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国内电子不停车收费系统发展现状 国内电子不停车收费系统发展现状 国内电子不停车收费系统发展现状 国家智能交通系统工程技术研究中心 张北海 1.电子收费系统的发展必须面对的人工联网收费环境 1.电子收费系统的发展必须面对的人工联网收费环境 1999 年，山东、四川率先提出全省联网收费，伴随着众多主线收费站的拆除，我国公路收费系统从各路段独立收费的状态步入了联网统一收费、通行费多业主拆分的时代。到 2003 年，联网收费初具规模的省市有山东、江苏、浙江、四川、重庆、湖南等。还在实施中的省份有北京、广东、内蒙、河北、安徽、黑龙江等。在实施区域联网收费的进程中，为了保障联网收费能顺利实施，通常还需建设通信网络，以及必要的监控设施。数以亿计的投资吸引了大量的 IT 企业包括设备制造商和系统集成商参与工程建设，采购大量的计算机系统、通信设备、网络设备，基础软件、应用软件以及专用的收费设备等。这就是我国发展 ETC 应用所必须面对的大环境。区域性的半自动联网收费系统，大部分省份采用非接触IC 卡作为通行券，也有个别省份采用二维条形码作为通行券。在各省实施联网收费的过程中，大多要起草并公布三份区域性的技术文件，分别是：?区域高速公路联网收费技术方案?区域高速公路联网收费暂行技术要求?区域高速公路联网收费软硬件技术要求 这三份技术文件将从联网收费总体框架、收费车道流程、联网收费系统编码、联网收费数据传输、IP 地址分配和域名系统设计、IC 卡发行与应用管理、联网收费结算系统、联网收费计算机网络、联网收费闭路电视监视系统、收费系统土建及附属设施、联网收费的可靠性和安全性、工程分期实施方案等若干方面对本区域的联网收费系统规范化建设提供技术保障。2.国内电子收费系统工程项目概况 2.国内电子收费系统工程项目概况 到 2003 年底，我国的电子收费系统实施取得了一定进展，部分项目已进入 1国内电子不停车收费系统发展现状 试运行阶段，但还远谈不上规模经营。主要项目概况如下：我国主要 ETC 项目概况 项目地点 项目地点 设备供应商/设备供应商/系统集成商 系统集成商 技术特点 技术特点 系统规模 系统规模 项目状况 项目状况 广州市八桥一隧 挪威 Q-Free 公司 广东立信公司 读写型，单片式 内置电池，5.8GHz约 20 条车道 约 2 万张卡 98 年开始建设 政策调整，实施年票制，项目暂停 重庆市内三桥 日本电装公司 四川现代公司 读写型，单片式 内置电池，5.8GHz9 条车道 约 2 万张卡 99 年开始建设 政策调整，实施年票制，项目暂停 南京机场高速 瑞典康比特公司 西班牙圣科公司 读写型，单片式 内置电池，5.8GHz2 条车道 约 100 张卡 99 年开始建设 尚未对社会公开 上海虹桥机场路 日本丰田公司 上海城建集团 读写型，两片式，内置电池，5.8GHz2 条车道 约 1000 张卡 2001 年建设 2002 年暂停 沪宁高速公路 挪威 Q-Free 公司 西班牙 Indra 公司 读写型，内置电池，5.8GHz约 44 条 ETC 车道 97 年底开始建设 尚未对社会公开 四川德中公路 瑞典康比特公司 北京中交国通公司 读写型，单片式 内置电池，5.8GHz2 条车道 约 100 张卡 2002 年建设，尚未对社会公开 广东佛山、顺德、南海等地 美国 TI 公司 广东路路通公司 读写型，单片式 915MHz 频段 40 多条 ETC 车道 约 4 万张卡 96 年试运行 目前仍正式运行 长沙机场高速 深圳产学研 只读型，单片式 2.45GHz 频段 6 条 ETC 车道 约 120 张卡 2003 年 9 月 2 日开通 四川宜宾 四川新源现代公司 读写型，单片式 915MHz 频段 10 条 ETC 车道 约 1 万张卡 