“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下基于百度地圖的高速公路過路費(fèi)移動(dòng)預(yù)支付的研究

王曉寧+李維彪

摘要：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)背景下的產(chǎn)物如雨后春筍不斷產(chǎn)生，高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保質(zhì)量對智能交通的建設(shè)提出了更高的要求。因此，全國范圍內(nèi)大規(guī)模的聯(lián)網(wǎng)將是未來一段時(shí)間智能交通領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。實(shí)施ETC是解決公路收費(fèi)站擁堵、提高公路通行效率的有效途徑，但ETC也存在著不可忽略的弊端。百度地圖提供了駕車規(guī)劃以及導(dǎo)航功能，基于百度地圖API進(jìn)行開發(fā)，探究移動(dòng)支付過路費(fèi)的功能的實(shí)現(xiàn)，為高速公路智能化、高效化提供了一個(gè)可行性方案。該文旨在通過利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)出發(fā)前移動(dòng)預(yù)支付，使得通行更順暢，極大程度解決收費(fèi)站擁堵、節(jié)約出行時(shí)間，對于減少資源消耗，降低污染，構(gòu)建綠色交通運(yùn)輸體系將發(fā)揮重要的作用。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)支付，高速公路，百度地圖

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-3044（2017）34-0100-03

Abstract： With the development of internet and mobile communication technologies， the byproducts of internet are springing up around the world. The high-growth economy and the need for improving environmental quality propose high demand of intelligent transportation construction； therefore， large-scale nationwide networking will be the trend in intelligent transportation. As a part of intelligent transportation system， ETC helps solve traffic jams at toll booths effectively， but its drawbacks cannot be ignored. Baidus map provides the functions of driving planning and navigation and the research on tolls mobile payment Based on Baidus map API provides a feasible solution for expressway intelligence. Thus， the paper aims at realizing mobile payment of toll fees prior to departure to relive congestion at toll booths and help people to save time while travel. The findings will also provide insights on ways of decreasing resource consumption， reducing pollution and building green transportation system.

Key words： mobile payment； highway； Baidu map

1 背景

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化水平的不斷提高，造成了交通的嚴(yán)重?fù)矶隆⑽廴竞湍芎膯栴}，因此，為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展、改善人們的日常出行狀況，需要我國交通運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)型重構(gòu)，借助日益發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能交通生態(tài)系統(tǒng)無疑是轉(zhuǎn)型的重要途徑。

目前，我國高速公路在逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，進(jìn)一步推進(jìn)ETC的應(yīng)用以降低出行壓力，尤其是節(jié)假日期間高速公路時(shí)時(shí)呈現(xiàn)出嚴(yán)重的擁堵現(xiàn)象。但是日益增多的出行車輛遠(yuǎn)大于ETC的普及速度，所以高速公路通行依然是亟需解決的問題?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”為傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展提供了新思路，“互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)交通”以實(shí)現(xiàn)智能交通服務(wù)，從收費(fèi)站不停車收費(fèi)入手，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化現(xiàn)有的ETC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)出行前通過移動(dòng)APP進(jìn)行路線規(guī)劃選擇，并支付該路線所需的過路費(fèi)，經(jīng)過收費(fèi)站時(shí)，收費(fèi)站系統(tǒng)通過掃描車牌號自動(dòng)判斷車輛繳費(fèi)情況并放行。

2 ETC系統(tǒng)工作原理及現(xiàn)狀

2.1 工作原理

ETC 系統(tǒng)是利用微波（紅外或射頻）技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)等高新技術(shù)的設(shè)備和軟件（包括管理）所組成的先進(jìn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)車輛無需停車即可自動(dòng)收取道路通行費(fèi)用。

車主辦理ETC之后，會(huì)在汽車擋風(fēng)玻璃上安裝車載系統(tǒng)，地感線圈用來檢測通行車輛，以觸發(fā)射頻讀寫器，通過讀寫器與車載系統(tǒng)之間通信和信息交換，將數(shù)據(jù)傳送給ETC收費(fèi)站PC端，ETC收費(fèi)站系統(tǒng)根據(jù)不同情況來控制管理系統(tǒng)產(chǎn)生不同的動(dòng)作，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)從車主賬戶中扣除相應(yīng)的過路費(fèi)，并控制擋車器的升降，放行車輛。若車輛未安裝ETC車載器或者車載器無效則在車輛通過時(shí)對車輛進(jìn)行識(shí)別、拍照，系統(tǒng)自動(dòng)記錄違章信息，事后處理。

