智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)的可行性建議

梁柳

（廣東利通科技投資有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引言

2019 年的兩會(huì)中明確提出，要更進(jìn)一步深化與改革收費(fèi)公路制度，取消高速公路省界收費(fèi)站點(diǎn)，減少和降低交通擁堵，提升收費(fèi)效率。同時(shí)，在《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)深化收費(fèi)公路制度改革取消高速公路省界收費(fèi)站實(shí)施方案的通知》中提出要全面構(gòu)建智慧交通ETC門架系統(tǒng)。

1 智慧交通ETC 門架系統(tǒng)的相關(guān)概述

1.1 原理與分類

智慧交通ETC 門架系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對一個(gè)或者多個(gè)收費(fèi)單元的計(jì)費(fèi)，根據(jù)該系統(tǒng)的布設(shè)位置、數(shù)量和方向，又可細(xì)化為省界與路段門架系統(tǒng)、單排與多排門架系統(tǒng)以及上行和下行門架系統(tǒng)。

1.2 硬件設(shè)備和布局

（1）硬件設(shè)備。智慧交通ETC 門架系統(tǒng)設(shè)備主要由車道控制器、RSU、車牌識別設(shè)備、高清攝像機(jī)、補(bǔ)光燈、防雷接地設(shè)施以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共同組成。

（2）布局。ETC 門架系統(tǒng)由左幅和右幅兩個(gè)部分組成，省界ETC 門架系統(tǒng)無以行車方向前后應(yīng)同時(shí)設(shè)置兩個(gè)門架，間距大于500m，目的是避免門架信號的相互干擾；非省界收費(fèi)站的左幅和右幅應(yīng)各設(shè)置一個(gè)門架，距離控制在30m 為宜，可避免不必要的線路損失，每一個(gè)ETC 門架的RSU 天線、天線控制器、車牌識別器、主設(shè)備故障備用設(shè)備以及補(bǔ)光燈等設(shè)備應(yīng)始終保持在啟動(dòng)狀態(tài)中[1]。

1.3 優(yōu)勢分析

（1）快速讀取車輛信息。在高速公路的出口和入口之間設(shè)置智慧交通ETC 門架系統(tǒng)可以使所有的ETC和MTC 車輛的計(jì)費(fèi)方式轉(zhuǎn)變?yōu)榉侄斡?jì)費(fèi)，確保其在行駛過程中產(chǎn)生的交易記錄、數(shù)據(jù)信息上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心。根據(jù)ETC 門架系統(tǒng)，可以快速讀取車輛的通行信息，將交易費(fèi)用輸入卡內(nèi)，自動(dòng)生產(chǎn)CPC 通行記錄。

（2）有效緩解交通擁堵問題。智慧交通ETC 門架系統(tǒng)理念的提出，使得取消高速公路省界收費(fèi)站成為可能，在高速公路運(yùn)營中構(gòu)建智慧交通ETC 門架系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對已經(jīng)安裝ETC 車輛的分段計(jì)費(fèi)與收費(fèi)，車輛在過往收費(fèi)站時(shí)無須停車，有效緩解了高速公路臨近收費(fèi)站交通擁堵的問題，提高了司乘人員的出行效率。

（3）支持雙、單片式車載單元和5.8GHz 復(fù)合通行卡。當(dāng)ETC 車輛經(jīng)過門架系統(tǒng)時(shí)，車載單元就會(huì)自動(dòng)激活，并與門架系統(tǒng)行，短途通信，完成對ETC 車輛的分段計(jì)費(fèi)與扣費(fèi)，快速形成交易流水，門架系統(tǒng)會(huì)將本路段ETC 車輛的信息和費(fèi)用情況計(jì)入CPC 卡中，CPC 卡會(huì)形成具有邏輯性的信息和車輛通行記錄，完成對ETC 車輛路徑識別和分段計(jì)費(fèi)和自動(dòng)扣費(fèi)[2]。

（4）具備車牌識別功能。當(dāng)ETC 車輛進(jìn)入門架系統(tǒng)的抓拍區(qū)域時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)識別車輛的前后車牌號碼、車輛顏色，通過對車輛運(yùn)行時(shí)間和圖像信息的處理，形成流水記錄。即使是當(dāng)雙片式OBU 未插卡或出現(xiàn)故障、車載單元被誤拆卸抑或者是CPC 卡遺失等車輛無法與門架進(jìn)行5.8G 短途通信時(shí)，車牌識別系統(tǒng)依然會(huì)形成一個(gè)完整的車輛行駛路徑信息。

