ETC的使用及推广.docx
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ETC的使用及推广
2010年度北京市交通系统调研报告
ETC的使用及推广
北京市首都公路发展集团有限公司
2010年11月
目录
前言3
1.北京市高速公路ETC的发展背景3
1.1.北京市高速公路概况及收费站区拥堵问题3
1.2.ETC国家技术标准的推出4
2.国内外ETC的发展状况5
2.1.日本5
2.1.1.发展的历史5
2.1.2.运营模式及政府扶持措施5
2.1.3.使用及推广成果7
2.2.新加坡7
2.2.1.ERP系统的应用7
2.2.2.使用及推广成果8
2.3.其他发达国家及地区的情况8
2.4.国内ETC的发展9
3.北京市ETC的使用及推广10
3.1.项目的启动10
3.2.项目实施过程10
3.2.1.组织保障体系10
3.2.2.项目建设11
3.2.3.推广应用的经验总结13
3.3.项目实施效果14
3.3.1.为解决收费站区拥堵提供了有效途径14
3.3.2.节能减排效果显著15
3.3.3.通行服务水平显著提升，获得客户好评15
3.3.4.经济效益分析16
3.4.项目创新点16
3.4.1.收费运营模式的创新16
3.4.2.编制国标ETC工程应用实施规范17
3.4.3.项目在国内处于领先水平17
3.4.4.核心技术能力显著增强，成果获得部级科技进步特等奖18
4.面临的问题及建议18
4.1.邻道干扰问题18
4.2.技术规范的完善和细化问题19
4.3.区域应用的协调问题20
4.4.ETC车道通行秩序管理问题20
4.5.ETC多应用扩展问题21
前言
随着社会进步及首都经济的发展，近几年来，北京市机动车保有量持续快速增长，道路交通运输系统的运行管理面临越来越大的挑战。
高速公路作为道路交通运输系统的重要组成部分，同样面临着交通需求快速增长与服务能力相对滞后的难题。
其中，如何提高收费站通行效率，有效缓解直至解决收费站区拥堵问题，成为高速公路运营管理领域面临的重要课题。
ETC（电子不停车收费）的使用和推广，是解决这一问题的重要举措。
在市交通委员会“三个交通”的战略决策指导下，从2007年起，北京市首都公路发展集团有限公司（以下简称首发集团）开始分阶段进行高速公路ETC系统的建设，并逐步推广应用。
目前，ETC的使用和推广已经取得阶段性成果，社会效益与经济效益逐渐显现。
同时，ETC的使用和推广过程中，也遇到了诸多技术和管理问题，解决好这些问题，对于ETC技术的大规模应用普及，具有重要意义。
1.北京市高速公路ETC的发展背景
1.1.北京市高速公路概况及收费站区拥堵问题
截止到2009年底，北京市高速公路通车总里程达到九百余公里，形成了包括五环、六环路两条环线高速，京哈（原京沈）、京津、京沪（原京津塘）、京开、京港澳（原京石）、京藏（原八达岭）、京新（原京包）、京承、机场、京平、通燕（原京哈）等多条放射线高速公路，及机场第二高速、机场北线、机场南线在内的较为完善的高速路网。
近年来，随着交通流量的迅猛增长，一些主要高速公路收费站点设计通行能力和实际通行需求的矛盾日渐突出。
以京藏高速公路为例，设计交通流量为日均8万辆，而目前实际交通流量为日均16万辆。
清河主收费站设计通行能力为4700辆/小时，而实际高峰小时通行流量为6700辆，每天早晚高峰小时数也由2001年的4小时增加到2007年的6.5小时。
如何缓解并彻底解决收费站区拥堵问题，是高速公路运营管理单位面临的重要课题。
解决收费站区拥堵问题，根本在于提高收费站的通行能力。
办法之一是直接扩建收费车道，但受限于征地、建设成本等方面的因素，这个办法难以大规模使用。
办法之二是在现有车道规模基础上通过提高收费处理效率来提升收费站通过能力。
这个办法也是运营管理部门长期使用并不断改进的方法。
