基于人臉識(shí)別和RFID技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)

管中華 戚穎

摘? 要：隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在企業(yè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要管控的車輛數(shù)量逐年增加，特別是企業(yè)經(jīng)營(yíng)地域的覆蓋面廣闊的大型企業(yè)，如電力、石油、化工、交通等行業(yè)相關(guān)企業(yè)。車輛和駕駛員的數(shù)量增加，給傳統(tǒng)的車隊(duì)管理方式帶來(lái)了挑戰(zhàn)。電話調(diào)度和駕駛員隨身攜帶車鑰匙等傳統(tǒng)方式已經(jīng)難以適應(yīng)車隊(duì)的高效率調(diào)度、駕駛授權(quán)的安全可控和行駛數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集等核心訴求。為此，該文提出了一種基于人臉識(shí)別和RFID技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，該系統(tǒng)由調(diào)度系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)、鑰匙柜及其系統(tǒng)、短信系統(tǒng)以及OCR組件組成。為企業(yè)構(gòu)建了全時(shí)空的（任何人、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)）企業(yè)用車環(huán)境，保障高效用車和車輛駕駛授權(quán)的安全可控。

關(guān)鍵詞：車鑰匙? ?RFID? ?人臉識(shí)別? ?OCR? ?調(diào)度

中圖分類號(hào)：U463.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）03（c）-0034-05

Intelligent Vehicle Management System Based on Face Recognition and RFID Technology

GUAN Zhonghua? QI Ying

（Aostar Information Technologies Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610041? China）

Abstract： With the economic development of the society， in the process of enterprise operation， the number of vehicles to be controlled is increasing year by year， especially for large enterprises with a wide geographical range， such as electric power， petroleum， chemical industry， transportation and other industries. The increase in the number of vehicles and drivers brings challenges to the traditional fleet management. Traditional methods such as telephone scheduling and drivers carrying car keys have been difficult to adapt to the core demands of efficient fleet scheduling， safe and controllable driving authorization and accurate collection of driving data. Therefore， this paper proposes a design idea of intelligent vehicle management system based on face recognition and RFID technology. The system is composed of scheduling system， face recognition system， key cabinet and its system， SMS system and OCR components. It builds a full space-time （anyone， anytime， anywhere） vehicle use environ-ment for enterprises， ensure the efficiency of vehicle use and the safety and controllability of vehicle driving authorization.

Key Words： Car key; RFID; Face recognition; OCR; Scheduling

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，當(dāng)代企業(yè)在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中保有車輛數(shù)量逐年增加，特別是企業(yè)經(jīng)營(yíng)地域廣袤的大型企業(yè)，如電力、石油、礦產(chǎn)等行業(yè)相關(guān)公司。伴隨著車輛數(shù)量和駕駛員數(shù)量的增加，給傳統(tǒng)的車隊(duì)管理方式帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，遞交用車申請(qǐng)表單、簽字審批用車申請(qǐng)、電話調(diào)度、記賬式調(diào)度、駕駛員隨身攜帶車鑰匙開專車等傳統(tǒng)方式已經(jīng)嚴(yán)重制約了車隊(duì)資源的高效利用和安全管理。常見的企業(yè)用車信息管理系統(tǒng)，通常是將紙質(zhì)單據(jù)等線下手續(xù)搬到信息系統(tǒng)之中，用車申請(qǐng)、審批、調(diào)度、出行和歸隊(duì)等效率提升幅度不大。同時(shí)，駕駛授權(quán)的安全管理和行駛數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集等訴求仍未得到解決。為此，該文提出了一種基于人臉識(shí)別、RFID、短信等技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要基于人臉識(shí)別、RFID、OCR等新興智能技術(shù)，搭建了調(diào)度系統(tǒng)、短信系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)、智能鑰匙柜及其系統(tǒng)，上述子系統(tǒng)之間的協(xié)同構(gòu)成了完整的智能車輛管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)為企業(yè)提供了任何人在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)開展用車業(yè)務(wù)的快捷環(huán)境，保障高效用車和調(diào)車，以及安全可控的駕駛授權(quán)管理。

