85、提案第20120262号
案 由：关于高速公路采用新型电子化收费取代目前的收费系统建议
提 出 人：钟理(共1名)
办理类型：承办
承办单位：省交通运输厅
内 容：
一、问题的提出
从20世纪90年代广东开始建设高速公路，截止到今年9月，已开通的83条高速公路全部纳入联网收费，联网总里程4769公里，分成5个联网片区。其中区域合建站17个（双向），停车标识站10个，终点站32个，省界站8个。区域合建站和停车标识站往往车道规模较大，需占有大量土地，投资和运营费用巨大，对行车效率影响很大。在节假日和交通高峰期，片区间设置的区域间合建收费站和人工标识站因低下处理能力不足而常导致拥堵和间歇性免费放行，造成了巨大的社会反响与经济损失，常年引起媒体与公众的关注。按照现有的分区域联网方式，随着路网的不断扩大，区域合建主线收费站或标识站将急剧增加，由此将造成更大的和更多的主线车辆拥堵，将成为高速公路发展的瓶颈。目前，广东省仅为我国少数几个没有实现全省高速公路“一张网”联网收费的省，已严重影响了广东省交通通行效率与交通形象，与广东省作为全国经济第一大省以及改革开放前沿省份、提出“时间就是金钱”很不相称。
2011年6月10日，交通运输部、国家发展改革委、财政部、监察局和国务院纠风办联合下发《关于开展收费公路专项清理工作的通知》，再次强调“高速公路以及其他封闭式收费公路上除省界及两端出入口外，在主线上设置的公路收费站（点）”应“立即停止收费，坚决撤销收费站（点），拆除路面收费设施，保障公路完好畅通”。因此，撤消区域合建主线收费站、停车式标识站，实现全省高速公路“一张网”联网收费，是近期广东省交通行业需解决的重特大问题。
设置区域合建主线收费站或停车式标识站的主要目的是想能唯一确定车辆在高速公路上行驶路径，以便按行驶里程确定该车辆收费额和将收的钱分配给该车行驶过各路段的所属公司（收费清分）。按2011年底通车高速公路计算，广东省通车里程近五千公里，年收费额约有300亿（2010年为270亿），有上百家业主，撤消区域合建主线收费站、停车式标识站，全省“一张网”联网后将形成30多个基本路径环网,环路交错，环中套环，要想确定车辆行驶路径将变得异常复杂，也是必须要做到的。路径识别与用户和路段业主的利益密切相关，目前已经成为国内各省联网收费关注的焦点和难题。
二、目前高速公路采用的收费方案
1、模糊拆分收费方式
目前全国大部分省高速公路收费采用模糊拆分方式，即根据事先确定的比例将每天收费额分配给各业主，如天津、山东、江苏、吉林等省，由于车流量分配受各种因素影响很大，如天气、时段、交通事故、公路养护、新路段开通等，每天都在变，不可能做到准确公正收费拆分，只能做到在正常情况下大致公平合理。由于广东省高速公路投资渠道复杂，有内资、外资、港资，有国有资金，也有私有资金和上市公司的资金，有上百家业主，几乎是经营性收费公路，该方法在广东省不可行。
2、车牌识别收费方式
目前实现或将采用精确拆分的省份主要有四川、浙江、江西、河北、湖南、福建等省，除四川、浙江二省采用基于RFID的复合通行卡外，其余为基于车牌自动识别方案。车牌自动识别方案是根据高速公路上行驶车辆的车牌具有唯一性的特征，在所有高速公路的入口、出口设置车牌识别系统，将识别出的入口车牌信息写入车辆携带的通行卡/电子标签/非现金支付卡，同步在路网内关键标识点设置不停车车牌识别系统，并通过实时网络传输系统将车辆车牌识别数据上传，从而判定车辆实际行驶的路线，精确实现车辆通行费的征收和清算。
车牌识别法关键问题是要解决识别准确率，以及入口、标识点生成的庞大牌照识别数据和图片信息的实时传输和查询匹配问题。牌照识别数据和图片信息的实时传输及查询匹配要依赖强大、稳定可靠的网络传输系统，车道收费系统的运作也将从目前的联机/脱机并行方式改变，必须保持实时联机状态才能运行收费，系统改造大。另一方面，目前国内外车牌自动识别系统单次能够达到的最大精度约95%，实际应用中受天气等外部环境因素制约（天气、车牌遮挡、车牌污损等因素），牌照的正确识别率为80%～90%左右，通过出入口及多个标识节点的误差叠加也导致最终识别率更低，如经过一个标识站，系统准确率为52%～72.9%，二个，则为41%～65.6%；另外，在车流量大或拥挤状态时，系统已无法抓拍车牌图像，整个系统将失效。同时，车牌识别系统属视觉系统，日常维护要求很高。目前车辆牌照自动识别方案要达到较好的路径识别效果还有很长一段距离要走。
