我国高速公路收费原采用缴费卡方式， 整个流程操作复杂， 后来逐渐进化为以NFC为代表的移动支付方式， 使得操作难度降低， 工作效率得到极大提升。成熟的移动支付技术已被广泛应用到多个行业中， 得到了广大群众认同， 为高速公路收费移动支付系统的实现提供了方便条件。目前我国越来越多的高速公路收费站应用移动支付技术， 对操作流程进行了调整优化， 向用户提供更多方便， 使整个通行效率进一步提高。
1、移动支付方式特点
1.1 移动支付概述
相比传统现金支付方式， 移动支付已成为目前主流方式， 用户只需通过智能手机为主的移动终端来进行二维码扫描便可完成商品金额的支付， 应用非常方便， 使用人数不断上升。移动支付的原理即用户通过移动终端设备、移动网络来向第三方银行金融机构发出支付指令， 产生相应的支付款及资金转移的过程。用户将身份验证通过后与本人的支付宝或微信钱包绑定， 支付时只需在手机上输入相应的密码， 或直接扫描二维码， 均可完成支付， 相比传统支付形式， 移动支付效果更佳， 方便性更强[1].
1.2 移动支付特点
（1） 用户广泛。
随着智能手机普及， 在逐渐成熟的移动支付支持下， 我国移动支付用户数量在持续增加。目前移动支付技术越来越成熟， 实现了规范化与制度化， 势必会在未来成为主要支付方式。
（2） 方便快捷。
相比传统支付方式， 移动支付操作上更为简单方便， 仅需通过移动终端即可完成支付， 无需携带现金， 无需找零， 支付效率极大提高， 使用户体验优化， 被越来越多的人所接受[2].就移动支付应用效果来看， 已逐渐渗透到各个行业， 由原来的年轻人逐渐发展到全年龄段使用。
（3） 功能拓展。
以移动网络、智能终端为支持的移动支付方式， 不仅操作方便、使用快捷， 其基础功能具有强的拓展性， 应用领域会不断扩宽， 包括目前已经实现的公交、地铁、高速公路等。
2、高速公路移动支付适应性分析
2.1 高速公路收费现状
常见高速公路收费方式包括人工收费和电子不停车收费， 前者可支持用户选择现金、微信或支付宝等方法支付。均需要停车缴费， 收费系统运行能力、员工业务熟练程度及现场网络环境等决定车道运行能力， 一辆车核心交易至少1s, 通行效率较低[3].ETC电子不停车收费则无需人员操作， 由出口收费系统实时计费后自动扣除通行费， 相比其通行效率更高。就ETC电子不停车收费系统来讲， 虽然车辆通行所需时间更短， 更利于高速公路营运管理， 但运行效果也在很大程度上受限于车道天线强度、费率计算复杂性、车辆通行速度等因素。移动支付在互联网支持下， 应用到高速公路缴费中对改善和提高公路传统收费模式工作效率， 优化通行效果具有重要意义。移动支付减少了现金流转量， 通过构建实名用户体系、获取及挖掘用户数据和价值， 对提高高速公路运营管理效率和服务质量具有巨大推动作用。
2.2 高速公路收费特点
在信息技术与互联网技术支持下， 高速公路收费系统不断完善， 但因各项条件限制， 目前仍以人工半自动收费方式为主。基于系统运营和用户体验效果综合分析， 可确定高速公路收费特点与要求。为避免道路拥堵， 提高通行效率， 利用最短时间完成支付， 支付金额普遍较小， 以km计费收费， 以及分段收费[4].目前我国高速公路收费系统并不能完全实现网络支持， 还未健全联机网络环境， 实现移动支付， 还需针对自身具有的小额、快速、分段支付等特点来进行综合研究， 保证可以达到移动支付的条件。
2.3 移动支付适应性
手机NFC进场支付、二维码支付和银联卡支付为现在主要高速公路收费移动支付手段， 3种支付方式各具特点， 为确定每种支付方式的适应性， 还需从网络需求、改造成本、用户范围、金额限制、操作性能等方面进行综合对比。
