張玉鵬 陳權(quán)

摘要：隨著交通量的發(fā)展，路與車的矛盾進(jìn)一步突出。交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染越來越影響普社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生活的發(fā)展在資源、環(huán)境矛盾越來越突出的今天，道路設(shè)施的增長(zhǎng)將受到限制。射頻識(shí)別是一種新的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻方式加快了對(duì)目標(biāo)物體信息的獲取與處理。本文討論的是基于RFID的高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)新思路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入高速公路的車輛全程實(shí)時(shí)監(jiān)管，形成一個(gè)包括為車輛駕駛員提供與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以及相互提示等十多項(xiàng)功能的、全面的智能交通管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：RFID 智能交通 高速公路 智能監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）07-0050-03

Abstract：With the development of traffic，contradictions Road and further highlight the car.Traffic congestion， accidents and pollution increasingly affect the development of economic and social life of the Poor in resources， environment contradictions become increasingly prominent today， growth will be limited road infrastructure.Radio Frequency Identification is a new automatic identification technology， which RF mode to speed up the target object information acquisition and processing.This article discusses RFID highway intelligent monitoring system design of the new ideas can be realized on the highway into the real-time monitoring of the entire vehicle， including the provision is formed based on a vehicle operator with the monitoring center for data exchange and mutual more tips， more than 10 functions and comprehensive intelligent traffic management system.

Key Words：RFID；smart transportation；expressway；intelligent monitoring

1 RFID系統(tǒng)工作原理

在正常情況下，RFID系統(tǒng)的應(yīng)用程序包括RFID卡閱讀器和兩部分，如圖1，其中一般讀者作為計(jì)算機(jī)終端，用于實(shí)現(xiàn)RFID卡閱讀器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，它通過控制單元，高 - 頻率通信模塊和天線。該卡是一個(gè)無源RFID應(yīng)答器，主要是由一個(gè)集成電路（IC）芯片和外部天線，其中所述RFID芯片通常是集成RF前端，控制邏輯，一個(gè)存儲(chǔ)器電路，天線，有些甚至在集成在一起同一芯片[1]。 RFID應(yīng)用系統(tǒng)的RFID卡插入讀卡器的RF場(chǎng)，通過增壓器電路芯片天線感應(yīng)由電流后的基本原理是作為電源得到，而感應(yīng)電流與由RF前端數(shù)字信號(hào)檢測(cè)得到的信息電路進(jìn)入信息處理邏輯控制電路?；貜?fù)從存儲(chǔ)器獲取經(jīng)由邏輯控制電路發(fā)送回RF前端電路所需的信息，并最終通過天線回讀取器。可見，RFID卡和讀取器數(shù)據(jù)通信過程中的天線起著關(guān)鍵作用[2]。一方面，無源RFID芯片卡要啟動(dòng)電路需要在通過經(jīng)由天線的讀取器天線所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，以獲得足夠的能量；另一方面，天線確定RFID卡和讀取器和通信方式之間的通信信道。

2 RFID在智能交通管理系統(tǒng)中的工作原理及框架

RFID智能交通管理系統(tǒng)是非常簡(jiǎn)單的，該系統(tǒng)操作中，讀取器（讀取器）首先發(fā)送加密后的數(shù)據(jù)載波信號(hào)以在車輛上的電子標(biāo)簽固化（TAG）是經(jīng)由天線應(yīng)答器的所謂的應(yīng)答器電路的操作區(qū)被激活和攜帶的加密信息的載波信號(hào)的車輛被發(fā)射，則該讀取器將解釋接收到的數(shù)據(jù)順序，發(fā)送應(yīng)用程序執(zhí)行相應(yīng)的處理，并完成默認(rèn)的系統(tǒng)功能的自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理車輛。如圖2。

在RFID智能交通管理系統(tǒng)，每個(gè)安裝了RFID標(biāo)簽的合法注冊(cè)的機(jī)動(dòng)車，該標(biāo)簽可以安裝在汽車儀表盤內(nèi)或封閉在車輛牌照。讀當(dāng)車輛通過可以設(shè)置在安裝的主要道路上每1到5公里的組（在天線桿設(shè)置，讀取器設(shè)置在路邊），或者直接安裝在各車道收費(fèi)公路和重交通路口，天線與讀取器的ID和其他車輛的值而獲得，然后通過光纖，移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)模式的GPRS或SMS通信傳送到信息中心的經(jīng)過時(shí)間。車輛和從后端計(jì)算機(jī)交通相關(guān)的動(dòng)態(tài)信息，并收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和處理，交通控制，可作為決策的基礎(chǔ)上，和信號(hào)或可變路標(biāo)，交通的實(shí)時(shí)調(diào)整信息發(fā)布相關(guān)。另外，每個(gè)交通信息鏈接讀者收集，除了提供實(shí)時(shí)交通信息，也可作為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)，作為用于道路交通的未來計(jì)劃的基礎(chǔ)。如圖3。

