汽車電子標識在智能交通行業(yè)的應用

一、 行業(yè)背景

隨著改革開放深入和社會經濟快速發(fā)展，我國正加速進入汽車社會階段。

據公安部交管局統(tǒng)計，截至2017年底，全國機動車保有量達3.08億輛，其中汽車2.14億輛，而機動車駕駛人3.8億人，其中汽車駕駛人超過3.4億人。

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

近些年來，各地公安機關為減少交通事故，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的公路卡口、闖紅燈抓拍和測速等交通技術監(jiān)控設備，強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、社會治安綜合管理的要求，汽車數字身份信息的有效信源缺失，迫切需要先進、成熟、高可靠的機動車電子身份識別技術用于社會管理和社會化服務需求。

為此，公安部、工信部和國家標準化委員會提出編制汽車電子標識國家標準，推動超高頻RFID芯片的國產化和產業(yè)化，規(guī)范和引領各地涉車RFID電子標識的應用。

回顧機動車電子標識國家標準的制定發(fā)展歷程，經歷過如下重要階段：公安部2014年完成國標征求意見稿，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試點城市。

2017年12月29日，在公安部、工信部、國標委的組織指導下，機動車電子標識標簽、讀寫器的國家標準正式發(fā)布，并計劃于2018年7月1日正式實施。

隨著國家標準的發(fā)布實施，汽車電子標識的全面普及推廣已進入倒計時，這將會為城市交通管理、公眾出行、車聯(lián)網等領域帶來深刻的變革。

二、 技術特點

汽車電子標識的技術實現主要基于物聯(lián)網超高頻無源射頻識別（UHF RIFD）技術，將車牌號碼、使用性質等信息存儲在射頻標簽中，可以作為車輛數字身份信息的有效信源。

是汽車的“二代電子身份證”，能夠實現自動、非接觸、不停車的車輛身份及資質讀取和監(jiān)控，是物聯(lián)網射頻識別技術在智慧交通領域的延伸。

汽車電子標識技術突破了原有交通信息采集技術的瓶頸，實現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。

汽車電子標識系統(tǒng)包含前端：電子標簽、讀寫器、讀寫器天線等，后端：數據處理中心各業(yè)務系統(tǒng)；以及其他的數據通信系統(tǒng)（交換機）等。其系統(tǒng)示意圖如圖1。

      圖1 汽車電子標識系統(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，標簽進入無線工作區(qū)域時產生感應電流，標簽獲得能量被激活;標簽將自身編碼、數據等信息通過卡內置鋁制天線發(fā)送出去。

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

主系統(tǒng)根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構動作。

汽車電子標識技術優(yōu)勢明顯，其優(yōu)勢特點包括：

(一) 不受環(huán)境干擾，精準感知

讀寫器對于標簽的識別準確率可以達到100%，識別率大于99.9%，與傳統(tǒng)的卡口抓拍，視頻識別技術相比，具有非常明顯的優(yōu)勢。據基于視頻圖片識別的準確性只能達到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)議的標簽最大是 512bits，一般256bits。是傳統(tǒng)的6C標準的5倍多。除了車輛的登記信息存儲外，擴展的用戶區(qū)可以寫入豐富的數據內容，為各行業(yè)的數據應用提供了條件。

(三) 一車一卡

標簽芯片標識符CID，具有全球唯一的特點，防克隆，防篡改。同時標簽材質采用陶瓷基板，PVC外殼保護，陶瓷基板內置天線，即拆即損，具備防拆、防轉移特性?？梢宰龅揭卉囈豢?。

(四) 多分區(qū)共享

標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)數據存儲上相互獨立，但應用上通過一定的權限控制可實現共享訪問，為公安、交通、環(huán)保、保險等行業(yè)提供應用。

(五) 無源免維護

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

(六) 環(huán)境適應性強

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

(七) 高速動態(tài)遠距離精準識讀，性能優(yōu)

汽車電子標識技術能夠實現車輛高速識別，識讀速度快，國標測試要求“汽車行駛速度小于等于150km/h時，固定讀寫器能準確識讀機動車電子標識芯片標識符和機動車登記信息區(qū)信息。

汽車行駛速度小于200km/h時，能夠準確識讀機動車電子標識中的芯片標識符”。有寫讀寫設備在60km/h以上也可以高速寫入。 且讀取距離遠，可以實現30m以上的遠距離讀取。

(八) 壽命長

國標要求數據保持時間須大于20年，可擦寫次數大于10萬次，標簽可長期使用，具有壽命長的顯著特點。

(九) 安全可靠保隱私

標簽內存儲的數據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的讀寫器才能對標簽的數據進行讀取，防非法識讀。數據信息的寫入采集須專門的授權機構完成。

三、 行業(yè)應用

大華股份作為以視頻為核心的智慧物聯(lián)網解決方案提供商和服務商，利用視頻、云計算、物聯(lián)網的核心技術優(yōu)勢，憑借安防領域多年的行業(yè)經驗積累，布局RFID、車聯(lián)網領域，已經具備了豐富的產品種類，形成了完善的解決方案體系。

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

大華股份基于汽車電子標識的智慧交通云方案，融合視頻、物聯(lián)網、大數據、云計算等先進技術，面向城市各行業(yè)提供涉車管理、涉車服務應用，開啟了汽車電子標識在智慧交通領域應用的新篇章，打造了多維的城市智慧交通新體系。

其方案系統(tǒng)架構圖如圖2所示，共分為外場感知層、傳輸接入層、平臺服務層、業(yè)務應用層共4個層次。

圖2 大華汽車電子標識方案架構圖

外場感知層：汽車電子標識外場識讀基站實時讀取車輛電子身份信息，融合傳統(tǒng)電警/卡口的數據完成數據采集；傳輸接入層：通過視頻專網、公安信息網、互聯(lián)網、無線網絡等完成數據的傳輸接入。

