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(dāng)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(dāng)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(rèn)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(fēng)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(fēng)險、充值流水丟失風(fēng)險以及充值流水被非法篡改風(fēng)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(fēng)險。當(dāng)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(zé)任管理制度，最大限度規(guī)避風(fēng)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(xì)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(dāng)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