董建中, 宮恩龍

(吉林省高速公路管理局， 長(zhǎng)春 130022)

吉林省高速公路ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)探析與實(shí)現(xiàn)

董建中, 宮恩龍

(吉林省高速公路管理局， 長(zhǎng)春 130022)

對(duì)高速公路不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Toll Collection, ETC)運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)進(jìn)行探析，實(shí)現(xiàn)符合當(dāng)前高速公路管理運(yùn)營機(jī)制的ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)的適應(yīng)性架構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合吉林省高速公路ETC運(yùn)行系統(tǒng)模式，構(gòu)建基于ETC部、省清分系統(tǒng)，ETC發(fā)行系統(tǒng)和ETC車道系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)。該ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)可及時(shí)掌握當(dāng)前ETC系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，對(duì)交易風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。

高速公路； 電子不停車收費(fèi)； ETC運(yùn)營監(jiān)控； 系統(tǒng)架構(gòu)

0 引 言

為貫徹落實(shí)《交通運(yùn)輸部關(guān)于開展全國高速公路電子不停車收費(fèi)聯(lián)網(wǎng)工作的通知》(交公路發(fā)〔2014〕64 號(hào))的要求, 吉林省于2015年7月順利采用不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Toll Collection, ETC)全國聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)運(yùn)行模式。ETC的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了全國聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營，在對(duì)ETC的運(yùn)營管理提出更高要求的同時(shí)，對(duì)ETC運(yùn)營的客戶服務(wù)等方面的工作也提出更加嚴(yán)格的要求。因此，ETC運(yùn)營管理部門需擁有一套能實(shí)時(shí)監(jiān)視ETC系統(tǒng)運(yùn)營狀態(tài)及運(yùn)營數(shù)據(jù)的信息化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)管理和主動(dòng)服務(wù)的運(yùn)營理念，提升ETC運(yùn)營管理水平和ETC服務(wù)水平，為ETC用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1 監(jiān)控整體需求

為提升運(yùn)營管理水平，急需對(duì)ETC部、省間清分系統(tǒng)，ETC發(fā)行系統(tǒng)及ETC車道終端等三大系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為車量管理提供決策依據(jù)。因此，需對(duì)ETC部、省清分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)ETC發(fā)行系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)ETC車道系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過分析梳理以往的ETC運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)及聯(lián)網(wǎng)后遇到的各種問題，形成若干關(guān)鍵的業(yè)務(wù)指標(biāo)項(xiàng)，包括：車道開放情況、當(dāng)前通行量、關(guān)鍵設(shè)備告警、交易數(shù)據(jù)最后上傳時(shí)間、圖片上傳狀況、黑名單最后下發(fā)時(shí)間、交易成功率、評(píng)價(jià)交易時(shí)間、發(fā)行系統(tǒng)情況監(jiān)控、清分系統(tǒng)監(jiān)控、車道系統(tǒng)監(jiān)控及中心交互監(jiān)控等。通過對(duì)ETC運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握ETC設(shè)備的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)處理，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2 監(jiān)控指標(biāo)項(xiàng)分解及分析

2.1功能細(xì)化指標(biāo)

通過對(duì)ETC部、省清分系統(tǒng)，ETC發(fā)行系統(tǒng)及ETC車道終端等三大系統(tǒng)作進(jìn)一步的分析并結(jié)合用戶的業(yè)務(wù)需求情況，對(duì)各功能指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，當(dāng)各指標(biāo)分別達(dá)到閾值時(shí)，發(fā)出告警，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和展示等，同時(shí)將細(xì)化的結(jié)果匯總成功能及指標(biāo)分析表(見表1)。

2.2數(shù)據(jù)分析規(guī)則設(shè)計(jì)

在ETC發(fā)行系統(tǒng)中，需監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)指標(biāo)主要有記賬原始數(shù)據(jù)、爭(zhēng)議數(shù)據(jù)、注銷的爭(zhēng)議數(shù)據(jù)、處理銀行交互文件日志、銀行批扣與回盤文件、未處理批扣文件和銀行拒付記錄等，要求能根據(jù)不同時(shí)期的管理需求配置預(yù)警的規(guī)則和預(yù)警的閾值。

1) 若記賬原始數(shù)據(jù)積壓過多，有可能導(dǎo)致銀行端“卡賬不符”、銀行無法對(duì)賬及無法打印發(fā)票等問題，給用戶帶來不便。記賬原始數(shù)據(jù)積壓過多有可能是系統(tǒng)故障導(dǎo)致的，因此對(duì)記賬原始數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控不僅可防止記賬原始數(shù)據(jù)積壓帶來不利的連鎖反應(yīng)，還可起到輔助監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的作用。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，記賬原始數(shù)據(jù)的預(yù)警閾值設(shè)置為500條，即記賬原始數(shù)據(jù)積壓超過500條就報(bào)警。

