組合式電子收費系統(tǒng)研究及實現(xiàn)(論文).doc

中圖分類號 中圖分類號 TP391 論文編號 論文編號 1028704 10 Z032 工工 程程 碩碩 士士 學學 位位 論論 文文 組組合合式式電電子子收收費費系系統(tǒng)統(tǒng)研研究究及及實實現(xiàn)現(xiàn) 學學 號號 0 6 0 4 7 0 7 姓姓 名名 鄭鄭 欣欣 然然 專業(yè) 領(lǐng)域?qū)I(yè) 領(lǐng)域 軟軟件件工工程程 研研究究方方 向向 計計算算機機應應用用 指指導導教教 師師 謝謝強強 副副教教授授 南南京京航航空空航航天天大大學學 研究生院 信息科學和技術(shù)學院 二二 一一 年年 五五 月月 Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Information Science and Technology Research and Implementation of Composite ETC Application System A Thesis in Electronic Science and Technology by Zheng Xinran Advised by Professor Xie Qiang Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering May 2010 承諾書承諾書 本人鄭重聲明 所呈交的學位論文 是本人在導師指導下 獨立進行 研究工作所取得的成果 盡我所知 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本學 位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容 對本論文所涉及的 研究工作做出貢獻的其他個人和集體 均已在文中以明確方式標明 本人授權(quán)南京航空航天大學可以有權(quán)保留送交論文的復印件 允許論 文被查閱和借閱 可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行 檢索 可以采用影印 縮印或其他復制手段保存論文 保密的學位論文在解密后適用本承諾書 作者簽名 日 期 摘 要 電子收費是目前國際上廣泛應用于高速公路 城市道路 隧道和橋梁的一種新型 電子自動收費技術(shù) 指導我國高速公路電子收費應用的國家標準 GB T20851 電子收 費 專用短程通信 也于 2007 年正式頒布 本文在國標的基礎(chǔ)上 研究了國內(nèi)各省已 建設(shè)完成的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng) 結(jié)合用戶對 ETC 系統(tǒng)的不同需求及試點應用情況 設(shè)計了一套兼容人工半自動收費的電子收費技術(shù)方案 兩片式電子標簽 雙界面 CPU 卡 的組合式電子收費技術(shù)方案 該方案不僅解決了 ETC 與 MTC 之間相互兼容 的問題 并且具有投資少 效率高的優(yōu)點 通過對組合式電子收費系統(tǒng)深入 細致的 研究 文章給出了組合式電子收費系統(tǒng)技術(shù)方案的總體設(shè)計 介紹了組合式電子收費 的關(guān)鍵技術(shù)和電子設(shè)備 給出了 ETC 車道的設(shè)計方案 最后給出了組合式電子收費系 統(tǒng)的實現(xiàn)以及其今后發(fā)展的一些建議 關(guān)鍵字詞 電子收費 人工半自動收費 組合式電子收費系統(tǒng) 兩片式電子標簽 雙界面 CPU 卡 專用短程通信 ABSTRACT As a new type of Electronic Automatic Toll Collection technology ETC is more and more widely used in the field of highway country road tunnel and bridge all over the world The guideline for Chinese highway ETC application s national standard GB T20851for ETC has been formally published in 2007 On the basis of the national standards and according to the research of our country s highway toll system and user s different requirements and test situations I present the article In the article I raise my view on the Composite ETC Application Solution of two pieces ETC tag plus dual interface CPU card which is compatible with nowadays used MTC well and it has the advantage of less investment but higher performance Through deep and extensive investigation on combined toll collection system this article present the global design of composite ETC application system explains the key technology and the using electric equipments and illustrates detailed contents of the composite ETC application system traffic lane function In the end of the article I give the implementation of the composite ETC application system and some suggestions of it s development in the future Key words ETC MTC Composite ETC Application System Two Pieces ETC Tag Dual Interface CPU Card DSRC 目 錄 第一章 緒論 1 1 1 電子收費技術(shù)的發(fā)展 1 1 1 1 現(xiàn)金收費存在的問題 1 1 1 2 ETC 的概念 1 1 2 ETC 的優(yōu)點 2 