廣東省高速公路聯網收費背景下用戶信用體系及防逃費技術的研究與應用

■ 陳海華 劉小峰

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廣東省高速公路聯網收費背景下用戶信用體系及防逃費技術的研究與應用

■ 陳海華 劉小峰

目前各省市正大力推進高速公路全省聯網收費，傳統的以路段為單位各自防逃打逃已無法適應新形勢下的營運管理需求。廣東省通過對新形勢下高速公路逃費行為進行分析，提出了聯網收費下防逃費判別稽查技術，建立了全省高速公路統一、高效的防逃費技術體系和車輛用戶信用體系。

一、背景

廣東省于2014年實施完成全省高速公路聯網收費（以下簡稱聯網收費“一張網”）建設，全省撤銷主線站，截止目前已形成共計全省51個環的多義性收費路徑（廣東省采用RFID和5.8G自由流技術分別對MTC和ETC車輛行駛路徑進行精確標識及精確收費、精確拆分）。在廣東省全省“一張網”的背景下，由于單次高速公路通行費的金額更大，在巨大的利益驅動下，更加激發了各式各樣的逃費行為的產生，為全省高速公路帶來巨大的通行費損失。在當前，除了傳統的倒換卡、沖卡、貨車逃稱等逃費作弊手段，還催發了采用屏蔽標識路徑以達到利用縮短行駛路徑等新生逃費手段。

在目前全省“一張網”的新形勢下，傳統的以路段為單位各自防逃打逃已無法適應新形勢下的營運管理需求，建立全省高速公路統一、高效的防逃費技術體系已顯得尤為迫切。

二、高速公路逃費行為分析

目前高速公路逃費主要有以下類型：

（一）縮短交通路徑逃費法

1、全省聯網收費“一張網”背景下，采用惡意屏蔽路徑標識逃費，以達到按照最短路徑或最小費額收費以偷逃通行費是新生的逃費手段。

2、傳統的換卡、倒卡逃費、倒換粵通卡逃費、U型線路逃費、J型線路逃費、甩掛逃費、轉貨逃費等仍是逃費的主要技術手段。

（二）利用流失的PSAM卡進行違法制卡、賣卡。在廣東省高速公路聯網收費“一張網”系統中，票卡（通行卡、粵通卡）的安全信息主要由PSAM卡控制。若PSAM卡丟失、遺失或被盜用，不法分子可能利用來篡改票卡的出入口信息，從而導致路段公司的直接接經濟損失。

（三）假冒政策性免費車輛逃費法：如假冒綠通車輛、假證/假卡逃費、假牌逃費。

（四）非正常通道駛離高速公路逃費法：

如利用高速公路缺口逃費、強行沖卡逃費、ETC車道惡意跟車逃費。

（五）貨車計重收費現場逃費法：如加快車輛速度、沖磅、墊鋼板、遮擋光柵、走S型等手段進行逃費。

圖1：高清車牌識別系統構成框圖

三、聯網收費“一張網”下防逃費稽查判別技術

（一）動態超時逃費甄別技術

司機單獨倒卡，自己手里有幾張通行卡，互相交換使用，達到多次都少繳通行費的目的。但是基本上都會出現超時的特殊事件。因此超時是甄別篩選逃費流水的有效手段之一。目前廣東省采用動態超時技術對于前面描述的作弊辦法進行識別。

現有收費系統中的超時功能我們稱為靜態超時，超時的時間是相對不變的，聯網區域內不論通行距離的長短一律使用一個超時時間，一般該時間設置相對較大。而動態超時相對于靜態超時，是根據站與站之間的通行距離、和通行車輛的車型進行計算，并通過動態超時技術科學準確地識別出真正的超時車輛，為識別作弊行為提供參考依據。

