黔通卡ETC車道不停車自動充值技術(shù)

肖樺

一、項目背景

ETC從80年代開始研究應(yīng)用，90年代在西方國家興起，美國、日本等國家和地區(qū)的ETC應(yīng)用十分成熟。我國ETC的建設(shè)和應(yīng)用已經(jīng)有20年的發(fā)展歷程，但因為存在價格昂貴，通行速度慢、交易成功率不高等問題，ETC在高速公路上的覆蓋率一直處于比較低的水平。而最近幾年，隨著交通和環(huán)境壓力猛增，國家相關(guān)部委出臺政策，加速了ETC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全國各地ETC車道數(shù)量增長十分迅速。

2015年6月30日，貴州ETC正式與全國聯(lián)網(wǎng)并試運行，并成為西南片區(qū)首個全國聯(lián)網(wǎng)省份，作為全國西南交通大樞紐，貴州省的ETC建設(shè)工作十分重要，近年來在全國ETC聯(lián)網(wǎng)工作中也取得了很好的成績。截止2017年10月底，全省已建成超過300個ETC收費站655條ETC車道，全省ETC覆蓋率達93.79%，共發(fā)行黔通卡180余萬張，發(fā)行OBU118萬臺，實現(xiàn)了ETC在停車場、商鋪等多場景領(lǐng)域的應(yīng)用。黔通卡主要的充值方式有兩種，一是服務(wù)網(wǎng)點充值，二是采用空中充值系統(tǒng)充值。貴州省目前已建有的ETC服務(wù)網(wǎng)點超過500個，可通過充值網(wǎng)點進行ETC卡充值，相關(guān)的自助服務(wù)終端已大批次投入，但現(xiàn)有的服務(wù)網(wǎng)點及相關(guān)設(shè)備仍不能滿足ETC卡用戶充值的需求。

針對目前ETC建設(shè)過程中存在的問題，需要探索更多的解決方案。就ETC卡充值方式而言，目前仍主要是依靠建設(shè)充值網(wǎng)點，網(wǎng)點的建設(shè)費用及運營費用是一筆不可忽略的開支。貴州省于2015年建設(shè)的黔通卡空中充值系統(tǒng)，一定程度上增加了ETC卡充值的方式，隨著ETC卡用戶數(shù)量的增長，探索尋求更多經(jīng)濟可靠的充值方式十分必要。本次項目所研發(fā)的ETC車道自動充值系統(tǒng)，可實現(xiàn)在ETC車道內(nèi)免停車充值，無需依賴充值網(wǎng)點、無需登錄專門的遲滯系統(tǒng)即可完成充值，為ETC用戶提供更方便、快捷的客戶服務(wù)，是貴州省在全國ETC聯(lián)網(wǎng)后對解決ETC應(yīng)用存在問題的探索和嘗試。

二、項目研究內(nèi)容及方案

黔通智聯(lián)公司提出了ETC車道不停車自動充值技術(shù)研究項目，即在收費站入口車道就可以使用黔通卡自動充值，并得到貴州省交通運輸廳以及上級單位的大力支持。當中對于享用該種服務(wù)的黔通卡用戶，其必須與銀行、黔通智聯(lián)簽訂自動充值協(xié)議，此后黔通卡用戶在使用ETC車道交易時，系統(tǒng)可根據(jù)所讀取的黔通卡余額進行判別，若滿足條件（如余額低于指定金額）時，則自動對黔通卡進行充值寫卡操作。充值成功后，充值流水返回至后臺系統(tǒng)，并觸發(fā)向簽約銀行發(fā)送轉(zhuǎn)賬指令，以便銀行從用戶綁定賬號中扣除和轉(zhuǎn)賬充值款項。根據(jù)以上措施，黔通智聯(lián)公司特提出以下兩個方案：

（一）在原有ETC車道收費系統(tǒng)改造方案

黔通卡在ETC車道實現(xiàn)自動充值無疑屬于一種非常特殊的業(yè)務(wù)，只對特定用戶進行服務(wù)。黔通卡用戶在開通車道自動充值服務(wù)前，需要與黔通智聯(lián)公司、合作銀行簽訂三方協(xié)議，協(xié)議當中清晰表明用戶同意在通過ETC車道時，若車道系統(tǒng)檢測到黔通卡的余額低于約定金額時，將自動啟動對卡片進行充值寫卡的操作，并且充入?yún)f(xié)議數(shù)量的金額。同時，在充值成功后，用戶所授權(quán)合作銀行根據(jù)自動充值流水對用戶綁定的銀行賬戶中向黔通智聯(lián)進行充值資金結(jié)算。

ETC車道收費系統(tǒng)改造方案的自動充值模式主要是采用離線的密鑰認證方式來完成充值業(yè)務(wù)。因此，為配合該模式的運行，貴州省聯(lián)網(wǎng)收費主管部門需要發(fā)行存儲有黔通卡圈存密鑰的ISAM卡。通過把ISAM卡插放于車道天線（RSU）的插卡槽中，實現(xiàn)車道系統(tǒng)可對充值密鑰進行離線獲取，即是ETC車輛通行收費站的ETC入口車道時，車道系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)條件調(diào)取ISAM卡的充值密鑰，并且以此完成黔通卡電子錢包的充值寫卡操作，并形成充值流水。

對于車道系統(tǒng)充值成功后形成的充值流水，將沿用貴州省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費內(nèi)部專用網(wǎng)絡(luò)，從車道、站級逐層上傳至聯(lián)網(wǎng)收費的省中心，由聯(lián)網(wǎng)收費的省中心傳輸至黔通卡客服管理系統(tǒng)進行結(jié)算管理。