智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)（ITS），是先進(jìn)的信息，通信，網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)化，交通工程等技術(shù)的綜合應(yīng)用，提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)，以提高運(yùn)輸效率和安全運(yùn)行，減少交通事故減少環(huán)境污染，從而建立一個(gè)智能，安全，便捷，高效，舒適，環(huán)保的綜合交通運(yùn)輸體系。智能交通系統(tǒng)使用的道路，車輛和司機(jī)（乘客）的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，建立智能鏈接。隨著智能系統(tǒng)，車輛能夠安全，自由地旅行，通過智能車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，以最佳的道路上，保護(hù)和諧，人，車，路統(tǒng)一，提高運(yùn)輸效率，充分保障交通安全，改善環(huán)境質(zhì)量，提高能源利用效率。 ITS是交通信息的核心和基礎(chǔ)。從應(yīng)用的角度來看，ITS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)包括七個(gè)系統(tǒng)旅客信息系統(tǒng)，運(yùn)輸管理系統(tǒng)（TMS），公共交通系統(tǒng)（PTS），車輛控制和安全系統(tǒng)（VC-SS），商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)（CVO），緊急管理系統(tǒng)（[MS），電子支付和電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ERP&ETC）。我們對(duì)其架構(gòu)到用戶主體和服務(wù)主體，服務(wù)和客戶服務(wù)部，邏輯框架，物理和ITS標(biāo)準(zhǔn)的框架和五個(gè)部分評(píng)估的整體輪廓。其中中國(guó)的ITS服務(wù)分為八個(gè)服務(wù)區(qū)34項(xiàng)目服務(wù)。早在20世紀(jì)60年代后期，美國(guó)開始在智能交通系統(tǒng)研究，他說“順便電子導(dǎo)航系統(tǒng)?！?0年代中期以后，交通運(yùn)輸研究駕駛員尋路系統(tǒng)的加利福尼亞部門取得了成功。 1990年，美國(guó)運(yùn)輸部成立了美國(guó)智能道路系統(tǒng)組織制定全面的法律來提高土地的運(yùn)輸效率在1991年，研究與智能系統(tǒng)的發(fā)展作為一項(xiàng)國(guó)家政策，給予足夠的財(cái)政支持。美國(guó)的“我飛”開發(fā)項(xiàng)目共七大類，包括先進(jìn)的交通管理，駕駛員信息，車輛控制，車輛調(diào)度管理，公共交通，農(nóng)村交通和自動(dòng)公路系統(tǒng)。1993年以后，美國(guó)，每年國(guó)家預(yù)算這一投資十億美元的數(shù)量。在亞洲，日本的第一個(gè)“ITS”項(xiàng)目始于1973年，80年代中期到90年代中期，已建成后的道路車輛通信，交通信息，超級(jí)智能車輛和車輛安全系統(tǒng)和新的交通管理研究。 1995年年底，日本共有54萬輛汽車配備“多媒體交通信息接收裝置?！痹谠摻M數(shù)字傳輸?shù)难b置的路線圖，即使駕駛員不知道的方式向目的地，可自動(dòng)檢測(cè)裝置的磁傳感器的驅(qū)動(dòng)位置和測(cè)量的精確距離行駛的車速，車輛計(jì)算，其中的確切位置，并顯示在屏幕的交通地圖。接收裝置，接收多媒體道路堵塞，交通事故，道路整修等信息綜合分析處理后，我們可以繪制出最佳的行駛路線到達(dá)目的地。至19%，在日本成立了全國(guó)道路交通信息通信中心開始的公共服務(wù)，提供交通擁堵，出行時(shí)間，道路施工，交通事故和停車信息發(fā)布和停車情況。成功創(chuàng)造和發(fā)明創(chuàng)造智能交通系統(tǒng)和交通運(yùn)輸行業(yè)的全面發(fā)展，很多智能設(shè)備奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在中國(guó)的許多城市，由于道路建設(shè)跟不上車輛的發(fā)展，有一個(gè)一般的爭(zhēng)路車，交通擁堵“綜合癥”。因此，不少專家認(rèn)為，高科技的智能交通的一個(gè)集的開發(fā)和利用顯得尤為迫切。事實(shí)上，超過20年的研究和智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，并取得了不少成果。特別是近年來，中國(guó)的一些省市，實(shí)現(xiàn)了不停車自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)和CI卡機(jī)動(dòng)車駕駛員交通違章罰款的管理體系。目前，中國(guó)政府已決定將“ITS”列國(guó)家“十五”重大科技在交通領(lǐng)域的項(xiàng)目。國(guó)家科技部，交通部等部門成立了國(guó)家發(fā)展組織“ITS”指導(dǎo)委員會(huì)和專家咨詢委員會(huì)。第四屆亞太在北京舉行的年度會(huì)議上，中國(guó)提出了國(guó)內(nèi)的“ITS”框架的發(fā)展。具體來說，中國(guó)“IST”的發(fā)展重點(diǎn)將是提高運(yùn)輸效率，保證行車安全，改善城市交通環(huán)境的重要目標(biāo)，充分發(fā)揮現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的能力，不斷提高交通運(yùn)輸效率系統(tǒng)。同車的路線導(dǎo)航，自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，安全和事故預(yù)防系統(tǒng)，信息調(diào)度集中系統(tǒng)，隨身攜帶作為一個(gè)整體的尊重交通信息服務(wù)會(huì)?？偠灾癛SR”已經(jīng)成為中國(guó)交通的未來發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。如圖4。

