汽車電子標(biāo)識在智能交通行業(yè)的應(yīng)用

一、 行業(yè)背景

隨著改革開放深入和社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國正加速進(jìn)入汽車社會階段。

據(jù)公安部交管局統(tǒng)計(jì)，截至2017年底，全國機(jī)動車保有量達(dá)3.08億輛，其中汽車2.14億輛，而機(jī)動車駕駛?cè)?.8億人，其中汽車駕駛?cè)顺^3.4億人。

社會公眾日常工作和活動所需的機(jī)動車出行需求和次數(shù)迅速增加，帶來各類社會矛盾日益突顯。

近些年來，各地公安機(jī)關(guān)為減少交通事故，確保道路安全和暢通，在城市出入口和主干公路上安裝了基于視頻圖像技術(shù)的公路卡口、闖紅燈抓拍和測速等交通技術(shù)監(jiān)控設(shè)備，強(qiáng)化交通違法行為查處和城市智能化交通管控的能力。

但受環(huán)境、照明和天氣等因素的影響，致使號牌識別率不高，加上視頻圖像識別不能有效辨別假牌套牌、故意遮擋號牌等違法行為。

因此，基于視頻圖像技術(shù)的汽車身份識別效果難以滿足智慧城市交通管理、公眾出行服務(wù)、社會治安綜合管理的要求，汽車數(shù)字身份信息的有效信源缺失，迫切需要先進(jìn)、成熟、高可靠的機(jī)動車電子身份識別技術(shù)用于社會管理和社會化服務(wù)需求。

為此，公安部、工信部和國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會提出編制汽車電子標(biāo)識國家標(biāo)準(zhǔn)，推動超高頻RFID芯片的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，規(guī)范和引領(lǐng)各地涉車RFID電子標(biāo)識的應(yīng)用。

回顧機(jī)動車電子標(biāo)識國家標(biāo)準(zhǔn)的制定發(fā)展歷程，經(jīng)歷過如下重要階段：公安部2014年完成國標(biāo)征求意見稿，面向全社會、公安系統(tǒng)征求意見。

2015年，確定無錫、深圳、京津冀等三個地方作為首批國標(biāo)試點(diǎn)城市。

2017年12月29日，在公安部、工信部、國標(biāo)委的組織指導(dǎo)下，機(jī)動車電子標(biāo)識標(biāo)簽、讀寫器的國家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，并計(jì)劃于2018年7月1日正式實(shí)施。

隨著國家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，汽車電子標(biāo)識的全面普及推廣已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，這將會為城市交通管理、公眾出行、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域帶來深刻的變革。

二、 技術(shù)特點(diǎn)

汽車電子標(biāo)識的技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要基于物聯(lián)網(wǎng)超高頻無源射頻識別（UHF RIFD）技術(shù)，將車牌號碼、使用性質(zhì)等信息存儲在射頻標(biāo)簽中，可以作為車輛數(shù)字身份信息的有效信源。

是汽車的“二代電子身份證”，能夠?qū)崿F(xiàn)自動、非接觸、不停車的車輛身份及資質(zhì)讀取和監(jiān)控，是物聯(lián)網(wǎng)射頻識別技術(shù)在智慧交通領(lǐng)域的延伸。

汽車電子標(biāo)識技術(shù)突破了原有交通信息采集技術(shù)的瓶頸，實(shí)現(xiàn)車輛交通信息的分類采集、精確化采集、海量采集、動態(tài)采集。

汽車電子標(biāo)識系統(tǒng)包含前端：電子標(biāo)簽、讀寫器、讀寫器天線等，后端：數(shù)據(jù)處理中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)；以及其他的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（交換機(jī)）等。其系統(tǒng)示意圖如圖1。

      圖1 汽車電子標(biāo)識系統(tǒng)示意圖

系統(tǒng)采用超高頻（920-925MHz）無源射頻識別。讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送920-925MHz頻率的射頻信號，標(biāo)簽進(jìn)入無線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，標(biāo)簽獲得能量被激活;標(biāo)簽將自身編碼、數(shù)據(jù)等信息通過卡內(nèi)置鋁制天線發(fā)送出去。

系統(tǒng)接收天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來的射頻信號傳送到讀寫器，讀寫器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理。

主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。

汽車電子標(biāo)識技術(shù)優(yōu)勢明顯，其優(yōu)勢特點(diǎn)包括：

(一) 不受環(huán)境干擾，精準(zhǔn)感知

讀寫器對于標(biāo)簽的識別準(zhǔn)確率可以達(dá)到100%，識別率大于99.9%，與傳統(tǒng)的卡口抓拍，視頻識別技術(shù)相比，具有非常明顯的優(yōu)勢。據(jù)基于視頻圖片識別的準(zhǔn)確性只能達(dá)到92%左右，比較容易受到照明、天氣、綠化遮擋等環(huán)境影響，穩(wěn)定性不高；

