聯(lián)合射頻多義性路徑識別系統(tǒng)的高速公路逃費綜合應對策略

項煜 王元慶 馬侖 姜彥玲 毛琴

摘 要： 高速公路聯(lián)網一次性收費在為出行者提供極大便利的同時也給逃費、作弊車輛提供方便。逃費、作弊已經使高速公路運營、投資方蒙受巨大損失。射頻多義性路徑識別系統(tǒng)在具有全天時/全天候工作、抗干擾能力強等一系列優(yōu)點的同時，能夠準確獲取車輛在路網內的行駛信息。結合收費系統(tǒng)的主要漏洞，首先對當前高速公路網內存在的逃費方式進行深入分析，在此基礎上，結合射頻多義性路徑識別數(shù)據(jù)，給出高速公路整體防逃費整體實施方案。該方案在充分利用已有硬件資源的前提上，可覆蓋當前路網內的主要逃費方式。

關鍵詞： 多義性路徑識別； 射頻識別； 聯(lián)網收費； 逃費

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）08?0060?04

Synthetical coping strategy of RFID based polysemy path identification system

against highway toll defraud

XIANG Yu1， WANG Yuanqing1， MA Lun2， JIANG Yanling2， MAO Qin2

（1. School of Highway，Changan University， Xian 710064， China； 2. School of Information Engineering， Changan University， Xian 710064， China）

Abstract： Highway?net toll collection system not only provides a great convenience for the travelers， but also offers an opportunity for toll defraud which has brought tremendous economic loss to the investors of expressways. RF polysemy path identification system which has the advantages of all weather， all time and strong anti?interference capability can obtain accurately the running information of each vehicle driving in highway network. The toll defraud modes existing in expressway nets is analyzed deeply in combination with main bugs of the current toll collection systems. On this basis， an overall anti?defraud strategy for the highway toll collection systems is proposed according to route information collected by such a RFID based system. This strategy can cover almost all of toll defraud ways on the premise of making full use of existing hardware resources.

Keywords： polysemy path identification； radio frequency identification； netword toll collection； toll defraud

0 引 言

各省高速公路逐漸實行“一張網”收費策略，車輛進出省內高速公路網只需一次收費。聯(lián)網收費為出行者帶來極大便利的同時，也為各種作弊逃費行為提供了可乘之機。當前各省高速公路收費系統(tǒng)主要利用通行卡作為車輛收費的依據(jù)，由于通行卡與車輛之間的可分離性，讓一些不法分子有機可乘，由此在國內出現(xiàn)一股“逃費風”。逃費方式由最開始個人化、分散性且易被識破的多種稱重偷費逐漸惡化為集團化、智能化且難以被發(fā)現(xiàn)的倒卡、換卡甚至換車牌等方式。這嚴重影響高速公路正常經營和投資者的正常收益，使投資者蒙受巨大經濟損失，是當前高速公路營運管理面臨的一個亟需解決的關鍵問題。

逃費方式花樣百出，其核心目標則可概括為“載重買輕”和“跑長買短”。針對“載重買輕”，可引入出入口對比稱重策略應對。對于“跑長買短”，目前的應對策略主要為設置動態(tài)超時[1]以及車牌識別記錄路徑信息[2]兩種。動態(tài)超時可作為逃費懷疑依據(jù)，作為判斷依據(jù)缺乏說服力。準確的行駛路徑信息對于應對“跑長買短”具有重要意義，然而路網沿途車牌識別在惡劣天氣識別率較低，另外夜間需要輔助照明設備，在高速公路凸顯照明光帶，高速行駛的車輛可能會緊急減速，影響行車的安全。需要引入新的路徑信息記錄手段。

射頻多義性路徑識別系統(tǒng)的設計初衷是為解決由高速公路網結構越來越復雜（路徑環(huán)）、投資主體日益多元化導致的通行費拆分問題。該系統(tǒng)通過引入復合通行卡（RFID電子標簽+IC卡），利用其與設置在二義性路徑路側標識站的單/雙向通信記錄車輛的完整行駛路徑實現(xiàn)通行費的精確拆分，已在多個省份獲得成功應用。另外今年初交通運輸部給出《收費公路多義性路徑識別技術要求》初稿，并向各省征求意見[3]，為該系統(tǒng)的普及和推廣提供了技術標準支持與保證。

RFID標簽具有全天時/全天候工作、抗干擾能力強、能夠識別高速運動物體等一系列優(yōu)點。利用射頻多義性路徑識別系統(tǒng)可以“自己認路”這一特點，輔以合理的防逃費策略，有望得到逃費問題的整體解決方案。鑒于此，本文首先利用圖示方法對當前的主要作弊逃費方式及其對應的收費系統(tǒng)漏洞進行了深入分析，在此基礎上，本著“重策略，輕投入”的基本思想，給出了聯(lián)合RIFD多義性路徑識別數(shù)據(jù)，同時充分利用現(xiàn)有機電系統(tǒng)技術條件的高速公路綜合防逃費實施方案。

