电子不停车收费系统(ETC)专题(2)——国内现状

我国从90年代中后期引入该系统，并形成了第一次试点建设热潮。当时在江苏、广东、北京、福建等地有小规模试点应用，但是总体应用效果不好，大部分系统没能开通或成功运营。这一阶段的ETC系统建设多是以技术为驱动，盲目求新是很大的驱动因素。十多年来，我国公路建设以及智能化道路建设逐步加强，人们迫切需要和追去畅通无阻的交通，这给ETC系统带来了又一次发展机遇。
1. 系统建设情况
我国最早的ETC系统应用开始于1996年10月，广东省路路通有限公司引进美国TI公司的ETC收费设备，开发了ETC收费系统软件；在佛山、南海、顺德等地方的收费公路上建立了ETC车道并投入运营，发行了一万多张电子标签；1998年，北京首都机场高速公路采用美国MTECH公司的产品，也开通了两条ETC车道，发行了500多张电子标签；广州市一卡通系统是在跨越珠江的“八桥一隧”上建立的ETC系统，采用的是Q—Free公司的产品，1999年底开通，前后发行了一万四千多张电子标签，但由于第二年广州市实行了年票制，最终项目没有得到真正的推广；2001年，广东省采用组合式ETC技术在广韶公路、虎门大桥完成ETC示范工程并使组合式ETC技术进入了真正的可操作阶段；2003年，长沙机场高速路开通了那时最先进的路桥不停车收费系统；2004年，成都机场高速公路启用不停车收费系统；2005年，北京机场高速公路收费站“升级版” 的不停车收费系统投入运行，新系统增加了抓拍取证、违章稽查等功能。以上仅是列举几个2005年以前的建设例子。



2. ETC结合国情发展的实际情况
目前我国试点的ETC系统普遍采用的是单片式ETC技术，其特点是：基于Ic卡(智能卡)，在Ic卡中安放单一智能芯片，构成ETC车载电子标签，安装车辆前的风挡玻璃内侧，车载电子标签里存储着车辆编号、车辆型号等相关信息。当车辆通过ETC车道进入车道天线的通讯区域时，安装在车辆内的电子标签即把车辆信息、行车记录信息等向车道天线发送，车道天线接收后，通过交易控制器把信息传送给车道控制机，信息经车道控制机处理后，每个收费站都可以通过获取车辆的行车记录来计算应收通行费，并利用计算机联网技术将信息传递到银行结算中心，对ETC消费用户进行资金划拨，实现自动收费。
单片式ETC技术对于以开放式收费为主、经济发达、ETC车辆比率相对较高的应用环境来讲是非常适合的。但在我国高速公路联网收费系统中，所要建立的单片式ETC系统必须自身构成封闭式的系统，也就是说，要在路网中所有收费站的出口和入口，即便是车流量小、车道数量少的收费站，都必须设置一条以上的ETC专用通道，存在着一次性投入过大、建设周期长、ETC车道利用率低等诸多问题，显然，单片式ETC技术不能适应我国高速公路联网收费的实际需要，必须采用适合当前国情的电子收费技术方案。
针对我国国情，2000年，交通部公路科学研究所研究并提出了适应高速公路联网收费新形式的组合式ETC联网收费技术，即“主，被动双片式电子标签+双界面Ic卡的组合式电子收费系统技术方案”，提出了ETC技术和IC卡收费技术紧密结合发展的新思路。
该思路充分考虑电子不停车收费方式和IC卡半自动收费方式的适用条件，将两项技术通过双片式电子标签加双界面CPU卡的模式进行有机结合，真正做到了ETC车道系统的按需设置，大大的降低了联网环境下电子收费系统建设的投资，有力的保护了道路运营者和用户的利益。
3. 电子收费系统在人工联网收费环境中发展
1999年，山东、四川率先提出全省联网收费，伴随着众多主线收费站的拆除，我国公路收费系统从各路段独立收费的状态步入了联网统一收费、通行费多业主拆分的时代。到2003年，联网收费初具规模的省市有山东、江苏、浙江、四川、重庆、湖南等。还在实施中的省份有北京、广东、内蒙、河北、安徽、黑龙江等。
在实施区域联网收费的进程中，为了保障联网收费能顺利实施，通常还需建设通信网络，以及必要的监控设施。数以亿计的投资吸引了大量的IT企业包括设备制造商和系统集成商参与工程建设，采购大量的计算机系统、通信设备、网络设备，基础软件、应用软件以及专用的收费设备等。这就是我国发展ETC应用所必须面对的大环境。区域性的半自动联网收费系统，大部分省份采用非接触IC卡作为通行券，也有个别省份采用二维条形码作为通行券。
在各省实施联网收费的过程中，大多要起草并公布三份区域性的技术文件，分别是：《××区域高速公路联网收费技术方案》、《××区域高速公路联网收费暂行技术要求》、《××区域高速公路联网收费软硬件技术要求》。
这三份技术文件将从联网收费总体框架、收费车道流程、联网收费系统编码、联网收费数据传输、IP地址分配和域名系统设计、IC卡发行与应用管理、联网收费结算系统、联网收费计算机网络、联网收费闭路电视监视系统、收费系统土建及附属设施、联网收费的可靠性和安全性、工程分期实施方案等若干方面对本区域的联网收费系统规范化建设提供技术保障。



