国标《公路收费方式》制定中对若干问题的考虑

　　摘要：在分析我国公路收费政策存在的种种矛盾和收费公路成功条件的基础上提出建设公路收费系统所应遵循的几项原则， 并重点介绍了在制定国标时对几个热点问题的考虑。
　　关键词： 国标； 公路收费方式
　　中图分类号： 文献标识码： A
　　国标GB/T 19367-2001《公路收费方式》已于2001年5月颁布， 2002年1月1日开始实施。在该标准的调研、制定过程中编写组不仅借鉴了国外的成功经验， 同时对我国十几年来收费系统技术的发展进行了回顾和总结， 并特别对当前存在的若干热点问题组织科研、设计、管理等各方面专家进行了认真的讨论。本文将在分析我国公路收费政策及建设收费系统所应遵循的原则基础上介绍对这些热点问题的讨论结果以及笔者的一些考虑。
　　1 公路收费政策存在的种种矛盾
　　毋庸置疑， 公路收费政策在我国取得了巨大成功。短短十几年时间， 正是依靠这项政策筹得的巨额建设资金， 使我国从零开始一跃成为世界第二位的高速公路大国， 我国的公路交通条件发生了质的飞跃。
　　但是， 和世界上其他执行公路收费政策的国家一样， 这项政策的执行也充满着矛盾：
　　（1） 建设公路的目的是发展公路交通运输， 进而促进地区乃至全国的经济发展。但实行公路收费后， 制约了相当部分车辆使用收费公路， 影响社会效益的发挥。收费站点过多、过密造成道路通行不畅， 费额过高造成道路使用者负担过重是最主要的影响因素。
　　（2） 实行公路收费政策是为了偿还贷款和继续发展， 因此希望获得尽可能高的收入。
　　但收费公路增加了收费设施， 其建设成本和运营成本均比免费公路高。在我国， 由于大量采用人工或半自动收费方式， 收费员及管理人员队伍庞大， 用于收费业务本身的投资及运营费用又占相当大的比重。
　　（3） 建设收费公路本为方便道路使用者， 但相当部分的道路使用者（或部门）对交费有抵触， 甚至发生纠纷， 等等。
　　2 建设收费公路成功的条件
　　收费公路要想进入良性循环并最终取得成功需具备以下条件
　　（1） 国家政策的支持；
　　（2） 公路网合理的规划、布局， 收费公路建设的实际可行性；
　　（3） 国内外财政市场借货的可行性；
　　（4） 可靠的财务分析及风险的合理分担；
　　（5） 道路使用者的可接受性；
　　（6） 管理效率及有效性；
　　（7） 改善因收费带来的交通延误及其他不便， 等等。
　　以上条件中的后面三条是与收费系统的建设（收费方式的选择）相关联的。
　　3 建设收费系统应遵循的原则
　　（1） 经济性原则—— 收费系统及收费管理业务自身应尽可能的少投入多产出。比较有效的途径是：
　　·选择投资及运营成本较低， 并且方便管理的收费方式及技术；
　　·提高收费系统自动化程度， 尽可能精简收费人员；
　　·在保证正常收费的前提下尽可能简化系统配置， 使每项设施都能发挥应有效益。
　　我国相当数量的收费公路效益不太理想， 并面临还贷的巨大压力， 因此更应十分注重经济性原则。
　　（2） 提高收费效率， 提高收费车道的通行能力， 降低收费人员的工作强度的原则。
　　（3） 综合运用管理手段和技术手段以最经济的方法取得尽可能好的管理效果， 避免过份依靠技术手段解决所有问题的原则。
　　（4） 把握技术的先进性及适用性的界限， 避免盲目追求技术先进而忽视适用性的原则。
　　（5） 把握科研与生产的关系和界限的原则。科研来源于生产实践并服务于生产实践， 并依靠生产实践不断地完善提高。但科研与生产又有严格的界限， 科研成果只有达到基本成熟时才可用于工程实践， 否则将造成重大损失， 这方面的教训已不胜枚举。
　　总之， 建设收费系统应牢牢把握工程的可行性， 即任何一项技术或设施的采用首先应是必要的， 有效益的， 同时在技术上和经济上又是可能的。
　　4 对若干热点问题的分析与考虑
　　4.1 封闭式收费系统中入口车道是否需要设置电动栏杆和车道摄像机的问题
