電子車牌發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用

劉自強 劉逸文

摘要

準(zhǔn)確識別機動車個體，并將識別結(jié)果應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集分析、行業(yè)監(jiān)管，是交通管理部門一直以來的研究重點。目前，基于射頻識別技術(shù)的汽車電子標(biāo)識相關(guān)技術(shù)已經(jīng)形成國家標(biāo)準(zhǔn)并頒布執(zhí)行。本文介紹了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況，以及配套系統(tǒng)組成，最后介紹了在交通管理業(yè)務(wù)上的主要應(yīng)用場景。

【關(guān)鍵詞】射頻識別 電子標(biāo)識 電子車牌 應(yīng)用場景

近年來國家積極推進(jìn)智慧城市、智慧交通發(fā)展，隨著射頻識別技術(shù)的不斷成熟，基于射頻識別技術(shù)的汽車電子標(biāo)識（電子車牌）應(yīng)用受到各地高度關(guān)注。為加快工作推進(jìn)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，公安部牽頭制定汽車電子標(biāo)識國家標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)立應(yīng)用試點城市。目前汽車電子標(biāo)識國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確定，各硬件廠商已有對應(yīng)的成型產(chǎn)品，應(yīng)用集成廠商也在進(jìn)行行業(yè)布局。但由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)剛剛出臺，目前行業(yè)應(yīng)用主要集中在行業(yè)監(jiān)管和數(shù)據(jù)采集分析，還沒有形成典型示范應(yīng)用。隨著試點逐漸鋪開和配套政策法規(guī)的完善，汽車電子標(biāo)識將會對道路交通管理產(chǎn)生巨大影響。本文將從電子車牌行業(yè)發(fā)展和技術(shù)實現(xiàn)方面進(jìn)行探討，最后展望未來的應(yīng)用。

1 現(xiàn)狀與趨勢

我國對于電子車牌技術(shù)比較重視，由公安部交通管理科學(xué)研究所牽頭，八部委參與，針對電子車牌進(jìn)行了一系列的工作。電子車牌技術(shù)從開始研究到推出標(biāo)準(zhǔn)，歷時近十年：

2009年2月，重慶市“電子車牌”項目被國家發(fā)改委批準(zhǔn)為第一批國家信息化試點。

2014年11月，國標(biāo)委正式頒布《汽車電子標(biāo)識通用技術(shù)條件》的征求意見稿。

2015年7月，公安部道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化委員會在無錫召開了《機動車電子標(biāo)識通用技術(shù)條件》等6項國家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)審會。

2016年1月，全國首批汽車電子標(biāo)識安裝啟動在無錫啟動安裝，無錫成為首個啟用符合國標(biāo)的汽車電子標(biāo)識進(jìn)行智能交通管理的示范城市，開展通行證管理、交通信息采集、非現(xiàn)場交通執(zhí)法、停車門禁管理、公交信號優(yōu)先控制等應(yīng)用，測試評估汽車電子標(biāo)識、讀寫設(shè)備和相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

2016年2月，深圳啟動汽車電子標(biāo)識應(yīng)用工作，在重點車輛監(jiān)管等方面開展示范應(yīng)用。

2017年9月，國家發(fā)布了《機動車運行安全技術(shù)條件》（GB7258-2017），規(guī)定了2018年新出廠機動車應(yīng)在前擋風(fēng)玻璃不影響駕駛視野的位置預(yù)留微波窗口，以保證汽車電子標(biāo)識的安裝與讀取。

2017年12月，國家發(fā)布了機動車電子標(biāo)識六項國家標(biāo)準(zhǔn)，并確定該系列標(biāo)準(zhǔn)將于2018年7月1日起開始實施。

2 系統(tǒng)介紹

2.1 基本組成

電子車牌并非單指車內(nèi)的標(biāo)簽，而是一個系統(tǒng)的統(tǒng)稱，這個系統(tǒng)主要由車載電子標(biāo)簽、讀寫器及路側(cè)設(shè)備、后臺服務(wù)器和其他相關(guān)組件組成。

前端信息采集部分包括：電子車牌標(biāo)簽、電子車牌讀寫器、電子車牌天線等。其中，電子車牌標(biāo)簽安裝在車輛前擋風(fēng)玻璃中部內(nèi)側(cè)，電子車牌讀寫器、電子車牌天線等安裝在道路上方的支架上。

后端數(shù)據(jù)處理分析設(shè)備包括：后臺服務(wù)器中心，系統(tǒng)應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。

中間件及相關(guān)組件部分包括：傳輸系統(tǒng)、配套裝置、輔助軟件、標(biāo)簽發(fā)卡器和系統(tǒng)運行其他必不可少的組件。

2.2 工作原理

如圖1。

閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送載有加密數(shù)據(jù)的載波信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽同時將加密的載有目標(biāo)識別碼的高頻加密載波信號采用特定調(diào)制方式經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去，或者主動發(fā)送載波信號;有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽，系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送給閱讀器，閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后再送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理。

2.3 電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽是射頻識別系統(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。如圖2所示。

2.4 閱讀器

RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌５湫偷拈喿x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。如圖3所示。

2.5 路側(cè)基站設(shè)備

基站單元由支架橫桿、讀卡器主機、天線、控制主機、供電轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸交換接口、攝像機、車牌識別儀等組件構(gòu)成。基站安裝在岔口附近，天線架設(shè)在支架橫桿上，每個車道對應(yīng)一部探測天線，每臺讀卡器主機連接天線，讀卡器通過網(wǎng)線連接到立桿上設(shè)備箱里的交換機，交換機通過運營商線路接到指揮中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器。如圖4所示。

