“互聯(lián)網(wǎng)+”高速公路不停車收費(fèi)模式研究

謝鋒珠，王建民

(1. 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031； 2. 太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024)

ETC(electronic toll collection)路橋收費(fèi)系統(tǒng)[1]是目前最先進(jìn)的收費(fèi)系統(tǒng)，通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站 ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通信，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站不需停車而能交納路橋費(fèi)的目的。2014年交通部在全國(guó)推廣并在2015年底實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是在運(yùn)行過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題[2-5]：首先,車輛需要到銀行領(lǐng)取ETC的硬件設(shè)備，綁定信用卡或預(yù)存一定金額的通行費(fèi)，硬件設(shè)備廠家眾多，在實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)時(shí)存在互不識(shí)別的問題；其次，ETC需要設(shè)立專門的通道來(lái)進(jìn)行收費(fèi)，建設(shè)這個(gè)通道同樣需要有硬件的投入和專門的維護(hù)人員，雖然減少了收費(fèi)員的人員成本，但增加了硬件成本；最后，ETC在收費(fèi)過程中發(fā)現(xiàn)常有跟車逃費(fèi)的現(xiàn)象，而且ETC系統(tǒng)和高速收費(fèi)站目前沒辦法解決這類問題。

ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)存在問題正是本文提出的基于“互聯(lián)網(wǎng)+”不停車系統(tǒng)所解決的問題。該系統(tǒng)綜合應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、移動(dòng)支付技術(shù)、移動(dòng)GIS技術(shù)、BDS定位技術(shù)、車牌識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)[6-11]等，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)，高速行駛的車輛只要在移動(dòng)端注冊(cè)個(gè)人賬戶，通過交警系統(tǒng)驗(yàn)證，綁定移動(dòng)支付系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛在高速公路入口登錄收費(fèi)系統(tǒng)，出口結(jié)束計(jì)費(fèi)系統(tǒng)并由收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)送收費(fèi)金額到車輛用戶，實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的不停車收費(fèi)。此外，車輛的出行信息為智慧交通提供了海量數(shù)據(jù)，對(duì)高速公路的智能管理起到不可估量的作用。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”不停車收費(fèi)需求分析

目前高速公路收費(fèi)主要依靠人工發(fā)卡、人工收卡和現(xiàn)金支付為主，這種方式無(wú)疑會(huì)延緩每輛車的通過時(shí)間[12]。每個(gè)收費(fèi)口開通了一個(gè)ETC收費(fèi)通道，可見ETC還不被大量的車主所接受，雖然采取了出行費(fèi)打折的優(yōu)惠辦法，但用戶數(shù)量增加也不太明顯。由于人工效率相對(duì)較低，因此會(huì)導(dǎo)致在一些出行集中時(shí)段高速入口和出口擁堵的問題，車輛上不去下不來(lái)。人工收費(fèi)還出現(xiàn)過車輛沖撞收費(fèi)亭造成人員傷亡的事故。ETC雖然解決了人工收費(fèi)的一些問題，但又產(chǎn)生了硬件投入、不能互聯(lián)互通等問題。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”作為國(guó)家戰(zhàn)略[13-14]，在各行各業(yè)開展得如火如荼，智能高速公路管理系統(tǒng)也在醞釀之中，全新的不停車收費(fèi)系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)應(yīng)使車主使用更方便，不需要增加任何硬件設(shè)備，也不需要新辦銀行卡，通過收費(fèi)站的入口和出口時(shí)更加順暢，選定目的地即可知道通行費(fèi)及路況。對(duì)于高速公路收費(fèi)站來(lái)說，不需要增加其他的硬件設(shè)備，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上即可實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)，不需要人工干預(yù)。交費(fèi)更加靈活方便，可通過微信、支付寶、閃付、銀聯(lián)支付，可以提前交費(fèi)，也可以駛離高速再交費(fèi)?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的不停車收費(fèi)模式，給車主和高速公路管理部門都帶來(lái)了極大的方便，同時(shí)也促進(jìn)了智慧交通建設(shè)和發(fā)展。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”不停車收費(fèi)模式