99 年开始建设 目前已正式运行 北京首都机场高速公路 美国 Amtech 公司 北京速通公司 只读型，单片式 内置电池，2.45GHz 2 条 ETC 车道 约 2000 张卡 97 年底试运行 99 年正式运行 厦门海沧大桥、厦门大桥 挪威 Q-Free 公司 佛山通达公司 读写型，单片式 内置电池，5.8GHz4 条车道 约 2 万张卡 99 年开始建设，目前已正式运行 甘肃尹中公路 瑞典康比特公司 清华紫光公司 读写型，单片式 内置电池，5.8GHz2 条车道 约 2000 张卡 2001 年建设 2002 年正式运行 天津津滨路 瑞典康比特公司 北京清华紫光公司 读写型，单片式 内置电池，5.8GHz2 条车道 约 2000 张卡 2001 年建设 2002 年正式运行 广韶高速公路 广州埃特斯公司 广东新粤公司 读写型，两片式，内置电池，5.8GHz4 条车道 约 500 张卡 2001 年建设 2002 年正式运行 广东虎门大桥 广州埃特斯公司 广东新粤公司 读写型，两片式，内置电池，5.8GHz2 条车道 约 500 张卡 2001 年建设 2002 年正式运行 山西太旧高速公路 广州埃特斯公司 广东新粤公司 读写型，两片式，内置电池，5.8GHz2 条车道 2003 年建设试运行 2国内电子不停车收费系统发展现状 除了上述项目外，还有一些零星的 ETC 项目在试验或论证之中，如山西太旧路、西安机场路等。对于国内电子不停车收费系统的建设和运营管理，目前存在的最大问题是缺乏规模，这将扼杀电子不停车收费的优势和发展前途。总的来讲，我国的 ETC 项目进展并不顺利，有些大项目碰到了很复杂的协调问题，有些项目正式运行后因多种原因无法扩大规模，用户群较小。与半自动收费方式相比，电子收费系统的运行市场化特色更浓一些，要求运营公司有很高的商业运作能力。另外由于实施 ETC 收费可能导致的收费员下岗问题和并未明显体会到的 ETC 经济效益，大多数路公司实施 ETC 收费的热情还不够。在现阶段，各方面的精力主要集中在人工半自动的区域联网收费工作上。3.在区域联网收费环境下实施 ETC 系统的困境 3.在区域联网收费环境下实施 ETC 系统的困境 目前除日本外，其他国家普遍采用的电子收费技术方案，大都是单片式系ETC 统。这对于以开放式收费为主，经济发达，ETC 车辆的比率相对较高的应用环境来讲是非常适合的。但这种人工收费系统和电子不停车收费系统完全分离的运营模式，对于我国这样大规模的公路联网收费系统而言，可能会面临以下几方面的问题：?路网规模大，导致 ETC 系统规模庞大，一次性投资高，建设周期长，风险大；?大多数入口收费站和出口收费站的交通量小，车道数量少，单独辟出一条专用 ETC 车道在土建上既困难，在利用率上又不经济；?由于各收费站缺乏备份 ETC 车道，整个电子收费系统的可靠性和健壮性将无法得到保障。而日本的双片式车载电子标签系统，采用的是双天线，是在全国所有收费站上建立 ETC 入出口车道，即 ETC 构成一个独立运行的封闭式网络，投资很高，ETC 电子标签及 IC 卡发行模式复杂。由此可以看出，国际上现有的 ETC 技术方案及运营模式并不适合我国区域经济发展不平衡条件下的联网收费新形势的要求。要在我国成功地推动 ETC 收费应用，需要在方案上予以突破。为此，国家智能交通系统工程技术研究中心开创性地提出了“双界面 CPU卡两片式电子标签”的组合式联网收费技术方案，实现了人工半自动付费方式和电子不停车收费方式的结合，从很大程度解决了大规模路网内电子不停车收费 3国内电子不停车收费系统发展现状 系统实施所面临的上述问题。另外，采用高安全性的预付卡开展公路收费的电子支付业务是必然的发展趋势，组合式联网电子收费方案使 IC 卡支付技术和电子不停车收费技术紧密结合并兼容互补也顺应了这一要求。