2.2 發(fā)展現(xiàn)狀

雖然ETC系統(tǒng)給出行人員帶來方便，同時(shí)產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益，我國的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)自2007年開始推廣以來，諸多優(yōu)點(diǎn)越來越為人們所接受，國家相關(guān)部門也通過政策標(biāo)準(zhǔn)積極推行ETC的發(fā)展以及普及。但是由于ETC本身所具有的特點(diǎn)以及出行人員的出行習(xí)慣，以至于我國目前ETC的發(fā)展并不是十分良好。 目前ETC發(fā)展中存在如下問題：

1） ETC使用率仍然偏低，服務(wù)不完善

目前，ETC辦理需要一次性繳納預(yù)存費(fèi)，其次押金較多，部分銀行還會(huì)綁定銷售信用卡，繁瑣的手續(xù)和流程以及捆綁式銷售讓車主產(chǎn)生抵觸情緒。另外，對于高速行走不頻繁的出行人員，ETC辦理意義不大。

2） 技術(shù)問題

ETC系統(tǒng)工作需要車上設(shè)備即OBU（指放在車上用來和路邊架設(shè)的RSU通訊的微波設(shè)備）和RSU（指安裝在路側(cè)的電子設(shè)備）進(jìn)行信息交互來完成，但是由于OBU識(shí)別距離可達(dá)十幾米，而RSU對識(shí)別距離難以控制，所以旁車、跟車、旁道干擾等問題一直是高速公路中ETC推行遇到的較大問題。

3） 跨區(qū)域結(jié)算問題

ETC系統(tǒng)還不能實(shí)現(xiàn)跨省、跨區(qū)域結(jié)算，高速公路未實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)，相對獨(dú)立的公路系統(tǒng)使得裝置ETC的車輛只能在省內(nèi)實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)，跨省還是需要通過人工繳費(fèi)，這樣使得部分車輛辦理ETC之后并未體驗(yàn)到多大的方便。因此，ETC系統(tǒng)推廣遇到的一個(gè)明顯“瓶頸”。

4） 裝置問題

射頻識(shí)別標(biāo)簽的壽命約三年左右，所以重新辦理ETC所耗費(fèi)的時(shí)間、精力以及費(fèi)用使得車主不愿使用ETC?，F(xiàn)在ETC服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)較少，如果客戶的車載電子裝置出了問題，維修不便。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與開發(fā)

當(dāng)前人們的消費(fèi)方式逐漸由現(xiàn)金交易轉(zhuǎn)移到非現(xiàn)金交易，銀行卡、支付寶、微信支付等使得交易方式更加便捷，而移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展則是實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)金交易的前提，移動(dòng)支付被廣大消費(fèi)者青睞，不但降低了出行攜帶現(xiàn)金的不安全因素，也減少了忘帶現(xiàn)金帶來的麻煩。移動(dòng)支付呈現(xiàn)出不可阻擋的趨勢在影響著人們的吃穿住行，超市、商場購買，交通出行中的滴滴打車、小黃車等使用的移動(dòng)支付方式越來越被人追捧。對于智能交通的發(fā)展要求，ETC是高速公路的一個(gè)杰出代表，但是ETC系統(tǒng)也具有不可忽視的缺點(diǎn)，基于上述ETC發(fā)展問題，本文提出一種基于百度地圖進(jìn)行二次開發(fā)，設(shè)計(jì)研究利用手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備查詢駕車路線并支付該路線的所需過路費(fèi)；其次，規(guī)劃出高速公路通行過程中所涉及的系統(tǒng)布局。

3.1 移動(dòng)支付方案設(shè)計(jì)

高速公路過路費(fèi)移動(dòng)支付方案所涉及的包括移動(dòng)端支付系統(tǒng)，車輛管理系統(tǒng)、車輛識(shí)別系統(tǒng)、車輛檢測系統(tǒng)以及相關(guān)的控制系統(tǒng)。本項(xiàng)目只研究移動(dòng)端系統(tǒng)。

車主在上牌照的時(shí)候?qū)④囍饕约败囆畔浫胲囕v管理系統(tǒng)，車輛管理系統(tǒng)在該方案中具有重要作用，一是用于車主在移動(dòng)端注冊，車主注冊的信息與車輛管理系統(tǒng)進(jìn)行信息對比；二是通過掃描車牌號，車輛檢測系統(tǒng)獲得車輛管理系統(tǒng)中該車的相關(guān)信息。