平臺服務層：主要提供對數據接入以及比對分析（電子車牌數據采集與卡口識別結構比對，相互校驗）、實時研判分析、數據統(tǒng)計分析、分布式數據檢索等服務級別的支持；

業(yè)務應用層：主要提供面向于各行業(yè)應用的功能服務，包括對重點車輛的通行證管理、布控車輛報警處理、疑似假牌、套牌、無牌車實時預警處理，區(qū)域限行限號、停車場門禁及收費管理、路橋擁堵收費、環(huán)保監(jiān)測等功能。

大華汽車電子標識解決方案可應用于公安交警、交通運輸、智慧停車、環(huán)保安監(jiān)保險、涉車服務消費等諸多領域，具體包括：

(一) 公安交警行業(yè)

1. 車輛動態(tài)管理

汽車電子標識技術是機動車信息的電子化手段，可以彌補現有的鐵皮號牌的不足之處，是現有采集和管理手段的有效補充。

能夠實現對于機動車的統(tǒng)一動態(tài)管理，特別適應于對于出租車/網約車、客車、貨車、?；愤\輸車、校車、渣土車等重點車輛的管理，可實時采集車輛過車數據，車輛軌跡，運行時間等信息，有效對車輛進行精準管控。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簽號牌信息與傳統(tǒng)視頻號牌信息對比，可實現假/套牌緝查、車牌防偽監(jiān)測。通過后端平臺系統(tǒng)，對假套牌、布控車輛可實現卡口監(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

各檢測點將采集到的車輛到達信息上傳至中心平臺，可實現對道路交通流量的實時監(jiān)測，根據不同路段等級、通行能力判定道路擁堵狀況，為中心指揮調度提供決策依據，對交通狀態(tài)實時發(fā)布，為百姓出行提供便利。

可按照早晚高峰時間、號牌種類對不同車輛進行限行管理，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

基于傳統(tǒng)的視頻檢測手段無法對車輛年檢、車輛保險等信息進行準確搜集。而電子車牌標簽內包含準確的相關信息，并支持更新寫入，大幅提高車輛年檢工作效率。系統(tǒng)可實現通過道路檢測點實時統(tǒng)計信息，對未年檢車輛進行報警、緝查。如圖6。

圖6   車輛年審檢驗

5. 特種車輛優(yōu)先通行

現有交通控制手段存在智能化程度不高，無法準確與車輛類型進行關聯(lián)控制的問題。貼裝有電子車牌的公交車、救護車、執(zhí)行公務的特殊車輛可經讀寫器前端快速精準識別，聯(lián)動信號控制系統(tǒng)，調整紅綠燈時間，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) 交通運輸行業(yè)

1. 重點車輛管控

檢測點位實時上傳每個車輛到達信息，系統(tǒng)通過運行時間、軌跡比對，對各車輛進行管理。實現車輛軌跡再現、闖禁行違法記錄、重點車輛運營時間、空間管理，實時監(jiān)控客車非法營運及?；份v車不按規(guī)定時間路線行駛等違法行為。如圖7。

圖7 重點車輛管控

2. 路橋收費

車輛進入或離開收費區(qū)時，通過電子車牌實時、快速、動態(tài)檢測車輛，車牌信息包含準確的車輛類型、核定載客、進入時間等，為不停車收費提供依據，中心平臺可實現收費自動記錄，自動扣費等功能。如圖8。

圖8 路橋收費

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實現公交車輛定位追蹤、公交站點預報、公交信號燈優(yōu)先、公交車道占道查處、公交信息發(fā)布、公交線網規(guī)劃、公交監(jiān)控調度等功能。大大提高了公交管理水平、服務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，可實現車輛身份自動準確識別、不停車進入、場內位置標記、系統(tǒng)自動計費等功能。提升用戶出入場體驗，可統(tǒng)一全國停車場管理，加強政府對停車場車輛的監(jiān)管力度。

可廣泛應用于小區(qū)、單位、學校、景區(qū)、海關碼頭保稅區(qū)、大型活動現場車輛出入口門禁及收費。如圖10。

圖10 智慧停車

(四) 環(huán)保行業(yè)

電子車牌標簽內具有準確的排量信息。通過統(tǒng)計路段一定時間內通過的的車輛數、行駛時間、排量信息，即可準確地計算路段中車輛尾氣排放總量，進行環(huán)境污染監(jiān)測，比傳統(tǒng)的統(tǒng)計結果更為準確。

環(huán)保部門還可對不滿足排放標準的車輛上路限行等違法行為進行查處罰款，并根據城市道路擁堵情況收取車輛擁堵費用，對于環(huán)保標志進行電子化管理。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，經路面基站獲取過車信息后，相關部門能夠實時對車輛位置、軌跡進行監(jiān)控，可對危險駕駛、闖禁等報警處置，相關許可證、運輸?；沸畔崿F電子化數字化。

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

圖12 安監(jiān)行業(yè)

(六) 金融保險行業(yè)

電子車牌標簽內除了車輛登記信息的數據外，還可以寫入二手車買賣記錄、機動車保險信息、車輛是否抵押，貸款情況等信息，這些數據信息可方便金融保險行業(yè)對涉車的相關業(yè)務進行過程記錄監(jiān)管，有效打擊騙保、騙車、騙貸等行為。

(七) 4S店、洗車、加油等涉車服務應用

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，能夠成為車輛相關消費的支付手段，實現無感知的快速安全支付，提升用戶的支付體驗。

同時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、加油記錄，可對消費過程進行監(jiān)督，可以綁定積分優(yōu)惠政策，提升商家與用戶的粘性。根據用戶消費習慣，推送通知廣告信息給用戶，促進消費。