1 3 ETC 的工作原理 2 1 4 國內(nèi)外 ETC 應用現(xiàn)狀 3 1 4 1 國外電子收費技術(shù)現(xiàn)狀 3 1 4 2 國內(nèi)電子收費技術(shù)現(xiàn)狀 5 1 4 3 我國電子收費 ETC 發(fā)展趨勢 7 1 5 項目背景 8 1 6 本文的主要內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu) 9 1 6 1 論文的主要內(nèi)容 9 1 6 2 論文的組織結(jié)構(gòu) 9 第二章 組合式電子收費系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 10 2 1 電子收費標準的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 10 2 1 1 ETC 標準的選擇 無線通信頻率 10 2 1 2 ETC 標準的選擇 電子標簽 11 2 1 3 我國電子收費 ETC 標準 12 2 2 組合式電子收費系統(tǒng) 15 2 3 非接觸式邏輯加密卡 15 2 4 雙界面 CPU 卡 16 2 5 兩片式電子標簽 OBU 17 2 6 ETC 車道天線及控制器 17 2 7 IC 卡專用收費機具 18 2 8 高可靠性車道工控機 18 2 9 車牌識別系統(tǒng) 18 第三章 組合式電子收費系統(tǒng)總體設(shè)計 20 3 1 組合式電子收費系統(tǒng)需求分析 20 3 1 1 總體需求 20 3 2 組合式電子收費技術(shù)系統(tǒng)框架 20 3 3 組合式電子收費系統(tǒng)功能流程 21 3 4 組合式電子收費系統(tǒng)安全體系框架 22 3 4 1 電子收費安全需求 22 3 4 2 電子收費數(shù)據(jù)安全體系框架 23 3 4 3 電子收費密鑰管理系統(tǒng)方案 24 3 5 組合式電子收費技術(shù)方案的實施 25 3 5 1 人工 MTC 收費車道新增功能 25 3 5 2 人工收費車道改造方案 26 3 5 3 收費站新增系統(tǒng)功能 27 3 5 4 收費站改造方案 27 3 5 5 路段收費分中心新增系統(tǒng)功能 27 3 5 6 路段收費分中心改造方案 27 第四章 組合式電子收費車道設(shè)計 28 4 1 ETC 車道的構(gòu)成 28 4 2 ETC 車道結(jié)構(gòu)設(shè)計 28 4 3 ETC 車道設(shè)備布設(shè) 30 4 3 1 設(shè)備清單 30 4 3 2 ETC 車道系統(tǒng)電氣連接 31 4 3 3 ETC 車道收費島上設(shè)備布局 31 4 3 4 ETC 車道亭內(nèi)設(shè)備布局 31 4 4 ETC 車道設(shè)備功能介紹 32 4 4 1 路側(cè)讀寫設(shè)備 RSU 32 4 4 2 車道控制器 33 4 4 3 IC 卡專用收費機具 33 4 4 4 字符疊加器 33 4 4 5 自動欄桿機 33 4 4 6 費額顯示器 33 4 4 7 車輛檢測器 34 4 4 8 地感線圈 34 第五章 組合式電子收費車道系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 35 5 1 系統(tǒng)開發(fā)與運行環(huán)境 35 5 2 ETC 車道系統(tǒng)總體設(shè)計 35 5 3 ETC 車道系統(tǒng)實現(xiàn) 36 5 3 1 登陸模塊 38 5 3 2 數(shù)據(jù)處理模塊 38 5 3 3 設(shè)備控制模塊 38 5 3 4 系統(tǒng)維護模塊 40 5 3 5 通信模塊 41 5 3 6 綜合業(yè)務(wù)處理模塊 41 5 3 7 任務(wù)執(zhí)行模塊 62 5 4 ETC 車道系統(tǒng)運行示例 62 5 4 1 上班操作 62 5 4 2 出口過車交易 64 5 4 3 系統(tǒng)維護操作 65 第六章 總結(jié)與展望 66 6 1 總結(jié) 66 6 2 展望 66 參考文獻 67 致 謝 71 在學期間發(fā)表的學術(shù)論文以及科技成果 72 圖清單 圖 1 1 1998 年美國 E Zpass 系統(tǒng)收費區(qū)域 3 圖 1 2 德國高速公路衛(wèi)星定位全自動收費系統(tǒng)運作流程 4 圖 2 1 國際標準化組織對微波頻點的選擇 10 圖 3 1 組合式電子收費系統(tǒng)收費站構(gòu)成 21 圖 3 2 全省聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)架構(gòu) 21 圖 4 1 ETC 車道系統(tǒng)構(gòu)成圖 28 圖 4 2 ETC 車道布局示意 自動欄桿島內(nèi)設(shè)置模式 29 圖 4 3 ETC 車道布局示意 自動欄桿島頭設(shè)置模式 29 圖 4 4 ETC 車道系統(tǒng)電氣連接圖 31 圖 4 5 ETC 車道收費島上設(shè)備布局 31 圖 4 6 ETC 車道亭內(nèi)設(shè)備布局 32 圖 4 7 ETC 車道系統(tǒng)地感線圈布局 34 圖 5 1 ETC 車道收費系統(tǒng)維護功能模塊示意圖 41 圖 5 2 ETC 車道收費系統(tǒng)綜合業(yè)務(wù)處理模塊的功能模塊圖 43 圖 5 3 ETC 車道收費系統(tǒng)日常事務(wù)處理模塊組成圖 43 圖 5 4 ETC 車道收費系統(tǒng)日志生成模塊組成 44 圖 5 5 ETC 車道收費系統(tǒng)入口交易流程圖 45 圖 5 6 ETC 車道收費系統(tǒng)入口 OBU 合法性判斷流程圖 46 圖 5 7 ETC 車道收費系統(tǒng)入口閩通卡判斷流程圖 47 圖 5 8 ETC 車道收費系統(tǒng)出口交易流程圖 48 圖 5 9 ETC 車道收費系統(tǒng)出口閩通卡判斷流程圖 49 圖 5 10 ETC 車道收費系統(tǒng)判斷 OBU 是否存在流程圖 51 圖 5 11 ETC 車道收費系統(tǒng)再次抬桿處理流程圖 54 圖 5 12 ETC 車道收費系統(tǒng)違章車處理流程圖 56 圖 5 13 ETC 車道收費系統(tǒng)天線故障實時檢測流程圖 58 圖 5 14 ETC 車道收費系統(tǒng)免費車判斷流程圖 59 圖 5 15 ETC 車道收費系統(tǒng)減征車處理流程圖 61 圖 5 16 ETC 車道收費系統(tǒng)初始界面示意圖 63 圖 5 17 ETC 車道收費系統(tǒng)上班登錄界面示意圖 63 圖 5 18 ETC 車道收費系統(tǒng)等待收費界面示意圖 