利用ETC来改造现有收费系统

    随着交通事业的发展，国内许多收费路桥的管理部门正面临如何在不影响日常运营的前提下，顺利引入ETC收费技术来提高效率，解决收费站的瓶颈问题。为此特提出了一种可行的方案。

    在一些发达国家和地区，例如欧洲、美国、日本等、道路收费领域正逐渐引入电子收费(ETC)技术，俗称不停车收费。在我国，有关政府部门和科研机构目前也正在对相关技术在我国的发展和应用进行规划，特别是一些路桥管理单位(业主)甚至已经建立或正在计划建立自己的ETC系统。因此可以预测，在不久的将来，ETC技术的应用将会有长足的发展，如何利用ETC技术对使用中的收费系统进行改造、将会成为越来越多的业内人士考虑的问题。

    1、问题的提出

    一般来说，需要建立ETC系统的道路，其车流量已达到相当的水平，对收费站造成了压力。在这种情况F建设ETC系统，必须考虑下列问题：

    a)ETC系统的建设对收费站的运营不会造成严重影响。 
    b)ETC系统的操作与既有系统必须相互协调。 
    c)建设ETC系统的费用是否合理

    基于上述情况，我们设想可以在原有收费系统的基础上，通过增加ETC设备的方式，将车道改造成同时具有ETC及原有收费功能的混合车道。采用这种方式一方面对收费站运营管理的干扰最小，车道原有的收费设备和基础设施基本无需改造，ETC设备的安装、接人、调试等工作也可以灵活安排，避开繁忙时段，使整个改造期间，车道原有的系统设备可保持正常的工作状态；另一方面，当ETC改造完成后，原有系统仍然能够正常工作，该车道可根据需要作为ETC车道或其他车道使用，不会造成车道闲置，而原有系统的设备也能最大限度地得到保留，有利于保护既有投资，降低ETC系统的建设费用。

    那么，如何在原有收费系统的基础上增加ETC设备，进行ETC改造呢?我们有两种选择：

    a)修改软件，使原有的车道控制器能够操作ETC设备。这种方法需要增加的硬件设备较少，但软件修改比较复杂，费用可能反而较大，且软件修改可能产生的错误，会影响系统的正常运行，因此需要较长时间的调试，对运营管理造成影响。 
    b)原有系统的软、硬件不做任何修改，使用新的ETC控制器操作ETC设备，两套系统相对独立，道过专用设备协调两套系统的运作。这种方法需要增加的硬件设备较多，但两套系统相对独立，使ETC软件的开发比较简单，易于实现。

    下面，根据笔者在工作中遇到的实际情况，主要讨论如何采用上述第二种方法进行ETC改造。

    2、ETC改造方案

    既有的收费系统为封闭式收费系统，采用一次性纸质磁性卷为通行卷，人上收费，计算机管理—系统分为三级管理：车道—收费站—收费中心。通过在部分车道增加ETC设备，使该车道既可作为ETC车道进行不停车收费，也可作为普通人工车道进行收费。

    每条ETC车道增加一台ETC车道控制器，所有外部设备(包括ETC设备和原有的车道外部设备)都由ETC控制器直接操作。当ETC用户通过车道时，交易由ETC控制器处理，原有车道控制器被屏蔽。当非ETC用户通过时，ETC控制器将收到的外设信号经信号转换器处理后发送原车道控制器，并根据原车道控制器的指令控制外设，协助原车道控制器完成交易。

    在站一级，每个收费站配备一台主电脑(称为ETC站主机)，通过以太网联接本站所有的ETC车道控制器，对ETC收费情况进行监控，并打印有关报表，同时将本站信息送往收费中心—ETC站主机与原有的收费站监控电脑相互独立。ETC车道的原车道控制器通过原有通信网络与收费站监控电脑联系，收费记录计入现有的人工收费报表中，通过人工软盘拷贝的方式，可将人工收费记录拷入ETC弹主机，产生统一的报表。

　收费中心使用台独立的主电脑对由各站送来的ETC收费情况进行处理，输出报表，定期将收费资料制成备份，长期保存。收费中心同时负责与各销售点及银行等的联系。

    此外，ETC系统还包括一定数量的销售点、负责向ETC新用户销售并为其安装ETC标识器(简称TAG)，同时接受用户追加资金，提供用户查询服务等。销售点不是收费站的一个组成部分,与ETC站主机没有直接联系，而是通过MODEM接人收费中心主机，因此销售点可以在任何地点设立，只需将该处电话线路与收费中心联接。

