ISO 17573-32023 电子收费车辆收费系统结构第3部分数据字典标准立项发展报告

电子收费车辆收费系统结构第3部分：数据字典标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Electronicfeecollection—Systemarchitectureforvehicle-relatedtolling—Part3:Datadictionary摘要随着全球智能交通系统（ITS）的快速发展，电子收费系统（ElectronicFeeCollection,EFC）已成为高速公路、城市桥梁及隧道等交通基础设施运营管理的核心支撑技术。然而，由于不同国家和地区在收费系统架构、数据格式及通信协议方面存在显著差异，跨区域互联互通面临严重的数据互操作障碍。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2023年8月发布ISO17573-3:2023《电子收费车辆收费系统结构第3部分：数据字典》，该标准作为ISO17573系列标准的重要组成部分，系统定义了电子收费系统中涉及的数据元素、属性及其语义关系，为多应用环境下收费数据的交换与共享提供了统一规范。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及推广应用价值，深入分析了标准在数据字典结构设计、元数据建模方法、跨域互操作机制等方面的技术创新，并详细介绍了主要起草单位在国际标准制定过程中发挥的关键作用。报告指出，ISO17573-3:2023的发布标志着电子收费领域数据标准化工作进入了系统化、体系化的新阶段，为全球范围内电子收费系统的互联互通和我国相关国家标准、行业标准的制修订提供了重要的技术参考。未来，随着边缘计算、车路协同等新技术的发展，数据字典标准将面临持续迭代升级的需求。关键词：电子收费；系统架构；数据字典；互操作性；智能交通系统；国际标准；数据标准化Keywords:ElectronicFeeCollection;SystemArchitecture;DataDictionary;Interoperability;IntelligentTransportationSystems;InternationalStandard;DataStandardization1引言1.1研究背景随着全球交通基础设施建设的持续推进和机动车保有量的持续增长，电子收费系统作为提升通行效率、降低运营成本、减少环境污染的关键技术手段，已在全球范围内得到广泛应用。据统计，截至2022年底，全球已有超过80个国家和地区部署了不同类型的高速公路电子收费系统，年交易规模超过数百亿笔。中国作为全球高速公路里程最长的国家，ETC用户规模已突破2.5亿，日交易量超过3000万笔。然而，电子收费系统的快速普及也带来了一系列亟待解决的技术挑战。一方面，不同收费系统供应商采用各自独立的数据格式和编码规则，导致系统间数据交换困难；另一方面，随着多车道自由流收费、车路协同收费等新业态的出现，收费系统涉及的数据种类和数据量呈指数级增长，迫切需要一套统一的数据字典来规范和约束数据的使用。在此背景下，ISO/TC204（智能交通系统技术委员会）启动了ISO17573系列标准的制定工作。该系列标准从系统架构层面为车辆相关收费提供框架性指导，其中第3部分聚焦于数据字典的标准化。1.2标准立项意义ISO17573-3:2023的制定和发布具有多方面的重要意义：促进互联互通：通过建立统一的术语定义和数据语义规范，消除不同系统间的信息孤岛，为实现跨区域、跨系统的收费互操作奠定基础。降低系统集成成本：统一的数据字典可显著减少系统集成过程中数据映射和转换的工作量，降低系统建设和运维成本。支撑新技术应用：为车载单元（OBU）、路侧单元（RSU）、手机支付等多样化收费方式提供统一数据交互规范，支撑车路协同、自动驾驶等新技术在收费场景的应用。服务政策制定：为政府部门制定收费政策、开展交通统计分析提供标准化数据支撑，提升决策科学化水平。2标准编制背景与过程2.1国际标准化环境分析电子收费领域的国际标准化工作主要由ISO/TC204（智能交通系统技术委员会）负责。该技术委员会成立于1993年，秘书处设在美国ANSI，目前下设多个工作组，其中WG5负责收费系统的标准化工作。