4. 我国电子收费系统标准化进程
（1）我国电子收费系统标准体系
电子不停车收费系统是一个庞大的应用系统，涉及的技术面很宽，根据国内有关科研项目研究和参考ISO/TC204及CE/TC278技术委员会的研究成果，为了保证ETC系统之间的互换性，我国电子不停车收费系统的标准制定工作将基本建立在如下框架基础上：
我国电子收费系统标准体系

[align=left]标准层次[/align]	[align=left]标准内容[/align]
[align=left]网络系统运营层[/align]	[align=left]公路收费方式（含MTC和ETC方式）[/align]
[align=left]公路收费 网络清算体系及接口规范（含MTC和ETC方式）[/align]
[align=left]公路电子不停车收费应用规范（ETC系统基本应用要求）[/align]
[align=left]设施及设备技术条件层[/align]	[align=left]电子不停车收费 电子标签读写器规范[/align]
[align=left]电子不停车收费 电子标签规范[/align]
[align=left]电子不停车收费车道系统设计规范（工程规范）[/align]
[align=left]道路运输和交通信息通信应用 交通专用短程通信的配置[/align]
[align=left]DSRC设备可靠性大纲[/align]
[align=left]DSRC设备主要参数测试方法[/align]
[align=left]收费交易核心业务处理层[/align]	[align=left]电子不停车收费 数据结构、属性寻址、服务原语[/align]
[align=left]（含IC卡接口数据规范）[/align]
[align=left]电子不停车收费 交易模型与交易流程[/align]
[align=left]电子不停车收费 基于专用短程通信的应用框架[/align]
[align=left]DSRC通信协议层[/align]	[align=left]交通专用短程通信应用层[/align]
[align=left]交通专用短程通信数据链路层[/align]
[align=left]交通专用短程通信微波物理层[/align]

（2）我国电子收费系统标准制定
到目前为止，我国公路收费领域颁布的技术标准或规范主要有下述三项，由全国交通工程设施标准化技术委员会制定。
我国公路收费领域颁布的技术标准或规范

[align=left]标准名称[/align]	[align=left]标准号[/align]
[align=left]国标《公路收费制式》[/align]	[align=left]GB／T 18277-2000 [/align]
[align=left]国标《公路收费方式》[/align]	[align=left]GB／T 18367-2001 [/align]
[align=left]交通部《高速公路联网收费暂行技术要求》[/align] [align=left]（包括对不停车收费应用的技术指导）[/align]	[align=left]交公路发[2000]463号[/align]

