萬集ETC電子收費解決方案

#/8萬集ETC電子收費解決方案萬集ETC電子收費解決方案一、系統概述：ETC電子收費系統（簡稱ETC）,或稱不停車收費系統，它通過路側天線與車載電子標簽之間的專用短程通信，在不需要司機停車的情況下，自動完成收費處理全過程，真正實現無人值守，降低管理成本，提高車輛通行效率。二、系統框圖：三、主要技術指標：信息存儲：至少60000次過車記錄，或按客戶需求定制MTBF：車載設備：大于50000小時路側設備：大于70000小時交易時間：小于200ms工作溫度：車載設備：-40℃~+70℃路側設備：-35℃~+55℃四、系統特點：路側設備（RSE）基于5.8GHz頻段智能交通專用短程通訊（DSRC）技術，支持國標ETC&DSRC系列標準，具有良好的互換與兼容性。支持符合ISO/IEC7816要求的PSAM卡座接口，符合中國金融集成電路（IC）卡規(guī)范JR/T0025安全交易規(guī)范的規(guī)定。適應各種環(huán)境下的全天候室外工作。具有高可靠性和高傳輸速率的雙向通信能力。支持RS-485、RS-232、以太網、CAN通訊接口，方便升級擴展。車載設備（OBE）基于5.8GHz頻段智能交通專用短程通訊（DSRC）技術，支持國標ETC&DSRC系列標準，具有良好的互換與兼容性。采用“兩片式電子標簽+雙界面CPU卡”技術方案，完全兼容ETC和MTC車道通行能力。符合JR/T0025安全交易規(guī)范規(guī)定，實現真正安全的電子錢包。具備ICC讀寫接口，符合ISO/IEC7816或ISO/IEC14443TYPE-A標準。具有安全訪問模塊，存放訪問控制密鑰和ETC應用信息。采取低功耗設計，延長電池使用壽命。具有高可靠性和快速的雙向通信能力。具有防拆卸功能，軟件識別非法拆卸，并設置相應標志。LCD液晶屏中文顯示，蜂鳴器狀態(tài)指示。USB接口方便數據導入、導出。大范圍的方向適應性，適合于不同安裝角度和位置。專業(yè)的外形與結構設計，有多種款式適合于不同車輛的內飾風格。（車載單元）（路側設備）五、DSRC專用短程通信應用范圍：ETC電子收費系統車載交通信息服務交通信息采集停車場自動管理系統公交、特種車輛信號優(yōu)先調度車輛身份管理及出入控制車輛稽查擴展閱讀：ETC解決方案ETC系統及其在路網收費應用中的解決方案1ETC系統的工作原理1.1ETC系統的層次構成我國目前存在的路橋3種收費方式:(1)純人工收費方式，即全部收費程序由人工操作完成。由于該方式工作量大，不易統計和監(jiān)督，現已基本不予采用。(2)人工半自動收費，即“人工收費、計算機管理、閉路電視監(jiān)視”方式。該方式適合我國公路管理現狀，是目前路橋收費的主要方式，但對交通量大的收費站點，該方式不能解決交通瓶頸問題。(3)電子不停車收費方式，即ETC系統收費。該方式利用車輛自動識別技術，通過天線實現車道控制器與車載電子標簽的數據交換，自動完成收費程序，其層次構成如圖1。圖1ETC系統的層次結構1.2ETC系統的工作流程完整的ETC系統可分為(部分：一部分是ETC前端車道系統;另一部分是ETC后臺清算系統。1.2.1ETC車道系統ETC車道系統包括車輛檢測子系統、交通指揮子系統、車輛圖像抓拍子系統，而車輛識別子系統通常由電子標簽?車道天線?天線控制器和計算機系統組成。ETC車道系統結構原理如圖2。圖2ETC車道系統結構原理當ETC用戶車輛進入車道天線的讀寫范圍時，天線控制器從車道控制器接受通信請求，形成符合某種通信協議的數據幀，通過車道天線將數據幀發(fā)送給車載電子標簽，同時接收、分析從電子標簽返回的數據，車道控制器根據接收的信息發(fā)出相關指令，完成對電子標簽的讀寫操作，并儲存操作結果。這一過程包括確認電子標簽的有效性、識別車輛類型、查詢費用表、扣除費用等操作。