64 圖 5 19 ETC 車道收費系統(tǒng)出口交易成功界面示意圖 65 圖 5 20 ETC 車道收費系統(tǒng)系統(tǒng)維護界面示意圖 65 表清單 表 1 1 國內(nèi) ETC 應用情況 7 表 22 1 1 ETC DSRC 標準比較表 11 表 2 2 下行鏈路參數(shù) 13 表 2 3 上行鏈路參數(shù) 14 表 3 1 聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息安全體系框架層次 類別及安全關(guān)鍵技術(shù) 24 表 4 1 ETC 車道設(shè)備清單 30 第一章第一章 緒論緒論 1 1 電子收費技術(shù)的發(fā)展 1 1 1 現(xiàn)金收費存在的問題 我國的高速公路發(fā)展比西方發(fā)達國家晚近半個世紀的時間 從 80 年代末開始起步 經(jīng)歷了 80 年代末至 1997 年的起步建設(shè)階段和 1998 年至今的快速發(fā)展階段 1 目前已 建成通車的高速公路主要采取入口發(fā)卡 出口繳費的聯(lián)網(wǎng)收費模式 出口主要通過讀 取通行卡的入口信息 再根據(jù)收費員人工輸入的車型或根據(jù)車輛的車貨總重 由計算 機系統(tǒng)計算出車輛應繳納的通行費 再收取現(xiàn)金 這種收費模式稱之為人工半自動收 費 Manual Semi automatic Collection MTC 隨著每個路網(wǎng)的收費里程不斷加長 貨車實施計重收費 單車繳納的通行費金額呈不斷增長態(tài)勢 高的單車一次繳費甚至 達到上萬元 并且伴隨著國民經(jīng)濟增長 車輛保有量快速增長 現(xiàn)有的 MTC 收費模式開 始逐漸暴露出其缺點 主要有以下幾點 1 人工收取現(xiàn)金 需要花費大量時間進行點鈔 驗鈔 極大降低了車輛通行效率 造成收費廣場車輛擁堵 2 車輛停車次數(shù)增多 必然增加噪聲污染和尾氣排放污染 3 收取現(xiàn)金容易帶來廉政問題 4 車主在路上攜帶大量現(xiàn)金也容易導致安全問題 1 1 2 ETC 的概念 電子收費 Electronic Toll Collection 簡稱 ETC 是國際上正在努力開發(fā)并 推廣普及的一種用于公路 大橋和隧道的收費系統(tǒng) 不停車 非現(xiàn)金交易 無需人員 操作是電子收費系統(tǒng)的三個主要特點 它通過路側(cè)設(shè)備 Road Side Unit 簡稱 RSU 與車載電子標簽 On Board Unit 簡稱 OBU 之間的專用短程通訊協(xié)議 Dedicated Short Range Communication 簡稱 DSRC 在不需要司機停車和其他收費人員采取任 何操作的情況下 自動完成收費處理全過程 電子不停車收費技術(shù) 以其具有免除現(xiàn)金交易 無需停車快速通過 有效提高通 行能力 大大提升服務(wù)水平 簡化收費管理 降低環(huán)境污染等等明顯特點和優(yōu)勢自 90 年代初面世以來 廣為大眾青睞 先后在北美 歐洲 日本 澳洲 新加坡等地 得 到了廣泛應用 被實踐證明是一種必將逐步取代傳統(tǒng)人工半自動收費的先進的非現(xiàn)金 支付方式的電子收費技術(shù)手段 2 1 2 ETC 的優(yōu)點 ETC 系統(tǒng)作為一種先進的收費技術(shù)手段 實現(xiàn)了不停車收費和非現(xiàn)金交易 它具有 MTC 無法比擬的優(yōu)點 1 安全 司機跑長途 再也不需要攜帶大量現(xiàn)金 只需攜帶一張卡片即可 無須擔心現(xiàn)金 被盜搶 2 快捷 車輛可以不停車快速通過收費車道 免去了排長隊的煩惱 節(jié)省時間 3 投資少 1 條 ETC 車道的通行效率相當于 3 5 條 MTC 車道 1 條 ETC 車道的建設(shè)費用為 40 60 萬元 而 1 條 MTC 車道的建設(shè)費用為 10 20 萬元 4 提高管理效率和收益 ETC 車道無需人員值守 按每條 MTC 車道需要 4 個收費員輪班來計算 1 條 ETC 車 道每年即可節(jié)約 4 個人員的人員成本 5 環(huán)保 車輛無需停車繳費 減少了車輛尾氣排放量 也節(jié)省了燃油 降低收費站的噪音污 染 有效的提高了環(huán)境保護效果 6 兼容性良好 保護原有投資 使用 ETC 的車輛仍然可以在 MTC 車道通行 不需要每個收費站都建設(shè) ETC 車道 可 以在必要的時候再建設(shè) 這樣有效保護了原有建設(shè)的投資 正因為 ETC 有以上這些優(yōu)點 它正越來越廣泛的應用到路 橋及隧道的收費中 目 前 國內(nèi)有許多省市也正在建設(shè)高速公路 ETC 收費 3 1 3 ETC 的工作原理 ETC 與其它收費方式相比 關(guān)鍵之處在于增加了短程微波通信技術(shù) 即依靠架設(shè) 在車道龍門架上的路側(cè)單元 RSU 與車輛內(nèi)安裝的電子標簽之間的微波通信 完成不 停車收費流程 ETC 車道系統(tǒng)主要由車道控制器 路側(cè)單元及其控制器 高速欄桿 電 子顯示屏 地感線圈 電子標簽等組成 1 4 國內(nèi)外 ETC 應用現(xiàn)狀 1 4 1 國外電子收費技術(shù)現(xiàn)狀 1 美國 在美國 電子不停車收費方式已經(jīng)成為美國回收公路投資和養(yǎng)護費用的高效率手 段 最著名的聯(lián)網(wǎng)運行電子不停車收費系統(tǒng)是 E ZPass 系統(tǒng) 1989 年的 7 月 美國新 澤西和紐約港務(wù)局首先在 Lincoln 隧道的兩個收費車道采用自動車輛識別 AVI 系統(tǒng) 成功地實現(xiàn)了公共汽車收費的自動化 由于意識到通用的電子標簽將給公路用戶帶來 很大的便利因而帶來極大的市場機會 1990 年七個地方收費部門聯(lián)合在一起 共同策 劃了一個全地區(qū)兼容的 ETC 系統(tǒng) E ZPass 系統(tǒng) 1997 年 7 月 E Zpass 工程的最 終運行方案開始賦諸實施和運行 從各路橋的 E Zpass 系統(tǒng)開通起 ETC 的交易量持續(xù) 增長 截止 1998 年 12 月 僅經(jīng)過 1 年半的時間 共計 23 條專用 ETC 車道的電子不停 車收費網(wǎng)絡(luò)就承擔了整個月平均交易量的 43 高峰時段甚至達到 55 60 網(wǎng)絡(luò)化 運行的電子不停車收費系統(tǒng)效益和吸引力充分體現(xiàn)出來 詳見圖 1 1 圖 1 1 1998 年美國 E Zpass 系統(tǒng)收費區(qū)域 目前 美國已有 11 個州的 21 條高速公路收費機構(gòu)聯(lián)合成立了 