第二代路侧单元RSU相控阵智能定位天线系统研究
通信设备在道路安全预警系统中的作用考核试卷
10.信息技术
四、判断题
1. ×
2. √
3. √
4. √
5. ×
6. ×
7. √
8. √
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.通信设备在道路安全预警系统中的作用主要是实现实时数据传输、车辆定位和预警信息发送。三种通信设备及功能：车载单元（OBU）-用于车辆定位和发送接收预警信息；路侧单元（RSU）-安装在路边，用于与车辆通信和发送预警；通信卫星-提供远距离通信覆盖。
C.无人机
D.电子警察
20.下列哪种通信方式在道路安全预警系统中可以实现低时延传输？（）
A. Wi-Fi
B. 3G网络
C. 4G网络
D. 5G网络
（注：以下是空白处，留给考生填写答案。）
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.道路安全预警系统中，通信设备的主要作用包括以下哪些？（）
A.数据传输
B.语音通信
C.视频监控
D.车辆导航
2.以下哪些是道路安全预警系统中常用的通信技术？（）
A. DSRC
B. C-V2X
C. LoRa
D. NFC
3.以下哪些因素可能影响通信设备在道路安全预警系统中的性能？（）
A.信号干扰
B.设备寿命
C.环境温度
D.电池容量
4.在道路安全预警系统中，以下哪些设备可以用来收集交通信息？（）
标准答案
一、单项选择题
1. B
2. D
3. C
4. D
5. A
6. A
7. C
路侧通信单元rsu参数
路侧通信单元rsu参数路侧通信单元（RSU）是一种特殊的设备，用于向车辆提供通信服务。
RSU作为智能交通系统的关键组件，具有多种参数，包括频率、功率、天线方向、传输速率等。
通过对这些参数的设置和调整，可以提高RSU的性能和效率，从而更好地服务于人们的出行需求。
RSU的参数设置对于智能交通系统的安全性和可靠性至关重要。
在进行参数设置之前，需要先了解RSU的不同部分和功能。
主要包括RSU设备、天线、和通信模块。
以下是如何正确地设置和调整RSU参数的步骤：1. 频率设置：首先，需要确定RSU工作的频率范围。
具体来讲，需要将RSU频率设置为与车辆发送和接收数据的频率相同。
对于RSU频率的选择应该要考虑到其他的系统可能正在用同样的频率工作。
确保选择的频率不会干扰其他系统的正常工作。
2. 功率设置：RSU功率的设置是通信质量的重要参数。
功率的值越大，信号传输的距离越远。
在设置功率时，需要考虑到场地复杂性、环境地形、周围建筑物的影响等因素。
为了避免干扰其他系统，需确保RSU功率不大于法定规定的范围。
3. 天线方向设置：天线的方向和角度也是影响通信质量的重要因素。
天线方向应该朝向车辆，以便传输信号最大化。
天线的角度取决于RSU设备所处的位置和周围的环境。
需进行实际的测试和调整，以达到最优的天线方向和角度。
4. 传输速率设置：传输速率表示消息发送和接收的速度。
在选择传输速率时，应考虑到RSU的带宽、车辆的速度和数据的复杂度等因素。
确保传输速率能够满足车辆之间通信的需求。
最后需要注意的一点是，RSU的参数设置是一个动态的过程，需要不断的优化和改进。
不同的应用场景和不同的车辆需求下，RSU参数的设置也不尽相同。
因此，需要守护和密切关注RSU的工作状态和数据流，及时调整参数，以保证系统始终处于最优状态。
总之，路侧通信单元RSU参数设置对智能交通系统的稳定运行和效率起着关键作用。
只有经过适当的优化和调整，才能够更好地服务于人们的出行需求。
智能网联--试卷1