1? 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于人臉識(shí)別和RFID技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)已經(jīng)研發(fā)完成并在電力公司內(nèi)部運(yùn)行，感知層的核心技術(shù)是智能鑰匙柜及其系統(tǒng)和RFID車鑰匙，以及人臉識(shí)別技術(shù)。數(shù)據(jù)層遵從數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)，服務(wù)層遵從移動(dòng)中臺(tái)等內(nèi)部架構(gòu)。應(yīng)用層構(gòu)建了用車申請(qǐng)、用車審批、車輛調(diào)度、車鑰匙自助領(lǐng)取與歸還、歸隊(duì)登記、里程記錄、車輛維保以及代審授權(quán)等企業(yè)用車核心應(yīng)用功能。展現(xiàn)層利用企業(yè)員工手機(jī)、企業(yè)PC和智能鑰匙柜完成日常用車申請(qǐng)、審批、調(diào)度、自助領(lǐng)還車鑰匙、歸隊(duì)登記等全套業(yè)務(wù)，為用戶構(gòu)建了任何人、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)處理車輛業(yè)務(wù)的極致體驗(yàn)環(huán)境[1]。

2? 業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于人臉識(shí)別和RFID技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)的核心目的是提高車輛用管效率和車輛駕駛授權(quán)的安全可控。為此，該系統(tǒng)圍繞用車人員、領(lǐng)導(dǎo)、車輛管理員和駕駛員4種角色進(jìn)行業(yè)務(wù)整合設(shè)計(jì)，將以訂單為“紐帶”，為龐大的用車人員群體創(chuàng)造了便捷的用車環(huán)境，為領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)造了便捷的審批方式和授權(quán)代辦功能，為車輛管理員創(chuàng)造了高效的調(diào)度環(huán)境，為駕駛員創(chuàng)造了便捷的自助環(huán)境，使得“用車需求—駕乘服務(wù)—人車資源”高效互動(dòng)。

基于訂單的核心業(yè)務(wù)可細(xì)分為3種，分別是預(yù)約用車業(yè)務(wù)、應(yīng)急用車業(yè)務(wù)和維保用車業(yè)務(wù)。

2.1 預(yù)約用車流程

預(yù)約用車申請(qǐng)適用于計(jì)劃性質(zhì)的用車申請(qǐng)，用車人員依據(jù)企業(yè)計(jì)劃用車規(guī)范，按照規(guī)定周期提前預(yù)約用車。預(yù)約用車申請(qǐng)業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

2.2 應(yīng)急用車流程

應(yīng)急用車申請(qǐng)適用于生產(chǎn)緊急搶修，在非常規(guī)上班時(shí)段（如夜班），用車人員提交用車申請(qǐng)后，值班駕駛員直接接單出車（自助領(lǐng)取鑰匙），流程自動(dòng)流轉(zhuǎn)到部門領(lǐng)導(dǎo)和車輛管理員，供事后補(bǔ)批和補(bǔ)認(rèn)流程。應(yīng)急用車申請(qǐng)業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

2.3 維保用車流程

維保用車申請(qǐng)主要是針對(duì)車輛維保管理中的維修動(dòng)車、加油動(dòng)車和清洗動(dòng)車。駕駛員根據(jù)維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃和日常需要填寫維保用車申請(qǐng)，車輛管理員審批通過(guò)后，駕駛員根據(jù)維保用車申請(qǐng)的指令完成車輛維保工作，并將發(fā)票等單據(jù)交給車輛管理員歸檔。具體情況見圖3。