虽然组合式电子收费方案在国内特定的应用环境下有着较好的适应性，但其并不一定就是在国内普遍适用的技术方案。同时，组合式电子收费技术目前尚属新生事物，系统的稳定性、可靠性还有待实践的检验，系统自身的发展和完善也还需要一定的时间。所以，特定联网收费区域内究竟采用何种技术方案,仍需综合地区经济发展状况、收费路网对电子收费系统的需求、道路业主及管理者对技术标准的考虑、社会公众的法律意识及道德水平等多方面的因素而定。比如，宁沪杭地区（长江三角洲）经济整体比较发达，电子收费系统的社会应用环境相对较好，采用覆盖全路网所有收费站的单片式 ETC 系统的标准电子收费模式或许会是更好的技术选择。另一个不容忽视的问题是区域经济圈内电子收费系统协调发展的问题。目前正在进行的省内联网收费系统的实施在很大程度上解决了高速公路主线收费站过多过乱，高速公路服务水平底等方面的问题。但是，从目前的趋势来看，收费系统的发展将决不会就此止步。在类似于长江三角洲、京津冀这样的区域经济圈范围内实施收费系统的联网已经成为下一阶段收费系统发展的方向。以行政或地理区划为单位的人工联网收费系统的实施也部分地区先行实施电子收费系统造成了一定的障碍。以苏南高速公路网为例，长江三角洲区域内部的经济活动频繁，使得苏南地区与上海及杭州之间的交通联系非常紧密，而苏南高速公路网恰好位于该经济圈内。苏南高速区域联网收费的实施使得必须在联网收费的路网边界上设置主线收费站，如沪宁高速公路的花桥主线站（连接苏南及上海）、江阴大桥收费站（连接苏南及苏北高速公路网）以及苏嘉杭高速公路的王江泾收费站（连接苏南及浙江）。虽然上述三个收费站无一例外的采用了两个路网合建主线收费站，相互代为发放通行卡的方式，从一定程度上避免了两次停车交费的弊病，但是在收费站两侧只有一个路网实施电子收费的情况下，ETC 用户又不得不面对以不停车方式缴纳前一路网通行费之后，又不得不停下车来领取下一路网通行卡的尴尬局面。即便是相邻多个路网都已着手准备电子不停车收费系统的实施，它们之间仍然存在着电子收费系统设备标准的选择、设备的兼容互换、收费车道管理模式的统一、电子标签的统一发行管理（包括安全认证系统的建立）、通行费用的跨区域清算与结算等诸多问题需要解决。在目前这种各区域独立进行人工联网收费系 4国内电子不停车收费系统发展现状 统实施的模式下，由各路网管理者自行协商解决上述问题，其困难是显而易见的。可能的解决途径是需要一个更高层次的机构出面进行直接统一协调管理，或是制定详细、可操作的技术、管理规范进行约束。或者是后续实施的系统向先期实施的系统靠拢，采用既有系统的技术及管理方案。这就对先期实施系统的规划、设计及建设提出了较高的要求。当然，对于市场化程度相对较高的电子收费系统而言，系统的先行实施必然会在未来跨区域电子收费系统的运营上取得先机。4.国内开展的关于电子收费的科研项目 4.国内开展的关于电子收费的科研项目 在 19982003 年期间，我国的 ITS 研究和 ETC 研究都取得了很大进展。交通部、科技部等政府部门安排的相关科研课题促进了我国高速公路收费应用技术的发展。?交通部行业联合攻关“网络环境下不停车收费系统研究与应用推广”1998 年 6 月，交通部组织交通部公路科学研究所、西安公路科学研究所、广东省交通厅、北京市交通局、江苏省交通厅、四川省交通厅开展了“网络环境下不停车收费系统研究与应用推广”行业联合攻关项目研究。该项目的科研成果后纳入交通部 2000 年发布的高速公路联网收费暂行技术要求。由于各方面的原因，到 2002 年底，除广东省、北京市的 ETC 工程进入了实际运营外，江苏省、四川省的示范工程基本建成但并未投入实际运营。另一方面，由于各省在集中精力考虑如何进行联网收费，电子收费在这一段时间的发展处于低潮期。?国家技术创新项目“高等级公路电子收费系统技术开发和产业化”2000 年 6 月，在国家经贸委和交通部的主持下，“高等级公路电子收费系统技术开发和产业化”项目启动。