试卷代号：智能网联技术基础试题20题，共40分）1、电动化、（）、网联化和共享化是汽车发展趋势。
A 智能化B轻量化 C 国产化D节能化2、智能网联汽车传感器主要包含激光雷达、摄像头、毫米波雷达、（）、组合导航（GNSS/IMU）等。
A 单目摄像头B雷达 C 天线D超声波雷达3、智能驾驶是指由感知、（）和控制系统组成的可协助、代替人类驾驶的驾驶技术。
A 领导B 调控C终端D决策4、智能网联汽车的关键零部件主要有车载（）系统、车载雷达系统、高精度定位系统、车载互联终端、集成控制系统。
A 路由B电网C光学D声波5、智能网联汽车的共性关键技术主要有（）技术、车辆协同控制技术、数据安全及平台软件、人机交互与共驾技术、基础设施与技术法规等。
A多路信息融合B多源信息融合C多维信息融合D多条信息融合6、超声波雷达的技术参数主要有测量距离、测量精度、探测角度、工作频率和工作（）等。
A 电压B 电流C 电阻D温度7、毫米波雷达是指波长为（）的电磁波，对应的频率范围为30~300GHz。
A1~10mm B1mm C 10mm D10~100mm8、（）雷达在智能网联汽车上主要应用于自适应巡航控制系统、前向碰撞预警系统、自动紧急制动系统、盲区监测系统、变道辅助系统等。
A 激光B毫米波C超声波D电磁波9、全球车载毫米波雷达的频段选择（）频段。
A7.7~8.1GHz B81GHz C77GHz D77~81GHz 10、激光雷达主要由发射系统、接收系统以及（）处理与控制系统组成。
A 声波B 信源C信号D光波11、（）传感器主要由光源、镜头、图像传感器、模-数转换器、图像处理器、图像存储器等组成。
A摄像头B视觉C听觉D触觉12、（）传感器在智能网联汽车上的应用是以摄像头方式出现的，一般分为单目摄像头、双目摄像头、三目摄像头和环视摄像头。
A 霍尔B超声波C视觉D激光13、智能网联汽车主要包含三种网络，即以车内总线通信为基础的车内网络，也称（）；以短距离无线通信为基础的车载自组织网络；以远距离通信为基础的车载移动互联网络。
第二代路侧单元RSU --相控阵智能定位天线系统研究
第二代路侧单元RSU --相控阵智能定位天线系统研究点击率：105 作者：admin1 发表时间：2013-9-5 14:00:52摘要电子不停车收费ETC系统可以有效解决交通拥堵、收费舞弊等问题，是目前人工收费和半自动收费最理想的替代方案。
近年来，随着我国RFID技术科研能力的增强和交通状况的日益严峻,ETC系统受到了高度重视。
然而,现实应用中ETC系统还存在着兼容性差、跟车干扰、邻道干扰、交易成功率低、通车速度慢等诸多问题。
本文针对这些问题提出了ETC系统第二代路侧单元RSU——相控阵智能定位天线，重点阐述了该天线在性能设计、环境适应性设计、可维护性设计等多个方面的先进性。
提出了针对跟车干扰、邻道干扰等诸多问题的有效解决方案。
1.引言随着我国ETC行业的快速发展，ETC车道的车流量不断增加，在一些车流量很大的站点，已经出现了同向双车道或同向多车道的应用模式。
由于ETC车辆的逐渐增多，对整个ETC车道系统提出了更高的要求，主要体现在以下方面：（1）车流量增大引发跟车干扰问题：当车流量大时，RSU通讯区域内可能出现多个ETC车辆，或者ETC车辆紧跟无电子标签车辆，此时如果系统不能准确区分装有电子标签的车辆和误闯车辆，就会造成误放行等跟车干扰问题，严重损害到正常ETC车辆车主的利益，这就要求RSU 设备必须解决跟车干扰问题；（2）同向多车道的出现引发邻道干扰问题：在相邻的两条或多条ETC车道中，当装有电子标签的车辆驶入其中一条ETC车道时，会对其它相邻的ETC车道造成干扰，可能导致相邻车道中的ETC车辆无法正常通行，甚至重复扣费等问题。
