新基建背景下公路联网收费技术发展探索

12月7日，第十六届中国智能交通年会（ITSAC 2021）暨2021年度中国智能交通大会在长沙召开。在大会的“智能交通产业发展论坛”上，北京中交国通智能交通系统技术有限公司总经理刘鸿伟教高发表了题为《新基建背景下联网收费技术发展探索》的演讲，演讲内容主要分为三个方面，新形势下联网收费技术发展的思考、标准引领行业转型升级和下一代联网收费技术的探索与展望。本文为演讲整理稿，有部分删减，未经本人审定。

一、新形势下联网收费技术发展的思考

2019年，我国启动并完成了深化收费公路制度改革，完成了取消高速省界站工作。在这工程中建设了大量外场的基础设施，截至2021年3月底，全国ETC用户已经超过了2.26亿。此后，进一步构建了覆盖全国高速公路网的信息采集、网络传输和智能化应用的新型信息基础设施和用户体系，为下一步的智慧公路建设，数字交通发展打下了良好的基础。

近几年，交通运输部陆续发布了《交通强国建设纲要》、《国家综合立体交通网规划纲要》、《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》和《数字交通发展规划纲要》等战略指导文件。从这些文件反映出，我国交通现阶段需求是加快向数字化、网络化、智能化发展，为交通强国建设提供支撑。在此背景下，联网收费系统如何利用大数据为管理者提供决策支撑？如何发挥外场基础设施的更大效能，提升公路交通的安全、效率和服务水平？如何助力数字交通的发展和交通强国的建设？是公路行业接下来面临的主要问题。

有两个主要的工作思路：

一，深化ETC门架系统和数据资源应用，提升系统能力，来丰富服务场景，为数字公路交通发展和交通强国建设助力。

二，推动技术创新、模式创新、服务创新，进一步提高公路通行效率，更好的服务经济社会发展。换言之，就是巩固优化现有的联网收费系统，在ETC的基础上来拓展服务和探索下一代的联网数据技术，给老百姓提供更好、更便捷的交通服务。

发展的目标有三个：要建设人民满意的交通服务，功能更丰富，使用更方便，出行更便捷，服务更优质；核心技术要自主可控，即打造一流设施、一流技术、一流管理和一流服务，巩固完善现有系统，推动ETC拓展应用和下一代收费技术。三要融合新一代信息技术，比如5G、大数据、区块链，不断推进公路交通的高质量发展。 

二、标准引领行业转型升级

2.1、夯实撤站的成果，鼓励技术创新

撤站任务完成后，公路联网收费系统架构和模式发生了较大的变化。为了适应新的发展需求，我国在几十年的时间内陆续出台了一系列的联网收费系统标准体系，其中存在一些重复、交叉和内容冲突以及碎片化等情况。按照部相关要求，中交国通对收费公路标准体系进行了重新的梳理。新的标准主要是以“4+1”的架构呈现，即技术标准，运营服务规范，系统检测规程，系统运维规范4个标准来指导未来联网收费系统的建设实施；“1”是基于ETC的相关技术，引领DSRC技术的升级迭代，为车路协同拓展服务提供支撑。

该标准旨在夯实撤站成果，同时鼓励技术创新，规定了收费公路联网收费系统（涵盖了部省两级的系统），包括收费、结算、稽核、发行、客服、运行监测等内容。

如何鼓励技术创新来提升公共出行服务？撤站之后，各个省都在进行技术创新，主要包含4个方面。第一，建设联网收费云系统，分权、分域，实现收费站级的管理，车道所有设备IP化管理。从而减少了用人的成本，实现降本增效。第二，新型收费车道。重构车道机电设备，缩小收费岛，增加收费车道的宽度和数量，提升车道通信的速度和安全性。这对于降低土地征收的成本，以及运行维护的成本降低都有所帮助。第三，部分省份实行了匝道预交易、收费车道验证，提升了收费站的通行效率。第四，应用了自助式收费设施，即智能收费机器人。目前很多的技术还在探索阶段，所以在标准编制过程当中，预留了相关的接口，鼓励技术创新。

2.2 基础设施和数据资源综合应用，发挥数字化的潜能

主要分为三个方面。一是联网收费数据的综合应用，基于ETC门架实现了全路网实时精准的数据采集，综合利用全面提升路网精细化管理和服务水平以及大数据挖掘分析，提供服务，支撑科学决策。二是ETC门架设施综合复用。如安装毫米波雷达等传感设备；设置边坡、桥隧等临测信息汇聚点等。三是ETC车路通信拓展应用，如利用OBU获取交通参数和事件信息；通过路侧RSU向OBU进行交通信息发布，实现多场景车路协同，提升安全、效率和服务等。