(二) 存儲容量大

標(biāo)簽容量要求不小于2048bits，即256個字節(jié)，而采用ISO/IEC 18000-6C協(xié)議的標(biāo)簽最大是 512bits，一般256bits。是傳統(tǒng)的6C標(biāo)準(zhǔn)的5倍多。除了車輛的登記信息存儲外，擴(kuò)展的用戶區(qū)可以寫入豐富的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為各行業(yè)的數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了條件。

(三) 一車一卡

標(biāo)簽芯片標(biāo)識符CID，具有全球唯一的特點(diǎn)，防克隆，防篡改。同時(shí)標(biāo)簽材質(zhì)采用陶瓷基板，PVC外殼保護(hù)，陶瓷基板內(nèi)置天線，即拆即損，具備防拆、防轉(zhuǎn)移特性?？梢宰龅揭卉囈豢ā?/p>

(四) 多分區(qū)共享

標(biāo)簽除了用戶登記信息區(qū)外，還包括5個用戶區(qū)，用戶區(qū)數(shù)據(jù)存儲上相互獨(dú)立，但應(yīng)用上通過一定的權(quán)限控制可實(shí)現(xiàn)共享訪問，為公安、交通、環(huán)保、保險(xiǎn)等行業(yè)提供應(yīng)用。

(五) 無源免維護(hù)

標(biāo)簽采用無源RFID技術(shù)，不需要額外供電。相比有源芯片，免維護(hù)，一次投入可長期使用。

(六) 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)

國標(biāo)要求設(shè)備的工作溫度在-40-85°C，具有耐高低溫、抗潮濕、沙塵等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于全國各種氣候條件的地方。

(七) 高速動態(tài)遠(yuǎn)距離精準(zhǔn)識讀，性能優(yōu)

汽車電子標(biāo)識技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛高速識別，識讀速度快，國標(biāo)測試要求“汽車行駛速度小于等于150km/h時(shí)，固定讀寫器能準(zhǔn)確識讀機(jī)動車電子標(biāo)識芯片標(biāo)識符和機(jī)動車登記信息區(qū)信息。

汽車行駛速度小于200km/h時(shí)，能夠準(zhǔn)確識讀機(jī)動車電子標(biāo)識中的芯片標(biāo)識符”。有寫讀寫設(shè)備在60km/h以上也可以高速寫入。 且讀取距離遠(yuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)30m以上的遠(yuǎn)距離讀取。

(八) 壽命長

國標(biāo)要求數(shù)據(jù)保持時(shí)間須大于20年，可擦寫次數(shù)大于10萬次，標(biāo)簽可長期使用，具有壽命長的顯著特點(diǎn)。

(九) 安全可靠保隱私

標(biāo)簽內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)信息不包括車主的隱私信息，芯片本身不會主動發(fā)射信號。只有加裝有安全模塊公安授權(quán)的讀寫器才能對標(biāo)簽的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，防非法識讀。數(shù)據(jù)信息的寫入采集須專門的授權(quán)機(jī)構(gòu)完成。

三、 行業(yè)應(yīng)用

大華股份作為以視頻為核心的智慧物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商和服務(wù)商，利用視頻、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)優(yōu)勢，憑借安防領(lǐng)域多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累，布局RFID、車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，已經(jīng)具備了豐富的產(chǎn)品種類，形成了完善的解決方案體系。

可以滿足涉車通行監(jiān)管、公眾出行服務(wù)與生活（涉車金融、涉車消費(fèi)、優(yōu)先通行）、各類場所車輛高效進(jìn)出的需求，持續(xù)為公安交警、智能樓宇、環(huán)保安監(jiān)、保險(xiǎn)等行業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。

大華股份基于汽車電子標(biāo)識的智慧交通云方案，融合視頻、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，面向城市各行業(yè)提供涉車管理、涉車服務(wù)應(yīng)用，開啟了汽車電子標(biāo)識在智慧交通領(lǐng)域應(yīng)用的新篇章，打造了多維的城市智慧交通新體系。

其方案系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示，共分為外場感知層、傳輸接入層、平臺服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層共4個層次。

圖2 大華汽車電子標(biāo)識方案架構(gòu)圖

外場感知層：汽車電子標(biāo)識外場識讀基站實(shí)時(shí)讀取車輛電子身份信息，融合傳統(tǒng)電警/卡口的數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)采集；傳輸接入層：通過視頻專網(wǎng)、公安信息網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)等完成數(shù)據(jù)的傳輸接入。