2) 爭(zhēng)議數(shù)據(jù)積壓表明爭(zhēng)議數(shù)據(jù)未得到及時(shí)的處理，若爭(zhēng)議數(shù)據(jù)未及時(shí)處理，則銀行對(duì)賬及打印發(fā)票都會(huì)受到影響，同時(shí)還有可能造成拒付情況發(fā)生，因此應(yīng)及時(shí)處理爭(zhēng)議數(shù)據(jù)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)將爭(zhēng)議數(shù)據(jù)的積壓時(shí)效閾值定為72 h，若72 h后仍未處理就報(bào)警，以提醒用戶及時(shí)與銀行溝通處理。銀行爭(zhēng)議數(shù)據(jù)拒付有可能導(dǎo)致通行費(fèi)流失，若出現(xiàn)拒付情況，應(yīng)報(bào)警，提醒用戶及時(shí)對(duì)拒付的數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)并與銀行溝通處理。

3) 注銷的爭(zhēng)議數(shù)據(jù)是為監(jiān)測(cè)銀行端因錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的爭(zhēng)議數(shù)據(jù)未處理而將ETC通行卡注銷的爭(zhēng)議數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)一旦出現(xiàn)，將很難追回費(fèi)用，因此應(yīng)及時(shí)處理，避免通行費(fèi)流失。

4) 對(duì)銀行交互文件日志進(jìn)行監(jiān)控可及時(shí)發(fā)現(xiàn)與銀行進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)出現(xiàn)的各種問題。一旦發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)處理，避免不利連鎖反應(yīng)發(fā)生。

5) 批扣文件的處理包括送盤和回盤2個(gè)過程，送盤即將通行記錄送往銀行進(jìn)行扣款操作，回盤即銀行返回扣款結(jié)果，因此若送盤后銀行方未及時(shí)回盤，則將對(duì)其他業(yè)務(wù)造成影響。由此，應(yīng)對(duì)未及時(shí)回盤的批扣數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，若超出時(shí)效，則需報(bào)警。根據(jù)以往業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，將回盤時(shí)效定為24 h。此外，還應(yīng)對(duì)銀行回盤的失敗信息進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)回盤失敗或批扣失敗的情況，應(yīng)立即報(bào)警，及時(shí)通知用戶與很行溝通處理。

在ETC部、省清分系統(tǒng)中，需監(jiān)控的數(shù)據(jù)主要是跨省數(shù)據(jù)中的積壓逾期數(shù)據(jù)。跨省數(shù)據(jù)若積壓超過21 d，該記錄的通行費(fèi)將無法追回，因此系統(tǒng)應(yīng)提前預(yù)警，通知用戶積壓的數(shù)據(jù)，預(yù)警閾值暫定為15 d，用戶可根據(jù)具體情況重新配置閾值。

在ETC車道系統(tǒng)中，主要檢測(cè)車道的開關(guān)閉狀態(tài)、車道的傳輸狀態(tài)、車道程序的版本、黑名單最后下發(fā)時(shí)間、當(dāng)前通行量、設(shè)備的檢測(cè)告警及交易成功率等指標(biāo)信息。ETC車道系統(tǒng)的版本和黑名單最后下發(fā)時(shí)間是2個(gè)重點(diǎn)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)版本進(jìn)行檢測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)由于未及時(shí)更新程序或更新失敗導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等問題；對(duì)黑名單最后下發(fā)時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)具體哪些車道的黑名單沒有及時(shí)下發(fā)或下發(fā)失敗，最大限度地避免黑名單車輛在高速公路上行駛。

其他的統(tǒng)計(jì)信息則根據(jù)用戶需求進(jìn)行定制性設(shè)計(jì)，主要統(tǒng)計(jì)展示ETC發(fā)行相關(guān)的信息，如：ETC發(fā)行量的日、月、年報(bào)表，ETC發(fā)行量的同比、環(huán)比分析展示等；車道通行量的日、月、年報(bào)表，通行量的同比、環(huán)比分析展示等；收費(fèi)額的日、月、年報(bào)表，收費(fèi)額的同比、環(huán)比分析展示等；設(shè)備完整率統(tǒng)計(jì)展示及故障設(shè)備信息展示等。

