高速公路电子不停车收费系统(ETC)应用及发展趋势探讨

安杰

陕西高速电子工程有限公司

摘要：为响应取消高速公路省界收费站的决定，交通运输部于２０１９年６月制定了《取消高速公路省界收费站总体技术方案》。２０２０年１月１日０时我国高速公路全网完成取消高速公路省界收费站工程全网并网切换，全网系统采用分段式计费方式，通过对入口车道系统、ＥＴＣ门架系统、出口车道系统、全网清分结算系统及其他相关系统进行升级完善，实现“一次通行、一次扣费、一次告知和点亮出口费显”。经过５个月左右的系统磨合，随着２０２０年５月全网恢复通行费收取，系统逐步走向了稳定、实用。

关键词：高速公路；ETC；应用

引言

时代的发展对高速公路的收费系统提出了新的要求，如何在改革创新高速公路收费系统的同时应对建设中的问题，是我国高速公路现代发展面临的重要挑战。ETC门架系统作为高速公路收费系统的重要组成部分，ETC门架系统安全稳定对高速公路的健康运营具有至关重要的作用。本文对新时代下的高速公路ETC门架系统建设要求进行详细介绍，并针对高速公路电子不停车收费系统(ETC)应用及发展趋势，为相关建设提供参考。

1高速公路运维指标体系

通过精准地获取路段上所行驶车辆的车型、车速、通行方向、通行时间及与之相关联的轴重、总重等全面的交通数据，可计算出交通量、平均车速、车辆密度、车辆在高速道路上的出行里程等信息，对全路网进行全方位的监控和管理。同时可对路网的通行效率进行分析，为交通诱导等提供数据服务。通过高速公路门架数据，可以统计汇总分路段通行费收入及收费站所收入的总金额，从而对本公司的经营情况有全面的了解。同时，分析各类特情及处理结果，可以对可能存在的收费异常进行统计和汇总，为通行费稽查工作提供参考依据。通过高速公路门架数据所提供的车辆类型及轴载分布，可分析计算各种车辆轴载对路面结构的损耗，提前预知道路可能产生的路面损害，为道路养护工作计划制定提供依据，也为养护资金的预算和分配提供依据。高速道路服务水平是指道路使用者从道路状况、交通条件、道路景观与环境方面满足人和车的出行需求所得到的满意程度，其服务水平和行车速度、通行时间、行车的通畅和交通终端及受阻、安全性、行车的舒适的等因素相关，在实际考核中，一般以行车速度、运行时间、交通密度、服务交通量和通行能力之比来确定高速公路的服务水平。以往对高速公路的服务水平评估除部分采用出入口数据外，大都是通过人工方式进行数据采集，工作量巨大，危险性高，并且有人为出错的可能。结合高速公路门架数据，对通行速度、所占车道、车辆类型等数据都可以从门架数据中获取，得到较为精准的影响高速公路服务水平的各项指标，从而计算出某段高速公路的服务水平。

2ETC门架系统建设网络安全要求

ETC门架系统主要包含ETC门架系统软件、车道控制器、RSU、高清车牌图像识别设备等设施设备及有关网络基础运行环境，应提供通信传输、边界防护、入侵防范、恶意代码防范等设备安全日志格式转换功能，支持与部级态势感知平台安全数据对接，落实安全通信网络、安全区域边界及安全计算环境方面的三级安全保护要求，同时充分考虑外场设备的物联网属性，开展安全保护。所有使用IP协议的新增设备均应支持IPv6协议。ETC门架系统的计算机以及通信设备须放在适宜的温度环境中，并做好防盗、防破坏以及防电磁干扰措施。ETC门架系统的车道控制器、通信、供电等设备须采用专柜进行放置，并进行防火、防尘、防潮以及防盗设计，并配备温湿度监控设备以及空调设备。ETC门架系统的通信网络须通过配备接入认证、加密传输等功能安全网关设备，并根据VLAN、防火墙区域设置等手段进行安全防护。通过边界防护以及入侵检测设备的使用，能够对ETC门架系统的区域边界进行安全防护，对非法访问以及恶意入侵等行为进行有效阻止。ETC门架系统中的路侧单元、高清车牌图像识别等设备需进行防水以及防尘设计。基于设备源的IP/MAC地址以及目的IP/MAC地址属性实现安全管控以及对入侵的阻拦，从而保证安全的物理环境。

3高速公路电子不停车收费系统(ETC)应用及发展趋势

3.1用户数据使用过程中的安全策略

ＥＴＣ用户服务包含线上和线下服务，在用户査询和业务办理过程中，主要通过验证与授权、数据脱敏、数据传输加密保护用户隐私数据。用户通过线上或线下渠道办理业务时均需经过验证与授权，操作步骤如下：通过给用户手机号发送验证码，再由业务系统录人验证码传输至平台做授权校验。对于内部发行服务人员，限制其批量查询权限；获取用户特定信息需经过管理员授权，并将使用人、授权人、数据用途传输至隐私平台登记处理。ＥＴＣ用户信息的敏感字段包括姓名、电话号码、地址、邮箱、证件、银行账户，以及根据上述字段规则生成的用户号、渠道号。根据不同的查询应用，采取不可恢复脱敏的方式从隐私数据库中提取脱敏后的数据并展示。为保障数据通信安全，实现数据流转全流程的用户隐私保护，需要在各个环节防止用户信息抓包或篡改交易报文：从隐私数据库到应用系统的传输报文采用加密机对报文加密后传输，确保数据库到应用服务器隐私数据传输安全；对其他ｊｄｂｃ驱动连接的数据库，在应用软件修改连接配置，添加加密级别、算法等加密参数，实现数据在内网的非明文传输；从应用服务器到外网ｗｅｂ前端采用ｈｔｔｐｓ协议传输数据。

3.2收费数字化运营管理

除对收费车道、站前预交易系统进行系统软件、设备运行状态监测、关键性能指标监测外，建设ETC车道分析系统、多车道协同业务处理平台，提升收费站数字化运营管理水平。ETC车道分析系统利用大数据技术，实时采集和深度挖掘ETC车道交易数据，实现对ETC交易通过率影响因素的趋势及分布进行全面统计分析，以采取针对性措施提高ETC交易通过率。多车道协同业务处理平台提供对所管辖车道的实时状态监控、自动识别车辆信息核实确认、异常事件处理等功能。通过该平台实现一人控制多条车道，完成车道的自助发卡和自助缴费业务流程。后续可依托数字孪生技术，基于高精度地图，通过全景摄像机、事件检测设备、雷达设备等全域感知设备，通过感知、建模、仿真、控制等技术将物理空间数字化，将收费广场运营管理场景、设备设施运行状态采用一张图展示，并叠加数据、视频等动态信息，形成虚拟+现实的双向互动，以支撑运营管理决策。

结束语

面对高速公路运行管理发展的新趋势，加强高速公路ETC门架系统的建设势在必行。ETC门架系统的建设不仅要满足通信传输要求和供电防雷需求，还应保障硬件基本条件和网络安全要求。建设过程中，会存在一定的风险问题，分析并根据风险特点提出针对性管控措施，积极开展工程测试、加强各级组织领导协调、科学规划施工安排、合理统筹安排关键设备采购周期、严格把控施工质量以及建立健全全网的网络安全管理制度，是加快ETC门架系统新建设并保障高速公路联网收费系统持续健康运行的重要举措。

参考文献

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