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关于IC卡卡箱及其标准化生产问题的探讨
作者：王群彦
来源：河北省高速公路管理局
日期：2008-05-29 10:13:28
摘要：IC卡卡箱属于高速公路收费系统附属设备，是为配合IC卡的使用而设计的，一般应用于采用IC卡收费的封闭式公路系统。由于IC卡的优越性，如保密性、重复使用性等特点，在当前的高速公路收费中，采用IC卡已逐渐成为首选方案。
IC卡卡箱属于高速公路收费系统附属设备，是为配合IC卡的使用而设计的，一般应用于采用IC卡收费的封闭式公路系统。由于IC卡的优越性，如保密性、重复使用性等特点，在当前的高速公路收费中，采用IC卡已逐渐成为首选方案。特别是在出现IC卡卡箱后，国内高速公路收费基本均采用IC卡收费方式。下面从高速公路对营运管理的要求、采用IC卡箱的优越性、IC卡箱非标准化制造所带来的问题及 IC卡箱标准化制造的可行性等几方面进行阐述。
一、营运管理的需要
当高速公路建设完成并通车运行后，为提高服务质量及最大限度的减少偷漏款，一般会增设电子管理系统，而电子管理系统可分为半自动管理与全自动管理。非接触式 IC 卡是适用于电子管理系统的一种通行券。
在国内由于成本、技术及其他原因，多数高速公路在现阶段采用半自动电子收费系统，即收费人员使用电子设备来完成服务。在以下的论述中均针对半自动电子收费系统而言的。
在我国“高速公路联网收费技术要求”中对通行券（卡）的选择上要求采用相同类型和数据格式的通行券（卡）。推荐采用多次重复使用的非接触式 IC 卡、一次性使用的纸质磁性券或一次使用的纸质二维条形码券。在具体实施过程中，许多省份采用的是非接触式 IC 卡。
在享用 IC 卡的优点后，如上面提到的高保密性及重复实用性，一些困扰管理人员的问题出现了。
1 、IC 卡的流失率较高
对于卡流失原因很多，例如可能是路网设计不合理，司乘人员遗失，管理人员或收费人员遗失等。对于路网设计不合理及司乘人员遗失现象，可以通过路网改造及相应的处罚来避免；对于管理人员或收费人员遗失，则可通过人与卡的最少接触来实现。在早期的 IC 卡收费中，由于收费人员回收的是散卡， IC 卡的运送也是散卡，导致在此过程中出现卡遗失的概率较高，例如在京沈联网收费中，香河段的收费系统采用的是散卡管理，卡的流失量要比其他路段（唐津段、唐山西外环及秦皇岛段）大，这对于管理者来说加大了管理难度和维护成本。
2 、IC 卡管理较困难
重复性使用作为使用 IC 卡的重要原因之一，必然涉及到 IC 卡的回收管理，并且这是十分重要的一个环节。在 IC 卡的管理流程上一般包括：初始化、入库登记、出库登记、本站调配、路段内站间调配及跨路段调配。当使用散卡管理时，所有工作均要针对单张 IC 卡来进行操作，致使管理人员的工作量加大，如一般 5 个收费站的路段视车流量须配置 2 ～ 5 万张 IC 卡，管理人员在 IC 卡管理方面的的工作量可想而知。在这一点上，相对于传统的一次性使用通行券加大了管理人员的劳动强度。如果采用纸券、一次性磁券或二维条码卡，便不存在这种情况。它只需要被定期销毁，便可达到管理上的要求。
二、优越性
针对以上管理中出现的问题，采用卡箱管理时主要有以下几点优点：
1 、减少人员与卡的接触：使用卡箱时，由于采用单元化式的管理，可最大程度的降低人与卡的接触。在车道级使用过程中，收费人员接触的只是正在交易的一张 IC 卡，并且接触时间较短，约 1 ～ 5 秒钟；在 IC 卡进入及移出车道收费系统时，收费人员与 IC 卡是有效隔离的。这样便可降低由于收费人员的原因而加大管理难度。
2 、简化卡管理：从软件管理角度看，采用 IC 卡卡箱可以说是为卡的管理增加了一级索引；从硬件管理角度看，则为 IC 卡增加了一个黑盒子，也就是说将对 IC 卡的直接管理通过卡箱变为间接管理。对于 IC 卡的入库、出库及各种调配均可通过以卡箱为最小单元来操作，这有些类似于运输中的集装箱与散装。
三、卡箱制造标准不统一带来的问题
为了提高高速公路的营运效率，采用联网收费对于国家及个人无疑是有莫大益处的。从长远观点来看，实施区域性联网及跨省联网是必然趋势。
