王澤寧

(江蘇長(zhǎng)天智遠(yuǎn)交通科技有限公司 江蘇南京 210000)

0 引 言

我國(guó)高速公路收費(fèi)方式經(jīng)歷了人工收費(fèi)、人工半自動(dòng)收費(fèi)(MTC)、ETC電子不停車(chē)收費(fèi)等幾個(gè)階段，從手撕票到使用磁卡、IC卡的人工半自動(dòng)收費(fèi)，再到電子不停車(chē)收費(fèi)，都是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，高速公路通車(chē)?yán)锍滩粩嘣黾?，?2018年，我國(guó)高速公路總里程已經(jīng)突破 14萬(wàn) km，交通流量也在不斷增加，由此帶來(lái)了許多新的問(wèn)題：

①收費(fèi)設(shè)施及收費(fèi)技術(shù)落后，省界主線和城市出入口收費(fèi)站易形成交通瓶頸，經(jīng)常出現(xiàn)擁堵。

②各路段收費(fèi)方式、標(biāo)準(zhǔn)等不統(tǒng)一，給用戶交費(fèi)造成混亂。

③主線站過(guò)密，容易造成公路部門(mén)到處設(shè)點(diǎn)收費(fèi)的惡劣印象，與高速公路高速、快捷的形象不相符。

④重復(fù)建設(shè)收費(fèi)廣場(chǎng)和設(shè)施，造成投資浪費(fèi)和運(yùn)營(yíng)成本增加。

⑤停車(chē)收費(fèi)次數(shù)過(guò)多，汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的污染增加。

要解決以上問(wèn)題，就要實(shí)行高速公路的全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，并盡量減少或取消主線收費(fèi)站；同時(shí)，需要采用新的收費(fèi)技術(shù)，提高收費(fèi)通行效率。

1 基于互聯(lián)網(wǎng)+衛(wèi)星定位技術(shù)的高速公路不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)特點(diǎn)和技術(shù)原理

目前世界上基于衛(wèi)星定位技術(shù)來(lái)實(shí)施公路通行收費(fèi)的最成功案例為德國(guó)(沒(méi)有收費(fèi)站)，所有通行于該國(guó)的貨車(chē)都免費(fèi)安裝車(chē)載定位設(shè)備，所有在高速公路通行的貨車(chē)都通過(guò)衛(wèi)星定位技術(shù)按行駛里程繳費(fèi)。自2005年開(kāi)始實(shí)施，一直沿用至今。

在充分借鑒國(guó)外基于衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)施公路通行收費(fèi)的基礎(chǔ)上，在“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“國(guó)家高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車(chē)收費(fèi)和服務(wù)系統(tǒng)”中，交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院承擔(dān)了“基于衛(wèi)星定位和無(wú)線接入技術(shù)的電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)”課題，針對(duì)新一代電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)應(yīng)用，取得了突破性進(jìn)展。近幾年隨著衛(wèi)星定位精度的不斷提高和國(guó)內(nèi)智能手機(jī)的普及，一種全新的基于互聯(lián)網(wǎng)+衛(wèi)星定位技術(shù)的高速公路不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)在中國(guó)應(yīng)運(yùn)而生，其主要特點(diǎn)為：車(chē)輛無(wú)需安裝任何收費(fèi)設(shè)備，只需要通過(guò)一個(gè)智能手機(jī)+APP，通過(guò)云服務(wù)，在進(jìn)入收費(fèi)路段后利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)自動(dòng)記錄車(chē)輛行駛的位置和里程，通過(guò)手機(jī)無(wú)感支付快速通過(guò)收費(fèi)站，實(shí)現(xiàn)不停車(chē)快捷收費(fèi)。用戶使用前先要通過(guò)智能手機(jī)進(jìn)行注冊(cè)，注冊(cè)方法為：車(chē)輛用戶通過(guò)智能手機(jī)在相應(yīng)的 APP上注冊(cè)手機(jī)號(hào)、車(chē)輛車(chē)牌號(hào)并上傳駕駛證、繳費(fèi)的支付賬號(hào)等信息，成為高速公路不停車(chē)快捷支付系統(tǒng)的合法用戶，一次注冊(cè)、長(zhǎng)期有效。該系統(tǒng)主要技術(shù)原理如下。

