朱宏祖

摘要:本文详细分析了电子收费系统的总体方案、网络结构及软件逻辑结构。根据电子收费系统的业务特点，研究了电子收费系统结算模式，并详细分析了预付卡的结算流程。

关键词:电子收费系统 高速公路 结算模式

1 电子收费系统总体设计

电子收费系统采用预付卡(储值卡和记账卡)作为高速公路的支付手段。对一般用户，可选择储值卡支付，用户必须先到银行网点充值，然后到车道刷卡付款，支付结算中心根据消费记录到银行扣款；对信用等级较高的集团用户，可选择记账卡，采用先消费后付款或预付一定押金等方式，支付结算中心定期统计消费纪录，从用户账上扣款。电子收费系统需要对现有的收费系统进行改造，然后推行高速公路联网支付预付卡方式，实现现金和预付卡并存的混合收费。电子收费系统最终目标是实现不停车收费系统，以及实现包括通行费、加油费、服务区消费等在内的高速公路“一卡通”电子收费系统。

1.1电子收费系统方案 电子收费系统方案设计需要考虑以下几个方面。

1.1.1 与现有收费方式的兼容性。为减少投资，预付卡的选型应与通行卡兼容，也就是改造已有的IC读写器具，使其既能读写通行卡，又能读写预付卡。

1.1.2 与电子不停车收费(ETC)的衔接。电子收费系统的方案应该考虑ETC的拓展，在条件具备的情况下，可平滑过渡到ETC。

1.1.3 电子收费系统的管理。电子收费系统是由高速公路管理公司和银行共同参与的系统，高速公路联网支付公司作为预付卡的发行主体，负责预付卡的发行、管理、结算;银行作为代理机构，代理预付卡的受理、充值等业务。系统提供多种方式的预付卡圈存(充值)，如约定圈存、网点圈存、自助圈存、现金圈存、电话或网上银行圈存等。

1.1.4 通行费的支付。电子收费系统通过对现有联网收费系统的改造，增加预付卡支付，实现电子收费系统。预付卡采用非接触逻辑加密卡，为保证系统安全，采用一张卡拥有一个密钥的方式。电子收费系统采用预付卡与通行卡分离的使用方式，预付卡仅作为通行费的支付手段。用户进入高速公路时，必须领取通行卡，在出口时出示通行卡，并用预付卡支付通行费。

1.2电子收费系统的网络设计 高速公路电子支付中心网络由区域电子支付局域网络系统和联网支付管理公司局域网络组成。电子收费系统网络拓扑图见图1所示。

联网支付公司网络中的服务器分别从区域网络的主机系统中读取相应的数据并通过联网支付管理公司网络中的银行前置机与银行进行信息的交换，然后将黑名单等数据通过原链路下发给区域网络中的主机系统。由于支付公司局域网内主要传输统计数据，数据流量较小，因此将其构架成10/100M局域网。外网WEB服务器主要功能为外网的信息发布和客户服务，为预付卡用户提供充值、消费明细的查询。银行前置机在防火墙保护下通过E1专线与银行进行数据通信。加密机分别与支付公司局域网前置机和银行局域网前置机相连，保证了电子支付数据的安全与准确。

1.3电子收费系统的软件设计 联网支付公司是整个高速公路支付路网的支付管理中心，负责整个路网的拆账和结算，统计各类支付报表，以及预付卡发放等业务。在新增了电子支付的业务后，联网支付管理公司软件设计需要考虑以下问题:①如何完成电子支付业务和当前支付业务的无缝整合；②如何保证电子支付数据的安全可靠和高效传输；③如何保证新增的电子支付业务不造成系统整体性能的下降。

为了更好地保证联网支付公司数据的安全性、可靠性和实时性以及统计分析的迅速准确，提高中心系统的服务能力，需要重新对中心的业务进行分析，提出更为合理的软件架构方案，以适应新增的电子支付业务的需求，保证电子支付业务运营的稳定可靠。考虑到联网支付公司应用软件系统的建设需要，联网收费软件采用C/S与B/S组合软件体系结构，数据传输采用中间件技术。联网支付公司软件逻辑结构如图2所示。

