北京市高速公路智能化收费稽核实践

编者按：“北京的收费系统是由门架系统、车道系统、分中心系统和总中心系统组成，跟其他省份收费系统的不同之处在于北京有逻辑上的收费站系统，北京的收费分中心或者路段中心起到了其他省份收费站功能与职责。”

北京首发集团云星宇交通科技股份有限公司收费事业部总经理、资深技术专家刘刚在赛文交通网与北京交通工程学会联合主办的“高速公路收费稽核实践”线上研讨会上，介绍了取消省界收费站后北京高速公路收费系统建设情况和系统构成，然后分别从业务架构和系统架构上介绍北京稽核系统的研发实践，并重点介绍首发集团车型识别、车辆特征识别、车牌识别和大数据等技术在收费稽核上应用研究，以及相关应用辅助系统、相关管理制度规范建设，最后对稽核系统的应用成果和下一步工作进行展望。

正文：

01、背景概述

北京市首都公路发展集团有限公司（简称“首发集团”）于1999年9月成立，是北京市国有大型企业，负责北京高速公路建设、运营管理、筹融资和相关产业经营。

北京云星宇交通工程有限公司隶属北京市首都公路发展有限公司，是专业从事高速公路交通工程建设的公司。收费事业部于2016年成立，隶属于北京云星宇交通科技股份公司研究中心，从事高速公路联网收费软件研发及实施。

今年年初，首发集团设立了两个项目，分别是车道完善项目和门架完善工程。

车道完善项目重点是对出口车道加装轮轴车型识别设备，并对出口车道的关键系统及关键设备进行运行监测；

门架完善工程是ETC门架加装计数雷达及抓拍触发雷达，用于提高车牌识别率。北京的收费系统是由门架系统、车道系统、分中心系统和总中心系统组成。

跟其他省份收费系统的不同之处在于北京的收费分中心或者路段中心起到了其他省份收费站功能与职责。

02、建设现状

接下来介绍北京收费稽核的业务架构。

我们将收费稽核对象分三部分：外部车辆、收费系统及收费员，分别对这些对象的缺陷行为进行检查，并采用相应的措施进行纠正。系统稽核、收费员稽核与发行稽核作为内部稽核，把现场稽核与车辆稽核作为外部稽核，这些工作都由稽核员负责。

在北京，稽核员被分为4类，分别是现场稽核员、发行稽核员、分公司稽核员及中心稽核员。现场稽核员的职责是协助收费员进行现场车辆的拦截查验、补费与追缴；发行稽核员主要职责是进行大车小标工单确认、一车多介质工单确认、加入ETC状态名单；分公司稽核员主要负责车辆稽核、系统稽核、收费员稽核及辅助查询等；中心稽核员主要负责管理，包括稽核奖励金管理、争议裁决、统计分析报表及权限管理等。

接下来介绍稽核业务流程。

通过系统自动筛选出异常交易车辆，进行大量筛选之后，通过多维数据的分析确认，可以把异常交易归结成大概4种，分别是发行问题、车辆问题、系统问题及收费员问题。

针对每一种问题，由相关的中心稽核员和发行稽核员进行二次审核跟与确认，如果是车辆的问题或者发行有关的问题，那么把它加入到黑名单，下发到车道，由现场稽核员进行查验及追缴。

如果是系统问题，则把问题统一汇总之后，由运维部门进行局部设备维护，如果收费软件有问题，则由收费软件开发团队进行改良。如果是收费员的问题，则对收费员进行绩效考核以及相关操作的技能培训。