如果通過車輛是非法的ETC用戶，圖像抓拍子系統和交通控制子系統將啟動，對違規(guī)車輛進行抓拍、報警、攔截等操作，以進行例外處理。車輛檢測子系統主要用于連續(xù)車流通過時，自動進行對象隔離，確保系統對每一用戶的正確操作。2.2.2后臺清算系統不同的ETC系統營運商管理的收費系統，涉及到營運商業(yè)務系統之間的賬務清算。營運商如何進行賬務清算，取決于營運商的具體情況。參考電信行業(yè)的經驗，目前有2種比較通用的清算方式,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說就是，在各ETC系統運營商之上建立一個中立的ETC中央清算系統，以負責電子標簽的發(fā)行流通管理，維護ETC用戶的消費賬戶，清算拆分發(fā)生在多個ETC系統運營商之間的道路通行費等事務。其關系示意如圖3。圖3中央清算方式示意圖ETC聯網收費中央清算系統可以直接處理，也可以間接地通過一個金融機構-如銀行等/來處理上述事務。一種比較可取的方式是直接在各省的人工聯網收費中心建立內ETC中央清算系統，以統一負責該省的ETC收費清算等業(yè)務。各ETC系統運營商和中央清算系統之間需要就保障ETC前端設備完全兼容互換的詳細技術規(guī)范、電子標簽的數據格式，各運營商的EFCContextMark、電子標簽訪問密鑰、認證密鑰，統一的車型分類標準，各路段的收費標準，原始過車記錄的格式，黑、灰名單的產生、下發(fā)以及處理的辦法，收費、拆賬信息的交換方式等一系列問題達成一致的意見。這種中央清算的ETC聯網運營方式，系統結構清晰，各方分工明確，可操作性強，同時，ETC聯網收費中央清算系統可以方便地建立在各省的聯網收費中心的基礎之上。因此，這種運營方式在以中央賬戶為基礎的ETC聯網收費應用中不失為一個理想之選。(2)分散清算方式。分散式操作管理方式概括地說就是，各ETC系統運營商在保證ETC前端設備完全兼容互換的基礎上，通過ETC運營商之間的原始收費記錄、賬務數據以及其他必要信息的交換完成跨路段通行費的拆分與清算的ETC聯網收費運營方式。其相互關系示意如圖4。分散式管理方式示意圖與中央清算方式一樣，各ETC系統運營商之間需要就保障ETC前端設備完全兼容性及有關的處理辦法等一系列問題達成一致的意見。此外，各ETC系統運營商還需要就怎樣在他們之間通過一個安全、可控的方式來交換真實的原始收費信息，以及如何利用這些原始收費信息在各運營商之間進行賬務拆分，及特殊車輛的通行費處理等問題協商一致。在這種操作管理方式下，通行費的清算任務被分散到各個運營商那里，由各運營商自己的處理程序來完成，并且大多數的功能都可以在車道軟件這一層實現，即所謂的現場拆賬。這種拆賬功能的實現，在現有的以通行券為基礎的人工聯網收費系統的車道控制軟件中是非常普遍的。這種分散式操作管理的ETC聯網運營方式，通行費清算的任務被分散，故不需在建立統一的中央清算系統上花費巨額投資，這也是此種運營方式的優(yōu)勢所在。2ETC系統在現階段聯網收費應用中的解決方案2.1收費系統使用的收費介質目前，國內高速公路收費系統常見的通行券有紙制打印券、紙制磁性券、一維條碼券、二維條碼券、磁卡、接觸式IC卡和非接觸式IC卡等多種形式。其中IC卡可用于預付業(yè)務。經過多年的收費實踐，收費系統對收費介質的選擇越來越注重自動化程度、讀寫方式、數據安全、介質成本、文明打印和管理成本等方面的性能和技術要求。由于在路網的出口使用現金支付存在諸多弊端，預付交易將是公路收費由現金交費向非現金交費的必然選擇，而符合金融集成電路規(guī)范的IC卡也成為收費介質的首選。2.2電子標簽與IC卡的結合使用凡不帶IC卡的電子標簽稱單片式電子標簽，帶IC卡接口并在使用時插入IC卡的電子標簽稱兩片式電子標簽。通常兩片式電子標簽具有支持對接觸式IC卡和非接觸式IC卡讀寫的能力。