基于RFID 電子車牌的特種車輛監管系統研究

王 昆

(蘇交科集團股份有限公司 智能交通設計研究所，南京 210017)

0 引言

在城市交通管理中， 特種車輛進出城的管理對于城市交通管理具有極其重要的作用[1]。由于現狀特種車輛的日常運營依靠音頻通話及人工手動簽單等模式， 監控效率低， 準確性差， 造成特種車輛通行過程中常常遇到阻礙。 因此， 開展基于電子車牌的特種車輛監管系統的研究，對提高城市交通的運營效率具有重要意義。

1 電子車牌車輛定位監管技術

電子車牌由國家公安部制定并予以推廣， 是用于全國車輛真實身份識別的一套完整的系統。 由公安部交通管理局統一標準，統一推行，統一管理，與汽車車輛號牌并存，并且設計法律效力等同于車輛號牌[2]。

電子車牌的技術實現主要基于物聯網超高頻無源射頻識別(UHF RFID)技術，將車牌號碼等信息存儲在射頻標簽中，能夠自動、非接觸、不停車地完成車輛的識別和監控，是物聯網射頻識別技術在智慧交通領域的延伸。電子車牌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、動態采集，依托于公安部無錫科研所“基于RFID 技術的機動車管控服務平臺”應用示范項目，提供對車輛的精準化、智能化管理、 路網動態分配和異常事件智能報警等實戰功能，實現公安交管體系在更大范圍、更深層次的延伸、拓展，提高在城市交通管控能力。

近年來，部分科研機構、高新技術公司利用電子車牌技術來解決車輛身份識別問題。 各大科技企業都躋身車輛身份識別系統的研究，并發布了相關的產品[3]。 在國家層面，2017 年12 月29 日， 國家標準管理委員會正式發布電子車牌(汽車電子標識)系列國家標準，并確定該系列標準將于2018 年7 月1 日起開始實施[4-9]。

隨著電子信息技術的發展，出現了為油罐車、?；愤\輸車、120 急救車等車輛開發的監控管理調度平臺，自90 年代初，各國陸續針對涉及特種運輸車輛監管方面的研究，建立了特種車輛監管平臺，監控中心可以實時掌握特種車輛狀態，迅速下達調度命令。日本、加拿大等國家，也很重視特種車輛監管問題，并出臺了相應的規范。

目前， 車輛定位監管一般使用GPS 或北斗定位技術[10]。 從應用來看，大多使用GPS 定位、車輛行駛記錄儀兩種技術，未能實現城市重點區域內車輛預警、研判功能，不能有效提高交警、運管等部門綜合處理各種信息的能力。 隨著移動互聯網、大數據等新技術的發展，利用電子車牌、超高頻閱讀器等技術，為?；返忍胤N車輛監管提供支撐，建立智能化的大數據監管平臺，將有效減少城市重點區域內，危化品車輛的安全隱患。 本文基于電子車牌的檢測技術， 監控特種車輛在城市主城區的進出過程，為交管部門提供基礎數據支持，優化城市交通。

2 特種車輛管控系統總體架構

管控系統總體按照信源層、 網絡傳輸層、 數據平臺層、服務支撐層和應用層架構設計方案，車輛管控的流程如圖1 所示。

信源層為電子車牌標簽， 信息采集系統采集車輛過車信息、視頻圖像信息、公安交管部門的交警業務信息及社會面的信息等。 網絡傳輸層主要是指前端信源層的數據傳輸至數據層，他們之間交換信息的公安網、視頻圖像專網、社會專網、互聯網等網絡鏈路層以及內外網安全接入平臺等。 數據平臺層是采用大數據平臺和傳統關系型數據庫構建的數據倉庫和數據集市， 還包括數據匯聚工具、數據分析、數據治理、數據挖掘等。服務支撐層是在支撐層的基礎上為應用業務系統提供服務、接口、任務調度及運維等方面的支撐。 應用層主要體現與平臺相配套的應用系統的建設， 主要包括設備管理系統、 車輛管理系統、通行證管理等應用系統。 對車輛通行信息進行處理，并進行可視化展示及告知和警示。

圖1 車輛管控流程

電子車牌系統由電子車牌標簽、天線、讀寫設備、傳輸網絡、服務器系統、數據存儲系統、發卡系統及后臺應用系統組成。 電子車牌系統的結構如圖2 所示。

3 車輛管控系統建設方案

圖2 系統結構圖

泰州市實施智慧交通建設，是響應“智慧城市”發展戰略號召，保障城市交通暢通與安全，推動城市管理在交通方面創新應用，實現交通出行高效、智能、綠色的重要舉措，有效提升城市道路交通綜合服務能力。結合泰州市海陵區內路網和交通現狀，建立電子車牌圍欄系統。選擇泰州市海陵區主城區路網，作為電子車牌建設范圍，項目現場見圖3。

圖3 泰州城區現場調研圖片

圍繞海陵主城區邊界交叉口設置電子車牌系統，結合電子警察桿件安裝于特定路口的特定方向， 實現邊界的無盲點監控。部分無電子警察或智能卡口的點位，新立桿件安裝電子車牌系統的同時安裝公路智能車輛記錄監測系統。實現對特種車輛的動態管控，構建城區特種車輛管控區，實現被管控車輛誘導、限行和報警等功能。 泰州市海陵區主城區邊界如圖4 所示。

圖4 泰州市海陵區主城區范圍

根據電子車牌系統目前城市應用狀況， 結合泰州市交通管控現狀，實現特種車輛的管控需求?；谲囕v通行信息對通行車輛，包括執勤車輛、客運車輛、?；愤\輸車輛等進行監管和提醒。按區域、按道路等方式顯示各類特種車輛通行數量和通行頻次， 并通過熱力圖等方式在地圖上進行展現。同時，根據時間維度分析各類特種車輛通行規律，掌握各時段內特種車輛通行情況。

4 應用實例

選擇泰州市禁區各入口為研究對象， 通過電子車牌采集的數據與人工采集的數據對比， 分析本文系統的可靠性。泰州市海陵區邊界交叉口基本數據如表1 所示，通過調查和分析各交叉口的現狀運行狀況， 計算系統的車輛監管能力和識別能力。

表1 調查交叉口基本數據

現以迎賓路與金馬路交叉口為例， 說明特種車輛管控系統的監控流程。該交叉口為十字交叉口，現已安裝電子警察，主線雙向6 車道，支線雙向4 車道，通過在該路口添加電子車牌系統， 可以檢測到進出主城區邊界的車輛。 在通行高峰期(16∶00-19∶00)對該交叉口進行人工調查， 并通過電子車牌系統調出與人工調查時間相同的車輛行駛數據，然后對特種車輛的到達數進行統計分析，以人工檢測結果為基準，結果如表2 所示。

表2 迎賓路與金馬路交叉口車輛出入城情況

在表2 中可以看出， 通過本文方法得到的車輛識別率都處于合理范圍，由此可知，文中提供的方法能夠準確確定車輛的進出城需求，為城市交通管理提供數據基礎。

5 結束語

電子車牌具有安裝方便、數據采集靈敏度高、精度高等優點， 通過本文方法得到的車輛識別率誤差率約3.59%，將有效的解決危險品、120 車輛、消防車輛等的身份識別、監控、告警等主要問題，有助于減少安全隱患，促進廣大人民群眾出行安全，預防和減少道路交通事故，提高城市綜合管理水平。

本文主要針對泰州海陵區主城區邊界范圍的電子車牌，后續方案中將加入海陵區內部主要交叉口，并通過分析城市其他交通影響因素， 進一步探討電子車牌系統在城市交通管理中的應用方向。