無線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identificati，RFID)是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取數(shù)據(jù)信息，識(shí)別無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)對(duì)象，操作快捷方便。RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(Tag)、閱讀器(Reader)、天線(Antenna)三大部分組成。RFID技術(shù)具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離遠(yuǎn)、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用將為智能交通管理帶來革命性變化。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家在智能交通方面已開始推廣應(yīng)用RFID技術(shù)。隨著該技術(shù)的日趨成熟，開始逐步在國(guó)內(nèi)門禁管制、倉儲(chǔ)物流管理、航空行李分揀和智能交通管理自動(dòng)收費(fèi)等領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用。然而，對(duì)于智能 交通管理上的應(yīng)用還只是鳳毛麟角，只有幾家RFID業(yè)內(nèi)公司提出了各自的公路／車輛RFID管理系統(tǒng)方案，通過對(duì)車輛進(jìn)行非接觸式信息 采集處理，從而自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)管理車輛活動(dòng)，例如不停車收費(fèi)系統(tǒng)等。
本文論述的RFID智能 交通管理系統(tǒng)是基于對(duì)每輛合法注冊(cè)的機(jī)動(dòng)車輛加裝RFID電子標(biāo)簽(如將電子標(biāo)簽固封在車輛號(hào)牌中)，為這些車輛配發(fā)一張固定且唯一的“電子行駛證” ，再通過特定的閱讀器識(shí)別道路上行駛的各種車輛信息 ，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)車輛、交通流量和可疑車輛等方面實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的目的。同時(shí)可將該系統(tǒng)與銀行結(jié)算、路費(fèi)征稽、高速公路或各種停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)合起來，可實(shí)現(xiàn)電子錢包結(jié)算，不停車收費(fèi)，從而提高道路通行能力，保證交通安全。
一、基于RFID技術(shù)的智能 交通管理系統(tǒng)需求分析
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平日益提高，各種各樣的機(jī)動(dòng)車輛成為了人們生活和工作不可或缺的重要交通工具。然而，隨著道路上交通流的不斷增加，交通狀況日趨繁雜，交通違章、交通事故和交通阻塞等現(xiàn)象的頻頻發(fā)生，不但給人們的出行帶來種種不便，同時(shí)也給道路交通安全管理帶來了諸多困擾。如何建立一套行之有效的交通管理系統(tǒng)，已成為今天交通管理者最關(guān)心的課題。智能 交通管理系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，單獨(dú)從道路或車輛的角度來考慮，很難解決交通問題，必須把車輛和道路綜合起來全盤考慮。在這樣的需求背景下，借鑒美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)了RFID技術(shù)，并與信息技術(shù)、電子通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的監(jiān)管交通情況，及時(shí)發(fā)布交通誘導(dǎo)信息 ，疏導(dǎo)交通，以達(dá)到強(qiáng)化交通指揮，有效提高道路使用率的目的。
二、RFID智能 交通管理系統(tǒng)工作原理及框架
RFID智能 交通管理系統(tǒng)的工作原理很簡(jiǎn)單，在系統(tǒng)工作過程中，閱讀器(Reader)首先通過天線發(fā)送加密數(shù)據(jù)載波信號(hào)到機(jī)動(dòng)車上固化的電子標(biāo)簽(TAG)也就是所謂的應(yīng)答器(Transponder)，應(yīng)答器的工作電路被激活，之后再將載有車輛信息 的加密載波信號(hào)發(fā)射出去，此時(shí)閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理，完成預(yù)設(shè)的系統(tǒng)功能和自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)化 管理。閱讀器和應(yīng)答器的工作原理和過程參見右圖。