表1 功能及指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

3 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

由于ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)是建立在ETC三大系統(tǒng)之上的更頂層的監(jiān)控管理系統(tǒng)，且需向ETC三大系統(tǒng)獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此采用各系統(tǒng)分別提供查詢庫的方式來獲取不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，即各系統(tǒng)提供專門的查詢庫，提供查詢權(quán)限賬戶給ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)，ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)具體業(yè)務(wù)定期獲取數(shù)據(jù)，具體方式有每天定期獲取方式和模擬實(shí)時(shí)獲取方式2種。在將數(shù)據(jù)獲取到本地?cái)?shù)據(jù)庫中之后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)，最終根據(jù)預(yù)警條件判斷是否存在預(yù)警信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)形成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的滾動(dòng)展示界面和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。

該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，基于Spring MVC框架實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主體框架設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中的地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System, GIS)界面使用百度地圖實(shí)現(xiàn)，相關(guān)GIS偏移算法及高速公路樁號(hào)轉(zhuǎn)換算法等由已有的GIS監(jiān)控平臺(tái)提供。系統(tǒng)架構(gòu)圖見圖1。

該系統(tǒng)與監(jiān)控平臺(tái)和GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可通過GIS地圖為用戶呈現(xiàn)故障發(fā)生的具體位置，便于用戶了解監(jiān)測(cè)點(diǎn)的整體狀態(tài)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享能為以后更多的功能需求提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，例如：故障點(diǎn)監(jiān)控視頻聯(lián)動(dòng)；為運(yùn)維管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)證據(jù)支持；為微信、微博及吉林高速通APP提供報(bào)表基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。

4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)及效果

根據(jù)以上分析和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)際開發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)功能。該系統(tǒng)部分功能實(shí)現(xiàn)的界面如下。

4.1系統(tǒng)部分功能展示

收費(fèi)站狀態(tài)監(jiān)測(cè)地圖展示見圖2，ETC發(fā)行量的日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表展示見圖3，車道交易成功率統(tǒng)計(jì)展示見圖4，收費(fèi)站的各種預(yù)警信息展示見圖5，ETC發(fā)行量和注銷量的對(duì)比報(bào)表展示見圖6。

4.2系統(tǒng)的使用效果

該系統(tǒng)自投入使用以來，為用戶提供了及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用戶根據(jù)報(bào)警列表進(jìn)行及時(shí)的人工檢查和處理溝通，大大減少了爭(zhēng)議數(shù)據(jù)積壓導(dǎo)致的連鎖問題，同時(shí)使積壓情況導(dǎo)致的故障問題得到了及時(shí)解決。中心與各銀行間的數(shù)據(jù)交互監(jiān)測(cè)、回盤文件及批扣文件的監(jiān)測(cè)都為用戶提供了主動(dòng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使ETC運(yùn)營管理方與銀行發(fā)行方之間的數(shù)據(jù)交互問題得到了及時(shí)解決，避免了爭(zhēng)議的發(fā)生，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果也為解決爭(zhēng)議提供了證據(jù)。該系統(tǒng)的使用提升了用戶的工作效率，降低了ETC運(yùn)營管理方與各發(fā)行方之間的溝通成本及系統(tǒng)數(shù)據(jù)故障發(fā)生頻率，為運(yùn)維人員提供了解決問題的數(shù)據(jù)依據(jù)。

系統(tǒng)為用戶提供了可向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)的各種數(shù)據(jù)報(bào)表，使用戶徹底摒棄了以往的手工匯總統(tǒng)計(jì)的方式，大大減少了統(tǒng)計(jì)工作量。同時(shí)，各種報(bào)表的數(shù)據(jù)也可通過系統(tǒng)的共享機(jī)制為其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的應(yīng)用為用戶帶來了便利，減少了其工作量。

通過對(duì)比吉林省2016年下半年的ETC交易額和2017年上半年的ETC交易額發(fā)現(xiàn)，整個(gè)2017年上半年的ETC環(huán)比增長(zhǎng)約30%，雖然這組數(shù)據(jù)不能完全歸功于ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)，但該系統(tǒng)在提升ETC運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量和ETC用戶使用率方面的作用不容忽視。