（5）具備自我檢測和程序自動(dòng)更新的功能。智慧交通ETC 門架系統(tǒng)還具備自我檢測和程序自動(dòng)更新的功能，可以將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送至省級聯(lián)網(wǎng)中心，同時(shí)可以接收省級聯(lián)網(wǎng)中心下發(fā)的各類參數(shù)信息。此外，同一路段的兩個(gè)門架系統(tǒng)是獨(dú)立運(yùn)行和互為冗余的，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常的情況下還可以進(jìn)行脫機(jī)離線操作，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)再將滯留的數(shù)據(jù)信息上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心。

1.4 建設(shè)目標(biāo)

智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)在為實(shí)現(xiàn)信息共享化、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化和利益最大化的同時(shí)，降低建設(shè)成本，提升整體運(yùn)維水平，推進(jìn)云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，更進(jìn)一步進(jìn)一步地促進(jìn)智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)水平的提升。

2 智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)基本要求

2.1 部聯(lián)中心門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)要求

嚴(yán)格按照國家基礎(chǔ)設(shè)施對部級聯(lián)網(wǎng)中心對部聯(lián)中心門架系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，嚴(yán)格落實(shí)第三級保護(hù)要求，或者也可以根據(jù)ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)的實(shí)際情況，增設(shè)防護(hù)等級要求。

2.2 省聯(lián)中心門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)要求

（1）通過配置過壓保護(hù)裝置、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、防靜電地板、防靜電手環(huán)、不間斷電源監(jiān)控系統(tǒng)以及通信線纜隔離輔助等等措施，在滿足互聯(lián)網(wǎng)中心對ETC門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)要求的同時(shí)，防止人為破壞、盜竊、火災(zāi)和潮濕等問題的發(fā)生。

（2）利用VLAN、防火墻等的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)區(qū)域之間的隔離，并設(shè)置網(wǎng)閘、SSL 網(wǎng)關(guān)構(gòu)建安全的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)水平。

（3）通過制定堡壘機(jī)策略、建立省級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)學(xué)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)，滿足陷管理，集中管理和安全管理等的要求[3]。

2.3 區(qū)域路段門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)要求

（1）注重對關(guān)鍵設(shè)備的業(yè)務(wù)處理能力，與區(qū)域路段的收費(fèi)專網(wǎng)，堅(jiān)決杜絕無線局域網(wǎng)的使用。

（2）進(jìn)行統(tǒng)一身份認(rèn)證，建立日志審計(jì)系統(tǒng)，安裝惡意代碼入侵軟件，針對不同的ETC 門架系統(tǒng)設(shè)備制定不同的安全防范策略，保證數(shù)據(jù)信息的完整性，設(shè)置數(shù)據(jù)備份服務(wù)器，滿足訪問控制、安全審計(jì)，邊界防護(hù)等的計(jì)算機(jī)環(huán)境安全要求。

3 ETC 門架系統(tǒng)存在的問題

3.1 設(shè)備報(bào)修與行業(yè)發(fā)展不相適應(yīng)

在對目前的ETC 門架系統(tǒng)設(shè)備報(bào)修工作中，依然適宜人工記錄故障問題，通過電話或者微信的方式逐級上報(bào)的運(yùn)維模式，對于一些業(yè)務(wù)性較強(qiáng)的ETC 門架系統(tǒng)設(shè)備的報(bào)修，雖然會(huì)使用運(yùn)維管理系統(tǒng)，但依然需要報(bào)修人員先填寫故障信息再報(bào)送至運(yùn)維人員，其流程的煩瑣使得設(shè)備報(bào)修與行業(yè)發(fā)展不相適應(yīng)。

3.2 日常巡查耗時(shí)費(fèi)力成本高

ETC 門架系統(tǒng)設(shè)備種類多，分布區(qū)域廣，幾乎遍布所有的道路干線、匝道、收費(fèi)站出口、入口以及管理中心的辦公區(qū)域，日常的巡查既耗時(shí)又費(fèi)力，且需要雇用專業(yè)的人員進(jìn)行保養(yǎng)和對故障進(jìn)行處理，成本較高。