从上世纪九十年代初的纯手工收费方式，发展到后来计算机辅助的半自动收费方式，以及复式收费方式。
这些收费方式都是以人工收取现金为主要特点，处理效率难以大幅度改进。
以出口收费车道为例，人工半自动收费模式下，平均每辆车处理时间约为14秒。
每个车道每小时通过能力仅为250辆左右。
ETC收费方式则是一种全自动的收费方式，车辆无需停车，用户无需现场支付现金，通行效率显著提高，每个车道每小时通过能力可达到1200辆。
1.2.ETC国家技术标准的推出
2007年，电子收费的国家标准正式出台，使得大规模应用ETC系统解决收费站拥堵和其他管理问题成为可能。
由于发达国家的公路收费方式和管理体制与国内有很大差别，在发达国家广泛使用的ETC技术并不适用于国内高速公路运营管理的需要。
从1990年代末开始，国内各地（包括北京）相继引进过欧洲、美国的ETC技术，进行小规模的试点应用，但由于技术标准不统一，应用模式不能灵活适应国内联网收费的要求，最终没有形成应用规模。
技术标准的不统一曾长时间制约北京电子收费应用的发展，建设国标ETC系统以前，北京ETC发展历程可见下表：
起止时间
部署路段
系统规模
技术特点
1996年至2008年
机场高速公路
两条ETC车道
约2万用户
2.45G单片式
美国厂商技术
2000年-2004年
个别站点
测试
约100个用户
红外技术
台湾厂商技术
2006年-2007年
八达岭高速
17条ETC车道
2000用户
5.8G,试验段
欧洲厂商技术
电子收费国家标准的出台和交通部电子收费示范工程的要求促进了电子收费在北京高速公路的迅速发展。
2007年4月，根据交通部《关于开展京津冀和长三角区域高速公路联网不停车收费示范工程建设的通知》要求，在北京市交通委领导下，由首发集团牵头各业主单位，开始全面推进电子收费的建设和应用推广工作。
2.国内外ETC的发展状况
2.1.日本
2.1.1.发展历史
日本ETC系统起步较早，1993年日本制定的“道路技术5年规划”中明确指出大力支持开发ETC系统。
1994年至1999年，由原建设省、四大道路公团以及日本国内的企业集团合作进行了一系列的试验和试点，于1999年制定出了全国统一的ETC相关设备的技术规格标准。
同时，1998年日本政府开始新的道路整修五年计划时，已经决定在各主要收费站安装ETC系统。
2000年4月，日本开始正式实施其ETC计划。
2000年12月，由日本国土交通省颁布的ETC系统正式投入营运。
日本ETC系统投入营运以来，覆盖区域不断扩大，目前，日本全国1300多个收费站全部都安装了ETC系统。
伴随着系统的开通，ETC用户数不断增加。
03年初的用户数不足100万，但随着03年ETC服务的逐步普及，同以及03年中实施每台电子标签补助5000日元（约合人民币350元）的措施、04年中实行ETC用户可享有路费优惠折扣的政策，至06年10月份日本ETC用户数量已到达1514万户，占全国车辆的20%，ETC的通行量占全国收费公路交通量的65.5%，占到东京周边收费公路圈交通量的72.8%。
截至2010年9月底，日本国内ETC用户超过4003万户，成为世界上最大规模的电子不停车收费应用国家。
2.1.2.运营模式及政府扶持措施
日本由国家负责制定统一的ETC技术标准，为了保证ETC系统的方便和安全，日本于1999年9月建立了第三方独立的财团法人“道路系统增强协会”（ORSE:
OrganizationforRoadSystemEnhancement），该组织掌握了ETC系统的全部数字关键技术，为ETC系统提供中心安全服务，负责ETC系统的密钥管理、数据管理以及ETC设备的检测、ETC安装机构的认证等工作，是ETC系统发行和营运协调的核心机构。
日本的ETC车道系统由道路公团（业主）负责建设和管理，根据政府的要求，每个收费站至少建设一条ETC车道，主要的收费站都建设了2条以上的ETC车道。