据测算，采用车牌识别法方案，全省投入费用约1.6亿（年平均费3200万），每年运营费约2400万，如系统标示准确率按90%（可能达不到）计算，全省高速公路按年通行费收入300亿计算，其中多义路径产生通行费用为30%，则全省每年有清分误差约9亿，每天清分误差约246.5万。
3、复合通行卡收费方案
基于RFID技术的路径识别方案普遍采用13.56M短距离射频标签和433M长距离射频标签结合的方式，前者保留兼容目前使用的Mifare卡收费方案，后者引入路径信息。在高速公路网内存在多义性的各路段上增设路侧标识设备，实现标识站对通过车辆上的路径识别通行卡的无线标识，就可精确标识以自由流行驶的持有路径识别通行卡的车辆的行驶路径，该路径信息将作为收取的通行费拆分的依据从而达到精确标识车辆的行驶路径的目的。由于不需要建设主线收费站或人工标识站，节省了大量投资，提高了高速公路使用效率，减少废气排放。
基于RFID技术的路径识别方案，目前有浙大中控、中兴通信、深圳金溢和航天金卡单位的复合通行卡方案和华南理工大学的双频通行卡方案。两种标签独立工作，物理合并到一起的方案叫做复合卡通行卡方案。如下图所示：
上图右半部份是复合卡的结构，左下部分为复合读卡器。这种方案工作时，需要（1）增设标识站；（2）将目前使用的Mifare卡更换为复合卡；（3）将目前使用的出入口车道Mifare读卡器更换为复合读卡器；（4）需更换出入口车道软件。
（1）入口车道
入口车道的功能在目前的基础上需要增加唤醒电子标签的功能，以便途中能接收路侧标识的信息。因此，所有入口车道取消现有的非接触IC卡读写器，改用能对复合通行卡进行写操作的复合通行卡读写器（读写13.56MHZ卡和433MHZ卡）。
从软件方面分析，入口收费车道软件须增加的新功能主要包括：控制与复合通行卡读写器通信，将复合通行卡中的电子标签激活等。须增加的软件主要包括：复合通行卡读写器的驱动程序、新的入口收费车道软件的应用接口和例程等。
（2）出口车道
由于出口车道必须同时读取出复合通行卡RFID卡中的标识信息和IC卡中的入口信息，因此所有的出口车道必须采用复合通行卡读写器，其升级改造方式与入口车道的方式完全相同。
从软件功能分析，出口车道软件新增功能包括：能接收复合通行卡参数；存储和上传出口收费数据；控制与复合通行卡读写器通行，将入口收费信息和标识信息从复合通行卡读出，根据费率表查出车辆的通行费等。须增加的软件主要包括：复合通行卡读写器的驱动程序、新的出口收费车道软件的应用接口和例程等。
目前中兴通信、深圳金溢和航天金卡的复合卡已在浙江省和四川高速公路投入使用，浙大中控的复合卡也在广东省粤东区进行了实验，系统准确率在96%～97%，都已取得良好的效果，积累了宝贵的经验。但该方案主要缺陷有（1）出入口收费车道和站、中心需更换通行卡读写器和软件，每车道须增加约1万投资，全省需增加约6仟万投资；（2）由于需分别读取复合卡中的两种卡信息后合成一条收费流水，大大增加了出口处理时间(1～2秒)，降低了本来就效率就低的出口车道；（3）由于需更换收费车道出入口和收费站通行卡读写器和软件，更换与改造工作量巨大，增加了联网收费系统升级为复合卡时磨合时间和调试难度，降低了现有联网收费系统的可靠性，带来了升级为全省“一张网”许多风险；（4）收费车道出入口都要启用433M读写器读写复合卡中的有源标签，大大增加了有源通行卡的工作时间，也就大大降低了复合通行卡的使用寿命。复合通行卡的电池理论寿命为5年，实际寿命为2～4年。
据测算，采用复合通行卡方案（400万张卡），全省投入费用约2.8亿（年平均5600万），每年卡流失费（卡年流失率按10%计算）和标识站运营费约2400万，系统标示准确率按97%计算，全省高速公路按年通行费收入300万计算，其中多义路径产生通行费用为30%，则全省每年有清分误差约2.7亿，每天清分误差约74万。
4、华南理工大学开发的超低功耗双频通行卡收费方案