然而，由于各个生产厂家所生产的 IC 卡箱一般是其所生产的 IC 卡机的配套产品， IC 卡机的非标准性导致卡箱的多样性。当先后进行建设的高速公路机电工程希望联网收费时， IC 卡的调配管理往往成为瓶颈。例如，在进行路段间 IC 卡的调配时，由于卡箱的不统一，就只有将需调配的 IC 卡一张张出库，然后再到另一路段一张张入库。在此期间，由于有人员与 IC 接触，有可能会有卡流失现象出现。并且，如果需调配的 IC 卡数量较大时，人员的工作量也是巨大的。如果 IC 卡箱规格一致，就可以采用卡箱整体调配策略，即只需将卡箱出库、入库（因为卡箱编号已与 IC 卡建立关联）。
采用 IC 卡卡箱作为管理单元时，由于增加了一级索引，便可通过对 IC 卡卡箱的调配管理间接实现对 IC 卡的调配管理。从收费系统的功能上来讲，减轻了工作人员的劳动轻度及提高了工作效率。这就需要制造标准化的 IC 卡箱。
四、卡箱制造标准化可行性分析
1 、经济可行性
IC 卡的工程单价一般在 5 ～ 8 元，卡箱工程单价一般在千元以内，约占收费系统工程总体造价的 1% ，并且随着市场规模的扩大，成本会大幅度下降。
2 、技术可行性
（ 1 ） IC 卡箱的工业生产业已具备实现标准化的条件
所谓的生产标准化就是使用统一的标准及规范来进行生产。具体到 IC 卡箱包括物理特性标准化及底层软件接口标准化。
物理特性统一是指其生产规格的一致，主要包括外观尺寸设计、接口形状设计及内部容量设计。由于 IC 卡箱属于无源设备，所以这只需要在生产模具上的统一。我国“公路收费非接触 IC 卡”中对 IC 卡的规格尺寸已有具体规定如下：
外矩形：长 85.72mm ，宽 54.03mm ；
内矩形：长 85.72mm ，宽 53.92mm ；
卡厚： 0.76 ± 0.08mm ；
卡的圆角半径： 3.18mm ± 0.30mm ，且圆角与直边连接过度圆滑；
卡边缘的毛刺小于 0.08mm 。
对于 IC 卡卡箱的容量，工程建设中一般要求为 300 ～ 500 张，建议统一为 500 张。
依据以上数据就可以规定 IC 卡箱的规格尺寸了。至于材质则一般选用铝合金。底层软件接口的统一，则是指对 IC 卡箱上的智能芯片信息读写方法的一致。对于芯片功能，建议除能够存储卡数外，若能存储卡的编号，则在网络中断的情况下也能做到卡的跟踪管理了。
（ 2 ）作为 IC 卡箱依托的 IC 卡的技术及市场已成熟
IC 卡由于其的一些优点，如高可靠性、操作方便快捷、防冲突、多用途及加密性强等，作为通行券在 1997 年进入我国高速公路收费系统后，随着不断的完善及改进，在技术上业已成熟。在我国“高速公路联网收费技术要求”中对 IC 卡也有详细的规定及建议。目前，封闭式收费公路中，大多数采用 IC 卡作为通行券。由于市场的不断扩大，国内出现了许多具备实力的 IC 卡制造厂家，促使 IC 卡的成本处于下降趋势中。但是，目前 IC 卡箱的生产却处于手工作坊状态。若需解决以上问题，则需要有关部门尽早出台标准，使高速公路管理更科学；使在采用 IC 卡联网收费时的管理人员工作效率更高。
一、营运管理的需要
当高速公路建设完成并通车运行后，为提高服务质量及最大限度的减少偷漏款，一般会增设电子管理系统，而电子管理系统可分为半自动管理与全自动管理。非接触式 IC 卡是适用于电子管理系统的一种通行券。
在国内由于成本、技术及其他原因，多数高速公路在现阶段采用半自动电子收费系统，即收费人员使用电子设备来完成服务。在以下的论述中均针对半自动电子收费系统而言的。
在我国“高速公路联网收费技术要求”中对通行券（卡）的选择上要求采用相同类型和数据格式的通行券（卡）。推荐采用多次重复使用的非接触式 IC 卡、一次性使用的纸质磁性券或一次使用的纸质二维条形码券。在具体实施过程中，许多省份采用的是非接触式 IC 卡。
在享用 IC 卡的优点后，如上面提到的高保密性及重复实用性，一些困扰管理人员的问题出现了。
1 、IC 卡的流失率较高
对于卡流失原因很多，例如可能是路网设计不合理，司乘人员遗失，管理人员或收费人员遗失等。对于路网设计不合理及司乘人员遗失现象，可以通过路网改造及相应的处罚来避免；对于管理人员或收费人员遗失，则可通过人与卡的最少接触来实现。在早期的 IC 卡收费中，由于收费人员回收的是散卡， IC 卡的运送也是散卡，导致在此过程中出现卡遗失的概率较高，例如在京沈联网收费中，香河段的收费系统采用的是散卡管理，卡的流失量要比其他路段（唐津段、唐山西外环及秦皇岛段）大，这对于管理者来说加大了管理难度和维护成本。
2 、IC 卡管理较困难