在日本，ETC电子标签和IC卡由车主自行购买，电子标签最低价格为7000-8000日元（约合人民币500-550元），由汽车生产商（如丰田、日产、三菱）和家电生产商（如松下等）制造，在汽车销售点、修理厂、汽车用品店和家电商场出售，用户购买后需到ORSE认证的专门机构进行电子标签的安装和车辆信息的录入，电子标签的安装费为8000日元（约合人民币550元）。
IC卡价格为500日元（约合人民币35元），为先用后付型卡片，可分为ETC专用卡和信用卡两种。
ETC专用卡对应于车辆使用，对车辆每月的路费通行额有最低的限制要求。
目前，ETC专用卡和信用卡的发行比例为35%：
65%。
ETC卡的发行主要由信用卡公司（日本JCB、三井住友、美国运通等14家公司）和1000多家销售组织负责。
为了促进ETC系统的发展，加快ETC系统的普及，日本采取了多种措施。
2003年中，国土交通省决定对电子标签的购买实行每台补贴5000日元（约合人民币350元）的措施，减轻用户的经济负担。
2004年中，日本开始对ETC用户实行新的路费折扣优惠计划，制定了多种优惠折扣方式，包括：
里程优惠、经常使用优惠、深夜等时段优惠等等。
另外，日本各道路公团还制定了相关措施鼓励社会机构来发行和推广ETC用卡。
发卡机构由社会各类型企业组织构成，除负责ETC用卡的营销推广之外，还为所发展的用户提供信用担保，并负责所发展用户的收款工作。
以东京中小企业协同组合为例，其所发展用户的通行路费为每月1.3亿日元（约合人民币900万），每年15亿日元（约合人民币1.05亿元）。
协同组合需要向道路公团提供用户每月通行路费三倍的资金担保，即4亿日元（约合人民币2800万元）。
每三个月与道路公团结算一次，每一个半月与用户结算一次，道路公团每个月向协同组合提供其所发展用户的通行明细和和收款通知，由协同组合负责向用户收取通行费。
按照道路公团向政府申报的方案，协同组合只需将其所发展的ETC用户通行费的75%付给各道路公团，剩下的25%中10%将返还给ETC用户外，其余15%留作协同组合的收入。
2.1.3.使用及推广成果
日本实行ETC系统的作用十分明显。
以往高速公路有35%的堵车现象发生在收费站附近，自实行ETC系统以后，彻底消除了高速公路收费站的堵车现象。
实行ETC系统给日本整个社会也带来了巨大的经济利益和社会利益。
根据日本国土交通省的统计，实行ETC系统解决了收费站堵车问题，加快了物流效率，节省了燃油消耗，给日本全社会带来了每年3500亿日元的经济效益，还减少了收费站附近的二氧化碳排放量38%。
另外，由于ETC系统的引入，日本围绕ETC系统的整个产业都得到了迅速发展，相关的设备制造、软件开发、施工、销售和金融等行业都增加了人员就业，并出现了巨大的商机。
2.2.新加坡
2.2.1.ERP系统的应用
新加坡是世界上第一个在城区建立电子道路收费系统（ERP：
ElectronicRoadPricingSystem）的国家，该系统于1998年9月正式投入使用。
目前ERP系统已经取代了1975年开始使用的区域通行券系统（ALS），和90年代初在三条主要的高速公路上使用的道路收费系统（RPS）。
建立电子收费系统之前，新加坡一直使用1975年建立的人工收费系统，即区域通行券系统（ALS）系统。
新加坡最拥挤的约720公顷区域被定为限制区，并在通向限制区的道路上设有33个悬挂式显示牌标明该区域的范围。
该限制区占新加坡总面积的1.2%，拥有良好的主干道路网和环路。
凡是在工作日的上午7:
30到下午7:
00和星期六的上午7:
30到下午2:
00进入该区域的车辆必须购买区域通行券，并将其贴在汽车挡风玻璃或摩托车的手柄上。
这种区域通行券必须提前从邮局、加油站、通行券销售亭或区域周边的商店购买。
而不能像一般收费道路那样在入口处购买。
ERP系统与人工系统（ALS）相比具有以下几个方面的优势：
