“互聯網+”高速公路不停車收費模式研究

謝鋒珠，王建民

(1. 山西煤炭職業技術學院，山西 太原 030031； 2. 太原理工大學礦業工程學院，山西 太原 030024)

ETC(electronic toll collection)路橋收費系統[1]是目前最先進的收費系統，通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標簽與在收費站 ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通信，利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。2014年交通部在全國推廣并在2015年底實現全國聯網，取得了較好的經濟效益。但是在運行過程中也發現一些問題[2-5]：首先,車輛需要到銀行領取ETC的硬件設備，綁定信用卡或預存一定金額的通行費，硬件設備廠家眾多，在實現全國聯網收費時存在互不識別的問題；其次，ETC需要設立專門的通道來進行收費，建設這個通道同樣需要有硬件的投入和專門的維護人員，雖然減少了收費員的人員成本，但增加了硬件成本；最后，ETC在收費過程中發現常有跟車逃費的現象，而且ETC系統和高速收費站目前沒辦法解決這類問題。

ETC不停車收費系統存在問題正是本文提出的基于“互聯網+”不停車系統所解決的問題。該系統綜合應用移動互聯技術、移動支付技術、移動GIS技術、BDS定位技術、車牌識別技術、圖像識別技術[6-11]等，設計并實現高速公路不停車收費系統，高速行駛的車輛只要在移動端注冊個人賬戶，通過交警系統驗證，綁定移動支付系統，實現車輛在高速公路入口登錄收費系統，出口結束計費系統并由收費系統發送收費金額到車輛用戶，實現基于互聯網的不停車收費。此外，車輛的出行信息為智慧交通提供了海量數據，對高速公路的智能管理起到不可估量的作用。

1 “互聯網+”不停車收費需求分析

目前高速公路收費主要依靠人工發卡、人工收卡和現金支付為主，這種方式無疑會延緩每輛車的通過時間[12]。每個收費口開通了一個ETC收費通道，可見ETC還不被大量的車主所接受，雖然采取了出行費打折的優惠辦法，但用戶數量增加也不太明顯。由于人工效率相對較低，因此會導致在一些出行集中時段高速入口和出口擁堵的問題，車輛上不去下不來。人工收費還出現過車輛沖撞收費亭造成人員傷亡的事故。ETC雖然解決了人工收費的一些問題，但又產生了硬件投入、不能互聯互通等問題。

隨著移動互聯網的高速發展，“互聯網+”作為國家戰略[13-14]，在各行各業開展得如火如荼，智能高速公路管理系統也在醞釀之中，全新的不停車收費系統也就應運而生。該系統應使車主使用更方便，不需要增加任何硬件設備，也不需要新辦銀行卡，通過收費站的入口和出口時更加順暢，選定目的地即可知道通行費及路況。對于高速公路收費站來說，不需要增加其他的硬件設備，在現有基礎上即可實現不停車收費，不需要人工干預。交費更加靈活方便，可通過微信、支付寶、閃付、銀聯支付，可以提前交費，也可以駛離高速再交費。基于“互聯網+”的不停車收費模式，給車主和高速公路管理部門都帶來了極大的方便，同時也促進了智慧交通建設和發展。

2 “互聯網+”不停車收費模式

針對現有的不停車收費系統ETC的不足，本文提出基于“互聯網+”不停車收費模式(internet toll collection，ITC)，其結構如圖1所示。用戶通過移動終端注冊后登錄該系統，輕松實現注冊、驗證、查詢路況和移動支付等，后臺管理端對出入高速公路的車輛進行識別，發送收費信息，記錄車輛的行駛信息、建立用戶的信用系統等。

圖1 ITC不停車收費模式結構

2.1 用戶端APP

2.1.1 用戶注冊

用戶端APP下載安裝在手機或移動終端后，用戶在線注冊獲取用戶名、密碼，注冊成功后錄入車輛的車牌號、車輛顏色等重要信息，接入到交警車輛管理系統，對車牌、車的顏色等重要信息進行核實，防止套牌車和不良信息記錄的車上高速公路行駛。同時也可以錄入常用駕駛員信息，為智能交通的應用提供數據。

