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改善軟環(huán)境RFID助智能交通系統(tǒng)煥發(fā)生機(jī)
深圳市陸德物流有限公司 發(fā)布時間:2010-04-28 |
ITS(智能交通系統(tǒng))是將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等有機(jī)地運(yùn)用于整個交通運(yùn)輸管理體系而建立起的一種實(shí)時的、準(zhǔn)確的、高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。RFID是將各種信息化技術(shù)綜合集成，服務(wù)于ITS的重要技術(shù)手段。
RFID(RadioFrequencyIdentification，無線射頻識別)技術(shù)，最初作為二戰(zhàn)時期用于敵我飛機(jī)識別的技術(shù)，近年來在物流與供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域重新煥發(fā)了新機(jī)，得到了極大的重視與長足的發(fā)展。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，RFID技術(shù)也在智能公交卡、不停車收費(fèi)、停車場管理、車輛類型及流量信息采集、高速公路車輛速度計算分析等方面取得了應(yīng)用成效。
一、RFID技術(shù)
RFID技術(shù)是通過無線電波的方式，把存儲在RFID標(biāo)簽中的唯一標(biāo)識碼傳送給RFID閱讀器。當(dāng)標(biāo)簽貼在被標(biāo)識物體上時，就可以對被標(biāo)識物體實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的、非直接接觸的識別；跓o線電波傳輸周期以及傳輸通道的特性，同時也就可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、大批量、快速的識別。
其系統(tǒng)構(gòu)成主要包括：標(biāo)簽、閱讀器、以及用于后臺控制與處理的計算機(jī)。其中標(biāo)簽包含一個微小的芯片用于存儲其ID號碼，以及一個用于電波接收與反射的天線。閱讀器是一個復(fù)雜的設(shè)備，它也包括一個用于信號發(fā)射與接收的天線。該天線根據(jù)信號接收的距離在形狀及大小上有很大的區(qū)別。按工作頻率的不同，RFID技術(shù)主要分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)、以及微波(MW)頻段。不同頻段在其工作的物理機(jī)制上有所不同，相應(yīng)的在傳輸距離、傳輸速度、以及應(yīng)用領(lǐng)域上也各有不同。按標(biāo)簽的電源供應(yīng)情況，還分為主動式與被動式標(biāo)簽。主動式的標(biāo)簽采用電池供電。被動式標(biāo)簽靠閱讀器的電波能量供電。由于供電方式的不同，造成其傳播距離以及應(yīng)用領(lǐng)域的不同。
二、RFID在ITS中的應(yīng)用
智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportSystem)的概念是在本世紀(jì)90年代初期才形成的，在這之前一些發(fā)達(dá)國家，如美國、日本以及歐盟各國曾經(jīng)對高速公路和機(jī)動車輛的智能化問題進(jìn)行過不少研究，并取得了一批成果，當(dāng)時美國取名為IVHS項目，即是IntelligentVehicle-HighwaySystem的簡稱。后來，隨著交通智能化的要求日益迫切，交通產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的任務(wù)日益繁重，確定了將道路交通智能化的研究成果擴(kuò)大應(yīng)用到鐵路、水運(yùn)和航空領(lǐng)域的發(fā)展方向，從綜合交通系統(tǒng)的角度來研究交通網(wǎng)絡(luò)智能化的問題，這就逐步形成了建立智能交通系統(tǒng)的新概念。
智能交通的內(nèi)容非常廣泛，比如：城市交通信號系統(tǒng)、公共調(diào)度和服務(wù)系統(tǒng)、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)系統(tǒng)、公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)等。RFID技術(shù)從交通部、省市交通管理部門到企業(yè)，都有著廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：電子政務(wù)領(lǐng)域、智能交通領(lǐng)域、運(yùn)輸/物流領(lǐng)域等。智能交通領(lǐng)域具體包括高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、不停車收費(fèi)、多路徑識別、一卡通等方面。
