高速公路ETC网络收费研究[图]

【安防知识网】随着国内高速公路里程的增加，运营管理的难度和复杂度也越来越高。 高速公路网密度较高的山东、江苏和广东的高速公路建设方兴未艾。 随着高速公路投入运营里程的增加，运营管理的难度和复杂性也随之增加。 在山东、江苏、广东等高速公路网密度较高的省份。 人工半自动收费（MTC）已不能完全满足交通需求。 为提高高速公路的通行能力和服务水平，不停车收费（ETC）的工程实施迫在眉睫。

省内高速公路ETC联网收费系统是一个涉及面广、影响面大、应用需求和服务性质复杂的庞大系统。 因此，此类项目成功的关键在于首先要建立科学、稳定、可扩展的结算系统。

1 系统特点

省内高速公路ETC联网收费系统的实施需要各运营部门的配合，尤其是各路网公司的配合与信任。 结算系统是高速公路ETC联网收费系统能否成功实施的关键。 在传统的收费模式中，各运营部门直接收取现金； 高速公路ETC网络收费系统实施后，有相当一部分收入是通过电子结算获得的。 因此，结算的及时性、公平性、合理性成为各经营单位重视的指标要求。 由于整个路网路网公司较多，对于结算系统，需要采用有效的技术手段，保证结算及时、公平、合理，通过技术手段解决各种因素导致的异常交易、不完整交易错误交易和其他特殊问题，包括：

① 异常交易处理，如进出口数据不符、特殊交易方式分账等，需要对异常交易的各种情况进行技术分析，分别处理，同时遵守统筹结算管理规则。

② 交易数据审计，识别重复交易数据。 结算系统不仅需要对交易数据进行结算，还要对原始交易数据进行顺序审核，如重复判断、电子标签检查、交易逻辑判断、卡片合法性和账户判断、交易金额判断等。对于高速公路ETC网络收费系统，由于各交易操作系统的异构特性，如何有效识别交易数据是否重复成为结算系统的重要内容之一；

③ 所有者账户与用户账户的协同管理结算系统充分适应行业应用的需求，如正常交易模式、紧急交易模式、大客流交易模式等可能出现的交易情况，这些交易必须及时、及时在结算系统中正确处理区别对待；

④ 对于异常交易数据/异常资金数据的处理，由于系统交易数据传输与资金数据传输存在时间差，需确定交易数据不完整（或不匹配）时的处理方式高速etc收费，并予以明确在结算中心；

⑤在结算系统中建立版本管理和版本有效机制，以适应系统管理、结算规则和业主要求的变化。

2 架构

在省级公路ETC网络通行费结算系统中，MTC和ETC通行费业务流程相对独立运行，系统结构如图1所示。MTC通行费方面，通行费集中存储在路网公司对应的银行，收费中心统一采集各收费站、各车道的原始流量数据信息和支出信息。 发给各路网公司，路网公司的开户银行将MTC项下的通行费等款项按分户表划转至对应的其他公司； ETC收费方面，营业收入全部上缴管理中心/电子不停车收费公司银行账户，收费部门根据路网ETC实际通行情况作出拆分指令，结算部门按照指令通过银行完成ETC营业收入向各路网公司划转。 [下一页]

（1）管理中心/电子不停车收费公司通过其收费部门和结算部门对MTC和ETC进行统一管理，分别进行结算。

①计费部门职能：制定并下载联网计费系统运行参数（费率表、时间同步、系统设置参数等）； 接收和审核收费站和收费分中心上传的所有收费数据（包括拆账数据），协调各路网公司的账务纠纷：接收收费分中心上传的收费统计等数据； 发布拆解表和黑名单（包括MTC和ETC）； 网络收费系统运行、维护人员权限设置与管理：通票券管理：数据库、系统维护、网络管理：汇总、统计、查询、打印收费、管理、车流量等报表； 数据存储、复制和安全保护。

②结算部职能：负责与银行对账，从银行获取黑名单和灰名单信息，结算部将核实后的账户放款单发送给银行。

图 1 体系结构

[下一页] (二)收费分中心

在MTC手续费管理方面，与现有结算体系基本一致。 接收并下载联网收费系统的运行参数：准确可靠地采集辖区内各收费站上传的原始收费数据和资料； 对采集到的数据和资料进行处理，汇总、统计、查询、打印收费、管理、车流量等报表，并将所有数据和文件上传至采集部门：联系开户银行拆分现金通行费。

