基于RFID技術(shù)的城市機動(dòng)車(chē)監管系統方案

1.概述

作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據，識別工作無(wú)須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。由于RFID技術(shù)可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)操作多個(gè)標簽，具有非接觸性、識讀距離遠、環(huán)境適應性強、可存儲攜帶較多的信息、高速批量識讀的特點(diǎn)，被認為本世紀十大技術(shù)趨勢之一。

RFID技術(shù)當前已在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的生產(chǎn)管理與控制、交通管理、公共安全、現代物流與供應鏈管理、軍事裝備可視化、防偽與資產(chǎn)管理、重大賽事與活動(dòng)等領(lǐng)域得到了較好的應用。

RFID作為一種新興的自動(dòng)識別技術(shù)，在當今得到了快速的發(fā)展，由其組成的RFID應用系統可以具有自動(dòng)識別、遠距離檢測及可視化等功能，將其應用在移動(dòng)車(chē)輛的自動(dòng)識別與管理方面，可將城市車(chē)輛通過(guò)RFID等信息采集傳感設備與網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)，實(shí)現車(chē)輛智能化識別和管理的網(wǎng)絡(luò )，構建“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”管理平臺，提供城市車(chē)輛監督與管理相關(guān)的服務(wù)功能，有廣闊應用前景。

2.RFID技術(shù)在國內智能交通領(lǐng)域應用現狀

由于RFID系統的特性，其已成為智能交通領(lǐng)域重要應用技術(shù)之一，正逐步與傳統智能交通技術(shù)融合，并得到較好應用。其應用包括：智能停車(chē)場(chǎng)管理、車(chē)輛智能交通管理、車(chē)輛調度管理、港口碼頭車(chē)輛管理、車(chē)輛智能稱(chēng)重管理、智能公交管理、非法車(chē)輛稽查管理、海關(guān)車(chē)輛通關(guān)管理、機動(dòng)車(chē)尾氣排放控制管理等。

隨著(zhù)RFID芯片技術(shù)及工藝的發(fā)展，靈敏度不斷提高，使得粘貼在車(chē)內前擋風(fēng)玻璃上的標簽作為RFID電子車(chē)牌可靠信息源成為可能，并且與之相適配的RFID識讀器內核技術(shù)的不斷升級，整個(gè)RFID前端信息采集系統性能大幅提高。當車(chē)輛移動(dòng)速度達到120km時(shí)，對RFID電子車(chē)牌的讀寫(xiě)成為可能，使得無(wú)源RFID技術(shù)在城市內交通監管成為現實(shí)，大大降低了RFID電子車(chē)牌與RFID系統成本。

目前，國內已有部分城市在機動(dòng)車(chē)尾氣排放控制環(huán)保管理、路橋收費管理、城市車(chē)輛緝查的智能化管理方面取得了較好的應用，在提高道路車(chē)輛通行效率、減少車(chē)輛違法及違規現象、治理機動(dòng)車(chē)尾氣排放等方面取得Intelligent Building City Information 2010 5 No.162 25了良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。

但在應用推廣中也存在一些問(wèn)題，集中體現在以下兩方面：

（1）RFID電子標簽內的數據及RFID系統的數據安全與保密問(wèn)題，其將直接影響整個(gè)系統的可靠與真實(shí)性，以及對運營(yíng)數據的保護問(wèn)題。
（2）合理定義應用，搭建多領(lǐng)域應用平臺，使得“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”為運營(yíng)提供高效管理與服務(wù)。

3.RFID系統的數據安全與保密

除了后臺應用系統的數據存儲、傳輸安全外，整個(gè)RFID系統的安全還應重點(diǎn)考慮以下四方面的問(wèn)題：

（1）作為電子車(chē)牌的RFID電子標簽芯片的數據安全。
（2）RFID電子標簽的加密與授權。
（3）RFID讀寫(xiě)設備的加密與授權。
（4）RFID讀寫(xiě)設備對RFID電子標簽的合法性驗證。

對于RFID電子標簽芯片的數據安全來(lái)說(shuō)，需要綜合考慮EPC區、TID區、USER區、Reserved區的分工及操作功能，通過(guò)密鑰管理系統生成的密鑰及加密算法對存入標簽的數據進(jìn)行數字簽名，以及生成訪(fǎng)問(wèn)車(chē)輛電子標簽的訪(fǎng)問(wèn)密碼，分散因子根據定義可以采用如EPC、TID區的數據，根據標簽芯片的型號不同決定TID是否由廠(chǎng)家定制。

對于RFID讀寫(xiě)設備、RFID電子標簽的加密與授權，以及前者對后者合法性的驗證，需要建立密鑰管理系統，并發(fā)行安全認證密鑰卡來(lái)進(jìn)行保障，可以建立不同密鑰的版本，并根據不同功能或應用定義不同應用類(lèi)型的密鑰。

4.基于RFID技術(shù)的城市機動(dòng)車(chē)監管系統方案

根據當前的現狀及存在的問(wèn)題，筆者認為基于RFID技術(shù)的城市機動(dòng)車(chē)監管系統的總體目標應是“多點(diǎn)快速非接觸采集數據、實(shí)現安全的數據存儲與交換、構建一個(gè)平臺、建立系統標準與規范、綜合多領(lǐng)域應用，有效實(shí)現機動(dòng)車(chē)綜合監管”。