该项目提出了具有创新意义的适合国情的组合式公路电子收费的技术方案“两片式电子标签双界面 IC 卡的组合式电子收费系统方案”。通过在京珠高速广东韶关段试点工程的实践，普遍认为方案技术上合理，经济上可行，为解决中心城市的环城公路网及区域经济圈内城间公路网收费站的交通瓶颈提供了一种有效手段。该项目还开发了 5.8GHz 频段的组合式 ETC 收费的核心产品、软件系统、检测装置等。5国内电子不停车收费系统发展现状?国家“十五”攻关项目“跨省市国道主干线电子支付（收费）研究与应用”“十五”期间，根据各省区域联网收费的发展形势，国家在收费领域安排了“跨省市国道主干线电子支付（收费）研究与应用”攻关专题。旨在研究跨省市国道主干线联网收费的实施条件、跨平台技术、联网收费信息安全体系、非现金支付、联网收费数据的信息化增值应用等技术要点。项目将以京沈高速为试点依托，在 658.7 公里道路上不均匀分布着 6 个主线收费站，通过联网收费，拆除3 主线收费站，解决社会关注的热点问题，并探索未来国道主干线的运营及管理模式。京沈高速公路联网收费是交通部重点项目，交通部领导对此项目非常重视。2003 年 10 月 1 日，京沈高速公路联网收费正式开通。5.广东省组合式联网收费系统项目 5.广东省组合式联网收费系统项目 据广东省交通厅提供的资料，到 2002 年底，全省公路总里程达 10.6 万公里。其中高速公路 1850 公里。公路密度达 59.6 公里百平方公里，广东省公路高等级路面、一级公路、水泥公路、桥梁拥有量以及公路密度等多项指标均居全国前列。2002 年，省经贸委会同省有关部门研究制定了广东省高速公路联网收费实施方案，粤府200287 号及粤经贸交通2002555 号文批准了该方案的实施。广东省公路联网收费将按照“分步实施、逐步完善”的原则，先在高速公路实施，再推广到其他收费公路。高速公路联网收费按照“分区联网、逐步合并”的方针，分粤东、粤西、粤北、珠三角、广州和深圳 6 个区域实现联网，取消区域内的主 6国内电子不停车收费系统发展现状 线收费站，逐步发展到跨区域的全省联网收费。同时全省高速公路推行兼容电子不停车收费和人工收费的组合式收费技术，实现“粤通卡”全省一卡通行。广东全省联网收费后，全省将建成 1 个联网收费结算中心和 3 个区域收费中心，负责收费结算和分账，全省高速公路撤并 14 个主线收费站，有效地解决目前广东省高速公路收费站过多过密的问题，带来明显的社会效益。广东每 ETC 车道机电系统的投标报价在 5060 万元之间。在全省 6 个片区 18 条高速公路上，仅需设置88 条 ETC 车道，3 个区域中心投资 8823 万元，MTC 系统改造、ETC 系统实施及全省联网投资为 1.67 亿元，省结算中心投资 7500 万元。全省总投资费用为 3.3亿元人民币。广东联网收费是指在全省收费公路采用兼容电子不停车收费(ETC)和人工半自动收费(MTC)的组合式收费技术，在用户中推行“粤通卡”以非现金方式缴付通行费，并在全省高速公路实行“统一收费、系统分帐”的收费管理方式。用户使用一张“粤通卡”配合两片式电子标签即可从自动收费车道(ETC)不停车通过收费站。实行联网收费后，收费公路经营单位统一委托省联合收费公司进行联网收费结算和分账，这使高速公路收费业务得到有效的资源整合，提高了各收费公路经营单位的管理水平，有利于统一规范收费行为。省联合收费公司是经省政府批准，由省经贸委牵头，省交通集团与广州、深圳、佛山、东莞等市主要公路项目经营公司共同出资筹建、成立的一家不以盈利为目的的专营性股份公司。该公司收取收费公路经营单位支付的结算服务费和记账卡用户支付的管理费，以维持公司正常运作。收费标准由省人民政府价格主管部门原则上按维持省联合收费公司正常经营，不以营利目的进行核准。据广东省联合收费公司有关负责人称，储值卡和电子标签除成本费外，不再收取其他任何费用，不会增加广大用户的经济负担。