中远海科与飞腾交通行业高速公路联网收费综合业务平台联合解决方案

     2019年完成取消省界站后，全国高速公路“一张网”系统已经上升到影响国计民生的重大信息系统，随着近几年国际形势的日趋紧张，我国信息产业面临的网信安全形势越来越严重，高速公路信息化的自主安全能力变得尤为重要。2019年9月，国务院批准印发了《交通强国建设纲要》，明确指出“推进交通装备自主化。瞄准世界科技前沿，把握智能化、绿色化等趋势，推进交通运输装备先进适用、完备自主”。顺应交通装备自主安全的趋势，中远海科研发了高速公路联网收费综合业务费平台ITSN，并与基于飞腾CPU的国产服务器、工控机系列产品进行了充分的兼容适配。本次中远海科与飞腾公司联合打造的高速公路联网收费综合业务平台解决方案，充分利用国产CPU基础算力、大数据、人工智能、边缘计算等新技术为高速公路传统交通基础设施赋能，顺应交通强国建设的国家战略发展，为高速公路省联网中心、路网经营单位、ETC发行机构等各级管理机构提供全方位的软硬件产品和优质服务。

一、解决方案背景

     中远海运科技股份有限公司（以下简称中远海科）是国内智能交通和交通信息化领域的开拓者之一。在公路收费业务方面，在上世纪九十年代，公司即参与了上海南浦大桥、杨浦大桥的收费系统工程。在此基础上，公司在1998年研发了高速公路综合收费业务平台ITSN V1.0，并成功应用于四川成绵高速公路。交通部于2000年颁发了《高速公路联网收费暂行技术要求》，公司研发了ITSN V2.0，并成功应用于贵州贵阳至新寨等高速公路。

    2007年，随着高速公路联网收费工作的逐步推进与深入，实现高速公路省内联网收费和综合管理，建立省级清分结算中心的要求越来越被重视，因此，公司研发了省级联网收费平台ITSN3.0，成功应用于贵州、重庆、宁夏等省区市。从2007年的全省联网，到2015年ETC全国联网，全国高速公路进入ETC全国一张网的新形势。在ETC全国一张网的新形势下，ITSN紧紧围绕着广大人民群众日益增强的“便携交通”的通行需求，拓展ETC应用领域，形成了ITSN4.0。

     2018年，ITSN4.0成功应用于世纪工程世界最大跨海大桥——港珠澳大桥项目中。港珠澳大桥在世界上首创同一车道兼容不同制式（香港快易通、国标ETC）的不停车收费系统，通过多种方案解决跟车干扰、邻道干扰、重复扣费等难题。

    2019年，在全国高速公路取消省界站这一重大应急工程中，ITSN升级为5.0，成功应用于贵州、青海、重庆、宁夏、广东、上海等多个省区市的4个省级联网收费中心、900多个收费站、10000多条车道，顺利完成取消省界站工作，运行平稳。

    2019年完成取消省界站后，全国高速公路“一张网”系统已经上升到影响国计民生的重大信息系统，随着近几年国际形势的日趋紧张，高速公路的自主安全能力变得尤为重要。顺应交通装备自主安全的趋势，中远海科研发了高速公路联网收费综合业务费平台ITSN6.0，并与基于飞腾CPU的国产服务器、工控机系列产品进行了充分的兼容适配。

二、技术架构与系统功能

        就管理及服务对象而言，ITSN分为联网收费省中心系统、经营单位系统（收费车道、门架、收费站、路段/区域中心）、ETC发行及客户服务系统。

        具体业务系统包括：收费车道系统、费率管理及路径还原系统、清分结算系统、收费稽核及绿通治理系统、综合运营管理平台、运行监测系统、ETC发行及客户服务系统、发行总钥管理系统、CPC卡管理系统、数据共享系统等。

