基于远距离射频卡的机动车物联网技术

摘要 针对机动车信息识别和监控课题，提出在机动车上安装远距离射频信息卡，在道口安装机动车信息固定采集器，为执法人员配置移动或手持采集器，采集器将机动车信息汇集到监控中心，从而构建低成本的机动车物联网和智能交通系统，有效地解决了机动车流量监控、可疑车辆追踪、套牌假牌识别等问题。
关键词 机动车物联网；智能交通系统；远距离射频卡

    给机动车安装射频信息卡、各交通路口安装电子采集装置、交警配备便携式电子采集装置，城市道路网将形成一个机动车物联网。行进车辆如同在网中游动的数字游标，交管部门可通过相应电子装置采集机动车信息，从而监控中心便可获取网中的车辆号牌及行驶路线，在电子采集装置的覆盖范围内容易实现交通管理电子化、信息化、智能化。监控中心既可实时监控各道口的交通流量，有效控制和疏导城市交通，指挥并管理城市交通秩序，同时跟踪嫌疑机动车辆，杜绝无牌、无照、无证“黑车”上路行驶，减少利用机动车辆犯罪活动的发生。

1 国内外现状
    机动车辆检测和道路管理的主要职能是对机动车辆的合法性和车流动态情况进行监测，在此基础上进行科学的交通控制、调度和指挥，目前主流技术发展方向是智能交通管理系统(Intelligent Traffic System，ITS)，多数发达国家都制定实行ITS计划。目前国内外在机动车位置监控方面主要使用全球卫星定位系统(Global Plsitioning System，GPS)技术，但多用于出租车和公交车管理，公务车同私家车即便安装了GPS，也只对驾驶员进行路线引导，并未真正用于交通管理。
    在城市道路交通管理方面，大多城市安装了道口视频监控系统或电子警察，前者实现交通状况的实时监控，后者为机动车违章行驶处罚提供依据，但这两类系统难于解决车流量自动识别和疏导问题，更无法解决套牌、假牌的识别问题。目前射频卡已经广泛应用于停车场管理和高速公路不停车收费，人们对交通管理领域的射频卡已不陌生。但射频卡在交通领域的应用仍然是局部、小范围，尚未实现城市范围内的应用和管理。

2 系统组成
    如图1所示，基于远距离射频卡的机动车信息识别及监测系统由机动车射频信息卡、采集器、监控中心管理系统3部分组成。

    (1)机动车射频信息卡是一种有源的远距离射频卡，由车辆管理部门一车一卡统一发放，无论机动车辆处于何种状态，射频信息卡均会自动直答采集器指令，便于公安干警或执法人员随时随地对该车辆进行检测，改变停车检查现状。
    (2)机动车信息采集器分为手持采集器和固定采集器。采集器带有射频卡信息无线收发器、报警器、显示器、GPRS通信模块等功能部件，可通过GPRS通信模块向临控中心实时上报或下载机动车信息。
    手持或移动采集器内存储有丢失和可疑车辆信息，并可下载更新。执法人员可用手持采集器或随车采集器对车辆进行检查。采集器在车前方0～25 m范围内激发机动车射频信息卡，机动车辆信息立即显示在屏幕上，发现可疑车辆自动报警；交警可对照采集到的车辆信息，确认车辆的合法性。机动车射频信息卡可与汽车防盗器连接，实现盗抢车辆自动报警。
    在城市道路出口或随机设立的临时检测卡口安装固定采集器，可对机动车进行快速检查。采集器通过对比已下载存储的嫌疑车辆信息库，快速发现可疑车辆并自动报警。在城市道路交叉口安装固定采集器，可以快速监测道口交通状况，如各时段交通流量、方向、车辆类型，并可与电子警察配合，准确无误的查处违章车辆；将多个路口采集的信息综合整理，可分析一定时段、一定区域内的车流量分布，以及跟踪追查肇事逃逸车辆的运动轨迹，为刑侦工作提供侦破线索及依据。
    (3)临控中心管理系统用于监测控制和管理道路交通，为道路、车辆和驾驶员之间提供通讯联系。这将对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况与交通环境进行实时监控，井根据收集到的信息进行交通控制，如控制信号灯、发布诱导信息、道路管制、事故处理与救援等。

3 应用场景
   机动车辆射频信息卡可长期保存机动车辆的详细信息，包括生产厂家、出厂时间、车身颜色、型号、发动机号，以及车主详细信息和保险、年检、处罚等相关信息，为实现机动车辆自动识别、监测、检查提供基础，具体应用场景如下：
    (1)交警按传统手段查车，必须将机动车辆叫停后，通过检查驾驶员有关证件获得机动车信息。机动车安装射频信息卡后，无论车辆处于何种状态，交警通过手持采集器可快速获取车辆全部信息，快速发现可疑车辆。
    (2)交通道口监控。机动车信息识别及监测系统在城市交通中的应用主要包括：机动车信息自动识别和嫌疑车辆跟踪；机动车流量自动监测、统计、分析与交通指挥、交通疏导；违章、肇事逃逸和嫌疑车辆自动报警。系统具有实时检查、无人值守、全天候作业、自动报警等特点，适合在高速公路同重要干道上以及城市各路口处使用。
    (3)交通诱导。在车流量自动监测的基础上，可进行道口红绿灯自动控制，例如东西向行驶的车辆较南北向多，拥堵较厉害时，可延长东西向绿灯开启时间，反之亦然；还可以在拥堵严重的交通道口周围部署电子显示屏和电子引导标志牌，及时播报路况信息，合理分流机动车。
    (4)停车行车收费和车辆出入控制。由于机动车射频信息卡由交管部门统一发放，在全市、全省甚至全国范围内通用，各高速公路收费站、公共停车场、居民小区、企事业单位无需再重复发放机动车信息卡即可建设自动收费和车辆管理、出入控制系统，改变了以往各自为政建设管理系统，而互不兼容、维护困难的状况，有效实现资源和信息共享，节约社会资源。车辆出入控制系统可与交管部门的机动车信息识别及监测系统联网，发现可疑车辆及时上报，使得嫌疑车辆无处藏身。
    (5)城市公共交通调度管理。根据车流量自动监测结果，进行实时分析，根据分析结果安排车辆行驶路线、出车时间，充分利用交通资源可提高车辆的使用率。在公交车站安装公交车辆信息固定采集器，可实现公交车进出站自动临测，使公交调度系统准确掌握公交停车场公交车进出实时动态信息。通过实施该系统可有效提高公交车的管理水平，对采集的数据利用计算机进行研究分析，可以掌握车辆运行规律，实现公交车辆的智能管理，提升城市形象。机动车射频信息卡与全球卫星定位系统等技术相比具有安装方便、适应性强、成本低、车辆无需改造等特点。

4 结束语
    现代化的机动车辆监测与管理、道路交通及城市交通综合信息管理与指挥系统，是建立在大最的机动车辆和道路、城市交通信息反馈的基础上。因此，建立统一完善的机动车辆和道路、城市交通管理信息系统是实现现代化交通管理与指挥的前提。充分利用射频信息卡这一高实用性技术，为建立机动车物联网、建设现代化的智能交通系统创造有利条件。