易于对不同的车型分配不同的收费比率；易于改变收费比率；易于改变收费时段；它在收费区内增加区域或减少区域也相对容易。
2.2.2.使用及推广成果
使用ERP系统时，可以使用在限制区范围内沿主要道路的车流速度作为指标分析ERP系统缓解交通拥挤的效果。
城市内主干道路的速度都在期望优化速度的范围内，即20-30kph。
在使用ERP系统之前，上午7：
00到7：
30的车流速度并未受到严重影响。
但是ERP系统停止以后，（即下午7：
00之后）45分钟内的车流速度严重下降。
据有关统计表明，77%的车辆平均每月至少使用一次ERP系统。
所以，在一个月内至少有23%的驾驶员根本不使用收费公路。
即约4/5的驾驶员一次或多次行驶在ERP系统（限制区和收费道路）道路上。
同时也可以看出，一些驾驶员仍不熟悉ERP系统，一些驾驶员重复犯错误，每隔一段时间就会有违章行为发生。
采用区域收费ERP系统和其它道路收费系统将提高收费区及与其相连道路上的交通情况。
所以，道路收费系统的影响超过了收费区域的范围。
但是，驾驶员可以选择绕行限制区的路线。
一些路线穿过限制区，大部分的路线是绕行限制区的。
绕行线路上部分车辆交通调查表明30%的驾驶员是实行ALS系统时进入限制区的交通量。
绕行道路单向三车道，总长15公里，并有18个信号灯进行控制。
在旧的区域通行券系统管理下，绕行道路的中心路段在早晚两个高峰时段出现交通拥挤现象。
在高峰时段内，特别是早高峰时段，绕行道路中心区的交通拥挤持续发生。
对40位驾驶员的调查表明8%使用环路进入限制区的驾驶员是由于ERP系统的建立而不再进入限制区的。
2.3.其他发达国家及地区的情况
葡萄牙的ViaVarde电子收费系统是欧洲具有代表意义的联网电子收费系统之一，由葡萄牙最大的公路运营商BRISA公司管理。
收费系统采用封闭式和开放式相结合的模式。
人工收费车道（MTC）的平均通行能力为200辆／小时，电子收费车道的平均通行能力为1500辆／小时，1条ETC车道的通行能力是MTC车道通行能力的7.5倍。
该系统显著特点是没有自动栏杆，车辆能以不低于80km／h的速度通行。
如果没有ViaVarde系统，运营公司将不得不多修建2000多条人工收费车道以解决收费拥堵问题。
事实证明ViaVarde电子收费系统是既有利于道路使用者又有利于道路运营商的有效收费手段。
挪威奥斯陆的公路收费站在进出市中心的三个主要交通廊道上（TrafficCorridor）设置，全区共计有19处，其位置形成一环状的布局，称为“OsloTollRing”，该系统于1990年开始启用，为一单向只读型自动收费系统。
由于第一代的收费系统有可靠性较差等问题，因此又研发了第二代5.8GHz的双向读写型的电子收费系统以满足需求。
就目前为止，奥斯陆的电子收费系统相当成功，市区中心的交通拥挤与空气污染获得相当大的改善，TollRing的营运成本仅占营业收入所得的10％，较传统人工收费系统的效率大幅提升。
在其他国家和地区，如美国、加拿大等，ETC系统的应用不是全国性的，但也有相当的规模。
2.4.国内ETC的发展
随着我国经济的发展，高速公路用户对高速公路的需求和服务水平的要求不断提高，我国大规模建设ETC收费系统的条件已经具备，2007年高速公路电子收费国家标准《GB/T20851》正式推出，标志着国内ETC建设和运营全面启动具备了技术基础。
2007年交通部下发的《关于开展京津冀和长三角区域高速公路联网不停车收费示范工程建设的通知》（交公路发[2007]161号）提出，为做好国家“十一五”科技支撑计划重大项目“国家高速公路联网不停车收费和服务系统”的实施工作，充分发挥科学技术对公路交通的支撑和引领作用，提高高速公路管理水平和服务能力，在京津冀和长三角（包括沪、苏、浙、皖4个省市）范围内组织开展区域联网不停车收费示范工程建设。