ITSN各层级系统功能包括：

1、省中心系统功能

（1）负责本省（区、市）内路段费率管理，以及本省（区、 市）内收费数据的接收、汇总、统计、验证与结算等业务。

（2） 配合部联网中心完成跨省（区、市）现金和非现金拆分结算业务，以及跨省收费数据的上传、接收、验证和结算业务。

（3）与省（区、市）内发行及服务机构完成收费数据及用户状态信息的交互。

（4）负责本省（区、市）路网内通行MTC车辆的通行费计算，辅助完成本省（区、市）及跨省通行车辆特情处理。

（5）负责车辆及通行介质的状态名单的生成、接收和下发。

（6）负责涉及本省（区、市）的争议交易处理、投诉处理等工作。

（7）负责本省（区、市）联网收费公共数据与数据交换的管理。

（8）负责本省（区、市）内联网收费系统运行监测。

（9）负责本省（区、市）内联网收费稽查，配合部联网中心开展联网收费稽查和信用体系建设。

2、路段分中心系统功能

（1）负责本路段内收费数据的接收、汇总、统计、验证等业务。

（2）负责本路段内CPC卡状态追踪、调拨、丢卡稽查、坏卡回收等。

（3）负责涉及本路段的争议交易处理、投诉处理等工作。

（4）受理本路段联网收费运营与服务中出现的咨询和投诉。

（5）负责路段内联网收费系统运行监测。

（6）负责本路段内联网收费稽查，配合省中心开展联网收费稽查和信用体系建设。

3、收费站、车道系统功能

        入口车道实现ETC车辆快速通行的同时，实现特殊车辆管理、发放MTC车辆通行介质等功能，出口车道实现ETC用户快速通行的同时，还可支持多种支付方式完成 MTC车辆收费。收费站实现对车道数据的汇聚、财务缴款、CPC卡管理、票据管理、参数管理等工作，配合省中心、路段分中心开展收费稽查工作。

4、发行与客服系统功能

        发行系统用于开展客户发行、售后等各项业务，按统一的运营规则进行车辆唯一性验证等校验后完成客户发行，满足发行、售后全流程的业务办理。ETC发行支持多主体发行，并应用于收费车道、服务网点等场景。发行系统包括发行中心系统、网点发行系统、互联网发行系统、便携式发行系统等。

1、全面兼容基于飞腾CPU算力底座的国产计算环境

     ITSN适配国产的软、硬件计算环境，对采用飞腾国产CPU的计算环境包括服务器、工控机等系列产品进行了适配。

2、全面支持取消省界站各项业务

     2020年1月1日，ITSN成功应用于贵州、青海、重庆、宁夏、广东、上海等多个省区市的取消省界站工程中，顺利完成取消省界站工作，运行平稳。

    针对取消省界站成功运行之后的运维工作，ITSN集成了ETC门架监控运维管理系统、综合运营管理平台等成熟产品，引入智能分析算法，提升了运维品质和运营质量，降低了对运维和运营人员数量和能力的需求。

3、同一车道兼容两种射频标准的ETC系统

    根据港珠澳大桥的总体设计，要求香港ETC用户也能快速通过港珠澳大桥收费站，收费系统同一车道必须兼容香港快易通ETC和国标ETC两种不同频段的ETC系统，这在世界上尚属首例。根据该研发成果，获得了发明专利“一种同一车道兼容两种射频标准的ETC系统的实现电子不停车收费的方法”。

4、采用微服务架构，快速响应不断变化的联网收费业务更改和调整

    传统的软件设计以产品和功能为导向，重功能轻架构，难于适应用户日益增长的需求变化。为快速响应业务变化，必须改变软件系统传统设计的思维方法。高速公路综合收费业务平台ITSN采用微服务软件架构，以服务为导向，重构和改造原有收费业务模组，能够延长软件生命周期，降低软件造价，快速响应高速公路联网收费业务的不断调整和变化，满足交通信息化的多层次需求，符合软件技术发展的方向。

5、云边协同的终端和应用管理模式

    采用“云+边”协同管理模式实现对终端和应用的统一纳管，在云端对终端设备、应用程序进行统一的管理，实现对系统和设备的自动化监控，使得设备、系统具有自动诊断和主动报警功能，通过定期巡检、主动排查等手段实现设备、系统的稳定运行，从而逐步减少运营、维护人员的投入，顺应收费站无人化、自由流的发展趋势

6、基于大数据建模分析的稽查系统

    高速公路一张网运营产生的数据量是巨大的，在这些收费数据中可以通过稽查提取出有用的信息，对于打击偷逃通行费车辆具有重要的意义。稽查建模与分析是通过大数据建模技术筛选出嫌疑逃费车辆从而大大地降低人工稽查车辆的数量，提高了工作效率。

7、融合多种收费模式和支付方式

    支持高速公路ETC（电子不停车收费）、混合车道、“机器人+集中监控”收费等多种收费方式，支持现金、ETC用户卡、银联卡、微信、支付宝等多种支付方式。

8、基于“云+端”的云收费方式

    为了解决传统应急收费系统不便捷、不能快速响应的问题，分别从硬件、软件两个方面入手重新进行了设计。硬件方面，采用搭建NFC、4G、WiFi、蓝牙模块和触摸屏的移动智能终端，体积小、重量轻，便于携带和移动使用。软件方面，将传统的应急收费软件拆成终端应用和云端服务两部分。终端应用部署在移动智能终端上，与收费员进行人机交互，后台服务部署在省中心云端，从而实现便携式的应急收费。

• 贵州省高速公路联网收费系统
• 重庆市高速公路联网收费系统
• 宁夏回族自治区高速公路联网收费系统
• 青海省高速公路联网收费系统

高速公路联网收费综合业务费平台ITSN6.0。