基于人臉識別和RFID技術的智能車輛管理系統

管中華 戚穎

摘? 要：隨著社會的經濟發展，在企業運營過程中需要管控的車輛數量逐年增加，特別是企業經營地域的覆蓋面廣闊的大型企業，如電力、石油、化工、交通等行業相關企業。車輛和駕駛員的數量增加，給傳統的車隊管理方式帶來了挑戰。電話調度和駕駛員隨身攜帶車鑰匙等傳統方式已經難以適應車隊的高效率調度、駕駛授權的安全可控和行駛數據的精準采集等核心訴求。為此，該文提出了一種基于人臉識別和RFID技術的智能車輛管理系統設計思路，該系統由調度系統、人臉識別系統、鑰匙柜及其系統、短信系統以及OCR組件組成。為企業構建了全時空的（任何人、任何時間、任何地點）企業用車環境，保障高效用車和車輛駕駛授權的安全可控。

關鍵詞：車鑰匙? ?RFID? ?人臉識別? ?OCR? ?調度

中圖分類號：U463.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（c）-0034-05

Intelligent Vehicle Management System Based on Face Recognition and RFID Technology

GUAN Zhonghua? QI Ying

（Aostar Information Technologies Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610041? China）

Abstract： With the economic development of the society， in the process of enterprise operation， the number of vehicles to be controlled is increasing year by year， especially for large enterprises with a wide geographical range， such as electric power， petroleum， chemical industry， transportation and other industries. The increase in the number of vehicles and drivers brings challenges to the traditional fleet management. Traditional methods such as telephone scheduling and drivers carrying car keys have been difficult to adapt to the core demands of efficient fleet scheduling， safe and controllable driving authorization and accurate collection of driving data. Therefore， this paper proposes a design idea of intelligent vehicle management system based on face recognition and RFID technology. The system is composed of scheduling system， face recognition system， key cabinet and its system， SMS system and OCR components. It builds a full space-time （anyone， anytime， anywhere） vehicle use environ-ment for enterprises， ensure the efficiency of vehicle use and the safety and controllability of vehicle driving authorization.

Key Words： Car key; RFID; Face recognition; OCR; Scheduling

隨著社會經濟的高速發展，當代企業在經營過程中保有車輛數量逐年增加，特別是企業經營地域廣袤的大型企業，如電力、石油、礦產等行業相關公司。伴隨著車輛數量和駕駛員數量的增加，給傳統的車隊管理方式帶來了巨大挑戰，遞交用車申請表單、簽字審批用車申請、電話調度、記賬式調度、駕駛員隨身攜帶車鑰匙開專車等傳統方式已經嚴重制約了車隊資源的高效利用和安全管理。常見的企業用車信息管理系統，通常是將紙質單據等線下手續搬到信息系統之中，用車申請、審批、調度、出行和歸隊等效率提升幅度不大。同時，駕駛授權的安全管理和行駛數據的精準采集等訴求仍未得到解決。為此，該文提出了一種基于人臉識別、RFID、短信等技術的智能車輛管理系統設計，主要基于人臉識別、RFID、OCR等新興智能技術，搭建了調度系統、短信系統、人臉識別系統、智能鑰匙柜及其系統，上述子系統之間的協同構成了完整的智能車輛管理系統。該系統為企業提供了任何人在任何時間和任何地點開展用車業務的快捷環境，保障高效用車和調車，以及安全可控的駕駛授權管理。

1? 整體架構設計

基于人臉識別和RFID技術的智能車輛管理系統已經研發完成并在電力公司內部運行，感知層的核心技術是智能鑰匙柜及其系統和RFID車鑰匙，以及人臉識別技術。數據層遵從數據中臺架構，服務層遵從移動中臺等內部架構。應用層構建了用車申請、用車審批、車輛調度、車鑰匙自助領取與歸還、歸隊登記、里程記錄、車輛維保以及代審授權等企業用車核心應用功能。展現層利用企業員工手機、企業PC和智能鑰匙柜完成日常用車申請、審批、調度、自助領還車鑰匙、歸隊登記等全套業務，為用戶構建了任何人、任何時間、任何地點處理車輛業務的極致體驗環境[1]。

2? 業務架構設計

基于人臉識別和RFID技術的智能車輛管理系統的核心目的是提高車輛用管效率和車輛駕駛授權的安全可控。為此，該系統圍繞用車人員、領導、車輛管理員和駕駛員4種角色進行業務整合設計，將以訂單為“紐帶”，為龐大的用車人員群體創造了便捷的用車環境，為領導創造了便捷的審批方式和授權代辦功能，為車輛管理員創造了高效的調度環境，為駕駛員創造了便捷的自助環境，使得“用車需求—駕乘服務—人車資源”高效互動。