如用户选择二维码支付方式， 需在现场生成支付条码， 整个操作过程必须要有良好的移动网络作支持， 且全程在车内完成， 如网络不佳或用户操作不熟练， 均会导致整个支付过程时间延长， 单位时间内通行车辆数量减少。在所有移动支付方法中， 二维码支付更适合应用于纯支付。在对高速公路收费移动支付系统设计时， 不仅要实现操作方便， 还要做到支付介质与通行介质之间的融合， 需要减少现金交易， 降低通行的损耗， 还需降低操作繁琐性， 并对绑定注册用户来提供深度营销和服务， 提高操作方便[5].例如NFC手机、银联IC卡均可实现通行介质将入口车道信息带入到出口车道交易确认的要求， 但前者用户客户端开发和推行所需成本更高， 且NFC手机市场占比率较小， 实际推行难度较大。
3、高速公路收费系统移动支付方法对比
3.1 手机NFC近场支付
手机NFC近场支付作为比较常见的移动支付方法， 需要在10cm范围内做到数据传输交换， 达到电子设备之间非接触式点对点的数据传输， 是成熟短距离高频无线通信技术。
（1） 工作模式。
通过多种模式来实现NFC近场通信， 如读卡器模式、卡模拟模式、点对点通信模式等， 结合实际情况灵活选择。其中， 对卡模拟模式进行分析， 可通过硬件虚拟卡模式实现， 亦可通过软件主机卡模式实现。无论选择何种方式， 前提是要具备安全模块SE.即确定NFC芯片为非接触通讯前端， 向SE传输接收的外部读写器命令， 然后由SE来进行回复。基于主机卡模式， 则无需提供SE, 只需在手机上运行一个应用来完成SE功能即可。
（2） 支付设备。
支付系统设备主要从两方面分析：一方面为POS终端及支持NFC读写设备；另一方面是具备NFC-SIM卡以及NFC功能的手机， 或可以支持HCE客户端具备NFC功能的手机。另外， 要保证支付设备客户端可完成多种NFC应用的下载与管理， 且支持银行卡、公交卡的使用。
（3） 交易流程。
（1） 入口交易。入口车道车辆进入后， 由收费员对车辆信息进行确定， 同时系统会通过扫描用户手机获取相应信息， 来确定车型、收费类型， 并将入口信息录入手机内， 系统确认后将栏杆打开， 车辆放行通过。
（2） 出口交易。出口车道内有车辆进入后， 由收费员对车辆信息进行确定， 同时系统会通过扫描用户手机获取相应信息， 来确定车型、收费类型及入口信息， 且将信息全部录到系统内， 由系统给出缴费金额， 并扫描用户手机扣费， 待收费员确认扣费成功后， 系统将自动打开栏杆， 车辆可正常通行。
3.2 银联IC卡闪付
闪付可通过非接触方法来达到支付金额的目的， 同时还支持借贷记功能及电子现金功能。智联IC卡闪付技术在高速公路收费系统中应用， 需以智能卡技术为支持， 对系统条件具有良好的适应性， 且安全性高， 实际操作便捷性强。
（1） 工作模式。
闪付更适用于小额支付， 待用户选定所需商品后， 便可通过支持银联闪付的非接触式终端设备来完成商品金额付款， 即应用具备闪付功能的手机或IC卡贴近设备， 听见提示音后表示完成支付， 整个过程无需输入密码和签名。目前可支持的方式包括脱机交易与联机交易两种。脱机交易为支付交易前要求用户已圈存卡片绑定的电子现金账户， 且有一定数额现金金额， 足以完成本次商品支付， 用户即可通过IC卡或手机在相应设备上支付。联机交易为用户金融IC卡不具备电子现金支付功能， 或账户内电子现金金额不足， 则需要用户直接应用IC卡在相应设备刷卡支付， 交易成功后由系统自动转为联机交易模式。其中， 对于单笔金额超过300元交易单， 需用户提供密码验证[6].