为了尽可能减少对原有收费系统的改动，降低收费系统升级成本投资，华南理工大学开发了超低功耗双频通行卡，并在广清高速公路投入实际试用，系统准确率为99.36%。双频通行卡是由卡内部电路将RFID卡和非接触IC卡连接成一个整体的通行卡。RFID卡为有源只写433MHZ卡，非接触IC卡为工作在13.56MHZ频率上的逻辑加密卡。入口时间、地点和车型等信息保存在非接触IC卡内，而通过RFID技术获得路径信息也同时保存在非接触IC卡内中。在收费站出口采用现有读写器读出双频通行IC卡中的非接触IC卡内的入口信息和路径信息。
这种方案工作时，需要（1）增设电子标识站；（2）将目前使用的Mifare卡更换为双频通行卡；（3）出入口车道软件微动（理论上讲不需修改）。
双频通行卡特点：
（1）不需改造现有系统的硬件，相对复合卡方案，全省节约投资约6千个复合卡读写器改造费。
（2）出入口车道读写双频通行卡的时间同读写现有通行卡的时间，不会出现出口读写复合卡的时间延长1～2秒现象。
（3）双频通行卡系统完全兼容现有系统，收费站出入口车道软件几乎不需改动，能保证系统平稳改造、升级和过渡，全省节约软件改造费约6千个车道。
（4）双频通行卡电池理论计算使用寿命为14年，实际可达8年。
（5）超薄设计，双频通行卡卡厚为3毫米。
（6）系统准确率高，实际使用准确率99.36%。
为了解决粤通卡和不停车车道的用户的多路径标示问题，华南理工大学研制了带接触式接口的超低功耗双频CPU卡。该卡可插入车载OBU使用，也可单独使用，除卡厚不同与粤通卡外，其余性能完全相同与双频通行卡和粤通卡，如粤通卡升级为超低功耗双频CPU卡，则可有效解决粤通卡的多路径标示问题。
据测算，采用双频通行卡方案（400万张卡），全省投入费用约2.2亿（5年平均4400万），每年卡流失费（卡年流失率按10%计算）和标识站运营费约2400万，如系统标示准确率按99.3%计算，全省高速公路按年通行费收入300亿计算，其中多义路径产生通行费用为30%，则全省每年有清分误差约0.63亿，每天清分误差约17.2万。
此外，采用华南理工大学开发的高速公路收费方案除了对原有收费系统改动少，投资费用低，效率高外，对繁忙的高速公路以及高峰时段，可避免其他收费方式导致车辆通过收费站急刹车减速浪费能源（耗油）、急刹车减速导致轮胎与地面摩擦造成对环境污染，具有良好的社会与经济效益。
办 法：
广东省高速公路收费“一张网”的多义路径识别方案的建议
路径识别方案是保障广东省联网收费“一张网”顺利实施的关键，方案的选择必须在技术可行性的基础上，从国家和公众利益的大局出发，兼顾业主的正当利益，研究并制定“切实可行、畅通高效、准确公正”的路径识别方案，确保“一张网”全省联网收费的快速推进。基本原则为：
(1) 要立足于国家和公众的基本利益，本着“以人为本、让利与民”的思路和，不增加用户（驾驶员）的负担，从而缓解与用户的矛盾与对立。
(2) 要立足于全省联网收费的需求，取消停车式标识站，采用畅通高效的识别技术，从而缓解高速公路交通拥堵的压力。
(3) 要立足于投资主体的正当利益，本着使用与收费一致的原则，做到路径识别方案的准确公正，从而提高路段业主对全省联网收费的积极性。
（4）要尽量优化路径识别系统，减少各路段公司改造升级费用，积极寻求新的合理的资金解决途径，如财政资助部分投资，采用租赁方式等。
综合考虑投资规模、系统准确性、营运费、系统兼容性和系统平稳过渡风险等因数，广东省高速公路收费“一张网”的多义路径识别方案建议为超低功耗双频通行卡系统。
考虑到双频通行卡能完全兼容现有系统，广东省高速公路收费“一张网”的多义路径识别系统实施方案的建议为：
1、 可在某片区现有系统逐步投放双频通行卡参与实际收费，在多义路径处架设电子标示站，实施基于RFID技术的多义路径识别系统和人工标识系统并存，比较和完善双频通行卡系统，编写相应运营管理规范，等双频通行卡数量达到一定程度，拆除人工标识站，过渡到不停车的多义路径识别系统。
2、 待试验区稳定，将双频通行卡代替各片区原通行卡，拆除各区人工标识站，实现5个区的不停车的多义路径识别系统。
3、 拆除区域和建收费站，实现广东省高速公路收费“一张网”。
