摘要 將先進(jìn)的非接觸IC卡技術(shù)應(yīng)用于京石高速公路（北京段）的收費(fèi)業(yè)務(wù)管理中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件設(shè)備和使用人員的科學(xué)管理。收費(fèi)中心采用集中式管理模式，由管理員統(tǒng)一管理所有IC卡及卡箱，并配合卡箱移動(dòng)員辦理通行卡以及使卡箱在各個(gè)收費(fèi)站的收費(fèi)車(chē)道之間的協(xié)調(diào)移動(dòng)（卡箱安裝與拆卸）。收費(fèi)車(chē)道由收費(fèi)員操作，通過(guò)發(fā)卡天線(xiàn)和收卡機(jī)具體辦理通行卡的發(fā)出與收回以及按卡收費(fèi)操作。通過(guò)在京石高速公路（北京段）試運(yùn)行，證明該系統(tǒng)具有推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞 京石高速公路 非接觸IC卡 收費(fèi)系統(tǒng)管理
一、非接觸IC卡的特性與使用背景
1非接觸IC卡的特性
非接觸IC卡又稱(chēng)射頻卡，是世界上最近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，由于它解決了IC卡中無(wú)電源和讀寫(xiě)器免接觸識(shí)別的難題，更具有獨(dú)特的存儲(chǔ)芯片和加密方式，因此它比磁卡、條碼卡以及光電卡等更具有發(fā)展優(yōu)勢(shì)。京石高速公路（北京段）封閉式收費(fèi)、監(jiān)控管理系統(tǒng)使用的非接觸IC卡就是這樣一種高效低故障率的通行信息載體，它使用光電技術(shù)作為數(shù)據(jù)操作和管理的媒介，徹底克服了紙票或磁票設(shè)備需要人為干涉和機(jī)械運(yùn)作的缺點(diǎn)，具有物理性能可靠，不易損壞，可反復(fù)循環(huán)使用，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)安全、保密，相關(guān)設(shè)備簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)，易于維護(hù)和管理等諸多優(yōu)點(diǎn)，是適合高速公路使用的理想操作設(shè)備。
2使用背景
目前，國(guó)內(nèi)外許多待建高速公路都將非接觸IC卡及其相關(guān)設(shè)備作為收費(fèi)系統(tǒng)使用的必要設(shè)備，同時(shí)許多將紙票、磁券作為收費(fèi)依據(jù)的高速公路則計(jì)劃改用非接觸IC卡及其相關(guān)設(shè)備替換已有設(shè)備，以適應(yīng)全球高速公路收費(fèi)系統(tǒng)統(tǒng)一使用非接觸IC卡的大趨勢(shì)，并為未來(lái)“一卡通”收費(fèi)及不停車(chē)收費(fèi)做好前期準(zhǔn)備。
在我國(guó)，交通部關(guān)于發(fā)展中國(guó)智能化交通系統(tǒng)的下一步設(shè)想中，也將“一卡通”聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)作為目前需要集中發(fā)展的收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方面的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，而要實(shí)現(xiàn)高速公路收費(fèi)“一卡通”，必須首先在高速公路內(nèi)部實(shí)現(xiàn)按卡收費(fèi)，然后才能發(fā)展不同高速公路之間的收費(fèi)“一卡通”。按計(jì)劃，我國(guó)將在2002年建成兩縱兩橫的高等級(jí)公路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為此更需要加速推廣非接觸IC卡在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用。京石高速公路（北京段）原先使用紙票作為收費(fèi)依據(jù)和憑證，為適應(yīng)形勢(shì)的要求，現(xiàn)在改用非接觸IC卡及其相關(guān)設(shè)備管理收費(fèi)業(yè)務(wù)。該工程作為北京運(yùn)通路安科技發(fā)展有限公司在高速公路收費(fèi)業(yè)務(wù)管理上的一個(gè)范例工程，其既是高科技前沿技術(shù)在收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用，也符合交通部“統(tǒng)籌規(guī)劃、打好基礎(chǔ)”的高速公路發(fā)展方針。
二、京石高速公路（北京段）應(yīng)用非接觸IC卡的設(shè)計(jì)思路
1非接觸IC卡管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
京石高速公路（北京段），北起六里橋，南至北京南站，共有一個(gè)收費(fèi)中心，一個(gè)主線(xiàn)站，八個(gè)匝道站，全線(xiàn)為人工判別車(chē)型、全封閉收費(fèi)方式，由收費(fèi)中心統(tǒng)一對(duì)全線(xiàn)各收費(fèi)站進(jìn)行收費(fèi)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
在設(shè)計(jì)京石高速公路（北京段）非接觸IC卡管理系統(tǒng)時(shí)，考慮到以下三個(gè)方面的實(shí)際情況：