針對(duì)現(xiàn)有的不停車收費(fèi)系統(tǒng)ETC的不足，本文提出基于“互聯(lián)網(wǎng)+”不停車收費(fèi)模式(internet toll collection，ITC)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。用戶通過移動(dòng)終端注冊(cè)后登錄該系統(tǒng)，輕松實(shí)現(xiàn)注冊(cè)、驗(yàn)證、查詢路況和移動(dòng)支付等，后臺(tái)管理端對(duì)出入高速公路的車輛進(jìn)行識(shí)別，發(fā)送收費(fèi)信息，記錄車輛的行駛信息、建立用戶的信用系統(tǒng)等。

圖1 ITC不停車收費(fèi)模式結(jié)構(gòu)

2.1 用戶端APP

2.1.1 用戶注冊(cè)

用戶端APP下載安裝在手機(jī)或移動(dòng)終端后，用戶在線注冊(cè)獲取用戶名、密碼，注冊(cè)成功后錄入車輛的車牌號(hào)、車輛顏色等重要信息，接入到交警車輛管理系統(tǒng)，對(duì)車牌、車的顏色等重要信息進(jìn)行核實(shí)，防止套牌車和不良信息記錄的車上高速公路行駛。同時(shí)也可以錄入常用駕駛員信息，為智能交通的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)。

2.1.2 移動(dòng)支付

通行費(fèi)可以通過在APP綁定銀聯(lián)、微信、支付寶等移動(dòng)支付方式進(jìn)行支付，支付時(shí)間靈活，可以預(yù)先支付也可以在出高速后支付，全程不需要收費(fèi)員參與，也不需要新的硬件投入。

2.1.3 BDS定位導(dǎo)航

用戶移動(dòng)端的BDS定位系統(tǒng)可以定位到用戶的位置，也就相當(dāng)于駕駛的車輛的位置。用戶可以查詢自己位置和目的地，進(jìn)行路徑規(guī)劃，查詢高速路況和大致的通行費(fèi)用。車輛的行駛軌跡也可以記錄下來(lái)為智能交通的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)。

2.1.4 交費(fèi)通知

用戶在出高速口后會(huì)接收到后臺(tái)管理的支付通知，隨時(shí)可以支付通行費(fèi)，如果未及時(shí)交費(fèi)，后臺(tái)會(huì)定期發(fā)送交費(fèi)提醒信息，一定期限內(nèi)不交費(fèi)，收取一定的滯納金，如果惡意欠費(fèi)，會(huì)納入黑名單。下次該用戶只有補(bǔ)交相關(guān)費(fèi)用，并從后臺(tái)消除黑名單才能上高速行駛。

2.2 后臺(tái)管理

2.2.1 車輛識(shí)別

利用車牌識(shí)別技術(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)，在用戶車輛到達(dá)高速入口時(shí)，掃描識(shí)別車牌和車身顏色，對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)中的車輛信息，查詢是否有套牌或其他違章信息，核對(duì)無(wú)誤后，在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢交費(fèi)是否正常，這些信息都正常則抬桿放行。車牌車身顏色等信息和數(shù)據(jù)庫(kù)信息不一致，可以交由交警部門處理。交費(fèi)不正常車輛都不能抬桿放行，只有補(bǔ)交費(fèi)用并從黑名單消除后才能正常使用不停車收費(fèi)。

2.2.2 交費(fèi)信息推送

利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，在抬桿放行后，用戶登錄到后臺(tái)管理系統(tǒng)，并開始計(jì)費(fèi)。用戶到達(dá)出口時(shí)，再次掃描車牌，抬杠放行。計(jì)費(fèi)結(jié)束，統(tǒng)計(jì)里程后把通行費(fèi)發(fā)送到用戶移動(dòng)端。用戶交費(fèi)后對(duì)于該用戶的不停車收費(fèi)結(jié)束。如果用戶不及時(shí)交費(fèi)，后臺(tái)定期發(fā)送催交信息提醒用戶交費(fèi)，超過一定的時(shí)間開始加收滯納金；有惡意欠費(fèi)的用戶，系統(tǒng)將該用戶加入到黑名單。