重复性使用作为使用 IC 卡的重要原因之一，必然涉及到 IC 卡的回收管理，并且这是十分重要的一个环节。在 IC 卡的管理流程上一般包括：初始化、入库登记、出库登记、本站调配、路段内站间调配及跨路段调配。当使用散卡管理时，所有工作均要针对单张 IC 卡来进行操作，致使管理人员的工作量加大，如一般 5 个收费站的路段视车流量须配置 2 ～ 5 万张 IC 卡，管理人员在 IC 卡管理方面的的工作量可想而知。在这一点上，相对于传统的一次性使用通行券加大了管理人员的劳动强度。如果采用纸券、一次性磁券或二维条码卡，便不存在这种情况。它只需要被定期销毁，便可达到管理上的要求。
二、优越性
针对以上管理中出现的问题，采用卡箱管理时主要有以下几点优点：
1 、减少人员与卡的接触：使用卡箱时，由于采用单元化式的管理，可最大程度的降低人与卡的接触。在车道级使用过程中，收费人员接触的只是正在交易的一张 IC 卡，并且接触时间较短，约 1 ～ 5 秒钟；在 IC 卡进入及移出车道收费系统时，收费人员与 IC 卡是有效隔离的。这样便可降低由于收费人员的原因而加大管理难度。
2 、简化卡管理：从软件管理角度看，采用 IC 卡卡箱可以说是为卡的管理增加了一级索引；从硬件管理角度看，则为 IC 卡增加了一个黑盒子，也就是说将对 IC 卡的直接管理通过卡箱变为间接管理。对于 IC 卡的入库、出库及各种调配均可通过以卡箱为最小单元来操作，这有些类似于运输中的集装箱与散装。
三、卡箱制造标准不统一带来的问题
为了提高高速公路的营运效率，采用联网收费对于国家及个人无疑是有莫大益处的。从长远观点来看，实施区域性联网及跨省联网是必然趋势。
然而，由于各个生产厂家所生产的 IC 卡箱一般是其所生产的 IC 卡机的配套产品， IC 卡机的非标准性导致卡箱的多样性。当先后进行建设的高速公路机电工程希望联网收费时， IC 卡的调配管理往往成为瓶颈。例如，在进行路段间 IC 卡的调配时，由于卡箱的不统一，就只有将需调配的 IC 卡一张张出库，然后再到另一路段一张张入库。在此期间，由于有人员与 IC 接触，有可能会有卡流失现象出现。并且，如果需调配的 IC 卡数量较大时，人员的工作量也是巨大的。如果 IC 卡箱规格一致，就可以采用卡箱整体调配策略，即只需将卡箱出库、入库（因为卡箱编号已与 IC 卡建立关联）。
采用 IC 卡卡箱作为管理单元时，由于增加了一级索引，便可通过对 IC 卡卡箱的调配管理间接实现对 IC 卡的调配管理。从收费系统的功能上来讲，减轻了工作人员的劳动轻度及提高了工作效率。这就需要制造标准化的 IC 卡箱。
四、卡箱制造标准化可行性分析
1 、经济可行性
IC 卡的工程单价一般在 5 ～ 8 元，卡箱工程单价一般在千元以内，约占收费系统工程总体造价的 1% ，并且随着市场规模的扩大，成本会大幅度下降。
2 、技术可行性
（ 1 ） IC 卡箱的工业生产业已具备实现标准化的条件
所谓的生产标准化就是使用统一的标准及规范来进行生产。具体到 IC 卡箱包括物理特性标准化及底层软件接口标准化。
物理特性统一是指其生产规格的一致，主要包括外观尺寸设计、接口形状设计及内部容量设计。由于 IC 卡箱属于无源设备，所以这只需要在生产模具上的统一。我国“公路收费非接触 IC 卡”中对 IC 卡的规格尺寸已有具体规定如下：
外矩形：长 85.72mm ，宽 54.03mm ；
内矩形：长 85.72mm ，宽 53.92mm ；
卡厚： 0.76 ± 0.08mm ；
卡的圆角半径： 3.18mm ± 0.30mm ，且圆角与直边连接过度圆滑；
卡边缘的毛刺小于 0.08mm 。
对于 IC 卡卡箱的容量，工程建设中一般要求为 300 ～ 500 张，建议统一为 500 张。
依据以上数据就可以规定 IC 卡箱的规格尺寸了。至于材质则一般选用铝合金。底层软件接口的统一，则是指对 IC 卡箱上的智能芯片信息读写方法的一致。对于芯片功能，建议除能够存储卡数外，若能存储卡的编号，则在网络中断的情况下也能做到卡的跟踪管理了。
（ 2 ）作为 IC 卡箱依托的 IC 卡的技术及市场已成熟
IC 卡由于其的一些优点，如高可靠性、操作方便快捷、防冲突、多用途及加密性强等，作为通行券在 1997 年进入我国高速公路收费系统后，随着不断的完善及改进，在技术上业已成熟。在我国“高速公路联网收费技术要求”中对 IC 卡也有详细的规定及建议。目前，封闭式收费公路中，大多数采用 IC 卡作为通行券。由于市场的不断扩大，国内出现了许多具备实力的 IC 卡制造厂家，促使 IC 卡的成本处于下降趋势中。但是，目前 IC 卡箱的生产却处于手工作坊状态。若需解决以上问题，则需要有关部门尽早出台标准，使高速公路管理更科学；使在采用 IC 卡联网收费时的管理人员工作效率更高。