在ISO17573-3:2023发布之前，ISO/TC204已发布了一系列与电子收费相关的国际标准，包括：-ISO17573-1:2019《电子收费车辆相关收费系统架构第1部分：业务模型》（已废止）-ISO17573-2:2021《电子收费车辆相关收费系统架构第2部分：收费业务接口》-ISO12813:2019《电子收费合规检查通信》-ISO13141:2015《电子收费本地话单增强通信》-ISO14906:2018《电子收费应用接口定义》这些标准分别从不同角度对电子收费系统进行了规范，但缺乏一个统一的数据字典标准来整合各类数据定义，制约了标准体系的整体效能发挥。2.2编制历程ISO17573-3:2023的编制工作经历了严谨而完整的标准化程序，主要阶段如下：-提案阶段（2019—2020年）：由ISO/TC204/WG5专家组提出新工作项目提案（NWIP），经各成员国投票表决正式立项。-编制阶段（2020—2022年）：成立项目编制组，由来自中国、德国、法国、日本、韩国、美国等国家的专家共同参与起草工作。编制组先后召开多次面对面会议和数十次网络会议，对数据字典的框架结构、术语定义、数据元素分类等进行深入研讨。-征求意见阶段（2022年上半年）：标准草案（DIS）提交各成员国征求意见，共收到来自十余个国家及国际组织的意见数百条，编制组逐条处理并形成最终国际标准草案（FDIS）。-批准发布阶段（2023年）：FDIS经ISO全体成员国投票通过后，于2023年8月1日正式发布。3标准主要内容3.1标准范围与定位ISO17573-3:2023规定了用于车辆相关电子收费系统的数据字典，包括数据元素的标识符、名称、定义、数据类型、值域、使用约束等内容。该标准适用于道路收费、区域拥堵收费、停车收费等多种电子收费应用场景，为系统设计开发、数据交换和系统集成提供统一的语义基础。该标准在ISO17573系列中处于基础性地位，与第1部分（系统架构）和第2部分（收费业务接口）共同构成完整的标准化体系。3.2数据字典总体框架标准采用分层的框架结构体系，将电子收费领域数据划分为多个层次和类别：|层次|类别|说明||------|------|------||L1|核心数据|标识、交易基础数据||L2|业务数据|收费业务运行相关的数据||L3|扩展数据|支持多应用扩展的数据定义|核心数据层包括车辆标识、收费类型标识、收费交易标识、时间戳、位置信息、金额/费率等基础性数据元素。这些数据是所有电子收费系统运行所必需的基础信息。业务数据层涵盖收费业务全流程所涉及的数据，包括车辆通行记录、费率参数、交易记录、黑名单/白名单管理数据、审计与清算数据、数据安全相关参数等，是系统业务正常运行的关键支撑。扩展数据层定义了各类扩展应用的通用数据模板，兼容未来可能出现的新业务需求。该层设计采用了开放式扩展机制，允许各应用领域在使用过程中基于通用框架自行扩展，为标准的长期适用提供了灵活性。3.3数据元素定义每个数据元素按照以下属性进行规范化描述：-数据元素标识符（DataElementIdentifier,DEI）：全局唯一标识符，采用层级编码结构；-名称：英文名称，辅以定义性说明；-定义：精确描述数据元素语义的文本定义；-数据类型：包括整型、实型、布尔型、字符串、枚举型、日期时间型、二进制等基本数据类型及复合数据结构；-值域：数值型数据元素的取值范围，枚举型数据元素的有效值列表；-约束条件：包括可选性条件、出现次数限制等；-备注信息：包括使用说明、相关标准引用等额外的注释信息。3.4编码规则标准在第7章规定了系统中各类编码规则，涵盖：-车辆类型与服务等级编码（包括客车、货车分类体系）；-收费类型编码（按计费方式、费率类别划分）；-交易类型与状态编码；-区域与位置编码规则。3.5数据字典管理与维护机制为确保数据字典的可持续发展，ISO17573-3:2023建立了数据字典的管理和维护机制，明确了新增数据元素的申请、审查、批准和发布流程，搭建了数据字典的版本管理机制，并建立了与其他相关标准组织的协调机制，避免出现重复定义或冲突。同时，标准引入了机器可读的数据字典发布格式，支持计算机自动化解析与处理，为将来的数字化标准应用奠定技术基础。