1.1 車(chē)輛識(shí)別

系統(tǒng)利用車(chē)輛用戶個(gè)人身份證、車(chē)輛行駛證和注冊(cè)手機(jī)號(hào)，通過(guò)實(shí)名驗(yàn)證，在云端注冊(cè)生成“虛擬電子車(chē)牌”；通過(guò)二次車(chē)牌識(shí)別專(zhuān)有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高達(dá)99.9%的實(shí)體車(chē)牌識(shí)別精度；通過(guò)對(duì)“虛擬電子車(chē)牌”、實(shí)體車(chē)牌的動(dòng)態(tài)綁定和相互驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛身份的精準(zhǔn)識(shí)別。“虛擬電子車(chē)牌”在云端生成保存，實(shí)體車(chē)牌通過(guò)匝道收費(fèi)站或標(biāo)識(shí)點(diǎn)的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)獲得，而手機(jī)只是在數(shù)據(jù)應(yīng)用的地點(diǎn)和時(shí)機(jī)觸發(fā)使用，因此可確保數(shù)據(jù)本身的安全準(zhǔn)確。

1.2 路徑識(shí)別

在高速公路的路徑標(biāo)識(shí)點(diǎn)或虛擬收費(fèi)站，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入標(biāo)識(shí)區(qū)域，通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)的衛(wèi)星定位技術(shù)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)標(biāo)識(shí)過(guò)往車(chē)輛，并將標(biāo)識(shí)的行駛路徑信息傳送至互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的路徑識(shí)別。如果標(biāo)識(shí)點(diǎn)有高清卡口的車(chē)牌抓拍系統(tǒng)，還可提供雙重路徑標(biāo)識(shí)，進(jìn)行二次驗(yàn)證。虛擬標(biāo)識(shí)點(diǎn)由云端生成并設(shè)定，由手機(jī)觸發(fā)提供途經(jīng)車(chē)輛的“虛擬電子車(chē)牌”信息，在云端進(jìn)行處理驗(yàn)證，能確保數(shù)據(jù)的安全性。

1.3 精準(zhǔn)收費(fèi)

系統(tǒng)可以精準(zhǔn)地將“虛擬電子車(chē)牌”和實(shí)體車(chē)輛動(dòng)態(tài)綁定，提供車(chē)輛的精準(zhǔn)識(shí)別，在此過(guò)程中精準(zhǔn)提供入口和出口收費(fèi)站的信息；通過(guò)路徑虛擬標(biāo)識(shí)技術(shù)，提供途經(jīng)標(biāo)識(shí)站車(chē)輛精準(zhǔn)的行駛路徑信息。系統(tǒng)通過(guò)云端在匝道收費(fèi)站、互通分叉點(diǎn)之間設(shè)置虛擬收費(fèi)站和虛擬標(biāo)識(shí)點(diǎn)；虛擬收費(fèi)站設(shè)置在高速公路的主線上，虛擬標(biāo)識(shí)點(diǎn)設(shè)置在互通分叉處。當(dāng)云端檢測(cè)到車(chē)輛通過(guò)虛擬收費(fèi)站時(shí)，云端根據(jù)虛擬收費(fèi)站對(duì)應(yīng)的收費(fèi)費(fèi)率，通過(guò)綁定的第三方支付接口，支付該路段的通行費(fèi)到該路段的賬號(hào)中，從而實(shí)現(xiàn)先通行后付費(fèi)、分段收費(fèi)的新收費(fèi)模式。因此系統(tǒng)可以很方便地簡(jiǎn)化計(jì)費(fèi)、取消拆分。

