“互联网+”高速公路不停车收费模式研究

谢锋珠，王建民

(1. 山西煤炭职业技术学院，山西 太原 030031； 2. 太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024)

ETC(electronic toll collection)路桥收费系统[1]是目前最先进的收费系统，通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站 ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通信，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。2014年交通部在全国推广并在2015年底实现全国联网，取得了较好的经济效益。但是在运行过程中也发现一些问题[2-5]：首先,车辆需要到银行领取ETC的硬件设备，绑定信用卡或预存一定金额的通行费，硬件设备厂家众多，在实现全国联网收费时存在互不识别的问题；其次，ETC需要设立专门的通道来进行收费，建设这个通道同样需要有硬件的投入和专门的维护人员，虽然减少了收费员的人员成本，但增加了硬件成本；最后，ETC在收费过程中发现常有跟车逃费的现象，而且ETC系统和高速收费站目前没办法解决这类问题。

ETC不停车收费系统存在问题正是本文提出的基于“互联网+”不停车系统所解决的问题。该系统综合应用移动互联技术、移动支付技术、移动GIS技术、BDS定位技术、车牌识别技术、图像识别技术[6-11]等，设计并实现高速公路不停车收费系统，高速行驶的车辆只要在移动端注册个人账户，通过交警系统验证，绑定移动支付系统，实现车辆在高速公路入口登录收费系统，出口结束计费系统并由收费系统发送收费金额到车辆用户，实现基于互联网的不停车收费。此外，车辆的出行信息为智慧交通提供了海量数据，对高速公路的智能管理起到不可估量的作用。

1 “互联网+”不停车收费需求分析

目前高速公路收费主要依靠人工发卡、人工收卡和现金支付为主，这种方式无疑会延缓每辆车的通过时间[12]。每个收费口开通了一个ETC收费通道，可见ETC还不被大量的车主所接受，虽然采取了出行费打折的优惠办法，但用户数量增加也不太明显。由于人工效率相对较低，因此会导致在一些出行集中时段高速入口和出口拥堵的问题，车辆上不去下不来。人工收费还出现过车辆冲撞收费亭造成人员伤亡的事故。ETC虽然解决了人工收费的一些问题，但又产生了硬件投入、不能互联互通等问题。

随着移动互联网的高速发展，“互联网+”作为国家战略[13-14]，在各行各业开展得如火如荼，智能高速公路管理系统也在酝酿之中，全新的不停车收费系统也就应运而生。该系统应使车主使用更方便，不需要增加任何硬件设备，也不需要新办银行卡，通过收费站的入口和出口时更加顺畅，选定目的地即可知道通行费及路况。对于高速公路收费站来说，不需要增加其他的硬件设备，在现有基础上即可实现不停车收费，不需要人工干预。交费更加灵活方便，可通过微信、支付宝、闪付、银联支付，可以提前交费，也可以驶离高速再交费。基于“互联网+”的不停车收费模式，给车主和高速公路管理部门都带来了极大的方便，同时也促进了智慧交通建设和发展。

2 “互联网+”不停车收费模式

针对现有的不停车收费系统ETC的不足，本文提出基于“互联网+”不停车收费模式(internet toll collection，ITC)，其结构如图1所示。用户通过移动终端注册后登录该系统，轻松实现注册、验证、查询路况和移动支付等，后台管理端对出入高速公路的车辆进行识别，发送收费信息，记录车辆的行驶信息、建立用户的信用系统等。

图1 ITC不停车收费模式结构

2.1 用户端APP

2.1.1 用户注册

用户端APP下载安装在手机或移动终端后，用户在线注册获取用户名、密码，注册成功后录入车辆的车牌号、车辆颜色等重要信息，接入到交警车辆管理系统，对车牌、车的颜色等重要信息进行核实，防止套牌车和不良信息记录的车上高速公路行驶。同时也可以录入常用驾驶员信息，为智能交通的应用提供数据。

2.1.2 移动支付

通行费可以通过在APP绑定银联、微信、支付宝等移动支付方式进行支付，支付时间灵活，可以预先支付也可以在出高速后支付，全程不需要收费员参与，也不需要新的硬件投入。

2.1.3 BDS定位导航

用户移动端的BDS定位系统可以定位到用户的位置，也就相当于驾驶的车辆的位置。用户可以查询自己位置和目的地，进行路径规划，查询高速路况和大致的通行费用。车辆的行驶轨迹也可以记录下来为智能交通的应用提供数据。