邻道干扰一方面影响了系统的整体交易成功率，另一方面损害到正常ETC用户的利益，这就要求RSU设备必须解决邻道干扰问题；（3）面对目前各个ETC设备厂家技术状态参差不齐的电子标签，如何提高ETC车道交易成功率问题：随着电子标签厂家越来越多，各厂家电子标签的性能表现参差不齐，这就导致ETC 系统交易质量下降，成功率降低。
高速公路ETC门架运维的探索
高速公路ETC门架运维的探索摘要：在高速公路的ETC门架系统中，运行时间长，部件数量多，使用频率高，对门架的运维提出了更高要求。
为确保ETC门架系统在长期运行过程中稳定可靠，本文基于实际工作经验和相关研究成果，从设备故障处理、故障定位、门架索具、防撞栏杆、收费系统等方面分析了当前ETC门架运维过程中存在的问题。
根据相关研究成果，本文从设备供应商管理、运维人员培训与考核等方面提出了下一步ETC门架运维工作的改进措施。
关键词：ETC门架；运维；设备；索具；防撞栏杆前言：由于高速公路ETC门架系统设备数量多、使用频率高，给门架的运维提出了更高的要求。
本文基于工作经验和相关研究成果，通过对ETC门架设备及系统的介绍，对ETC门架运维工作中存在的问题进行分析，并提出改进措施。
一、ETC门架运维过程中存在的问题（一）维护成本高：ETC门架系统属于机电系统，需要对整个系统进行维护，由于ETC门架系统数量多、设备种类多、部件之间相互关联，给其维护工作带来了很大的难度，也给设备供应商及运维人员带来了很大的压力[1]。
（二）运营效率低：ETC门架系统是机电设备，由于其运行环境较差，加之系统结构复杂，故障率高，维护工作量大，且由于设备种类多、部件之间相互关联，导致维修难度大、维修时间长，设备供应商及运维人员的运营效率较低。
（三）运营管理不规范：由于门架系统属于机电设备，涉及到众多的机电设备，且各个部件之间相互关联，增加了系统维护的难度。
由于各省市对ETC门架系统的运维管理缺乏统一的标准规范，导致运营管理不规范，经常出现故障处理不及时、无法及时处理、系统无法正常运行等情况。
（四）缺乏系统运维手段：ETC门架系统设备种类繁多，结构复杂，在日常运营过程中需要使用多种检修手段和方法对设备进行维护和保养，且由于各省市的ETC门架系统在设计上缺乏统一标准，导致故障处理流程不一致，运维手段单一[2]。
（五）缺乏统一标准规范：由于ETC门架系统结构复杂，设备种类繁多，部件之间相互关联，导致故障处理难度大，且由于ETC门架系统涉及到众多的机电设备，各个部件之间相互关联，维修难度大、维修时间长，无法按照统一的标准和流程进行。
RSU方案
RSU方案简介RSU（Roadside Unit）是指路边单元，也称为路侧单元或边缘单元，是智能交通系统（ITS）中的关键设备之一。
它在道路边缘位置部署，负责与车辆进行通信，并提供交通管理、车辆监控和信息服务等功能。
本文将介绍RSU方案的基本原理、应用场景和技术优势。
基本原理RSU作为智能交通系统的组成部分，通过与车辆进行无线通信，实现道路交通信息的采集、传输和处理。
其基本原理如下：1.无线通信技术：RSU利用无线通信技术与车辆进行通信，常用的通信技术包括Wi-Fi、LTE和DSRC等。
这些技术能够实现高速、稳定的数据传输，保证道路交通信息的实时性和准确性。
2.车辆检测和识别：RSU通过搭载传感器和摄像头等设备，实时检测和识别经过的车辆。
这些设备能够获取车辆的基本信息，如车牌号码、颜色、型号等，为交通管理提供依据。
3.交通信息监测：RSU通过车辆检测和识别，可以实时监测道路上的交通流量、车速等信息。
这些信息对于交通管理和决策具有重要意义，可以帮助提供更好的交通服务。
4.交通流量调控：根据交通信息的监测结果，RSU可以实现交通流量的调控，以优化交通状况。