在RFID智能 交通管理系統(tǒng)中，對(duì)每輛合法注冊(cè)的機(jī)動(dòng)車輛加裝RFID電子標(biāo)簽，標(biāo)簽可安裝在汽車內(nèi)部的儀表盤或固封在車輛號(hào)牌中。閱讀器的安裝可在主干道上每1至5公里設(shè)置一組(天線設(shè)置于門架、閱讀器設(shè)置于路側(cè))，或直接安裝在各個(gè)高速公路收費(fèi)車道內(nèi)及交通流量大的路口，當(dāng)車輛通過時(shí)，閱讀器經(jīng)天線讀得通過車輛的ID及經(jīng)過時(shí)間值等，然后通過光纖、移動(dòng) GSM網(wǎng)的GPRS方式或短信通信方式傳輸?shù)叫畔⒅行摹Ｓ珊蠖擞?jì)算機(jī)收集及統(tǒng)計(jì)相關(guān)車輛和車流動(dòng)態(tài)信息，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理后，可作為交通疏導(dǎo)決策的依據(jù)，并實(shí)時(shí)調(diào)整該路段信號(hào)燈或可變標(biāo)志，對(duì)外發(fā)布相關(guān)交通信息。另外，在各路段閱讀器收集到的交通流信息，除用于提供實(shí)時(shí)路況信息 外，還作為歷史數(shù)據(jù)保存于數(shù)據(jù)庫內(nèi)，以便日后作為交通道路規(guī)劃的依據(jù)。
三、RFID智能 交通管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
1、在機(jī)動(dòng)車輛證照管理業(yè)務(wù)上的應(yīng)用
到目前為止，國(guó)內(nèi)道路交通管理上應(yīng)用最為廣泛的還是電子攝像監(jiān)管技術(shù)，也就是大家都熟識(shí)的“電子眼”。它可為道路交通管理提供可視圖像和大量交通管理實(shí)時(shí)信息 。缺點(diǎn)是容易受地形、建筑物、大型車輛及其他障礙物遮擋；受天氣(如雨霧等)能見度和夜間照度等因素影響，可靠度相對(duì)較低。據(jù)相關(guān)調(diào)查，社會(huì)上部分駕駛員為了躲避“電子眼”的監(jiān)管，故意遮擋、污損、涂抹機(jī)動(dòng)車輛號(hào)牌，甚至出現(xiàn)了“克隆車”等嚴(yán)重違章、違法的行為，嚴(yán)重干擾了道路交通秩序，危害了人民群眾的生命安全。
RFID技術(shù)的應(yīng)用正好解決了這一難題，以下是兩個(gè)成功的案例。
IT時(shí)報(bào) 2008年l2月4日?qǐng)?bào)道：今年l0月底，廣州東莞首批安裝了“電子身份證”的150輛出租車正式投入運(yùn)營(yíng)。CS．Phonto1．com要辨別眼前駛過來的那輛出租車是否“黑車，交通稽查人員只要設(shè)置好路障，等車輛減速通過時(shí)手持讀卡器“叮”地一聲掃描，車輛的“底細(xì)”就能摸得一清二楚。如果手持讀卡器上顯示不出資料，稽查人員就可截停該車進(jìn)行檢查，以判斷是電子標(biāo)簽壞了還是“克隆車”。另外，由于“電子身份證中記錄了車輛的車號(hào)、營(yíng)運(yùn)公司、車型等資料，相關(guān)部門可以實(shí)時(shí)監(jiān)控營(yíng)運(yùn)車輛是否按規(guī)定線路、站點(diǎn)行駛。“四川在線網(wǎng)站在2008年12月12日?qǐng)?bào)道：成都市區(qū)每輛合法的出租車在尾部都會(huì)安裝有一個(gè)“電子密標(biāo)，這張“身份證”里包含了車牌號(hào)、所屬公司、顏色、有無違章記錄等唯一的車輛信息 ，執(zhí)法人員只需用專用檢查設(shè)備對(duì)著車尾一掃，或裝有雷達(dá)的移動(dòng) 檢查車靠近行駛，沒有顯示信息或顯示錯(cuò)誤信息 的克隆車便會(huì)立即現(xiàn)出原形。可見，RFID技術(shù)的應(yīng)用，使車輛證照的稽核工作變得十分安全、簡(jiǎn)便，從而大大提高了執(zhí)法效率。
2、在交通流檢測(cè)及交通違章取證上的應(yīng)用
目前，常用的道路車流檢測(cè)一般為線圈車輛檢測(cè)器和視頻車輛檢測(cè)器。線圈地下埋置技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，易于掌握，計(jì)數(shù)精確度較高；缺點(diǎn)是安裝過程對(duì)可靠性和壽命影響較大，維護(hù)或安裝時(shí)會(huì)中斷交通并且會(huì)影響路面壽命，易被重型車輛、路面修理等損壞。視頻車檢技術(shù)是最近發(fā)展起來的一種車流檢測(cè)技術(shù)，在進(jìn)行路面維修時(shí)一般不影響它的使用，但車流的檢測(cè)精度，以及其較高的故障率，限制了其大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