2007年3月至2007年8月为示范工程准备阶段；2007年9月至2008年9月为实施阶段；示范工程于2008年年底开通。
2008年12月20日，北京市ETC投入试运行，2009年5月1日，北京市ETC开始正式对外服务。
2008年12月31日，上海和江苏开通跨省市联网电子不停车收费系统。
2009年1月1日，陕西非现金收费系统正式开通。
2010年9月28日，京津冀区域联网不停车收费系统正式投入运行。
3.北京市ETC的使用及推广
3.1.项目的启动
首发集团在2006年开展了专项的调研工作，分析了发展ETC系统的可行性。
应用国外ETC技术的收费方式在国内多个地方有试点项目，包括北京的机场高速公路，但都没有形成应用规模。
经过深入的调研分析，发现主要有以下原因：
1）发达国家的ETC技术分为多个标准体系，都属于国家或地区性的标准，没有全球统一的标准。
国内引进的ETC技术也是五花八门，无法实现互联互通。
2）发达国家的公路收费方式、管理体制与政策环境与国内有很大差别，照搬国外ETC技术难以适应国内高速公路运营特点和管理需要。
2007年5月，由交通部（现交通运输部）主导的、适应国内高速公路运营特点的电子不停车收费国家标准（以下简称国标ETC）正式出台，这使得ETC收费方式的大规模推广使用成为可能。
经过全面、深入的评估分析，在市交通委的支持和指导下，首发集团在国标ETC技术发布之后立即启动了北京市高速公路ETC系统应用推进项目。
3.2.项目实施过程
3.2.1.组织保障体系
北京市高速公路ETC项目涉及全市各高速公路运营主体单位，除首发集团外，还包括北控集团下属的机场高速路、首创集团下属的京通快速路以及华北高速有限公司下属的京津塘高速北京段。
为顺利推进项目实施，统一技术规范细则和运营规则，必须建立能够满足各方要求的组织协调机制。
2007年6月，在市政府相关主管部门的指导和支持下，首发集团牵头与其他北京市主要高速公路运营主体单位联合成立了北京市ETC运营的专业公司，即北京快通高速路电子收费系统有限公司（以下简称快通公司），其中首发集团为控股股东单位。
各股东单位赋予快通公司的任务包括组织项目建设工作、研究开发与制定统一的技术规范细则和运营细则、负责ETC用户发行与服务、负责ETC结算服务、负责ETC核心系统的运行维护等。
快通公司的成立，标志着项目的建设和应用推进有了明确的组织架构。
同时，首发集团从2007年起，连续三年，将ETC系统的建设和推进列为公司的折子工程，持续推动。
强有力的组织保障，确保了项目能够按计划又好又快的推进。
3.2.2.项目建设
1）项目系统架构概况
项目所依托建设的系统主要包括客户服务子系统、清分结算子系统、车道子系统、测试子系统和密钥管理子系统，涉及北京市高速公路全部约1400条收费车道、15个路段管理中心、1个总管理中心、1个清分结算中心、20个发行营业厅，以及3家商业银行近500个网点和超过3000台ATM终端。
系统架构示意图如下。
2）研究开发配套技术细则，解决从标准到实际应用的衔接难题
作为国内首个大规模应用国标ETC技术的项目，没有先例可循，标准配套技术细则基本上处于空白状态，建设的难度是非常大的。
针对这一状况，首发集团首先组织工程技术人员，联合ETC国标的研究编制单位、关键设备厂商单位，对ETC国标的工程化应用所需的各项技术细节进行了集中的研究与开发，逐个解决其中的工程应用技术难题，并通过自行建设的测试平台和试验场进行测试验证，不断优化，最终形成了一整套与ETC国标配套的技术文件，为后续的系统开发、设备生产确立了规范，实现了从标准到工程应用的衔接。
3）研究编制各级配套管理规程，建立ETC运营管理规范体系
ETC运营模式与传统的人工收费模式有很大差异，包括客户服务、清分结算、车道运行、系统维护、异常处理等很多方面。
在系统建设的同时，首发集团组织各运营相关单位，通过深入调研分析、反复论证，编制了一整套管理规程文件，建立了适应于ETC运营模式的运营管理体系。