1、城市公共交通
RFID應(yīng)用在公交管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的功能和特性有以下幾個方面:不停車遠(yuǎn)距離自動識別，實(shí)時定點(diǎn)采集公交車輛進(jìn)出站和通過站臺的時間，確定公交車輛所處位置;調(diào)度中心LED顯示牌和站臺顯示牌可以分別顯示公交車在某站臺或站臺之間的在線運(yùn)行動態(tài)信息(包括車輛所處的位置、載客的擁擠程度、空車、正常信息提示)，便于靈活調(diào)度車輛和方便乘客候車;便于稽查公交車輛是否按規(guī)定的線路運(yùn)行，提高車輛到達(dá)站臺的準(zhǔn)時性;便于對車輛的調(diào)度、流量統(tǒng)計、車輛考勤、任務(wù)考核、路單報表生成，以及維修保養(yǎng)期提示、車輛維修記錄、審驗(yàn)記錄等方面的自動化管理。
2、電子不停車收費(fèi)(ETC)
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ElectronicTollCollection，簡稱ETC)是一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費(fèi)系統(tǒng)。它應(yīng)用RFID技術(shù)，通過路側(cè)天線與車載電子標(biāo)簽之間的專用短程通訊，在不需要司機(jī)停車和其他收費(fèi)人員采取任何操作的情況下，自動完成收費(fèi)處理全過程。不停車收費(fèi)涉及交通基礎(chǔ)設(shè)施投資的回收，又是緩解收費(fèi)站交通堵塞的有效手段，而且在使用中收費(fèi)卡的用量又很大，因此各個國家都優(yōu)先投入不停車收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，并且積極推廣，目前在歐美應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，普遍，我國也已經(jīng)在廣東、四川等地的高速公路上投入應(yīng)用。
RFID技術(shù)已在交通行業(yè)逐步成功推廣應(yīng)用，并且取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。在智能交通領(lǐng)域，主要應(yīng)用在電子不停車收費(fèi)。比如，廈門市路橋管理有限公司在不停車收費(fèi)系統(tǒng)中應(yīng)用RFID技術(shù)，發(fā)行RFID電子標(biāo)簽共20萬張，廣東聯(lián)合電子收費(fèi)股份有限公司自2004年建立了不停車收費(fèi)系統(tǒng)，發(fā)行16萬張RFID電子標(biāo)簽，均取得了良好的使用效果。不停車收費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)施，有效地提高了車輛通過效率，防止收費(fèi)站交通“瓶頸”的發(fā)生，同時實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)無人為干預(yù)，有效地遏制了偷逃過路費(fèi)，收費(fèi)人員玩忽職守、循私作弊等行為，同時降低收費(fèi)站的管理成本，更快地收回基礎(chǔ)設(shè)施的投資。
3、智能停車場管理
智能車場系統(tǒng)能有效、準(zhǔn)確、智能的對進(jìn)出停車場的系統(tǒng)車輛和非系統(tǒng)車輛的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄并按需上傳，處理，并在必要時可以通過相應(yīng)的人工干預(yù)進(jìn)行補(bǔ)充，以避免非正常事件的影響。當(dāng)車輛駛?cè)?出門禁天線通信區(qū)時，天線以微波通訊的方式與電子識別卡進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，從電子車卡上讀取車輛的相關(guān)信息，在司機(jī)卡上讀取司機(jī)的相關(guān)信息，自動識別電子車卡和司機(jī)卡并判斷車卡是否有效和司機(jī)卡的合法性，車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機(jī)卡一一對應(yīng)的車牌號碼及駕駛員等資料信息;車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫中，車道控制電腦根據(jù)讀到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷實(shí)現(xiàn)通行和收費(fèi)管理。
4、多義性路徑識別及高速公路收費(fèi)拆分帳管理
