深圳金溢组合式收费ETC车道系统及相关设备技术规范

深圳金溢组合式收费ETC车道系统及相关设备技术规范1术语及略缩语1.1术语定义1.1.1入口车道车辆进入高速公路的车道。

1.1.2出口车道车辆离开高速公路的车道。

1.1.3收费站收费站是收费业务的基层管理单位，配有相应的收费设施（包括收费广场、收费站房和收费设备等）。

1.1.4路段收费中心对一条含有若干个收费站的路段进行管理的机构。

1.1.5CPU卡含有中央处理单元（CPU）的IC卡。

按通讯界面分为接触式CPU卡、非接触式CPU 卡和双界面CPU卡。

1.1.6非现金支付卡在联网收费系统中，专门用于代替现金缴纳通行费的双界面CPU卡。

1.1.7记帐卡非现金支付卡的一种，卡中不含资金信息，使用后，用户的消费金额从用户的系统帐户中扣除。

1.1.8储值卡非现金支付卡的一种，卡中含有资金信息，使用时，用户的消费金额直接在卡内的储值金额中扣除。

1.1.9OBU导入卡在发行OBU时，为了将车辆特征等数据信息从发行系统导至OBU中，采用CPU卡作为中转媒介，先将数据从发行系统导入该CPU卡，然后再将数据从该CPU卡导入OBU中。

