路的任一電子收費車道,亦可用於住宅大樓停車場之出入、或收費停車場之付費…等。

OBU主要的傳輸媒介是高階紅外線,其背面有一個透明插槽可供用路人(住戶)需要使用付費服務時,可置入非接觸式晶片卡(IC Card)進行付費流程。若停車場僅做用戶之出入管制,則不需插入卡片即可運作。

OBU上方有一個LCD面板,可提供用路人查詢電池電量、卡片餘額等資訊,OBU背面(紅外線發射端)有一電池背蓋,其內部須裝設一9V之方型電池作為電力之供給。


《圖四》車上單元(OBU)


三、控制與管理軟體

控制TR ,以取得OBU ID 並與門禁系統進行資料處理即是由此停車場系統主機中的系統軟體執行。透過本系統,可以即時查看各車輛偵測的結果以及硬體的狀態監控等功能。


《圖五》停車場系統主機


ETC 停車場系統運作方式

ETC停車場系統主要的設計概念是利用高階紅外線傳輸器建立穩定地紅外線資料交換通道,進而與用路人車上標準的OBU進行雙向的溝通。如下圖為本系統之運作概念示意圖。


《圖六》停車場系統硬體組成


接下來以情境方式描述ETC 停車場系統運作的流程:

1.用路人將車輛滑行至停車場入口不遠處(約4~ 8m)
2.用路人車上之e通機(OBU)被喚醒
3.紅外線傳輸器與OBU建立雙向溝通管道、並開始交換資料
4.紅外線傳輸器將自OBU接收到的相關資料透過交換器(Switch)傳遞給ETC停車伺服器(ETC Parking Server)。
5.ETC停車伺服器解析OBU之相關資料、整理出OBU進入的時間、OBU-ID…等, 並記錄於資料庫之中。
6.ETC停車伺服器將OBUID與其他相關資訊傳遞給相鄰的門禁主機或中央控制主機。
7.門禁主機比對通行名單(住戶名單)後決定開啟柵欄、變更交通號誌、顯示電子告示訊息…等相關控制動作。


《圖七》ETC 停車場系統 系統架構示意圖


ETC 停車場系統介面與資料格式

目前ETC停車場系統與門禁系統間之的介面規劃預計有兩種方式:

一、TCP/IP

透過內部網路的方式進行資料交換,目前的規劃是參考現有的門禁系統,若門禁系統有預留API的方式可以進行資料交換和整合,則由ETC停車伺服器主動呼叫。

二、RS232

ETC停車伺服器與門禁主機間採用RS232進行通訊,ETC停車伺服器處理完成OBU之所有訊息後,會將門禁主機所須的各種資訊透過RS232進行傳遞。

目前ETC停車場系統為了確保停車場門禁系統整體的完整性與穩定性,因此在資料交換的資料格式(Data Format)上已制定標準交換內容,其中包含有OBU資訊與監控資料,方便門禁系統介接整合。

結論

經由以上成功案例的使用狀況可以發現,ETC 除在高速公路收費之外,在停車場應用上,已有效提升住戶的進入住家停車場的便利性與安全性,創造更優質生活品質。

隨著ETC 的普及,未來將會有各式的相關應用產生,像近期亦有公車業者開始整合北中南主要的非接觸式扣款卡(Mifare Card) , 其中ETC 的e通卡亦是列入其中。往後,用路人除了開車之外,其OBU的e通卡亦可做公車等公共運輸、零錢包等功能,將讓生活更添便利舒適,最後達到有車者手上皆有e通機/e通卡,一路暢行。

參考資料

.ETC 電子收費技術的發展與應用 交通大學教授-毛治國
.遠通電收-停車場系統簡介 遠通電收

 

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