　　为了加快入口车道的处理速度， 保证入口车道的通过能力， 同时由于入口车道的主要职能是发通行券（卡）， 不直接涉及收费， 因此传统作法不配电动栏杆和摄像机。
　　提出这一问题的多是采用非接触式IC通行卡的地方， 由于通行卡价格较高， 需特别防止流失。为了避免在出口回收时引起纠纷（谎称入口未发卡）， 因此在入口车道加装电动栏杆， 以保证每辆车在拿到通行卡后再放行。加装摄像机是为了加强入口监督， 防止多发卡作弊， 也有用于车牌照自动识别等目的的。
　　加装两项设备有利（以上所述）有弊， 弊病一是增加了投资， （每车道2～3万元）， 二是电动栏杆的使用降低了入口车道的处理速度（经调查， 装栏杆比不装栏杆速度降低约1/2）， 交通量大的地方需增加入口车道。最终经济上是否合算很难判断， 因此标准将这两项作为可选设备， 未作建议（或必须）设备。
　　4.2 在我国入口车道是否可以采用通行券自动发券机的问题
　　欧美等收费公路国家大多采用自动发券机， 从而有效地减少了收费人员。考虑到我国起步初期道路使用者对收费操作不熟悉， 在无人值守的入口车道易发生误操作和设备损坏； 另外入口车道还要兼顾交通管理， 防止受限制的车辆、行人进入， 因此无法采用。
　　经过十多年的发展， 一些收费规范、秩序良好的收费公路已经具备使用自动发券机的可能性， 因此将其纳入标准， 并建议向这个方向发展。
　　4.3 是否应该采用自动分车型技术的问题
　　这是一个呼声很高又非常棘手的问题。
　　首先， 从提高自动化程度， 减少人工干预和作弊途径的角度来看有必要采用。另外， 一些车主为了少交费， 甚至伙同汽车生产（或改装）厂在车辆出厂证件上将载重吨位（或客车座位数）降档， 由此造成公路部门通行费收入的大量损失。这一问题的出现也使采用该技术变得迫切和必要。
　　但从技术角度看， 在我国全面采用这一技术的条件尚不成熟， 主要的原因是：
　　（1） 由于实行公路收费政策时间不长， 也由于部分收费公路费额标准相对偏高， 我国道路使用者对这一政策的接受程度还不能令人满意。在这个时期我国公路收费需特别注重用户负担的公平合理性问题， 这就使得国内绝大多数收费公路采用比较合理（按里程收费）而不经济的封闭制式， 车型分类标准也采用了较为合理而不够简单明确的按货车吨位和客车座位数的分类方法。按这种分类方法， 人工判别尚不容易， 自动分车型就更加困难。
　　（2） 如像欧美国家按车辆外形参数（如车高、轴数、轮数或轴距等）来分则十分简明， 人工和自动分型均容易实现。但我国目前的车辆构成十分复杂， 国内外生产（改装）的车种达上千种， 如以外形参数分型很难保证公平合理性。这一局面在我国加入WTO若干年后可望得到改善。
　　（3） 正是由于以上原因， 我国用于公路收费的统一车辆分型标准迟迟未能出台。在没有统一标准的情况下开发和生产自动分车型设备就有些盲目。
　　（4） 再借鉴几个经济发达的收费公路大国， 在半自动收费的地方， 其自动分车型技术也远未普遍应用。而采用这项技术的地方也多作为后置式使用（车型分类仪设置在车道尾部）， 作为对人工判车型的校核。究其原因也在于技术尚未完全成熟以及运营管理方面存在某些问题（如误差的处理以及投资等问题）。
　　综合考虑以上因素， 以及部分省市的迫切要求， 标准将自动分车型设备列为可选项， 在有条件的地方可以设置。同时也希望通过部分省市的试点取得经验， 为将来修订分类标准和推广自动分车型技术创造条件。
　　附带说明的是如果在封闭式系统的出口车道采用了自动分车型技术， 那么入口车道就可以不再分车型， 采用自动发券机的入口车道也不需要安装自动分车型设备。
　　4.4 在封闭式系统中是否应采用牌照自动识别技术以防范换（通行）券作弊的问题
　　对向行驶的车辆换券作弊是封闭式系统通过缩短里程少交费的一种作弊形式， 而同一车辆换牌作弊（入口挂地方车牌， 出口改挂军车牌）则更直接将应交费车变成免费车了。以上形式的作弊现象目前呈现蔓延趋势， 已成为不可忽视的问题。而在入口将车牌号码写入通行券、出口进行核查是一种防范措施。国内外某些系统（如日本和京津塘高速公路）采用在不定期抽检时人工键入牌号尾数的方法， 也有将人工输入车牌号作为入口固定操作的实例。
