近日，在《中国交通信息化》主办的“智慧高速·关键技术”网络直播课中，北京中交国通智能交通系统技术有限公司产品事业部经理、正高级工程师高龙作题为《ETC门架系统一体化智能机柜》的报告。
“ETC门架系统一体化智能机柜关键技术”入选2021年度交通运输重大科技创新成果库入库成果（科技成果推广项目），成果编号为2021TG041，主要完成单位是北京中交国通智能交通系统技术有限公司。在此次网络直播课中，高龙对ETC门架系统一体化智能机柜的研发背景、产品技术与应用进行了介绍。以下为报告的主要内容，《中国交通信息化》作了不改变原意的编辑及整理。
原则上在高速公路每个互通立交、入/出口之间均设立ETC门架系统，实现ETC车辆和MTC车辆分段计费。1、应配备完备的应用软件、关键设备、供电和通信网络冗余。2、应配备可靠电源系统，保障ETC门架系统24小时不间断供电，并对供电情况进行实时监测。3、有必要的防雷和接地保护，具备防雷击和防浪涌冲击的能力，确保人和设备的安全。4、ETC门架系统参照网络安全等级保护中在安全通信网络、安全区域边界及安全计算环境方面的三级安全保护要求。注：上表中按RSU、车牌图像识别设备双备份核算；补光灯按常规型核算，若为爆闪型补光灯，则功率需按照实际情况核算。
ETC门架系统的工程需求主要包括：设备种类多，需要提供多种类型电源；单门架总功率大于4kW，实际供电路由大于2公里；供电质量要求高，需要提供稳定的不间断电源；外场环境恶劣，物理防护需求高；涉及交易及多种网络，信息防护和网络安全需求高。高防护：具备电气隔离、消除三次谐波含量、隔离直流分量、降低短路电流、防雷击、防浪涌冲击等多重防护手段。感知：优化通用芯片的底层算法，实现电力波形的实时跟踪、供能设施与用能负载之间的精细化智能感知。优化：高效电能质量优化技术，降低/避免双向干扰，延长设备的使用寿命。ETC门架系统一体化智能机柜集供配电、通信、安全、动环监控及智能化管理于一体的多功能、模块化智能机柜，能够为ETC门架系统提供24小时不断电可靠、稳定供电的同时，还可实现设备运行状态实时监测、动环监测、远程监控、智能报警、防盗等多种功能。
2、高稳定、高可靠的工频电源。工频电源-220v交流输出。在应用场景方面，适应复杂工况环境，火车、飞机、轮船、高速公路收费站等可靠性要求高、工况复杂多变。高可靠性，不易损坏，关键器件均为无源器件，基本无应力问题；结构简单，电子元器件少，故障点少。高带载能力，负载适应性强，带载能力强，特别是冲击性负载的能力，有效抑制高次谐波；过载能力、抗冲击能力强。不过，体积较大，牺牲了体积重量换取了可靠性。3、全方位供电防护。变压器隔离防护设计：保护用电设备-防雷击，避免雷击，对工频电压友好，抑制高频雷击，保障设备安全；抗扰动，实现用电设备与电力网之间的电气隔离，衰减从电力线路引入的电磁干扰，减少对用电设备干扰；滤谐波，具有滤波功能，能有效滤除谐波，减少对用电设备影响。4、多电池可选。铅酸电池的优点是电压稳定、便宜、可靠性高、低温性能较好；缺点是比能低、寿命短、维护频繁、体积较磷酸铁锂电池大。磷酸铁锂电池的优点是体积小、重量轻、安全耐用、支持快充、工作温度范围广；缺点是导电性差、低温性能差。5、支持多电压用电设备。传统电源通常只提供AC220V，若设备需要不同电压，需在用电设备端配置适配器，而适配器是故障率高的节点。我公司研发的多电压输出模块能够提供AC220V、DC12V/24V、AC12V/24V等多种类型的电压输出，满足各种设备需求，应用范围更广泛，系统运行更稳定可靠。6、ETC门架安全接入防护系统。一般传统方案，需要5~6个设备支撑接入安全防护；造价高、占用空间大、故障率高。国通方案仅需1个设备支撑接入安全防护，造价低、占用空间小、故障率低。系统具有以下优点：支持大用电容量、智慧远程供电、多电源输入、多电压输出、双电路热备、主要模块冗余备份、高质量能源供给、传输损耗低、电池选择灵活、高适应性、机柜定制化。支撑了全国取消省界收费站工程中吉林、山东、湖北、甘肃、重庆等多个省市近千个ETC门架系统的稳定、高质量运行。具体包括吉林全省高速公路，山东潍日高速、烟海路、青银高速等13条高速公路，湖北汉孝高速、随岳南高速等，甘肃连霍高速甘肃段等，重庆沿江高速支线。
作者 | 高龙（北京中交国通智能交通系统技术有限公司产品事业部经理、正高级工程师）
来源 | 《中国交通信息化》“智慧高速·关键技术”网络直播课