5 國內(nèi)各省份研究現(xiàn)狀對(duì)比

我國各省份ETC的發(fā)展各不相同，例如廣東、北京及江蘇等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)省份的ETC發(fā)展較早，運(yùn)營管理也比較領(lǐng)先；此外，ETC運(yùn)營管理的體制也各不相同，例如有些省份是由事業(yè)單位管理，而有些省份是公司化運(yùn)營管理，因此對(duì)ETC運(yùn)營管理及運(yùn)營監(jiān)控的需求各不相同。很多省份將ETC運(yùn)營監(jiān)控部分功能集成到運(yùn)維管理系統(tǒng)中，通過自身完善的運(yùn)維監(jiān)控體系進(jìn)行運(yùn)營管理，并沒有形成獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。此外，有些省份將ETC運(yùn)營監(jiān)控作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，這些獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)往往更具有專注度，更適應(yīng)該省份的特點(diǎn)，滿足不同用戶的需求。吉林省的ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)就是獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，能針對(duì)吉林省監(jiān)控管理主體提供不同的運(yùn)營監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和不同的展現(xiàn)方式。雖然該系統(tǒng)是獨(dú)立設(shè)計(jì)開發(fā)的，但在設(shè)計(jì)時(shí)也充分考慮到數(shù)據(jù)分享、各系統(tǒng)之間的信息交互等后續(xù)的整合聯(lián)動(dòng)功能，為以后相關(guān)項(xiàng)目的開展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

對(duì)比部分省份的運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)可知，很多省份更加關(guān)注ETC收費(fèi)車道的運(yùn)營監(jiān)控管理(例如，云南省比較關(guān)注車道的設(shè)備運(yùn)營狀態(tài)、車道通過率及OBU通過率等信息)，而吉林省則對(duì)ETC部、省清分系統(tǒng)，ETC發(fā)行系統(tǒng)和ETC車道系統(tǒng)等三大運(yùn)營系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)控與分析，并更加側(cè)重于ETC發(fā)行系統(tǒng)。由于與吉林省合作發(fā)行的銀行方較多，發(fā)行的系統(tǒng)各不相同，因此對(duì)發(fā)行系統(tǒng)中各方數(shù)據(jù)交互的監(jiān)測(cè)要求較為迫切，需對(duì)各方出現(xiàn)的爭(zhēng)議進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的處理，將系統(tǒng)的監(jiān)控重點(diǎn)放在ETC發(fā)行系統(tǒng)上，以滿足吉林省對(duì)發(fā)行管理方與發(fā)行方之間矛盾點(diǎn)較多的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的需求。

6 結(jié) 語

ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施較大程度上提升了ETC運(yùn)營管理單位在管理維護(hù)ETC系統(tǒng)方面的效率和維護(hù)響應(yīng)速度，并間接提升了ETC客戶的服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。此外，該系統(tǒng)的應(yīng)用還帶來一定程度的經(jīng)濟(jì)效益，例如系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警提醒能達(dá)到及早發(fā)現(xiàn)問題并及早處理的效果，避免問題惡化和擴(kuò)大，避免人力和費(fèi)用的不必要損失。同時(shí)，該系統(tǒng)間接帶來一定程度的社會(huì)效益，例如ETC客戶服務(wù)質(zhì)量的提升使得更多人選擇ETC通行，增加ETC辦理人數(shù)，減少ETC用戶注銷量。此外，ETC用戶量的增大可促進(jìn)節(jié)能減排，減少環(huán)境污染。通過對(duì)ETC系統(tǒng)各運(yùn)營數(shù)據(jù)進(jìn)行探析并對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可大大提升ETC運(yùn)營管理的效率和運(yùn)營服務(wù)水平。ETC運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施是吉林省高速公路信息化建設(shè)的一次重要嘗試，有效提升了ETC運(yùn)營管理和服務(wù)的整體水平，加快了人工巡檢、人工報(bào)警及人工報(bào)表向智能化發(fā)展的步伐，為吉林省高速公路信息化建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1] 孫秀珍. 云南省高速公路ETC運(yùn)營管理研究[D]. 北京:大連海事大學(xué), 2016.

[2] 燕海兵. 我國ETC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[D]. 太原:山西省交通科學(xué)研究院, 2005.

TheArchitectureofETCOperationandSurveillanceSystemintheJilinExpressway

DONGJianzhong,GONGEnlong

(Jilin Provincial Expressway Administration, Changchun 130022, China)

The architecture of Electroninc Toll Collection (ETC) Operation and surveillance system is schemed according to the operation mechanism of expressway management. The real time ETC Operation and Surveillance System in the Jilin Expressway, featuring fare clearing system, distribution system and lane system is designed based on the architecture. The system is able to give alarms promptly based on data analysis and data mining technology if any thing wrong is detected in transaction or system operation.

expressway; ETC; ETC operation and surveillance; system architecture

U495

A

2017-07-17

董建中(1962—)，男，吉林長(zhǎng)春人，研究員，主要從事高速公路運(yùn)營管理工作。

1674-5949(2017)03-0071-06