　　目前呼声较高并已有部分高速公路试用的是使用入出口车道摄像机及牌照自动识别系统对通过车辆的牌照自动、连续地提取、记录和核查的方法。这种想法是好的， 但在实践中存在以下问题：
　　（1） 采用此技术的投入较大（据不完全调查每车道3万元以上）， 在几乎是“零成本”的人工输入车牌号方案的比对下， 使用自动识别技术的性价比不占优势。
　　（2） 由于应用环境、车牌状态以及技术本身等多种因素的限制， 自动识别率和精度不可能达到100%（一般说法可以达到90%以上）， 而一个可用系统由于拒识或误识所造成的误差以及进而需要远程入口图像调用的比率应控制在千分位数量级。目前采用OCR（字符识别）+车牌图像匹配（入出口对拒识车牌提取特征参数进行比对）的方法有效地提高综合识别率， 但又引发出新的问题： 其一是特征参数位数较多， 难以写入通行券（卡）， 需通过网络传输； 其二是无法与人工输入方案在一个系统中混合使用， 即如采用自动识别技术则所有入出口车道均需安装， 而仅在繁忙的收费站安装的设想也很难实现了。
　　综上分析， 在封闭式半自动收费系统中暂不宜提倡这项技术， 标准中也未纳入。但应看到牌照自动识别技术是一项很好的技术， 在无人值守的自动收费方式（如电子收费方式）中将会有应用的前景。
　　4.5 关于建议在入口车道增加图像抓拍功能， 并在出口车道与出口抓拍的图像对照核查， 以防范换券作弊的问题
　　这种方法理论上可行， 实际不可行。存在的问题除与牌照自动识别技术相类似外， 还在于图像信息量很大（压缩后也有几十KB）， 无法随通行券（卡）携带， 而需要以通行券（卡）编号为线索反查入口图像。如果每辆车都要核查的话， 对计算机网络和数据库的要求将非常高， 而且造成的交通延误将是不可接受的。
　　目前也有开发商尝试在入口将车辆图像直接打印在通行券上， 这种方法需要采用二维条码通行券方案和较高分辨率的热转印打印机。这种方法需增加的费用不多， 也不存在以上方法的种种问题， 在特别需要的地方有可能得到应用。
　　4.6 关于通行券方案的选择问题
　　通行券技术是封闭式系统的核心技术。在国外， 廿世纪八十年代投入应用的一次性纸质磁性券技术至今仍是主流技术， 而且没有更新的趋势。
　　我国的情况比较复杂， 使用过和正在使用的通行券（卡）方案多达8种之多， 包括一次性使用的纸质打印券、磁性券、一维条码券和二维条码券。另外还有重复性使用的纸质穿孔卡、塑料基磁性卡， 接触式IC卡和非接触式IC卡等。
　　为了规范市场， 也为了联网收费的需要， 交通部的《高速公路联网收费暂行技术要求》和本标准将通行券（卡）方案限定为三种， 即一次性纸质磁性券、一次性二维条码券和重复性非接触式IC卡。这一规定既照顾到历史现状， 也为技术发展留出了空间。
　　（1） 评价通行券（卡）技术方案的主要因素
　　评价通行券（卡）技术方案的优劣至少可以从以下几个方面进行考虑。
　　① 用于自动读写数据的通行券信息载体应具备一定的数据容量（100字节以上）和较高的可靠性——具有较强的抵御各种自然和人为破坏（所存信息）的能力。
　　② 具有较高的读写速度（1秒以内）。
　　③ 具有较高的数据安全性， 可以有效地防止伪造、涂改等行为。
　　④ 除拥有自动读写的数据外， 一般还应附有明文印刷的主要入口信息， 当自动识读不成功时由人工进行识读并收费。
　　⑤ 读写设备应具备尽可能高的可靠性、使用寿命， 以及尽可能低的维护工作量， 并且尽可能采用标准化的通用产品。
　　⑥ 尽可能低的读写设备价格和通行券（卡）的综合使用成本（包括直接成本和管理成本）等。
　　（2） 影响通行券使用效果的主要因素
　　通过对国内外多种通行券（卡）的分析比较， 可以看到影响使用效果的主要因素有以下三个：
