摘要 將先進的非接觸IC卡技術(shù)應(yīng)用于京石高速公路（北京段）的收費業(yè)務(wù)管理中，實現(xiàn)了對硬件設(shè)備和使用人員的科學(xué)管理。收費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，并配合卡箱移動員辦理通行卡以及使卡箱在各個收費站的收費車道之間的協(xié)調(diào)移動（卡箱安裝與拆卸）。收費車道由收費員操作，通過發(fā)卡天線和收卡機具體辦理通行卡的發(fā)出與收回以及按卡收費操作。通過在京石高速公路（北京段）試運行，證明該系統(tǒng)具有推廣價值。
關(guān)鍵詞 京石高速公路 非接觸IC卡 收費系統(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卡又稱射頻卡，是世界上最近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，由于它解決了IC卡中無電源和讀寫器免接觸識別的難題，更具有獨特的存儲芯片和加密方式，因此它比磁卡、條碼卡以及光電卡等更具有發(fā)展優(yōu)勢。京石高速公路（北京段）封閉式收費、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械運作的缺點，具有物理性能可靠，不易損壞，可反復(fù)循環(huán)使用，存儲數(shù)據(jù)安全、保密，相關(guān)設(shè)備簡單、使用壽命長，易于維護和管理等諸多優(yōu)點，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)備作為收費系統(tǒng)使用的必要設(shè)備，同時許多將紙票、磁券作為收費依據(jù)的高速公路則計劃改用非接觸IC卡及其相關(guān)設(shè)備替換已有設(shè)備，以適應(yīng)全球高速公路收費系統(tǒng)統(tǒng)一使用非接觸IC卡的大趨勢，并為未來“一卡通”收費及不停車收費做好前期準備。
在我國，交通部關(guān)于發(fā)展中國智能化交通系統(tǒng)的下一步設(shè)想中，也將“一卡通”聯(lián)網(wǎng)收費作為目前需要集中發(fā)展的收費系統(tǒng)運營方面的一項重點任務(wù)，而要實現(xiàn)高速公路收費“一卡通”，必須首先在高速公路內(nèi)部實現(xiàn)按卡收費，然后才能發(fā)展不同高速公路之間的收費“一卡通”。按計劃，我國將在2002年建成兩縱兩橫的高等級公路網(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依據(jù)和憑證，為適應(yīng)形勢的要求，現(xiàn)在改用非接觸IC卡及其相關(guān)設(shè)備管理收費業(yè)務(wù)。該工程作為北京運通路安科技發(fā)展有限公司在高速公路收費業(yè)務(wù)管理上的一個范例工程，其既是高科技前沿技術(shù)在收費系統(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，共有一個收費中心，一個主線站，八個匝道站，全線為人工判別車型、全封閉收費方式，由收費中心統(tǒng)一對全線各收費站進行收費業(yè)務(wù)的實時監(jiān)控和管理。
在設(shè)計京石高速公路（北京段）非接觸IC卡管理系統(tǒng)時，考慮到以下三個方面的實際情況：
第一，非接觸IC卡按用途分為兩種類型：身份卡和通行卡。其中，身份卡是操作車道設(shè)備的有關(guān)人員的身份識別專用IC卡，它由收費中心統(tǒng)一編制和管理,發(fā)給收費人員使用。收費員必須持卡在車道控制器上驗證身份后，才能上崗操作車道設(shè)備，而且其所有操作數(shù)據(jù)均含有其身份信息，便于收費中心統(tǒng)一管理。
通行卡是記錄車輛通行數(shù)據(jù)的專用IC卡，它由入口車道發(fā)出出口車道收回，并可循環(huán)使用，出口車道收費員依據(jù)其記錄的入口信息收取車輛通行費。除了緊急車輛或車隊外，無論交費車還是免費車，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10萬張通行卡），需要用卡箱來存儲所有的通行卡和移動管理通行卡。卡箱內(nèi)裝通行卡500張，分別用在入口車道（人工發(fā)卡）和出口車道（收卡機）處，收費中心配置一定數(shù)量的卡箱供收費車道收費員隨時使用。
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，因此在對非接觸IC卡的管理上，也相應(yīng)采取了集中模式。即在收費中心集中管理全線所有的通行卡及卡箱，負責通行卡在各個收費車道之間的平衡分配、循環(huán)使用（通過卡箱）以及壞卡、備用卡、丟卡等特殊情況處理等，其也是管理層，而九個收費站和收費車道一起是通行卡的具體使用層，負責通行卡的具體發(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)收費中心非接觸IC卡管理計算機
收費中心設(shè)置一臺非接觸IC卡管理計算機，主要負責各種身份卡的制作，管理通行卡、卡箱的移動，并具有數(shù)據(jù)存儲、實時查詢、統(tǒng)計報表等功能。
(2)卡箱
將通行卡做批量存儲和移動管理的集中設(shè)備。
(3)收卡機
在入口收費車道設(shè)有發(fā)卡天線，用于接受收費員通過鍵盤輸入的入口車輛信息，并將有關(guān)信息寫入通行卡后，發(fā)出通行卡。收卡機放置在出口收費車道，收費員接受司機交回的通行卡后，將卡推入收卡機，收卡機自動將有效通行卡收入卡箱，并在顯示屏上顯示車輛入口信息可作為出口收費員收取通行費的依據(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（見圖1）。從通行卡的流動過程上分析，其使用經(jīng)過了三個環(huán)節(jié)：收費中心、收費車道和司機。除了與司機交互操作的這個環(huán)節(jié)以外，其余三個環(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，有兩條移動主線，即卡箱的移動和IC卡的移動。我們用實心箭頭表示卡箱的移動，用空心箭頭表示單獨的IC卡的移動。圖右側(cè)的操作人員分別負責左側(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
通過上述收費系統(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）收費系統(tǒng)的非接觸IC卡及卡箱操作人員包括：
1收費中心管理員
收費中心管理員全面負責全線所有非接觸IC卡及卡箱的存儲和維護，保證通行卡（通過卡箱）從收費中心發(fā)出時的正確使用狀態(tài)，通過與卡箱移動員聯(lián)絡(luò)，維持通行卡及卡箱在各個收費站之間的調(diào)度平衡，保證全線通行卡及卡箱的正常循環(huán)運轉(zhuǎn)。
2卡箱移動員
卡箱移動員有專職移動員和兼職移動員（由收費員兼任）兩種,具體辦理卡箱在收費中心和收費站各收費車道之間的移動。卡箱移動員不能打開任何卡箱（有鎖），而且卡箱移動員的姓名、移動的卡箱等有關(guān)信息將存入收費中心IC卡管理計算機，以備核查。