比如，根据路况实时调整信号灯的时间，减少交通拥堵，提高道路通行效率。
应用场景RSU方案可以应用于多个交通场景，包括但不限于以下几个方面：1.智能交通管理：RSU可以实现道路的实时监测和管理，对交通流量进行调度和优化。
通过调整信号灯的时间和配时，减少车辆等待时间，提高通行效率。
2.交通事故报警：RSU通过与车辆进行通信，可以在发生交通事故时实时报警。
当车辆发生事故时，RSU能够立即感知，并向相关部门发送报警信息，以便及时处理和救援。
3.交通信息服务：RSU还可以提供交通信息服务，包括实时交通状况、道路施工信息、路况提示等。
这些信息可以通过车载终端或手机等设备传输给驾驶员，帮助其选择最佳路线和避开拥堵区域。
4.智能停车管理：RSU可以用于智能停车系统，通过与车辆进行通信，提供实时的停车位信息。
高速公路收费站智慧收费及运维系统
高速公路收费站智慧收费及运维系统摘要：目前收费站整体智慧运维监测处于空白，存在收费站机电设备种类多、数量多，车道设备、ETC门架系统、机房、院区、拥堵等设备出现故障发现不及时，故障点定位不准确，维护及维修不及时等问题。
收费站收费人员不减反增，人力资源成本在收费运营成本中占较大比例，并且企业人力资源成本在不断攀升，亟须解决一线收费人员短缺的问题，提高高速公路收费服务水平和提升高速公路的公众服务社会形象成为当前之急。
关键词：高速公路；收费站；智慧收费；智慧运维；一、系统总体设计(一)全车型智能自助发卡机和自助缴费机应用全车型智能自助发卡机分上下两个工位，上工位供大型车司机按键取卡或刷ETC卡通行，下工位供小型车司机按键取卡或刷ETC卡通行，模块化设计，上下工位自动智能测距伸缩而不碰撞到障碍物，方便司机取卡或刷ETC卡。
全车型智能自助发卡机在多模式车道收费软件系统控制下实现自助取卡。
全车型智能自助缴费机分上下两个工位，上工位供大型车司机插卡或刷ETC卡通行，下工位供小型车司机插卡或刷ETC卡通行，模块化设计，上下工位自动智能测距伸缩而不碰撞到障碍物，方便司机插卡或刷ETC卡。
上下工位共用一台票据打印机，自动切票，通过智能票据传送装置进行相应上下工位送票。
全车型智能自助发卡机在多模式车道收费软件系统控制下实现自助缴费。
(二)车型轴型判别大数据及移动支付云平台平台定期采取全省高速公路收费站收费通行数据及ETC发行方车辆信息，根据车辆车牌的唯一性，提取人工多次判别的车牌、车型、轴型数据，车辆在全车型自助收费系统车道通行时，车道将车牌信息发送给车型轴型判别大数据云平台，可获取车型、轴型信息，再与卡内信息及车型识别车型进行对比，不一致时由人工确认干预完成车辆通行。
移动支付云平台服务支持微信、支付宝等主流支付方式，服务端软件可与全车型自助缴费系统车道端软件进行通信交互，将车道端发送的移动支付数据解析后与第三方支付平台数据交互，从用户第三方支付平台账户中扣除高速通行费，并将支付结果返回车道端，移动支付云平台可提供收费流水对账查询、汇总报表统计。
智能交通系统(ITS)汇报
21216-2
CALM Architecture
21218
Vehicle Probe Data for Wide Area 24100 Communication
CALM Application Management 24101-2
(Published Standard)
CALM Management
(U.S. Department of Transportation) 的一项计划，工作在 5.9 GHz 频带。
EMERG. VEHICLE
REAR
ISO/DIS 29282 Communications access for land
mobiles (CALM) — CALM using satellite communications 陆地移动通信接入（CALM）