    3、系统操作流程

    3.1 TAG的使用和管理

　TAG安装在ETC用户车辆的固定位置，是ETC用户的标识装置。TAG中记录了卡号、账号、余额以及其他必要的资料(可根据需要确定)。ETC用户缴纳交通行费的过程相当简单。用户驾车经过人口ETC车道时，车道天线检测到TAG的出现，然后车道记录TAG的资料，在TAG中记人时间、人口站等信息后，即完成了整个人副操作。

    当用户准备离开高速公路时，驶入收费站出口ETC车道，ETC车道控制器根据TAG中的资料及人口信息，计算并从TAG中记录的现有余额中扣减本次应缴路费金额，将新的余额记人TAG，收费完成。随后，车道向司机显示收费金额和余额，自动栏杆开启，用户即已完成一次完整的高速公路通行缴费过程，可以离开高速公路。

    在整个收费操作过程中，用户不必停车，甚至不必减速（但为安全起见，建议在车道限速30km)

　由于目前国内外的车型自动识别技术尚未成熟，不宜依靠车型自动识别装置来判定车型，若由收费员进行人工判定车型，刚人工操作的速度又难以与ETC的收费速度相匹配。因此，对车型的认定H能依靠FAG中的记录。，为r避免TAG中的数据与实际车辆不符，应有效控制TAG的安装和拆卸，所有的TAG均须由我们的工作人员安装到车辆上或拆卸F来，否则会触发TAG内的报警装置、使TAG无法继续使用。

　将来、我们还可在ETC车道安装闭路电视系统、辅助监察TAG的使用。为此，在设计ETC车道时必须预留接口，以便今后将TAG中记录的车辆类型、车牌号等资料显示在闭路电视屏幕上。

    3.2ETC系统工作流程 

    a)收费站及车道

    ETC车道既可进行ETC收费、又可进行人工收费，而收费员实际上只负责进行人工收费操作，其操作与普通车道完全一致。当车道进行ETC收费时，无需收费员干预，或最多只进行车型较核。

    监控室ETC主机负责控制和记录ETC车道的使用。无论收费亭中是否有收费员在工作，收费站监控员可以在任何时候通过ETC站主机开启或关闭相应车道的ETC收费功能，当有收费员在收费亭中工作时，车道可以进行人工收费，若此时车道的ETC功能又处于开启状态时，则ETC车道同时具有人T收费和ETC收费功能，根据ETC车道控制器判断车辆是否持有TAG来决定进人何种收费程序若收费亭中没有收费员或ETC功能处于关闭状态时，则该ETC车道最多只具有其中一种收费功能。

    ETC收费采用电子货币交易，整个过程均可自动完成，不需要人工干预。收费站监控员的主要工作仍是通过原有监控电脑监控普通车道以及ETC车道的现金收费情况，但同时也可以查看ETC收费情况。

　ETC车道每一次ETC收费的记录，都要实时送往ETC站主机。ETC主机汇总、保存所有ETC收费记录，并将记录送往收费中心ETC主机。人工收费的记录则送往原有监控电脑。

　此外，站主机还要随时从中心主机接收用户黑名单，并下发至本站各ETC车道，保证车道电脑使用的用户黑名单得到及时更新。

    b)收费中心

    收费中心ETC主机将24小时连续自动工作，完全不需人工干预。中心主机从各收费站获得收费数据，形成各账户的收费明细账，写人数据库中保存，并通过专线与银行联接，交换各账户结算及对帐资料，打印各种报表。同时，中心主机在收到各销售点发来的账户变更要求后，可根据不同情况做出不同处理。对开立新账户的要求，主机将用户资料及用户自选的账户密码等进行登记，赋予该用户一个账号，然后将该用户加人合法用户名单中，向销售点发出确认该账户登记成功的信息，至此，完成了新账户的开立操作。

　当一个账户资金用尽，经工作人员提示，但该用户并未追加缴款，却仍使用ETC达两次时，主机则将其列八黑名单(具体要求可由业主自行确定)，发往各车道，立即停止该ETC的合法使用。而因此被列人黑名单的用户须缴纳较多的押金方可被重新列人合法用户名单中，继续使用ETC。

    中心主机可通过软盘读入目前磁卡现金收费系统中心主机的总报表，生成统一完整的收费总报表。

    最后，收费中心ETC主机还要定期将账户资料制作成备份存档，长期保存，并具备查询功能。

    e)销售点

    销售点可设于收费站，直接与收费中心ETC主机相连，其作用主要是为用户服务，如开立新账户、用户追加资金、账户查询等。

    当用户要求购买一张新的TAG时，操作人员通过销售点电脑输人用户资料及预备售出的TAG号码，核收一定数额的开户押金及预缴款，然后请用户在电脑中输人自选的账户密码，所有信息一并传到收费中心ETC主机存档，在获得收费中心的确认后，ETC即可交付用户使用。收费中心ETC主机在收到该用户的开户资料后，将其列人合法用户名单中，并立即将该用户的开户信息发往各收费站，由收费站传到所有的ETC入口车道，最后，收费中心通知销售点，完成本次开户程序：这时，只需将售出的TAG装到车上，当该TAG第一次经过任意一个入口ETC车道进入北环时，一些必要的资料(如车牌号、金额等)就会被写入TAG中。