图1 稽核业务流程图

下图展示了稽核管理平台系统架构，它主要是由路段采集设备、中心数据存储、后台服务及稽核应用软件等几部分组成。

图2 稽核平台系统架构图

（1）业务实现-大车小标稽核

在车道端为中心系统提供车辆的正面图片及标签信息，中心系统在中心AI平台以正面图片识别车型，并且借助车道端的轴数车型识别修正识别车型，将识别车型与标签车型进行比对，当标签车型不等于识别车型时，由稽核员确认，如果识别车牌号与图片车牌号不符或者是识别车型与图片车型不符，则认为设备识别错误，则系统需要改进，如果标签车型与图片车型不符，则发行确认是大车小标，即把该车辆加入黑名单，进行现场拦截追缴。

图3 大车小标稽核流程图

（2）业务实现-屏蔽计费设备且遮挡号牌稽核

司机途中屏蔽CPC卡并且遮挡号牌，ETC门架无法按卡内标记路径计费，也不能识别车牌号拟合路径计费，系统不容易筛选此异常。门架上安装触发雷达与计数雷达，可以提升车牌识别率、车辆特征识别率及找到未匹配交易和牌识的图片，可解决无交易、无识别车牌时，发现难与举证难问题。

03、建设重点

我们认为稽核与现有的收费系统是相辅相成的关系，基础联网收费系统提供信息越完善，那么稽核自动化及效率越高。

而稽核结合工作的进展，还可以进一步发现系统中运行中设计的不足，根据发现的问题，进一步改善系统。通过稽核系统发现异常车辆，进行名单布控，又可以进一步降低相关人员的逃费意愿。

在稽核探索与实践中，总结如下建设重点：

（1）路段信息采集系统建设

车道服务系统，通过建立车型识别设备或者多特征分析子系统，对于提升系统自动识别车型，在大车小标问题上起到了很大作用，如果没有这种车型识别，那么只能靠人工去筛选，工作量就巨大无比。

普通门架系统，在门架上安装的车牌识别设备、触发雷达、精确计数雷达，开发车辆特征分析模块，对车辆的车牌、车型进行识别，并抓拍图片、分析特征，对经过车辆数进行精确统计。

省界门架子系统，在省界门架安装车型轮轴识别设备，对车辆的轴数、车型进行识别确认，并抓拍侧面图片。

（2）AI分析系统建设

AI分析系统针对前端未做车辆特征提取的车辆（目前已经安装的出入口系统抓拍图片），统一在后台进行进行车辆特征提取，其中特征码里存储有车辆的各种细节特征，包括车身，年检标，车窗上放置的摆件，挂坠等。

目前北京AI分析系统支持检索最大车辆特征码数目是1000万，检索反应时间小于500毫秒，加载百万特征码数据时间小于10秒，车辆检出率大于95%，检出有效率大于95%。

（3）大数据平台规划

利用大数据相关的技术发现海量数据内在规律，我们采用大数据的平台HDFS来进行大数据管理，里边分别用高斯200与open高斯，数据库存储相关的结果，给外部的稽核系统提供数据监控服务。

（3）数据仓库规划

搭建离线交易流水平台,利用大数据平台的数据处理能力，进行车辆稽核。将入口出口交易数据、门架交易数据、识别交易数据 接入大数据平台内，在平台内完成数据分析处理、分析车辆实际通行信息、排查满足稽核模型的车辆。

（4）PSAM卡安全管理

PSAM卡盘点、名单管理，人工加自动采集PSAM基础信息，支持黑名单、白名单两种管理方式。所有PSAM均授权使用，国密和非国密PSAM均需授权使用，授权时查验PSAM名单，不满足名单查验要求的禁止使用。监测PSAM卡使用状态，监控员在监管平台可以监测异常PSAM产生交易、PSAM长期离线、PSAM位置变更等异常情况，发现异常及时预警。异常PSAM交易稽核，入口CPC交易时需要将交易PSAM号写入CPC卡。出口车道读取卡内的入口PSAM号通过交易记录上传，在中心稽核黑名单或系统外常PSAM生成交易。