省物价局将会根据专营公司的运营状况，定期核定调整收费标准。总的收费标准趋势，应该是逐渐下降的。省联合收费公司委托专业公司进行过市场调查，认为在全省 ETC 系统建立完毕 2 年内，用户可以发展到 10 万个，在 5 年内发展到 50 万个。7国内电子不停车收费系统发展现状 粤通卡服务网点分布图 广东省高速公路联网收费开通线路图 8国内电子不停车收费系统发展现状 6.我国电子收费系统标准化进程 6.我国电子收费系统标准化进程 6.1 我国电子收费系统标准体系 6.1 我国电子收费系统标准体系 电子不停车收费系统是一个庞大的应用系统，涉及的技术面很宽，根据国内有关科研项目研究和参考 ISO/TC204 及 CEN/TC278 技术委员会的研究成果，为了保证 ETC 系统之间的互换性，我国电子不停车收费系统的标准制定工作将基本建立在如下框架基础上：我国电子收费系统标准体系 标准层次 标准层次 标准内容 标准内容 公路收费方式（含 MTC 和 ETC 方式）公路收费 网络清算体系及接口规范（含 MTC 和 ETC 方式）网络系统运营层 公路电子不停车收费应用规范（ETC 系统基本应用要求）电子不停车收费 电子标签读写器规范 电子不停车收费 电子标签规范 电子不停车收费车道系统设计规范（工程规范）道路运输和交通信息通信应用 交通专用短程通信的配置 DSRC 设备可靠性大纲 设施及设备技术条件层 DSRC 设备主要参数测试方法 电子不停车收费 数据结构、属性寻址、服务原语（含 IC 卡接口数据规范）电子不停车收费 交易模型与交易流程 收费交易核心业务处理层 电子不停车收费 基于专用短程通信的应用框架 交通专用短程通信 应用层 交通专用短程通信 数据链路层 DSRC 通信协议层 交通专用短程通信 微波物理层 6.2 我国电子收费系统标准制定 6.2 我国电子收费系统标准制定 到目前为止，我国公路收费领域颁布的技术标准或规范主要有下述三项，由全国交通工程设施标准化技术委员会制定。我国公路收费领域颁布的技术标准或规范 标准名称 标准名称 标准号 标准号 国标公路收费制式 GBT 18277-2000 9国内电子不停车收费系统发展现状 国标公路收费方式 GBT 18367-2001 交通部高速公路联网收费暂行技术要求（包括对不停车收费应用的技术指导）交公路发2000463 号 从上表可以看出，电子不停车收费系统的标准制定需要花费很大的精力并经历一定的时间过程。不过，“十五”期间，国家加强了 ITS 领域标准及检测技术的研究，其中就包括 ETC 领域的工作，尽可能满足产品生产、工程实施等的需要。在“ITS 标准及检测技术”项目中，交通部公路科学研究所已于 2002 年牵头开展了三项专用短程通信（DSRC）协议标准的制定工作，并已完成了送审稿。这三项标准力争与 ISO 的标准保持一致。?交通专用短程通信 应用层?交通专用短程通信 数据链路层?交通专用短程通信 微波物理层 2003 年，启动的标准化项目有：?道路运输和交通信息通信应用 交通专用短程通信的配置?智能交通系统 电子收费 基于专用短程通信的 ETC 应用接口框架?智能交通系统 电子收费 数据结构及属性寻址?智能交通系统 电子收费 服务原语?智能交通系统 电子收费 交易模型?智能交通系统 电子收费 联网 ETC 系统应用框架模型?专用短程通信设备主要参数测试方法?交通专用短程通信设备通用可靠性大纲 在我国制定电子收费系统相关标准的过程中，还面临着如何获取尽可能多的国际厂商支持，并促进国内厂商的发展等方面的问题。2003 年 10 月，全国智能交通系统标准化技术委员会在北京成立，其秘书处设在国家智能交通系统工程技术研究中心（交通部公路科学研究所）。电子不停车收费系统相关标准的制定工作由该委员会归口管理。该标准化委员会的成立也使国内电子收费系统的标准化工作进入了一个新的阶段。10