该CPU卡称为OBU导入卡。

1.1.10 无效卡（坏卡）因种种原因造成不能正确读写的非现金支付卡。

1.1.11 PSAM卡用来存放安全控制密钥并具有计算功能的特殊的接触式CPU卡。

1.1.12 费率表高速公路通行费的征费价格表，表中存贮不同区间、不同车型的收费价格以及各种特殊通行情况（逆行、回头、丢卡等）的收费价格。

1.1.13 黑名单禁止通过ETC车道的卡列表（含储值卡或记帐卡）。

对于已挂失、无卡注销、伪卡或止付卡则该卡将被列入黑名单。

当车辆通过收费车道的时候，交通信号灯将保持红色，并出现声光报警。

1.1.14 1车载机OBU具有信息存储和微波通信应答功能，并配置了接触式CPU卡读写接口的车载单元。

1.1.15 两片式电子标签由OBU和双界面CPU卡共同构成的，能够完成电子不停车收费功能的车载设备。

1.1.16 路侧读写控制器（RSU）安装在电子不停车收费车道路侧立柱或车道上方天棚（或门架）上，一般由车道天线和天线控制器等单元所组成。

读写器受车道计算机的控制，通过微波通信方式对车载机内的数据进行读写、交换等处理。

1.1.17 线圈埋设在车道上，用于检测车辆通过状态的磁感式感应器。

1.1.18 自动栏杆可由计算机或其它设备通过控制信号控制其起落的栏杆。

1.1.19 费额显示器用于向车主显示应缴费金额等信息的室外显示装置。

1.1.20 车道控制器指车道中用于处理车道计算机与外部设备之间信号转换的设备。

1.1.21 正常车通过高速公路需正常缴费的车辆。

1.1.22 免费车免费车的范围包括：军车、武警车、警卫车队、消防车、殡葬车、救护车、特殊车辆等。

免费车的范围根据政府的调整而调整。

1.1.23 电子钱包（Electronic Purse）一种为持卡人消费而设计的金融IC卡应用。

它支持圈存、消费和查询余额交易。

除圈存交易外，使用电子钱包进行的其他交易均不记录明细，且均无须提交个人密码（PIN）。

1.1.24 电子存折（Electronic Purse）一种为持卡人进行消费、取现等交易而设计的使用个人密码（PIN）保护的金融IC卡应用。

它支持圈存、圈提、取现、修改透支限额和查询余额交易。

1.2 缩略语下列缩略语适用于本技术规范。

DSRC 专用短程通信(Didecated Short Range Communication)ETC 电子不停车收费(Electronic Toll Collection)MTBF 平均无故障时间(Mean Time Between Failures)MTC 人工半自动收费(Manual Toll Collection)MTTR 平均维护时间（Mean Time to Repair）OBU 车载机(On-Board Unit)PSAM 消费安全存取模块（Purchase Secure Access Module）RSU 路侧读写控制器(Road-Side Unit)TAC 交易认证码（Transaction Authorization Cryporgram）2 组合式电子收费技术简介高速公路电子不停车收费（ETC）系统是高速公路联网收费系统的一部分，本技术规范中的高速公路联网收费系统采用组合式收费技术方案，要述如下：2.1 组合式电子收费的应用模式组合式收费系统的用户在封闭路网下典型应用方式如下：非现金支付方式以双界面CPU卡为非现金支付卡，非现金支付卡同时兼作通行卡，以非现金支付卡上记录的入口信息、标识站信息作为收费依据。

使用非现金支付卡的车辆在通过人工收费入口车道时，司机将非现金支付卡交给收费员刷卡，写入入口信息，收费员将卡交回给司机；通过人工收费出口车道时，司机将非现金支付卡交给收费员，刷卡收费，完成后收费员将非现金支付卡交还给司机。

使用非现金支付卡的车辆在通过电子不停车收费入口车道时，将非现金支付卡插进车载机中，可不停车通过，入口信息自动写入非现金支付卡中；通过电子不停车收费出口车道时，将非现金支付卡插进车载机中，可不停车通过，收费过程自动完成。

下表1是简要的流程说明：表1：组合式收费流程说明入口车道出口车道流程说明MTC入口站MTC出口站MTC入口站。

用户取出IC卡，交给收费人员在读卡机上刷卡，系统向IC卡中写入口信息。

MTC出口站。

用户取出IC卡，交由收费人员在读卡机上刷卡，系统从IC卡中读取入口信息，计算扣款额，执行车道动作。

ETC入口站。

用户不停车通过，ETC系统通过无线通信方式将入口信息发至电子标签，电子标签向IC卡中写入入口信息。

ETC出口站。

用户不停车通过，ETC系统通过RSU/OBU之间无线通信读取电子标签和IC 卡中的入口信息等相关信息，计算扣款额，执行车道动作。

MTC入口站ETC出口站ETC入口站MTC出口站ETC入口站ETC出口站2.2 组合式电子收费系统服务功能组合式收费系统能够向车辆用户提供如下的几种服务功能：①停车方式的现金付费（MTC+CASH）系统兼容以Mifare I非接触逻辑加密卡作通行券的普通IC卡收费方式，使得尚未申请支付卡服务的用户，能够继续使用所熟悉的“入口领卡、出口交费”的持卡通行现金付费业务。

这样，不仅可以照顾用户的传统使用习惯，还能最大程度保护已有车道系统的投资。

②停车方式的储值卡付费（MTC+SVC）系统使用的储值卡是一种双界面CPU卡，卡内以电子钱包的形式记录金额，该卡片同时作为付费介质和通行介质使用。

用户车辆通过车道时，把储值卡交给收费人员，收费人员进行刷卡，系统自动扣除卡上金额，并指挥车辆通过。

整个过程无须现金，用户省去了携带大量现金的麻烦，使用方便，也不用交额外的服务费。

③不停车方式的储值卡付费（ETC+SVC）使用如上所述的一张储值卡，加上一个两片式电子标签，用户就能够在通过ETC车道时，获得不停车方式的储值卡付费服务。

用户车辆通过车道时，把储值卡插在电子标签中，系统通过路侧天线与电子标签进行通讯，读取卡上信息，自动扣除卡上金额，并指挥车辆通过。

车辆无须停车，快速通过ETC车道，获得高效快捷的服务。

④停车方式的记帐卡付费（MTC+ID卡）本系统使用的记帐卡是一种双界面CPU卡，卡内记录特定用户信息，在后台，系统通过卡号码与用户的银行帐号对应起来，卡片同时作为付费介质和通行介质使用。

