基于遠距離射頻卡的機動(dòng)車(chē)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

摘要 針對機動(dòng)車(chē)信息識別和監控課題，提出在機動(dòng)車(chē)上安裝遠距離射頻信息卡，在道口安裝機動(dòng)車(chē)信息固定采集器，為執法人員配置移動(dòng)或手持采集器，采集器將機動(dòng)車(chē)信息匯集到監控中心，從而構建低成本的機動(dòng)車(chē)物聯(lián)網(wǎng)和智能交通系統，有效地解決了機動(dòng)車(chē)流量監控、可疑車(chē)輛追蹤、套牌假牌識別等問(wèn)題。
關(guān)鍵詞 機動(dòng)車(chē)物聯(lián)網(wǎng)；智能交通系統；遠距離射頻卡

給機動(dòng)車(chē)安裝射頻信息卡、各交通路口安裝電子采集裝置、交警配備便攜式電子采集裝置，城市道路網(wǎng)將形成一個(gè)機動(dòng)車(chē)物聯(lián)網(wǎng)。行進(jìn)車(chē)輛如同在網(wǎng)中游動(dòng)的數字游標，交管部門(mén)可通過(guò)相應電子裝置采集機動(dòng)車(chē)信息，從而監控中心便可獲取網(wǎng)中的車(chē)輛號牌及行駛路線(xiàn)，在電子采集裝置的覆蓋范圍內容易實(shí)現交通管理電子化、信息化、智能化。監控中心既可實(shí)時(shí)監控各道口的交通流量，有效控制和疏導城市交通，指揮并管理城市交通秩序，同時(shí)跟蹤嫌疑機動(dòng)車(chē)輛，杜絕無(wú)牌、無(wú)照、無(wú)證“黑車(chē)”上路行駛，減少利用機動(dòng)車(chē)輛犯罪活動(dòng)的發(fā)生。

1 國內外現狀
機動(dòng)車(chē)輛檢測和道路管理的主要職能是對機動(dòng)車(chē)輛的合法性和車(chē)流動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行監測，在此基礎上進(jìn)行科學(xué)的交通控制、調度和指揮，目前主流技術(shù)發(fā)展方向是智能交通管理系統(Intelligent Traffic System，ITS)，多數發(fā)達國家都制定實(shí)行ITS計劃。目前國內外在機動(dòng)車(chē)位置監控方面主要使用全球衛星定位系統(Global Plsitioning System，GPS)技術(shù)，但多用于出租車(chē)和公交車(chē)管理，公務(wù)車(chē)同私家車(chē)即便安裝了GPS，也只對駕駛員進(jìn)行路線(xiàn)引導，并未真正用于交通管理。
在城市道路交通管理方面，大多城市安裝了道口視頻監控系統或電子警察，前者實(shí)現交通狀況的實(shí)時(shí)監控，后者為機動(dòng)車(chē)違章行駛處罰提供依據，但這兩類(lèi)系統難于解決車(chē)流量自動(dòng)識別和疏導問(wèn)題，更無(wú)法解決套牌、假牌的識別問(wèn)題。目前射頻卡已經(jīng)廣泛應用于停車(chē)場(chǎng)管理和高速公路不停車(chē)收費，人們對交通管理領(lǐng)域的射頻卡已不陌生。但射頻卡在交通領(lǐng)域的應用仍然是局部、小范圍，尚未實(shí)現城市范圍內的應用和管理。

2 系統組成
如圖1所示，基于遠距離射頻卡的機動(dòng)車(chē)信息識別及監測系統由機動(dòng)車(chē)射頻信息卡、采集器、監控中心管理系統3部分組成。

(1)機動(dòng)車(chē)射頻信息卡是一種有源的遠距離射頻卡，由車(chē)輛管理部門(mén)一車(chē)一卡統一發(fā)放，無(wú)論機動(dòng)車(chē)輛處于何種狀態(tài)，射頻信息卡均會(huì )自動(dòng)直答采集器指令，便于公安干警或執法人員隨時(shí)隨地對該車(chē)輛進(jìn)行檢測，改變停車(chē)檢查現狀。
(2)機動(dòng)車(chē)信息采集器分為手持采集器和固定采集器。采集器帶有射頻卡信息無(wú)線(xiàn)收發(fā)器、報警器、顯示器、GPRS通信模塊等功能部件，可通過(guò)GPRS通信模塊向臨控中心實(shí)時(shí)上報或下載機動(dòng)車(chē)信息。
手持或移動(dòng)采集器內存儲有丟失和可疑車(chē)輛信息，并可下載更新。執法人員可用手持采集器或隨車(chē)采集器對車(chē)輛進(jìn)行檢查。采集器在車(chē)前方0～25 m范圍內激發(fā)機動(dòng)車(chē)射頻信息卡，機動(dòng)車(chē)輛信息立即顯示在屏幕上，發(fā)現可疑車(chē)輛自動(dòng)報警；交警可對照采集到的車(chē)輛信息，確認車(chē)輛的合法性。機動(dòng)車(chē)射頻信息卡可與汽車(chē)防盜器連接，實(shí)現盜搶車(chē)輛自動(dòng)報警。
在城市道路出口或隨機設立的臨時(shí)檢測卡口安裝固定采集器，可對機動(dòng)車(chē)進(jìn)行快速檢查。采集器通過(guò)對比已下載存儲的嫌疑車(chē)輛信息庫，快速發(fā)現可疑車(chē)輛并自動(dòng)報警。在城市道路交叉口安裝固定采集器，可以快速監測道口交通狀況，如各時(shí)段交通流量、方向、車(chē)輛類(lèi)型，并可與電子警察配合，準確無(wú)誤的查處違章車(chē)輛；將多個(gè)路口采集的信息綜合整理，可分析一定時(shí)段、一定區域內的車(chē)流量分布，以及跟蹤追查肇事逃逸車(chē)輛的運動(dòng)軌跡，為刑偵工作提供偵破線(xiàn)索及依據。
(3)臨控中心管理系統用于監測控制和管理道路交通，為道路、車(chē)輛和駕駛員之間提供通訊聯(lián)系。這將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況與交通環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，井根據收集到的信息進(jìn)行交通控制，如控制信號燈、發(fā)布誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。