（二）新建車道自動充值系統(tǒng)方案

與上述第一種方案相似，黔通卡在ETC車道實現(xiàn)自動充值業(yè)務(wù)，只對特定用戶進行服務(wù)。在新建車道自動充值系統(tǒng)建設(shè)方案中，ETC車道自動充值系統(tǒng)屬于一套獨立于現(xiàn)有ETC收費車道的系統(tǒng)，主要由自動充值系統(tǒng)軟件和充值天線、顯示器等硬件設(shè)備組成。ETC車輛按照正常交易流程順利通過ETC車道欄桿后，即進入車道自動充值區(qū)域。ETC車道自動充值系統(tǒng)通過名單匹配機制，判斷是否對ETC車輛進行自動充值業(yè)務(wù)。如需要進行充值業(yè)務(wù)則提醒車主減速以完成充值，否則不進行充值交易業(yè)務(wù)。

綜合上述對兩種不同建設(shè)方案的風險分析可知，由于第二種方案屬于獨立建設(shè)車道自動充值系統(tǒng)，不會對現(xiàn)有ETC車道系統(tǒng)進行改造，與交通部2015年發(fā)布的《全國高速公路電子不停車收費聯(lián)網(wǎng)工作總體技術(shù)方案》沒有技術(shù)沖突，且不對ETC車輛過車速度造成較大影響，所以第二種方案新建車道自動充值系統(tǒng)系統(tǒng)在技術(shù)上以及實際場景應(yīng)用中都是可行的，在本項目建設(shè)中可行性相對更高。

然而，由于以上兩種方案均需要發(fā)行ISAM卡進行離線充值，不可避免存在ISAM卡管理風險、充值流水丟失風險以及充值流水被非法篡改風險，同時由于車道自動充值軟件、天線、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備性能的影響，還有可能出現(xiàn)流水不完整風險。當發(fā)生自動充值異常等情況時，有可能使得ETC卡發(fā)行方蒙受一定程度的資金損失。因此本項目建議實施單位無論采取哪種方案，都應(yīng)該在實施前充分協(xié)調(diào)各方關(guān)系，明確項目各方的責任管理制度，最大限度規(guī)避風險點。

黔通智聯(lián)公司結(jié)合以上兩種建設(shè)方案制定了詳細的測試方案，在相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門及其他單位的支持下進行了多車、多批次的實車測試，測試車輛均能正常通行，產(chǎn)生正確的交易流水并上傳，且對其他正常通行的車輛無影響，相關(guān)ETC車道充值時間小于300毫秒，充值成功率在95%以上，符合交通運輸部關(guān)于ETC車道通行要求的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，進一步證實了該項技術(shù)在實際場景應(yīng)用中是可行的。

三、主要社會、經(jīng)濟效益

（一）社會效益

從環(huán)保節(jié)能角度：減少用戶到網(wǎng)點停車充值產(chǎn)生的尾氣排放，節(jié)約停車能耗。

目前主要的ETC卡充值方式仍主要是充值網(wǎng)點，少量用戶通過手機充值，到網(wǎng)點充值必然停車超過3分鐘，停車怠速每3分鐘產(chǎn)生0.08升油，根據(jù)黔通卡2016年前3月數(shù)據(jù)分析，在全省所有主干線ETC車道改造后，預(yù)計綁定自動充值業(yè)務(wù)10萬戶，充值次數(shù)為5萬次，預(yù)計一年節(jié)約9萬余元。本項目所研發(fā)的ETC車道自動充值系統(tǒng)，可實現(xiàn)在ETC車道內(nèi)免停車充值，無需依賴充值網(wǎng)點，從環(huán)保節(jié)能的角度，可為用戶節(jié)約到網(wǎng)點充值產(chǎn)生的油耗成本，同時減少尾氣排放。

從ETC卡用戶體驗角度：一次簽約，終生免操作充值。

ETC建設(shè)工作近年來突飛猛進，ETC卡用戶量也劇增，但是ETC卡充值麻煩的問題確仍未得到解決，主要依靠網(wǎng)點充值，網(wǎng)點建設(shè)比較滯后，一定程度上影響了ETC用戶的體驗，也影響了ETC卡用戶量的增長速度。本項目所研發(fā)的ETC車道自動充值系統(tǒng)，可實現(xiàn)在ETC車道內(nèi)免停車充值，為ETC卡用戶提供更優(yōu)質(zhì)的體驗，省去跑網(wǎng)點充值的麻煩。

（二）經(jīng)濟效益

本項目開展ETC車道自動充值系統(tǒng)研究及應(yīng)用推廣，其實現(xiàn)的

經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在節(jié)省運營管理成本上。

當前隨著ETC車道建設(shè)的不斷深入以及ETC相關(guān)業(yè)務(wù)的延伸發(fā)展，ETC卡用戶量增長很快，而目前主要的ETC卡充值方式仍主要是依靠網(wǎng)點充值，網(wǎng)點建設(shè)及運營費用較高。若本項目研發(fā)的核心技術(shù)和ETC車道自動充值系統(tǒng)得以推廣，ETC用戶可直接在車道內(nèi)免停車完成充值，這將大大節(jié)省ETC卡網(wǎng)點建設(shè)及其運營費用。

四、結(jié)語

感謝ETC用戶向我司提出的寶貴意見，我司將一如既往提高用戶使用體驗。本文最終解釋權(quán)歸貴州黔通智聯(lián)科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司所有，未經(jīng)允許，不得商用轉(zhuǎn)載。

貴州省交通運輸廳科技項目，項目編號：2017-323-047