基于訂單的核心業務可細分為3種，分別是預約用車業務、應急用車業務和維保用車業務。

2.1 預約用車流程

預約用車申請適用于計劃性質的用車申請，用車人員依據企業計劃用車規范，按照規定周期提前預約用車。預約用車申請業務流程如圖1所示。

2.2 應急用車流程

應急用車申請適用于生產緊急搶修，在非常規上班時段（如夜班），用車人員提交用車申請后，值班駕駛員直接接單出車（自助領取鑰匙），流程自動流轉到部門領導和車輛管理員，供事后補批和補認流程。應急用車申請業務流程如圖2所示。

2.3 維保用車流程

維保用車申請主要是針對車輛維保管理中的維修動車、加油動車和清洗動車。駕駛員根據維護保養計劃和日常需要填寫維保用車申請，車輛管理員審批通過后，駕駛員根據維保用車申請的指令完成車輛維保工作，并將發票等單據交給車輛管理員歸檔。具體情況見圖3。

2.4 駕駛員自助領取與歸還車鑰匙流程

在上述用車申請業務流程中，均涉及“領取車鑰匙”和“歸還車鑰匙”兩個子流程節點。這兩個子流程節點均由駕駛員執行，屬于基于人臉識別的自助領取和歸還車鑰匙服務。駕駛員與智能鑰匙柜的詳細交互過程具體見以下小節。

2.4.1 領取車鑰匙流程

當駕駛員收到派車或維保任務的手機短信提醒或移動應用消息提醒后，駕駛員即可前往智能鑰匙柜（人臉識別攝像頭和平板觸屏）刷臉領取鑰匙。首先，駕駛員面向攝像頭，進行刷臉認證。人臉識別系統在認證通過后推送派車和維保任務到智能鑰匙柜的平板觸屏。其次，駕駛員在平板觸屏中點擊一個任務。此時，鑰匙柜自動開門，并以聲光引導駕駛員取出授權的車鑰匙。最后，駕駛員拔出車鑰匙，關閉柜門，完成車鑰匙自助領取[2]。

2.4.2 歸還車鑰匙流程

出車任務結束歸隊后，駕駛員前往智能鑰匙柜刷臉歸還車鑰匙，依次完成人臉識別、認證、柜門自動打開、插入車鑰匙和關閉柜門的自助歸還過程。

3? 應用架構設計

在以提高車輛用管效率和車輛駕駛授權的安全可控為核心目標的訴求之下，該系統建設的核心應用為運行管理和資源管理部分的應用功能建設，應用架構設計圖見圖4。

3.1 用車申請應用

用車申請人通過手機和企業PC均可實現用車申請的快速提交，使得業務脫離了地域和時間限制，具備了隨時隨地發起的應用能力。

3.2 用車審批應用

審批人員可以實時收到手機短信和移動應用消息提醒，及時審批，提高了工作效率。而授權代辦應用，則可委派他人在規定時段代辦審批，進一步提高了審批工作效率和質量。

3.3 車輛調度應用

車輛管理員可以實時收到手機短信和移動應用消息提醒，支持車輛管理員在任何地點、任何時間立即開展車輛和駕駛員的分配調度工作，同時調度應用功能為車輛管理員提供了豐富的調度信息，給出優先派車建議、派車時間沖突識別與警告、駕駛員推薦等針對車輛和駕駛員的調度優化建議，以提升車輛和駕駛員資源的精益調管能力[3]。

3.4 鑰匙領還應用

駕駛員能夠實時收到手機短信和移動應用消息，獲知派車任務詳情，做好出車工作安排。駕駛員收到派車消息后，前往智能鑰匙柜，通過人臉識別系統認證后獲得相應車輛的車鑰匙授權，拔出車鑰匙，完成車鑰匙自助領取。駕駛員成功領取車鑰匙和發車的消息實時共享給用車人員和車輛管理員。駕駛員發車時，開始里程默認為上次車輛歸隊時的結束里程，若里程異常則可通過手機拍照結合OCR技術完成里程數值識別和記錄，歸隊時的結束里程數值記錄同理。歸隊后，駕駛員前往智能鑰匙柜，通過人臉識別系統認證后鑰匙柜門鎖打開，駕駛員插入車鑰匙，關閉鑰匙柜柜門，完成車鑰匙自助歸還。此時，系統自動結束用車申請單和派車單，釋放車輛資源和駕駛員資源，同時自動完成歸隊登記[4]。