2.4 駕駛員自助領(lǐng)取與歸還車鑰匙流程

在上述用車申請(qǐng)業(yè)務(wù)流程中，均涉及“領(lǐng)取車鑰匙”和“歸還車鑰匙”兩個(gè)子流程節(jié)點(diǎn)。這兩個(gè)子流程節(jié)點(diǎn)均由駕駛員執(zhí)行，屬于基于人臉識(shí)別的自助領(lǐng)取和歸還車鑰匙服務(wù)。駕駛員與智能鑰匙柜的詳細(xì)交互過(guò)程具體見以下小節(jié)。

2.4.1 領(lǐng)取車鑰匙流程

當(dāng)駕駛員收到派車或維保任務(wù)的手機(jī)短信提醒或移動(dòng)應(yīng)用消息提醒后，駕駛員即可前往智能鑰匙柜（人臉識(shí)別攝像頭和平板觸屏）刷臉領(lǐng)取鑰匙。首先，駕駛員面向攝像頭，進(jìn)行刷臉認(rèn)證。人臉識(shí)別系統(tǒng)在認(rèn)證通過(guò)后推送派車和維保任務(wù)到智能鑰匙柜的平板觸屏。其次，駕駛員在平板觸屏中點(diǎn)擊一個(gè)任務(wù)。此時(shí)，鑰匙柜自動(dòng)開門，并以聲光引導(dǎo)駕駛員取出授權(quán)的車鑰匙。最后，駕駛員拔出車鑰匙，關(guān)閉柜門，完成車鑰匙自助領(lǐng)取[2]。

2.4.2 歸還車鑰匙流程

出車任務(wù)結(jié)束歸隊(duì)后，駕駛員前往智能鑰匙柜刷臉歸還車鑰匙，依次完成人臉識(shí)別、認(rèn)證、柜門自動(dòng)打開、插入車鑰匙和關(guān)閉柜門的自助歸還過(guò)程。

3? 應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)

在以提高車輛用管效率和車輛駕駛授權(quán)的安全可控為核心目標(biāo)的訴求之下，該系統(tǒng)建設(shè)的核心應(yīng)用為運(yùn)行管理和資源管理部分的應(yīng)用功能建設(shè)，應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)圖見圖4。

3.1 用車申請(qǐng)應(yīng)用

用車申請(qǐng)人通過(guò)手機(jī)和企業(yè)PC均可實(shí)現(xiàn)用車申請(qǐng)的快速提交，使得業(yè)務(wù)脫離了地域和時(shí)間限制，具備了隨時(shí)隨地發(fā)起的應(yīng)用能力。

3.2 用車審批應(yīng)用

審批人員可以實(shí)時(shí)收到手機(jī)短信和移動(dòng)應(yīng)用消息提醒，及時(shí)審批，提高了工作效率。而授權(quán)代辦應(yīng)用，則可委派他人在規(guī)定時(shí)段代辦審批，進(jìn)一步提高了審批工作效率和質(zhì)量。

3.3 車輛調(diào)度應(yīng)用

車輛管理員可以實(shí)時(shí)收到手機(jī)短信和移動(dòng)應(yīng)用消息提醒，支持車輛管理員在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間立即開展車輛和駕駛員的分配調(diào)度工作，同時(shí)調(diào)度應(yīng)用功能為車輛管理員提供了豐富的調(diào)度信息，給出優(yōu)先派車建議、派車時(shí)間沖突識(shí)別與警告、駕駛員推薦等針對(duì)車輛和駕駛員的調(diào)度優(yōu)化建議，以提升車輛和駕駛員資源的精益調(diào)管能力[3]。