平臺服務(wù)層：主要提供對數(shù)據(jù)接入以及比對分析（電子車牌數(shù)據(jù)采集與卡口識別結(jié)構(gòu)比對，相互校驗(yàn)）、實(shí)時(shí)研判分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、分布式數(shù)據(jù)檢索等服務(wù)級別的支持；

業(yè)務(wù)應(yīng)用層：主要提供面向于各行業(yè)應(yīng)用的功能服務(wù)，包括對重點(diǎn)車輛的通行證管理、布控車輛報(bào)警處理、疑似假牌、套牌、無牌車實(shí)時(shí)預(yù)警處理，區(qū)域限行限號、停車場門禁及收費(fèi)管理、路橋擁堵收費(fèi)、環(huán)保監(jiān)測等功能。

大華汽車電子標(biāo)識解決方案可應(yīng)用于公安交警、交通運(yùn)輸、智慧停車、環(huán)保安監(jiān)保險(xiǎn)、涉車服務(wù)消費(fèi)等諸多領(lǐng)域，具體包括：

(一) 公安交警行業(yè)

1. 車輛動態(tài)管理

汽車電子標(biāo)識技術(shù)是機(jī)動車信息的電子化手段，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有的鐵皮號牌的不足之處，是現(xiàn)有采集和管理手段的有效補(bǔ)充。

能夠?qū)崿F(xiàn)對于機(jī)動車的統(tǒng)一動態(tài)管理，特別適應(yīng)于對于出租車/網(wǎng)約車、客車、貨車、危化品運(yùn)輸車、校車、渣土車等重點(diǎn)車輛的管理，可實(shí)時(shí)采集車輛過車數(shù)據(jù)，車輛軌跡，運(yùn)行時(shí)間等信息，有效對車輛進(jìn)行精準(zhǔn)管控。如圖3。

圖3 車輛動態(tài)管理

2. 緝查治安防控

電子車牌通過讀取標(biāo)簽號牌信息與傳統(tǒng)視頻號牌信息對比，可實(shí)現(xiàn)假/套牌緝查、車牌防偽監(jiān)測。通過后端平臺系統(tǒng)，對假套牌、布控車輛可實(shí)現(xiàn)卡口監(jiān)控、電子圍欄管理，路面緝查/檢查/攔截功能。如圖4。

圖4 稽查治安防控

3. 區(qū)域交通、限行限號控制

各檢測點(diǎn)將采集到的車輛到達(dá)信息上傳至中心平臺，可實(shí)現(xiàn)對道路交通流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)不同路段等級、通行能力判定道路擁堵狀況，為中心指揮調(diào)度提供決策依據(jù)，對交通狀態(tài)實(shí)時(shí)發(fā)布，為百姓出行提供便利。

可按照早晚高峰時(shí)間、號牌種類對不同車輛進(jìn)行限行管理，解決城市擁堵問題，提高通行效率。如圖5。

圖5 區(qū)域交通、限行限號控制

4. 車輛年審檢驗(yàn)

基于傳統(tǒng)的視頻檢測手段無法對車輛年檢、車輛保險(xiǎn)等信息進(jìn)行準(zhǔn)確搜集。而電子車牌標(biāo)簽內(nèi)包含準(zhǔn)確的相關(guān)信息，并支持更新寫入，大幅提高車輛年檢工作效率。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)通過道路檢測點(diǎn)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)信息，對未年檢車輛進(jìn)行報(bào)警、緝查。如圖6。

圖6   車輛年審檢驗(yàn)

5. 特種車輛優(yōu)先通行

現(xiàn)有交通控制手段存在智能化程度不高，無法準(zhǔn)確與車輛類型進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制的問題。貼裝有電子車牌的公交車、救護(hù)車、執(zhí)行公務(wù)的特殊車輛可經(jīng)讀寫器前端快速精準(zhǔn)識別，聯(lián)動信號控制系統(tǒng)，調(diào)整紅綠燈時(shí)間，在不影響其他車輛通行的情況下，減少特種車輛停車等待，提高通行效率。

(二) 交通運(yùn)輸行業(yè)

1. 重點(diǎn)車輛管控

檢測點(diǎn)位實(shí)時(shí)上傳每個車輛到達(dá)信息，系統(tǒng)通過運(yùn)行時(shí)間、軌跡比對，對各車輛進(jìn)行管理。實(shí)現(xiàn)車輛軌跡再現(xiàn)、闖禁行違法記錄、重點(diǎn)車輛運(yùn)營時(shí)間、空間管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控客車非法營運(yùn)及危化品輛車不按規(guī)定時(shí)間路線行駛等違法行為。如圖7。