用户车辆通过车道时，把记帐卡交给收费人员，收费人员进行刷卡，用户在路段上的消费被系统自动记录，作为事后向银行请求扣款的依据，系统同时指挥车辆通过。

整个过程无须现金，用户省去了携带大量现金的麻烦，使用方便，也不用交额外的服务费。

⑤不停车方式的记帐卡付费（ETC+ ID卡）使用如上所述的一张记帐卡，加上一个两片式电子标签，用户就能够在通过ETC车道时，获得不停车方式的记帐卡付费服务。

用户车辆通过车道时，把记帐卡插在电子标签中，系统通过无线链路与标签和卡片进行数据交换，用户在路段上的消费被系统自动记录，作为事后向银行请求扣款的依据，同时，系统指挥车辆通过。

车辆无须停车，快速通过ETC车道，获得高效快捷的服务。

3 ETC车道收费系统描述3.1 ETC收费车道应用模式组合式电子收费系统ETC车道的应用模式如下图1所示。

图1 组合式电子收费系统应用模式其中，电子标签为双片式类型，即必须支持IC卡的读写，且IC卡接口和访问符合PBOC 的相关规定。

在所述的电子收费应用中，电子标签只充当车辆自动辨识和DSRC通信的设备，涉及电子支付的功能由IC卡实现，电子标签提供IC卡至路侧设备直接的信息转发。

（1）车载设备。

一般安装于车辆上，存储车辆自动辨识（A VI）信息（如车辆参数等），一方面完成DSRC通信功能，另一方面充当IC卡信息转发器，并具备少量显示或指示界面以指示相关状态。

（2）路侧设备。

一般固定安装于收费站，用于获取车载设备信息，并通过车载设备与IC卡进行信息交互实现电子支付流程；此外还提供面向车道系统的计算机通信接口。

（3）IC卡。

配合电子标签使用，主要用于存储支付信息（如电子钱包等）以及支付的辅助性信息（如道路入口处、道路出口点、进入时间、离开时间等），作为电子支付的媒介。

（4）车道系统。

收费站车道控制系统，一方面通过路侧设备提供的接口获取车载设备和IC卡信息，另一方面配合性控制车道设备（如栏杆、交通灯灯）动作。

（5）后台数据库系统。

主要接收车道系统的交易记录，用以结算和清算等处理。

3.2 ETC收费车道交易过程模型组合式收费的ETC车道系统基于DSRC设备所支持的自动辨识功能和IC卡所支持的支付功能而实现，其交易流程如下图2所示。

图2 组合式ETC电子收费交易模型3.3 ETC车道收费系统构成ETC车道收费系统包括以下子系统：车辆识别系统、车辆检测系统、设备控制系统、计费系统、通信系统、图像抓拍系统。

主要组成设备：路侧读写控制器（RSU）、车载机（OBU）、车道通行信号灯、报警器、费额显示器、自动栏杆机、车道计算机（含显示器、键盘）、车道控制器、雨棚信号灯、车辆检测器、线圈、车道摄像机等。

3.4 ETC车道收费系统基本功能探测车辆的到来和离开并对车辆进行计数，并传送检测结果。

结合车辆识别可判断来车是否有OBU。

当车辆通过车道时，抓拍设备自动对车辆图像进行抓拍并保存。

在入口车道将入口收费站、车类等信息写入非现金支付卡；在出口车道，根据车辆经过的入口收费站、车类信息，查费率表，计算通行费金额，回写出口标识，如果是储值卡则扣款。

根据车道计算机控制指令正确控制车道设备的动作，包括：自动栏杆的升起（自动栏杆的下落由栏杆自身控制）、雨棚灯的切换、通行信号灯的切换、声光报警器的开启和关闭、费额显示器的显示等。