RFID电子车牌在公安交通管理中的应用(物联网时代的智能交通)

RFID技术在车辆交通管理中的应用主讲：张向东（教授、所长）西安电子科技大学智能交通研究所Tel：029-88204229，Email:[e-mail]应用背景◆车辆交通管理现状1、假套牌、盗抢车辆的猖獗2、交通肇事逃匿危害社会3、车辆违章问题，由于假套牌车辆违章后，其司机和车主得不到惩治，使这类车辆超速行驶和闯红灯变得肆无忌惮4、车辆管理管理过多依赖人力，管理连续性（仅仅工作时间段），效率低、遗漏多5、交通无序、非法占道情况严重6、城市交通拥堵加剧，需要收集路面车辆信息，科学化交通控制应用背景◆与现有技术对比目前，公安机关定位车辆基本依赖车图像识别，与数据库中的黑名单进行比对，然后进行处理。图像识别受环境影响，而且收集图像时会出现盲区，而RFID技术作为一种新兴的非接触式自动识别技术，与视频和图像处理的车牌识别技术相比，基于RFID的车辆识别准确性高，不易受环境的影响，无盲区，可准确、全面地获取单车的状态信息以及路网交通状况。RFID电子标签◆RFID电子标签无线射频识别技术（RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别，它通过射频信号自动识别目标并获取相关数据。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。RFID电子标签◆RFID技术国际标准ISO◇ISO/IEC14443：Identificationcards--Contactlessintegratedcircuit(s)cards◇ISO/IEC15963：UniqueidentificationforRFtagsISO/IEC18000：Parametersforairinterfacecommunications◇ISO/IECCD24791：SystemManagementProtocol–Architecture,Datamanagement,Devicemanagement,Applicationinterface,Security在车辆管理中，采用全球通用的第二代（Gen2）RFID标准：ISO/IEC180006c标准。RFID电子标签◆RFID电子标签基本组成RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。天线RFID读写器主机RFID电子标签◆RFID电子标签工作原理机动车驶入射频信号区域电子标签获得感应电流，能量激活电子标签和读卡器间验证身份电子标签将标签内信息发送到读卡器读卡器将信息加密后传送服务器指挥中心获得此标签对应信息RFID电子标签◆RFID电子标签特点和优势•读取方便快捷，有效识别距离可达到15米；•识别速度快，能够同时处理多个标签，实现批量识别；•数据容量大，RFID标签则可以根据用户的需要扩充；•使用寿命长，应用范围广；•标签数据可动态更改；•多重加密处理，全球唯一识别代码，难以仿制；。•更好的安全性，可以为标签数据的读写设置密码保护；•动态实时通信：只要RFID标签出现在读卡器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。电子车牌技术概况电子车牌是将普通车牌与RFID技术相结合形成一种新型电子车牌。电子车牌实际上是一个无线识别电子标签，标签里存储了经过加密的车辆信息，其数据只能由授权无线识别器读取。同时各交通干道架设监测基站（监测基站由摄像机、射频读卡器和数据处理系统三部分构成），监测基站通过无线网络或通信电缆与中心服务器相连。射频读卡器读取电子车牌中加密车辆信息，经监测基站解密后，得到电子车牌车牌号码。硬件设计、软件设计、数据加密后的电子车牌是不可能被仿制，且每辆车只配备一个。◆介绍电子车牌技术概况◆基站构成电子车牌系统由分布在整个城市交通干道、卡口、市区各出口处建设的基站单元组成和机动车RFID电子身份证（也称电子标签）构成。基站单元由支架横杆、读卡器主机、天线、控制主机、供电转换模块、网络传输交换接口、摄像机、车牌识别仪等组件构成。基站安装在岔口附近，天线架设在支架横杆上，每个车道对应一部探测天线，每台读卡器主机连接四部天线，读卡器通过网线连接到立杆上设备箱里的交换机，交换机通过电信线路接到指挥中心的数据服务器。电子车牌技术概况基站构成示意图电子车牌技术概况基站分布示意图电子车牌技术应用★盗抢车辆、假套牌车辆稽查系统★黑名单车辆稽查系统（拖欠罚款、车船税、交强险等）★肇事逃匿车辆定位追踪系统★交通限行车辆稽查系统★应急、专用、优先通道入侵稽查系统★外地嫌疑车辆稽查系统★被异地车套牌取证系统★车流量分析系统电子车牌技术应用盗抢车辆、假套牌车辆稽查系统在每辆合法机动车辆上安装车辆电子标签，安装位置在车辆前挡风玻璃的射频窗口（后视镜位置）。当机动车辆经过稽查点时，视频识别系统识别出当前的车牌号码，射频系统读取安装在车辆上的电子标签和车主电子标签的电子数据。如果属于本管辖区的合法车辆，则两种方式所获得的车牌号码是一致的，若不一致则为套牌车辆。