3 RFID在智能交通信息化管理中的四大應(yīng)用

3.1 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)的道路交通管理中的應(yīng)用仍然是使用最廣泛的電子成像技術(shù)監(jiān)督，也就是我們所熟悉的“電子眼”。它提供了一個(gè)可視圖像和大量的道路交通管理的管理的實(shí)時(shí)交通信息。它的缺點(diǎn)是容易受到地形，建筑物，大型車輛和其他障礙物；天氣（如雨霧等）影響的知名度和夜間照明等因素的影響，可靠性相對(duì)較低。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，一些在社會(huì)上，以避免駕駛者的“電子眼”監(jiān)管，故意遮擋，污損，涂抹機(jī)動(dòng)車號(hào)牌，甚至出現(xiàn)了“克隆車”等嚴(yán)重違法行為，違法行為嚴(yán)重的路面干擾交通秩序，危及人民的生命。

RFID技術(shù)正好解決了這個(gè)問題，這里有兩個(gè)成功的案例：

“泰晤士報(bào)”2008年12月4日?qǐng)?bào)道：十月底，今年，廣州，東莞，150出租車的“電子身份證”的首次安裝正式投產(chǎn)。要確定由是否“黑車”路過的出租車的前面，只要交通稽查設(shè)置路障，當(dāng)車輛由車“插件的”?！奥晵呙铚p速其他手持閱讀器和奏“可以是有形的一清二楚。如果在手持式讀寫器的數(shù)據(jù)顯示不正常，檢查人員截獲車可以檢查，以確定該電子標(biāo)簽是壞的或者“克隆車”。另外，由于在車輛的車牌號(hào)的記錄中的“電子身份證”，經(jīng)營(yíng)公司，模型等，有關(guān)部門是否可以根據(jù)該行的規(guī)定監(jiān)視車輛的實(shí)時(shí)操作，的網(wǎng)站。

“四川在線”網(wǎng)站于2008年12月12日?qǐng)?bào)道：每法律出租車成都將在“秘密電子標(biāo)準(zhǔn)”末安裝，這個(gè)“身份證”包含了車牌號(hào)，本公司，唯一的顏色車輛信息，無論是違規(guī)記錄，執(zhí)法人員只能用特種設(shè)備檢驗(yàn)朝后掠，配備有雷達(dá)或沒有顯示信息靠攏檢車或克隆車將顯示錯(cuò)誤消息現(xiàn)在現(xiàn)出原形?？梢姡琑FID技術(shù)的應(yīng)用，車輛牌照審計(jì)工作變得非常安全，簡(jiǎn)單，從而大大提高了執(zhí)法效率。