機動(dòng)車(chē)監管系統往往是區域性、跨行業(yè)、多技術(shù)型的應用平臺系統。因此，在架構設計上將充分考慮到數據傳送的速度，數據的質(zhì)量、安全、整體業(yè)務(wù)流程的合理、各個(gè)環(huán)節接口規范性和擴展性以及整個(gè)系統的可靠性和容錯性。此外，不管由于網(wǎng)絡(luò )的原因還是系統服務(wù)器的原因，系統都應該具有緊急應變的能力。

系統應形成從上牌、檢測、維護、使用、違章處理、報廢等全過(guò)程、全生命周期的管理，通過(guò)對車(chē)證照的電子化管理，完善車(chē)輛資料庫。電子標簽作為電子車(chē)牌證照粘貼在機動(dòng)車(chē)上，電子標簽內部存儲車(chē)輛監管的綜合信息，通過(guò)RFID硬件監管設備，分析識別問(wèn)題車(chē)輛，實(shí)現一點(diǎn)上發(fā)現問(wèn)題，全網(wǎng)進(jìn)行監控，有效預防、打擊犯罪；通過(guò)RFID監管平臺，使用新方法、新手段，解決行政管理工作中的交叉點(diǎn)和空白點(diǎn)，實(shí)現對機動(dòng)車(chē)執法的整體性、統一性、和諧性，使得管理從粗放型的管理走向綜合型管理，使得服務(wù)從單一領(lǐng)域到跨領(lǐng)域。

（1）系統網(wǎng)絡(luò )結構

從硬件設備的部署來(lái)看，首先建立統一的數據中心，對數據進(jìn)行匯總、分析、處理、分發(fā)，支持各業(yè)務(wù)子系統的日常運行，針對應用的不同，設置業(yè)務(wù)應用服務(wù)器、接口服務(wù)器、中間件服務(wù)器、Web服務(wù)器等，對系統的負載進(jìn)行有效均衡，并通過(guò)防火墻等手段對設備的訪(fǎng)問(wèn)安全予以保障。

末端節點(diǎn)的稽查設備采用移動(dòng)和固定相結合的方式，固定稽查設備部署在城市道路、高速出入口、檢查站等場(chǎng)所，結合移動(dòng)稽查手段形成城市動(dòng)態(tài)網(wǎng)狀機動(dòng)車(chē)監管系統。圖1所示。

機動(dòng)車(chē)監管采用固定為主，移動(dòng)為輔的原則。在固定地點(diǎn)如，城市干道的出入口、繁華地點(diǎn)路段、機關(guān)、市委市府所在地等地點(diǎn)部署固定稽查設備，同時(shí)，采用移動(dòng)稽查方式（車(chē)載、手持）作為機動(dòng)稽查手段，從而實(shí)現機動(dòng)車(chē)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測，對違規、違法車(chē)輛實(shí)現即時(shí)快速發(fā)現，有效控制并追蹤其行動(dòng)路線(xiàn)、及時(shí)攔截執法。

（2）系統組成

系統通過(guò)移動(dòng)、固定、手持稽查設備以及攝像頭等完成數據采集，將動(dòng)態(tài)圖像識別技術(shù)和RFID射頻識別技術(shù)融于一體，采用對物理車(chē)牌、車(chē)輛特征進(jìn)行圖像識別和對RFID電子標簽遠距離無(wú)線(xiàn)射頻識別的“雙電子眼”識別技術(shù)，形成車(chē)輛監管信息數據庫中的基礎監管信息數據。

監管平臺管理系統由證照管理、交通信息管理、公共信息管理以及機動(dòng)車(chē)稽查監管等子系統組成，完成平臺系統與用戶(hù)的交互，系統管理維護，車(chē)輛監查等功能。中間件服務(wù)器是系統核心組件，在其統一調度、協(xié)調下，完成計費、結算、流量統計、車(chē)輛稽查等諸多應用功能。平臺系統通過(guò)安全網(wǎng)關(guān)實(shí)現與外部第三方接口的連接，例如環(huán)保、收費管理、呼叫中心、指揮調度以及保險、稅務(wù)、公安等應用，如圖2所示。

另外，系統應能自動(dòng)鑒別下述車(chē)輛：盜搶、走私車(chē)輛，假、套牌車(chē)輛，違章未繳罰款車(chē)輛，肇事逃逸車(chē)輛，報廢車(chē)輛，逾期未年檢車(chē)輛，欠費、欠稅車(chē)輛，未買(mǎi)強制第三者責任險車(chē)輛，無(wú)牌車(chē)輛，未經(jīng)服務(wù)資格認證的司機駕駛的車(chē)輛。

在政府的大力推導下，RFID技術(shù)在我國眾多應用領(lǐng)域有了蓬勃的發(fā)展。RFID技術(shù)在城市機動(dòng)車(chē)監管中，不僅解決了傳統智能佳通技術(shù)的一些應用缺陷，如不能識別假車(chē)牌等，而且使“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”成為可能，為智慧的城市交通管理服務(wù)，應用前景光明。