圖7 重點(diǎn)車輛管控

2. 路橋收費(fèi)

車輛進(jìn)入或離開收費(fèi)區(qū)時(shí)，通過電子車牌實(shí)時(shí)、快速、動態(tài)檢測車輛，車牌信息包含準(zhǔn)確的車輛類型、核定載客、進(jìn)入時(shí)間等，為不停車收費(fèi)提供依據(jù)，中心平臺可實(shí)現(xiàn)收費(fèi)自動記錄，自動扣費(fèi)等功能。如圖8。

圖8 路橋收費(fèi)

3. 智慧公共交通

智慧公共交通系統(tǒng)是通過電子車牌技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交車輛定位追蹤、公交站點(diǎn)預(yù)報(bào)、公交信號燈優(yōu)先、公交車道占道查處、公交信息發(fā)布、公交線網(wǎng)規(guī)劃、公交監(jiān)控調(diào)度等功能。大大提高了公交管理水平、服務(wù)效率和乘客出行方便程度。如圖9。

圖9 智慧公共交通

(三) 智慧停車行業(yè)

利用電子車牌的動態(tài)檢測，可實(shí)現(xiàn)車輛身份自動準(zhǔn)確識別、不停車進(jìn)入、場內(nèi)位置標(biāo)記、系統(tǒng)自動計(jì)費(fèi)等功能。提升用戶出入場體驗(yàn)，可統(tǒng)一全國停車場管理，加強(qiáng)政府對停車場車輛的監(jiān)管力度。

可廣泛應(yīng)用于小區(qū)、單位、學(xué)校、景區(qū)、海關(guān)碼頭保稅區(qū)、大型活動現(xiàn)場車輛出入口門禁及收費(fèi)。如圖10。

圖10 智慧停車

(四) 環(huán)保行業(yè)

電子車牌標(biāo)簽內(nèi)具有準(zhǔn)確的排量信息。通過統(tǒng)計(jì)路段一定時(shí)間內(nèi)通過的的車輛數(shù)、行駛時(shí)間、排量信息，即可準(zhǔn)確地計(jì)算路段中車輛尾氣排放總量，進(jìn)行環(huán)境污染監(jiān)測，比傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果更為準(zhǔn)確。

環(huán)保部門還可對不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛上路限行等違法行為進(jìn)行查處罰款，并根據(jù)城市道路擁堵情況收取車輛擁堵費(fèi)用，對于環(huán)保標(biāo)志進(jìn)行電子化管理。如圖11。

圖11  環(huán)保行業(yè)

(五) 安監(jiān)行業(yè)

貼裝有電子車牌的?；奋囕v，經(jīng)路面基站獲取過車信息后，相關(guān)部門能夠?qū)崟r(shí)對車輛位置、軌跡進(jìn)行監(jiān)控，可對危險(xiǎn)駕駛、闖禁等報(bào)警處置，相關(guān)許可證、運(yùn)輸?；沸畔?shí)現(xiàn)電子化數(shù)字化。

安監(jiān)部門還可通過在線平臺對相關(guān)許可證業(yè)務(wù)申請發(fā)放提供在線服務(wù)。如圖12。

圖12 安監(jiān)行業(yè)

(六) 金融保險(xiǎn)行業(yè)

電子車牌標(biāo)簽內(nèi)除了車輛登記信息的數(shù)據(jù)外，還可以寫入二手車買賣記錄、機(jī)動車保險(xiǎn)信息、車輛是否抵押，貸款情況等信息，這些數(shù)據(jù)信息可方便金融保險(xiǎn)行業(yè)對涉車的相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行過程記錄監(jiān)管，有效打擊騙保、騙車、騙貸等行為。

(七) 4S店、洗車、加油等涉車服務(wù)應(yīng)用

電子車牌作為唯一安全可信的車輛電子身份證，具有安全可靠保隱私的特點(diǎn)，能夠成為車輛相關(guān)消費(fèi)的支付手段，實(shí)現(xiàn)無感知的快速安全支付，提升用戶的支付體驗(yàn)。

同時(shí)電子車牌作為信息的載體，可以寫入車輛洗車修車、4S店維保服務(wù)、加油記錄，可對消費(fèi)過程進(jìn)行監(jiān)督，可以綁定積分優(yōu)惠政策，提升商家與用戶的粘性。根據(jù)用戶消費(fèi)習(xí)慣，推送通知廣告信息給用戶，促進(jìn)消費(fèi)。