工业和信息化部电信传输研究所
CALM
---Communications Access for Land Mobiles
Project Title Lawful Interception in ITS and CALM
Project # 11769
CALM using 802.11
13181-1
CALM Security 2:Threat Vulnerability and 13181-3
Risk Analysis
CALM Security 4:Countermeasures
CALM Applications using Satellite
29283
Event based Probe Vehicle Data
Project Title Data Retention for law enforcement in ITS and CALM CALM Security Part1:Framework CALM Security Part 3:Objectives and requirements CALM receiving public broadcast communications CALM Networking Protocols
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ﻩ
第二代路侧单元RＳU －－相控阵智能定位天线系统研究
点击率:10５ 作者：adｍiｎ1 发表时间:20１３-9－5 14：00：52
本文针对这些问题提出了ETC系统第二代路侧单元RＳU——相控阵智能定位天线,重点阐述了该天线在性能设计、环境适应性设计、可维护性设计等多个方面的先进性。提出了针对跟车干扰、邻道干扰等诸多问题的有效解决方案。
1.引言
随着我国ETC行业的快速发展，ETC车道的车流量不断增加,在一些车流量很大的站点,已经出现了同向双车道或同向多车道的应用模式。由于EＴC车辆的逐渐增多，对整个ＥTC车道系统提出了更高的要求,主要体现在以下方面:
摘要
电子不停车收费ETC系统可以有效解决交通拥堵、收费舞弊等问题，是目前人工收费和半自动收费最理想的替代方案。近年来，随着我国RFID技术科研能力的增强和交通状况的日益严峻,ＥTＣ系统受到了高度重视。然而,现实应用中ETC系统还存在着兼容性差、跟车干扰、邻道干扰、交易成功率低、通车速度慢等诸多问题。
图1:相控阵智能定位天线的原理框图
相控阵智能定位天线系统采用单元化、模块化设计，将整个系统分为DSRC微波读写天线和ＤＳRC微波读写天线控制器两个部分。DSRＣ微波读写天线主要由天线子阵构成的相控阵天线、相控阵收发模块、核心处理模块、无线定位模块以及通讯控制模块等组成。相控阵收发模块分别接收、发射微波信号。无线定位处理模块采用最先进的软件无线电技术实时对车载单元OBU进行高精确的定位,同时完成基带信号的编码/解码、调制/解调。DSRC微波读写天线控制器通过光纤与DSRC微波读写天线进行高速的信息交互,并提供千兆以太网接口和串行接口与车道控制系统通信。
(3) 面对目前各个ETC设备厂家技术状态参差不齐的电子标签,如何提高EＴC车道交易成功率问题：随着电子标签厂家越来越多，各厂家电子标签的性能表现参差不齐，这就导致ＥTC系统交易质量下降，成功率降低。如何提高ETＣ系统的交易成功率,如何兼容各个厂家各个版本的电子标签,做到“严于律己,宽以待人”，这对RＳU设备提出了更高的要求；
图相控阵智能定位天线定位示意图
