■ 陳海華 劉小峰

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廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)背景下用戶信用體系及防逃費(fèi)技術(shù)的研究與應(yīng)用

■ 陳海華 劉小峰

目前各省市正大力推進(jìn)高速公路全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，傳統(tǒng)的以路段為單位各自防逃打逃已無法適應(yīng)新形勢下的營運(yùn)管理需求。廣東省通過對(duì)新形勢下高速公路逃費(fèi)行為進(jìn)行分析，提出了聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)下防逃費(fèi)判別稽查技術(shù)，建立了全省高速公路統(tǒng)一、高效的防逃費(fèi)技術(shù)體系和車輛用戶信用體系。

一、背景

廣東省于2014年實(shí)施完成全省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)（以下簡稱聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)“一張網(wǎng)”）建設(shè)，全省撤銷主線站，截止目前已形成共計(jì)全省51個(gè)環(huán)的多義性收費(fèi)路徑（廣東省采用RFID和5.8G自由流技術(shù)分別對(duì)MTC和ETC車輛行駛路徑進(jìn)行精確標(biāo)識(shí)及精確收費(fèi)、精確拆分）。在廣東省全省“一張網(wǎng)”的背景下，由于單次高速公路通行費(fèi)的金額更大，在巨大的利益驅(qū)動(dòng)下，更加激發(fā)了各式各樣的逃費(fèi)行為的產(chǎn)生，為全省高速公路帶來巨大的通行費(fèi)損失。在當(dāng)前，除了傳統(tǒng)的倒換卡、沖卡、貨車逃稱等逃費(fèi)作弊手段，還催發(fā)了采用屏蔽標(biāo)識(shí)路徑以達(dá)到利用縮短行駛路徑等新生逃費(fèi)手段。

在目前全省“一張網(wǎng)”的新形勢下，傳統(tǒng)的以路段為單位各自防逃打逃已無法適應(yīng)新形勢下的營運(yùn)管理需求，建立全省高速公路統(tǒng)一、高效的防逃費(fèi)技術(shù)體系已顯得尤為迫切。

二、高速公路逃費(fèi)行為分析

目前高速公路逃費(fèi)主要有以下類型：

（一）縮短交通路徑逃費(fèi)法

1、全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)“一張網(wǎng)”背景下，采用惡意屏蔽路徑標(biāo)識(shí)逃費(fèi)，以達(dá)到按照最短路徑或最小費(fèi)額收費(fèi)以偷逃通行費(fèi)是新生的逃費(fèi)手段。

2、傳統(tǒng)的換卡、倒卡逃費(fèi)、倒換粵通卡逃費(fèi)、U型線路逃費(fèi)、J型線路逃費(fèi)、甩掛逃費(fèi)、轉(zhuǎn)貨逃費(fèi)等仍是逃費(fèi)的主要技術(shù)手段。

（二）利用流失的PSAM卡進(jìn)行違法制卡、賣卡。在廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)“一張網(wǎng)”系統(tǒng)中，票卡（通行卡、粵通卡）的安全信息主要由PSAM卡控制。若PSAM卡丟失、遺失或被盜用，不法分子可能利用來篡改票卡的出入口信息，從而導(dǎo)致路段公司的直接接經(jīng)濟(jì)損失。

（三）假冒政策性免費(fèi)車輛逃費(fèi)法：如假冒綠通車輛、假證/假卡逃費(fèi)、假牌逃費(fèi)。

（四）非正常通道駛離高速公路逃費(fèi)法：

如利用高速公路缺口逃費(fèi)、強(qiáng)行沖卡逃費(fèi)、ETC車道惡意跟車逃費(fèi)。

（五）貨車計(jì)重收費(fèi)現(xiàn)場逃費(fèi)法：如加快車輛速度、沖磅、墊鋼板、遮擋光柵、走S型等手段進(jìn)行逃費(fèi)。

圖1：高清車牌識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成框圖

三、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)“一張網(wǎng)”下防逃費(fèi)稽查判別技術(shù)

（一）動(dòng)態(tài)超時(shí)逃費(fèi)甄別技術(shù)

司機(jī)單獨(dú)倒卡，自己手里有幾張通行卡，互相交換使用，達(dá)到多次都少繳通行費(fèi)的目的。但是基本上都會(huì)出現(xiàn)超時(shí)的特殊事件。因此超時(shí)是甄別篩選逃費(fèi)流水的有效手段之一。目前廣東省采用動(dòng)態(tài)超時(shí)技術(shù)對(duì)于前面描述的作弊辦法進(jìn)行識(shí)別。