IAG 組織 Inter Agency Group 系統(tǒng)內(nèi)的車輛采用單一標準的車載設(shè)備 每個用戶擁有單一賬戶 該 組織下的收費系統(tǒng)已安裝有 3211 條 ETC 車道 每日交易量已超過 300 萬筆 4 8 2 德國 在德國 基于衛(wèi)星定位 無線接入技術(shù)的不停車收費技術(shù)已得到了應用和推廣 自 2005 年 1 月 1 日起 德國正式利用該技術(shù)對所有 國內(nèi)或過境 12 噸以上大貨車在全 國高速公路范圍進行收費 并在 1 2 萬公里的高速公路上共設(shè)立 300 個收費檢查站 用于逃費稽查 用戶可以選擇自動或手工繳費方式 相關(guān)公司為自動繳費的車輛免費 提供車載裝置 車輛行駛在高速公路時 車載裝置會通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定車輛在高 速公路上行駛的里程并進行費用結(jié)算 結(jié)算結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)通過移動通信系統(tǒng)傳至收 費中心 由收費中心向用戶開出賬單 并代德國政府收取過路費 收費系統(tǒng)運作流程 如圖 1 2 G GP PS S衛(wèi)衛(wèi)星星 車車載載設(shè)設(shè)備備 運運輸輸公公司司 1 裝置車載設(shè)備 2 輸入車輛 數(shù)據(jù) 3 衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 確定車輛位置 4 車載設(shè)備 確定是否為 收費路段 5 監(jiān)控稽查 設(shè)備 固定 或者移動 6 車載設(shè)備 計算過路費 7 移動通信系統(tǒng) GSM 將過路 費傳至收費中心 8 收費中心與運輸公司結(jié)算 圖 1 2 德國高速公路衛(wèi)星定位全自動收費系統(tǒng)運作流程 目前 國際標準化組織第 204 技術(shù)委員會第 5 工作組 ISO TC204 WG5 以及歐洲 標準化委員會第 278 技術(shù)委員會 CEN TC278 正在聯(lián)合開展基于衛(wèi)星定位 無線接入 技術(shù)的電子收費技術(shù)研究 其研究內(nèi)容主要集中在電子收費應用的接口規(guī)范上 目前 已經(jīng)形成了 ISO PDTS 17575 RTTT EFC Application interface definition for EFC GNSS CN RTTT 電子收費 基于 GNSS CN 的電子收費應用接口定義 3 奧地利 奧地利全國的汽車路網(wǎng)和調(diào)整公路加起來大約長達 2000 公里 全部是由國家道路 主管機構(gòu) ASFINAG 來營運管理 該機構(gòu)由奧地利聯(lián)邦共和國全資所有 ASFINAG 的職責 包括規(guī)劃 融資 建設(shè)和高速公路網(wǎng)的維護 資金來源于道路通行費和預繳通行費的 收取 Europpass 作為 Autostrade S P A 的子公司負責奧地利重型卡車全自動電子收費 系統(tǒng)的集成和營運 包括系統(tǒng)的規(guī)劃 設(shè)計 融資 建設(shè)和營運 和全球的許多國家一樣 奧地利已有人工收費路網(wǎng) 基于 DSRC 微波技術(shù)的重型卡 車收費解決方案保證了能很容易地將現(xiàn)有的人工收費系統(tǒng)升級并集成到新的全自動卡 車電子收費系統(tǒng) 奧地利卡車全自動電子收費系統(tǒng)的特點是龍門架置于公路車道的上方 通過安裝在 龍門架上的微波天線與安裝在通行卡車的擋風玻璃上的電子標簽進行通訊 當卡車通 過龍門的下方變道行駛時并不會影響收費交易的準確性 在該系統(tǒng)中 車主根據(jù)車輛 行駛里程和車輛的車軸數(shù)來繳費 簡言之 就是車軸數(shù)越多 說明卡車的載重量越大 所收費的通行費就越高 奧地利電子不停車收費系統(tǒng)可以分為四部分 前端收費系統(tǒng) 路側(cè) 車載設(shè)備 電子標簽 違章執(zhí)法系統(tǒng)和后臺系統(tǒng) 為了確保收費的正確性 違章執(zhí)法是系統(tǒng)概 念的關(guān)鍵部分 從奧地利的路網(wǎng)來看 有 2081 公里采用不停車收費 其中 140 公里屬于特殊路段 有 250 公里正在建設(shè)當中 收費對象為載重量 3 5 噸以上的車輛 根據(jù)軸數(shù)按不同的 費率進行電子收費 3 5 噸以下的車輛實行車票制 年票 月票等等 9 13 1 4 2 國內(nèi)電子收費技術(shù)現(xiàn)狀 1 廣東省 廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)于 2004 年正式實施 截至 2007 年 3 月底 全省 61 條高速公路中已有 59 條納入了聯(lián)網(wǎng)收費 總里程 3379 公里 建成開通了 155 條電子 不停車收費車道 聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)運作正常 通行費拆分及時準確 開通至 2007 年 3 月 底 已累計拆分通行記錄 10 6 億條 拆分通行費 325 億元 粵通卡用戶數(shù)量不斷攀升 現(xiàn)已發(fā)展用戶超過 21 萬 單月繳費金額超過 1 9 億元 占全省當月通行費總額的 11 6 一些主要高速公路 如廣深高速公路 粵通卡繳費額已占其收入總額的 16 以上 高速公路實行聯(lián)網(wǎng)收費為廣東的社會經(jīng)濟發(fā)展和人民群眾的生活帶來了實實在在 的好處 最直接的效果就是應用統(tǒng)一標準實現(xiàn)全省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費可以減少主線收 費站建設(shè)和運營成本 截至 2005 年底 全省因聯(lián)網(wǎng)收費而少建了 22 個主線收費站 預計到 2010 年 可減少建設(shè) 100 多個主線收費站 實行聯(lián)網(wǎng)收費后取消了大量的主線 收費站 并且按照全省統(tǒng)一標準建設(shè)電子不停車 ETC 收費車道 提高了車輛通行效 率 大大降低每個收費站的運營成本 據(jù)統(tǒng)計 按照 2005 年的建設(shè)規(guī)模 廣東按照全 省統(tǒng)一標準實施高速公路聯(lián)網(wǎng)收費累計減少建設(shè)費用約 11 億元 每年可以減少運營費 用約 1 2 億元 同時還可以節(jié)省機動車燃油消耗費用約 1 1 億元 隨著聯(lián)網(wǎng)收費的深 入 