基于車輛特征識別和征信的高速公路不停車手機(jī)支付系統(tǒng)研究

戶 磊 毛榮標(biāo)

(1.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司 長沙 410008； 2.湖南省高速公路株洲管理處 株洲 412007)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及和國家“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的推進(jìn)，移動(dòng)應(yīng)用和移動(dòng)支付廣受歡迎發(fā)展迅猛，特別是交通領(lǐng)域移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和非現(xiàn)金支付已經(jīng)成為用戶消費(fèi)的重要手段，例如，手機(jī)支付共享單車、共享汽車、公交、地鐵使用費(fèi)用，手機(jī)購買飛機(jī)票、火車票、汽車票，手機(jī)打車、租車等。

盡管移動(dòng)應(yīng)用和移動(dòng)支付在城市交通領(lǐng)域已經(jīng)蓬勃發(fā)展，但在高速公路的應(yīng)用較薄弱，才剛起步。近2年收費(fèi)亭手機(jī)掃碼支付開始在河南、陜西、湖北等省試點(diǎn)運(yùn)行，2017年11月交通運(yùn)輸部發(fā)布了JTG/T 6303.1-2017 《收費(fèi)公路移動(dòng)支付技術(shù)規(guī)范 第一冊 停車移動(dòng)支付》[1]，于2018年1月1日實(shí)施，預(yù)示著高速公路收費(fèi)車道手機(jī)掃碼支付即將擴(kuò)大推廣。但是與相對成熟的高速公路ETC收費(fèi)相比，手機(jī)掃碼支付只是解決了非現(xiàn)金支付的問題，在通行效率方面仍無優(yōu)勢，手機(jī)掃碼支付是停車支付，ETC為不停車支付。

為實(shí)現(xiàn)高速公路不停車手機(jī)支付，湖南、廣東、福建、山東、河南等省已開始研究和測試相關(guān)技術(shù)，目前均未達(dá)到實(shí)際路網(wǎng)應(yīng)用階段。各省現(xiàn)階段研究主要基于圖像識別車輛身份+互聯(lián)網(wǎng)支付技術(shù)，本文對此進(jìn)行研究，提出基于車輛特征識別和征信的不停車手機(jī)支付系統(tǒng)模型和架構(gòu)，分析該技術(shù)在高速公路應(yīng)用的優(yōu)勢和面臨的問題，并與現(xiàn)有的ETC不停車收費(fèi)和未來的電子車牌不停車收費(fèi)進(jìn)行比較，結(jié)合國家對高速公路通行費(fèi)“營改增”發(fā)票系統(tǒng)改造的要求，分析該技術(shù)的推廣與應(yīng)用問題。

1 系統(tǒng)模型

本文提出適合高速公路收費(fèi)應(yīng)用環(huán)境的不停車手機(jī)支付系統(tǒng)模型,該模型是基于車輛特征識別和征信的不停車手機(jī)支付系統(tǒng)。

系統(tǒng)采用“車輛特征(車牌、車型、顏色等)識別+手機(jī)APP”的模型，達(dá)到用戶手機(jī)自助申請(下載APP自助注冊綁定車牌、身份、支付賬戶)，車輛無需外加設(shè)備，出入收費(fèi)站攝像機(jī)識別車牌、車輛特征判斷用戶合法性和征信，用戶無需帶手機(jī)或打開APP，就可不停車過站，出站后系統(tǒng)利用征信在云端扣費(fèi)，讓用戶享受“先通行，后付費(fèi)”的便利。系統(tǒng)模型見圖1。

圖1 基于車輛特征識別和征信的不停車手機(jī)支付系統(tǒng)模型示意

該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程包括用戶注冊、入口、途中、出口4個(gè)過程，見圖2。

圖2 基于車輛特征識別和征信的不停車手機(jī)支付系統(tǒng)流程圖

1.1 用戶注冊

1) 安裝APP。下載安裝或關(guān)注手機(jī)APP。

2) 注冊賬戶。通過APP申請注冊賬戶，將車牌、車型與身份證、賬戶進(jìn)行綁定。用戶可通過網(wǎng)銀、信用卡、支付寶、微信、ETC賬號等多種方式，對APP虛擬賬戶綁定支付和充值。

3) 信息核驗(yàn)。系統(tǒng)后臺進(jìn)行賬戶信息核驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)“一個(gè)車牌一次審核，多用戶綁定”。