現(xiàn)有收費(fèi)系統(tǒng)中的超時(shí)功能我們稱為靜態(tài)超時(shí)，超時(shí)的時(shí)間是相對(duì)不變的，聯(lián)網(wǎng)區(qū)域內(nèi)不論通行距離的長短一律使用一個(gè)超時(shí)時(shí)間，一般該時(shí)間設(shè)置相對(duì)較大。而動(dòng)態(tài)超時(shí)相對(duì)于靜態(tài)超時(shí)，是根據(jù)站與站之間的通行距離、和通行車輛的車型進(jìn)行計(jì)算，并通過動(dòng)態(tài)超時(shí)技術(shù)科學(xué)準(zhǔn)確地識(shí)別出真正的超時(shí)車輛，為識(shí)別作弊行為提供參考依據(jù)。

動(dòng)態(tài)超時(shí)判別公式：

出口時(shí)間-入口時(shí)間=行駛時(shí)間<里程/不同車型下限速度+偏移量

動(dòng)態(tài)超時(shí)時(shí)間基本上能夠識(shí)別相同車牌車輛隨機(jī)交換通行卡（長距離）和倒卡作弊。

（二）出入口車牌識(shí)別及高清卡口路徑還原技術(shù)

1、車輛駛?cè)胱ヅ膱D像。在入口車道，通過車牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)取得車輛的車牌照信息和車牌照二值化圖像，由收費(fèi)系統(tǒng)將識(shí)別的車牌照信息寫入通行卡中，且將車輛當(dāng)前圖像抓拍并上傳至收費(fèi)站服務(wù)器，同時(shí)入口流水和車牌照二值化圖像實(shí)時(shí)上傳至省運(yùn)營平臺(tái)。

2、車輛行駛途中高清卡口車牌識(shí)別及圖像抓拍。經(jīng)過高清卡口時(shí)，通過車牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)取得車輛的車牌照信息，產(chǎn)生高清卡口流水，高清卡口流水包含車輛牌照信息，實(shí)時(shí)上傳省運(yùn)營平臺(tái)。

3、車輛駛出車牌識(shí)別及圖像抓拍。在出口車道，通過車牌照自動(dòng)識(shí)別設(shè)備再次識(shí)別車牌照并由收費(fèi)系統(tǒng)軟件進(jìn)行出入口車牌照校驗(yàn)，如果一致則按正常收費(fèi)流程操作；如果不一致，從省運(yùn)營平臺(tái)調(diào)出該車的二值化入口圖像，與該車進(jìn)行核對(duì)，從而確定該車是否為換卡逃費(fèi)車，從而防止由于換卡而引起通行費(fèi)的流失。

4、路徑還原比對(duì)稽查。由于車輛由駛?cè)?、途中及駛出均有車牌識(shí)別和圖片抓拍，即可全路徑還原該車輛的全程行駛路徑，且可與收費(fèi)流水建立綁定關(guān)系。應(yīng)用省運(yùn)營平臺(tái)對(duì)相關(guān)疑似逃費(fèi)車輛通過對(duì)其收費(fèi)路徑、標(biāo)識(shí)路徑、高清卡口三條路徑比對(duì)，即可清晰判別該車輛是否逃費(fèi)。該稽查手段對(duì)于各類跑長買短逃費(fèi)手段均可做到有效稽查。

在運(yùn)營過程中，省運(yùn)營平臺(tái)處理高清卡口流水時(shí)，根據(jù)車牌和流水時(shí)間獲取相應(yīng)的入口流水，建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；在處理出口流水時(shí)，如通行卡沒有對(duì)應(yīng)的入口流水信息，則根據(jù)車牌和流水時(shí)間獲取相應(yīng)的入口流水，建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；高清卡口、出入口車牌識(shí)別系統(tǒng)、車道收費(fèi)系統(tǒng)、省運(yùn)營平臺(tái)的系統(tǒng)時(shí)鐘必須保持同步。

（三）PSAM卡安防技術(shù)

在現(xiàn)有聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)基礎(chǔ)上加強(qiáng)PSAM卡安全防范，各系統(tǒng)所涉及的功能如下圖所示：