不斷建設(shè)開通更多的 ETC 車道 未來可以節(jié)約收費站建設(shè)成本和運營費用的效果 將更加顯著 經(jīng)濟效益將更加可觀 2 江蘇省 江蘇省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費每天的收費交易量達 20 萬次 但一直采用的是手工半自 動現(xiàn)金繳費方式 已很難滿足車流量不斷增長的需要 從 2004 年 8 月開始 江蘇省交 通控股公司聯(lián)手財政 物價 農(nóng)行等部門 進行高速公路聯(lián)網(wǎng)收費電子支付系統(tǒng)的研 發(fā) 安裝和調(diào)試 于 2005 年 6 月開通了 15 條高速公路和 2 座跨江大橋均開通了電子 支付系統(tǒng) 蘇通卡 目前分為儲值卡和記賬卡兩種 駕車人可以在農(nóng)業(yè)銀行網(wǎng)點辦理 儲值卡用戶預先在卡內(nèi)存入一定的金額 用戶在聯(lián)網(wǎng)收費高速公路出口收費站刷卡后 通行費由電子支付系統(tǒng)自動記扣 儲值卡申請簡便 即買即用 享受折扣 安全可靠 用戶可憑身份證和機動車行駛證在銀行代理網(wǎng)點申領(lǐng) 記賬卡僅對信用等級較高的集 團用戶發(fā)行 用戶先消費 后結(jié)算 江蘇省電子收費結(jié)算管理采用 MTC 當?shù)乩U存 統(tǒng)一結(jié)算 全額劃撥 電子收費 統(tǒng)一結(jié)算劃撥 的結(jié)算方案 電子收費的拆分方式與 MTC 一致 實行含稅拆分 MTC 和 電子支付的結(jié)算相對獨立 江蘇省蘇南聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算中心 蘇北聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算中心分 別在銀行開立收費專戶用于電子支付系統(tǒng)的結(jié)算 銀行負責非現(xiàn)金支付卡的資金管理 對儲值卡 銀行將儲值卡用戶圈存及現(xiàn)金充值的資金歸集到儲值專用賬戶 對記賬卡 通過三方 卡管理公司 銀行及記賬卡用戶 下同 協(xié)議 由銀行代為托收或批量扣 款 蘇南 北 聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算中心與各路公司的資金清算由蘇南 北 聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算 中心分別負責 蘇南 北 結(jié)算中心的收費系統(tǒng)采集收費站的電子支付數(shù)據(jù)進行拆賬 與各收費站上報數(shù)據(jù)核對無誤后 將清分數(shù)據(jù)傳送給結(jié)算系統(tǒng) 結(jié)算系統(tǒng)按照約定的 時間算出各業(yè)主應得金額 并發(fā)送劃賬指令給卡公司 由卡公司把蘇南網(wǎng) 蘇北網(wǎng)劃 賬指令合并發(fā)送給銀行 銀行按照卡公司發(fā)送的劃賬指令 聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算中與銀行簽 訂電子支付協(xié)議 將蘇南 北 聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算中心在銀行專用賬戶的資金 通過銀行 內(nèi)部結(jié)算渠道 當天劃轉(zhuǎn)到各路公司在銀行系統(tǒng)內(nèi)的存款賬戶上 銀行作為江蘇省高速公路卡管理公司的代理機構(gòu) 代理預付卡的開戶 圈存 充 值 劃扣 掛失 止付 換卡 銷戶等一系列具體業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù) 同時還要接受并相應 響應卡管理公司發(fā)送的電子支付資金劃撥指令 由銀行進行從指定劃出賬戶到指定劃 入賬戶之間的資金轉(zhuǎn)賬 14 15 16 3 其它省份 我國 ETC 標準化工作進展較慢 導致各省市交通部門和道路運營部門在此問題上 持觀望態(tài)度 擔心標準不統(tǒng)一情況下產(chǎn)生重復建設(shè)問題 因此這些省市的 ETC 還沒有 得到大規(guī)模應用 但北京 天津 湖南 福建 四川 云南 山西等省市在某些路段 或大橋等進行了一定實踐 具體情況詳見表 1 1 表 1 1 國內(nèi) ETC 應用情況 所在省市應用地點技術(shù)模式通信頻率所處階段 機場高速公路單片式 2 45GHz 投入運營 10 年以上 北京 京津塘高速公路單片式 5 8GHz 試運行 上海滬嘉高速公路單片式 5 8GHz 投入商業(yè)運營 天津津濱高速公路單片式 5 8GHz 投入商業(yè)運營 湖南機場高速公路單片式 5 8GHz 投入商業(yè)運營 四川機場高速公路單片式 915MHz 投入商業(yè)運營 福建廈門大橋單片式 5 8GHz 投入商業(yè)運營 山西太舊高速公路組合式 5 8GHz 投入商業(yè)運營 從目前已開通的 ETC 系統(tǒng)的實際運行情況來看 它們是安全 可靠 穩(wěn)定而準確 的 但在實施和推廣 ETC 系統(tǒng)的過程中存在一個主要問題 設(shè)備兼容性問題 高速公 路管理公司各自引進了互不兼容的 ETC 收費系統(tǒng) 具體表現(xiàn)在通訊協(xié)議不兼容或者數(shù) 據(jù)格式不兼容 導致無法互聯(lián)互通 因此要實現(xiàn) ETC 的良好發(fā)展 最重要的是做到統(tǒng) 一管理規(guī)劃 統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范 統(tǒng)一產(chǎn)品要求 1 4 3 我國電子收費 ETC 發(fā)展趨勢 我國國土廣闊 按照 2004 年底國務(wù)院批復的 國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃 簡稱 7918 我國將建成 10 萬公里的高速公路 目前已建 4 52 萬公里 高速公路發(fā)展 具有很大潛力 為電子收費的應用帶來良好機遇 同時我國公路建設(shè)和運營中又具有 自己的特點 對電子收費的應用提出了特有的要求 在我國實際應用環(huán)境下 電子收 費主要應具備如下特點 1 人工收費長時間存在 電子收費須與人工收費結(jié)合應用 我國地域?qū)拸V 各省以及省內(nèi)各地區(qū)之間經(jīng)濟發(fā)展不均衡性 同時服務(wù)網(wǎng)點密度 無法達到密布水平 因此不能強制要求車輛必須加裝車載設(shè)備以完成電子收費 人工 收費將長時間存在 必須充分考慮電子收費與人工收費的協(xié)作問題 保證電子收費的 順利實施 2 電子收費應用中應符合標準規(guī)范 