4标准关键技术分析4.1面向互操作的数据建模方法ISO17573-3:2023采用了面向互操作的数据建模方法论，核心设计原则包括：语义互操作：不仅仅统一数据格式和语法层面的表示方式，更从业务概念层面统一了各概念的定义和边界，确保不同系统对同一术语的理解一致。标准在定义“收费交易”等核心概念时，充分兼顾了不同国家收费模式差异，确保概念模型的普适性。例如，“收费交易”的定义综合考虑了预付费和后付费等不同业务场景的需求，避免因业务模式差异导致概念歧义。可扩展性设计：在保持核心数据字典稳定性的前提下，提供了多层次的扩展机制，允许区域自定义扩展同时保证全局兼容性。跨标准协调：与其他相关国际标准（如ISO14906、ISO12813等）保持术语和定义的一致性，避免标准间的冲突和重复。4.2与相关标准的协调与衔接ISO17573-3:2023在制定过程中充分注重与已有标准的协调衔接。在术语和定义方面与ISO17572系列（位置编码标准）保持一致；在数据安全方面引入了ISO/TC204安全框架的相关定义；在数据结构方面与ISO14906的应用接口定义兼容。这种协调确保了标准体系的一致性和整体效能。5主要起草单位介绍ISO17573-3:2023的编制工作汇集了全球智能交通领域的顶尖研究机构和标准化专家。其中，中国电子技术标准化研究院作为我国信息技术领域权威标准化专业机构，在该标准制定过程中发挥了重要作用。中国电子技术标准化研究院（CESI）成立于1963年，是工业和信息化部直属事业单位，是国家电子信息技术领域标准化工作的核心支撑机构。该院长期从事信息技术领域的标准化研究，主导和参与制定了数百项国际标准、国家标准和行业标准，在智能交通系统、物联网、信息安全等领域的标准化工作中具有深厚积累。在ISO17573-3:2023编制过程中，中国电子技术标准化研究院派出资深标准化专家参加了全部工作组会议和技术讨论，在数据字典框架设计、数据元素分类方法等方面提出了多项建设性提案。其提出的“兼顾不同收费模式差异性的数据建模方法”等建议被编制组采纳，为提升标准的普适性和科学性作出了重要贡献。同时，该院积极协调国内ETC相关企业和研究机构参与意见反馈，推动标准内容更好地反映我国电子收费产业的实际需求和技术特点。6标准应用与推广6.1应用场景分析ISO17573-3:2023可广泛应用于以下场景：-多车道自由流收费系统设计与建设：为系统数据模型设计提供标准化输入；-跨区域收费清算与数据交换：统一各方数据语义，简化对账流程；-收费系统测试与认证：为测试用例设计提供标准数据参考；-收费数据统计分析：支撑交通流分析、收费政策评估等工作。6.2对我国的启示与建议我国已建成全球规模最大的高速公路电子收费网络，在ETC标准化方面积累了丰富实践经验。ISO17573-3:2023的发布对我国相关标准化工作具有以下启示：推进国家标准衔接：建议我国加快对该国际标准的研究和转化，结合国内ETC实际需求，适时制定对应的国家标准或行业标准。深化国际标准参与：应继续深度参与ISO/TC204相关标准的制修订工作，将中国ETC建设的成功经验和创新成果融入国际标准，提升我国在智能交通国际标准化领域的话语权。加强标准应用推广：在新一代收费系统建设和既有系统升级改造过程中，应积极采用该国际标准的数据字典规范，推动收费数据的规范化管理。7结论与展望展望未来，随着电子收费技术的持续演进和车路协同、自动驾驶等新技术的快速发展，数据字典标准也面临着持续迭代升级的需求。可以预见，在以下几个方面将出现标准化的新需求：面向车路协同收费场景的数据元素定义、基于机器可读字典的智能化数据管理、与MaaS（出行即服务）等新型交通模式的融合、数据安全与隐私保护机制的进一步强化等。建议我国相关标准化技术机构和企业密切关注该标准的最新发展动态，结合我国实际加强对该标准的研究、转化和应用推广工作，推动我国电子收费标准化工作迈向更高水平，为全球智能交通标准化事业贡献中国智慧和中国方案。参考文献[1]ISO17573-3:2023,Electronicfeecollection—Systemarchitectureforvehicle-relatedtolling—Part3:Datadictionary[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO17573-1:2019,Electronicfeecollection—Systemarchitecture