3.5 維保用車申請應用

同用車申請應用，通過手機和企業PC為業務人員提供隨時隨地發起和處理業務的應用能力，激活維保業務效率。

其他應用功能在此略過，不再闡述。

4? 技術原理

智能車輛管理系統中的調度系統與短信系統、人臉識別系統和智能鑰匙柜及其系統在企業網絡環境內部，通過企業服務總線進行系統之間集成交互。系統架構見圖5。

調度系統為用車人員提供了用車申請功能、為審批人員提供用車申請審批和代辦等功能、為車輛管理員提供了派車功能，并為駕駛員提供了駕駛車輛的車鑰匙授權。

人臉識別系統為駕駛員提供了人臉認證功能，提供人臉認證成功與失敗信息。

鑰匙柜及其系統為駕駛員提供了車鑰匙領取和車鑰匙歸還功能。（1）領取車鑰匙。鑰匙柜系統在接收到人臉認證成功信息后，首先釋放門鎖，然后根據人臉身份對應的車鑰匙授權信息，主動釋放車鑰匙RFID標簽所插的鑰匙孔位，最后在鑰匙柜的觸控屏幕上顯示領取車鑰匙的提醒頁面以及觸發聲光模組加以強化提醒拔出車鑰匙和關閉柜門的行為。（2）歸還車鑰匙。鑰匙柜系統在接收到人臉認證成功信息后，根據歸還車鑰匙的需求，首先釋放鑰匙柜的門鎖，然后在鑰匙柜的觸控屏幕上顯示歸還車鑰匙的提醒頁面以及觸發聲光模組加以強化提醒插入車鑰匙和關閉柜門的行為。最后鑰匙柜柜門關閉后且識別到車鑰匙插入鑰匙孔位后，自動完成車輛歸隊登記等系列記錄行為[5-6]。

短信系統為用車人員、審批人員、車輛管理人員和駕駛員，提供了關鍵流程節點的手機短消息發送功能。例如：如用車申請提交完成，審批人即時接收到手機短息提醒;車輛管理員調度完成后，用車申請人員和駕駛員同時得到手機短信提醒。

智能車輛管理系統可以從業務角度在邏輯上劃分為兩個功能層級：一是核心功能層，以用車申請和車輛調度流程為主;二是支撐功能層，實現車鑰匙授權和領取功能。

4.1 核心功能層

在核心功能層，調度系統是智能車輛管理系統的核心子系統，采用微服務架構設計，在展現方面分別通過H5和Web構建了移動設備端和PC端的交互;在服務方面采用微應用/微服務設計實現了用車申請、車輛調度等核心應用;在集成方面通過企業服務總線集成人臉識別系統、鑰匙柜系統和短信平臺，分別集成了人臉認證結果數據、鑰匙柜柜門和每個鑰匙插孔的磁鎖開關數據，以及短信內容和模板標志數據。

4.2 支撐功能層

在支撐功能層，由人臉識別系統和鑰匙柜及其系統協同，支撐車輛鑰匙授權和領取過程的實現。人臉識別系統由攝像頭核心硬件、算法SDK（人臉檢測、特征提取、臉譜對比），以及訂閱推送等API構成;鑰匙柜及其系統由柜體、觸控屏子系統、RFID識別子系統、磁鎖控制子系統、網絡模塊和聲光模組構成。觸控屏子系統作為與駕駛員的人機交互界面，通過企業服務總線訂閱人臉識別系統推送的人臉認證結果，并與調度系統進行通信，即時獲取駕駛員領取車鑰匙和歸還車鑰匙的權限，以及通過RFID識別子系統和磁鎖控制子系統的識別和機電控制能力，控制柜門磁鎖開關和控制已經授權的車鑰匙所插入的鑰匙孔位磁鎖開關，過程中根據領取和歸還車鑰匙的業務需要，持續通過觸控屏子系統引導駕駛員完成人機交互過程，同時通過模組完成提醒、警告和報警。

5? 結語

傳統的車隊管理方式已經難以適應當今企業的車隊管理需要。企業在發展過程中員工數量和車隊的車輛數量不斷增加，出現了用車申請填單不便、審批慢、車輛調度效率瓶頸、車輛駕駛授權管控難等系列問題。基于人臉識別和RFID技術的智能車輛管理系統全面解決上述難題，為企業帶來“任何人、任何時間、任何地點”隨時申請、審批和調度的最佳體驗，同時由人臉識別、RFID、觸控和機械自動化等技術構建的鑰匙柜系統，解決了車輛駕駛授權管控問題，由技控代替人控。智能車輛管理系統今后將向調度自動化方向發展，接管人工車輛調度和駕駛員分配的調度過程，實時計算用車需求、派車任務、車輛和駕駛員的分布、狀態、交通、天氣等數據，實時調整派車計劃，實現需求響應度與資源利用度的最優解。

參考文獻

[1] 唐毅.H5技術在移動客戶端中的應用研究[J].電腦知識與技術，2017，13（11）：183-184，195.

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[4] 馬依黎.共享小巴約車系統的研究與實現[D].吉林大學，2020.

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[6] 羅衛.智慧城市視角下的公共文化服務供給模式研究[D].湘潭大學，2019.