黔通卡ETC车道不停车自动充值技术

肖桦

一、项目背景

ETC从80年代开始研究应用，90年代在西方国家兴起，美国、日本等国家和地区的ETC应用十分成熟。我国ETC的建设和应用已经有20年的发展历程，但因为存在价格昂贵，通行速度慢、交易成功率不高等问题，ETC在高速公路上的覆盖率一直处于比较低的水平。而最近几年，随着交通和环境压力猛增，国家相关部委出台政策，加速了ETC产业的发展，全国各地ETC车道数量增长十分迅速。

2015年6月30日，贵州ETC正式与全国联网并试运行，并成为西南片区首个全国联网省份，作为全国西南交通大枢纽，贵州省的ETC建设工作十分重要，近年来在全国ETC联网工作中也取得了很好的成绩。截止2017年10月底，全省已建成超过300个ETC收费站655条ETC车道，全省ETC覆蓋率达93.79%，共发行黔通卡180余万张，发行OBU118万台，实现了ETC在停车场、商铺等多场景领域的应用。黔通卡主要的充值方式有两种，一是服务网点充值，二是采用空中充值系统充值。贵州省目前已建有的ETC服务网点超过500个，可通过充值网点进行ETC卡充值，相关的自助服务终端已大批次投入，但现有的服务网点及相关设备仍不能满足ETC卡用户充值的需求。

针对目前ETC建设过程中存在的问题，需要探索更多的解决方案。就ETC卡充值方式而言，目前仍主要是依靠建设充值网点，网点的建设费用及运营费用是一笔不可忽略的开支。贵州省于2015年建设的黔通卡空中充值系统，一定程度上增加了ETC卡充值的方式，随着ETC卡用户数量的增长，探索寻求更多经济可靠的充值方式十分必要。本次项目所研发的ETC车道自动充值系统，可实现在ETC车道内免停车充值，无需依赖充值网点、无需登录专门的迟滞系统即可完成充值，为ETC用户提供更方便、快捷的客户服务，是贵州省在全国ETC联网后对解决ETC应用存在问题的探索和尝试。

二、项目研究内容及方案

黔通智联公司提出了ETC车道不停车自动充值技术研究项目，即在收费站入口车道就可以使用黔通卡自动充值，并得到贵州省交通运输厅以及上级单位的大力支持。当中对于享用该种服务的黔通卡用户，其必须与银行、黔通智联签订自动充值协议，此后黔通卡用户在使用ETC车道交易时，系统可根据所读取的黔通卡余额进行判别，若满足条件（如余额低于指定金额）时，则自动对黔通卡进行充值写卡操作。充值成功后，充值流水返回至后台系统，并触发向签约银行发送转账指令，以便银行从用户绑定账号中扣除和转账充值款项。根据以上措施，黔通智联公司特提出以下两个方案：

（一）在原有ETC车道收费系统改造方案

黔通卡在ETC车道实现自动充值无疑属于一种非常特殊的业务，只对特定用户进行服务。黔通卡用户在开通车道自动充值服务前，需要与黔通智联公司、合作银行签订三方协议，协议当中清晰表明用户同意在通过ETC车道时，若车道系统检测到黔通卡的余额低于约定金额时，将自动启动对卡片进行充值写卡的操作，并且充入协议数量的金额。同时，在充值成功后，用户所授权合作银行根据自动充值流水对用户绑定的银行账户中向黔通智联进行充值资金结算。

ETC车道收费系统改造方案的自动充值模式主要是采用离线的密钥认证方式来完成充值业务。因此，为配合该模式的运行，贵州省联网收费主管部门需要发行存储有黔通卡圈存密钥的ISAM卡。通过把ISAM卡插放于车道天线（RSU）的插卡槽中，实现车道系统可对充值密钥进行离线获取，即是ETC车辆通行收费站的ETC入口车道时，车道系统根据触发条件调取ISAM卡的充值密钥，并且以此完成黔通卡电子钱包的充值写卡操作，并形成充值流水。

对于车道系统充值成功后形成的充值流水，将沿用贵州省高速公路联网收费内部专用网络，从车道、站级逐层上传至联网收费的省中心，由联网收费的省中心传输至黔通卡客服管理系统进行结算管理。