那么电子车牌管理系统自动将有问题的机动车辆车牌号、车辆类型和相关多媒体资料发送到交警指挥中心，并根据电子车牌管理系统提供的信息，及时调度相关卡口现场拦截。电子车牌技术应用工作流程图电子车牌技术应用黑名单车辆稽查系统电子车牌管理系统的车辆标签和车牌识别的数据信息，结合黑名单数据库，能同时实现不停车自动识别多种问题车辆，比如“拖欠交通罚款”、“漏缴车船税”、“漏保车辆”等黑名单车辆。电子车牌技术应用肇事逃匿车辆定位追踪系统据相关资料统计，近50%的肇事者在发生交通事故后，为逃避法律责任而逃逸，这一方面导致了危害结果的进一步扩大，造成受害者无处追讨理赔，严重影响和谐社会的建设；另一方面为公安机关为追查肇事车辆付出巨大人、财、物，却收获不大，严重浪费了国家资源，无形中助涨犯罪者的侥幸心理。而利用RFID电子车牌系统却可以准确定位肇事车辆，根据RFID基站探测到的车辆信息，结合卡口、路口监控，可以出分析出其准确的逃跑路线，为拦截提供可靠信息。电子车牌技术应用嫌疑车辆定位、追踪示意图电子车牌技术应用交通限行车辆稽查系统随着城市车辆的增多，交通状况的恶化，在部分路段对大货车的限行和在繁华区域按车牌尾号、按时段限行等等通行管理已势在必AID机动车辆交通管理系统行。车辆标签信息中有车辆类型，电子车牌管理系统能够采集到当前车辆信息进行比较分析，因此可以对违法通行的车辆自动识别和拍照记录，便于交管部门执法。电子车牌技术应用应急、占用、优先通道入侵稽查系统为了缓解城市交通压力，确保城市部分车辆顺利通行，保障突发事件的紧急救援，在城市主要路段设置公交系统专用通道（BRT）和应急车道，限制无关车辆进入。在此路段安装电子车牌管理系统路面稽查设备，无人职守，全天候24小时工作，实时采集车辆上的车辆标签信息和车牌图像，电子车牌管理系统将对进入优先BRT通道或应急通道的的无关车辆进行自动识别和拍照记录及时送到电子车牌管理系统中心，便于交管部门执法，有效维护城市交通秩序，保障快速救援，减轻公安交警的负担。电子车牌技术应用优先通道应急通道专用通道电子车牌技术应用外地嫌疑车辆稽查系统电子车牌管理系统路面固定式稽查设备除了安装于城市主要干道外，还在城市所有出入口安装。因此，系统中心设有外地车辆数据库，所有电子车牌基站都对号牌识别的外地车辆上传到电子车牌管理系统中心保存。另外，城市出入口的电子车牌管理系统设备全天候24小时将通过号牌识别对进城的外地车辆信息自动上传到电子车牌管理系统中心保存；并对出入口所记录外地车辆进行勾兑，并将短期临时车辆信息从外地数据库中删除。如果在一定时期内，部分外地车辆一直存在于电子车牌管理系统外地数据库中，那么这部分车辆就是重大嫌疑车辆，交警部门对此部分外地车辆作为有目的稽查，达到有的放矢的效果，解决外地车辆无法管理的问题。电子车牌技术应用被异地车套牌取证系统套牌车辆基本上都是异地车辆，套牌车异地违章后，被套牌者需要缴纳交通罚款，而真正的违法者却逍遥法外。当事人很无辜，公安部门投入巨大的人、财、物去稽查，效果不好。而公安部门在免除这些罚单前也需要当事者给出交通违法时不在场的证据。由于电子车牌管理系统路面稽查设备安装于城市主要干道和城市出入口，因此为了解决以上问题车辆，保护合法车主切身利益，RFID自动采集并记录在本地行驶车辆的录像、图片和车辆标签信息。当套牌车发生交通违章或肇事逃逸，合法车主可到交警执法部门开具不在案发地证明。保护合法车主的切身利益，体现政府执政为民的形象。电子车牌技术应用套牌车电子车牌技术应用车流量统计分析立交桥相继拔地而起，高速公路不断延伸，即便这样我们每天面对着长长的车队也会发出由衷的感慨：什么时候出行不再是一种负担。交通流量调查缺乏准确的数据是我国交通规划的一大难题，这使得道路网络的通行能力难以得到最满意的发挥。常规统计车流量的方法有很多，最原始的是站在路边往碗里放黄豆；或者利用地感线圈或者图像识别处罚，包括交通流量检测仪，这些统计出来的结果都是不准确的，特别是难以准确判断车型，有些还需要施工填埋，而用电子车牌来统计实时的交通流量肯定又快捷，又准确。每过一辆车路边的基站都会有数据显示。车流量统计对于交通管理部门了解城市各路段拥堵情况，及时作出疏通引流方案，提供了确切的参数。也为交通管理者进行城市交通管理和智能化红绿灯优化设计提供了的参考依据。电子车牌技术应用可即时显示路口各个方向的车流量曲线和流量数据，上图中红色曲线是流量曲线，蓝色曲线是加权平均曲线，绿色曲线是车流速度曲线。右边方框中的数据是每小时的车流量数据。电子车牌技术稽查模式固定稽查模式电子车牌固定稽查系统安装在道路上方，对经过的车辆进行全天候的身份识别。电子车牌固定稽查系统可设立在收费站、市内道路、城市出入口等。系统能够实现同时对多车道、高速行驶车辆的不停车识别。车载稽查模式移动车载稽查系统是集RFID电子车牌识别、监控系统、车牌识别、综合信息处理、无线传输、中央控制、供电、办公操作于一体的综合性执法平台。车载稽查系统具有很大的机动性和灵活性，弥补了因固定识别基站距离原因而产生的监测盲区，进一步加强了对违法车辆监测力度，使违法车俩无处藏身。电子车牌技术稽查模式电子车牌技术应用手持稽查模式手持稽查方式是将车辆拦停后，进一步确认车辆的身份及进行执法作业。手持终端可以近距离读取电子车牌，并通过无线网络与数据服务器进行比对，确认车辆信息。