1.2 入口

1) 車輛識別和信息核對。在ETC車道或手機(jī)支付專用道前加裝車牌識別系統(tǒng)，APP用戶進(jìn)入車道進(jìn)行車牌、車型識別，車道系統(tǒng)根據(jù)車牌判斷APP用戶是否有效，車型是否匹配，征信是否為黑名單用戶。

2) 入口放行。識別匹配成功，抬桿放行，將入口信息上傳至云中心。識別匹配失敗轉(zhuǎn)MTC車道取卡。同時(shí)短信或手機(jī)APP向車主推送入站信息，若車主發(fā)現(xiàn)套牌車，可撥打服務(wù)熱線或打開APP啟動(dòng)投訴程序，確保套牌車在出口被攔截。

3) 借車入站。若駕駛他人車輛行駛高速并自行付費(fèi)，用戶進(jìn)高速前登錄手機(jī)APP，添加他人車牌綁定，下高速后可解除綁定，該賬單就可由車主和該用戶選擇性支付。

1.3 途中

1) APP途中信息服務(wù)?？蛇x擇啟動(dòng)APP的GPS路徑跟蹤、導(dǎo)航、路況推送功能。

2) 在途信息智能分發(fā)。利用路徑識別系統(tǒng)智能分發(fā)車輛路徑和入口信息至可能的前方出口(見圖3)，減少出口車輛檢索量。

圖3 在途信息智能分發(fā)模式示意圖

1.4 出口

1) 車輛識別和信息核對。出口車牌、車型識別，根據(jù)車牌判斷APP用戶是否有效，是否黑名單車，車型是否匹配。

2) 出站扣費(fèi)。根據(jù)車牌搜索后臺路徑識別智能推送的入口信息，抬桿放行；若網(wǎng)絡(luò)不暢通，系統(tǒng)識別車牌、車型后與本地存儲的注冊用戶和征信數(shù)據(jù)庫比對，如吻合信用良好則抬桿放行。并向車主發(fā)送手機(jī)短信或APP通知限時(shí)確認(rèn)賬單，后臺扣費(fèi)。

3) 異常處理。若系統(tǒng)故障可啟用便攜式設(shè)備、遠(yuǎn)程人工操作處理，或轉(zhuǎn)人工車道進(jìn)行掃碼非現(xiàn)金支付或告知收費(fèi)員由APP系統(tǒng)自動(dòng)扣費(fèi)。

4) 征信。下高速后APP限期支付通行費(fèi)，若出現(xiàn)不誠信行為將計(jì)入銀行征信及高速黑名單，出口扣費(fèi)流程見圖4。

圖4 出口扣費(fèi)流程圖

2 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，將系統(tǒng)劃分為前端、中心、互聯(lián)網(wǎng)3個(gè)層次，見圖5。前端主要是新建用戶端手機(jī)APP、改造收費(fèi)車道支付系統(tǒng)；中心主要是新建客戶服務(wù)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)中心、后臺軟件服務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換平臺；互聯(lián)網(wǎng)主要是新建與各種支付方式的接口、與公安車輛庫的接口、與銀行和互聯(lián)網(wǎng)的征信接口。

圖5 系統(tǒng)架構(gòu)圖

主要建設(shè)內(nèi)容可概括為“1224”工程，包括建設(shè)1個(gè)中心、2個(gè)平臺、2級改造、4個(gè)系統(tǒng)。

2.1 1個(gè)中心

云計(jì)算和大數(shù)據(jù)中心：系統(tǒng)核心平臺硬件建設(shè)、軟件開發(fā)及云資源租用；面向移動(dòng)支付與高速云服務(wù)的數(shù)據(jù)備份中心建設(shè)。

2.2 2個(gè)平臺

1) 數(shù)據(jù)交換平臺。與收費(fèi)系統(tǒng)、支付、認(rèn)證、征信、公安車輛信息等數(shù)據(jù)交換平臺；對現(xiàn)有收費(fèi)平臺和軟件系統(tǒng)的移動(dòng)支付適應(yīng)性改造。

2) 網(wǎng)絡(luò)和信息安全平臺。VPN備用鏈路保障、專網(wǎng)-VPN-無線智能網(wǎng)絡(luò)切換系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全、安全部署、信息安全等級保護(hù)。