動態超時判別公式：

出口時間-入口時間=行駛時間<里程/不同車型下限速度+偏移量

動態超時時間基本上能夠識別相同車牌車輛隨機交換通行卡（長距離）和倒卡作弊。

（二）出入口車牌識別及高清卡口路徑還原技術

1、車輛駛入抓拍圖像。在入口車道，通過車牌照自動識別系統取得車輛的車牌照信息和車牌照二值化圖像，由收費系統將識別的車牌照信息寫入通行卡中，且將車輛當前圖像抓拍并上傳至收費站服務器，同時入口流水和車牌照二值化圖像實時上傳至省運營平臺。

2、車輛行駛途中高清卡口車牌識別及圖像抓拍。經過高清卡口時，通過車牌照自動識別系統取得車輛的車牌照信息，產生高清卡口流水，高清卡口流水包含車輛牌照信息，實時上傳省運營平臺。

3、車輛駛出車牌識別及圖像抓拍。在出口車道，通過車牌照自動識別設備再次識別車牌照并由收費系統軟件進行出入口車牌照校驗，如果一致則按正常收費流程操作；如果不一致，從省運營平臺調出該車的二值化入口圖像，與該車進行核對，從而確定該車是否為換卡逃費車，從而防止由于換卡而引起通行費的流失。

4、路徑還原比對稽查。由于車輛由駛入、途中及駛出均有車牌識別和圖片抓拍，即可全路徑還原該車輛的全程行駛路徑，且可與收費流水建立綁定關系。應用省運營平臺對相關疑似逃費車輛通過對其收費路徑、標識路徑、高清卡口三條路徑比對，即可清晰判別該車輛是否逃費。該稽查手段對于各類跑長買短逃費手段均可做到有效稽查。

在運營過程中，省運營平臺處理高清卡口流水時，根據車牌和流水時間獲取相應的入口流水，建立關聯關系；在處理出口流水時，如通行卡沒有對應的入口流水信息，則根據車牌和流水時間獲取相應的入口流水，建立關聯關系；高清卡口、出入口車牌識別系統、車道收費系統、省運營平臺的系統時鐘必須保持同步。

（三）PSAM卡安防技術

在現有聯網收費系統基礎上加強PSAM卡安全防范，各系統所涉及的功能如下圖所示：

由省中心下傳PSAM卡黑名單參數，路段中心系統接收區域管理點下傳的PSAM卡黑名單及例外車道表等PSAM卡安全防范參數并下發至所有車道；登記管理PSAM卡的安裝使用信息；檢查異常使用的PSAM卡；盤點本路段使用的PSAM卡。車道收費系統啟動時驗證PSAM卡合法性；入口車道系統對入口信息（包括所用的PSAM卡）進行加密，并將其內容寫入票卡；出口車道系統驗算票卡的入口信息及其加密內容，從而校驗其真偽；出口車道系統檢查入口用的PSAM卡是否在PSAM卡黑名單之內。并對黑名單PSAM卡車輛進行攔截。

圖2 ：高清車牌識別系統組成結構示意圖

圖3：系統功能結構圖

四、基于Logit模型的高速公路用戶信用評價體系

高速公路用戶信用度的計算可以通過對車輛流水數據的采集，進而提取用戶行駛頻率、正常交易次數和里程、異常（根據動態超時等判別條件）交易次數和里程等信息通過logit模型進行擬合來判斷。Logit模型是最早的離散選擇模型，也是目前應用最廣的模型。Logit模型是Luce（1959）根據IIA特性首次導出的；Marschark（1960）證明了Logit模型與最大效用理論的一致性；Marley（1965）研究了模型的形式和效用非確定項的分布之間的關系，證明了極值分布可以推導出Logit形式的模型；McFadden（1974）反過來證明了具有Logit形式的模型效用非確定項一定服從極值分布。此后Logit模型在心理學、社會學、經濟學及交通領域得到了廣泛的應用，并衍生發展出了其他離散選擇模型，形成了完整的離散選擇模型體系，如Probit模型、NL模型（Nest Logit model）、Mixed Logit模型等。