3 應(yīng)用場景

電子車牌是永久綁定于車輛上，可以遠(yuǎn)距離，安全機讀寫的電裝置。電子車牌讓每輛車有唯一的信源ID，因此在車輛身份識別、擁堵收費、公交優(yōu)先、流量采集以及電子警察、涉車管理等方面都將有廣闊應(yīng)用。電子車牌將改變目前被動式的智能交通管理體系。未來可能的應(yīng)用場景包括：

3.1 公共安全管理

3.1.1 緝查布控

通過電子車牌可以準(zhǔn)確識別車輛信息，與原緝查布控進(jìn)行結(jié)合，提升布控能力?；陔娮榆嚺频木_識別，實現(xiàn)緝查報警，對車輛行駛軌跡進(jìn)行刻畫和追蹤。

3.1.2 特種車輛識別監(jiān)控

對黑名單車輛、兩客一危車輛、不合法上路等特殊車輛進(jìn)行識別和監(jiān)控;對車輛限號、限牌出行識別和監(jiān)控;對重點車輛上路和行駛范圍和路徑進(jìn)行識別和監(jiān)控。

3.1.3 交通違法查處加強

增加違法取證的號牌識別手段，基于電子車牌識別，對原基于光學(xué)車輛的號牌識別進(jìn)行補充，確定違法車輛信息，提高交通違法查處準(zhǔn)確性。

3.1.4 假、套牌車輛識別

使用視頻識別車牌、車輛特征，與根據(jù)電子車牌讀取的登記信息進(jìn)行比對，可以發(fā)現(xiàn)假套牌、非法改裝、偽變造電子車牌等違法違規(guī)行為。

3.2 道路交通管理

3.2.1 交通運行監(jiān)管

以電子車牌作為數(shù)據(jù)采集手段，基于電子車牌進(jìn)行交通流量分析、平均速度分析、飽和度分析、過車數(shù)據(jù)分析和交通擁堵分析，實現(xiàn)道路交通擁堵分析與預(yù)警，為交通決策提供數(shù)據(jù)支撐，緩解交通擁堵。

3.2.2 收費管理

電子車牌的精確身份確認(rèn)可為擁堵收費、高速公路不減速出入、路橋通行年費票的實施提供技術(shù)支撐。可以對車輛做到精確識別，保證收費可靠性。

3.2.3 交通流采集

基于電子車牌可轉(zhuǎn)換為交通流數(shù)據(jù)，為路況判別等業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐。

3.2.4 特殊車輛通行管理

基于電子車牌的精確身份確認(rèn)，可實現(xiàn)特殊車輛特別通行管理。通過在主城區(qū)城市主干道和路口布設(shè)的外場電子牌識讀設(shè)備，對特殊車輛的運行軌跡進(jìn)行實時監(jiān)控，實現(xiàn)對特殊車輛的自動化、動態(tài)化、精細(xì)化管理?？梢詫崿F(xiàn)對“黃標(biāo)車”、貨車、教練車等重點車輛的分類型、分區(qū)域、分時段的交通限行管理和自動糾違等功能。

3.3 社會服務(wù)應(yīng)用

3.3.1 精確信息推送

基于電子車牌精確身份確認(rèn)，對進(jìn)入某區(qū)域的車輛，通過車輛信息關(guān)聯(lián)對應(yīng)的駕駛?cè)?，可以對駕駛?cè)诉M(jìn)行精確的信息推送。如惡劣天氣交通誘導(dǎo)，重大事故誘導(dǎo)。

3.3.2 停車場管理

基于電子車牌實現(xiàn)停車場無障礙進(jìn)出，解決停車場出入口擁堵問題。

3.4 環(huán)境保護(hù)應(yīng)用

3.4.1 環(huán)保限行

通過識別電子車牌中的車輛環(huán)保信息，實現(xiàn)環(huán)保限行應(yīng)用，對指定區(qū)域，黃標(biāo)車輛禁止通行、綠標(biāo)車輛自動放行，有效控制機動車污染。

3.4.2 基于排放量的限行管理

基于電子車牌的精確身份確認(rèn)，可以實現(xiàn)基于排量的限行管理，把機動車排放總量額度合理地分配給每一輛車，即每月給每輛車一定的行駛里程額度，車主可以自主選擇在何時、何地使用，而不必由政府強迫車主哪天不能開車。在額度之內(nèi)可以隨意出行，超出排放額度禁行或繳納響應(yīng)的費用。

3.4.3 尾氣排量統(tǒng)計和管理

通過電子車牌的精確身份確認(rèn)和定位，可以實現(xiàn)計算車輛的行駛路徑和里程，根據(jù)車輛的排放情況，計算一定區(qū)域內(nèi)車輛的排放情況。為環(huán)保數(shù)據(jù)分析提供支持。

4 結(jié)束語

通過調(diào)研電子車牌的現(xiàn)狀與趨勢，研究電子車牌系統(tǒng)的組成、原理和關(guān)鍵部件?；陔娮榆嚺频奶攸c，展望了未來廣泛應(yīng)用后，在公共安全、道路交通管理、社會化服務(wù)、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用場景，為電子車牌推廣安裝后的相關(guān)應(yīng)用規(guī)劃提供了參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]《GB7258-2017機動車運行安全技術(shù)條件》;《GB21861-2014機動車安全技術(shù)檢驗項目和方法》.