3 管理中心软件设计

考虑到管理中心应用软件系统的建设需要，采用B/S和C/S相结合的体系结构。

(1) 数据层

数据访问为本地数据库数据提供读写服务，数据传输服务为操作远程系统数据提供访问通道。

(2) 功能层

包括运行参数管理功能、收费监控功能、系统维护功能、统计分析、电子标签发放系统和ETC计费系统。

具体功能包括：

①现金通行费拆解结算服务：现金通行费的拆解和结算；

②运行参数管理服务：提供充电数据上传和路网运行参数下载功能；

③ 收费监控服务：提供收费信息、收费设备、路网状态等信息；

④系统维护服务：提供系统参数维护、用户权限维护、数据库维护和网络维护功能、数据库备份维护等功能；

⑤ 统计分析服务：提供数据统计分析功能；

⑥ 电子标签发布系统：与电子标签发布相关的管理功能；

⑦ETC账户系统：完成ETC通行费的拆分和结算；

⑧客户服务：针对ETC客户，提供咨询、投诉、查询等功能；

⑨信息发布：在路网和互联网上发布新闻和收费相关信息；

(3) 表现层

采用C/S程序接口和B/S程序接口，见表1。对于主要工作是查询和决策的模块，输入工作相对较小，采用B/S接口比较合适； 对于需要更快的存储速度和更多输入的模块高速etc收费，交互性比较强，采用C/S接口。 由于ETC业务的特殊性，需要建立ETC业务统计分析及辅助决策子系统，系统采用数据仓库架构。

[下一页]如图2所示：

图2 业务统计分析及辅助决策系统结构

数据仓库体系结构包括三个部分：数据源部分、数据仓库部分和应用分析部分。

① 数据源部分：包括路网ETC收费系统、其他与收费相关的内部系统数据、其他路网收费数据。

②数据仓库部分：数据仓库是商业智能的基础，是整个应用系统的核心，提供统一的业务视图。 ETC业务系统中的数据通过数据提取、转换和加载进入数据仓库，用户通过查询、报表、OLAP等工具对数据仓库中的数据进行查询和分析。

⑧应用分析部分：包括ETC收费业务评估、财务分析、流量分析、客户关系分析、ETC交易分析和销售支持等。

4 数据传输

ETC结算系统的计算机网络系统由管理中心、路网公司收费分中心、收费站三级组组成。 收费站的收费数据由收费车道控制器汇总，同时传送给路网公司收费中心和省结算中心。 采用消息中间件方案，消息中间件部署在各个传输节点，即管理中心、计费分中心和充电站。 中间件架构的系统模式如图3所示：

图 3 中间件架构

[下一页] 各收费站直连管理中心，各收费站车道原始记录通过消息中间件直接发送到管理中心，记录复制到路网公司中心。 消息中间件介于底层系统和应用程序之间，通过调用传输接口来传输消息，在中间件层下屏蔽了网络上的问题，应用程序可以将更多的工作投入到业务流程中。

消息中间件为应用程序提供了一个易用、高效、可靠的分布式开发和运行平台。 使用消息中间件，可以方便快捷地设计和开发满足需要的可靠、高效的分布式应用系统。

5 结算与清算

采用“MTC（人工收费）本地存、统一结算、全额划转、电子通行费统一结算划转”的结算方案。 电子支付的拆分方式与MTC相同，实行含税拆分：MTC与电子支付的结算相对独立。

ETC拆分采取“收费车道拆账为主，收费中心拆账为辅”的方案。 收费站收集拆解报告后，应核对数据并将拆解报告传给中心，中心根据原始数据核算收费站上传的拆解报表。 ETC拆解流程如图4所示。

图4 拆解过程

管理中心（以下简称“中心”）在银行开立ETC系统结算专用收费账户。 银行负责ETC的资金管理中心，负责用户通行费信息管理。 银行将ETC用户存入和充值的资金汇入ETC专用账户。 结算流程如图5所示。 [下一页]

图5 结算流程

中心负责与各路网公司的资金结算，银行负责结算资金的划转。 中心采集收费站的ETC数据进行拆账，核对各路网公司收费分中心上报的数据后，向结算银行发送转账指令； 银行根据中心下达的划款指令划划中心专用银行账户内的资金。 ，通过银行内部结算渠道，转入银行系统内各路网公司的存款账户。 中心与银行之间的ETC结算清算主要分为以下两个流程。

① 完成从用户专用账户到中央专用账户的资金划转。 ETC结算按照与银行在协议中约定的时间点进行。 中心统计当天路网内发生的所有储值卡消费记录，生成资金划转清单，以资金划拨指令的形式发送给银行，请求银行处理。 银行逐笔处理资金划转请求，完成所有ETC用户专用账户到中央专用账户的资金划转后，生成划拨结果表返回中心。

②完成中央专户到各路网公司收费账户的资金清算。 中心根据资金划转的最终结果，对每条划转成功的ETC消费记录进行拆解，最终计算出当天的ETC消费资金拆分表。 最终，中心会要求银行将中心专用账户中的ETC实际收款金额，以资金分割：划转指令的形式划入各路网公司银行账户，银行将最后将资金拆分指令返回给中心。

6 应用分析

上述研究成果被江苏省苏南高速路网课题组编制的ETC联网收费实施方案采纳。 通过苏南高速ETC网络收费第一阶段（电子支付系统）的建设，验证了该方案的可行性。 随着用户数量的增加，对省内高速公路ETC网络收费结算系统的稳定性、效率和准确性提出了更高的技术要求，课题组将进行后续滚动研究。