摘要 將先進的非接觸IC卡技術應用于京石高速公路（北京段）的收費業務管理中，實現了對硬件設備和使用人員的科學管理。收費中心采用集中式管理模式，由管理員統一管理所有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調移動（卡箱安裝與拆卸）。收費車道由收費員操作，通過發卡天線和收卡機具體辦理通行卡的發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，證明該系統具有推廣價值。
關鍵詞 京石高速公路 非接觸IC卡 收費系統管理
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展起來的一項新技術，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展優勢。京石高速公路（北京段）封閉式收費、監控管理系統使用的非接觸IC卡就是這樣一種高效低故障率的通行信息載體，它使用光電技術作為數據操作和管理的媒介，徹底克服了紙票或磁票設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，可反復循環使用，存儲數據安全、保密，相關設備簡單、使用壽命長，易于維護和管理等諸多優點，是適合高速公路使用的理想操作設備。
2使用背景
目前，國內外許多待建高速公路都將非接觸IC卡及其相關設備作為收費系統使用的必要設備，同時許多將紙票、磁券作為收費依據的高速公路則計劃改用非接觸IC卡及其相關設備替換已有設備，以適應全球高速公路收費系統統一使用非接觸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，交通部關于發展中國智能化交通系統的下一步設想中，也將“一卡通”聯網收費作為目前需要集中發展的收費系統運營方面的一項重點任務，而要實現高速公路收費“一卡通”，必須首先在高速公路內部實現按卡收費，然后才能發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絡系統，為此更需要加速推廣非接觸IC卡在高速公路收費系統中的應用。京石高速公路（北京段）原先使用紙票作為收費依據和憑證，為適應形勢的要求，現在改用非接觸IC卡及其相關設備管理收費業務。該工程作為北京運通路安科技發展有限公司在高速公路收費業務管理上的一個范例工程，其既是高科技前沿技術在收費系統中的應用，也符合交通部“統籌規劃、打好基礎”的高速公路發展方針。
二、京石高速公路（北京段）應用非接觸IC卡的設計思路
1非接觸IC卡管理系統的體系結構
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，由收費中心統一對全線各收費站進行收費業務的實時監控和管理。
在設計京石高速公路（北京段）非接觸IC卡管理系統時，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備的有關人員的身份識別專用IC卡，它由收費中心統一編制和管理,發給收費人員使用。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備，而且其所有操作數據均含有其身份信息，便于收費中心統一管理。
通行卡是記錄車輛通行數據的專用IC卡，它由入口車道發出出口車道收回，并可循環使用，出口車道收費員依據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。卡箱內裝通行卡500張，分別用在入口車道（人工發卡）和出口車道（收卡機）處，收費中心配置一定數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出、收回操作，基本不涉及通行卡的循環和管理。
2京石高速公路（北京段）使用的非接觸IC卡相關設備
京石高速公路（北京段）所采用非接觸IC卡相關硬件設備如下：
(1)收費中心非接觸IC卡管理計算機
收費中心設置一臺非接觸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，并具有數據存儲、實時查詢、統計報表等功能。
(2)卡箱
將通行卡做批量存儲和移動管理的集中設備。
(3)收卡機
在入口收費車道設有發卡天線，用于接受收費員通過鍵盤輸入的入口車輛信息，并將有關信息寫入通行卡后，發出通行卡。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。
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，其使用經過了三個環節：收費中心、收費車道和司機。除了與司機交互操作的這個環節以外，其余三個環節中的通行卡都是以存放在卡箱中的狀態出現的（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。圖右側的操作人員分別負責左側相應的設備管理或具體操作。
4非接觸IC卡的使用人員
通過上述收費系統設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）從收費中心發出時的正確使用狀態，通過與卡箱移動員聯絡，維持通行卡及卡箱在各個收費站之間的調度平衡，保證全線通行卡及卡箱的正常循環運轉。
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、移動的卡箱等有關信息將存入收費中心IC卡管理計算機，以備核查。