3 應用場(chǎng)景
機動(dòng)車(chē)輛射頻信息卡可長(cháng)期保存機動(dòng)車(chē)輛的詳細信息，包括生產(chǎn)廠(chǎng)家、出廠(chǎng)時(shí)間、車(chē)身顏色、型號、發(fā)動(dòng)機號，以及車(chē)主詳細信息和保險、年檢、處罰等相關(guān)信息，為實(shí)現機動(dòng)車(chē)輛自動(dòng)識別、監測、檢查提供基礎，具體應用場(chǎng)景如下：
(1)交警按傳統手段查車(chē)，必須將機動(dòng)車(chē)輛叫停后，通過(guò)檢查駕駛員有關(guān)證件獲得機動(dòng)車(chē)信息。機動(dòng)車(chē)安裝射頻信息卡后，無(wú)論車(chē)輛處于何種狀態(tài)，交警通過(guò)手持采集器可快速獲取車(chē)輛全部信息，快速發(fā)現可疑車(chē)輛。
(2)交通道口監控。機動(dòng)車(chē)信息識別及監測系統在城市交通中的應用主要包括：機動(dòng)車(chē)信息自動(dòng)識別和嫌疑車(chē)輛跟蹤；機動(dòng)車(chē)流量自動(dòng)監測、統計、分析與交通指揮、交通疏導；違章、肇事逃逸和嫌疑車(chē)輛自動(dòng)報警。系統具有實(shí)時(shí)檢查、無(wú)人值守、全天候作業(yè)、自動(dòng)報警等特點(diǎn)，適合在高速公路同重要干道上以及城市各路口處使用。
(3)交通誘導。在車(chē)流量自動(dòng)監測的基礎上，可進(jìn)行道口紅綠燈自動(dòng)控制，例如東西向行駛的車(chē)輛較南北向多，擁堵較厲害時(shí)，可延長(cháng)東西向綠燈開(kāi)啟時(shí)間，反之亦然；還可以在擁堵嚴重的交通道口周?chē)渴痣娮语@示屏和電子引導標志牌，及時(shí)播報路況信息，合理分流機動(dòng)車(chē)。
(4)停車(chē)行車(chē)收費和車(chē)輛出入控制。由于機動(dòng)車(chē)射頻信息卡由交管部門(mén)統一發(fā)放，在全市、全省甚至全國范圍內通用，各高速公路收費站、公共停車(chē)場(chǎng)、居民小區、企事業(yè)單位無(wú)需再重復發(fā)放機動(dòng)車(chē)信息卡即可建設自動(dòng)收費和車(chē)輛管理、出入控制系統，改變了以往各自為政建設管理系統，而互不兼容、維護困難的狀況，有效實(shí)現資源和信息共享，節約社會(huì )資源。車(chē)輛出入控制系統可與交管部門(mén)的機動(dòng)車(chē)信息識別及監測系統聯(lián)網(wǎng)，發(fā)現可疑車(chē)輛及時(shí)上報，使得嫌疑車(chē)輛無(wú)處藏身。
(5)城市公共交通調度管理。根據車(chē)流量自動(dòng)監測結果，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，根據分析結果安排車(chē)輛行駛路線(xiàn)、出車(chē)時(shí)間，充分利用交通資源可提高車(chē)輛的使用率。在公交車(chē)站安裝公交車(chē)輛信息固定采集器，可實(shí)現公交車(chē)進(jìn)出站自動(dòng)臨測，使公交調度系統準確掌握公交停車(chē)場(chǎng)公交車(chē)進(jìn)出實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。通過(guò)實(shí)施該系統可有效提高公交車(chē)的管理水平，對采集的數據利用計算機進(jìn)行研究分析，可以掌握車(chē)輛運行規律，實(shí)現公交車(chē)輛的智能管理，提升城市形象。機動(dòng)車(chē)射頻信息卡與全球衛星定位系統等技術(shù)相比具有安裝方便、適應性強、成本低、車(chē)輛無(wú)需改造等特點(diǎn)。

4 結束語(yǔ)
現代化的機動(dòng)車(chē)輛監測與管理、道路交通及城市交通綜合信息管理與指揮系統，是建立在大最的機動(dòng)車(chē)輛和道路、城市交通信息反饋的基礎上。因此，建立統一完善的機動(dòng)車(chē)輛和道路、城市交通管理信息系統是實(shí)現現代化交通管理與指揮的前提。充分利用射頻信息卡這一高實(shí)用性技術(shù)，為建立機動(dòng)車(chē)物聯(lián)網(wǎng)、建設現代化的智能交通系統創(chuàng )造有利條件。