　　① 信息载体类型——直接影响数据容量、数据的可靠性和安全性。
　　磁性券采用磁记录技术， 按ISOⅢ标准， 有效数据为107位。磁记录的可靠性稍低， 实际运行中不可读的比率约为千分之几。二维条码和IC卡则可以记录1KB以上数据， 数据可靠性和安全性均很高， 二维条码更具有检错和纠错功能， 进一步提高了数据的可靠性。
　　② 信息载体使用方式（一次性/重复性）——直接影响管理难易程度和使用成本。
　　一次性使用的纸质券可携带明文印刷信息， 对网络的依赖小， 可适应分段分期建设时有设备路段和暂无设备路段（使用预印刷券）混合收费的要求； 一次性使用后即作废， 便于管理； 综合使用成本因介质不同而不同， 磁性性成本较高（6分～8分/张）， 条码券成本较低（3分～4分/张）。
　　重复性使用的塑料基卡没有明文印刷信息， 出口因卡片原因不能自动识读时需通过网络（或其他手段）反查入口站址， 对网络的依赖大。出现车道控制器等设备故障或停电时则无法收费。由此也无法适应分段分期建设混合收费的要求； 重复性使用的通行卡需不断地在入出口车道和收费站之间搬运、调配， 对价格较高的非接触IC卡甚至要对每张卡进行跟踪管理， 系统管理较复杂， 管理工作量及管理费用较大； 重复性使用的通行卡的直接使用成本取决于通行卡单价和平均使用寿命， 而通行卡的损坏流失率对实际寿命影响最大。非接触式IC卡每张约16～20元， 如果平均日损失率能控制在1‰以下， 其平均使用寿命约500次（按每日一次计算）则直接成本可以和二维条码券相比（约4分/次）。
　　通过比较可看出一次性方案明显优于重复性方案。
　　③ 自动读写技术类型（接触式或非接触式读写）—— 直接影响读写设备的可靠性、造价及维护成本。
　　接触式读写的典型例子是磁性券方案， 磁头需与运动中的通行券上的磁条进行接触式读写操作， 使得磁头易污染和磨损； 明文印刷多用微型针式打印机， 寿命有限。以上均需经常保养和定期更换零部件， 维护工作量和成本较大。
　　条码券方案在采用热转印打印机的入口现场实时打印条码和明文数据， 其写数据操作可以认为是接触式的（热打印头与运动中的碳带相接触）， 但工业级的热转印打印机在打印质量、速度、可靠性及维护性等方面均优于传统针式打印机， 作为入口发券设备也比磁券发券机可靠、价廉。
　　非接触式读写的典型例子是非接触式IC卡和纸质条码券。非接触式IC卡将射频识别技术和IC卡技术结合起来， 实现了IC卡无源化和非接触读写， 使其具有可靠性高、寿命长、信息量大、安全性能好和维护量小等优点。
　　条码券方案在出口采用光电识读仪（激光扫描或图像传感器等类型）进行非接触式自动识读， 可靠性很高， 平均无故障时间可达数万小时。
　　通过比较可以看出非接触式读写方式明显优于接触式读写方式。
　　标准规定的三种通行券方案各有优缺点， 在现阶段都有应用的条件， 应允许共存。
　　笔者认为磁性券技术为早期引进技术， 具有一次性的优势， 也有接触式读写的劣势。出于节省投资及运营费用的考虑， 除已建系统继续使用外， 新建系统不宜再推荐使用。
　　非接触式IC卡方案由国外介绍进入我国， 由于非接触读写的突出优点迅速得到推广。但经过几年运行， 其重复性使用的问题也得到较多暴露， 在联网收费的环境下， 网络越大， 涉及管理单位越多， 问题将越严重。现在应该是对这一方案认真总结和重新认识的时候了。
　　二维条码券方案是我国自主创新的成果， 兼有一次性使用和非接触读操作的优势， 并具有良好的数据安全性和低成本的特点， 因此这一技术特别适合于通行券方案。目前河南全省30多个收费站（300多条车道）已使用这一技术， 运转情况良好， 北京等省市正在积极应用， 这一技术应该拥有广阔的发展空间。
　　4.7 关于全自动电子收费方式的问题
