0引言
近几年，我国高速公路蓬勃发展，到2006年末，我国高速公路里程达4.5万公里,2007年底为5.36万公里，创造了世界高速公路发展的奇迹。为了解决传统高速公路人工收费的弊端，射频识别收费系统和电子不停车收费系统已经成为发展趋势，而且大多数省或区域在此基础上还建立了联网收费体系。
由于高速公路建设及维护需要大量资金投入，我国约有90%的高速公路都实施了收费政策，以促进高速公路的持续发展。为了保证联网收费系统的正常运行，收费站收费系统的安全性问题就显得尤为重要。本文从联网系统的网络结构、系统的数据库安全及系统安全保障等方面，探讨了这种新型收费系统的收费管理问题，对于规范高速公路收费和提高收费系统的安全性和可靠性有着重要的现实意义。1射频识别收费系统
射频识别收费系统主要由：I C 卡读写模块、处理器模块、称重模块、摄像模块、执行控制及驱动显示模块、串行通信模块及上位机等模块组成，其示意图如图一所示。
I C 卡读写模块用于建立与非接触式I C 卡的物理连接通
路，完成与I C 卡的通讯，从卡上读取数据并将处理完的数据重新写入I C 卡。由于处理器模块既要和I C 卡读写模块进行串行通讯，还要和上位机进行串行通讯，因此，处理器芯片选择A Tm agl 128L ；称重模块主要对过往的车辆进行称重并把相应数据传递给处理器；摄像模块主要对过往的车辆车牌进行拍照并把拍摄信息传递给上位机；执行模块用来执行处理器的各种指令，包括放行控制等功能；驱动显示模块是系统与用户交流的纽带，它一方面提示用户进行相应的操作，另一
基于射频识别技术的高速公路收费系统安全性研究
Research Highway Toll System Based on RFID Safety
闫群民Yan Qunmin
（陕西理工学院电气工程系,陕西汉中723003）
(Department of Electronic ，Shaanxi University of Technology,Shaanxi Hanzhong 723003)
摘要:随着全国高速公路里程的不断增加，新型收费站收费系统的建立势在必行。本文介绍了基于射频识别技术的高速公路收费系统，主要从系统的网络结构建设、系统数据安全及系统安全保障等方面，阐述了在这种收费模式下系统的安全性问题，并通过这些措施以确保高速公路收费系统的安全性和可靠性，对今后高速公路联网收费系统的设计和实施提出了有益参考。
关键词:射频识别；收费；安全性；可靠性中图分类号：TP202+.1
文献标识码：A
文章编号：1671-4792-(2009)5-0085-03
Abstract :Introduced the highway toll system based on RFID.The system construction of the network structure,the system data security and system security in terms of fees and charges are set out in this mode.Through these measures of highway toll collection system can ensure the safety and reliability of the highway network of the future system.
Keywords :RFID ；Toll Collection;Safety;Reliability
图一
射频识别收费系统示意图
基
于射频识别技术的高速公路收费系统安全性研究
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科技广场2009.5
方面对车辆是否放行给出显示；串行通信模块连接着处理器和上位机，这里使用R S485进行串行通信；上位机前台运行着V B管理系统软件，后台是相应的数据库，它可以为我们提供很好的人机交互界面。
系统的原理可描述为：车辆在进入高速公路入口时需要刷卡，系统将其I C卡内的用户I D号读取出来然后送到中央数据库搜索，校验其身份的合法性及缴费情况。若合法则将入口站的信息临时写入I C卡并将其放行进入高速公路。车辆在完成整个行驶过程后，在出口收费站再次刷卡，系统将用户I D号、入口站信息、车重、车型、车牌等信息读入后查找数据库并进行相应的扣费处理并打印收据。至此收费过程宣告完成。
2系统的安全性问题分析及解决措施
2.1加强系统网络结构性建设
目前，高速公路联网收费系统一般采取分段管理体制，系统采取收费结算中心—收费管理中心—收费站三级管理体制。因此，可靠、安全的通信网络平台是系统正常传输数据的基础。
