近几年来,国内很多省市相继引进ETC 刷卡系统,运行结果表明, ETC 刷卡系统是安全 / 稳定 / 准确和可靠的。然而深入发现,各地引进的 ETC 刷卡系统互不兼容。各地区的 ETC 系统如不能相互兼容,其社会效益和经济效益将大打折扣,根据我国目前系统运作的具体状况及大多数 ETC 系统厂家支持的技术标准,可以选择 CEM/T 278 公布的如下 3 个标准作为 ETC 系统前端设备的基本要求。 此外,为保证设备的互操作性,还应制订其他细则标准,包括网络清算体系接口规范、 ETC 车道系统设计规范、电子标签读写技术规范、数据结构、设备通信协议等。下面我们谈谈ETC 刷卡系统在道路交通收费的应用。
我国目前路桥收费存在 3 种方式。 (1) 纯人工收费方式,即全部收费程序由人工操作完成。由于该方式工作量大,不易统计和监督,现已基本不予采用。 (2) 人工半自动收费,即“人工收费、计算机管理、闭路电视监视”方式。该方式适合我国公路管理现状,是目前路桥收费的主要方式,但对交通量大的收费站点,该方式不能解决交通瓶颈问题。 (3) 电子不停车收费方式,即 ETC 系统收费。该方式利用车辆自动识别技术,通过天线实现车道控制器与车载电子标签的数据交换,自动完成收费程序,其层次构成如图1。
完整的 ETC 系统可分为 ( 部分:一部分是 ETC 前端车道系统;另一部分是 ETC 后台清算系统。
ETC 车道系统包括车辆检测子系统 、交通指挥子系统 、 车辆图像抓拍子系统,而车辆识别子系统通常由电子标签 ? 车道天线 ? 天线控制器和计算机系统组成。
后台清算系统
不同的 ETC 系统营运商管理的收费系统,涉及到营运商业务系统之间的账务清算。营运商如何进行账务清算,取决于营运商的具体情况。参考电信行业的经验,目前有2种比较通用的清算方式 , 中央清算方式和分散清算方式。
(1)中央清算方式。
中央清算方式概括地说就是,在各 ETC 系统运营商之上建立一个中立的 ETC 中央清算系统,以负责电子标签的发行流通管理,维护 ETC 用户的消费账户,清算拆分发生在多个 ETC 系统运营商之间的道路通行费等事务。
ETC 联网收费中央清算系统可以直接处理,也可以间接地通过一个金融机构 - 如银行等 / 来处理上述事务。一种比较可取的方式是直接在各省的人工联网收费中心建立内 ETC 中央清算系统,以统一负责该省的 ETC 收费清算等业务。各 ETC 系统运营商和中央清算系统之间需要就保障 ETC 前端设备完全兼容互换的详细技术规范、电子标签的数据格式,各运营商的 EFC Context Mark 、电子标签访问密钥、认证密钥,统一的车型分类标准,各路段的收费标准,原始过车记录的格式,黑、灰名单的产生、下发以及处理的办法,收费、拆账信息的交换方式等一系列问题达成一致的意见。这种中央清算的 ETC 联网运营方式,系统结构清晰,各方分工明确,可操作性强,同时, ETC 联网收费中央清算系统可以方便地建立在各省的联网收费中心的基础之上。因此,这种运营方式在以中央账户为基础的 ETC 联网收费应用中不失为一个理想之选。
(2)分散清算方式。
分散式操作管理方式概括地说就是,各 ETC 系统运营商在保证 ETC 前端设备完全兼容互换的基础上,通过 ETC 运营商之间的原始收费记录、账务数据以及其他必要信息的交换完成跨路段通行费的拆分与清算的 ETC 联网收费运营方式。其相互关系示意如图4。
与中央清算方式一样,各 ETC 系统运营商之间需要就保障 ETC 前端设备完全兼容性及有关的处理办法等一系列问题达成一致的意见。此外,各 ETC 系统运营商还需要就怎样在他们之间通过一个安全、可控的方式来交换真实的原始收费信息,以及如何利用这些原始收费信息在各运营商之间进行账务拆分,及特殊车辆的通行费处理等问题协商一致。在这种操作管理方式下,通行费的清算任务被分散到各个运营商那里,由各运营商自己的处理程序来完成,并且大多数的功能都可以在车道软件这一层实现,即所谓的现场拆账。这种拆账功能的实现,在现有的以通行券为基础的人工联网收费系统的车道控制软件中是非常普遍的。这种分散式操作管理的 ETC 联网运营方式,通行费清算的任务被分散,故不需在建立统一的中央清算系统上花费巨额投资,这也是此种运营方式的优势所在。
ETC 系统在现阶段联网收费应用中的解决方案
2.1 收费系统使用的收费介质
目前,国内高速公路收费系统常见的通行券有纸制打印券、纸制磁性券、一维条码券、二维条码券、磁卡、接触式 IC 卡和非接触式 IC 卡等多种形式。其中 IC 卡可用于预付业务。经过多年的收费实践,收费系统对收费介质的选择越来越注重自动化程度、读写方式、数据安全、介质成本、文明打印和管理成本等方面的性能和技术要求。由于在路网的出口使用现金支付存在诸多弊端,预付交易将是公路收费由现金交费向非现金交费的必然选择,而符合金融集成电路规范的 IC 卡也成为收费介质的首选。
2.2 电子标签与 IC 卡的结合使用
凡不带 IC 卡的电子标签称单片式电子标签,带 IC 卡接口并在使用时插入 IC 卡的电子标签称两片式电子标签。通常两片式电子标签具有支持对接触式 IC 卡和非接触式 IC 卡读写的能力。目前,国外普遍采用的电子不停车收费技术方案,大多是单片式 ETC 系统,这对于 ETC 车辆使用率高的应用环境来说是非常合适的。但这种系统在收费环境中是封闭运行的,完全脱离现有的人工半自动收费系统,对于我国的公路网络而言,这种方案将面临系统改造规模大、一次性投资高、建设周期长等问题,而且在交通量小的非主线收费站,拆装现有的系统设备或另外建设专用 ETC 车道既不经济,也没必要。因此,国外现有的方案并不适合我国路网的现状。要在我国“一路一公司”公路管理模式和现有的收费设施条件下推动 ETC 系统收费,必须在方案设计上予以突破。
由于现有的技术条件难于做到电子标签对非接触式 IC 卡的长寿命操作(至少可使用、年才有发行价值),故在接触式 IC 卡不被现有的收费系统接受的条件下,必须在方案设计时使系统改造后具有两种读写方式的能力,即电子标签采用接触式读写方式和现有的人工半自动收费系统采用非接触式读写方式。
2.3 组合式电子收费技术的解决方案