基于ETC车道日志的车辆交易案例分析

罗伟

（广东利通科技投资有限公司，广东 广州 510670）

ETC系统是采用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动感应识别和相关收费数据的交换。采用计算机网络进行收费数据的处理，实现不停车、不设收费窗口也能实现全自动电子收费系统。

ETC也是智能交通系统（ITS）体系结构中的一个重要的组成部分[1]。ETC技术在国外已有较长的发展历史。美国、日本、欧洲等国家地区都大力推行ETC技术并获得了良好的效果[2]。我国以IC卡、磁卡为介质，采用人工收费方式为主的公路联网收费方式无疑也受到这一潮流的影响。但ETC在中国起步相对落后，截至2013年底，全国安装ETC的车辆仅为600万台。2014年至2015年，受相关政策推动，ETC车道数大幅增加，易用性显著增长，ETC的普及率也迅速上升。根据交通运输部数据，截至2018年12月底，全国ETC用户约7656万，其中客车及乘用车用户为7134万，货车用户约为522万。李克强总理在《2019年国务院政府工作报告》[3]中提出“两年内基本取消全国高速公路省界收费站，实现不停车快捷收费”。随后，交通运输部印发《关于大力推动高速公路ETC发展应用工作的通知》，大力发展和支持智能交通ETC行业。广东省也开始全面推行ETC行业建设，其ETC发行量连续多年全国第一，截至2019年底，ETC用户总量达1952万[4]，建成ETC车道7877条。

在ETC系统运营中，首要任务是确保其无差错稳定运行。但因前端设备等现场情况，ETC系统会偶发车辆交易信息错误等情况。因此，在加强对ETC关键设备和软件巡检的同时，可以通过分析ETC车道日志，利用技术手段进一步排除ETC系统的异常交易收费情况。

1 ETC车道日志的基本信息

1.1 ETC车道信息

ETC车道日志记录车道的程序配置信息，具体包括：区域编码4401、路段编码35、站编码4、车道号59、车道类型4。典型的ETC车道信息如图1所示，经查询车道信息表，该车道是：广东省深汕西高速坑梓收费站，出口ETC车道，车道编号为59。同时也记录了该车道的在用程序版本号LT002020050500020QLB，使用的是开发商于2020年5月5日发布的ETC前置车道程序。

图1 典型的ETC车道信息

1.2 车载OBU信息

通过车道天线与车载OBU之间信息交互，可以获取OBU硬件信息，具体包括：发行归属地、发行方标识、类型、版本、编号、启用日期、结束日期和硬件版本；ETC用户车辆信息：OBUID、OBU车牌、车牌颜色、车型、车长、车宽、车高、轮数、轴数、轴距、座位、特征描述和发动机号，记录到车道日志。

车道天线获取的典型OBU信息如图2所示。

图2 典型的OBU信息

图2中，“VST：303141549”是车道RSU接收到车载OBU回复的VST数据帧12 11 92 AD从十六进制换算十进制推导出303141549（OBUID十进制）；

“OBU状态：32”是十进制32转为二进制0001000，其中01表示接触式逻辑加密卡；“OBU状态2（拆卸）：1”是十进制1转为二进制00000001，前0000，表示由路侧根据防拆信息控制OBU的通行，后0001，表示OBU正常工作，未被拆卸状态。

1.3 粤通卡信息

车道天线通过车载OBU也可以同步读取其粤通卡信息，具体包括通行卡ID，余额信息、发行归属地、发行方标识、通行卡类型和版本、车辆车牌和颜色、用户类型（普通车、军警车、救援车等类型）、绑定OBU（是否为套装用户标志）等。车道天线获取的典型粤通卡信息如图3所示。

图3 典型的粤通卡信息

1.4 费额显示器、车牌识别仪等设备状态信息

日志文件记录了设备状态，具体包括：地感信号、费额显示器显示信息、远区和近区车牌识别结果、远区和近区RSU天线开关命令、栏杆机抬降杆信号输出、ETC车辆过车速度等。通过分析记录的设备状态变化，还原ETC车辆经过收费站的场景，校验ETC车辆交易流程的正确性。如图4所示。

