澳大利亚自由流电子收费系统

   通过经营收费公路向长途往返于城郊间的上班族、商业运输公司、出租汽车公司和临时道路使用者提供优质的通行服务以获取收益是一个不小的挑战。修筑一条新公路提供大容量的通行能力然后对道路使用者收取通行费确非易事。而对于许多私人投资的道路建设项目和公路运营者来说，要考虑的问题就更多了。进行道路收费的花费应尽量低，日常运营管理的开销也应尽量少，而从长远来讲营业收入的增长应能偿还建设过程中的借债，这样才有足够的积极性去赢得项目投标。道路使用者同样要考虑一些问题，譬如使用收费公路而带来的意识效益应超过为此而支付的通行费，所有的道路使用者包括那些偶尔经过的观光客应当能够获益。

　　建设墨尔本都市连接线公路是一项庞大的市政基础设施建设工程，它面临着上述诸多问题的挑战。从1994年开始，通过对可用的电子收费技术进行长期的评估、审核与探索，于1999年末开通了该公路的第一段，在新千年的第一周，当睡眼惺忪的上班族结束假期回去上班的时候，该公路开始了正式运营。

　

项目简介

　　墨尔本都市连接线公路全长13.6英里（合22公里），包括普通道路、隧道和一座横跨Yarra河的33米高的大桥，绕墨尔本中央商务区（CBD）而过，与主要海港、铁路、航空港相连接。公路路段包括两条三车道隧道和一条从4车道拓宽为8车道的Tullamarine高速公路。在这条高速公路的某些路段上设有专用公交车道和出租车道以连接现有的Monash和Westgate高速公路，未端终止于中央商务区的外沿。该项目建成后将被作为包括欧洲在内全球公共和私人投资项目参考的典范工程。

　　运城都市公路有限公司（Transurban City Link Limited，以下简称运城公司，负责墨尔本都市连接线公路的运营管理）面临着一些亟待解决的问题。与世界上许多其它道路、隧道和桥梁建设单位一样，运城公司在面对多种车辆运营及大幅交通流量波动等问题的同时，兼要保护环境，保证按期完工，并建立一套高效的市场运作和公共关系的机制。

　　该项目建成后将被作为包括欧洲在内全球公共和私人投资项目参考的典范工程。

　
　　该工程总造价达22亿澳元，建成后经营期限为34年。基于因缺乏地产权，降低环境污染及提高公路交通安全等方面的考虑，传统的收费广场方式已不再合时宜，因此有必要采用多车道自由流（Multi-lane Free Flow，MLFF）电子收费（Electronic Fee Collection，EFC）技术。此外，针对自由行驶在公路上的车辆，运城公司不仅要求收费处理和违章抓拍过程要可靠和准确无误，而且要富有灵活性，即对经常性用户和专门的运输群体如出租车和公用事业车辆进行灵活处理。

Ken Daley 先生代表运城公司评论该项目的需求时说“没有足够的时间去证实电子收费技术是切实可行的——它必须能正常工作”。从1994年开始，对可用的电子收费技术进行评估及探讨后，康比特交通系统公司（Combitech Traffic System AB）最终被选为提供大部分前端设备的供应商，包括收费处理和违章抓拍设备、系统集成服务，以及首批60万个车载电子标签。

持卡车和非持卡车？处理上的难题

　　墨尔本都市连接线公路上共有9个收费点（Tolling Points, TP），每个收费点由最多4个独立门架构成，用于安装符合欧洲标准的专用短程通信（Dedicated Short-Range Communication, DSRC）系统，立体空间的车辆检测和分型（Vehicle Detection and Classification, VDC）设备，一组车辆识别摄像机和相配套的低影响照明系统。总的说来，整条公路上共有17个收费门架，每个都安装了齐全的设备并能有效地进行收费处理、违章抓拍和车辆分型。


　　采用安装电子标签和允许登记日通行两种方式为经常性用户和临时性用户提供在主线通行速度下支付通行费的能力。

　　任何希望在该公路上通行的用户既可以申请使用电子标签（固定在车内风挡玻璃上的支付卡， e-Tag），也可以选择使用康比特公司的登记日通行系统（Day Pass System），登记日通行系统将车辆牌照号与预先登记付费的记录表相匹配，从而允许临时性用户在登记日快速通行。