所謂的Logit模型就是指事件發生的概率服從標準的Logistic累積概率分布函數，而Logistic分布函數就是：

通過基于數據挖掘技術Logit建模實現過程包括流水數據采集、數據篩選（數據分類、樣本選取、樣品分析）、數據清洗、數據變換處理（數據規范化、數據離散化和分層）、特征變量處理（特征變量區分、特征變量分組）、數據抽樣、構建Logit回歸分析模型、進行模型測試與模型評估，從而實現高速公路用戶量化的信用度評估指標是系統建設的主要任務，流程如圖所示：

圖4：Logit系統實現流程圖

采用的變量是高速公路用戶的信用狀況Y，Y=1代表信用狀況好，Y=0代表信用狀況差。通過對高速公路收費站通行流水（1年約26億條記錄）、高清卡口照片等信息進行統計分析，提取用戶行駛頻率、正常交易次數和里程、異常（根據動態超時等判別條件）交易次數和里程等信息作為自變量。模型選取了廣東省2014年到2015年年底的36000條初始樣本數據建立模型，通過對模型進行測試結果表明效果良好。

五、基于信用評價體系的車輛信息庫的建立

（一）車輛初始基礎信息采集建立

車輛基礎信息包括車輛車牌、車型、車種、顏色等信息，ETC車輛通行流水可自動提取OBU及非現金支付卡等相關車輛信息形成ETC車輛信息庫的基本信息；MTC車輛可通過具備出口車牌識別的流水生成MTC車輛初始庫。

（二）車輛基礎信息的完善

通過現場稽查車輛信息登記及后臺車輛稽查車輛信息完善等相關手段，對疑似或逃費車輛信息庫進行分類完善，除了人工完善車輛的基礎信息外，還應通過相應車輛的稽查結論由系統自動累加該車輛的歷史逃費信息（含多次逃費類別、逃費總金額、主要逃費行駛線路等），疊加補充相關車輛信息庫數據。

（三）基于信用評價體系的車輛信息庫的建立

通過車輛用戶行駛數據大數據挖掘，應用Logit信用評價模型對已形成的車輛信息庫中的車輛信用度進行動態評價，并疊加至車輛信息庫，建立形成全省基于信用評價體系的車輛信息庫。

六、聯網收費“一張網”防逃費技術體系應用

廣東省的防逃費體系是基于已建立的全省的聯網收費運營管理數據平臺，應用該平臺實時匯集全省高速公路收費流水數據、高清卡口抓拍及車牌識別數據、出入口車牌識別數據等。平臺系統通過不同的作弊篩選條件，為全省各路段提供疑似逃費流水；各路段稽查人員對本路段出口或途徑本路段的相關疑似逃費流水進行稽查，形成逃費流水稽查數據，相關稽查結果及逃費證據鏈全省共享；根據相關車輛的逃費情況，經審核后形成全省的黑名單；黑名單生成后由省中心統一下發至全省各路段及車道，再由全省各車道通過黑名單攔截系統，進行逃費車輛攔截及追繳通行費。系統還利用移動互聯網技術開發了移動APP收費稽查軟件，可利用移動終端查詢相關車輛的逃費歷史及逃費證據鏈，為現場打擊逃費車輛提供技術手段。

（一）收費流水采集。車道收費系統的出入口收費流水到路段、車道逃費自動取證系統的逃費取證流水（包括流水、圖像、視頻）、車道出入口高清車牌識別系統的高清車牌識別流水、路段高清卡口系統的高清卡口流水統一上傳到路段中心匯總。路段中心再統一上傳出入口收費流水、出入口高清車牌識別流水、高清卡口流水、逃費取證流水到省運營平臺數據中心匯總。

（二）收費稽查。路段稽查人員通過省運營平臺稽查疑似逃費的收費流水數據，形成車輛灰名單和黑名單以及逃費證據鏈。疑似逃費數據來源可以有多種，如交易狀態為特殊事件、超時行駛、屏蔽標識的出口收費流水稽查；有入口沒出口的入口收費流水稽查；通過大數據分析得出復合卡流失車輛較多的數據稽查，通過大數據分析得出卡流失的入口和出口等?；榈贸鎏淤M結論后，根據一定的規則形成車輛灰名單和黑名單，形成車輛逃費信息和相應的逃費證據鏈，相關聯的圖像上傳省運營平臺數據中心集中存儲。

