DB13 T 3001-2015 电子不停车收费系统路侧单元应用技术规范.pdf
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1、ICS 35.240.60 R 07 DB13 河 北 省 地 方 标 准 DB 13/T 30012015 电子不停车收费系统 路侧单元应用技术规范 Technical specification fof application of road side unit in electronic toll collection system 2015 - 06 - 01发布 2015 - 07 - 01实施河北省质量技术监督局 发 布DB13/T 30012015 I 目 次 前言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 缩略语 2 5 基本构成 2 6 通信协议 2
2、 7 应用技术要求 3 8 环境条件 6 附录A(规范性附录) 控制单元与射频单元之间的接口规格 7 附录B(规范性附录) 路侧单元与车道控制器间的数据接口协议 . 11 附录C(规范性附录) 路侧单元与远程监控系统间的数据接口协议 . 28 附录D(规范性附录) 测试指令和说明 . 51 DB13/T 30012015 II 前 言 为推进京津冀协同发展战略实施,北京市质量技术监督局、天津市市场和质量监督管理委员会、河北省质量技术监督局共同组织制定本地方标准,在京津冀区域内适用,现予发布。 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由北京市交通委员会提出。 本标准由河北省交
3、通运输厅归口并组织实施。 本标准起草单位:北京速通科技有限公司、北京市交通委员会、天津市交通运输委员会、河北省交通运输厅。 本标准主要起草人:张北海、薛金银、李全发、俞宏熙、尤鑫、高文宝、吴佳、王占军、王梅、胡宾、范士明、岳雅峰、桂杰、王树甫、段起志、段作义、陈燮奇,杨永前、汪东升、薛文、李友良、贾浩然。 DB13/T 30012015 1 电子不停车收费系统 路侧单元应用技术规范 1 范围 本标准规定了电子不停车收费(ETC)系统中路侧单元的基本构成、通信协议、应用技术要求、环境条件等方面的内容。 本标准适用于收费公路电子收费系统和停车场收费系统,自动车辆识别、车辆出入管理等领域可参照使用。
4、 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 2312 信息交换用汉字编码字符集基本集 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温 GB/T 14733.10 电信术语 天线 GB/T 20839 智能运输系统 通用术语 GB/T 20851.1 电子收费 专用短程通信 第1部分:物理层 GB/T 20851.2 电子收费 专用短程通信 第
5、2部分:数据链路层 GB/T 20851.3 电子收费 专用短程通信 第3部分:应用层 GB/T 20851.4 电子收费 专用短程通信 第4部分:设备应用 GB/T 20851.5 电子收费 专用短程通信 第5部分:物理层主要参数测试方法 GB/T 26572 电子电气产品中限用物质的限量要求 GB/T 28421-2012 电子收费 基于专用短程通信的电子收费交易 GB/T 28423-2012 电子收费 路侧单元与车道控制器接口 DB11/T 1039 电子不停车收费系统 电子标签应用技术规范 收费公路联网电子不停车收费技术要求 交通运输部2011年第13号公告 3 术语和定义 GB/T
6、 14733.9、GB/T 20839、GB/T 20851.1、GB/T 20851.2、DB11/T 1039中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 有效通信区域 effective communication area 路侧单元与电子标签进行正常交易的区域范围。 3.2 唤醒区域 wakeup area DB13/T 30012015 2 电子标签能被路侧单元唤醒信号唤醒的区域范围。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 ACn:有确认的命令/响应(Acknowledged Command/Response) BST:信标服务表(Beacon Service Table) DS