經(jīng)過國(guó)內(nèi)某些省份的測(cè)試，RFID智能 交通管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)~U3oo千比特每秒，標(biāo)簽移動(dòng) 速度(車速)可以達(dá)到300公里／小時(shí)。因此，RFID技術(shù)為道路交通流檢測(cè)提供了一種可行方案。在交通流檢測(cè)、分車型、確定道路暢通情況等道路監(jiān)管上提供了較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)，通過在關(guān)鍵路口設(shè)置閱讀器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛沖紅燈或禁令的違章取證。這些應(yīng)用，既滿足了道路交通管理者對(duì)道路交通情況的實(shí)時(shí)監(jiān)管需求，又大大減少了設(shè)備建設(shè)的初期投入，以及有效降低了設(shè)備日常維護(hù)成本。
3、在交通意外救援和特殊車輛監(jiān)控卜的應(yīng)用
通過在在主干道上、各高速公路出入口及交叉路口，設(shè)立RFID信息采集點(diǎn)，當(dāng)車輛通過時(shí)，閱讀器得到通過車輛的ID及經(jīng)過時(shí)間，形成記錄，這樣便可以準(zhǔn)確知道車輛的行駛路線，及大概位置。一旦車輛發(fā)生突發(fā)意外，需緊急救援，而又不能描述具體事發(fā)地點(diǎn)時(shí)，交通管理部門可迅速根據(jù)事主提供的車牌及事發(fā)時(shí)間等線索，搜索該時(shí)段內(nèi)發(fā)生意外車輛的相關(guān)行駛信息 ，確定大致事發(fā)地點(diǎn)，以方便救援隊(duì)伍及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施救援，減少意外造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失。
另外，根據(jù)各RFID信息采集點(diǎn)收集上來的車輛通過信息 ，大大方便了交通事故逃逸車輛的排查和跟蹤工作，同時(shí)，也為其他需跟蹤或“關(guān)注”的可疑或“特殊”車輛的監(jiān)控工作提供了便利。
4、RFID在不停車收費(fèi)中的應(yīng)用
RFID在路費(fèi)征稽、高速公路或各種停車場(chǎng)收費(fèi)中的應(yīng)用體現(xiàn)為不停車收費(fèi)。利用RFID技術(shù)，通過與銀行帳戶的捆綁，可實(shí)現(xiàn)電子錢包結(jié)算，不停車收費(fèi)，這樣可以最大限度地緩解收費(fèi)站、停車場(chǎng)出口等因收費(fèi)效率低而引起的交通堵塞，提高收費(fèi)車道的通行能力，減少車輛在收費(fèi)口等待時(shí)不必要的燃油消耗，降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放，減輕車輛對(duì)環(huán)境的污染程度，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)是RFID技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。將閱讀器天線架設(shè)在距收費(fèi)口約50-100米的道路上方。當(dāng)車輛經(jīng)過天線時(shí)，車上的電子標(biāo)簽被頭頂上天線喚醒，發(fā)射出車輛ID信息，如發(fā)卡商(發(fā)卡銀行)編號(hào)、車牌號(hào)、車類參數(shù)、電子標(biāo)簽號(hào)等標(biāo)識(shí)信息，閱讀器接受到信息后，傳送至車道控制器(后臺(tái)計(jì)算機(jī))，對(duì)進(jìn)入收費(fèi)車道的車輛進(jìn)行電子標(biāo)簽的合法性校驗(yàn)，分析出車輛的相關(guān)信息 ，并進(jìn)行通行費(fèi)用計(jì)算和自動(dòng)扣費(fèi)，最后用指示燈及蜂鳴器告訴司機(jī)收費(fèi)是否完成，不用停車就可通過。1996年、佛山市政府安裝了RFID系統(tǒng)用于自動(dòng)收取路橋費(fèi)以提高車輛通過率，緩解公路瓶頸。車輛可以在250公里的時(shí)速下用少于0．5毫秒的時(shí)間被識(shí)別， 并且正確率達(dá)99．95％。
四、結(jié)束語
與傳統(tǒng)的交通監(jiān)管數(shù)據(jù)采集方式相比較，RFID智能 交通監(jiān)管技術(shù)具有及時(shí)、準(zhǔn)確的信息識(shí)別和采集優(yōu)勢(shì)。同時(shí)具有系統(tǒng)建設(shè)投資價(jià)格低廉，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)時(shí)交通信息 采集市場(chǎng)發(fā)展空間巨大，資深分析師DanBenjamin表示，交通數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)市場(chǎng) 非常可能被無線射頻技術(shù)所取代。相信隨著RFID技術(shù)的日漸成熟和日趨完善，RFID智能 交通管理系統(tǒng)可以給全球的生命健康與安全提供交通安全保障。