3.4 鑰匙領(lǐng)還應(yīng)用

駕駛員能夠?qū)崟r(shí)收到手機(jī)短信和移動(dòng)應(yīng)用消息，獲知派車任務(wù)詳情，做好出車工作安排。駕駛員收到派車消息后，前往智能鑰匙柜，通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)認(rèn)證后獲得相應(yīng)車輛的車鑰匙授權(quán)，拔出車鑰匙，完成車鑰匙自助領(lǐng)取。駕駛員成功領(lǐng)取車鑰匙和發(fā)車的消息實(shí)時(shí)共享給用車人員和車輛管理員。駕駛員發(fā)車時(shí)，開始里程默認(rèn)為上次車輛歸隊(duì)時(shí)的結(jié)束里程，若里程異常則可通過(guò)手機(jī)拍照結(jié)合OCR技術(shù)完成里程數(shù)值識(shí)別和記錄，歸隊(duì)時(shí)的結(jié)束里程數(shù)值記錄同理。歸隊(duì)后，駕駛員前往智能鑰匙柜，通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)認(rèn)證后鑰匙柜門鎖打開，駕駛員插入車鑰匙，關(guān)閉鑰匙柜柜門，完成車鑰匙自助歸還。此時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束用車申請(qǐng)單和派車單，釋放車輛資源和駕駛員資源，同時(shí)自動(dòng)完成歸隊(duì)登記[4]。

3.5 維保用車申請(qǐng)應(yīng)用

同用車申請(qǐng)應(yīng)用，通過(guò)手機(jī)和企業(yè)PC為業(yè)務(wù)人員提供隨時(shí)隨地發(fā)起和處理業(yè)務(wù)的應(yīng)用能力，激活維保業(yè)務(wù)效率。

其他應(yīng)用功能在此略過(guò)，不再闡述。

4? 技術(shù)原理

智能車輛管理系統(tǒng)中的調(diào)度系統(tǒng)與短信系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)和智能鑰匙柜及其系統(tǒng)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)部，通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線進(jìn)行系統(tǒng)之間集成交互。系統(tǒng)架構(gòu)見圖5。

調(diào)度系統(tǒng)為用車人員提供了用車申請(qǐng)功能、為審批人員提供用車申請(qǐng)審批和代辦等功能、為車輛管理員提供了派車功能，并為駕駛員提供了駕駛車輛的車鑰匙授權(quán)。

人臉識(shí)別系統(tǒng)為駕駛員提供了人臉認(rèn)證功能，提供人臉認(rèn)證成功與失敗信息。

鑰匙柜及其系統(tǒng)為駕駛員提供了車鑰匙領(lǐng)取和車鑰匙歸還功能。（1）領(lǐng)取車鑰匙。鑰匙柜系統(tǒng)在接收到人臉認(rèn)證成功信息后，首先釋放門鎖，然后根據(jù)人臉身份對(duì)應(yīng)的車鑰匙授權(quán)信息，主動(dòng)釋放車鑰匙R(shí)FID標(biāo)簽所插的鑰匙孔位，最后在鑰匙柜的觸控屏幕上顯示領(lǐng)取車鑰匙的提醒頁(yè)面以及觸發(fā)聲光模組加以強(qiáng)化提醒拔出車鑰匙和關(guān)閉柜門的行為。（2）歸還車鑰匙。鑰匙柜系統(tǒng)在接收到人臉認(rèn)證成功信息后，根據(jù)歸還車鑰匙的需求，首先釋放鑰匙柜的門鎖，然后在鑰匙柜的觸控屏幕上顯示歸還車鑰匙的提醒頁(yè)面以及觸發(fā)聲光模組加以強(qiáng)化提醒插入車鑰匙和關(guān)閉柜門的行為。最后鑰匙柜柜門關(guān)閉后且識(shí)別到車鑰匙插入鑰匙孔位后，自動(dòng)完成車輛歸隊(duì)登記等系列記錄行為[5-6]。

短信系統(tǒng)為用車人員、審批人員、車輛管理人員和駕駛員，提供了關(guān)鍵流程節(jié)點(diǎn)的手機(jī)短消息發(fā)送功能。例如：如用車申請(qǐng)?zhí)峤煌瓿?，審批人即時(shí)接收到手機(jī)短息提醒;車輛管理員調(diào)度完成后，用車申請(qǐng)人員和駕駛員同時(shí)得到手機(jī)短信提醒。

