RFID電子車牌在公安交通管理中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能

RFID技術(shù)在車輛交通管理中的應(yīng)用主講：張向東（教授、所長(zhǎng)）西安電子科技大學(xué)智能交通研究所TelEmail:xdchen@應(yīng)用背景◆車輛交通管理現(xiàn)狀

1、假套牌、盜搶車輛的猖獗2、交通肇事逃匿危害社會(huì)3、車輛違章問(wèn)題，由于假套牌車輛違章后，其司機(jī)和車主得不到懲治，使這類車輛超速行駛和闖紅燈變得肆無(wú)忌憚

4、車輛管理管理過(guò)多依賴人力，管理連續(xù)性（僅僅工作時(shí)間段），效率低、遺漏多

5、交通無(wú)序、非法占道情況嚴(yán)重

6、城市交通擁堵加劇，需要收集路面車輛信息，科學(xué)化交通控制

應(yīng)用背景

◆與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比

目前，公安機(jī)關(guān)定位車輛基本依賴車圖像識(shí)別，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的黑名單進(jìn)行比對(duì)，然后進(jìn)行處理。圖像識(shí)別受環(huán)境影響，而且收集圖像時(shí)會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)，而RFID技術(shù)作為一種新興的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，與視頻和圖像處理的車牌識(shí)別技術(shù)相比，基于RFID的車輛識(shí)別準(zhǔn)確性高，不易受環(huán)境的影響，無(wú)盲區(qū)，可準(zhǔn)確、全面地獲取單車的狀態(tài)信息以及路網(wǎng)交通狀況。RFID電子標(biāo)簽

◆

RFID電子標(biāo)簽

無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。

電子標(biāo)簽依據(jù)頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽、高頻電子標(biāo)簽、超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等。

RFID電子標(biāo)簽◆

RFID技術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO

ISO/IEC14443：Identificationcards--Contactlessintegratedcircuit(s)cards

ISO/IEC15963：UniqueidentificationforRFtagsISO/IEC18000：Parametersforairinterfacecommunications

ISO/IECCD24791：SystemManagementProtocol–Architecture,Datamanagement,Devicemanagement,Applicationinterface,Security

在車輛管理中，采用全球通用的第二代（Gen2）RFID標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC180006c標(biāo)準(zhǔn)。

RFID電子標(biāo)簽◆

RFID電子標(biāo)簽基本組成RFID閱讀器（讀寫器）通過(guò)天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。

天線RFID讀寫器主機(jī)RFID電子標(biāo)簽

◆RFID電子標(biāo)簽工作原理機(jī)動(dòng)車駛?cè)肷漕l信號(hào)區(qū)域電子標(biāo)簽獲得感應(yīng)電流，能量激活電子標(biāo)簽和讀卡器間驗(yàn)證身份電子標(biāo)簽將標(biāo)簽內(nèi)信息發(fā)送到讀卡器讀卡器將信息加密后傳送服務(wù)器指揮中心獲得此標(biāo)簽對(duì)應(yīng)信息RFID電子標(biāo)簽

◆RFID電子標(biāo)簽特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)讀取方便快捷，有效識(shí)別距離可達(dá)到15米；識(shí)別速度快，能夠同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)批量識(shí)別；數(shù)據(jù)容量大，RFID標(biāo)簽則可以根據(jù)用戶的需要擴(kuò)充；使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣；標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)更改；多重加密處理，全球唯一識(shí)別代碼，難以仿制；。更好的安全性，可以為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫設(shè)置密碼保護(hù)；動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通信：只要RFID標(biāo)簽出現(xiàn)在讀卡器的有效識(shí)別范圍內(nèi)，就可以對(duì)其位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)的追蹤和監(jiān)控。電子車牌技術(shù)概況

電子車牌是將普通車牌與RFID技術(shù)相結(jié)合形成一種新型電子車牌。電子車牌實(shí)際上是一個(gè)無(wú)線識(shí)別電子標(biāo)簽，標(biāo)簽里存儲(chǔ)了經(jīng)過(guò)加密的車輛信息，其數(shù)據(jù)只能由授權(quán)無(wú)線識(shí)別器讀取。同時(shí)各交通干道架設(shè)監(jiān)測(cè)基站（監(jiān)測(cè)基站由攝像機(jī)、射頻讀卡器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分構(gòu)成），監(jiān)測(cè)基站通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或通信電纜與中心服務(wù)器相連。射頻讀卡器讀取電子車牌中加密車輛信息，經(jīng)監(jiān)測(cè)基站解密后，得到電子車牌車牌號(hào)碼。硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)加密后的電子車牌是不可能被仿制，且每輛車只配備一個(gè)。

