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

RFID技術在車輛交通管理中的應用主講：張向東（教授、所長）西安電子科技大學智能交通研究所TelEmail:xdchen@應用背景◆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3、車輛違章問題，由于假套牌車輛違章后，其司機和車主得不到懲治，使這類車輛超速行駛和闖紅燈變得肆無忌憚

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

5、交通無序、非法占道情況嚴重

6、城市交通擁堵加劇，需要收集路面車輛信息，科學化交通控制

應用背景

◆與現(xiàn)有技術對比

目前，公安機關定位車輛基本依賴車圖像識別，與數(shù)據(jù)庫中的黑名單進行比對，然后進行處理。圖像識別受環(huán)境影響，而且收集圖像時會出現(xiàn)盲區(qū)，而RFID技術作為一種新興的非接觸式自動識別技術，與視頻和圖像處理的車牌識別技術相比，基于RFID的車輛識別準確性高，不易受環(huán)境的影響，無盲區(qū)，可準確、全面地獲取單車的狀態(tài)信息以及路網(wǎng)交通狀況。RFID電子標簽

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RFID電子標簽

無線射頻識別技術（RFID）是一種非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別，它通過射頻信號自動識別目標并獲取相關數(shù)據(jù)。電子標簽是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，電子標簽由標簽天線和標簽專用芯片組成。

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

RFID電子標簽◆

RFID技術國際標準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標準：ISO/IEC180006c標準。

RFID電子標簽◆

RFID電子標簽基本組成RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(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RFID電子標簽

◆RFID電子標簽工作原理機動車駛?cè)肷漕l信號區(qū)域電子標簽獲得感應電流，能量激活電子標簽和讀卡器間驗證身份電子標簽將標簽內(nèi)信息發(fā)送到讀卡器讀卡器將信息加密后傳送服務器指揮中心獲得此標簽對應信息RFID電子標簽

◆RFID電子標簽特點和優(yōu)勢讀取方便快捷，有效識別距離可達到15米；識別速度快，能夠同時處理多個標簽，實現(xiàn)批量識別；數(shù)據(jù)容量大，RFID標簽則可以根據(jù)用戶的需要擴充；使用壽命長，應用范圍廣；標簽數(shù)據(jù)可動態(tài)更改；多重加密處理，全球唯一識別代碼，難以仿制；。更好的安全性，可以為標簽數(shù)據(jù)的讀寫設置密碼保護；動態(tài)實時通信：只要RFID標簽出現(xiàn)在讀卡器的有效識別范圍內(nèi)，就可以對其位置進行動態(tài)的追蹤和監(jiān)控。電子車牌技術概況

電子車牌是將普通車牌與RFID技術相結(jié)合形成一種新型電子車牌。電子車牌實際上是一個無線識別電子標簽，標簽里存儲了經(jīng)過加密的車輛信息，其數(shù)據(jù)只能由授權無線識別器讀取。同時各交通干道架設監(jiān)測基站（監(jiān)測基站由攝像機、射頻讀卡器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分構成），監(jiān)測基站通過無線網(wǎng)絡或通信電纜與中心服務器相連。射頻讀卡器讀取電子車牌中加密車輛信息，經(jīng)監(jiān)測基站解密后，得到電子車牌車牌號碼。硬件設計、軟件設計、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。