保證今后的互聯(lián)互通 如果相鄰兩條路段分別實施電子收費而導致車載系統(tǒng)無法互讀 從而產(chǎn)生車輛無 法跨路段通行的問題 必將影響用戶積極性 系統(tǒng)無法達到既定目標 例如北京在電 子不停車收費試驗系統(tǒng)中 就遇到天津津濱路和京津塘高速公路之間已經(jīng)產(chǎn)生了這一 問題 應該說 國內(nèi)廣大交通管理人員已經(jīng)察覺到了這一點 已頒布實施的國家標準 電子收費 專用短程通信 無疑會對這類問題的解決提供強大技術(shù)支持 3 ETC 系統(tǒng)必須與現(xiàn)有 MTC 系統(tǒng)結(jié)合 建立合理的管理體制和實施方案 我國道路建設(shè)業(yè)主多元化 一路一公司 現(xiàn)象普遍存在 而聯(lián)網(wǎng)收費 電子收費 統(tǒng)一結(jié)算 統(tǒng)一管理是必然趨勢 結(jié)算的公平公正 管理的快速準確是電子收費成功 運營的唯一選擇 因此 合理的電子收費管理體制和方法成為關(guān)鍵問題 應根據(jù)本地 特點 研究制定這方面的對策 從制度創(chuàng)新到管理規(guī)定 應制定出成套方案 17 18 19 20 1 5 項目背景 海峽西岸經(jīng)濟區(qū)是以福建為主體 面對臺灣 鄰近港澳 北承長江三角洲 南接 珠江三角洲 西連內(nèi)陸 涵蓋周邊地區(qū) 具有自身特點 獨特優(yōu)勢 輻射集聚 客觀 存在的經(jīng)濟區(qū)域 福建與臺灣的產(chǎn)業(yè)對接 經(jīng)濟融合 著力先行先試 將使這一區(qū)域 的獨特優(yōu)勢更加凸顯 中央政府將加快海峽西岸經(jīng)濟區(qū)發(fā)展 列入國家 十一五 規(guī) 劃綱要 成為中央決策和國家戰(zhàn)略的重要組成部分 海峽西岸經(jīng)濟區(qū)高速公路網(wǎng)是海峽西岸經(jīng)濟區(qū)公路網(wǎng)的主骨架 是綜合運輸體系 的重要組成部分 主要連接重要城市 交通樞紐 重要旅游景點和軍事戰(zhàn)略要地 是 經(jīng)濟區(qū)對外聯(lián)系 區(qū)域內(nèi)重要節(jié)點間 城市密集區(qū)城際間的快速通道 是重要沿海港 口和機場的集疏運通道 為全社會生產(chǎn)和生活提供快速 高效 安全 舒適的運輸服 務(wù) 并為應對戰(zhàn)爭 自然災害等突發(fā)性事件提供快速交通保障 截止到 2006 年底 福建省高速公路通車里程已達 1229 公里 覆蓋全省大部分地 區(qū) 連接廣東 浙江的沿海大通道和福銀高速公路福建段已全線貫通 通過加強交通 基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè) 使得福州 廈門 泉州三個區(qū)域性中心城市更加突出 其支撐和輻 射帶動作用進一步增強 海西城市群的雛形即將初步形成 城市群的經(jīng)濟總量 規(guī)模 承載能力 輻射和帶動能力已逐步提高 但是目前福建省高速公路網(wǎng)大中城市群之間收費站只能以現(xiàn)金方式 車輛排對等 待繳費的現(xiàn)象時有發(fā)生 引發(fā)以下問題 一是現(xiàn)金交費效率低 車輛通行時間較長 造成因繳費引發(fā)交通堵塞 降低高速公路的通行能力和服務(wù)水準 二是收費站點的現(xiàn) 金結(jié)算量較大 在高強度現(xiàn)金收付壓力下 現(xiàn)金清點 防偽等壓力也較大 收費人員 收付假鈔的現(xiàn)象不可避免 三是路段收費站 財務(wù)人員的現(xiàn)金清點 防偽和管理的壓 力與成本較大 影響路費資金的歸集效率 四是少數(shù)不法人員作弊 使國家財政收入 面臨損失的風險 影響了高速公路系統(tǒng)的整體社會形象 五是人工收費方式與電子化 自動化的收費系統(tǒng)相脫離 不利于收費過程的全程電子化和信息交互 所有這些問題 已充分說明海西路網(wǎng)中大中城市之間收費站點的通行能力 服務(wù)水平 綜合效率低下 已制約海西城市群的核心和輻射作用 影響海西經(jīng)濟區(qū)城市群向縱深發(fā)展 著手進行 福建省高速公路電子不停車收費系統(tǒng)工程可行性研究就是基于福建省作為海西經(jīng)濟區(qū) 的主體 理應調(diào)查 分析 研究設(shè)計福建省電子不停車 ETC 聯(lián)網(wǎng)收費技術(shù)條件 技術(shù) 措施 管理措施和實施方案 為福建省高速公路網(wǎng)實施電子不停車收費奠定基礎(chǔ) 通 過電子不停車收費系統(tǒng)的實施 實現(xiàn)福建省高速公路網(wǎng)的綜合社會效益 實現(xiàn)交通增 長方式向集約型方向的轉(zhuǎn)變 1 6 本文的主要內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu) 1 6 1 論文的主要內(nèi)容 本文介紹了高速公路組合式電子收費系統(tǒng)的發(fā)展過程和應用情況 并在此基礎(chǔ)上 詳細論述了福建省高速公路電子收費系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)過程 組合式電子收費系統(tǒng)主 要采用雙片式電子標簽 雙界面 IC 卡 其應用模式是 在不停車車道 允許司機將雙界 面 IC 卡插入雙片式電子標簽 不停車通過收費站 在人工收費車道 允許司機從雙片 式電子標簽中撥出雙界面 IC 卡以非接觸操作的方式刷卡扣款 短暫停車后通過收費站 通行費通過后臺的客戶服務(wù)系統(tǒng)從銀行綁定賬戶中扣除 實現(xiàn)非現(xiàn)金支付 論文對組 合式電子收費系統(tǒng)做了深入的研究 最后給出了系統(tǒng)的具體實現(xiàn) 1 6 2 論文的組織結(jié)構(gòu) 本文共分為六章 第一章 介紹了電子收費系統(tǒng)的興起及面臨的問題 電子收費系統(tǒng)的優(yōu)點和工作 原理 以及國內(nèi)外電子收費的應用現(xiàn)狀 第二章 介紹電子收費的標準及發(fā)展趨勢 介紹組合式電子收費技術(shù)方案的關(guān)鍵 技術(shù)及設(shè)備 第三章 組合式電子收費技術(shù)方案的提出及總體設(shè)計方案 研究了組合式電子收 費技術(shù)系統(tǒng)框架 安全體系及方案實施辦法 第四章 主要介紹組合式電子收費車道系統(tǒng)的構(gòu)成 包括車道設(shè)備組成情況及用 途 還有設(shè)備的布設(shè) 第五章 結(jié)合福建省情況介紹組合式電子收費車道系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) 包括項目 背景 開發(fā)環(huán)境 