7、RC:专用短程通信(Dedicated Short Range Communication) EIRP:等效全向辐射功率(Equivalent Isotropically Radiated Power) ETC:电子收费(Electronic Toll Collection) FTP:文件传输协议(File Transfer Protocol) OBU:车载单元(On-Board Unit) PSAM:消费安全访问模块(Purchase Secure Access Module) RF:射频(Radio Frequency) RSU:路侧单元(Road-Side Unit) SAM:安全访问模
8、块(Secure Access Module) VST:车辆服务表(Vehicle Service Table) 5 基本构成 路侧单元的基本功能组成和外部数据接口见图1。路侧单元主要由控制单元和射频单元两部分组成。控制单元包括数字处理模块、电源和SAM等,射频单元主要包括射频电路、辐射器等。路侧单元通过DSRC接口与电子标签通信,通过有线数据接口与车道控制器和远程监控系统通信。路侧单元构成要求如下: 收费公路路侧单元的控制单元和射频单元宜采用两个独立的实体设计; 停车场路侧单元的控制单元和射频单元宜采用一体式设计; 路侧单元应支持4个以上的PSAM卡或同等功能的SAM。 图1 路侧单元的基本
9、构成 6 通信协议 6.1 物理层 6.1.1 射频参数 DB13/T 30012015 3 物理层部分参数要求见表1,未列出参数要求见GB/T 20851.1。其中路侧单元的EIRP数值在13dBm33dBm的范围可配置,相对应的配置参数值为525,此范围外的EIRP数值和对应的配置参数值由厂商自行定义。 表1 物理层部分射频参数要求 序号 参数 数值范围 备注 1 接收灵敏度 -80dBm 收费公路适用 2 EIRP可调范围 13dBm33dBm 调整步长为1dB 3 调制系数 0.70.9 下行参数 4 发射功率温度漂移范围 2dB 温度区间:-3085 6.1.2 BST数据帧与14k
10、Hz唤醒信号的时间间隔不大于2s。 6.2 数据链路层 6.2.1 BST重发时间间隔 无电子收费交易时,两个连续的BST的发射间隔宜为10ms,见图2所示。 注:BST(n)表示第n个BST(含14kHz唤醒信号)。 图2 BST的重发时间间隔 6.2.2 下行ACn命令重发时间间隔 下行ACn命令的数据帧重发时间间隔宜为10ms。路侧单元应能够正确处理下行ACn命令帧尾之后160s至8ms内的开始响应的上行数据帧,见图3所示。 下行ACn命令的数据帧重发的超时时间上限为300ms。 注:DL(n)表示第n个下行ACn数据帧。 图3 下行ACn命令的重发时间间隔 7 应用技术要求 7.1 通
11、信区域 DB13/T 30012015 4 7.1.1 收费公路应用 路侧单元的有效通信区域应满足至少在3.2m6.5m范围内可调,如图4所示。 路侧单元应具备电子标签定位功能,定位误差不大于0.5m。 注:默认条件为电子标签安装面与水平面的夹角45,电子标签距离路面高度1.3m。 图4 收费公路路侧单元的通信区域 7.1.2 停车场应用 路侧单元的唤醒区域应满足至少在3.2m4.5m范围内可调。对于唤醒区域外的电子标签的响应信号,路侧单元不应对其回应。 路侧单元的有效通信区域宜满足至少在3.2m4.5m范围内可调,如图5所示。 注:默认条件与图4相同。 图5 停车场路侧单元的通信区域 7.2
12、 有线数据接口 7.2.1 控制单元与射频单元之间的接口 宜采用铜缆配航空接头的形式,规格见附录A.1。 可采用光纤与电源线分离的形式,规格见附录A.2;或者采用光纤与电源线合缆的形式,规格见附录A.3。 7.2.2 路侧单元与车道控制器之间的数据接口 DB13/T 30012015 5 7.2.2.1 接口规格 路侧单元与车道控制器之间的有线数据接口见GB/T 28423-2012的第6章,补充要求如下: 路侧单元应支持网络接口和串行接口通信; 网络接口采用10/100M及以上以太网,通信协议为TCP/IP,车道控制器作为客户端,路侧单元作为服务端,端口号为9527; 串行接口采用RS-23