◆介紹電子車牌技術概況

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基站構成

電子車牌系統(tǒng)由分布在整個城市交通干道、卡口、市區(qū)各出口處建設的基站單元組成和機動車RFID電子身份證（也稱電子標簽）構成?；締卧芍Ъ軝M桿、讀卡器主機、天線、控制主機、供電轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡傳輸交換接口、攝像機、車牌識別儀等組件構成?；景惭b在岔口附近，天線架設在支架橫桿上，每個車道對應一部探測天線，每臺讀卡器主機連接四部天線，讀卡器通過網(wǎng)線連接到立桿上設備箱里的交換機，交換機通過電信線路接到指揮中心的數(shù)據(jù)服務器。電子車牌技技術概況基站構成示示意圖電子車牌技技術概況基站分布示示意圖電子車牌技技術應用★盜搶搶車輛、假假套牌車輛輛稽查系統(tǒng)統(tǒng)★黑名名單車輛稽稽查系統(tǒng)（（拖欠罰款款、車船稅稅、交強險險等）★肇事事逃匿車輛輛定位追蹤蹤系統(tǒng)★交通通限行車輛輛稽查系統(tǒng)統(tǒng)★應急急、專用、、優(yōu)先通道道入侵稽查查系統(tǒng)★外地地嫌疑車輛輛稽查系統(tǒng)統(tǒng)★被異異地車套牌牌取證系統(tǒng)統(tǒng)★車流流量分析系系統(tǒng)電子車牌技技術應用盜搶車輛、、假套牌車車輛稽查系系統(tǒng)在每輛合法法機動車輛輛上安裝車車輛電子標標簽，安裝裝位置在車車輛前擋風風玻璃的射射頻窗口（（后視鏡位位置）。當當機動車輛輛經(jīng)過稽查查點時，視視頻識別系系統(tǒng)識別出出當前的車車牌號碼，，射頻系統(tǒng)統(tǒng)讀取安裝裝在車輛上上的電子標標簽和車主主電子標簽簽的電子數(shù)數(shù)據(jù)。如果果屬于本管管轄區(qū)的合合法車輛，，則兩種方方式所獲得得的車牌號號碼是一致致的，若不不一致則為為套牌車輛輛。那么電電子車牌管管理系統(tǒng)自自動將有問問題的機動動車輛車牌牌號、車輛輛類型和相相關多媒體體資料發(fā)送送到交警指指揮中心，，并根據(jù)電電子車牌管管理系統(tǒng)提提供的信息息，及時調(diào)調(diào)度相關卡卡口現(xiàn)場攔攔截。電子車牌技術術應用工作流程圖電子車牌技術術應用黑名單車輛稽稽查系統(tǒng)電子車牌管理理系統(tǒng)的車輛輛標簽和車牌牌識別的數(shù)據(jù)據(jù)信息，結(jié)合合黑名單數(shù)據(jù)據(jù)庫，能同時時實現(xiàn)不停車車自動識別多多種問題車輛輛，比如“拖拖欠交通罰款款”、“漏繳繳車船稅”、、“漏保車輛輛”等黑名單單車輛。電子車牌技術術應用肇事逃匿車輛輛定位追蹤系系統(tǒng)據(jù)相關資料統(tǒng)統(tǒng)計，近50%的肇事者在發(fā)發(fā)生交通事故故后，為逃避避法律責任而而逃逸，這一一方面導致了了危害結(jié)果的的進一步擴大大，造成受害害者無處追討討理賠，嚴重重影響和諧社社會的建設；；另一方面為為公安機關為為追查肇事車車輛付出巨大大人、財、物物，卻收獲不不大，嚴重浪浪費了國家資資源，無形中中助漲犯罪者者的僥幸心理理。而利用RFID電子車牌系統(tǒng)統(tǒng)卻可以準確確定位肇事車車輛，根據(jù)RFID基站探測到的的車輛信息，，結(jié)合卡口、、路口監(jiān)控，，可以出分析析出其準確的的逃跑路線，，為攔截提供供可靠信息。。電子車牌技術術應用嫌疑車輛定位位、追蹤示意意圖電子車牌技術術應用交通限行車輛輛稽查系統(tǒng)隨著城市車輛輛的增多，交交通狀況的惡惡化，在部分分路段對大貨貨車的限行和和在繁華區(qū)域域按車牌尾號號、按時段限限行等等通行行管理已勢在在必AID機動車車輛交交通管管理系系統(tǒng)行行。車輛標標簽信信息中中有車車輛類類型，，電子子車牌牌管理理系統(tǒng)統(tǒng)能夠夠采集集到當當前車車輛信信息進進行比比較分分析，，因此此可以以對違違法通通行的的車輛輛自動動識別別和拍拍照記記錄，，便于于交管管部門門執(zhí)法法。電子車車牌技技術應應用應急、、占用用、優(yōu)優(yōu)先通通道入入侵稽稽查系系統(tǒng)為了緩緩解城城市交交通壓壓力，，確保保城市市部分分車輛輛順利利通行行，保保障突突發(fā)事事件的的緊急急救援援，在在城市市主要要路段段設置置公交交系統(tǒng)統(tǒng)專用用通道道（BRT）和應應急車車道，，限制制無關關車輛輛進入入。在此路路段安安裝電電子車車牌管管理系系統(tǒng)路路面稽稽查設設備，，無人人職守守，全全天候候24小時工工作，，實時時采集集車輛輛上的的車輛輛標簽簽信息息和車車牌圖圖像，，電子子車牌牌管理理系統(tǒng)統(tǒng)將對對進入入優(yōu)先先BRT通道或或應急急通道道的的的無關關車輛輛進行行自動動識別別和拍拍照記記錄及及時送送到電電子車車牌管管理系系統(tǒng)中中心，，便于于交管管部門門執(zhí)法法，有有效維維護城城市交交通秩秩序，，保障障快速速救援援，減減輕公公安交交警的的負擔擔。