圖5：防逃體系業務框架

（三）灰單、黑名單、預警數據下發。車輛灰名單和黑名單信息以及車輛逃費證據鏈全省范圍內共享，由省運營平臺下發到路段直至車道收費系統。

（四）黑名單車輛的預警和攔截指令。省運營平臺通過處理實時上傳的入口收費流水、高清卡口流水，發現灰名單和黑名單車輛后，根據規則定向下發預警信息到路段直至車道，同時也直接推送預警信息到移動客戶端，提醒現場人員提前做好稽查準備工作。在高速公路出口車道，高清車牌識別系統自動識別車牌，車道攔截系統如果發現灰名單車輛，則自動提醒收費人員；如果發現黑名單車輛，則進行預警，車道不抬欄桿，轉人工追繳處理。

（五）移動互聯網技術應用?；诤笈_的省運營管理平臺，開發移動APP應用程序，并應用移動終端設備，有效開展收費現場打逃工作。

1、逃費車輛證據鏈查詢和調取功能。被車道依據逃費黑名單攔截下來的逃費車輛，可應用移動終端，查詢逃費車輛證據鏈系統中該車的所有逃費歷史和逃費證據（圖片及視頻），現場有效震懾逃費違法人員，確保打擊效果。

2、黑名單定向預警功能。應用移動客戶端用戶接受灰名單、黑名單車輛預警推送信息，提前做好稽查準備，尤其是綠通、計重灰名單，提醒車道重點關注。

3、闖關車、綠通車等逃費記錄登記。現場稽查人員可以通過移動終端拍照、登記闖關車輛、綠通車輛等信息；事后監督稽查人員通過省運營管理平臺對現場逃費記錄進行稽查確認，并形成灰黑名單，有效開展下一步黑名單車輛攔截追繳工作。

（六）證據鏈數據存儲。建立省中心、路段中心、收費車道的三級證據鏈數據存儲架構。利用省運營管理平臺，全省各路段均可實時、透明地查詢到相關逃費車輛各級存儲的證據鏈。

1、省運營平臺。集中存儲逃費車輛信息、車輛灰名單和車輛黑名單、出入口收費流水及圖像、高清車牌識別流水及圖像、高清卡口流水及圖像、防逃取證流水及圖像等，形成完整的逃費車輛證據鏈。

2、路段中心系統。逃費車輛出入口抓拍圖像、高清卡口抓拍圖像、監控視頻分布存儲在路段中心系統，路段中心同時接收存儲省運營平臺下發的車輛灰名單和車輛黑名單信息。

3、車道收費系統。存儲省運營平臺下發的車輛灰名單和車輛黑名單信息。

（七）用戶信用數據應用。建立基于用戶信用體系的車輛信息庫，對信用差的逃費車輛予以重點打擊，對于信用好的客戶提供更為優質便捷如路況信息推送等服務。

圖6：防逃體系證據鏈存儲框架

七、結語

廣東省高速公路聯網收費“一張網”的實施對防逃費技術提出了更高要求，通過建立以全省聯網收費運營管理平臺為基礎，結合高清車牌識別系統、車道自動攔截系統、ETC逃費取證系統、移動互聯網和基于信用評價體系的車輛信息庫等技術的應用，形成全省統一的防逃費體系，在全省“一張網”條件下發揮巨大作用。隨著全國高速公路ETC聯網收費的開展，利用ETC的作弊行為也將大幅度增加。在此情況下，利用全省防逃體系，并結合ETC車道應用高清車牌識別等技術也將為全國ETC聯網防逃費發揮巨大作用。

作者單位：廣東省交通集團有限公司