3.3 定位不準(zhǔn)，維修不徹底

ETC 門架系統(tǒng)設(shè)備故障只能描述現(xiàn)象，不能發(fā)現(xiàn)本質(zhì)，缺乏對故障產(chǎn)生原因的分析，使得設(shè)備在維修的過程中將正常的零部件誤拆，增加維修成本，定位不準(zhǔn)和維修不徹底使得設(shè)備維修的返工率只增不減。

4 ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)要點(diǎn)及可行性建議

4.1 明確系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)要點(diǎn)

為盡快推進(jìn)智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，充分發(fā)揮系統(tǒng)的各項(xiàng)功能和作用，首先需要明確系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)要點(diǎn)：①注重對門架系統(tǒng)的分區(qū)域保護(hù)，防止由于某個(gè)系統(tǒng)的攻擊對門架系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)造成的破壞。②合理規(guī)劃門架系統(tǒng)的安全區(qū)域，采取更加有效和針對性的保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)的門架系統(tǒng)的多元化保護(hù)。③對門架系統(tǒng)進(jìn)行均衡性保護(hù)，明確門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)和要求，建立分級安全防護(hù)體系，從根本上提升門架系統(tǒng)可行性。④在對ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)期間，應(yīng)當(dāng)將安全防護(hù)技術(shù)有效的管理手段融為一體，建立安全管理機(jī)制，加強(qiáng)對相關(guān)人員的專業(yè)技能培養(yǎng)，有效推進(jìn)門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)工作的順利開展。⑤有關(guān)部門應(yīng)根據(jù)智慧交通的實(shí)際需求，分析ETC 門架系統(tǒng)依然需要優(yōu)化和完善的地方，積極引進(jìn)西方發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和安全管理理念，確保所構(gòu)建的ETC 門架系統(tǒng)可以為我省高速公路行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有力量[4]。

4.2 創(chuàng)設(shè)良好物理環(huán)境

（1）在對智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)過程中，要能合理控制室外設(shè)備布置數(shù)量，而對于室內(nèi)設(shè)備的布置，比如收費(fèi)站機(jī)房，應(yīng)制定相應(yīng)的防破壞措施。

（2）借助網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)門架系統(tǒng)室內(nèi)外數(shù)據(jù)信息的交互。

（3）有效防止強(qiáng)電磁、電流對門架系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來的影響，對于RSU、車牌識別等設(shè)備的門架，應(yīng)禁止非授權(quán)人員攀登。

（4）室外門架系統(tǒng)的設(shè)置的機(jī)柜應(yīng)當(dāng)全面滿足防火、防雷以及防灰塵等的要求。

（5）在門架系統(tǒng)中加設(shè)視頻監(jiān)控、電子門鎖等，特別要加大對路測機(jī)柜開啟關(guān)閉的監(jiān)控。

（6）委派專業(yè)人員定期不定期的檢查門架系統(tǒng)各類設(shè)備的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在丟失、故障等的問題應(yīng)立即進(jìn)行解決。

（7）路側(cè)柜機(jī)內(nèi)部配備保證連續(xù)不間斷供電，保證在停電的情況下至少可以為門架系統(tǒng)的正常運(yùn)行供電4h。

4.3 建立安全通信網(wǎng)絡(luò)

智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)對于冗余空間提出了更加嚴(yán)格的要求，需要門架系統(tǒng)可以在春節(jié)、國慶這樣高峰期保證業(yè)務(wù)的正常處理情況下，還能確保自身的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。而通過借助三層交換機(jī)創(chuàng)建不同業(yè)務(wù)VLAN、訪問控制列表ACL、防火墻以及部署安全網(wǎng)關(guān)設(shè)備等的安全通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)的可控性。同時(shí)，還要加強(qiáng)注重對ETC 門架系統(tǒng)的安全監(jiān)管，確保所建立起來的ETC 門架系統(tǒng)可以適用于廣東省各所屬區(qū)域智慧交通建設(shè)的需求。

4.4 具備強(qiáng)大數(shù)據(jù)支撐

數(shù)據(jù)使ETC 門架系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的根基，要想更好地促進(jìn)智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必須要以強(qiáng)大的數(shù)據(jù)為支撐，門架系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口可以將Zambia、Adagios、Olivetti 等主流開源和商業(yè)監(jiān)控平臺(tái)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并快速傳送至TOC 技術(shù)運(yùn)行平臺(tái)，借助智能算法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)和展現(xiàn)，有效杜絕數(shù)據(jù)信息孤島，提高門架系統(tǒng)運(yùn)維效率，發(fā)現(xiàn)運(yùn)維服務(wù)瓶頸，優(yōu)化服務(wù)資源匹配[5]。