由省中心下傳PSAM卡黑名單參數(shù)，路段中心系統(tǒng)接收區(qū)域管理點(diǎn)下傳的PSAM卡黑名單及例外車道表等PSAM卡安全防范參數(shù)并下發(fā)至所有車道；登記管理PSAM卡的安裝使用信息；檢查異常使用的PSAM卡；盤點(diǎn)本路段使用的PSAM卡。車道收費(fèi)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)驗(yàn)證PSAM卡合法性；入口車道系統(tǒng)對(duì)入口信息（包括所用的PSAM卡）進(jìn)行加密，并將其內(nèi)容寫入票卡；出口車道系統(tǒng)驗(yàn)算票卡的入口信息及其加密內(nèi)容，從而校驗(yàn)其真?zhèn)?；出口車道系統(tǒng)檢查入口用的PSAM卡是否在PSAM卡黑名單之內(nèi)。并對(duì)黑名單PSAM卡車輛進(jìn)行攔截。

圖2 ：高清車牌識(shí)別系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖

圖3：系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

四、基于Logit模型的高速公路用戶信用評(píng)價(jià)體系

高速公路用戶信用度的計(jì)算可以通過對(duì)車輛流水?dāng)?shù)據(jù)的采集，進(jìn)而提取用戶行駛頻率、正常交易次數(shù)和里程、異常（根據(jù)動(dòng)態(tài)超時(shí)等判別條件）交易次數(shù)和里程等信息通過logit模型進(jìn)行擬合來判斷。Logit模型是最早的離散選擇模型，也是目前應(yīng)用最廣的模型。Logit模型是Luce（1959）根據(jù)IIA特性首次導(dǎo)出的；Marschark（1960）證明了Logit模型與最大效用理論的一致性；Marley（1965）研究了模型的形式和效用非確定項(xiàng)的分布之間的關(guān)系，證明了極值分布可以推導(dǎo)出Logit形式的模型；McFadden（1974）反過來證明了具有Logit形式的模型效用非確定項(xiàng)一定服從極值分布。此后Logit模型在心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)及交通領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并衍生發(fā)展出了其他離散選擇模型，形成了完整的離散選擇模型體系，如Probit模型、NL模型（Nest Logit model）、Mixed Logit模型等。

所謂的Logit模型就是指事件發(fā)生的概率服從標(biāo)準(zhǔn)的Logistic累積概率分布函數(shù)，而Logistic分布函數(shù)就是：

通過基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)Logit建模實(shí)現(xiàn)過程包括流水?dāng)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)篩選（數(shù)據(jù)分類、樣本選取、樣品分析）、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)變換處理（數(shù)據(jù)規(guī)范化、數(shù)據(jù)離散化和分層）、特征變量處理（特征變量區(qū)分、特征變量分組）、數(shù)據(jù)抽樣、構(gòu)建Logit回歸分析模型、進(jìn)行模型測試與模型評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)高速公路用戶量化的信用度評(píng)估指標(biāo)是系統(tǒng)建設(shè)的主要任務(wù)，流程如圖所示：

圖4：Logit系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程圖

采用的變量是高速公路用戶的信用狀況Y，Y=1代表信用狀況好，Y=0代表信用狀況差。通過對(duì)高速公路收費(fèi)站通行流水（1年約26億條記錄）、高清卡口照片等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提取用戶行駛頻率、正常交易次數(shù)和里程、異常（根據(jù)動(dòng)態(tài)超時(shí)等判別條件）交易次數(shù)和里程等信息作為自變量。模型選取了廣東省2014年到2015年年底的36000條初始樣本數(shù)據(jù)建立模型，通過對(duì)模型進(jìn)行測試結(jié)果表明效果良好。

五、基于信用評(píng)價(jià)體系的車輛信息庫的建立

（一）車輛初始基礎(chǔ)信息采集建立

車輛基礎(chǔ)信息包括車輛車牌、車型、車種、顏色等信息，ETC車輛通行流水可自動(dòng)提取OBU及非現(xiàn)金支付卡等相關(guān)車輛信息形成ETC車輛信息庫的基本信息；MTC車輛可通過具備出口車牌識(shí)別的流水生成MTC車輛初始庫。

（二）車輛基礎(chǔ)信息的完善

通過現(xiàn)場稽查車輛信息登記及后臺(tái)車輛稽查車輛信息完善等相關(guān)手段，對(duì)疑似或逃費(fèi)車輛信息庫進(jìn)行分類完善，除了人工完善車輛的基礎(chǔ)信息外，還應(yīng)通過相應(yīng)車輛的稽查結(jié)論由系統(tǒng)自動(dòng)累加該車輛的歷史逃費(fèi)信息（含多次逃費(fèi)類別、逃費(fèi)總金額、主要逃費(fèi)行駛線路等），疊加補(bǔ)充相關(guān)車輛信息庫數(shù)據(jù)。