2.3 2級改造

1) 車道軟硬件改造。ETC、MTC車道手機(jī)支付局部軟硬件控制改造，車道高清識別改造。

2) 站級軟硬件改造。站級手機(jī)支付軟硬件的部署和數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)，圖像、數(shù)據(jù)存儲。

2.4 4個(gè)系統(tǒng)

1) 手機(jī)APP系統(tǒng)。手機(jī)APP功能包含個(gè)人中心、充值與支付、短信驗(yàn)證與提醒、客服與申訴、記錄查詢等一站式的高速通行服務(wù)功能。

2) 后臺服務(wù)系統(tǒng)。包括客戶管理子系統(tǒng)、收費(fèi)管理子系統(tǒng)、結(jié)算管理子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)及系統(tǒng)管理子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與手機(jī)APP系統(tǒng)相關(guān)的人、財(cái)、物的統(tǒng)一管理。

3) 客戶服務(wù)系統(tǒng)?？蛻舴?wù)中心(支持電話、短信、微信、App客戶來訪投訴、咨詢答疑及前端服務(wù)支撐)。

4) 分析和跟蹤系統(tǒng)。針對手機(jī)支付收費(fèi)方式的用戶行為分析、征信評價(jià)、偷逃費(fèi)追蹤系統(tǒng)、系統(tǒng)異常等。

3 系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢和面臨的問題

基于車輛特征識別和征信的不停車手機(jī)支付系統(tǒng)在高速公路收費(fèi)應(yīng)用具有如下優(yōu)勢。

1) 用戶車輛無需安裝設(shè)備，足不出戶即可完成手機(jī)自助注冊，任何車輛都可便捷綁定應(yīng)用。

2) 出入收費(fèi)站均為不停車過站，提高通行效率，減少收費(fèi)站擁堵。

3) 利用征信系統(tǒng)讓用戶享受“先通行，后扣費(fèi)”的便利，應(yīng)用過程不依賴于用戶是否帶手機(jī)、是否打開APP、是否有網(wǎng)絡(luò)。

4) 采用車輛特征識別，識別出除車牌外的車型、顏色、品牌型號等特征，為打擊套牌車提供支撐。

5) 利用圖像識別技術(shù)，車道改造費(fèi)用更低。

6) 利用路徑識別系統(tǒng)對在途車輛進(jìn)行識別，提前向前方可能下高速的收費(fèi)站智能推送車輛入口信息，減少出口信息檢索量，提高出口處理和計(jì)算效率。

同時(shí)，在應(yīng)用初期也面臨如下問題。

1) 目前攝像機(jī)的車牌識別率可達(dá)到97%以上，但受一些條件制約仍然需要投入適當(dāng)人工參與遠(yuǎn)程識別，解決少量攝像機(jī)識別不出的問題。建議針對該系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)專用攝像機(jī)。

2) 該系統(tǒng)在1個(gè)省內(nèi)應(yīng)用推廣相對容易，但要實(shí)現(xiàn)省際和全國聯(lián)網(wǎng)需要統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一接口，目前針對該系統(tǒng)的國家標(biāo)準(zhǔn)尚在研究編制中，實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐。

3) 電子車牌的推廣速度影響該系統(tǒng)前端是否增設(shè)RFID天線識別設(shè)備，但后臺是共用系統(tǒng)。

4 與ETC和電子車牌收費(fèi)的比較

本系統(tǒng)與現(xiàn)有的ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)、未來的電子車牌不停車收費(fèi)系統(tǒng)各具優(yōu)勢，各系統(tǒng)比較見表3。

表3 本系統(tǒng)與ETC、電子車牌不停車收費(fèi)系統(tǒng)比較

由表3可見，電子車牌系統(tǒng)是未來發(fā)展的技術(shù)趨勢，但其標(biāo)準(zhǔn)剛剛發(fā)布，需要相關(guān)政策配套推廣，推廣周期長。ETC遇推廣瓶頸，車載OBU設(shè)備存在壽命到期用戶承擔(dān)購買費(fèi)用的問題，影響下一階段推廣應(yīng)用。車輛特征識別+征信不停車收費(fèi)系統(tǒng)推廣速度快，范圍廣，建設(shè)成本、用戶成本、推廣成本低，適合現(xiàn)階段大力推廣。

