交通信息化建設RFID技術應用分析

鄧梅華、陳鵬

（1.江西慧通科技發展有限責任公司，江西南昌330000；2.江西方興科技有限公司，江西南昌330000）

0 引言

在交通信息化建設的過程中，對于數據的儲存以及數據的運用有著很高的要求。通過RFID 技術的應用能夠在滿足交通信息化建設要求的基礎上，提高交通信息功能的應用水平。所以對該技術的應用方式進行分析，對交通信息化建設工作的開展有促進作用。

1 RFID 技術的內涵及組成

RFID 是現代科學技術的產物，屬于自動識別技術類型，與接觸識別相比，有著非常高的優越性，主要應用射頻識別、無線射頻識別方面的技術，利用中介存在的無線電信號可以識別某些特定的目標，然后經過特定目標的數據處理與讀寫，只需要通過無線電信號就可以滿足自動識別的工作需要，并不需要通過機械或者光學接觸。RFID 技術是利用無線射頻技術識別物體中的標簽，把識別后的信息傳輸到閱讀器內，標簽和閱讀器是利用無線射頻信號進行連接，閱讀器獲取相關信息進行解碼處理，然后傳輸到計算機內。RFID 系統包含讀寫器、應答器、射頻標簽等，各個結構部分都有著獨特的特點：讀寫器的作用是進行數據傳送、接收以及處理；應答器是數據的載體結構，將其直接設置到被識別的物體表面，主要組成結構是芯片、天線；射頻標簽的組成部分為調制與解調模塊，應用相關數據信息將其作為信道進行傳輸處理，然后把調制的無限波實現發射和傳播利用。解調反作用到調制上，讀寫器是整個系統的核心部件，作用非常重要，包含接收機、發射機的部分[1]。

2 RFID 系統工作原理

一般來說，RFID 的系統內關鍵性的部分就是讀寫器、RFID 卡，其中讀寫器是計算機的終端設備，可以實現RFID 卡信息的讀取與存儲方面的工作，包含控制、通信、天線等結構部分。而RFID 卡則是無源應答器，內部的主要結構就是芯片、外接天線部分，芯片內有前端、邏輯控制、存儲器等部分構成，有些則會將天線設置到電路內。

3 以RFID 技術作為基礎進行交通信息采集處理

通過射頻卡的應用，可以實現交通信息的穩定采集，系統由下述幾個方面組成：RFID 讀寫器進行網絡的優化、車輛信息采集、交通信息中心等。在系統內分別設置了出租車、公交車等信息，作為交通信息的采集單元部分。通信系統是由光纖、電纜等組合形成的網絡化系統，在控制中心中，可以進行RFID 讀寫器的全面采集與回傳處理，可以進行信息的定時采集工作，隨時進行車輛信息的監控，了解行駛路段的信息和行程資料，利用信息化系統完成網絡化的預測和分析處理，可以給交通誘導的順利進行提供條件[2]，其主要包括三個方面：

3.1 優化分布RFID 讀寫器

首先是根據需要進行城市內部區域內拓撲網絡的構建，然后實現全面化的交通信息的調查和分析，包含城市內部各個道路路口，實現多個因素的分析和掌握，并且在關鍵性的位置上設置必要的RFID 讀寫器裝置，可以達到系統采集信息的需要。

3.2 實時采集數據

將RFID 讀寫器能夠掌握的定點瞬時速度、時間、車輛型號、車輛牌號、車流量數據等進行數據檢驗和挖掘，從而可以合理地估算該路段在某個時間范圍內的交通基礎信息。

3.3 處理數據與分析預測

應用信息融合技術，將已經全面掌握的各項參數化信息進行綜合分析，了解該交通路段范圍內的交通運行實際情況，然后分析確定下一時段內的交通通行流量以及通行時間方面的信息，然后再利用交通誘導系統可以實現整個路網的拓展和應用。因為交通內的車輛運動并不是固定的，而是動態化的，所以通過應用RFID 技術可以實現整個交通通行實際情況的分析，實現全面路網內的交通運行情況的同步、動態化掌握。這種方式不會給駕駛員產生任何影響，對于駕駛員也沒有任何的要求，信息都是通過系統自動化進行采集與傳遞。這不僅可以進行路網數據信息的全天候、實時性的采集，而且能做好定位、通信、誘導、服務等多項功能的同時使用，保證系統運行的效率和質量，為交通管控提供基礎條件[3]。