◆介紹電子車牌技術(shù)概況

◆

基站構(gòu)成

電子車牌系統(tǒng)由分布在整個(gè)城市交通干道、卡口、市區(qū)各出口處建設(shè)的基站單元組成和機(jī)動(dòng)車RFID電子身份證（也稱電子標(biāo)簽）構(gòu)成?；締卧芍Ъ軝M桿、讀卡器主機(jī)、天線、控制主機(jī)、供電轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸交換接口、攝像機(jī)、車牌識(shí)別儀等組件構(gòu)成。基站安裝在岔口附近，天線架設(shè)在支架橫桿上，每個(gè)車道對(duì)應(yīng)一部探測(cè)天線，每臺(tái)讀卡器主機(jī)連接四部天線，讀卡器通過(guò)網(wǎng)線連接到立桿上設(shè)備箱里的交換機(jī)，交換機(jī)通過(guò)電信線路接到指揮中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器。電子車車牌技技術(shù)概概況基站構(gòu)構(gòu)成示示意圖圖電子車車牌技技術(shù)概概況基站分分布示示意圖圖電子車車牌技技術(shù)應(yīng)應(yīng)用★盜盜搶搶車輛輛、假假套牌牌車輛輛稽查查系統(tǒng)統(tǒng)★黑黑名名單車車輛稽稽查系系統(tǒng)（（拖欠欠罰款款、車車船稅稅、交交強(qiáng)險(xiǎn)險(xiǎn)等））★肇肇事事逃匿匿車輛輛定位位追蹤蹤系統(tǒng)統(tǒng)★交交通通限行行車輛輛稽查查系統(tǒng)統(tǒng)★應(yīng)應(yīng)急急、專專用、、優(yōu)先先通道道入侵侵稽查查系統(tǒng)統(tǒng)★外外地地嫌疑疑車輛輛稽查查系統(tǒng)統(tǒng)★被被異異地車車套牌牌取證證系統(tǒng)統(tǒng)★車車流流量分分析系系統(tǒng)電子車車牌技技術(shù)應(yīng)應(yīng)用盜搶車車輛、、假套套牌車車輛稽稽查系系統(tǒng)在每輛輛合法法機(jī)動(dòng)動(dòng)車輛輛上安安裝車車輛電電子標(biāo)標(biāo)簽，，安裝裝位置置在車車輛前前擋風(fēng)風(fēng)玻璃璃的射射頻窗窗口（（后視視鏡位位置））。當(dāng)當(dāng)機(jī)動(dòng)動(dòng)車輛輛經(jīng)過(guò)過(guò)稽查查點(diǎn)時(shí)時(shí)，視視頻識(shí)識(shí)別系系統(tǒng)識(shí)識(shí)別出出當(dāng)前前的車車牌號(hào)號(hào)碼，，射頻頻系統(tǒng)統(tǒng)讀取取安裝裝在車車輛上上的電電子標(biāo)標(biāo)簽和和車主主電子子標(biāo)簽簽的電電子數(shù)數(shù)據(jù)。。如果果屬于于本管管轄區(qū)區(qū)的合合法車車輛，，則兩兩種方方式所所獲得得的車車牌號(hào)號(hào)碼是是一致致的，，若不不一致致則為為套牌牌車輛輛。那那么電電子車車牌管管理系系統(tǒng)自自動(dòng)將將有問(wèn)問(wèn)題的的機(jī)動(dòng)動(dòng)車輛輛車牌牌號(hào)、、車輛輛類型型和相相關(guān)多多媒體體資料料發(fā)送送到交交警指指揮中中心，，并根根據(jù)電電子車車牌管管理系系統(tǒng)提提供的的信息息，及及時(shí)調(diào)調(diào)度相相關(guān)卡卡口現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)攔攔截。。電子車牌技技術(shù)應(yīng)用工作流程圖圖電子車牌技技術(shù)應(yīng)用黑名單車輛輛稽查系統(tǒng)統(tǒng)電子車牌管管理系統(tǒng)的的車輛標(biāo)簽簽和車牌識(shí)識(shí)別的數(shù)據(jù)據(jù)信息，結(jié)結(jié)合黑名單單數(shù)據(jù)庫(kù)，，能同時(shí)實(shí)實(shí)現(xiàn)不停車車自動(dòng)識(shí)別別多種問(wèn)題題車輛，比比如“拖欠交通罰罰款”、“漏繳車船稅稅”、“漏保車輛”等黑名單車車輛。