2 業(yè)務(wù)支撐和系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

同當(dāng)前的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、跨區(qū)域電子不停車(chē)收費(fèi)一樣，衛(wèi)星定位不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)同樣需要逃費(fèi)稽查系統(tǒng)、收費(fèi)結(jié)算和客服系統(tǒng)作為后臺(tái)業(yè)務(wù)支撐。系統(tǒng)通過(guò)安裝在道路上的專(zhuān)用短程通信裝置(DSRC)與智能手機(jī)進(jìn)行信息交換，確認(rèn)車(chē)輛是否與信息庫(kù)中車(chē)輛信息一致。同時(shí)，安裝在道路上的攝像機(jī)還自動(dòng)拍攝車(chē)輛的車(chē)牌，作為稽查信息的一部分，如果發(fā)現(xiàn)車(chē)輛存在問(wèn)題，車(chē)輛信息將傳輸?shù)胶笈_(tái)管理中心進(jìn)行確認(rèn)。另外，該系統(tǒng)通過(guò)與所管理的用戶賬戶信息以及運(yùn)營(yíng)車(chē)輛基本信息庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，為用戶和運(yùn)營(yíng)單位服務(wù)，同時(shí)對(duì)違法車(chē)輛進(jìn)行認(rèn)定。

根據(jù)以上系統(tǒng)原理和特點(diǎn)，基于互聯(lián)網(wǎng)+衛(wèi)星定位技術(shù)的高速公路不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：

①衛(wèi)星定位與高清地圖結(jié)合，可以虛擬各類(lèi)標(biāo)識(shí)站點(diǎn)，無(wú)需建設(shè)實(shí)體標(biāo)識(shí)站，大量節(jié)省建設(shè)成本。

②車(chē)輛無(wú)需安裝任何收費(fèi)設(shè)備。

③車(chē)道改造及維護(hù)成本低，系統(tǒng)只需對(duì)原有車(chē)道進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，實(shí)施快速，可在短期內(nèi)迅速建設(shè)并投入運(yùn)行。

④我國(guó)高速公路通行費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)各省不統(tǒng)一，同一個(gè)省各個(gè)路段也不盡相同，該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)設(shè)置各類(lèi)虛擬收費(fèi)站，實(shí)現(xiàn)分路段收費(fèi)，不僅可以減緩目前各省拆分中心的拆分壓力，也可緩解全國(guó)拆分中心的巨大壓力，減少通行費(fèi)拆分的糾紛和工作成本。

鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，基于互聯(lián)網(wǎng)+衛(wèi)星定位的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)在河南和浙江等省部分路段已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)行，并取得了良好的成效。

3 結(jié) 語(yǔ)

基于互聯(lián)網(wǎng)+衛(wèi)星定位的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)是在完善、兼容已有的不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)基礎(chǔ)上，引入新的收費(fèi)技術(shù)，通過(guò)虛擬收費(fèi)站替代當(dāng)前規(guī)模宏大的收費(fèi)站。同時(shí)，通過(guò)集成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)和既有收費(fèi)系統(tǒng)及公路監(jiān)控系統(tǒng)的資源，實(shí)現(xiàn)共享和綜合服務(wù)，為建立國(guó)家高速公路網(wǎng)應(yīng)急處置系統(tǒng)和跨區(qū)域資源的協(xié)調(diào)調(diào)度，開(kāi)展公眾服務(wù)提供重要基礎(chǔ)，其應(yīng)用推廣將有力地提升我國(guó)高速公路的服務(wù)和管理水平，可以與 ETC模式并行，加快實(shí)現(xiàn)“撤銷(xiāo)省界主線收費(fèi)站”的目標(biāo)。同時(shí)，車(chē)主具有自行選擇的權(quán)利，可緩解短期內(nèi)需要大量安裝 ETC的壓力。由于系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)路段直接計(jì)費(fèi)和即時(shí)收費(fèi)，可極大緩解國(guó)家拆分中心的巨大壓力和風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)也符合未來(lái)技術(shù)方向，隨著北斗技術(shù)、5G 技術(shù)、智能手機(jī)技術(shù)、APP技術(shù)的普及和發(fā)展，系統(tǒng)還可以為用戶提供精確導(dǎo)航、實(shí)時(shí)交互等其他增值服務(wù)，開(kāi)創(chuàng)高速公路數(shù)字化、聯(lián)網(wǎng)化、智慧化的新時(shí)代。