从上表可以看出，电子不停车收费系统的标准制定需要花费很大的精力并经历一定的时间过程。不过，“十五”期间，国家加强了ITS领域标准及检测技术的研究，其中就包括ETC领域的工作，尽可能满足产品生产、工程实施等的需要。
在“ITS标准及检测技术”项目中，交通部公路科学研究所已于2002年牵头开展了三项专用短程通信（DSRC）协议标准的制定工作，并已完成了送审稿。这三项标准力争与ISO的标准保持一致（交通专用短程通信 应用层，交通专用短程通信 数据链路层，交通专用短程通信 微波物理层）
2003年，启动的标准化项目有：
① 道路运输和交通信息通信应用 交通专用短程通信的配置
② 智能交通系统 电子收费 基于专用短程通信的ETC应用接口框架
③ 智能交通系统 电子收费 数据结构及属性寻址
④ 智能交通系统 电子收费 服务原语
⑤ 智能交通系统 电子收费 交易模型
⑥ 智能交通系统 电子收费 联网ETC系统应用框架模型
⑦ 专用短程通信设备主要参数测试方法
⑧ 交通专用短程通信设备通用可靠性大纲
在我国制定电子收费系统相关标准的过程中， 还面临着如何获取尽可能多的国际厂商支持，并促进国内厂商的发展等方面的问题。
2003年10月，全国智能交通系统标准化技术委员会在北京成立，其秘书处设在国家智能交通系统工程技术研究中心（交通部公路科学研究所）。电子不停车收费系统相关标准的制定工作由该委员会归口管理。该标准化委员会的成立也使国内电子收费系统的标准化工作进入了一个新的阶段。
5. ETC发展中存在的问题
目前，ETC技术的使用大大的提高了我国高速公路的通行能力，为交通的发展起到了积极的作用，但是我们也要看到ETC在发展中也存在着不少的问题。
（1）ETC专用短程通信(DSRC)协议不统一
目前在国际上基于5．8GHz的DSRC协议存在着互不兼容的几大标准体系，而且在国内应用的电子收费系统也存在着不同的协议类型。例如厦门的厦门大桥以及海沧大桥使用的是挪威Q—Free公司的Simple DSRC协议；天津津滨高速公路以及京津塘高速公路使用的CEN+GSS的DSRC协议，广东省采用的是其专有通信协议等。这几种通信协议之间目前还无法做到兼容互换。上述几种协议在其功能、性能、价格、协议的复杂度，对硬件平台的要求以及未来的可扩展性等各方面都各有优势。因而，国内专用短程通信协议的选定将从多个方面考虑，不仅将其作为信息服务与安全应用的车辆与路侧基础设施通信平台进行长远规划，还需要在国内对电子收费系统标准出台的时间需求以及国内相关产业水平等问题上取得平衡。
（2）过多的依赖进口
目前我国高速公路ETC系统的产品大多数是进口的，只有小部分产品是国产化，而国产化产品的核心技术仍然需要从国外进口。鉴于ETC在我国未来有着很大的发展市场，我们应该把引进的重点放在我国目前还没有能力开发研制的硬件技术、系统集成方法和软件上。而且ETC在我国有着巨大的市场潜力，在引进的过程中应重视以市场换技术的原则，以提高我们自己的技术水平和开发能力。
（3）运营过程中的管理问题
由于缺乏相应的法规和管理经验，无法有效制止无卡汽车的恶性闯卡。虽然能现场抓拍到违章车辆的拍照，但仍无法收回逃逸车辆的通行费，从而给部分司机带来侥幸心理。
（4）由于ETC收费的优势在于联网收费，目前在很多省、市缺乏统一规划，各公司自行引进设施给后续的扩展和连接带来很大的障碍，而且部分系统的性能和技术指标不符合国际潮流，不适宜将来的发展。
（5）我国收费广场设计规模普遍偏大，以牺牲土地面积和很大数量预留车道为代价，尽管主线道路交通流量较大，但收费广场仍能以人工收费方式基本满足通行需要，交通拥堵并不严重，导致ETC技术需求并不强烈。
（6）国内绝大对数ETC项目目前仍处于试运行期间，在如何提高较高的服务质量和获取较好的经济效益方面还处于探索期，大多数项目缺乏对ETC用户需求的客观分析，关于ETC的服务费定位和道路通行费的优惠措施也处于摸索之中，用户发展速度不够理想，导致ETC车道的通行量较低，通行能力强的优势没有得到体现。
（7）公路建设管理的体制问题。
虽然公路基本实行企业化管理，但市场意识并不强烈，即便在收入不低于成本支出的地方，大多数公路管理公司还没有产生必须采用新技术以降低收费成本的心理需求，另外实施ETC将导致削减收费员，这也不容易被所有人接受。
（8）ETC车道投资较高，核心设备价格偏贵。在土建投资已先期完成情况下，仅从设备投资方面与人工半自动收费车道相比确实差距较大。另外，电子标签价格与人们普遍心里预期还有一定的差距。