（5）手持机CA认证

在全国相关省份，包括北京在内的城市进行了大量的使用，北京车流量高，高峰期使用效果很显著。

手持机虽然方便实用，但它却有容易被无关人员利用的漏洞，为了防范这种风险，则需要进行CA认证，其基本原理是通过在手持机端进行人脸识别，由服务端进行人脸验证，并将认证结果返回至手持机端，这样可以防止手持机设备在非收费场地被非法使用及非收费人员非法使用。

（6）监控运维一体化

集合系统运行的基础是数据的完美性、正确性与有效性，而是它完全依赖收费系统运行情况。我们需要有另外一套系统去进行收费系统的监控运维，能够及时的发现收费系统运行指标下降或者运行指标没达标，当运行质量下降时，我们及时发现与解决，并及时把相关指标提高。

04、应用成果

8月北京共核查30368辆次，确认欠费且证据充足966辆次。大车小标：北京出口ETC总交易量2708万，嫌疑车辆12468辆次，核查2545辆次，确认欠费237笔，外省发行大车小标4辆次。有入无出：北京出口总交易量3896万，系统筛选嫌疑车辆占比0.0081%；在系统筛选出嫌疑车辆中，人工实际核查占比31.65%；在实际核查中，确认客户跟车闯关欠费占比11.94%；一车多卡：北京出口总交易量7328万，系统筛选嫌疑车辆占比0.02%；在系统筛选嫌疑车辆中，人工实际核查占比56.03%；在实际核查中，确认客户故意多卡占比7.38%，确认无意识多卡17.30%。

建设整个收费系统的同时，在集团运营部的领导之下，相关的部门也编制了相关的运营管理规则，其中就包括社会管理规则、计划管理规则、手持机管理规则、PSAM卡安全管理规定、网管安全管理规则及监控运维管理规则等等，这些规则用于指导相关的部门与人员开展相应的工作。

05、展望

一方面利用大数据发掘规律，通过大数据平台进行数据挖掘，建立样本数据、制作算法模型，对模型进行优化调整，通过模型进行稽查数据分析。

另一方面利用大数据实时稽核。对于车辆中途屏蔽计费设备、遮挡号牌、倒卡换卡、网内循环行驶倒货等欠费行为以及超限货车违规上路行为，事后稽核不仅收集证据、责任认定、后期追缴工作量大效率低，甚至大部分车辆只能发现异常，因为证据不充分，车辆一旦离开现场便不了了之，尤其是途经本省或驶离本省车辆，基本无法开展稽核工作，也没有有效的震慑手段减少此类行为的发生，导致此类行为有泛滥趋势。

针对以上情况，有必要事后稽核、事中预防震慑相结合，向以减轻稽核员工作强度、减少通行费损失为目标的实时稽核转型，在车辆行驶途中即对车辆进行行为稽核预判，确定异常的及时告知到车辆，起到震慑防止作用。实时稽核工作流程如下：

（1）从车辆驶上高速开始就对每次采集到的入口交易、门架交易、门架识别车牌数据等车辆实时信息通过屏蔽计费设备、遮挡号牌、倒卡换卡、行驶路线异常、超限超速行驶等稽核模型进行初步嫌疑海选。

（2）有嫌疑车辆追溯本车历史行为、历史图片和失信记录，一旦匹配度、欠费动机、嫌疑累积次数达到上限后，启动及时告知震慑流程。

（3）预测车辆行驶路线，在车辆即将通行的ETC门架情报板及时显示违章车辆号牌和异常行为提醒，或通知可能驶离的出口收费站进行拦截。

（4）告知在车辆通过后或超时后撤消。

稽核的发展方向是防堵兼顾、完善系统、自觉遵守规则及提高服务水平，即检查行驶车辆的作弊行为，再对相关车辆进行追缴，完善系统，提高系统的运行效率，让逃避缴费车辆无处遁形，降低相关司乘人员作弊偷逃通行费的可能，让他们自觉遵守高速公路收费规则，最后提高高速公路的服务水平。