（二）新建车道自动充值系统方案

与上述第一种方案相似，黔通卡在ETC车道实现自动充值业务，只对特定用户进行服务。在新建车道自动充值系统建设方案中，ETC车道自动充值系统属于一套独立于现有ETC收费车道的系统，主要由自动充值系统软件和充值天线、显示器等硬件设备组成。ETC车辆按照正常交易流程顺利通过ETC车道栏杆后，即进入车道自动充值区域。ETC车道自动充值系统通过名单匹配机制，判断是否对ETC车辆进行自动充值业务。如需要进行充值业务则提醒车主减速以完成充值，否则不进行充值交易业务。

综合上述对两种不同建设方案的风险分析可知，由于第二种方案属于独立建设车道自动充值系统，不会对现有ETC车道系统进行改造，与交通部2015年发布的《全国高速公路电子不停车收费联网工作总体技术方案》没有技术冲突，且不对ETC车辆过车速度造成较大影响，所以第二种方案新建车道自动充值系统系统在技术上以及实际场景应用中都是可行的，在本项目建设中可行性相对更高。

然而，由于以上两种方案均需要发行ISAM卡进行离线充值，不可避免存在ISAM卡管理风险、充值流水丢失风险以及充值流水被非法篡改风险，同时由于车道自动充值软件、天线、网络等设备性能的影响，还有可能出现流水不完整风险。当发生自动充值异常等情况时，有可能使得ETC卡发行方蒙受一定程度的资金损失。因此本项目建议实施单位无论采取哪种方案，都应该在实施前充分协调各方关系，明确项目各方的责任管理制度，最大限度规避风险点。

黔通智联公司结合以上两种建设方案制定了详细的测试方案，在相关领导部门及其他单位的支持下进行了多车、多批次的实车测试，测试车辆均能正常通行，产生正确的交易流水并上传，且对其他正常通行的车辆无影响，相关ETC车道充值时间小于300毫秒，充值成功率在95%以上，符合交通运输部关于ETC车道通行要求的相关技术规范，进一步证实了该项技术在实际场景应用中是可行的。

三、主要社会、经济效益

（一）社会效益

从环保节能角度：减少用户到网点停车充值产生的尾气排放，节约停车能耗。

目前主要的ETC卡充值方式仍主要是充值网点，少量用户通过手机充值，到网点充值必然停车超过3分钟，停车怠速每3分钟产生0.08升油，根据黔通卡2016年前3月数据分析，在全省所有主干线ETC车道改造后，预计绑定自动充值业务10万户，充值次数为5万次，预计一年节约9万余元。本项目所研发的ETC车道自动充值系统，可实现在ETC车道内免停车充值，无需依赖充值网点，从环保节能的角度，可为用户节约到网点充值产生的油耗成本，同时减少尾气排放。

从ETC卡用户体验角度：一次签约，终生免操作充值。

ETC建设工作近年来突飞猛进，ETC卡用户量也剧增，但是ETC卡充值麻烦的问题确仍未得到解决，主要依靠网点充值，网点建设比较滞后，一定程度上影响了ETC用户的体验，也影响了ETC卡用户量的增长速度。本项目所研发的ETC车道自动充值系统，可实现在ETC车道内免停车充值，为ETC卡用户提供更优质的体验，省去跑网点充值的麻烦。

（二）经济效益

本项目开展ETC车道自动充值系统研究及应用推广，其实现的

经济效益主要体现在节省运营管理成本上。

当前随着ETC车道建设的不断深入以及ETC相关业务的延伸发展，ETC卡用户量增长很快，而目前主要的ETC卡充值方式仍主要是依靠网点充值，网点建设及运营费用较高。若本项目研发的核心技术和ETC车道自动充值系统得以推广，ETC用户可直接在车道内免停车完成充值，这将大大节省ETC卡网点建设及其运营费用。

四、结语

感谢ETC用户向我司提出的宝贵意见，我司将一如既往提高用户使用体验。本文最终解释权归贵州黔通智联科技产业发展有限公司所有，未经允许，不得商用转载。

贵州省交通运输厅科技项目，项目编号：2017-323-047