電子車牌技技術(shù)應(yīng)用肇事逃匿車車輛定位追追蹤系統(tǒng)據(jù)相關(guān)資料料統(tǒng)計(jì)，近近50%的肇事者在在發(fā)生交通通事故后，，為逃避法法律責(zé)任而而逃逸，這這一方面導(dǎo)導(dǎo)致了危害害結(jié)果的進(jìn)進(jìn)一步擴(kuò)大大，造成受受害者無(wú)處處追討理賠賠，嚴(yán)重影影響和諧社社會(huì)的建設(shè)設(shè)；另一方方面為公安安機(jī)關(guān)為追追查肇事車車輛付出巨巨大人、財(cái)財(cái)、物，卻卻收獲不大大，嚴(yán)重浪浪費(fèi)了國(guó)家家資源，無(wú)無(wú)形中助漲漲犯罪者的的僥幸心理理。而利用RFID電子車牌系系統(tǒng)卻可以以準(zhǔn)確定位位肇事車輛輛，根據(jù)RFID基站探測(cè)到到的車輛信信息，結(jié)合合卡口、路路口監(jiān)控，，可以出分分析出其準(zhǔn)準(zhǔn)確的逃跑跑路線，為為攔截提供供可靠信息息。電子子車車牌牌技技術(shù)術(shù)應(yīng)應(yīng)用用嫌疑疑車車輛輛定定位位、、追追蹤蹤示示意意圖圖電子子車車牌牌技技術(shù)術(shù)應(yīng)應(yīng)用用交通通限限行行車車輛輛稽稽查查系系統(tǒng)統(tǒng)隨著著城城市市車車輛輛的的增增多多，，交交通通狀狀況況的的惡惡化化，，在在部部分分路路段段對(duì)對(duì)大大貨貨車車的的限限行行和和在在繁繁華華區(qū)區(qū)域域按按車車牌牌尾尾號(hào)號(hào)、、按按時(shí)時(shí)段段限限行行等等等等通通行行管管理理已已勢(shì)勢(shì)在在必必AID機(jī)動(dòng)車輛交通通管理系統(tǒng)行行。車輛標(biāo)簽信息息中有車輛類類型，電子車車牌管理系統(tǒng)統(tǒng)能夠采集到到當(dāng)前車輛信信息進(jìn)行比較較分析，因此此可以對(duì)違法法通行的車輛輛自動(dòng)識(shí)別和和拍照記錄，，便于交管部部門執(zhí)法。電子車牌技術(shù)術(shù)應(yīng)用應(yīng)急、占用、、優(yōu)先通道入入侵稽查系統(tǒng)統(tǒng)為了緩解城市市交通壓力，，確保城市部部分車輛順利利通行，保障障突發(fā)事件的的緊急救援，，在城市主要要路段設(shè)置公公交系統(tǒng)專用用通道（BRT）和應(yīng)急車道道，限制無(wú)關(guān)關(guān)車輛進(jìn)入。。在此路段安裝裝電子車牌管管理系統(tǒng)路面面稽查設(shè)備，，無(wú)人職守，，全天候24小時(shí)工作，實(shí)實(shí)時(shí)采集車輛輛上的車輛標(biāo)標(biāo)簽信息和車車牌圖像，電電子車牌管理理系統(tǒng)將對(duì)進(jìn)進(jìn)入優(yōu)先BRT通道或應(yīng)急通通道的的無(wú)關(guān)關(guān)車輛進(jìn)行自自動(dòng)識(shí)別和拍拍照記錄及時(shí)時(shí)送到電子車車牌管理系統(tǒng)統(tǒng)中心，便于于交管部門執(zhí)執(zhí)法，有效維維護(hù)城市交通通秩序，保障障快速救援，，減輕公安交交警的負(fù)擔(dān)。。電子車牌技術(shù)術(shù)應(yīng)用優(yōu)先通道應(yīng)急通道專用通道電子車牌技術(shù)術(shù)應(yīng)用外地嫌疑車輛輛稽查系統(tǒng)電子車牌管理理系統(tǒng)路面固固定式稽查設(shè)設(shè)備除了安裝裝于城市主要要干道外，還還在城市所有有出入口安裝裝。因此，系系統(tǒng)中心設(shè)有有外地車輛數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，所有有電子車牌基基站都對(duì)號(hào)牌牌識(shí)別的外地地車輛上傳到到電子車牌管管理系統(tǒng)中心心保存。