（3)采用软件无线电技术提高系统兼容性。在现有ＥＴC车道系统中，交易成功率很难再上一个台阶的主要原因微波读写天线无法很好的兼容那些质量差、信号弱的电子标签。随着电子标签使用年限的增加,逐渐出现低电现象，当电子标签处于低电状态下交易时,其发出的信号质量往往无法保证,就会出现信号弱等情况，这种情况下就容易被其他信号干扰。另外一方面,ETC车道往往处于一个比较复杂的电磁环境中,空中辐射信号的干扰无时无刻的存在着，各种车辆带来的干扰也充斥着整个车道。在这种环境下，如果使交易成功率再上一个台阶,就必须提高ＲSＵ设备的信号识别能力以及对干扰信号的抵抗能力。为此本设计中引入以软件无线电技术为核心的分集接收技术，多路信号独立解调,解调数据再通过信号处理器裁决出最终有效的数据信号,以此确保每一次与电子标签通讯的成功率。软件无线电技术在本设计中的应用，大幅的提高了ＥTＣ系统的交易成功率，使EＴC车辆更加顺畅的通过,同时也大幅提高了系统的通车速度。
图２:收发天线水平面方向图
(2） 采用最佳波束成形定位技术,实现对OBU车辆高精度定位，定位精度高达0.１米。相控阵智能定位天线内置无线定位处理模块，此模块是以软件无线电技术为核心的处理引擎。首先将接收到的OBU信号送入核心处理模块进行预处理，再送入无线定位模块进行联合计算,并建立以天线垂直投影点为原点的车道坐标系，并得出OBU所在车道平面的二维坐标,整个计算过程仅耗费微秒级延时,可实时地对通讯区域内的OBＵ进行精确定位。定位的结果用于判断ＥＴC车辆是否是邻道车辆,以及判断出车辆的前后关系，以此从根本上解决邻道干扰问题和跟车干扰问题；
(1)车流量增大引发跟车干扰问题：当车流量大时，ＲSU通讯区域内可能出现多个ETＣ车辆，或者ETC车辆紧跟无电子标签车辆，此时如果系统不能准确区分装有电子标签的车辆和误闯车辆,就会造成误放行等跟车干扰问题,严重损害到正常ETC车辆车主的利益,这就要求RSU设备必须解决跟车干扰问题；
(２) 同向多车道的出现引发邻道干扰问题:在相邻的两条或多条ETC车道中,当装有电子标签的车辆驶入其中一条EＴC车道时,会对其它相邻的ETＣ车道造成干扰,可能导致相邻车道中的ETＣ车辆无法正常通行，甚至重复扣费等问题。邻道干扰一方面影响了系统的整体交易成功率，另一方面损害到正常ETC用户的利益,这就要求RSU设备必须解决邻道干扰问题;
(４） 如何提高ETC车道系统通车速度的问题：随着生活节奏的加快，用户对EＴC系统的体验要求越来越高。如何又快又准确的完成不停车收费，提升用户体验,从而吸引更多车主使用ETＣ，这就要求RSU设备必须解决这个问题。
2.体系设计
针对目前EＴC系统的应用需求,为了更有效的解决邻道干扰、跟车干扰，提高交易成功率与通车速度,本文提出了第二代路侧单元RSU——相控阵智能定位天线的体系设计方案,具体的原理框图如下图所示:
下面重点从系统性能设计、环境适应性设计、可维护性设计等几个方面阐述了第二代相控阵智能定位天线的先进性。
2.1系统性能设计
(１)采用相控阵天线技术实现天线波束智能扫描，覆盖精准，调整方便。采用微带阵列天线作为微波信号的收发天线，通过控制微带天线子阵中辐射单元的馈电相位来改变天线的方向图,采用精确的天线阵列分布计算和独有的旁瓣抑制手段,将天线水平面的波瓣宽度控制在18度以内，旁瓣电平抑制超过20dB。严格控制波束覆盖的范围,保证投射到车道上的通讯区域宽度在3m以内，泄露到相邻车道的信号功率极其微弱，最大程度抑制了邻道干扰。天线纵向覆盖范围可通过控制馈电相位改变天线的方向图,实现多个波束的切换,从而改变通讯远近区域的覆盖范围,保证交易质量的可靠性，从天线设计角度最大程度的减少了跟车干扰和邻道干扰的概率。由于采用了相控阵技术，使通讯区域内有效信号能量更加集中，所以纵向通讯区域较传统天线更加大，有效通讯区域远端最大可达15米,可大幅提高交易成功率和通车速度；