4）充分测试，稳步推进
2007年5月项目正式启动。
由于ETC国标刚刚出台，既没有工程先例，关键设备也没有经过大规模应用的检验，对于首发集团的工程管理和技术团队而言，最大的挑战就是如何通过充分、合理的测试来确保项目的成功。
为保证测试，首发集团特别在六环路的一个管理区（马坊管理区）利用园区道路建设了一个ETC试验场。
在试验场地，工程技术人员既可以做静态的设备参数和性能的测试，又能够模拟真实的车道环境，进行ETC车辆通行的测试。
试验场的测试，对于解决不同厂商设备的兼容问题、验证技术规范、验证子系统间的接口、验证系统功能等方面起了关键作用。
试验场测试结束后，根据工程实施的阶段安排，又进行了小规模实际系统（8条ETC车道）的试验测试。
2008年4月，经过历时近1年的开发、研究与测试，项目系统进入试运行阶段。
2009年5月1日，系统进入正式运行阶段。
当时，全市高速公路ETC车道数量达到了238条，各项配套子系统全面投入运行。
2010年9月28，ETC三期工程实施完毕，专用车道数量达到365条。
3.2.3.推广应用的经验总结
截止到2010年10月底，国标ETC用户量已达到30万，是国内发展最快，用户规模最大的国标ETC项目。
ETC通行比例已占到全部通行比例的16.22%，在一些主要收费站的高峰时段，ETC通行比例已突破30%。
1）初期采用免费赠送策略，实现原有非国标ETC用户平稳过渡为国标ETC用户
在本项目实施以前，机场高速公路设有两条试点ETC车道，采用的是美国厂商技术标准，运行多年，累计用户约两万个。
受限于技术标准和应用范围，用户规模始终无法扩大。
本项目实施以后，机场高速公路的系统按照ETC国标进行了改造，用户的ETC车载设备（或称电子标签）由电子收费运营公司免费更换为国标ETC车载设备。
用户的使用范围由原来的机场路扩大为北京市全部高速公路，实现了平稳过渡，用户反响良好。
2）政府部门大力支持，制定了ETC通行费九五折等重大ETC促进政策
ETC项目推广的关键问题之一在于用户的推广。
经过反复沟通调研，确定了两项重大ETC促进政策。
一是政府机关事业单位用车、市属国有企业用车均须安装ETC电子标签，二是在全市高速公路范围内对ETC用户统一实行通行费九五折优惠措施。
两项措施于2009年5月1日系统正式投入运行时同期出台，对ETC用户促进起了关键作用。
当月，ETC用户净增长超过1万。
3）继续扩建ETC系统，实现ETC车道覆盖全部收费站点，并将ETC业务扩展到市域外高速公路
ETC项目推广的另一个关键在于ETC车道的普及。
ETC系统正式投入运行后，首发集团又继续进行了ETC系统的扩建工作，使全市高速公路ETC车道数量达到了365条，实现ETC车道覆盖市域内的全部收费站。
ETC用户出行更加便利。
同时，首发集团及其控股的电子收费专营公司（快通公司）还积极向相邻省市高速公路拓展ETC业务，进一步扩大ETC用户使用范围。
2009年9月，通过集团公司向京承高速公路（河北段）提供技术支持和运营支持，京承高速公路全线贯通的同时实现了ETC联网运行，为日后京津冀两市一省的区域联网奠定了基础。
4）通过与多家商业银行的战略合作，显著降低了ETC用户发展成本，完善了用户服务体系
2010年4月份开始，先后与工商银行、华夏银行及北京市农村商业银行进行战略合作，实现了ETC联名卡及ETC全业务代理等多种银企合作业务模式，并通过这种业务模式，向ETC用户优惠销售电子标签，显著降低了ETC用户的安装成本。
同时，与银行合作之后，遍布全北京市超过500个银行网点资源、约3000台ATM终端可为ETC用户提供充值服务，极大扩展和完善了ETC用户服务体系，方便了用户。
3.3.项目实施效果
3.3.1.为解决收费站区拥堵提供了有效途径
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