另外，城市出出入口的電子子車牌管理系系統(tǒng)設(shè)備全天天候24小時(shí)將通過(guò)號(hào)號(hào)牌識(shí)別對(duì)進(jìn)進(jìn)城的外地車車輛信息自動(dòng)動(dòng)上傳到電子子車牌管理系系統(tǒng)中心保存存；并對(duì)出入入口所記錄外外地車輛進(jìn)行行勾兌，并將將短期臨時(shí)車車輛信息從外外地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中中刪除。如果果在一定時(shí)期期內(nèi)，部分外外地車輛一直直存在于電子子車牌管理系系統(tǒng)外地?cái)?shù)據(jù)據(jù)庫(kù)中，那么么這部分車輛輛就是重大嫌嫌疑車輛，交交警部門對(duì)此此部分外地車車輛作為有目目的稽查，達(dá)達(dá)到有的放矢矢的效果，解解決外地車輛輛無(wú)法管理的的問(wèn)題。電子車牌技術(shù)術(shù)應(yīng)用被異地車套牌牌取證系統(tǒng)套牌車輛基本本上都是異地地車輛，套牌牌車異地違章章后，被套牌牌者需要繳納納交通罰款，，而真正的違違法者卻逍遙遙法外。當(dāng)事事人很無(wú)辜，，公安部門投投入巨大的人人、財(cái)、物去去稽查，效果果不好。而公公安部門在免免除這些罰單單前也需要當(dāng)當(dāng)事者給出交交通違法時(shí)不不在場(chǎng)的證據(jù)據(jù)。由于電子車牌牌管理系統(tǒng)路路面稽查設(shè)備備安裝于城市市主要干道和和城市出入口口，因此為了了解決以上問(wèn)問(wèn)題車輛，保保護(hù)合法車主主切身利益，，RFID自動(dòng)采集并記記錄在本地行行駛車輛的錄錄像、圖片和和車輛標(biāo)簽信信息。當(dāng)套牌牌車發(fā)生交通通違章或肇事事逃逸，合法法車主可到交交警執(zhí)法部門門開具不在案案發(fā)地證明。。保護(hù)合法車車主的切身利利益，體現(xiàn)政政府執(zhí)政為民民的形象。電子車牌技術(shù)術(shù)應(yīng)用套牌車電子車牌技術(shù)術(shù)應(yīng)用車流量統(tǒng)計(jì)分分析立交橋相繼拔拔地而起，高高速公路不斷斷延伸，即便便這樣我們每每天面對(duì)著長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)的車隊(duì)也也會(huì)發(fā)出由衷衷的感慨：什什么時(shí)候出行行不再是一種種負(fù)擔(dān)。交交通流量調(diào)查查缺乏準(zhǔn)確的的數(shù)據(jù)是我國(guó)國(guó)交通規(guī)劃的的一大難題，，這使得道路路網(wǎng)絡(luò)的通行行能力難以得得到最滿意的的發(fā)揮。常規(guī)統(tǒng)計(jì)車流流量的方法有有很多，最原原始的是站在在路邊往碗里里放黃豆；或或者利用地感感線圈或者圖圖像識(shí)別處罰罰，包括交通通流量檢測(cè)儀儀，這些統(tǒng)計(jì)計(jì)出來(lái)的結(jié)果果都是不準(zhǔn)確確的，特別是是難以準(zhǔn)確判判斷車型，有有些還需要施施工填埋，而而用電子車牌牌來(lái)統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)時(shí)的交通流量量肯定又快捷捷，又準(zhǔn)確。。每過(guò)一輛車車路邊的基站站都會(huì)有數(shù)據(jù)據(jù)顯示。車流量統(tǒng)計(jì)對(duì)對(duì)于交通管理理部門了解城城市各路段擁?yè)矶虑闆r，及及時(shí)作出疏通通引流方案，，提供了確切切的參數(shù)。也也為交通管理理者進(jìn)行城市市交通管理和和智能化紅綠綠燈優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)提供了的參參考依據(jù)。電子車牌技術(shù)術(shù)應(yīng)用可即時(shí)顯示路路口各個(gè)方向向的車流量曲曲線和流量數(shù)數(shù)據(jù)，上圖中紅色曲線線是流量曲線線，藍(lán)色曲線線是加權(quán)平均均曲線，綠色色曲線是車流流速度曲線。。右邊方框中中的數(shù)據(jù)是每每小時(shí)的車