3.2 在交通流檢測(cè)及交通違章取證上的應(yīng)用

目前，常見的道路交通檢測(cè)線圈車輛檢測(cè)器通常與視頻車輛檢測(cè)器。優(yōu)點(diǎn)線圈埋在地下的技術(shù)是成熟的技術(shù)，易于掌握，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確越高；缺點(diǎn)是，在安裝過程中的可靠性和使用壽命，維護(hù)或安裝一個(gè)較大的影響將被中斷，會(huì)影響交通路面使用壽命，易患重型車輛，道路維修和其他損壞。視頻車輛檢測(cè)技術(shù)最近開發(fā)了一種流量檢測(cè)技術(shù)，道路維修期間一般不影響其使用，但流量的檢測(cè)精度，以及它的高失敗率，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

測(cè)試在全國(guó)一些省份之后，RFID智能交通管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)每標(biāo)簽移動(dòng)（速度）的第二速度300千比特可以達(dá)到300公里/小時(shí)因此，RFID技術(shù)提供的道路交通信息流檢測(cè)的可行的解決方案。交通信息流檢測(cè)，子模型來確定可實(shí)現(xiàn)的紅光車輛在道路監(jiān)管道路開放的同時(shí)提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，通過設(shè)定鍵相交讀者的情況或禁止非法的證據(jù)。這些應(yīng)用不僅滿足了對(duì)道路交通狀況道路交通管理的實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求，而且還大大降低了初始投資的施工設(shè)備，以及降低了設(shè)備的維護(hù)成本。

3.3 在交通意外救援和特殊車輛監(jiān)控上的應(yīng)用

由主干道，高速公路出入口和各個(gè)路口，建立RFID信息采集點(diǎn)，當(dāng)通過讀者傳遞車輛獲得車輛ID和經(jīng)過時(shí)間，形成一個(gè)記錄，這樣就可以知道到底是什么的出行路線車輛和大致位置。一旦車輛發(fā)生突然和意外，需要緊急援助，但無法描述事件發(fā)生的具體地點(diǎn)，交通管理部門可以迅速根據(jù)受害者和事件之間的車牌提供的線索，尋找事故車輛內(nèi)發(fā)生旅游相關(guān)信息的時(shí)間，確定事件發(fā)生的大致部位，以便于迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施救援，減少因事故傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的救援隊(duì)。

進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)工作，根據(jù)每個(gè)通過信息收集了車輛的RFID信息采集點(diǎn)，大大方便了逃逸車輛交通事故的調(diào)查和跟蹤，同時(shí)也為需要跟蹤或其他“關(guān)注”可疑或提供“特殊”車輛便利。

3.4 RFID在不停車收費(fèi)中的應(yīng)用

RFID征稽通行費(fèi)，高速公路或各種停車費(fèi)應(yīng)用體現(xiàn)通行費(fèi)。利用RFID技術(shù)，與銀行賬戶綁定，可實(shí)現(xiàn)電子錢包的結(jié)算，不停車收費(fèi)，這樣可以最大限度地緩解交通收費(fèi)站，停車場(chǎng)及造成收費(fèi)車道堵塞交通等收費(fèi)出口由于低效率。減少車輛在收費(fèi)站出現(xiàn)不必要的油耗等待，更低的噪聲水平和廢氣排放收費(fèi)站，機(jī)動(dòng)車污染減少對(duì)環(huán)境，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。

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。該閱讀器天線架設(shè)在距離收費(fèi)站約50-100米的道路。當(dāng)通過天線車輛，電子標(biāo)簽天線之后車子在頭頂部，冒出車輛ID信息，如發(fā)卡（發(fā)卡銀行）號(hào)碼，車牌號(hào)碼，車輛類型參數(shù)，標(biāo)簽號(hào)碼和其他身份信息中，信息被發(fā)送到車道控制器（背景計(jì)算機(jī)）之后的讀取器接收，車輛進(jìn)入收費(fèi)車道檢查電子標(biāo)簽的合法性，來分析車輛的相關(guān)信息，并自動(dòng)收費(fèi)計(jì)算和扣除，最后用燈告訴司機(jī)蜂鳴器充電完成，你不能停下來。 1996年，佛山市政府安裝了RFID系統(tǒng)，用于自動(dòng)收費(fèi)通行費(fèi)，以提高車輛的通過率，緩解道路瓶頸。車輛可以在時(shí)速250公里，小于0.5毫秒被識(shí)別和99.95%的正確率。如圖5。