图4 典型的设备状态信息

2 案例分析

2.1 现象描述

2020年5月6 日09：38，某车辆从深汕西高速坑梓收费站出口59车道驶出，车主发现费额显示器显示“邻道已交易 祝您一路平安”，该车辆正常通行离开了收费站。通过监控录像回放，发现邻道58车道的栏杆机在该车辆交易过程中抬起，车道处于车辆放行状态。

经查该59车道为前置式ETC专用车道，车道天线品牌为埃特斯，天线型号为iAntenna-1，车道软件为利通科技，软件版本号LT002020

050500020 QLB。相邻的58车道，车道类型、车道天线品牌型号和车道软件版本均与59车道一样。

2.2 车道日志分析步骤

第一步：根据车辆信息关键字，在59车道日志中检索该车辆当次完整的通行记录。根据ETC车主提供的车牌粤B508TE或粤通卡号1510223000517713查找，日志记录分析如下：

（1）根据车道地感信号变化，还原ETC车辆行车轨迹，判断是否正常过车。

（2）ETC车辆在通行过程中，结合ETC出口交易流程，判断日志记录的设备（天线、车牌识别仪等）工作状态是否正常。

59车道日志见图5。

图5 59车道日志

第二步：在通行记录中可以查找到异常信息“邻道已交易”。先要明确的是该ETC车辆从59车道通行驶出，其次初步判断该车辆可能被相邻58车道的天线交易成功。

图6 59车道日志（通行记录）

第三步：在相邻的58车道的日志记录里检索该车辆交易信息。验证了车辆粤B508TE确实被邻道58车道的天线成功交易，生成了出口流水记录。

图7 58车道日志

由于ETC车道程序配置了相邻车道共享交易成功流水的设置，避免了邻道交易产生重复扣费的问题。

2.3 分析结果

根据59和58车道的日志分析，该ETC车辆在通行59车道时，先被邻道58车道的天线交易成功后，再被59车道的天线交易。

由于程序的相邻车道交易信息共享功能，59车道程序检索到了该车辆在58车道的成功交易信息，所以在59车道的费显直接显示：“邻道已交易，祝您一路平安”。

3 车道优化建议

根据案例分析情况，作3个方面的优化建议。

3.1 软件配置优化

系统集成商对软件配置进行检查、优化共享功能，主要包括：

（1）检查软件配置，确保配置正确。

（2）继续优化同一收费站相邻ETC车道程序互联互通，数据共享功能。

（3）排查车道异常设备，修复隐患问题，减少车道故障的发生。

（4）对同一收费广场归集统一品牌天线进行调试。

3.2 车道天线优化

天线厂家对车道天线进行调整优化：

（1）部署天线控制盒同步线。

（2）对天线等关键设备参数进行调整优化，检查天线软件为最新版本，调整天线信号覆盖范围和信号强度，信号只覆盖本车道。

（3）经初步测试系统交易成功率达到99%以上、邻道干扰未发现。

3.3 现场实际过车观察

软件、天线调优后，车道开通使用，现场观察实际过车情况，进一步确定系统交易成功率达到99%以上（剔除用户、营运拦截及关键设备因素）、邻道干扰未发现。

4 车道日志分析应用

通过车道日志分析，可以对ETC车辆的各种特殊情况：邻道交易、无电子标签、无卡、写卡超时、写卡失败、无入口信息，重复扣费、余额不足等进行详细分析，明确问题的原因并对症下药，保证ETC车道系统稳定运行。

随着对车道日志的进一步分析，不难发现衡量车道性能的单项指标很多，有无电子便签率、写卡失败率、无卡率等等。它们之间存在着数量级差异，可以建立一种叫“阻滞增长模型”对单项性能指标进行评分，建立一种叫“因子分析模型”对车道综合性能进行评分。通过这两种评分模型，将车道单项性能指标信息反映到综合评分中，能够准确反映车道各项性能的信息。

5 结束语

ETC车道运营过程中产生的大量历史收费数据，根据不同的数据类型和算法，进行价值数据挖掘及应用。同时也积极探索高速公路智能交通与“互联网+”融合发展的模式和路径，通过云计算和大数据处理等技术手段进行信息整合，进一步提升ETC车道工作效率。