1 高速公路逃費行為分析

本文主要針對計重收費的載重貨車的逃費行為進行分析，根據(jù)其逃費方式將其劃分為顯性逃費行為和隱性逃費行為兩大類。顯性逃費行為指的是通過收費現(xiàn)場觀察和監(jiān)控即可發(fā)現(xiàn)的逃費行為。如：“墊木板”過秤[4]、壓邊過秤[5]、“S”形過秤[5]、跳磅過秤[5]等；隱性逃費行為是指車輛在行駛途中利用收費管理系統(tǒng)的漏洞來實現(xiàn)逃費的行為。如：交換通行卡[4]、倒賣通行卡[4]、車頭車廂分離[4]、駁載[6]等。

如上所述，顯性逃費行為成功與否關鍵取決于收費站工作人員的細心程度、職業(yè)素質以及責任心等；而現(xiàn)有收費系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)則是隱性逃費行為，駕駛員（特別是物流公司）充分挖掘和利用現(xiàn)有收費系統(tǒng)的各種漏洞，想方設法地制造多種隱蔽的逃費手段，以達到少繳納通行費的目的。為了引入合理、有針對性的防逃費策略，有必要先對當前主要的逃費行為進行列舉和分析。為了便于分析，采用圖示法對逃費方式進行具體的描述，如圖1所示為一段收費高速公路，其中A，B，C，D表示收費站點，R表示服務區(qū)。距離AD遠遠大于AB和CD。以下將以該圖為例，對當前存在的主要隱性逃費方式進行描述。

1.1 換卡逃費

換卡逃費是指不同行程的車輛，通過非法交換彼此的通行卡改變入口站點，從而達到跑長買短的目的，具體又可分為兩類方式：

（1） 同向行駛換卡。該方式指載重貨車與由距離其目的地較近入口駛入的空車交換通行卡甚至車牌，從而實現(xiàn)逃費。具體流程簡述如下：甲車（載重M）從A領取通行卡1后駛入高速公路，目的地為D；乙車（一般為空車）從C領取通行卡2后駛入，與甲車同向行駛。兩車在C至D中途某地交換通行卡和車牌，隨后，兩車分別駛出收費站D（甲車使用通行卡2及乙車車牌，反之亦然）。收費系統(tǒng)誤判甲車行駛距離為CD，乙車為AD，綜合逃費為（AD-CD）×M×P，其中P為單位承載重量行駛每公里收費單價。

（2） 相向行駛換卡。該方式指相距較遠的兩車沿高速公路對向行駛并在事先約定的地點交換通行卡甚至車牌，隨后二者分別在距離對方出發(fā)位置較近的收費站駛出，達到逃費目的。具體逃費流程如下：甲車（載重M）從A領取通行卡1后駛入高速公路，目的地為C；乙車（載重N）從D領取通行卡2后駛入，目的地為B。兩車在B至C的中途（如R）交換通行卡和車牌。隨后，甲車使用通行卡2及乙車車牌由C駛出，乙車使用通行卡1及甲車車牌由B駛出。收費系統(tǒng)誤判甲車的行駛距離為CD，乙車為AB，綜合逃費為（（AC-CD）×M+（BD-AB）×N）×P。

通過調查，涉及以上兩類換卡逃費車輛一般為同一物流公司貨車，車輛外觀（如：車型、顏色、車身圖案等）幾乎相同，相向行駛車輛各自目的地距離對方出發(fā)點較近，同向行駛車輛中載重車目的地距離空車駛入站點較近。

1.2 倒卡逃費

在該方式中，駕駛員利用謊稱丟失、多次補辦通行卡的方式，通過調換使用達到逃費目的。具體描述如下：

甲車（載重M）從B領取卡1駛入高速公路，到達D，謊稱卡1丟失。根據(jù)規(guī)定，該情況需按照路網內最遠路徑（如AD）支付通行費，并賠償通行卡工本費?？此频貌粌斒В总嚳衫每?制造一連串的逃費事件。例如：

情況一：甲車（載重為N，其中N[?]M）再次從B的上游A站駛入高速公路，目的地為D，到達D站后便可以使用上次保留的通行卡1，綜合逃費為AB×P×（N-M）。

情況二：甲車（載重N）從D駛入，目的地為A，到達A后使用卡1，綜合逃費為（BD×N-AB×M）×P。

如上所述為車主自行倒卡，團伙倒卡則可根據(jù)駕駛員需求提供路網內任意入口通行卡，實現(xiàn)逃費目的?；诼?lián)網收費需求，主路收費站已全面被匝道收費站取代，除順接非封閉道路或個別特殊路段（如機場高速），大部分省份當前僅由通行卡的出入口信息作為收費依據(jù)，大都不辨別車輛來向。這為如上所述的換卡、倒卡逃費提供了便利。

1.3 車頭、車廂分離逃費

車頭、車廂分離逃費俗稱甩掛逃費，逃費車輛主要為拖掛集裝箱大貨車，其通過臨時停車區(qū)或服務區(qū)將車廂留下，僅車頭出站，再從鄰近收費站領通行卡駛入，將車廂裝載再次出站，從而達到逃費的目的。