4 關鍵技術

利用RFID 技術實現交通信息的采集和處理，需要使用到以下幾項關鍵技術。

4.1 RFID 讀寫器優化

RFID 讀寫器在運行的過程中，會采集到大量的車輛數據信息，是否能夠真實地體現出該路段內交通運行的實際情況，與讀寫器在路網內的分布存在著直接的關系。如果各個路段內都設置讀寫器裝置，并設置多個讀寫器，就會成本升高，因為單個讀寫器的價格是比較高的，所以需要在全面掌握交通信息的基礎上，應盡量減少讀寫器的數量，這是讀寫器優化的基本原則。具體措施如下：因為出租車、公交車的行駛路線很多是在車流量較大的主干道或者快速路，所以在進行行程時間調查中，根據當前的主干道以及快速路的行程具體參數，了解整個道路內的交通流量的基本參數，然后能確定在主干道、快速路上設置RFID 自動識別系統的讀寫器設置方案，達到優化設計的要求[4]。

4.2 信息車輛的數目和交通運行的關系分析

具體選擇多少數量的檢測單元才能滿足交通信息的采集準確性要求，是保證整個交通信息化系統建設的需要，也是當前人們需要考慮的重要問題之一。基于此，需要設計人員將城市內的出租車、公交車作為信息采集的具體單元，通過采集相關的數據信息，可以體現出整個系統內交通流量數據信息，然后以確定車輛數量和交通運行的關系，從而確定最佳的采集點數量信息，保證系統運行更具科學性。

4.3 數據處理

數據采集之后，進行全部的數據過濾處理，將一些無用或者錯誤的數據全部剔除，然后結合已經掌握的數據信息，選擇合適的計算方法，獲取相關的數據信息，為交通信息預測提供良好的基礎條件，也能達到交通系統管控的標準和要求。

4.3.1 數據過濾

因為很多交通因素會給數據產生一定的影響，容易導致數據出現失效的情況，所以不同檢測單元的特點不同、駕駛行為方面也有明顯的差異。由于所應用的RFID 檢測范圍比較有限，安裝RFID 卡的各個車輛會有明顯的干擾和影響，通信系統有時會出現故障而產生數據丟失的問題，這些因素會導致數據出現錯誤、流失等問題，但是有些錯誤的數據信息依然會存儲系統內，給正常的數據信息使用產生不利的影響。基于此，進行必要的數據過濾有著非常重要的作用，可以將一些無法使用的數據剔除，一般會選擇應用閾值法和交通流機理法進行處理，把丟失后的數據信息以補償的方式進行采集和使用，保證系統運行更具科學性。

4.3.2 單一路段交通數據估計

對于路段內交通信息數據的掌握，需要合理地做好單一路段內交通設計統計分析，而最為核心的一項數據就是路段內的平均速度，可以根據流量、速度、密度之間的關系確定相關的數據信息，達到系統分析的需要。因為相同路段內，檢測位置存在著不同，信息采集車輛速度也會有明顯的不同，所以此時會考慮區間的平均速度方面的數據信息。確定平均速度之后，可以繼續推算確定交通流量、交通密度、行程時間等相應的數據信息，以此能夠滿足系統分析的需要，各個數據之間的邏輯關系也能夠確定，使得系統運行效果得到提升[5]。

4.3.3 區域內相關臨近路段上檢測數據的融合處理

要想使得系統交通數據信息可以完全掌握，只是利用某個檢測數據進行分析是很難達到要求的，應做好整個區域內的路段數據的全面融合處理才能滿足使用的需要，主要是從事件檢測、流量分析、行程時間等角度出發。交通流量特性如果已經確定，需要在相鄰路段或者交叉口的部位上實現多個時間校準和空間數據分析。在關聯性符合要求的情況下，確定相應區域內的流量數據，明確交叉口的具體條件。如果路段中某個位置上存在偶發事件的問題，該路段和臨近路段交通數據會發生突變。對于數據突變點進行分析和容易，可以確定具體的偶發事件的情況。此外，還可以利用BP 網絡、時間序列等方式，對于下一時間范圍內的交通流量進行合理的預測和分析，有效地進行交通引導、疏導，防止發生嚴重堵塞的問題。

5 結語

信息化技術的發展促進了很多相關領域的進步，推動行業向信息化轉變，尤其是交通信息化建設也發生了突飛猛進的變化。通過RFID 技術的應用，實現交通信息的自動化識別，與傳統的接觸點技術對比，有著非常明顯的優勢，發揮出射頻識別技術的優勢，為交通管理提供良好的基礎條件。