根据系统的网络结构的特点，在对安全性进行设计时，最重要的就是要考虑网络安全域的划分、网络隔离及访问权限控制等，并根据业务要求对子站合理分配网络地址，以提高系统的整体性能和安全性。同时在网络前期建设中还应注意网络拓扑结构选择、互联设备选型、路由支持备份及自动切换等方面的问题，只有这样才能从根源上保证收费系统的安全性及可靠性。
网络安全域的划分上，首先，配备相应的安全设备，在内网与外网之间，可通过设置防火墙实现内、外网络区域之间的隔离；其次，采用虚拟局域网技术，实现对内部子网的隔离，这样便形成内网中一个网段和另一个网段的物理隔离，防止某一网段内的故障、安全问题贯穿到整个网络系统中去；最后，可通过网络安全性能评估分析软件，定期的对网络系统的安全性进行评估，积极制定补救措施和安全策略，达到增强网络安全性的目的。
由于目前大部分收费系统采用分级管理模式，因此，必须对不同级别的人员设置不同的访问控制权限。这里常用的访问控制策略有：自主访问控制策略、强制访问控制策略和基于角色的访问控制。该系统模拟西安至潼关高速公路收费采用基于角色的访问控制，不同的层次人员在不同层次的收费系统中都有相应的资源访问和软件操作权限来协助射频识别收费系统的正常运行。
2.2加强系统数据安全策略
从图二可以看出中心数据库是收费数据的汇总，数据量很大，而且系统联网收费的关键业务数据都存放在数据库中。因此，数据库的可靠、安全、内容正确等是维系整个系统的关键环节。为了防止数据库中的信息被非法访问、篡改以及由于操作系统崩溃、硬盘故障等问题引起的收费系统不可靠、瘫痪等，必须对数据库设置相应的访问控制、数据存储加密及备份。
为了防止非法用户访问系统数据库，必须对数据库存储信息采用访问控制技术。由于收费系统计算机多采用W i n-dow s N T系统，这里使用系统提供安全控制技术和自行设计的安全控制相结合的办法来实现，主要采用的方法有用户身份鉴别和访问权限控制。
数据存储加密可以限制对存储数据的非法访问权，加密前的信息称为“明文”，它通过“密钥”系统格式编码后就成为密文。通过这种方式，非法用户即使得到存储的信息资源，也由于无加密密钥，无法解密密文，从而无法得到信息资源的内容。
2.3系统安全保障措施
这里的系统安全保障措施主要针对驾驶人员而言，为了防止驾驶人员作弊，采取的方式主要有：非接触式I C卡加密、使用安全校验码和车牌、车重、车型识别与比对方法。
I C卡加密：首先I C卡上并不直接存储用户的存款余额，而只是存储用户的I D号，用户的存款余额是存储在中心数据库中的，这样便做到了重要信息的物理隔离；其次，用户所使用的I C卡是经过加密的，使用了64位的二进制密码来保证存取的安全性。
安全校验码是为了防止在高速公路的行图二收费系统数据结构示意图
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驶过程中，不同车辆司机互换、收费人员人为作弊及使用伪造的I C卡，我们在收费系统中引入了安全校验码的概念。其原理为：在司机进入高速公路入口刷卡时，由系统随机生成一个随机码，并将其写入I C卡和数据库，这一随机码是计算机内部自动生成的，是对所用人保密的。当车辆驶离高速公路再次刷卡时，系统要检查这一安全校验码是否与入口时一致，是否与车牌号相对应，若不符，马上报警并扣留该车辆。这一措施在很大程度上杜绝了司机、不法分子的作弊企图，有效地提高了系统的安全性。车牌、车重、车型识别与比对是为了防止车辆私自互换I C卡，大车使用小车的卡以试图少缴过路费的违法行为。本收费系统加入了车牌、车重、车型的识别与匹配监测。在司机每次刷卡时，系统均将检测车辆的车牌、车重、车型信息，并将这些信息与数据库中的信息进行对比，若相符，则放行；若不符，则扣留禁止通行并进行相应的违章调查和处理。经过以上三种保障措施就更能有效地提高收费系统的安全性和可靠性。
3结束语
新型高速公路收费系统的安全性问题正逐渐成为社会关注的焦点，同时它也是一项复杂的系统工程，涉及到技术和管理等多个层次。本文从技术层面介绍了射频识别收费系统的原理，主要从系统的网络结构建设、系统的数据安全及
系统安全保障等方面，分析了收费系统的安全性和可靠性问
题，同时针对这些问题给出了相应的解决措施，这些措施对
对今后高速公路联网收费系统的设计和实施具有一定的现
实指导意义。
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[4]闫群民.基于非接触式I C卡的高速公路收费系统设
计[J].计算机测量与控制,2009,(01).
作者简介
闫群民（1980—）,男,教师,主要从事电气控制及自动监
测技术研究。
基
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射
频
识
别
技
术
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公
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