移動(dòng)端完成注冊、登錄、路徑規(guī)劃以及預(yù)支付過程；車輛檢測系統(tǒng)包括高速路入口車輛掃描以及出口車輛檢測，入口處車輛識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別車輛，并通過車輛識(shí)別獲得車輛信息，記錄該車的入口地點(diǎn)、入口時(shí)間等。出口處同樣是車輛識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別車輛，獲得車輛高速入口信息以計(jì)算車輛應(yīng)該繳納的過路費(fèi)，核對預(yù)支付費(fèi)金額，若車輛并未預(yù)支付則拍照記錄該車，視為違章，再放行。

3.2 移動(dòng)端支付系統(tǒng)設(shè)計(jì)

百度地圖開發(fā)者平臺(tái)為廣大開發(fā)者提供了一系列接口，包括基于web、android、ios，可供開發(fā)者快捷的進(jìn)行百度地圖二次開發(fā)，本文所提出的軟件是基于android開發(fā)，利用百度地圖Android SDK開發(fā)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃、導(dǎo)航、支付過路費(fèi)的APP。該系統(tǒng)包含服務(wù)端和客戶端，服務(wù)端部署于服務(wù)器，安裝MySQL數(shù)據(jù)庫和Tomcat，客戶端則是安卓應(yīng)用。兩者缺一不可。服務(wù)端實(shí)現(xiàn)客戶端本地收費(fèi)站數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器收費(fèi)站數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步，客戶端則是業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。

基于百度地圖的高速公路過路費(fèi)移動(dòng)預(yù)支付系統(tǒng)架構(gòu)分為三層

1） 業(yè)務(wù)層： 在安卓端完成路線規(guī)劃、支付費(fèi)用功能?；诎俣鹊貓D進(jìn)行線路規(guī)劃，計(jì)算出路線長度和費(fèi)用，調(diào)用支付寶支付SDK進(jìn)行支付。

2） 服務(wù)層：供業(yè)務(wù)層調(diào)用，實(shí)現(xiàn)用戶登陸注冊，返回信息給客戶端。使用Java Servlet實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸接口，可將客戶端發(fā)送的信息進(jìn)行保存和響應(yīng)，服務(wù)層同時(shí)也與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化存儲(chǔ)。

3） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作。使用MySQL數(shù)據(jù)庫，體積小、速度快、存儲(chǔ)方便。搭配 Java 可組成良好的開發(fā)環(huán)境。

3.3 移動(dòng)端系統(tǒng)環(huán)境搭建

開發(fā)環(huán)境：Windows 10 Home Edition x64、Idea 201702版、Android Studio 2.3、MySQL 5.7、Tomcat 8.5、JDK 1.8.0

測試機(jī)：一加5（安卓版本7.1）真機(jī)一臺(tái)、Google Nexus 6（安卓版本7.0）模擬機(jī)一臺(tái)

1） 百度地圖API密鑰申請

在進(jìn)行百度地圖開發(fā)之前，開發(fā)者必須先申請一個(gè)密鑰，每個(gè)密鑰唯一對應(yīng)一個(gè)APP，在申請密鑰之前注冊登錄百度賬號，該密鑰與百度賬戶相關(guān)聯(lián)。申請步驟如下：

登錄百度賬號，在百度地圖API控制臺(tái)創(chuàng)建密鑰及AK， AK創(chuàng)建頁面中，選定“Android SDK”，并輸入應(yīng)用名稱，在應(yīng)用類型選為“Android SDK”后，需要配置應(yīng)用的安全碼。

首先要獲取安全碼，Android應(yīng)用獲取包名packagename，根據(jù)開發(fā)工具不同，獲取位置有所不同。使用 eclipse 開發(fā)包名是Android應(yīng)用程序本身在AndroidManifest.xml 中定義的名稱。使用 Android studio 開發(fā)包名需要在文件build.gradle中查詢 applicationId，并確保 applicationId 與在 AndroidManifest.xml 中定義的包名一致。Android簽名證書的sha1值獲取方式有兩種：第一種方法：使用keytool，第二種方法：在eclipse中，在adt 中直接查看。輸入安全碼和包名后點(diǎn)擊提交，百度地圖API平臺(tái)生成了AK（API_KEY）。