主要代碼實現(xiàn)和主要界面展現(xiàn) 第六章 總結(jié)了福建省電子收費的項目情況 并介紹未來電子收費系統(tǒng)的發(fā)展 第二章第二章 組合式電子收費系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)組合式電子收費系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 電子收費標準的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2 1 1 ETC 標準的選擇 無線通信頻率 國際上在自動車輛識別 AVI 和專用短程通信 DSRC 領(lǐng)域內(nèi)曾經(jīng)研究和使用過 的頻率主要有三種 915MHz 2 45GHz 5 8GHz 從已經(jīng)建設(shè)完成的應用系統(tǒng)來看 915MHz 系統(tǒng)主要應用在北美地區(qū) 尤其是集裝箱識別系統(tǒng) 并且 最近八年以來 國 際上 包括美國在內(nèi) 幾乎沒有新的 915Mhz 系統(tǒng)應用于道路收費系統(tǒng)中去 美國自身 也在逐步地將應用于智能交通領(lǐng)域的自動車輛識別的頻率轉(zhuǎn)向 5 8 5 9GHz 21 24 5 8GHz 專用短程通信系統(tǒng)主要應用于歐洲 亞洲 南美洲及大洋洲等地區(qū) 2 45GHz 專用短程通信系統(tǒng)應用相對比較少 沒有形成主流 國際標準化組織對微波頻 點的選擇如圖 2 1 所示 圖 2 1 國際標準化組織對微波頻點的選擇 我國信息產(chǎn)業(yè)部在 信部無 2002 277 號文 關(guān)于使用 5 8GHz 頻段頻率事宜的 通知 中也明確規(guī)定 自發(fā)文之日起 5725 5850 MHz 頻段作為點對點或點對多點 擴頻通信系統(tǒng) 高速無線局域網(wǎng) 車輛無線自動識別系統(tǒng)等無線電臺站的共用頻段 其中所述 車輛無線自動識別系統(tǒng) 主要由交通部公路科學研究院代表交通部申請 分配 ITS 相關(guān)應用 因此 中國電子收費選擇 5 8GHz 勿庸置疑 三個標準體系主要技術(shù)指標 如表 2 1 所示 表 22 1 1 ETC DSRC 標準比較表 項目歐洲 CEN DSRC 日本 ARIBSTD T75 美國 WAVE 通信方式被動式主動式主動式 占用帶寬 20MHz 5 795 5 815GHz 70MHz 5 770 5 850GHz 75MHz 5 850 5 925GHz 通信模式半雙工全雙工 半雙工全雙工 半雙工 通信距離10 米 Class1 10 米 Class2 30 米 1000 米 調(diào)制方式ASK BPSKASK QPSKOFDM 自適應調(diào)制 編碼方式 下行 FM0 上行 NRZI ASK 曼徹斯特 QPSK NRZ 通信速率 下行 500Kbps 上行 250Kbsp ASK 1Mbps QPSK 4Mbps 6 54 Mbps RSU 的 EIRP 33dBm Class1 30dBm Class2 44 7dBm 通常 33 dBm 最大 44 8 dBm OBU 的 EIRP 24 dBm 單邊帶 20dBm 通常 20dBm 最大 44 8dBm 通道數(shù) 477 2 1 2 ETC 標準的選擇 電子標簽 1 單片式電子標簽 CEN 標準的 ETC 電子不停車系統(tǒng)是基于單片式電子標簽技術(shù)的 其技術(shù)成熟 廠 商之間的兼容性和互換性較好 電子標簽價格較低 可以控制在 300 元以內(nèi) 單片式 電子收費系統(tǒng)可與現(xiàn)有人工收費系統(tǒng)相對獨立 實施時對現(xiàn)有系統(tǒng)的運行影響較小 天線與電子標簽的交易時間約為 60ms 可以滿足 160Km h 車速下的自由流電子收費的 需要 若采用單片式 ETC 系統(tǒng) 需要在路網(wǎng)內(nèi)所有收費站建設(shè) ETC 車道 但是 我國由于 主要采用封閉式收費 且路網(wǎng)規(guī)模大 收費站點眾多 交通流量分布不均 在全部收 費站設(shè)置 ETC 系統(tǒng)投資巨大 大多數(shù)入口收費站和出口收費站的交通量比較小 車道 數(shù)量少 單獨辟出一條專用 ETC 車道在土建上既困難 在利用率上又不經(jīng)濟 另外 由于多數(shù)收費站缺乏備份的 ETC 車道 一旦已有的 ETC 車道出現(xiàn)問題 ETC 車輛將無法 通行 整個電子收費系統(tǒng)的可靠性和健壯性將無法得到保障 25 26 27 2 雙片式電子標簽 采用雙片式電子標簽的收費系統(tǒng)允許司機將雙界面 IC 卡插入雙片式 ETC 電子標簽 免停車通過收費站 在一般收費站 僅設(shè)置 IC 卡收費車道 允許司機從雙片式 ETC 電 子標簽中撥出雙界面 IC 卡以非接觸操作的方式刷卡扣款 短暫停車后通過收費站 目前 我國高速公路聯(lián)網(wǎng)收費中多選擇雙片式電子標簽 28 29 2 1 3 我國電子收費 ETC 標準 目前國內(nèi) ETC 解決方案中 認知度較高的是組合式收費模式 組合電子收費國家標 準 電子收費設(shè)備等關(guān)鍵部分已于 2007 年 03 月發(fā)布 于 2007 年 05 月 31 日開始實施 30 31 32 33 1 電子不停車收費國家標準 GB T 20851 1 2007 電子收費 專用短程通信 第 1 部分 物理層 GB T 20851 2 2007 電子收費 專用短程通信 第 2 部分 數(shù)據(jù)鏈路層 GB T 20851 3 2007 電子收費 專用短程通信 第 3 部分 應用層 GB T 20851 4 2007 電子收費 專用短程通信 第 4 部分 設(shè)備應用 2 公路聯(lián)網(wǎng)收費技術(shù)要求 征求意見稿 已上報交通部并已在部網(wǎng)站 公示 其中的 附錄六 電子收費設(shè)備技術(shù)要求 將推薦 采用 MTC ETC 組合式收費系統(tǒng) 其物理層的要求包括下 上行鏈路的要求 載 波頻率 e i r p 和雜散發(fā)射的要求應符合工信部無 2002 277 號文 關(guān)于使 用 5 8GHz 頻段頻率事宜的通知 的規(guī)定 如表 2 2 表 2 3 所示 表 2 2 下行鏈路參數(shù) 序號參數(shù)限值 信道1 5 830GHz 1 載波頻 率信道2 5 840GHz 2 占用帶寬 5MHz 3 頻率容限 10 10 6 4e i r p 33dBm 5 鄰道泄漏功率比 30dB 水平面 38 6 天線半功率 波瓣寬度垂直面 45 7 天線極化右旋圓極化 最大增益方向 RSUt 15dB 8XPD 