　　没有安装电子标签的车辆和没有在登记日通行一览表中记录的车辆将被认为是可疑的违章车。其车牌照图像将被记录下来，在确认该车主并没有建立相应的用户帐号之后，将把这些违章记录传送给维多利亚省地方政府有关部门按闯红灯和超速违章处理。

　　电子标签方式和登记日通行方式配合工作，共同为经常性用户和临时性用户提供主线速度下支付通行费的能力。电子收费系统提供容纳400,000个独立帐户的空间，每天可以处理超过1,000,000个电子标签交易记录和20,000条登记日通行记录。摄像机用于捕获车牌照图像和进行违章抓拍如图2所示。

　　通常情况下，如果某用户每年使用墨尔本都市连接线公路不超过6次，登记日通行系统将比申请使用电子标签系统更适合他使用。登记日通行系统也可供那些希望正式申请电子标签前先试用该公路的用户使用，尽管从长远来看，登记日通行系统比使用电子标签要贵一些。登记日通行系统允许用户在任何指定登记的日期内无限制地通行，但要用信用卡通过电话提前购买，或者在通行当日午前购买。登记日通行系统使墨尔本都市连接线公路有效地地服务于上下班用户和观光者，也避免了运营公司将没有电子标签的善意过客作为违章通行者处理而带来的经济损失。

需求分析

　　尽管电子收费系统被更广泛地应用，多车道自由流系统被更多的国家所接纳，但每个电子收费系统都基于同样的原则即“收费处理”和“违章抓拍”。这两个处理过程截然不同，不能混淆，因为电子收费并不仅仅是指车道天线与车载电子标签的通信过程。收费处理和违章抓拍过程必须同样准确：电子标签必须和相应的车辆相匹配（不管公路上运行车辆处于检测区域的任何位置），并且必须生成统计记录以便于后续管理。正是这些可靠的处理过程使电子收费系统充分显示其可信性，向公路运营单位展示了良好的社会公共关系环境。如果不能达到这些严格的要求，后果将是非常严重的。譬如，一个诚实合法的道路使用者可能会被错误地作为违章通行者处理。同样，一个故意违章者的通行费可能会被错误地从另外一个道路使用者的帐户中扣取。任何这样的处理错误都将给该都市连接线公路的公共关系环境带来很大的损害。

　　正是这些可靠的处理过程使电子收费系统充分显示其可信性，向公路运营单位展示了良好的社会公共关系环境。


　　每个收费点按照一定的规则如车型、通行时段、拥挤程度以及用户类别进行收费处理。在开放式收费公路上，每个收费点仅有很短的处理时间，通常情况下只有不到25毫秒的时间进行车辆定位，并将该车辆与授权标签（即通信收发器）关联，核查实际的车辆分型是否与标签注册的分型数据一致，然后安全地完成交易过程，几乎没有时间允许进行二次尝试。同时，对可疑的违章车进行定位并采集足够的证据资料以确认违章行为，以便帮助运营公司成功地追回通行费损失。显然，要使电子收费被认可为值得信赖的通行费收取方法，它就必须足够准确。

如何缩减大型基础设施项目对环境的影响不仅作为运城公司优先考虑的问题，而且也是项目其他参与公司同样考虑的问题。墨尔本政府和当地社团坚持追求在建设和运营两阶段最大限度地减低环境污染的原则。对电子收费系统的机械设计方面要求具有令人愉悦的美感，所有与交通流向一致的组成收费点的子系统集中安装在同一个门架上。运城公司自认为已实现上述这些目标。

　　对于车辆在路面上的横向运动并没有任何限制，因为每一子系统均能有效地处理路面上的任一特定区域。车辆在变换车道时将先被正确地作分型处理。最后，如果车辆的后牌照被记录（可选），图像将在违章抓拍区被拍摄。这些区域相交叠，其相对尺寸和位置也即通常统称的系统几何布局图如图3所示。

　　项目管理公司组织大量现场试验对这些几何布局图的组合进行反复验证，计算机仿真也显示了单个门架的设计方案对可靠的电子标签收费处理和登记日通行系统是可行的。在赋予美学效果的门架设计中满足收费处理和违章抓拍的准确度是最基本的要求，此外根据运城公司的要求，还要在不降低系统安全性的前提下能对超速达1倍的车辆实施准确的收费处理和违章抓拍。