（2） 支付设备。
闪付实现的设备支持主要从金融IC卡与POS机两方面进行分析， 确保两者均可支持闪付交易。采用闪付方式完成交易， 前提要完成圈存， 用户需要提前向虚拟电子钱包内转入现金。其中圈存渠道可选择方式较多， 如银行柜面办理、POS机端充值、NFC手机APP充值、银行ATM机充值等。目前我国所发行的银联金融IC卡均能满足小额免签免密交易要求， 实际操作简单快捷。
（3） 交易流程。
（1） 入口交易。入口车道有车辆进入后， 由收费员确定车辆信息， 同时搭配系统外挂设置的读卡器对车型、收费类型等相关信息进行扫描， 并将结果全部录入用户IC卡内， 待系统验证通过后， 栏杆会自动抬起， 车辆可正常通过。
（2） 出口交易。出口车道有车辆进入后， 由收费员确定车辆信息， 同时搭配系统外挂设置的读卡器对车型信息判定， 确认系统所录入车型、收费类型等信息， 不存在任何差异后， 以系统所提供计费金额来完成扣费， 并将计费信息录入IC卡内。待系统验证通过后， 栏杆会自动抬起， 车辆可正常通过。
3.3 二维码支付
二维码技术在实际应用中具有非常强的纠错能力， 且对应的为较大存储空间， 现已被广泛应用到各个领域中。尤其是在智能终端计算能力及网络传输性能不断提高的背景下， 二维码已被普及到日常消费与生活领域中。
（1） 工作模式。
根据扫描方式不同， 可将二维码支付分为主动扫码与被动扫码两种。主动扫码为二维码中存储着消费付款信息， 即支付金额、收款账号信息或付款信息网络链接等， 用户直接利用个人手机来扫描商户二维码， 然后输入支付密码后完成在线交易。主动扫码模式是通过应用软件来实现， 整个交易支付过程无需通过其他硬件设备， 仅需利用用户智能手机客户端软件即可。若商户无法通过POS机来显示二维码， 依然可以采用打印方式来提供支付二维码。被动扫码与主动扫码不同， 被动扫码需要由用户通过手机终端将银行卡信息生成二维码， 商户通过专业扫描枪进行用户二维码信息扫描， 完成该次付款交易。
（2） 支付设备。
二维码支付是目前最为常见的移动支付手段， 可直接利用智能手机和POS机完成支付交易， 目前包括微信、支付宝及银联等第三方支付机构均可支持二维码扫描付款。支付时由用户提供付款二维码， 商户通过扫描枪扫描获得银行卡信息即可完成支付。但即是通过二维码支付， 商户利用扫描枪操作仅需1s, 而用户自主扫描商户二维码付款则需7~8s, 前者支付效率更高[7].被动扫描还可在一定程度上提高支付安全性， 因为扫描是用户终端唯一二维码信息。
（3） 交易流程。
车辆用户通过自己智能手机对高速公路收费二维码进行扫描， 系统会获取入口车道内车辆信息， 虽然收费员工作量大量减少， 但整个操作均需由用户自主完成， 全程操作中手机必须保持良好的联网状态， 任何一个条件出现异常， 均会造成支付过程时间延长。另外， 直接选择二维码扫描作为纯支付手段， 原有系统改动部分较少， 且仅对出口车道支付即可， 整个流程更为简单。
4、高速公路移动支付应用实现
4.1 移动支付系统
将移动支付模式应用到高速公路收费系统中， 提高高速公路管理效果和改善收费效率， 增加单位时间内车辆通行数量， 还可为驾驶员提供更高质量的服务， 并完成相关数据的收集。目前已有部分高速公路路段收费系统投用了移动支付技术， 支持车辆用户扫码支付， 整个过程仅需收费员扫描用户支付宝或微信付款即可完成缴费通过。
4.2 系统支付流程
高速公路收费员将车辆基本信息录入系统内， 完成对驾驶人员复合通行卡信息的完整读取， 系统显示器会给出本次应缴的数额， 然后收费员通过扫描枪来扫描用户智能手机付款二维码， 获得银行卡支付信息， 待系统确认支付成功后打印通行发票， 系统自动抬起栏杆， 车辆正常放行。
4.3 系统网络结构
此系统要实现“扫码支付”, 开发设计时需要将收费系统与支付宝系统或微信系统结合， 且结合高速公路收费系统独立性特点， 不得采用联网连接的方式， 还需要在路段中设置一台中转服务器， 确保能够可靠连接互联网与支付宝交易服务器。在收费和支付整个流程中， 需要通过网闸向支付宝服务器传输收费系统车道机发起的移动支付信息， 并将支付宝服务器反馈的交易信息传输给车道机， 为下一步车辆缴费提供支持。
4.4 系统资金结算
高速公路出入口收费人员通过扫描用户二维码所得通行费用， 由支付宝公司在次日将上日全部费用转入到提前指定银行账户内， 最后通过转账方法将此部分公路通行费转给公路管理局高速公路收费结算中心指定银行账户内。整个资金结算过程可直接避免通行费拆分结算运行体系中的矛盾， 在加上各单位之间的每日对账确认， 可进一步保证每日所转通行费收入与出口流水扫码所得支付金额一致。
5、结语
在高速公路收费系统中引用移动支付技术， 是整个时代发展的必然趋势， 能够更好地解决高速公路通行缴费现金携带、找零的麻烦， 且整个支付过程更为简单便捷， 还可保证支付交易的高安全性， 提高收费效率， 减少点钞、解款、银行复核等环节， 在实际应用中具有非常高的优势。面对多种移动支付方式， 还需在现有基础上不断进行研究和完善， 争取能与高速公路收费系统融合更好， 为高速公路管理提供更大支持。
