随着全国高速公路“一张网”运营时代的到来，收费系统面临7×24小时不间断运行、复杂电磁环境及极端温湿度挑战。传统商用PC故障率高达35%，而工业级工控机通过防尘、防潮、宽温设计，将系统可用性提升至99.99%。
一、场景化应用案例：从ETC龙门架到窄岛收费亭
ETC自由流收费系统：车流中的毫秒级响应
在杭州绕城高速ETC龙门架项目中，部署研华ITA-3000系列工控机（Intel®四核处理器，IP65防护），搭载ADAM-4080数据采集模块。系统实时处理8车道ETC交易数据，通过千兆光纤环网上传至中心服务器。当车流密度>200辆/分钟时，设备仍保持交易响应时间<15ms，误识别率控制在0.01%以下。无人值守收费站：窄岛化的智能控制中枢
广深高速改造项目中，采用研华ITA-170V2国产化工控机（飞腾E2000Q处理器，无风扇设计）作为收发卡机器人控制核心。通过14路DB9串口连接车牌识别相机、栏杆机、语音对讲设备，并集成EKI-2525工业交换机组建冗余网络。改造后单车道宽度缩减40%，运维人力成本下降60%。隧道应急监控：黑暗环境下的多设备协同
沪昆高速某隧道群部署IPC-610H 4U上架式工控机（支持-40~70℃宽温），配备PCL-725继电器卡和ADAM-6066数字I/O模块。当CO浓度传感器超标时，自动启动风机并联动情报板警示，从检测到响应全程<3秒。该系统在2024年暴雨季成功避免3次隧道滞留事故。
二、高速公路收费系统硬件选型矩阵
针对不同功能层级，推荐研华差异化方案：
| 应用场景 | 核心型号 | 关键配置 | 性能优势 |
|---|---|---|---|
| ETC龙门架 | ITA-3000系列 | 双Intel千兆网口，EMC四级认证，IP65防护 | 抗电磁干扰，适应户外机柜 |
| 车道控制机 | ITA-170V2国产化平台 | 飞腾E2000Q+麒麟OS，14串口，4×GigE LAN | 100%国产化，满足信创要求 |
| 收费站服务器 | IPC-610H 4U机架式 | 支持热插拔冗余电源，15槽扩展 | 99.99%持续运行可靠性 |
系统构建黄金组合：
数据处理：AIMB-228工业主板（支持第9代Intel Core，32GB DDR4）
网络冗余：EKI-5528I工业交换机（支持环网冗余，<20ms自愈时间）
设备接入：ADAM-4080模块（16路DI/DO，±4kV ESD保护）
视频叠加：PIE-7132视频捕捉卡（支持4路1080P视频输入）
三、技术突破点：破解收费系统四大痛点
极端环境耐受设计
IPC-610H机箱采用1.2mm镀锌钢板，内部正压风道设计。在青藏高原测试中，-35℃冷启动成功率100%，抗振动性能达5Grms。
多协议兼容能力
ITA-170V2内置协议库支持JT/T 808（交通部车载终端标准）、GB/T 35658（ETC应用层协议）等，无需转换模块直连ETC路侧单元(RSU)。电力安全保障方案
通过RPU-1225双冗余电源+ADAM-4068浪涌保护模块，成功抵御雷击导致的20kV瞬时高压，2024年广东暴雨季设备0损坏。AI赋能通行效率提升
ITA-560工控机（NVIDIA Jetson Orin平台）在苏嘉杭高速实现：
实时分析16路视频，精准识别跟车闯卡行为
基于历史车流预测，动态开启潮汐车道
将过车效率从220辆/小时提升至350辆/小时
四、行业演进趋势：智慧公路的工控机新使命
国产化替代加速
交通部要求2025年关键设备国产化率超80%，ITA-170V2已通过交通运输安全认证（EN 50155），在深圳地铁AFC系统国产化率100%。轻量化与边缘智能
新一代MIC-7000模组化工控机（95×95mm）支持：
部署在移动收费终端
太阳能供电的临时收费站
无人机巡检数据中转站
车路协同深度融合
研华与百度Apollo合作案例：
ITA-560分析路侧雷达数据
实时推送道路结冰预警至车载终端
事故率下降40%
关于梵亚工控（深圳市梵亚科技有限公司）
深耕智能交通领域12年，梵亚工控是研华工业物联网解决方案合作伙伴。公司持有交通运输工程机电专项资质，深度参与多项国家标准制定，核心优势包括：
场景化交付能力：完成全国首个高速公路窄岛化改造（广深高速石鼓站），部署研华设备150+台
全周期运维体系：建立沿线8小时备件速达圈，提供收费系统健康度评估工具
创新实验室：自主研发ETC交易压力测试平台，模拟峰值>5000次/秒交易