2.2.3 路況推送

登錄到ITC系統(tǒng)后，后臺(tái)管理系統(tǒng)對(duì)高速路況信息進(jìn)行及時(shí)的推送，以便用戶能了解路況，選擇合理的出行方式。

2.2.4 車輛行駛信息

車輛在高速的行駛軌跡等信息會(huì)被后臺(tái)記錄，是否超速、經(jīng)常變道超車等不好的駕駛習(xí)慣被記錄下來(lái)，提供給智能交通系統(tǒng)。

2.2.5 用戶信用系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要記錄用戶交費(fèi)的信用情況。如果每次都能及時(shí)交費(fèi)，則用戶的信用等級(jí)高，可以給予一定的通行費(fèi)優(yōu)惠；不能及時(shí)交費(fèi)，但經(jīng)過提醒后能交費(fèi)的，信用等級(jí)稍低，但不影響高速通行，沒有優(yōu)惠；惡意欠費(fèi)不交納用戶，信用等級(jí)最低，列入黑名單，不允許在高速通行。只有交費(fèi)并從黑名單中移除后才能重新獲得通行許可。

3 ITC不停車收費(fèi)系統(tǒng)

ITC不停車收費(fèi)系統(tǒng)主要分為用戶移動(dòng)端和后臺(tái)管理系統(tǒng)兩部分，同時(shí)和交警信息系統(tǒng)對(duì)接，并為智能交通提供大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用戶快速通過高速公路的出入口，降低高速公路的人員成本和硬件投入。ITC系統(tǒng)的流程如圖2所示。本系統(tǒng)的用戶端APP包含Android系統(tǒng)和iOS系統(tǒng)，在手機(jī)或移動(dòng)終端都可安裝，通過調(diào)用百度地圖的API接口實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位和地圖服務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。ITC的主要功能如圖3所示，交費(fèi)界面如圖4所示。

圖2 ITC不停車收費(fèi)客戶端流程

4 結(jié) 語(yǔ)

ITC不停車收費(fèi)系統(tǒng)是一種基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的全新的收費(fèi)模式，改變了原有的收費(fèi)方式，充分融合了現(xiàn)有的多種新技術(shù)。用戶通過移動(dòng)終端注冊(cè)審核后，可了解高速路況、出行費(fèi)用、用戶信用度等信息。通過高速出入口對(duì)車牌的識(shí)別，后臺(tái)計(jì)算通行費(fèi)并通知用戶交費(fèi)。該模式為用戶出行提供極大方便的同時(shí)，減少收費(fèi)員、ETC硬件的投入及維護(hù)等，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用該模式也不會(huì)有技術(shù)上的障礙。

圖3 ITC不停車收費(fèi)主界面

圖4 ITC交費(fèi)界面

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”智能交通中不停車收費(fèi)只是其中一小部分，下一步的研究工作應(yīng)該包括如下幾個(gè)方面：①基于北斗和移動(dòng)互聯(lián)的高速車輛行駛管理，監(jiān)控每輛車在高速的行駛狀況，如超速、疲勞駕駛、違章停車等，及時(shí)提醒駕駛員注意安全，減少高速公路事故的發(fā)生。②高速公路的養(yǎng)護(hù)也要納入到智能交通體系，通過對(duì)道路病害的信息采集，及時(shí)進(jìn)行處理，有山體變形的，可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)24 h在線監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害等，及時(shí)通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布信息，特別是對(duì)已經(jīng)在該路段行駛的車輛發(fā)出預(yù)警。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能交通應(yīng)用前景廣闊，將使人們的出行更便捷、更高效。