2.3技术迭代升级，推动车路协同拓展服务

对于基于C-V2X的车协同应用来说，其大规模商业落地的模式还是面临一些困境，如技术的成熟度、产业化还有待进一步的探索推进；运营管理主体未定，商用模式不清晰；基础设施的投入成本比较高，用户的推广周期长等。考虑到这些情况，ETC与OBU拥有的2.26亿用户，是否可以成为破解当前车路协同应用落地困境的一个重要手段？而且在ETC标准设计中已经预留了相关的拓展接口，作为交互网络，如果对其进行技术改造，就可以推进车路协同的快速地落地，对于车路协同的运营管理和商业模式进行先行探索。

公路联网收费本身发展也面临着问题，众所周知就是服务场景单一，用户粘性不够，使用频次不高，用户的忠诚度相对较低。在这些问题和形势下面，中交国通在现有的ETC的标准体系下，同时又结合了智能交通联盟的团体标准《基于ETC专用短程通信的车路协同》等前期标准的研究工作，立项研究行业标准，希望提升DSRC的通信能力，进行技术的升级迭代。

该标准主要遵循三个方面的设计的思路和原则。一是依托5.8GHz DRSC技术升级演进，通过适度的技术升级（成本低，可快速实施），以及物理层拓展（ETC2.0）,实现V2I信息服务，作为高速公路信息服务的补充手段，提升公路交通安全、效率和服务水平；二是成本不提高，推进车路协同快速落地，对车路协同的运营管理和商业模式进行先行探索，同时可优化收费系统，提升信息交互和抗干扰能力，提高交易成功率；三是从系统框架层面，考虑未来技术发展演进，可兼容5G。

技术的升级迭代演进应该分为三个阶段，第一个阶段是仅支持收费，也就是现阶段，通过蜂鸣器给用户提供简单的信息提醒；第二个阶段，在应用层进行软件升级，这个阶段的终端产品要支持收费应用、车路协同的基础服务，语音播报和车机联动的多功能一体化终端；第三个阶段，在物理层做拓展ETC的通信指标和通信能力，来支持收费和多场景的车路协同服务。

2.4 创新检测技术助力收费公路高质量发展

公路联网收费系统发展至今，在各个检测环节的相关工作未能做到有效衔接，存在交叉、检测项目和内容不明确，难以完成满足新应用新需求等问题。一些检测方法难以满足新应用新需求等一系列的问题。所以当前亟待规范和指导联网收费系统及产品的检验检测工作，通过科学检测来提高工程和产品质量，保障联网收费系统安全稳定运行。

三、下一代的收费技术的探索和展望

在我国公路联网收费技术发展最初，基本上是靠引进国外技术进行吸收、消化和再创新。发展至今，部分应用已经走在了前面，下一代联网收费技术的发展需要结合国情、现有技术特点和经济社会发展的状况等，去研究和设计适合于我国的收费技术。

下一代联网收费技术探索主要面临五方面的挑战。

挑战一：没有成熟经验可借鉴。我国拥有复杂的、大规模的高速公路网结构，有上干家的公路运营主体，政策环境、社会经济环境、信用体系结构错综复杂。

挑战二：如何找准技术先进性和适用性的平衡点。信息技术创新活跃，技术发展和融合的步伐不断加快，北斗、第五代移动通信在国家战略下加紧推动，这些都为ETC技术进步升级，公路自由流收费技术的发展提供助推力。如何找准这些技术的平衡点是当前亟待解决的问题。

挑战三：与现有联网收费系统的有效衔接、平滑演进。如何有效利用目前已形成以省为主体的联网收费运营体系和规模巨大的联网收费系统，进行下一代联网收费升级的有效街接，是重要课题。

挑战四：技术核心——准确收费。公平、公正和公开是联网收费技术最基础的保障，下一代技术需要适应复杂路网结构和灵活的差异化收费政策，需要升级当前技术装备和算力要求。

挑战五：配套政策法规。相对于北斗、自由流收费等技术探索，更为重要的是政策法规的制定和出台，这是支持下一代联网收费技术的前提和基本保障。

自由流收费是一个涉及管理、运营、技术、服务、信用体系、政策法规保障等方面的复杂的系统工程，将会带来技术、管理和服务模式的巨大变化。自由流收费技术的最终目标就是实现用户计费准确、多种收费方式并存。要在做到公平、公正、公开，同时让老百姓感到更便捷。在这些挑战和目标下，基于前期的一些研究，下一代联网收费探索有以下三个技术路线。

思路一：ETC+自助缴费+MITC人工收费+信用稽核：以〝自由流收费为主、自助缴费和慢速通道为辅〞，多种支付手段融合应用的多车道自由流流收费方式。

思路二：基于北斗高精定位里程费收费＋信用稽核。基于卫星定位和无线接入技术的电子不停车收费技术，可以解决传统联网收费中路径识别的困难和基于DSRC技术的多车道自由流收费实现技术难点，同时为车载交通信息服务提供重要平台。

思路三：ETC+北斗+5G+C-V2X……融合自由流+信用稽核。