4.5 合理劃分區(qū)域邊界

合理劃分ETC 門架系統(tǒng)防護(hù)設(shè)備、入侵檢測設(shè)備以及預(yù)警檢測設(shè)備區(qū)域邊界的劃分，確保門架系統(tǒng)可以充分發(fā)揮邊界防護(hù)、訪問控制和入侵防范等的各項(xiàng)功能，進(jìn)而滿足ETC 門架系統(tǒng)安全運(yùn)行實(shí)際需求。

4.6 創(chuàng)造安全計(jì)算環(huán)境

智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)還可以通過HTTPS 或SSH 等安全通信協(xié)議，設(shè)置交換機(jī)訪問控制列表，增設(shè)內(nèi)部邊界防護(hù)日志審計(jì)功能，注重對門架系統(tǒng)安全管理工作的監(jiān)督與管控，嚴(yán)格禁止惡意代碼軟件進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，門架系統(tǒng)的開發(fā)人員再對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中應(yīng)保證數(shù)據(jù)信息的整性和可靠性，創(chuàng)造安全計(jì)算環(huán)境，確保門架系統(tǒng)在使用之前就具備更加完善的功能。

4.7 加大物聯(lián)網(wǎng)拓展力度

會(huì)交通ETC 門架系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，比如RSU、車輛牌照識別設(shè)備，需要借助網(wǎng)絡(luò)安全準(zhǔn)入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對IP/MAC 地址等屬性信息的高效管理，體現(xiàn)門架系統(tǒng)對終端接入網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證、檢查、管理與控制等的目的。

5 智慧交通ETC 門架系統(tǒng)帶來的便利

5.1 運(yùn)行方面

智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)工作的開展，可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)中所有門架的實(shí)時(shí)監(jiān)測，在對門架交易信息上傳的及時(shí)率、車牌識別的標(biāo)準(zhǔn)率、門架RSU 正常率以及不同門架之間連接的合格率等的方面具有重要作用，確保了整個(gè)收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，即使是門架系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，平臺(tái)也可以在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生的原因，并及時(shí)通知維修人員修復(fù)網(wǎng)絡(luò)，確保在最短的時(shí)間內(nèi)使網(wǎng)絡(luò)得以恢復(fù)，保證車輛的正常通行。

5.2 執(zhí)法方面

通過不斷完善高速路路網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)，根據(jù)超限車輛治理分析模型和收費(fèi)稽查模型，可以為超載車輛、逃費(fèi)車輛以及太異常車輛的稽查提供重要的三中證據(jù)同時(shí)，在根據(jù)監(jiān)控室和聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)，通過分析費(fèi)用流水、通行路徑和通行時(shí)間等的數(shù)據(jù)信息，為各個(gè)路政單位和經(jīng)營單位超限治理逃費(fèi)稽查工作的開展提供重要的數(shù)據(jù)支撐，使其能夠高效地實(shí)現(xiàn)對異常車輛的管理、稽查與跟蹤。

5.3 數(shù)據(jù)共享方面

數(shù)據(jù)共享是智慧交通ETC 門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)中的一個(gè)重要體系，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，門架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)人員還應(yīng)當(dāng)積極與當(dāng)?shù)氐慕煌ㄟ\(yùn)輸部門、省運(yùn)輸廳以及公安廳建立數(shù)據(jù)信息共享系統(tǒng)。同時(shí)，高速公路路網(wǎng)中心也應(yīng)當(dāng)加快研究對廣東省ETC門架系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的研究，與省文化和旅游廳實(shí)現(xiàn)線上線下數(shù)據(jù)交互，快速推進(jìn)我省交通數(shù)據(jù)的發(fā)展，力爭在省內(nèi)全面實(shí)施和開展大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略行動(dòng)。

6 結(jié)語

綜上所述，所以快速實(shí)現(xiàn)高速公路的經(jīng)濟(jì)化，智能化和智慧化的管理水平，離不開智慧交通ETC 門架系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，ETC 門架系統(tǒng)是高速公路收費(fèi)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中最基本和最重要的組成單元。為此，智慧交通ETC 門架系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)門架系統(tǒng)的構(gòu)成要素、優(yōu)勢、原理以及設(shè)備加快網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)的效率和水平，借力更加安全與可靠的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，降低運(yùn)營成本，體現(xiàn)高速公路運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。