3dB區(qū)域 RSUt 10dB 9 調(diào)制方式 ASK 10 調(diào)制系數(shù)調(diào)制系數(shù) 0 5 0 9 11 編碼方式 FM0 12 位速率 256kbps 13 位時鐘精度 100 10 6 14 OBU喚醒方式15 17個周期14kHz方波b 15 OBU喚醒時間 5ms 16 OBU喚醒靈敏度 40dBm 17 OBU接收靈敏度 50dBm 18 OBU接收帶寬5 825GHz 5 845GHz 19BER 10 10 6以內(nèi) 20 前導碼16位 0 a 對應載波2 5倍信道帶寬以外 b RSU強制要求發(fā)送該波形 OBU可選擇被該波形喚醒或者被正常通信幀信 號喚醒 表 2 3 上行鏈路參數(shù) 序號參數(shù)限值 信道1 5 790GHz1 載波頻 率信道2 5 800GHz 2 占用帶寬 5MHz 3 頻率容限 200 10 6 4e i r p 10dBm 30MHz 1000MHz 36dBm 100kHz 2400MHz 2483 5M Hz 40dBm 1MHz 3400MHz 3530MHz 40dBm 1MHz 5725MHz 5850MHz 33dBm 100kHz 5 雜散發(fā) 射 其它1GHz 20 GHz 30dBm 1MHz 6 鄰道泄漏功率比 30dB 7 天線半功率波瓣寬度 70 8 天線極化線極化或右旋圓極化 最大增益方向 RSUr 15dB 9 XPD 3dB區(qū)域 RSUr 10dB 10 調(diào)制方式 ASK 11 調(diào)制系數(shù)調(diào)制系數(shù) 0 5 0 9 12 編碼方式 FM0 13 位速率 512kbps 14 位時鐘精度 100 10 6 15 RSU接收靈敏度 70dBm 16BER 10 10 6以內(nèi) 17 前導碼16位 0 a 對應載波2 5倍信道帶寬以外 2 2 組合式電子收費系統(tǒng) 組合式收費系統(tǒng)的基本思路是 ETC 收費專用車道同時設(shè)置 ETC 車道天線控制器 和車道 IC 卡專用收費讀寫機具 實現(xiàn)對正常 ETC 車輛 誤入普通車輛通行費收取 在 交通量大 易產(chǎn)生交通流瓶頸的收費站 按需設(shè)置 1 條以上的 ETC 收費專用車道 允 許司機將雙界面 IC 卡插入雙片式 ETC 電子標簽 免停車通過收費站 在一般收費站 僅設(shè)置 IC 卡收費車道 允許司機從雙片式 ETC 電子標簽中撥出雙界面 IC 卡以非接觸 操作的方式刷卡扣款 短暫停車后通過收費站 組合式收費系統(tǒng)已經(jīng)在廣東省實施 經(jīng)使用驗證 整個系統(tǒng)基本滿足預期效果 此方案具備如下優(yōu)點 1 該方案集中了 MTC 收費系統(tǒng)和 ETC 收費系統(tǒng)的優(yōu)點 兩者互為補充 提高道路 使用效率 具有支付手段豐富 交費快捷 通行能力強等特點 2 該方案為解決中心城市的環(huán)城公路網(wǎng) 及區(qū)域經(jīng)濟圈內(nèi)城間公路網(wǎng)的交通瓶頸 提供了有效手段 ETC 車道可以視實際需求進行逐步擴展 資金投入及系統(tǒng)規(guī) 模富有彈性 易于試點和推廣 運營風險大大降低 3 IC 卡系統(tǒng)作為 ETC 系統(tǒng)的備份支付系統(tǒng) 使得系統(tǒng)可靠性大大提高 4 由于采用高安全性的 CPU 卡作為存儲介質(zhì)并采用規(guī)范的雙向認證技術(shù) 保證為 聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)開展預付卡業(yè)務(wù)提供了安全 可靠的解決途徑 5 該方案符合國家標準 電子收費 專用短程通信 中國金融集成電路 IC 卡 規(guī)范 符合電子商務(wù)等國家鼓勵的發(fā)展領(lǐng)域及方向 為將來在公路服務(wù)領(lǐng)域 擴展支付奠定基礎(chǔ) 2 3 非接觸式邏輯加密卡 非接觸式邏輯加密卡又叫存儲卡 卡內(nèi)的集成電路具有加密邏輯和 EEPROM 電可 擦除可編程只讀存儲器 邏輯加密卡具有防止對卡中信息隨意改寫功能的存儲 IC 卡 當對加密卡進行操作時必須首先核對卡中密碼 只有核對正確 卡中送出一串正確的 應答信號時 才能對卡進行正確的操作 目前國內(nèi)高速公路上所使用的非接觸式邏輯加密卡大部分為 Mifare I 標準 大部 分讀寫機具均能支持 由于非接觸式邏輯加密卡存儲容量較大 讀寫速度快 操作簡 單 因而國內(nèi)大部分高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)均采用該種卡片作為通行卡 2 4 雙界面 CPU 卡 雙界面 CPU 卡是 CPU 卡的一種 CPU 卡又叫智能卡 卡內(nèi)具有中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM 程序存儲器 ROM 數(shù)據(jù)存儲器 EEPROM 以及片內(nèi)操作系統(tǒng) COS 由于當前各國經(jīng)濟正在向國際化方向發(fā)展 全球化的金融服務(wù)系統(tǒng)紛紛建立起來 這就帶來了一個 CPU 卡的互操作問題 為了解決同一張卡 在不同的國家 不同的環(huán) 境下都要能夠使用 國際標準化組織專門制定了一系列國際標準 使 CPU 卡及其接口 設(shè)備制造商按照統(tǒng)一的標準 制造統(tǒng)一接口規(guī)格的產(chǎn)品 以保證不同國家 不同行業(yè) 都采用統(tǒng)一的 CPU 卡軟硬件技術(shù)規(guī)范開發(fā)應用系統(tǒng) 從而實現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的 CPU 卡 之間的互換性和接口設(shè)備的共享 34 35 36 雙界面 CPU 卡是集合了接觸式 CPU 卡與非接觸式 CPU 卡接口功能于一個芯片的組 合 CPU 卡 雙界面卡有以下三種 1 接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)僅僅是物理的組合到一張卡片中 兩 個 EEPROM 兩套系統(tǒng)互相獨立 2 接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)彼此操作獨立 但共享卡內(nèi)部分存儲 空間 3 接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)完全融合 接觸式與非接觸式運行狀 態(tài)相同 共用一個 CPU 管理 三種雙界面 IC 卡中 只有最后一種雙界面 IC 卡才是真正意義上的雙界面 CPU 卡 雙界面 CPU