1.4 駁 載

長途載重超限車在臨近目的地時，將貨物分載給就近駛入高速公路的其他車輛，達到逃費目的。

1.5 “J轉”逃費

車輛到達目的地后不駛出收費站，調頭返回鄰近入口站的出口形成J轉，從而達到縮短運距，少繳納通行費的目的。例如，甲車（載重M）從A駛入高速公路，在向D行駛過程中，將載有的貨物分發(fā)或轉賣給其他車輛或服務區(qū)，完成后通過非正常通道進行掉頭反轉，選擇從離入口站A較近的B站空車駛離高速公路。

2 多義性路徑識別系統(tǒng)

如引言中所述，多義性路徑識別系統(tǒng)的設計初衷是為了解決由聯(lián)網收費導致的通行費拆分問題。如圖2所示為典型多義性路徑識別系統(tǒng)示意圖，車輛進入高速公路領取集成“RFID有源電子標簽+非接觸式IC卡”的復合通行卡，同時入口及車輛信息寫入通行卡并上傳至數(shù)據(jù)中心；高速公路網內，在具有二義性路徑的節(jié)點附近，路側射頻標識站發(fā)射廣播信號，車輛進入其覆蓋的電磁場，復合通行卡憑借接收信號產生的感應電流所獲得的能量寫入標識站信息并同時發(fā)送出卡片標識編號，路側標識站閱讀器對接收的復合通行卡信號進行解調和解碼后傳送至數(shù)據(jù)中心；依次類推，車輛最后通過出口時，收費站讀取所有標識信息，對車輛通行路徑進行精確識別，進而實現(xiàn)按實際行駛路徑收費以及拆分（部分省份仍按最短路徑收費，標識信息僅用于通行費拆分）。

3 聯(lián)合多義性路徑識別系統(tǒng)的高速公路綜合防

逃費實施方案

根據(jù)第1節(jié)的描述和分析，可以看出，雖然逃費手段形式各異，但“跑長買短”和“載重買輕”是其核心思想。如何分別從路徑以及載重兩方面彌補當前收費系統(tǒng)的漏洞是解決高速公路逃費問題的關鍵。

如引言所述，目前各省應對逃費問題缺乏整體解決方案，尤其對于“跑長買短”問題，“動態(tài)超時”僅可作為逃費懷疑依據(jù)，而“車牌識別”則受限于夜間照明導致的行駛安全問題?；谏漕l識別的多義性路徑識別系統(tǒng)具有全天時/全天候工作、抗干擾能力強、能夠識別高速運動物體等一系列優(yōu)點。利用其可以“自己認路”這一特點，輔以合理的防逃費策略，能夠得到逃費問題的整體解決方案。

結合高速公路收費系統(tǒng)的運營現(xiàn)狀，以充分考慮業(yè)主利益為前提，兼顧公平原則，本著“重策略（軟件），輕投入（硬件）”的基本思想，下面給出高速公路綜合防逃費實施方案，如圖3所示為收費站入口數(shù)據(jù)采集方案，如圖4所示為出口防逃費整體實施方案。

圖3中針對逃費行為“跑長買短”和“載重買輕”兩個核心宗旨，在入口數(shù)據(jù)采集階段，增加稱重環(huán)節(jié)，結合車牌號、入口信息與復合通行卡，四者合一作為判斷逃費的依據(jù)。收費站出口防逃費實施方案如圖4所示，分別從復合通行卡與數(shù)據(jù)庫的綁定關系、出入口號牌一致性、出入口稱重一致性以及通行卡記錄的路徑信息來覆蓋第1節(jié)所述的所有逃費行為。對于稱重一致性判別環(huán)節(jié)，允許值根據(jù)稱重設備精度確定，設定范圍可參考為100～200 kg。圖中黑色模塊為對逃費行為的參考處理方式，各省可根據(jù)實際運營情況加以調整。

值得說明的是，出入口稱重對比可以有效應對第1節(jié)所述的同向行駛換卡行為，然而在復合通行卡與車牌號綁定信息一致以及兩次稱重在允許值范圍內情況下，仍然存在相向行駛換卡同時換車牌逃費的潛在可能。此時通過復合通行卡記錄的路徑信息，可有效解決這一問題。如上所述分析，相向行駛換卡發(fā)生后復合通行卡必然會寫入至少一次重復的路徑信息，可由此對該逃費行為作出判別。同時，在高速公路休息區(qū)以及互通立交允許掉頭處均設有標識站，可根據(jù)標識站掉頭信息排除正常掉頭車輛。

4 結 論

針對高速公路逃費、作弊行為，本文通過理論分析結合實地調研的研究方法，在對逃費方式進行分類及分析的基礎上，結合多義性路徑識別系統(tǒng)的路徑記錄優(yōu)勢，給出一套高速公路逃費綜合應對方案。在ETC全國聯(lián)網、基于RFID的多義性路徑系統(tǒng)逐漸普及這一背景下，該方案充分利用高速公路收費系統(tǒng)已有硬件資源，從策略入手，僅需對現(xiàn)有收費系統(tǒng)軟件及流程進行升級即可應對當前路網內的主要逃費方式。

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