2.1.2 移動支付

通行費可以通過在APP綁定銀聯、微信、支付寶等移動支付方式進行支付，支付時間靈活，可以預先支付也可以在出高速后支付，全程不需要收費員參與，也不需要新的硬件投入。

2.1.3 BDS定位導航

用戶移動端的BDS定位系統可以定位到用戶的位置，也就相當于駕駛的車輛的位置。用戶可以查詢自己位置和目的地，進行路徑規劃，查詢高速路況和大致的通行費用。車輛的行駛軌跡也可以記錄下來為智能交通的應用提供數據。

2.1.4 交費通知

用戶在出高速口后會接收到后臺管理的支付通知，隨時可以支付通行費，如果未及時交費，后臺會定期發送交費提醒信息，一定期限內不交費，收取一定的滯納金，如果惡意欠費，會納入黑名單。下次該用戶只有補交相關費用，并從后臺消除黑名單才能上高速行駛。

2.2 后臺管理

2.2.1 車輛識別

利用車牌識別技術和圖像識別技術，在用戶車輛到達高速入口時，掃描識別車牌和車身顏色，對比數據庫中的車輛信息，查詢是否有套牌或其他違章信息，核對無誤后，在數據庫中查詢交費是否正常，這些信息都正常則抬桿放行。車牌車身顏色等信息和數據庫信息不一致，可以交由交警部門處理。交費不正常車輛都不能抬桿放行，只有補交費用并從黑名單消除后才能正常使用不停車收費。

2.2.2 交費信息推送

利用移動互聯技術，在抬桿放行后，用戶登錄到后臺管理系統，并開始計費。用戶到達出口時，再次掃描車牌，抬杠放行。計費結束，統計里程后把通行費發送到用戶移動端。用戶交費后對于該用戶的不停車收費結束。如果用戶不及時交費，后臺定期發送催交信息提醒用戶交費，超過一定的時間開始加收滯納金；有惡意欠費的用戶，系統將該用戶加入到黑名單。

2.2.3 路況推送

登錄到ITC系統后，后臺管理系統對高速路況信息進行及時的推送，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被后臺記錄，是否超速、經常變道超車等不好的駕駛習慣被記錄下來，提供給智能交通系統。

2.2.5 用戶信用系統

該系統主要記錄用戶交費的信用情況。如果每次都能及時交費，則用戶的信用等級高，可以給予一定的通行費優惠；不能及時交費，但經過提醒后能交費的，信用等級稍低，但不影響高速通行，沒有優惠；惡意欠費不交納用戶，信用等級最低，列入黑名單，不允許在高速通行。只有交費并從黑名單中移除后才能重新獲得通行許可。

3 ITC不停車收費系統

ITC不停車收費系統主要分為用戶移動端和后臺管理系統兩部分，同時和交警信息系統對接，并為智能交通提供大量基礎數據，實現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系統的流程如圖2所示。本系統的用戶端APP包含Android系統和iOS系統，在手機或移動終端都可安裝，通過調用百度地圖的API接口實現導航定位和地圖服務，數據庫采用MySQL進行開發設計。ITC的主要功能如圖3所示，交費界面如圖4所示。

圖2 ITC不停車收費客戶端流程

4 結 語

ITC不停車收費系統是一種基于“互聯網+”的全新的收費模式，改變了原有的收費方式，充分融合了現有的多種新技術。用戶通過移動終端注冊審核后，可了解高速路況、出行費用、用戶信用度等信息。通過高速出入口對車牌的識別，后臺計算通行費并通知用戶交費。該模式為用戶出行提供極大方便的同時，減少收費員、ETC硬件的投入及維護等，在全國范圍內推廣使用該模式也不會有技術上的障礙。

圖3 ITC不停車收費主界面

圖4 ITC交費界面

基于“互聯網+”智能交通中不停車收費只是其中一小部分，下一步的研究工作應該包括如下幾個方面：①基于北斗和移動互聯的高速車輛行駛管理，監控每輛車在高速的行駛狀況，如超速、疲勞駕駛、違章停車等，及時提醒駕駛員注意安全，減少高速公路事故的發生。②高速公路的養護也要納入到智能交通體系，通過對道路病害的信息采集，及時進行處理，有山體變形的，可以通過互聯網實現24 h在線監測，一旦發生地質災害等，及時通過互聯網發布信息，特別是對已經在該路段行駛的車輛發出預警。基于“互聯網+”的智能交通應用前景廣闊，將使人們的出行更便捷、更高效。