4 智能交通系統(tǒng)的建設(shè)

（1）認(rèn)真規(guī)劃的高速公路智能交通系統(tǒng)是一個(gè)跨部門，跨領(lǐng)域的大型綜合性系統(tǒng)工程相結(jié)合的管理和技術(shù)管理，發(fā)展規(guī)劃只是做好，為今后一個(gè)時(shí)期的明確方向的前提下，工作的目標(biāo)，并執(zhí)行步驟，以不使彎路，降低成本，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果。

（2）注意公路基礎(chǔ)設(shè)施的公路智能交通系統(tǒng)是信息，通信，網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)化，交通工程等綜合應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)，只有相關(guān)部門做先見之明，提前通信線路，流量傳感器，車輛傳感器，交通安全設(shè)施而為了等基礎(chǔ)性工作，為系統(tǒng)的未來發(fā)展和完善了良好的基礎(chǔ)。

（3）高速公路交通事故注事件處理的及時(shí)性是造成違章駕駛，或非法的駕駛行為，違法駕駛員警示駕駛員的顯著部分，更及時(shí)的教育和處罰，更好地減少交通事故的發(fā)生。公路在高速封閉道路，為安全起見，非特殊情況不允許攔截在高速公路上的車輛檢查，九味。在建立公路運(yùn)輸系統(tǒng)，要注意的事件處理的及時(shí)性，充分發(fā)揮信息和通信技術(shù)，超速及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)，超載，逆向行駛等違法行為，通過及時(shí)的信息傳播系統(tǒng)的手段，廣播系統(tǒng)，車載終端發(fā)出警告，在車輛的出線口告知和教育，使執(zhí)法和高速公路交通監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為相對(duì)的實(shí)時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)，從而及時(shí)制止違法駕駛行為，預(yù)防交通事故的發(fā)生。同樣，提高應(yīng)急處理和救援，高速公路行車安全也起著重要的作用，早期預(yù)警和事件響應(yīng)時(shí)間。

（4）改革和優(yōu)化公路智能交通系統(tǒng)基于管理模式是管理和技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)合，制度建設(shè)不僅是推廣和應(yīng)用現(xiàn)代科技，也不能將現(xiàn)有的管理模式，只需電子或網(wǎng)絡(luò)。智能交通系統(tǒng)建設(shè)公路交通為我們解決問題提供了新的思路和工具，以及管理和高速公路服務(wù)模式的改革更有利于發(fā)揮智能交通系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。因此，該系統(tǒng)應(yīng)該在新的想法對(duì)現(xiàn)有公路的管理和服務(wù)模式的建設(shè)使用進(jìn)行必要的調(diào)整，改革和優(yōu)化，使現(xiàn)代技術(shù)和管理與服務(wù)的完美結(jié)合，需求提高管理和服務(wù)在高速公路的水平。

5 結(jié)語

通過與車輛檢測(cè)器可變情報(bào)板，氣象監(jiān)測(cè)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)公路，形成一個(gè)閉環(huán)子系統(tǒng)，從而使自動(dòng)交通誘導(dǎo)信息的介紹，提供最直接的路道路使用者的信息。智能交通系統(tǒng)實(shí)際上并不復(fù)雜，它是從原始概念變成真正的產(chǎn)品，電子技術(shù)，通訊技術(shù)，信息技術(shù)的應(yīng)用，交通運(yùn)輸系統(tǒng)，從基礎(chǔ)到很難做到現(xiàn)在。成功和運(yùn)輸?shù)奈磥戆l(fā)展是有理智的人的需求和技術(shù)和理念，道路管理者和研究者的進(jìn)步相結(jié)合，這是發(fā)展和進(jìn)步的機(jī)會(huì)；并為旅客，它將自己的生活變得更加美好。

參考文獻(xiàn)

[1]李暉等.智能交通系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2008，7（8）：166，251.

[2]康慶香.智能交通在高速公路中的應(yīng)用[J].裝備制造，2009，11（6）：22.

[3]Klaus Finkenzeller.射頻識(shí)別技術(shù)[M].陳大才編譯.北京：電子工業(yè)出版社，2001：3-260.

[4]楊兆升.《智能運(yùn)輸系統(tǒng)概論》北京：人民交通出版社.

[5]周大森，劉小明.《汽車智能運(yùn)輸》北京：國(guó)防工業(yè)出版社.