2.1.4 交费通知

用户在出高速口后会接收到后台管理的支付通知，随时可以支付通行费，如果未及时交费，后台会定期发送交费提醒信息，一定期限内不交费，收取一定的滞纳金，如果恶意欠费，会纳入黑名单。下次该用户只有补交相关费用，并从后台消除黑名单才能上高速行驶。

2.2 后台管理

2.2.1 车辆识别

利用车牌识别技术和图像识别技术，在用户车辆到达高速入口时，扫描识别车牌和车身颜色，对比数据库中的车辆信息，查询是否有套牌或其他违章信息，核对无误后，在数据库中查询交费是否正常，这些信息都正常则抬杆放行。车牌车身颜色等信息和数据库信息不一致，可以交由交警部门处理。交费不正常车辆都不能抬杆放行，只有补交费用并从黑名单消除后才能正常使用不停车收费。

2.2.2 交费信息推送

利用移动互联技术，在抬杆放行后，用户登录到后台管理系统，并开始计费。用户到达出口时，再次扫描车牌，抬杠放行。计费结束，统计里程后把通行费发送到用户移动端。用户交费后对于该用户的不停车收费结束。如果用户不及时交费，后台定期发送催交信息提醒用户交费，超过一定的时间开始加收滞纳金；有恶意欠费的用户，系统将该用户加入到黑名单。

2.2.3 路况推送

登录到ITC系统后，后台管理系统对高速路况信息进行及时的推送，以便用户能了解路况，选择合理的出行方式。

2.2.4 车辆行驶信息

车辆在高速的行驶轨迹等信息会被后台记录，是否超速、经常变道超车等不好的驾驶习惯被记录下来，提供给智能交通系统。

2.2.5 用户信用系统

该系统主要记录用户交费的信用情况。如果每次都能及时交费，则用户的信用等级高，可以给予一定的通行费优惠；不能及时交费，但经过提醒后能交费的，信用等级稍低，但不影响高速通行，没有优惠；恶意欠费不交纳用户，信用等级最低，列入黑名单，不允许在高速通行。只有交费并从黑名单中移除后才能重新获得通行许可。

3 ITC不停车收费系统

ITC不停车收费系统主要分为用户移动端和后台管理系统两部分，同时和交警信息系统对接，并为智能交通提供大量基础数据，实现用户快速通过高速公路的出入口，降低高速公路的人员成本和硬件投入。ITC系统的流程如图2所示。本系统的用户端APP包含Android系统和iOS系统，在手机或移动终端都可安装，通过调用百度地图的API接口实现导航定位和地图服务，数据库采用MySQL进行开发设计。ITC的主要功能如图3所示，交费界面如图4所示。

图2 ITC不停车收费客户端流程

4 结 语

ITC不停车收费系统是一种基于“互联网+”的全新的收费模式，改变了原有的收费方式，充分融合了现有的多种新技术。用户通过移动终端注册审核后，可了解高速路况、出行费用、用户信用度等信息。通过高速出入口对车牌的识别，后台计算通行费并通知用户交费。该模式为用户出行提供极大方便的同时，减少收费员、ETC硬件的投入及维护等，在全国范围内推广使用该模式也不会有技术上的障碍。

图3 ITC不停车收费主界面

图4 ITC交费界面

基于“互联网+”智能交通中不停车收费只是其中一小部分，下一步的研究工作应该包括如下几个方面：①基于北斗和移动互联的高速车辆行驶管理，监控每辆车在高速的行驶状况，如超速、疲劳驾驶、违章停车等，及时提醒驾驶员注意安全，减少高速公路事故的发生。②高速公路的养护也要纳入到智能交通体系，通过对道路病害的信息采集，及时进行处理，有山体变形的，可以通过互联网实现24 h在线监测，一旦发生地质灾害等，及时通过互联网发布信息，特别是对已经在该路段行驶的车辆发出预警。基于“互联网+”的智能交通应用前景广阔，将使人们的出行更便捷、更高效。