2） 創(chuàng)建項(xiàng)目

在百度地圖開放平臺(tái)找到Android地圖SDK，Android地圖SDK中下載全部，跳轉(zhuǎn)到SDK下載頁面，勾選全量定位、基礎(chǔ)地圖、檢索功能、LBS云檢索、計(jì)算工具和駕車導(dǎo)航，然后點(diǎn)擊開發(fā)包，開始下載百度地圖SDK及示例代碼到本地，解壓后得到asserts和libs文件夾，打開Android Studio，新建一個(gè)Android項(xiàng)目，將asserts文件夾復(fù)制到項(xiàng)目app文件夾src/main下面，將libs文件夾復(fù)制到項(xiàng)目app文件夾下，全選libs下面的jar包，點(diǎn)擊右鍵選擇add as library，完成后SDK導(dǎo)入已完成，打開AndroidManifest.xml，找到application節(jié)點(diǎn)，在中間加入一下代碼：

然后添加運(yùn)行百度地圖需要的權(quán)限，直接復(fù)制到manifest節(jié)點(diǎn)下即可，完成AndoridManifest.xml配置。保存之后，在開發(fā)包中找到com/baidu/mapapi文件夾，將整個(gè)文件夾直接拷貝到項(xiàng)目的src/main/java下面。之后下載支付寶Android SDK，將jar包導(dǎo)入到項(xiàng)目的libs文件夾。

3.4 移動(dòng)端開發(fā)

移動(dòng)端業(yè)務(wù)流程圖如下：

1） 創(chuàng)建布局文件

在android中src/main/res/layout下面創(chuàng)建activity_navi.xml、activity_routeplan.xml、activity_transit_dialog.xml、activity_transit_item.xml、login.xml、pay.xml、register.xml、text_bubble.xml。

2） 路線規(guī)劃基礎(chǔ)功能

在src/main/java/com/baidumapsdk/demo/search下創(chuàng)建RoutePlanDemo.java，參照百度地圖官方示例將基礎(chǔ)線路規(guī)劃功能加入。在此基礎(chǔ)上需要我們添加地理位置尋址功能、收費(fèi)站數(shù)據(jù)同步功能、根據(jù)偏好進(jìn)行規(guī)劃功能、地圖標(biāo)注出路線和收費(fèi)站功能、路線信息統(tǒng)計(jì)功能、支付功能等功能。線路規(guī)劃時(shí)需要用戶輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)，偏好默認(rèn)為“用時(shí)少”，當(dāng)用戶輸入起始地點(diǎn)之后，點(diǎn)擊規(guī)劃線路進(jìn)入線路規(guī)劃的邏輯中。路線規(guī)劃分為兩步，第一步，獲取用戶輸入的地點(diǎn)，調(diào)用地理編址功能將地點(diǎn)編址為經(jīng)緯度，第二步，將得到的經(jīng)緯度信息通過線路規(guī)劃函數(shù)進(jìn)行規(guī)劃。

3） 收費(fèi)站數(shù)據(jù)同步

由于線路規(guī)劃時(shí)需要遍歷查詢線路經(jīng)過的收費(fèi)站，采用聯(lián)網(wǎng)查詢的方式會(huì)導(dǎo)致并發(fā)大，服務(wù)端壓力大，故本地使用了SQLite數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)收費(fèi)站信息。當(dāng)程序打開時(shí)，調(diào)用函數(shù)檢查本地?cái)?shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)版本是否跟服務(wù)器數(shù)據(jù)庫版本一致，如果不一致的話將進(jìn)行一次完整的數(shù)據(jù)庫同步，這樣保證了本地?cái)?shù)據(jù)庫是與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫一致的，同時(shí)也減輕了服務(wù)端壓力。

4） 移動(dòng)支付

線路規(guī)劃完成，線路被標(biāo)記到地圖上后，用戶支付過路費(fèi)，跳轉(zhuǎn)支付界面，顯示支付信息和立即支付按鈕。本系統(tǒng)與支付寶接口對接實(shí)現(xiàn)支付。

4 結(jié)束語

高速公路移動(dòng)預(yù)支付通行方案以不停車收費(fèi)為基礎(chǔ)目標(biāo)，解決了ETC實(shí)施所遇到的問題，借助支付端口實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付，避免了辦理ETC的同時(shí)被綁定銷售。通過移動(dòng)支付高速公路過路費(fèi)，以進(jìn)一步優(yōu)化智能交通，不斷創(chuàng)造社會(huì)效益、環(huán)境效益。但是由于目前各地域收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，所以本項(xiàng)目還需進(jìn)一步完善，以實(shí)現(xiàn)全國范圍的高速公路通行移動(dòng)繳費(fèi)。

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