除了以上區(qū)別外，該系統(tǒng)與ETC和電子車牌不停車收費(fèi)系統(tǒng)還具有聯(lián)系和互補(bǔ)性。

1) 與ETC不停車收費(fèi)的聯(lián)系。該技術(shù)與ETC技術(shù)不停車收費(fèi)可同時(shí)存在，共用車道，ETC車輛用戶已經(jīng)注冊和驗(yàn)證了車輛、身份、支付信息，因此ETC用戶可無縫過渡到車牌、車輛特征圖像識別+征信的互聯(lián)網(wǎng)扣費(fèi)，無需另行注冊。

2) 與電子車牌不停車收費(fèi)的聯(lián)系?！皵z像機(jī)識別車牌、車輛特征+征信的互聯(lián)網(wǎng)扣費(fèi)”與“電子車牌+互聯(lián)網(wǎng)扣費(fèi)”是相同的業(yè)務(wù)流程和用戶體驗(yàn)，只是前端識別介質(zhì)不同，但相輔相成。為確保電子車牌收費(fèi)的可靠性和可追溯性，一般都需要配置攝像機(jī)進(jìn)行取證，同時(shí)在路側(cè)電子車牌天線或車上電子車牌故障時(shí)，攝像機(jī)可通過圖像識別扣費(fèi)。因此，該技術(shù)與電子車牌不停車收費(fèi)系統(tǒng)互為補(bǔ)充，可并列存在。

5 通行費(fèi)“營改增”改造迎來的推廣機(jī)遇

根據(jù)國務(wù)院關(guān)于全面推廣“營改增”試點(diǎn)的要求，交通運(yùn)輸部2017年8月發(fā)布《收費(fèi)公路通行費(fèi)增值稅電子普通發(fā)票開具總體技術(shù)方案》[7](交辦公路〔2017〕116號)，要求全國收費(fèi)公路2017年年底前實(shí)現(xiàn)通行費(fèi)開具增值稅電子發(fā)票(主要針對ETC用戶)，2018年6月底前所有收費(fèi)車道實(shí)現(xiàn)高清車牌識別。

“營改增”改造要求收費(fèi)車道攝像機(jī)采用高清車牌識別，此項(xiàng)改造為“攝像機(jī)識別車牌、車輛特征+征信的互聯(lián)網(wǎng)扣費(fèi)”技術(shù)推廣奠定了基礎(chǔ)，應(yīng)借此契機(jī)提高攝像機(jī)的功能和性能要求，達(dá)到較高的車牌、車輛特征識別率，為該技術(shù)快速全面普及助力。因此，近兩年將迎來該技術(shù)推廣的關(guān)鍵機(jī)遇期。

6 結(jié)語

基于車輛特征識別和征信的高速公路不停車手機(jī)支付系統(tǒng)是“互聯(lián)網(wǎng)+高速公路收費(fèi)”的重要技術(shù)方向，該技術(shù)推廣是貫徹落實(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略、推進(jìn)高速公路供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要舉措，系統(tǒng)的實(shí)施對提高高速公路通行效率、增強(qiáng)過往司乘使用體驗(yàn)、方便公眾出行、推進(jìn)降本增效等具有重要意義。下一步交通部門應(yīng)抓住高速公路通行費(fèi)“營改增”技術(shù)改造的契機(jī)，快速在收費(fèi)站試點(diǎn)和推廣該技術(shù)，同時(shí)探索該技術(shù)在停車場、加油站、門禁等場所的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

[1] 收費(fèi)公路移動(dòng)支付技術(shù)規(guī)范 第一冊 停車移動(dòng)支付：JTG/T 6303.1-2017[S].北京：人民交通出版社，2017.

[2] 電子收費(fèi) 基于專用短程通信的電子收費(fèi)交易：GB/T 28421-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[3] 電子收費(fèi) 路側(cè)單元與車道控制器接口：GB/T 28423-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[4] 電子收費(fèi) 車載單元初始化設(shè)備：GB/T 28969-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[5] 機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識通用規(guī)范 第1部分：汽車：GB/T 35789.1-2017[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.

[6] 機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識讀寫設(shè)備通用規(guī)范：GB/T 35786-2017[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.

[7] 交通運(yùn)輸部.收費(fèi)公路通行費(fèi)增值稅電子普通發(fā)票開具總體技術(shù)方案[Z].北京：交通運(yùn)輸部交辦公路〔2017〕116號.