　　同样的收费点几何布局同样适用于城市中心区公路及易于拥挤的区域。这些区域一般通行速度很高，通行者各式各样，如上班族、商用车辆、观光者，这是在南北半球都很容易找到的典型混合交通的例子，特别类似于西欧的城间交通走廊。

保障收费处理过程的完整性是所有公路运营者面临的严峻问题。但是，对于被广泛采用的电子收费系统来说，收费处理和违章抓拍对于道路使用者应当是公正和平等的，以适用于所有类型的道路使用者，包括个人、车队运营商及公用服务车辆。

　

标准化和互换性

CEN专用短程通信标准（CEN DSRC Standard）于1999年由CEN牵头，经过不断的修改完善后作为一套公开文件得以广泛采用。对全世界大多数DSRC设备制造商和供应商而言，这套标准作为最成熟的设备技术规格书，正逐步被全球众多公共和私营机构所采纳，如除欧洲外有巴西、中国，另外南非和南美的国家也正在考虑采纳。1998年，澳大利亚将这套标准作为战略性探索的基础。因此，对这一标准广泛的认可使CEN专用短程通信标准破茧而出，以其锐不可挡的优势战胜了其他标准被多数厂商采用。另一方面，在欧洲也有3年多的深入探索研究基础。直接采纳一套标准而非编制一套新的本地标准是促进发展和为区域互换性提供重要平台的最便捷方式。

互换性不仅指电子标签能被所有的区域性电子收费系统所访问处理，还包括标签能再次被其他系统运营商二次发行。标准的运用正促使电子收费按GSM的模式发展——另一在全世界220多个国家成功采用的标准。这有赖于标准化、大规模生产的硬件产品仅需很小甚至无需修改就能满足区域性使用。通常情况下的任何修改应进行软件设置，以GSM系统为例，这样的功能就驻留在小型的移动电话里。无线通信工业的蓬勃发展已经使得GSM电话广泛地服务于不同用户群体，电子收费标签也将按同样的方式逐步为不同的道路用户服务。同时，与移动电话产业一样，任何地域上的修改是很小的，全面的标准化必将促进世界范围内符合欧洲专用短程通信标准的电子标签大型供应基地的形成，大规模的标准化生产以及总体价格的不断下降。

新的公路运营机构进行着新的探索，譬如运城公司，正面临由标准化和互换性所带来的更激烈的竞争，这是一个漫长的过程。运城公司已注意到用于墨尔本城市连接线公路上的符合欧洲标准的电子标签也可用于澳大利亚其它地方的道路付费，以达到司机可以凭电子标签支付道路使用费的目的，月终帐单会详细说明预付帐户的支出情况。

未来展望

墨尔本都市连接线公路运营管理者非常满意于自身所做的工作即很好地解决了该市城市道路收费这一棘手难题，而实践证明多车道自由流电子收费方式不仅是可行的，而且便于大规模实施。Ken Deley先生在该工程峻工时说“我们付出了6年的努力来进行这一项目的规划和建设，使其成为澳大利亚最大型的私人投资基础设施工程之一，这一成绩是非常值得骄傲的。在南半球城间道路网中完成如此规模的工程项目尚属首次。他还说，“我们确信采用了最好的解决方案（指电子收费）”。在一个350多万人口的城市，该工程解决了交通拥堵带来的高昂费用，据估计每年超过18亿澳元（基本接近该工程建设费用），其代价之高毫无疑问与欧洲一些拥堵城市相差无几。

墨尔本都市连接线公路项目虽然是世界上为数不多的多车道自由流收费系统中最新建成的一个，但其最大优势就在于它服务于繁华的商业区，临时性用户可使用登记日通行服务，能进行多种车辆分型，并提供了一个可扩展到其他与旅行相关的应用服务的良好平台。运城公司通过信息提炼处理，可提供较精确的旅行时间估算，从而有利于普通用户规划旅行路线，相对准确的时间信息还有益于货运公司的运输业务如作业规划及对商业区的运输旅程时间的有效估算。墨尔本都市连接线公路计划在其第一个运营年共通行2亿多车次，从这一点来讲它也是一个非常值得关注的项目。