多,也不存在以上方法的种种问题,在特别需要的地方有可能得到应用。
通行券技术是封闭式系统的核心技术。在国外,廿世纪八十年代投入应用的一次性纸质磁性券技术至今仍是主流技术,而且没有更新的趋势。
我国的情况比较复杂,使用过和正在使用的通行券(卡)方案多达8种之多,包括一次性使用的纸质打印券、磁性券、一维条码券和二维条码券。另外还有重复性使用的纸质穿孔卡、塑料基磁性卡,接触式IC卡和非接触式IC卡等。
为了规范市场,也为了联网收费的需要,交通部的《高速公路联网收费暂行技术要求》和本标准将通行券(卡)方案限定为三种,即一次性纸质磁性券、一次性二维条码券和重复性非接触式IC卡。这一规定既照顾到历史现状,也为技
术发展留出了空间。
评价通行券(卡)技术方案的优劣至少可以从以下几个方面进行考虑。 ①用于自动读写数据的通行券信息载体应具备一定的数据容量(100字节以上)和较高的可靠性--具有较强的抵御各种自然和人为破坏(所存信息)的能力。 ②具有较高的读写速度(1秒以内)。 ③具有较高的数据安全性,可以有效地防止伪造、涂改等行为。 ④除拥有自动读写的数据外,一般还应附有明文印刷的主要入口信息,当自动识读不成功时由人工进行识读并收费。 ⑤读写设备应具备尽可能高的可靠性、使用寿命,以及尽可能低的维护工作量,并且尽可能采用标准化的通用产品。 ⑥尽可能低的读写设备价格和通行券(卡)的综合使用成本(包括直接成本和管理成本)等。
通过对国内外多种通行券(卡)的分析比较,可以看到影响使用效果的主要因素有以下三个:
①信息载体类型--直接影响数据容量、数据的可靠性和安全性。 磁性券采用磁
记录技术,按ISOⅢ标准,有效数据为107位。磁记录的可靠性稍低,实际运行中不可读的比率约为千分之几。二维条码和IC卡则可以记录1KB以上数据,数据可靠性和安全性均很高,二维条码更具有检错和纠错功能,进一步提高了数据的可靠性。
一次性使用的纸质券可携带明文印刷信息,对网络的依赖小,可适应分段分期建设时有设备路段和暂无设备路段(使用预印刷券)混合收费的要求;一次性使用后即作废,便于管理;综合使用成本因介质不同而不同,磁性性成本较高(6分～8分/张),条码券成本较低(3分～4分/张)。
重复性使用的塑料基卡没有明文印刷信息,出口因卡片原因不能自动识读时需通过网络(或其他手段)反查入口站址,对网络的依赖大。出现车道控制器等设备故障或停电时则无法收费。由此也无法适应分段分期建设混合收费的要求;重复性使用的通行卡需不断地在入出口车道和收费站之间搬运、调配,对价格较高的非接触IC卡甚至要对每张卡进行跟踪管理,系统管理较复杂,管理工作量及管理费用较大;重复性使用的通行卡的直接使用成本取决于通行卡单价和平均使用寿命,而通行卡的’损坏流失率对实际寿命影响最大。非接触式IC卡每张约16～20元,如果平均日损失率能控制在1‰以下,其平均使用寿命约500次(按每日一次计算)则直接成本可以和二维条码券相比(约4分/次)。通过比较可看出一次性方案明显优于重复性方案。
③自动读写技术类型(接触式或非接触式读写)--直接影响读写设备的可靠性、造价及维护成本。
接触式读写的典型例子是磁性券方案,磁头需与运动中的通行券上的磁条进行接触式读写操作,使得磁头易污染和磨损;明文印刷多用微型针式打印机,寿命有限。以上均需经常保养和定期更换零部件,维护工作量和成本较大。
条码券方案在采用热转印打印机的入口现场实时打印条码和明文数据,其写数
据操作可以认为是接触式的(热打印头与运动中的碳带相接触),但工业级的热转印打印机在打印质量、速度、可靠性及维护性等方面均优于传统针式打印机,作为入口发券设备也比磁券发券机可靠、价廉。
非接触式读写的典型例子是非接触式IC卡和纸质条码券。非接触式IC卡将射频识别技术和IC卡技术结合起来,实现了IC卡无源化和非接触读写,使其具有可靠性高、寿命长、信息量大、安全性能好和维护量小等优点。
条码券方案在出口采用光电识读仪(激光扫描或图像传感器等类型)进行非接触式自动识读,可靠性很高,平均无故障时间可达数万小时。
标准规定的三种通行券方案各有优缺点,在现阶段都有应用的条件,应允许共存。
笔者认为磁性券技术为早期引进技术,具有一次性的优势,也有接触式读写的劣势。出于节省投资及运营费用的考虑,除已建系统继续使用外,新建系统不宜再推荐使用。