13、2/485等协议,通讯波特率应至少115200bps,采用半双工的异步串行通讯方式,无奇偶校验,8位数据,1个停止位。 7.2.2.2 接口协议 路侧单元与车道控制器之间的接口说明见附录B.1。宜支持集成命令接口,接口协议见附录B.2;可支持基于DSRC应用层服务原语及基于DSRC的ETC应用接口,接口协议见附录B.3。 7.3 远程监控接口 7.3.1 功能 收费公路路侧单元宜支持远程监控和管理系统,路侧单元通过网络接口与远程监控系统通信。路侧单元应支持远程监控系统进行关键参数设定、配置管理、版本管理、日志管理、诊断测试等远程操作,并按要求上传测试结果、日志信息、告警信息等。 7.3.2 接
14、口协议 路侧单元和远程监控系统之间的接口协议见附录C。 7.4 交易时间 典型单次交易时间应270ms。 7.5 安装 7.5.1 收费公路应用 路侧单元应采用正向吊装方式安装,射频单元中心点距路面5.7m5.8m,射频单元下方净空应大于5.5m。射频单元中心点在车道上的投影点应在车道中心线上。射频单元安装的俯角范围:3555,俯角为射频单元物理面法线与水平面夹角。 7.5.2 停车场应用 侧装方式的典型安装高度为(净空)2.0m2.5m;吊装方式的典型安装高度(净空)为3.0m3.5m。 7.6 可靠性 7.6.1 使用寿命 路侧单元的使用寿命应不低于7年。 7.6.2 平均无故障时间 路侧
15、单元的平均无故障时间不低于20000小时。 7.7 测试要求 DB13/T 30012015 6 7.7.1 测试条件 路侧单元进行测试的初始条件见收费公路联网电子不停车收费技术要求中的13.1.3。 7.7.2 测试指令 路侧单元应根据测试指令输出相应的信号,测试指令和说明见附录D。 8 环境条件 8.1 温度 路侧单元的各部分在以下温度范围应能正常工作,温度试验方法见GB/T 2423.1和GB/T 2423.2: 室外部分:-3085; 分体式路侧单元的室内部分:-2055。 8.2 防护等级 路侧单元的室外部分应满足IP65要求,室内部分应满足IP53要求。 8.3 材料 路侧单元的组
16、成模块和附属材料应符合GB/T 26572的相关要求。 DB13/T 30012015 7 A A 附 录 A (规范性附录) 控制单元与射频单元之间的接口规格 A.1 铜缆接口 A.1.1 线缆规格 采用16芯内外绞合方式铜缆,标配长度50m。控制单元向射频单元供电,电源电压为直流48V,额定电流4A。 A.1.2 航空接头规格 连接射频单元的航空接头采用螺纹连接和卡口连接方式,其中线缆接圆形插头,设备端接方形插座,插座装插针,插头装插孔。插头和插座尺寸见图A.1,图中尺寸数值单位为mm。 连接射频单元的线缆插座接头的线序见图A.2,线序从上到下、从左到右排列,其中电源正极线序为15,电源负
17、极线序为16,接触体孔径1.6mm。其他线序功能由厂商自行定义。 线缆与控制单元的接口由厂商自行定义。 插座规格 b) 插头规格 图A.1 航空接头规格 图A.2 插座接头线序 A.2 光缆接口 A.2.1 构成形式 由一根光缆和一根电源线组成,标配长度均为50m。控制单元向射频单元供电。 A.2.2 光纤规格 DB13/T 30012015 8 光缆由两根单模双芯光纤组成,衰减值小于0.5dB/km。光纤接头采用LC/APC方式,连接射频单元和控制单元两端的接头形式相同,外观尺寸见图A.3。光纤接头应加装保护装置,具备防水和防尘性能。 图A.3 光纤接头规格 A.2.3 电源规格 电源线由绝
18、缘线缆和线缆接头组成,线缆接圆形插头,设备端接圆形插座,插座装插针,插头装插孔,连接射频单元和控制单元两端的接头形式相同。线缆电气指标:额定电压300V,耐电压2kV/m,火花电压3kV。线缆接头尺寸见图A.4,线缆插座尺寸见图A.5。 正视图 b) 侧视图 注:图a)中的3个插孔1为48V直流电源,2为保护地,3为电源地。 图A.4 电源线缆接头规格 a) 正视图 b) 侧视图 图A.5 电源线缆插座规格 A.3 光纤与电源合缆接口 A.3.1 构成形式 DB13/T 30012015 9 光纤和电源线组合在一根线缆中,标配长度50m。控制单元向射频单元供电。 A.3.2 接头规格 光纤与电