第一，非接觸IC卡按用途分為兩種類(lèi)型：身份卡和通行卡。其中，身份卡是操作車(chē)道設(shè)備的有關(guān)人員的身份識(shí)別專(zhuān)用IC卡，它由收費(fèi)中心統(tǒng)一編制和管理,發(fā)給收費(fèi)人員使用。收費(fèi)員必須持卡在車(chē)道控制器上驗(yàn)證身份后，才能上崗操作車(chē)道設(shè)備，而且其所有操作數(shù)據(jù)均含有其身份信息，便于收費(fèi)中心統(tǒng)一管理。
通行卡是記錄車(chē)輛通行數(shù)據(jù)的專(zhuān)用IC卡，它由入口車(chē)道發(fā)出出口車(chē)道收回，并可循環(huán)使用，出口車(chē)道收費(fèi)員依據(jù)其記錄的入口信息收取車(chē)輛通行費(fèi)。除了緊急車(chē)輛或車(chē)隊(duì)外，無(wú)論交費(fèi)車(chē)還是免費(fèi)車(chē)，都需要從入口領(lǐng)取通行卡，行駛至出口交回通行卡。
第二，為了有效管理京石高速公路（北京段）上使用的大量通行卡（近10萬(wàn)張通行卡），需要用卡箱來(lái)存儲(chǔ)所有的通行卡和移動(dòng)管理通行卡。卡箱內(nèi)裝通行卡500張，分別用在入口車(chē)道（人工發(fā)卡）和出口車(chē)道（收卡機(jī)）處，收費(fèi)中心配置一定數(shù)量的卡箱供收費(fèi)車(chē)道收費(fèi)員隨時(shí)使用。
第三，由于京石高速公路（北京段）在人員管理上采用的是集中式管理模式，因此在對(duì)非接觸IC卡的管理上，也相應(yīng)采取了集中模式。即在收費(fèi)中心集中管理全線(xiàn)所有的通行卡及卡箱，負(fù)責(zé)通行卡在各個(gè)收費(fèi)車(chē)道之間的平衡分配、循環(huán)使用（通過(guò)卡箱）以及壞卡、備用卡、丟卡等特殊情況處理等，其也是管理層，而九個(gè)收費(fèi)站和收費(fèi)車(chē)道一起是通行卡的具體使用層，負(fù)責(zé)通行卡的具體發(fā)出、收回操作，基本不涉及通行卡的循環(huán)和管理。
2京石高速公路（北京段）使用的非接觸IC卡相關(guān)設(shè)備
京石高速公路（北京段）所采用非接觸IC卡相關(guān)硬件設(shè)備如下：
(1)收費(fèi)中心非接觸IC卡管理計(jì)算機(jī)
收費(fèi)中心設(shè)置一臺(tái)非接觸IC卡管理計(jì)算機(jī)，主要負(fù)責(zé)各種身份卡的制作，管理通行卡、卡箱的移動(dòng)，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。
(2)卡箱
將通行卡做批量存儲(chǔ)和移動(dòng)管理的集中設(shè)備。
(3)收卡機(jī)
在入口收費(fèi)車(chē)道設(shè)有發(fā)卡天線(xiàn)，用于接受收費(fèi)員通過(guò)鍵盤(pán)輸入的入口車(chē)輛信息，并將有關(guān)信息寫(xiě)入通行卡后，發(fā)出通行卡。收卡機(jī)放置在出口收費(fèi)車(chē)道，收費(fèi)員接受司機(jī)交回的通行卡后，將卡推入收卡機(jī)，收卡機(jī)自動(dòng)將有效通行卡收入卡箱，并在顯示屏上顯示車(chē)輛入口信息可作為出口收費(fèi)員收取通行費(fèi)的依據(jù)。
3非接觸IC卡的使用流程
如前所述，京石高速公路（北京段）非接觸IC卡管理系統(tǒng)從整體上看分為兩層：管理層和使用層（見(jiàn)圖1）。從通行卡的流動(dòng)過(guò)程上分析，其使用經(jīng)過(guò)了三個(gè)環(huán)節(jié)：收費(fèi)中心、收費(fèi)車(chē)道和司機(jī)。除了與司機(jī)交互操作的這個(gè)環(huán)節(jié)以外，其余三個(gè)環(huán)節(jié)中的通行卡都是以存放在卡箱中的狀態(tài)出現(xiàn)的（壞卡除外），因此在流程圖中，有兩條移動(dòng)主線(xiàn)，即卡箱的移動(dòng)和IC卡的移動(dòng)。我們用實(shí)心箭頭表示卡箱的移動(dòng)，用空心箭頭表示單獨(dú)的IC卡的移動(dòng)。圖右側(cè)的操作人員分別負(fù)責(zé)左側(cè)相應(yīng)的設(shè)備管理或具體操作。
4非接觸IC卡的使用人員
通過(guò)上述收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備的描述和使用流程的分析，可以看出京石高速公路（北京段）收費(fèi)系統(tǒng)的非接觸IC卡及卡箱操作人員包括：
1收費(fèi)中心管理員
收費(fèi)中心管理員全面負(fù)責(zé)全線(xiàn)所有非接觸IC卡及卡箱的存儲(chǔ)和維護(hù)，保證通行卡（通過(guò)卡箱）從收費(fèi)中心發(fā)出時(shí)的正確使用狀態(tài)，通過(guò)與卡箱移動(dòng)員聯(lián)絡(luò)，維持通行卡及卡箱在各個(gè)收費(fèi)站之間的調(diào)度平衡，保證全線(xiàn)通行卡及卡箱的正常循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2卡箱移動(dòng)員
卡箱移動(dòng)員有專(zhuān)職移動(dòng)員和兼職移動(dòng)員（由收費(fèi)員兼任）兩種,具體辦理卡箱在收費(fèi)中心和收費(fèi)站各收費(fèi)車(chē)道之間的移動(dòng)?？ㄏ湟苿?dòng)員不能打開(kāi)任何卡箱（有鎖），而且卡箱移動(dòng)員的姓名、移動(dòng)的卡箱等有關(guān)信息將存入收費(fèi)中心IC卡管理計(jì)算機(jī)，以備核查。
