陜西省利用無線備用網(wǎng)絡(luò)保障高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)傳輸

孫元成

【摘 要】為保證高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定傳輸，采用無線（VPN專網(wǎng)）傳輸方式建立陜西省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路。

【關(guān)鍵詞】高速公路；傳輸；無線

中圖分類號： U495 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0104-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.048

Shaanxi Province Uses Wireless Backup Network to Protect Highway Network Charging Data Transmission

SUN Yuan-cheng

（Shaanxi Highway Toll Collection Center，Xi'an 710021，Shaanxi，China）

【Abstract】In order to keep the transmission of expressway networking toll data staying safe and stable， the wireless mode （transmitting data by VPN）is adopted to establish the standby line for transmitting the networking toll data in shanxi Province.

【Key words】Expressway；Transmission；Wireless

1 建設(shè)聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路的必要性

隨著全國高速公路電子不停車收費系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工作的實施，穩(wěn)定可靠運行的收費網(wǎng)絡(luò)成為支撐該系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)。根據(jù)交通運輸要求，用戶狀態(tài)名單（黑名單）每日從生成到下發(fā)到收費車道不能超過24小時。如果未能及時下發(fā)，將會造成跨省交易爭議和高速公路服務(wù)方的通行費損失。同時，外省發(fā)行電子支付卡的通行信息必須在時效要求范圍內(nèi)上傳至部路網(wǎng)中心，用于跨省清分，否則也會產(chǎn)生跨省交易爭議。

針對非現(xiàn)金收費業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò)的新要求，自2015年起，我中心借鑒其他省份建立備用傳輸線路的經(jīng)驗，組織有關(guān)單位進(jìn)行了多次收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路測試工作，采用無線（VPN專網(wǎng)）傳輸方式建立了我省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路。

2 備用線路功能要求

聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路是利用運營商提供的VPDN專網(wǎng)線路，通過3G/4G無線路由器建立VPN隧道的方式，將高速公路收費各級機構(gòu)（站、所、分中心）通過無線網(wǎng)絡(luò)接入全省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)，從而建立高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路。

（1）自動切換，平滑升級。高速公路通信系統(tǒng)作為聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饔镁€路，無線通信系統(tǒng)作為備用傳輸線路。當(dāng)高速公路通信系統(tǒng)中斷后，3G/4G路由器自動切換到無線備用網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)高速公路通信系統(tǒng)故障排除后，3G/4G路由器自動切換回高速公路通信系統(tǒng)。如果當(dāng)?shù)責(zé)o4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可先采用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)，待4G網(wǎng)絡(luò)可覆蓋時，再升級至4G無線網(wǎng)絡(luò)。

（2）安全可用，滿足需求。在高速公路通信系統(tǒng)中斷的情況下，通過無線備份傳輸線路仍能保證正常的收費業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)要求，能夠保證省收費中心向各聯(lián)網(wǎng)收費管理單位下發(fā)全國ETC聯(lián)網(wǎng)用戶狀態(tài)名單（黑名單），車道收費數(shù)據(jù)能及時傳輸至省收費中心。

（3）聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，統(tǒng)一管理。選用的無線傳輸設(shè)備應(yīng)支持網(wǎng)管系統(tǒng)對其進(jìn)行鏈路檢測和狀態(tài)查詢。網(wǎng)管系統(tǒng)部署在省高速公路收費中心，可對各節(jié)點的無線傳輸情況進(jìn)行監(jiān)測與管理。

3 總體技術(shù)方案

為有效推進(jìn)我省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路建設(shè)，我中心制定了全省的建設(shè)方案，各高速公路管理單位及其所轄路段，統(tǒng)一按照該方案進(jìn)行建設(shè)。

我省高速公路收費網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為收費站、管理所、路段分公司、省收費中心四級。在路段公司、管理所、收費站設(shè)置無線路由器，運營商端設(shè)置LNS設(shè)備，省中心與LNS設(shè)備專線互聯(lián)；收費站、管理所和分中心的3G/4G無線路由器通過VPDN訪問LNS設(shè)備，并在分中心、管理所和收費站的3G/4G無線路由器與LNS之間建立L2TP隧道，在此之上加入IPSEC封裝，實現(xiàn)分中心、管理所、收費站與省中心之間的數(shù)據(jù)加密傳輸。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：

實線為聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)主用傳輸線路，虛線為聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路

（2）設(shè)備配置

我省高速公路收費網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為站、所、分中心、省中心四級。為確保高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)主用傳輸線路中斷時，全國高速公路電子不停車收費聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的用戶狀態(tài)名單能夠正常下發(fā)，收費數(shù)據(jù)的正常傳輸，各級無線傳輸設(shè)備的硬件參數(shù)如下：

序號 數(shù)據(jù)傳輸層級 硬件配置要求

（3）信息安全保障

陜西省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)備用傳輸線路的數(shù)據(jù)傳輸通過認(rèn)證、授權(quán)和加密等方式，實現(xiàn)收費站和分中心與省中心之間的安全數(shù)據(jù)傳輸。

1.認(rèn)證

1）用戶設(shè)備側(cè)：通過無線接入路由器對SIM卡進(jìn)行綁定（IMSI識別碼），做到一機一卡 。在無線接入路由器上添加SIM卡的開機PIN碼，用以開啟SIM卡。在后端網(wǎng)管系統(tǒng)上通過擴展認(rèn)證，可以實現(xiàn)對用戶名、密碼和IMSI進(jìn)行三碼合一的驗證。

2）運營商網(wǎng)絡(luò)側(cè)：運營商對無線用戶的SIM卡信息（IMSI）進(jìn)行綁定，只允許綁定后的SIM用戶通過用戶名、密碼認(rèn)證后接入無線VPN網(wǎng)絡(luò)，防止非法SIM卡用戶撥入無線VPN網(wǎng)進(jìn)行非法活動。同時通過Ki/Akey碼技術(shù)防止被復(fù)制。

2.授權(quán)。采用切斷互聯(lián)網(wǎng)訪問的專用卡；基于運營商VPDN業(yè)務(wù)，采用專用APN，區(qū)別于公共的CTNET，實現(xiàn)專網(wǎng)專用，只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能接入此專網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。

3.加密

1）用戶設(shè)備側(cè)：在無線接入路由器和LNS之間建立L2TP隧道，并在此之上疊加IPSec加密技術(shù)，其上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都進(jìn)行加密。

2）運營商3G/4G網(wǎng)絡(luò)側(cè)：3G/4G接口空中加密，實現(xiàn)了雙向認(rèn)證提供了接入鏈路信令數(shù)據(jù)的完整性保護(hù)。

4 結(jié)束語

截至2018年3月底，我省已通車高速公路已全部建設(shè)無線備用傳輸線路，新建高速公路在機電系統(tǒng)設(shè)計時也同步考慮該項工程內(nèi)容。建立高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)無線備用傳輸線路，既是信息系統(tǒng)等保三級的要求，也是我省提升高速公路通信系統(tǒng)保障能力的有力措施。