電子車車牌技技術應應用優(yōu)先通通道應急通通道專用通通道電子車車牌技技術應應用外地地嫌嫌疑疑車車輛輛稽稽查查系系統(tǒng)統(tǒng)電子子車車牌牌管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)路路面面固固定定式式稽稽查查設設備備除除了了安安裝裝于于城城市市主主要要干干道道外外，，還還在在城城市市所所有有出出入入口口安安裝裝。。因因此此，，系系統(tǒng)統(tǒng)中中心心設設有有外外地地車車輛輛數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫，，所所有有電電子子車車牌牌基基站站都都對對號號牌牌識識別別的的外外地地車車輛輛上上傳傳到到電電子子車車牌牌管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)中中心心保保存存。。另外外，，城城市市出出入入口口的的電電子子車車牌牌管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)設設備備全全天天候候24小時時將將通通過過號號牌牌識識別別對對進進城城的的外外地地車車輛輛信信息息自自動動上上傳傳到到電電子子車車牌牌管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)中中心心保保存存；；并并對對出出入入口口所所記記錄錄外外地地車車輛輛進進行行勾勾兌兌，，并并將將短短期期臨臨時時車車輛輛信信息息從從外外地地數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫中中刪刪除除。。如如果果在在一一定定時時期期內(nèi)內(nèi)，，部部分分外外地地車車輛輛一一直直存存在在于于電電子子車車牌牌管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)外外地地數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫中中，，那那么么這這部部分分車車輛輛就就是是重重大大嫌嫌疑疑車車輛輛，，交交警警部部門門對對此此部部分分外外地地車車輛輛作作為為有有目目的的稽稽查查，，達達到到有有的的放放矢矢的的效效果果，，解解決決外外地地車車輛輛無無法法管管理理的的問問題題。。電子車牌牌技術應應用被異地車車套牌取取證系統(tǒng)統(tǒng)套牌車輛輛基本上上都是異異地車輛輛，套牌牌車異地地違章后后，被套套牌者需需要繳納納交通罰罰款，而而真正的的違法者者卻逍遙遙法外。。當事人人很無辜辜，公安安部門投投入巨大大的人、、財、物物去稽查查，效果果不好。。而公安安部門在在免除這這些罰單單前也需需要當事事者給出出交通違違法時不不在場的的證據(jù)。。由于電子子車牌管管理系統(tǒng)統(tǒng)路面稽稽查設備備安裝于于城市主主要干道道和城市市出入口口，因此此為了解解決以上上問題車車輛，保保護合法法車主切切身利益益，RFID自動采集集并記錄錄在本地地行駛車車輛的錄錄像、圖圖片和車車輛標簽簽信息。。當套牌牌車發(fā)生生交通違違章或肇肇事逃逸逸，合法法車主可可到交警警執(zhí)法部部門開具具不在案案發(fā)地證證明。保保護合法法車主的的切身利利益，體體現(xiàn)政府府執(zhí)政為為民的形形象。電子車牌牌技術應應用套牌車電子車牌牌技術應應用車流量統(tǒng)統(tǒng)計分析析立交橋相相繼拔地地而起，，高速公公路不斷斷延伸，，即便這這樣我們們每天面面對著長長長的車車隊也會會發(fā)出由由衷的感感慨：什什么時候候出行不不再是一一種負擔擔。交交通流量量調(diào)查缺缺乏準確確的數(shù)據(jù)據(jù)是我國國交通規(guī)規(guī)劃的一一大難題題，這使使得道路路網(wǎng)絡的的通行能能力難以以得到最最滿意的的發(fā)揮。。常規(guī)統(tǒng)計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別處罰罰，包括交通通流量檢測儀儀，這些統(tǒng)計計出來的結(jié)果果都是不準確確的，特別是是難以準確判判斷車型，有有些還需要施施工填埋，而而用電子車牌牌來統(tǒng)計實時時的交通流量量肯定又快捷捷，又準確。。每過一輛車車路邊的基站站都會有數(shù)據(jù)據(jù)顯示。車流量統(tǒng)計對對于交通管理理部門了解城城市各路段擁擁堵情況，及及時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行城市市交通管理和和智能化紅綠綠燈優(yōu)化設計計提供了的參參考依據(jù)。電子車牌技術術應用可即時顯示路路口各個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