（三）基于信用評(píng)價(jià)體系的車輛信息庫的建立

通過車輛用戶行駛數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)挖掘，應(yīng)用Logit信用評(píng)價(jià)模型對(duì)已形成的車輛信息庫中的車輛信用度進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，并疊加至車輛信息庫，建立形成全省基于信用評(píng)價(jià)體系的車輛信息庫。

六、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)“一張網(wǎng)”防逃費(fèi)技術(shù)體系應(yīng)用

廣東省的防逃費(fèi)體系是基于已建立的全省的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)運(yùn)營管理數(shù)據(jù)平臺(tái)，應(yīng)用該平臺(tái)實(shí)時(shí)匯集全省高速公路收費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)、高清卡口抓拍及車牌識(shí)別數(shù)據(jù)、出入口車牌識(shí)別數(shù)據(jù)等。平臺(tái)系統(tǒng)通過不同的作弊篩選條件，為全省各路段提供疑似逃費(fèi)流水；各路段稽查人員對(duì)本路段出口或途徑本路段的相關(guān)疑似逃費(fèi)流水進(jìn)行稽查，形成逃費(fèi)流水稽查數(shù)據(jù)，相關(guān)稽查結(jié)果及逃費(fèi)證據(jù)鏈全省共享；根據(jù)相關(guān)車輛的逃費(fèi)情況，經(jīng)審核后形成全省的黑名單；黑名單生成后由省中心統(tǒng)一下發(fā)至全省各路段及車道，再由全省各車道通過黑名單攔截系統(tǒng)，進(jìn)行逃費(fèi)車輛攔截及追繳通行費(fèi)。系統(tǒng)還利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)了移動(dòng)APP收費(fèi)稽查軟件，可利用移動(dòng)終端查詢相關(guān)車輛的逃費(fèi)歷史及逃費(fèi)證據(jù)鏈，為現(xiàn)場打擊逃費(fèi)車輛提供技術(shù)手段。

（一）收費(fèi)流水采集。車道收費(fèi)系統(tǒng)的出入口收費(fèi)流水到路段、車道逃費(fèi)自動(dòng)取證系統(tǒng)的逃費(fèi)取證流水（包括流水、圖像、視頻）、車道出入口高清車牌識(shí)別系統(tǒng)的高清車牌識(shí)別流水、路段高清卡口系統(tǒng)的高清卡口流水統(tǒng)一上傳到路段中心匯總。路段中心再統(tǒng)一上傳出入口收費(fèi)流水、出入口高清車牌識(shí)別流水、高清卡口流水、逃費(fèi)取證流水到省運(yùn)營平臺(tái)數(shù)據(jù)中心匯總。

（二）收費(fèi)稽查。路段稽查人員通過省運(yùn)營平臺(tái)稽查疑似逃費(fèi)的收費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)，形成車輛灰名單和黑名單以及逃費(fèi)證據(jù)鏈。疑似逃費(fèi)數(shù)據(jù)來源可以有多種，如交易狀態(tài)為特殊事件、超時(shí)行駛、屏蔽標(biāo)識(shí)的出口收費(fèi)流水稽查；有入口沒出口的入口收費(fèi)流水稽查；通過大數(shù)據(jù)分析得出復(fù)合卡流失車輛較多的數(shù)據(jù)稽查，通過大數(shù)據(jù)分析得出卡流失的入口和出口等?；榈贸鎏淤M(fèi)結(jié)論后，根據(jù)一定的規(guī)則形成車輛灰名單和黑名單，形成車輛逃費(fèi)信息和相應(yīng)的逃費(fèi)證據(jù)鏈，相關(guān)聯(lián)的圖像上傳省運(yùn)營平臺(tái)數(shù)據(jù)中心集中存儲(chǔ)。

圖5：防逃體系業(yè)務(wù)框架

（三）灰單、黑名單、預(yù)警數(shù)據(jù)下發(fā)。車輛灰名單和黑名單信息以及車輛逃費(fèi)證據(jù)鏈全省范圍內(nèi)共享，由省運(yùn)營平臺(tái)下發(fā)到路段直至車道收費(fèi)系統(tǒng)。

（四）黑名單車輛的預(yù)警和攔截指令。省運(yùn)營平臺(tái)通過處理實(shí)時(shí)上傳的入口收費(fèi)流水、高清卡口流水，發(fā)現(xiàn)灰名單和黑名單車輛后，根據(jù)規(guī)則定向下發(fā)預(yù)警信息到路段直至車道，同時(shí)也直接推送預(yù)警信息到移動(dòng)客戶端，提醒現(xiàn)場人員提前做好稽查準(zhǔn)備工作。在高速公路出口車道，高清車牌識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別車牌，車道攔截系統(tǒng)如果發(fā)現(xiàn)灰名單車輛，則自動(dòng)提醒收費(fèi)人員；如果發(fā)現(xiàn)黑名單車輛，則進(jìn)行預(yù)警，車道不抬欄桿，轉(zhuǎn)人工追繳處理。

