二维条码在高速公路联网收费中的应用

条码是由一组按一定编码规则排列的条、空符号，它是当今应用最广泛、最经济实用的一种自动识别技术。常见的多为一维条码，如商品条码。一维条码虽然具有可靠性高、实现了实时快速数据采集和标准统一等显著特点，但其信息容量较小，一般只有几十个字节，其信息仅仅记录了某个物品的编号，至于此编号代表的内容却需要查询数据库才能确定，因此，其应用具有局限性。
适应应用的需求，二维条码应运而生了。常见的二维条码条码有PDF417码、Code49码、Data Matrix码、MaxiCode码、QR码等。二维条码以其信息容量大、具有良好的容错能力以及优于一维条码的编码特性和译码的高可靠性等优点，迅速在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业过程控制、商业、金融、海关及政府管理等多个领域得到应用。
与一维条码仅对物品进行索引不同，二维条码可以对物品进行"描述"，甚至可以把照片和指纹包含之中，当然也可以把一张报表中的关键信息编制在其中，实现更大数据量的实时采集。
将二维条码应用在高速公路上，推出"高速公路联网收费二维条码通行券应用方案"
传统的高速公路收费往往是人工售票，车辆上路时就需要买票，且票据往往是多张不同面额的票据的组合。如果车辆改变目的地，则需要补票或退票。随着计算机技术的发展，联网收费成为必然。于是出现了通行券（卡）。车辆上路时，只需从入口领取记录了入口信息的通行券（卡），车辆下路时，交回通行券（券），计算通行费，缴费。充当通行券（卡）的介质目前主要为纸质磁性券和非接触式IC卡，曾经用过的磁卡和接触式IC卡已逐渐退出此领域。
纸质磁性券是一次性使用的，也是最早投入使用的通行券，但其成本一直较高。非接触式IC卡则需要回收，重复使用。理论上讲，IC卡可以使用几十万次甚至上百万，但实际应用中受到卡的损坏和流失等因素影响，其寿命远远低于理论值。现在业内一般可接受的日流失率为2‰～3‰，也就是其实际寿命只有约300次。此外IC卡的重复使用给卡的调配和跟踪管理出了不少的难题，增加了运营成本。更为严重的是，非接触式信息不可见，必须依赖设备进行读写，不能适应有系统路段和无系统路段混合收费的要求，往往会造成已开通的路段开开停停，以完成新系统的接入和调试。
二维条码通行券方案则有效地解决了上述问题。该方案的主要作业流程是：
入口
由操作员输入车型信息，系统将日期、时间、入口站、车道、操作员工号等信息进行编码和加密，条码打印机依据加密后的信息生成二维条码，打印出二维条码通行券，同时打印相关明文信息。
出口
收费员将通行券送入条码识读仪，由条码识读仪自动识读条码信息，自动计算票价，并将信息加以显示，同时打印出通行费收据。
该方案的特点是：
1． 管理简单
一次性使用，无需跟踪管理、调配等，有效降低运营成本，提高工作效率。
2． 可靠性高
携带明文信息，无法自动识读时，可依靠明文信息完成收费。
3． 自纠错和信息还原能力强
对非恶意折损的通行券均能正常识读。
4． 适应性强
适合于联网收费、单一路段收费和有系统路段和无系统路段并存时的混合收费。
5． 设备标准化，通用程度高
打印机和识读仪均为工业化通用产品，不会对单一厂家形成依赖。
6． 成本低该方案推出后，得到了高速公路管理部门、交通部科研部门以及系统开发商的普遍欢迎，甚至引发了业内对中国高速公路联网收费采用何种通行券的大讨论。交通部在2000年10月1日开始实施的《交通部高速公路联网收费暂行技术要求》（交公路发[2000]463号文）中，第十六条作了明确规定：同一联网收费区域内应采用相同类型和数据格式的通行券（卡），一般情况下宜选择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性使用的纸质二维条形码券。即将实施的国家标准《公路收费方式》也作了同样规定。
在推出应用方案的同时，也进行了设备和系统的准备。北洋电气集团依据自身优势，开发出了拥有自主知识产权的条码打印机（支持多种二维条码）和二维条码通行券识读仪以及二维条码通行券应用系统。条码打印机和识读仪的各项性能指标均可与国外产品相媲美，均填补了国内空白。其中，适应用户管理的需要，通行券识读仪设计了一封闭式票箱，通行券识读通过后，自动进入票箱，做到人券分离，避免重复识读及可能出现的员工作弊。
西宝（西安-宝鸡）高速公路是最早应用条码通行券的路段，但其使用的是一维条码，运行迄今已经3年，系统运行可靠，维护、管理简单，设备投资和运营成本均比较低。预计从今年的9月份开始，经过八达岭高速的车辆会欣喜地发现二维条码通行券投入使用。到年底，经过三洛（三门峡-洛阳）高速公路的车辆也会接到二维条码通行券。上述路段的高速公路管理部门已经将二维条码通行券作为唯一的方案在当地组织实施。相信在不久的将来，二维条码通行券的应用会越来越广泛，也将被证明为最适合中国国情的通行券解决方案。