目前，國外普遍采用的電子不停車收費技術方案，大多是單片式ETC系統，這對于ETC車輛使用率高的應用環(huán)境來說是非常合適的。但這種系統在收費環(huán)境中是封閉運行的，完全脫離現有的人工半自動收費系統，對于我國的公路網絡而言，這種方案將面臨系統改造規(guī)模大、一次性投資高、建設周期長等問題，而且在交通量小的非主線收費站，拆裝現有的系統設備或另外建設專用ETC車道既不經濟，也沒必要。因此，國外現有的方案并不適合我國路網的現狀。要在我國“一路一公司”公路管理模式和現有的收費設施條件下推動ETC系統收費，必須在方案設計上予以突破。由于現有的技術條件難于做到電子標簽對非接觸式IC卡的長壽命操作（至少可使用、年才有發(fā)行價值），故在接觸式IC卡不被現有的收費系統接受的條件下，必須在方案設計時使系統改造后具有兩種讀寫方式的能力，即電子標簽采用接觸式讀寫方式和現有的人工半自動收費系統采用非接觸式讀寫方式。2.3組合式電子收費技術的解決方案目前，IC卡產業(yè)界已經推出了可以同時支持接觸讀寫方式和非接觸讀寫方式的IC卡，稱“雙界面IC卡”。所謂的組合式電子收費是“IC卡刷卡交費/ETC電子交費+雙片式電子標簽+雙界面IC卡”預付收費方案，具體的方案設計如下。⑴采用支持ISO7816、ISO1443協議，可讀寫Mifarel卡、MifarePro卡及雙界面IC卡的專用收費機具設計IC卡車道收費系統。⑵采用雙界面IC卡作為雙片式ETC電子標簽的擴展數據存儲介質。雙片式ETC電子標簽和雙界面IC卡同時存儲包括車主、車型、車輛物理參數等固定信息。ETC雙界面IC卡存儲賬號、余額、交易記錄、入出口編號等信息，雙界面IC卡內存儲的信息能以接觸式和非接觸式兩種方式進行讀寫訪問。(3)收費專用車道同時設置ETC車道天線控制器和車道IC卡專用收費機具，由一臺車道工控機進行控制，實現對正常ETC車輛、誤入普通車輛通行費的收取，以及灰、黑名單核查、原始交易記錄生成、車道交通控制等功能。(4)在交通量大，易產生交通流瓶頸的收費站按需設置7條以上的ETC收費專用車道，允許司機將雙界面IC卡插入雙片式ETC電子標簽，免停車通過收費站，通行費自動扣取，大幅度提高收費口通行能力。(6)在一般收費站，僅設置IC卡收費車道，允許司機從雙片式ETC電子標簽中撥出雙界面IC卡以非接觸操作的方式刷卡扣款，短暫停車后通過收費站。其運行模式如圖5所示。組合式電子收費系統運行模式該組合式電子收費技術方案具有如下優(yōu)點：(1)集中了IC卡收費和ETC收費的優(yōu)點，在聯網收費系統中實現了人工方式和ETC方式的有效結合、(2)為聯網收費系統開展預付費業(yè)務提供了方便/快捷/安全/可靠的解決途徑；(3)按交通量等實際情況按需設置ETC車道數量，系統可靠性高/投資及規(guī)模富有彈性，易于試點和推廣;(4)為解決中心城市的環(huán)城公路網及區(qū)域經濟圈內城間公路網的交通瓶頸提供了有效手段、(5)符合中國金融卡規(guī)范及電子商務等國家鼓勵發(fā)展方向?？梢灶A見，在未來相當長的一段時間內，ETC系統收費將只是IC卡收費系統的補充方式，現階段應用的主要目的是解決關鍵路段收費站的交通擁擠問題。對于國內現階段實施的ETC系統，必須強調IC卡收費系統作為ETC車道的備用系統，以在出現故障時保證系統的通暢運行。3、ETC系統的應用推廣及規(guī)范化近幾年來，國內一些省市相繼引進ETC系統，它們的實際運行結果表明，ETC系統是安全/穩(wěn)定/準確和可靠的。這些項目的引入取得了很大成果，為我國ETC系統的發(fā)展應用積累了寶貴的經驗。然而深入的調查發(fā)現，各地引進的ETC系統互不兼容。ETC系統的應用優(yōu)勢在于區(qū)域路網的聯網運作，各地區(qū)的ETC系統如不能相互兼容，其社會效益和經濟效益將大打折扣，而且;一路一卡7的應用如果得不到有效的協調，