（五）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用?；诤笈_(tái)的省運(yùn)營管理平臺(tái)，開發(fā)移動(dòng)APP應(yīng)用程序，并應(yīng)用移動(dòng)終端設(shè)備，有效開展收費(fèi)現(xiàn)場打逃工作。

1、逃費(fèi)車輛證據(jù)鏈查詢和調(diào)取功能。被車道依據(jù)逃費(fèi)黑名單攔截下來的逃費(fèi)車輛，可應(yīng)用移動(dòng)終端，查詢逃費(fèi)車輛證據(jù)鏈系統(tǒng)中該車的所有逃費(fèi)歷史和逃費(fèi)證據(jù)（圖片及視頻），現(xiàn)場有效震懾逃費(fèi)違法人員，確保打擊效果。

2、黑名單定向預(yù)警功能。應(yīng)用移動(dòng)客戶端用戶接受灰名單、黑名單車輛預(yù)警推送信息，提前做好稽查準(zhǔn)備，尤其是綠通、計(jì)重灰名單，提醒車道重點(diǎn)關(guān)注。

3、闖關(guān)車、綠通車等逃費(fèi)記錄登記。現(xiàn)場稽查人員可以通過移動(dòng)終端拍照、登記闖關(guān)車輛、綠通車輛等信息；事后監(jiān)督稽查人員通過省運(yùn)營管理平臺(tái)對(duì)現(xiàn)場逃費(fèi)記錄進(jìn)行稽查確認(rèn)，并形成灰黑名單，有效開展下一步黑名單車輛攔截追繳工作。

（六）證據(jù)鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。建立省中心、路段中心、收費(fèi)車道的三級(jí)證據(jù)鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)。利用省運(yùn)營管理平臺(tái)，全省各路段均可實(shí)時(shí)、透明地查詢到相關(guān)逃費(fèi)車輛各級(jí)存儲(chǔ)的證據(jù)鏈。

1、省運(yùn)營平臺(tái)。集中存儲(chǔ)逃費(fèi)車輛信息、車輛灰名單和車輛黑名單、出入口收費(fèi)流水及圖像、高清車牌識(shí)別流水及圖像、高清卡口流水及圖像、防逃取證流水及圖像等，形成完整的逃費(fèi)車輛證據(jù)鏈。

2、路段中心系統(tǒng)。逃費(fèi)車輛出入口抓拍圖像、高清卡口抓拍圖像、監(jiān)控視頻分布存儲(chǔ)在路段中心系統(tǒng)，路段中心同時(shí)接收存儲(chǔ)省運(yùn)營平臺(tái)下發(fā)的車輛灰名單和車輛黑名單信息。

3、車道收費(fèi)系統(tǒng)。存儲(chǔ)省運(yùn)營平臺(tái)下發(fā)的車輛灰名單和車輛黑名單信息。

（七）用戶信用數(shù)據(jù)應(yīng)用。建立基于用戶信用體系的車輛信息庫，對(duì)信用差的逃費(fèi)車輛予以重點(diǎn)打擊，對(duì)于信用好的客戶提供更為優(yōu)質(zhì)便捷如路況信息推送等服務(wù)。

圖6：防逃體系證據(jù)鏈存儲(chǔ)框架

七、結(jié)語

廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)“一張網(wǎng)”的實(shí)施對(duì)防逃費(fèi)技術(shù)提出了更高要求，通過建立以全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)運(yùn)營管理平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合高清車牌識(shí)別系統(tǒng)、車道自動(dòng)攔截系統(tǒng)、ETC逃費(fèi)取證系統(tǒng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和基于信用評(píng)價(jià)體系的車輛信息庫等技術(shù)的應(yīng)用，形成全省統(tǒng)一的防逃費(fèi)體系，在全省“一張網(wǎng)”條件下發(fā)揮巨大作用。隨著全國高速公路ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的開展，利用ETC的作弊行為也將大幅度增加。在此情況下，利用全省防逃體系，并結(jié)合ETC車道應(yīng)用高清車牌識(shí)別等技術(shù)也將為全國ETC聯(lián)網(wǎng)防逃費(fèi)發(fā)揮巨大作用。

作者單位：廣東省交通集團(tuán)有限公司