非接触式IC卡方案由国外介绍进入我国,由于非接触读写的突出优点迅速得到推广。但经过几年运行,其重复性使用的问题也得到较多暴露,在联网收费的环境下,网络越大,涉及管理单位越多,问题将越严重。现在应该是对这一方案认真总结和重新认识的时候了。二维条码券方案是我国自主创新的成果,兼有一次性使用和非接触读操作的优势,并具有良好的数据安全性和低成本的特点,因此这一技术特别适合于通行券方案。目前河南全省30多个收费站(300多条车道)已使用这一技术,运转情况良好,北京等省市正在积极应用,这一技术应该拥有广阔的发展空间。
电子(不停车)收费方式在经济发达国家正在大力发展,大有逐渐取代(人工)半自动收费方式的趋势,这一先进的收费方式在这些国家也取得了良好的社会和经
济效益。电子收费方式在这些国家能够如此发展不仅是科技进步的结果,也是与健全的法制、健全的金融体系、管理部门比较合理的管理体制和道路使用者比较良好的道德规范等因素分不开的。
电子收费方式应该也是我国的发展方向,但作为发展中国家,我国的国情与发达国家尚有相当大的差别,由此决定了我国近期尚不具备全面推广电子收费系统的条件。目前应该做和应注意的是: (1)加紧研究、制定电子收费方式的相关标准,并与国际标准和国
际主流技术接轨。这一工作在国家ITS研究中心的主持下正在进行,本标准的电子收费方式部分也属于这一工作范围。 (2)选择具备以下条件的地方建设电子收费系统: ①重交通量的路线或路网,采用半自动收费方式已造成较严重的交通延误,增扩收费广场已不经济或不可能。 ②路线或路网内经常性用户的比例较高。 ③地区经济较发达,用户对收费公路的服务水平要求较高等。 (3)根据国外和国内的经验,设计、建设电子收费系统应注意以下问题: ①选择符合我国有关指导性意见的标准和主流产品,在统一规划指导下分阶段实施,确保新建系统与已建系统兼容,并且系统升级时仅在天线一侧进行,车载电子标签尽可能不动。 ②我国目前宜采用单车道电子收费方式,车道需配置电动栏杆、摄像机等设施。 ③电子收费车道宜专用,不宜与(人工)半自动收费车道合并设置。 ④在收费广场线型条件达不到的地方不宜过份追求通过车速。 ⑤在发展初期宜采用简单的记帐方式付款等。 ⑥管理部门应转变经营观念,适当让利于用户,以吸引用户,实现双赢局面。
(1)短短十几年时间,我国的收费系统从开始的全面引进、消化吸收,发展到今天已基本可以独立承建,成绩是很大的。现在国内外有这么多单位、公司投身于收费系统的研究开发,于收费系统的不断完善非常有利。 (2)和国外类似系统相比,我国收费系统的防作弊功能比较强大,其中应用闭路电视的数据叠加、图像抓拍等功能对加强监督、提高图像检索效率都起到了很好的作用。 (3)但是应该看到,总体上我国目前的系统比国外类似系统要复杂得多。同样是半自动的封闭式收费
系统,我们在车道级的设备配置比较多(欧洲基本上没有收费亭和车道的摄像机等设备),而且不断还有新的想法和设备出现;车道级特殊处理的种类较多,操作流程考虑的比较完善和复杂,报表比较复杂,数量较多;收费站与收费(分)中心之间的数据、图像传输要求很高(现在的趋势2MBPS带宽都已不够,而国外大量采用公网ISDN或拨号电话传输数据,很少有专网的情况);近年在国内曾经和正在采用的重复性磁性通行卡、接触式IC通行卡和非接触式IC通行卡等方案使系统管理难度和工作量大幅度上升;由于联网收费,很多地方提出要建更高水平的宽带网,建一个拆帐清分中心动辄上千万投资,为了识别路径要建路径标识站等等。
诚然,由于国情不同,上述一些作法是必要的。但同样是收费系统,我们这些高额的投入能否吸引更多的交通量,能否有效地提高效率、减少人员,最终能否有相应的投资回报呢?这是摆在我们面前的一个现实问题,公路经营管理部门、建设部门、系统设计部门和系统开发集成商都应冷静、认真地进行思考,然后作出决择。
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局公路收费方式(GB/T18367-2001)中国标准出版社2001 [2]杨光通行券技术的最新发展·公路交通科技,2001(S1)期 [3]杨光通行券技术在磨合中成长·交通信息产业,2001(8) [4]中华人民共和国交通部高速公路联网收费暂行技术要求·北京:人民交通出版社,2000
国标《公路收费方式》制定中对若干问题的考虑