1.3.1表示层 表示层是应用的用户接口部分，它担负着用户与应用之间的对话功能。它用于检查用户从键盘等输入的数据，显示应用输出的数据。检查的内容也只限于数据的形式和取值的范围，不包括有关业务本身的处理逻辑。为使用户能直观地进行操作，一般要使用图形用户接口，操作简单、易学易用。表示层包括C/S程序界面和B/S程序界面。对于主要工作是查询和决策的模块，录入工作比较少，采用B/S界面比较合适，而对于需要较快的存储速度、较多的录入和交互性比较强的模块，采用C/S界面。

1.3.2功能层 功能层相当于应用的本体，它是将具体的业务处理逻辑编入程序中，完成电子支付业务、系统运营和系统管理功能。功能层的程序多半是用可视化编程工具开发的，也可使用COBOL和C语言。功能层包括以下部分。①现金支付结算服务:完成现金通行费的结算功能；②运营参数管理服务:提供支付数据上传、路网运行参数下载功能；③支付监视服务:提供支付信息、支付设备、路网状态等信息；④系统维护服务:提供系统参数维护、用户权限维护、数据库维护和网络维护功能、数据库备份和维护等功能；⑤统计分析服务:提供支付和交通量数据统计分析功能；⑥发卡系统:提供与发行IC卡相关的管理功能；⑦电子支付账务系统:完成电子支付通行费的拆分和结算；⑧客户服务:面向电子支付客户，提供咨询、投诉和查询等功能；⑨信息发布:在路网内和Internet上发布新闻以及支付相关信息。

1.3.3数据层 数据访问提供对本地数据库数据的读写服务，数据传输提供操作异地系统数据的访问通道。数据库管理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索，因此，数据层一般使用SQL语言。

2 电子支付系统结算方式分析

电子支付系统的结算方式与现金支付结算方式差别很大，现金收费采用“车道拆分—中心汇总、校核—差额划拨模式”，电子支付采用“中心拆分—车道拆分数据校核—全额划拨模式”。

2.1现金支付的结算方式车道收费软件根据车辆入口、出口信息，对照费率表进行支付数据的拆分。中心对来自

收费路网的原始支付数据以收费站为单位进行逐条拆分，并将拆分的结果与收费站的统计报表进行核对，核对无误后，下发各路公司之间的资金差额划拨指令。

2.2电子收费系统的结算方式 电子支付的拆分方式以中心拆分数据为准，现金支付和电子支付的结算相对独立。联网支付公司在银行开立支付专户用于电子收费系统的结算，银行负责预付卡的资金管理， 支付公司负责用户通行费信息管理。银行将储值卡用户圈存及现金充值的资金归集到储值专用账户；对记账卡，通过三方(支付公司、银行及记账卡用户)协议，由银行代为托收或批量扣款。

联网支付公司与各路公司的资金清算由联网支付公司负责，银行负责清算资金的划拨。联网支付公司采集收费站的电子支付数据进行拆账，与各路公司支付中心上报数据核对无误后，将清分数据传送给各路公司，并发送划账指令给结算银行；银行按照联网支付公司发送的划账指令,将联网支付公司在银行专用账户的资金当天划转到各路公司指定的电子支付通行费收入账户上。

2.3储值卡结算资金流程 ①储值卡用户在充值(圈存)的当晚(或次日凌晨)，银行将用户的充值款归集到储值专用账户中。②当用户刷卡通行时，系统自动记扣储值卡里的应收款项。联网支付公司将当天应收的用户通行费信息传送银行，银行按照联网支付公司的指令，将相应款项从储值专用账户划入联网支付公司的支付专户。③银行按照联网支付公司的要求，将所收通行费从联网支付公司支付专户分拆至各路公司账户。

2.4记账卡结算资金流程

2.4.1 记账卡用户刷卡消费(通行)后，联网支付公司根据与记账卡用户约定的扣款周期，将应收通行费汇总信息传送银行，银行按照联网支付公司的汇总数据，根据三方签定的托收或批量扣款协议，将相应款项从记账卡用户账户划入联网支付公司的支付专户。

2.4.2 银行按照联网收费公司的要求，将所收通行费从联网支付公司支付专户分拆至各路公司账户。

3 结束语

本文研究了高速公路电子收费系统总体方案、网络结构设计、软件设计以及结算模式分析。电子收费系统已经成功应用到广东省联网高速公路，使高速公路的通行能力得到了进一步提高，电子收费系统所带来的快捷性与方便性得到了各方面的肯定，逐步为广大用户所接受，同时广东省高速公路管理部门也积累了相关的管理经验，为平稳地向电子不停车收费系统过渡打下基础。