　　电子（不停车）收费方式在经济发达国家正在大力发展， 大有逐渐取代（人工）半自动收费方式的趋势， 这一先进的收费方式在这些国家也取得了良好的社会和经济效益。电子收费方式在这些国家能够如此发展不仅是科技进步的结果， 也是与健全的法制、健全的金融体系、管理部门比较合理的管理体制和道路使用者比较良好的道德规范等因素分不开的。
　　电子收费方式应该也是我国的发展方向， 但作为发展中国家， 我国的国情与发达国家尚有相当大的差别， 由此决定了我国近期尚不具备全面推广电子收费系统的条件。目前应该做和应注意的是：
　　（1） 加紧研究、制定电子收费方式的相关标准， 并与国际标准和国际主流技术接轨。这一工作在国家ITS研究中心的主持下正在进行， 本标准的电子收费方式部分也属于这一工作范围。
　　（2） 选择具备以下条件的地方建设电子收费系统：
　　① 重交通量的路线或路网， 采用半自动收费方式已造成较严重的交通延误， 增扩收费广场已不经济或不可能。
　　② 路线或路网内经常性用户的比例较高。
　　③ 地区经济较发达， 用户对收费公路的服务水平要求较高等。
　　（3） 根据国外和国内的经验， 设计、建设电子收费系统应注意以下问题：
　　① 选择符合我国有关指导性意见的标准和主流产品， 在统一规划指导下分阶段实施， 确保新建系统与已建系统兼容， 并且系统升级时仅在天线一侧进行， 车载电子标签尽可能不动。
　　② 我国目前宜采用单车道电子收费方式， 车道需配置电动栏杆、摄像机等设施。
　　③ 电子收费车道宜专用， 不宜与（人工）半自动收费车道合并设置。
　　④ 在收费广场线型条件达不到的地方不宜过份追求通过车速。
　　⑤ 在发展初期宜采用简单的记帐方式付款等。
　　⑥ 管理部门应转变经营观念，适当让利于用户， 以吸引用户， 实现双赢局面。
　　5 体会与想法
　　通过本标准的制定笔者有一些体会和想法， 提出来与业界人士探讨：
　　（1） 短短十几年时间， 我国的收费系统从开始的全面引进、消化吸收， 发展到今天已基本可以独立承建， 成绩是很大的。现在国内外有这么多单位、公司投身于收费系统的研究开发， 于收费系统的不断完善非常有利。
　　（2） 和国外类似系统相比， 我国收费系统的防作弊功能比较强大， 其中应用闭路电视的数据叠加、图像抓拍等功能对加强监督、提高图像检索效率都起到了很好的作用。
　　（3） 但是应该看到， 总体上我国目前的系统比国外类似系统要复杂得多。同样是半自动的封闭式收费系统， 我们在车道级的设备配置比较多（欧洲基本上没有收费亭和车道的摄像机等设备）， 而且不断还有新的想法和设备出现； 车道级特殊处理的种类较多， 操作流程考虑的比较完善和复杂， 报表比较复杂， 数量较多； 收费站与收费（分）中心之间的数据、图像传输要求很高（现在的趋势2MBPS带宽都已不够， 而国外大量采用公网ISDN或拨号电话传输数据， 很少有专网的情况）； 近年在国内曾经和正在采用的重复性磁性通行卡、接触式IC通行卡和非接触式IC通行卡等方案使系统管理难度和工作量大幅度上升； 由于联网收费， 很多地方提出要建更高水平的宽带网， 建一个拆帐清分中心动辄上千万投资， 为了识别路径要建路径标识站等等。
　　诚然， 由于国情不同， 上述一些作法是必要的。但同样是收费系统， 我们这些高额的投入能否吸引更多的交通量， 能否有效地提高效率、减少人员， 最终能否有相应的投资回报呢？ 这是摆在我们面前的一个现实问题， 公路经营管理部门、建设部门、系统设计部门和系统开发集成商都应冷静、认真地进行思考， 然后作出决择。
　　参考文献：
　　[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 公路收费方式 （GB/T 18367-2001） 中国标准出版社 2001
　　[2] 杨光 通行券技术的最新发展 · 公路交通科技， 2001（S1）期
　　[3] 杨光 通行券技术在磨合中成长·交通信息产业， 2001（8）
　　[4] 中华人民共和国交通部 高速公路联网收费暂行技术要求·北京： 人民交通出版社， 2000