    3.3一些异常情况的处理

    a)当一个合法用户的TAG中余额不足以支付本次路费时，用户显示账户余额的显示屏将显示欠缴金额，并不断闪烁以提示用户注意，直至用户离开车道(不必即刻缴纳欠款)。当用户没有缴款却第二次经过时，仍被放行，但将随即被列人黑名单。

     b)当TAG出现故障，无法正常读、写时，车道电脑将向站主机报告，并向司机发出异常提示0如“哔、哔”声，且持续一段时间：余额显示屏显示“000”并不断闪烁等，然后中止本次操作，保存记录，请车辆离开车道，由工作人员更换新的TAG，车道则继续进行下一辆车的收费操作。站主机在收到故障报告后，连同更换的新的TAG资料，立即送往收费中心ETC主机。若故障出现在入口车道，收费中心则将有关资料连同人口信息立即发往所有各站的出口ETC车道，当用户使用新的TAG经过出口车道时，车道就会将原TAG的所有资料记人新的ETC，并扣减本次路费，以后用户即可使用新的TAG代替原TAG。若故障出现在出口车道，则发给用户的新的TAG资料将发往所有站的ETC入口车道，并且已扣减了，本次路费，其余操作均与故障发生在入口车道时一样。

    c)用户TAG已被列入黑名单，那么该TAG不能使用，按现金收费程序处理。若该TAG已挂失，则按有关条例处理。

    d)当任何一个收费站ETC主机或通信出现故障时，该站车道必须独立工作，其收费记录通过软盘每天一次送往收费中心，同时也在车道中保留所有记录，待故障排除后再传到收费站主机；但该站车道中的黑名单无法随时更新，直至故障排除。若故障持续超过一天未能排除，则定时由人工更新黑名单，具体做法如下：选择一天中交通量最少的时间，如凌晨2～3点，由收费中心ETC主机在获得所有车道的ETC收费记录后生成最新的黑名单，制作足够的软盘拷贝，送往受故障影响的每一条ETC车道。新名单将使用至故障被排除或下一次人工更新名单时：

    e)虽严重的故障是收费中心ETC主机的故障。在这种情况下，黑名单无法获得更新，直至收费中心主机故障被排除，而各收费站对有故障TAG的处理也无法进行。鉴于收费中心主机故障的影响面较广，因此对该机的可靠性要求较高，需长时间无故障工作，一旦出现故障，可在短时间内迅速恢复

    4、中央结算管理系统

    中央结算管理系统包括两个部分：前台的收费处理系统和后台的用户账目结算管理系统。

　4.1 前台处理系统

    前台主机定时(例如每小时一次)从各收费站获取最新的ETC收费数据，汇总生成各账户的收费明细表，对收费记录中各用户TAG中的余额进行初步校核，然后将收费明细表送交后台进行资金结算处理，统计生成ETC车流量、收入报表以及收费总报表等，前台主机还负责所有与各收费站的通讯联系，实时更新黑名单等。

    4.2 结算管理系统

    结算管理系统负责对所有用户的账目进行管理，生成并维护正常用户名单和黑名单。销售点直接受结算系统控制，在销售点进行的开户、销户、追加资金、用户查询、挂失等操作均必须通过结算系统来完成。

    系统根据前台定时提交的收费明细表和各销售点的数据，对相应的账户进行资金结算，并据此更新用户名单和黑名单。

    此外，结算系统还负责与银行的联系，每月一次向用户发出月结算单等。

    4.3 与银行联网

    对ETC用户的资金账户进行管理多少带有金融业务的性质，作为路桥运营管理部门，业主自行管理ETC用户的资金账户并不十分恰当，尤其是当多个路桥实现ETC联网收费之后，账户只能由合法的金融机构来管理。

    一旦实现与银行的联网，E代收费中心的中央结算管理系统大部分功能将由银行完成，ETC收费中心的功能变得简单，只需统计本路段的ETC收费，将收费记录提交管理账户的金融机构，生成相应的报表等。销售点的业务也应由银行管理。

    近年来，我国的高速公路建设发展较快，其中大部分需要收费还贷。而ETC的发展正处于起步阶段，随着路网建设的发展和交通需求的增长，今后将会有许多高速公路需要将部分人工收费车道改造成ETC收费车道。根据各地实际情况的不同，改造的方法也会各不相同，笔者衷心希望借此文能够为同行提供一些参考。