隨著高速公路越修越多，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的路段出現(xiàn)了網(wǎng)狀分布，這給確定車輛的行走路線帶來了很大困難。在高速公路路網(wǎng)建設(shè)較為發(fā)達(dá)的省如山東、河南，高速公路已成網(wǎng)狀，且由不同投資主體進(jìn)行經(jīng)營管理。目前，一般采用最短路徑收取通行費(fèi)，進(jìn)行通行費(fèi)拆帳，這就造成了一定的通行費(fèi)流失與拆帳糾紛。如果采用RFID技術(shù)，在高速公路交叉路口，設(shè)立信息點(diǎn)。當(dāng)車輛通過RFID信息點(diǎn)時，將通過的位置信息寫入通行卡中，這樣便可以根據(jù)通過的標(biāo)志性位置，準(zhǔn)確知道車輛的行駛路線，準(zhǔn)確收取通行費(fèi)，準(zhǔn)確拆帳，并且不影響車輛的快速通過。同時，應(yīng)用路徑識別可以進(jìn)一步加強(qiáng)收費(fèi)運(yùn)營管理，減少通行費(fèi)的漏征。按照目前的收費(fèi)管理，一旦出現(xiàn)個別收費(fèi)站車輛逃費(fèi)的情況，損失的不僅是本公司通行費(fèi)，還會損失路網(wǎng)中其它公司的拆帳通行費(fèi)。如果采用RFID方式，在識別車輛路徑的同時，相應(yīng)也就記錄了車輛的行駛里程，并以此為收費(fèi)拆帳的依據(jù)，即使有車輛逃費(fèi)，也只影響出現(xiàn)逃費(fèi)公司的拆帳結(jié)果，其它公司的損失由出現(xiàn)逃費(fèi)的公司來彌補(bǔ)。采用這種方式有助于提高各公司的管理水平，減少整個路網(wǎng)的通行費(fèi)漏征。
三、智能交通中RFID的應(yīng)用分析
1、可行性分析
(1)針對區(qū)域性或局部范圍內(nèi)RFID的應(yīng)用，不會受到國際化標(biāo)準(zhǔn)的制約和限制，易于進(jìn)行推廣應(yīng)用;
(2)針對智能交通的應(yīng)用中所采用的主動式、超高頻標(biāo)簽，其讀寫距離遠(yuǎn)、安全性好、數(shù)據(jù)存儲時間更有保障，技術(shù)更為成熟穩(wěn)定。
(3)由于采用主動式標(biāo)簽，在安全性、保密性、隱私問題等方面解決了用戶的后顧之憂。
2、面臨的技術(shù)難題
(1)關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的問題
RFID技術(shù)是針對個體識別、定位、計算的一種技術(shù)，其應(yīng)用在區(qū)域性或局部范圍應(yīng)用時，不會受到標(biāo)準(zhǔn)化問題的制約與影響。但隨著區(qū)域或局部應(yīng)用不斷擴(kuò)大發(fā)展，如高速公路不停車收費(fèi)聯(lián)網(wǎng)，大區(qū)域或全國性將成為可能，如果有前瞻性的做好標(biāo)準(zhǔn)化工作對引導(dǎo)RFID良性發(fā)展有非常重要的意義和作用。
(2)多個體目標(biāo)的干擾
在車輛管理自動識別中常常會遇到“鄰道干擾”問題。所謂“鄰道干擾”,指一個車道上的RFID讀寫器除了讀到本車道上的電子標(biāo)簽外,還誤讀到了鄰車道上的電子標(biāo)簽,影響到鑒別各自歸屬。完全解決好多個體目標(biāo)的干擾問題也是RFID技術(shù)推廣因公的一個關(guān)鍵問題。
(3)RFID在安全架構(gòu)方面的問題(如防止標(biāo)簽的復(fù)制問題、標(biāo)簽自銷毀問題)等。
標(biāo)簽本身的訪問缺陷;
由于標(biāo)簽本身的成本所限，標(biāo)簽本身很難具備能夠足以保證安全的能力。這樣，就面臨了很大的問題。非法用戶可以利用合法的閱讀器或者自構(gòu)一個閱讀器，直接與標(biāo)簽進(jìn)行通信。這樣，就可以很容易地獲取標(biāo)簽內(nèi)所存數(shù)據(jù)。而對于讀寫式標(biāo)簽，還面臨數(shù)據(jù)被改寫的風(fēng)險。
通信鏈路上的安全問題;
RFID的數(shù)據(jù)通信鏈路是無線通信鏈路。與有線連接不一樣，無線傳輸?shù)男盘柋旧硎情_放的。這就給非法用戶的偵聽帶來了方便，導(dǎo)致黑客非法截取通信數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)遭受拒絕式攻擊、利用冒名頂替標(biāo)簽發(fā)送虛假數(shù)據(jù)等
閱讀器內(nèi)部的安全風(fēng)險：
在閱讀器中，除了中間件被用來完成數(shù)據(jù)的遴選、時間過濾和管理之外，只能提供用戶業(yè)務(wù)接口，而不能提供能夠讓用戶自行提升安全性能的接口。
四、結(jié)語
隨著RFID技術(shù)在最近幾年的蓬勃發(fā)展，在智能交通領(lǐng)域，RFID也有了很多的應(yīng)用。在RFID服務(wù)于智能交通的同時，我們也將遇到來自標(biāo)準(zhǔn)、通信、安全、成本等方面的困惑和難題，但我們相信，隨著相關(guān)應(yīng)用軟環(huán)境的改善、RFID技術(shù)的不斷發(fā)展完善，RFID將會成為智能交通發(fā)展的主流應(yīng)用之一。 |
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