19、源合缆的线缆接头为圆形插头,设备端接方形插座,插座装插针,插头装插孔,连接射频单元和控制单元两端的接头形式相同。插头规格见图A.6,插座规格见图A.7。 连接射频单元的插座接头的线序见图A.8,引线功能定义见表A.1。 LC注:图中L100mm,C35.6mm。 图A.6 光纤与电源合缆插头规格 注:图中D=25mm,E=33.3mm,F=26.97mm,G=24.61mm,H=3.25mm。 图A.7 光纤与电源合缆插座规格 图A.8 光纤与电源合缆插座线序 DB13/T 30012015 10 表A.1 光纤与电源合缆的线序定义 序号 定义 1 +48V电源 2 -48V电源 3 接地线
20、4 光通道1接收 5 光通道1发射 6 光通道2接收 7 光通道2发射 DB13/T 30012015 11 B B 附 录 B (规范性附录) 路侧单元与车道控制器间的数据接口协议 B.1 接口说明 B.1.1 接口描述 如图B.1所示,路侧单元的外部数据接口可分为如下三类: 接口:电子标签与路侧单元之间的DSRC接口; 接口:路侧单元设备驱动程序的应用编程接口(API); 接口:路侧单元与车道控制器之间的接口。 本标准规定接口。 车道控制器电子标签DSRC 应用层DSRC 数据链路层DSRC 物理层应用程序ETC应用数据ESAM路侧单元DSRC 数据链路层DSRC 物理层RS-232/RS
21、-485/以太网DSRC 应用层5.8 GHz DSRC 应用编程接口车道控制程序接口接口接口电子收费应用程序PSAM图B.1 接口类型说明 B.1.2 数据帧格式 路侧单元和车道控制器的通信数据帧格式见GB/T 28423的7.1和7.2节,数据帧中各数据域的说明如表B.1所示。如无特别注明,数据均采用无符号整型编码。以字节表示的数据,均为高位字节在前低位字节在后的大端模式。对于未定义或者保留的参数默认值填0。 表B.1 数据帧格式 字段 描述 STX 帧开始标志,取值为FFFFH RSCTL 数据帧序列号,1个字节。路侧单元发送的数据帧序号为X8H,其中X取值0,1,2,3,4,5,6,7
22、,9;98H为路侧单元上电时发送。车道控制器发送的数据帧序列号是将收到的数据帧序号高低半字节互换,即8XH,X取值与路侧单元相同。 DATA ETC应用数据 DB13/T 30012015 12 表B.1 数据帧格式(续) 字段 描述 BCC 异或校验值,从RSCTL到DATA所有字节的异或值 ETX 帧结束标志,取值为FFH B.1.3 通信方式说明 路侧单元与车道控制器之间采用应答方式通信:路侧单元发送指令帧给车道控制器,车道控制器应返回应答信息给路侧单元,否则路侧单元将重复发送该指令,直到达到最大重传次数。最大重传次数为3,重传时间间隔为120ms。 车道控制器可在任何时候对路侧单元进行
23、工作参数设定,此时路侧单元应回应设备关键参数信息。 B.2 路侧单元与车道控制器的集成命令接口 B.2.1 车道控制器发送的数据帧 B.2.1.1 指令类型 车道控制器发往路侧单元的指令类型和具体功能如表B.2所示。 表B.2 车道控制器的指令类型和功能 指令名称 代码 功能说明 初始化指令 C0 对路侧单元的关键参数,如:功率、车道模式等进行初始化设置 继续交易指令 C1 对收到路侧单元发来的信息的应答,表示确认收到信息并要求继续处理指定电子标签 停止交易指令 C2 对收到路侧单元发来的信息的应答,表示确认收到信息并要求当前不再继续处理指定电子标签 写过站信息指令 C3 将站信息写入指定电子
24、标签中的IC卡 开关天线指令 C4 打开或关闭路侧单元 消费交易指令 C6 对指定电子标签(IC卡)的电子钱包扣费,同时写入过站信息 B.2.1.2 初始化指令 该指令对路侧单元进行工作参数设定,描述见表B.3。 表B.3 初始化指令 位置 字节数 参数 说明 0 1 RSCTL 数据帧序列号 1 1 CmdType 指令代码,此处取值C0H 2 4 Seconds UNIX时间 6 7 Datetime 当前日期时间,YYYYMMDDhhmmss 13 1 LaneMode 车道工作模式:3-封闭式ETC入口;4-封闭式ETC出口;6-ETC开放式;7-标识站;8-省界合建站 14 1 BS
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