智能車輛管理系統(tǒng)可以從業(yè)務(wù)角度在邏輯上劃分為兩個(gè)功能層級(jí)：一是核心功能層，以用車申請(qǐng)和車輛調(diào)度流程為主;二是支撐功能層，實(shí)現(xiàn)車鑰匙授權(quán)和領(lǐng)取功能。

4.1 核心功能層

在核心功能層，調(diào)度系統(tǒng)是智能車輛管理系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)，采用微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，在展現(xiàn)方面分別通過(guò)H5和Web構(gòu)建了移動(dòng)設(shè)備端和PC端的交互;在服務(wù)方面采用微應(yīng)用/微服務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了用車申請(qǐng)、車輛調(diào)度等核心應(yīng)用;在集成方面通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線集成人臉識(shí)別系統(tǒng)、鑰匙柜系統(tǒng)和短信平臺(tái)，分別集成了人臉認(rèn)證結(jié)果數(shù)據(jù)、鑰匙柜柜門和每個(gè)鑰匙插孔的磁鎖開關(guān)數(shù)據(jù)，以及短信內(nèi)容和模板標(biāo)志數(shù)據(jù)。

4.2 支撐功能層

在支撐功能層，由人臉識(shí)別系統(tǒng)和鑰匙柜及其系統(tǒng)協(xié)同，支撐車輛鑰匙授權(quán)和領(lǐng)取過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。人臉識(shí)別系統(tǒng)由攝像頭核心硬件、算法SDK（人臉檢測(cè)、特征提取、臉譜對(duì)比），以及訂閱推送等API構(gòu)成;鑰匙柜及其系統(tǒng)由柜體、觸控屏子系統(tǒng)、RFID識(shí)別子系統(tǒng)、磁鎖控制子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)模塊和聲光模組構(gòu)成。觸控屏子系統(tǒng)作為與駕駛員的人機(jī)交互界面，通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線訂閱人臉識(shí)別系統(tǒng)推送的人臉認(rèn)證結(jié)果，并與調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行通信，即時(shí)獲取駕駛員領(lǐng)取車鑰匙和歸還車鑰匙的權(quán)限，以及通過(guò)RFID識(shí)別子系統(tǒng)和磁鎖控制子系統(tǒng)的識(shí)別和機(jī)電控制能力，控制柜門磁鎖開關(guān)和控制已經(jīng)授權(quán)的車鑰匙所插入的鑰匙孔位磁鎖開關(guān)，過(guò)程中根據(jù)領(lǐng)取和歸還車鑰匙的業(yè)務(wù)需要，持續(xù)通過(guò)觸控屏子系統(tǒng)引導(dǎo)駕駛員完成人機(jī)交互過(guò)程，同時(shí)通過(guò)模組完成提醒、警告和報(bào)警。

5? 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的車隊(duì)管理方式已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)今企業(yè)的車隊(duì)管理需要。企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中員工數(shù)量和車隊(duì)的車輛數(shù)量不斷增加，出現(xiàn)了用車申請(qǐng)?zhí)顔尾槐?、審批慢、車輛調(diào)度效率瓶頸、車輛駕駛授權(quán)管控難等系列問(wèn)題?；谌四樧R(shí)別和RFID技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)全面解決上述難題，為企業(yè)帶來(lái)“任何人、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)”隨時(shí)申請(qǐng)、審批和調(diào)度的最佳體驗(yàn)，同時(shí)由人臉識(shí)別、RFID、觸控和機(jī)械自動(dòng)化等技術(shù)構(gòu)建的鑰匙柜系統(tǒng)，解決了車輛駕駛授權(quán)管控問(wèn)題，由技控代替人控。智能車輛管理系統(tǒng)今后將向調(diào)度自動(dòng)化方向發(fā)展，接管人工車輛調(diào)度和駕駛員分配的調(diào)度過(guò)程，實(shí)時(shí)計(jì)算用車需求、派車任務(wù)、車輛和駕駛員的分布、狀態(tài)、交通、天氣等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整派車計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)度與資源利用度的最優(yōu)解。

參考文獻(xiàn)

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