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  四川新源现代智能科技技术总监:RFID在智能交通中的应用现况与前
 
时间:2009-12-27 

  关震柔,四川新源现代智能科技有限公司技术总监,曾任原电子部第十研究所副所长,总工程师,科技委主任。长期参与和组织领导我国航天测控系统工程设备和航空电子设备的研制,曾任“东方红三号”同步通讯卫星测控系统工程设备总设计师,曾任电子部科学研究院军事电子专家委员会委员,是国务院颁发的政府特殊津贴的领取者。

  上世纪九十年代初开始介入RFID和智能交通产品及系统工程的研发。现任交通部ITS标准委员会通讯委员,联网收费工作组成员。

  RFID的中国起步

  RFID在我国应用于智能交通始于上世纪九十年代初,早期有代表性的标、志性的应用有:

  深圳海关用于车辆通关验放的“电子车牌”项目 ,最早选用瑞典Combitech 2.4GHZ有源的被动式标签产品,以后改用915MHZ的无源被动式标签,一直维持到现在;

  以美国德州仪器(TI)有源的915MHZ被动式标签为基础的产品用在珠三角地区的ETC路桥不停车收费系统;

  广州采用挪威Q Free的 5.8GHZ 产品作为广州市区内的路桥收费凭证;

  重庆采用日本丰田电装(Denso)的5.8GHZ产品作为“重庆三桥”ETC的试验系统应用;

  北京首都机场高速公路用美国Amtech公司的2.45GHZ的产品构造首都机场高速路的不停车收费系统;

  以上这些系统及相关产品在我国以RFID技术发展的初期,在促进智能交通的发展起了重要作用,随着技术的不断进步,上述的大多数产品均已退出历史舞台,但它们在RFID启蒙阶段所起的作用还是不可磨灭的。

  RFID在智能交通的典型应用领域

  高速公路联网不停车收费系统

  该系统采用5.8GHZ的产品,交通运输部已制定了相应的国家标准,并逐步进入到颁布推广使用的阶段,该系统最大的特点是整合了微波电子标签和非接触IC卡两大资源,使用IC卡进行费用结算,这种方案有利于ETC车载设备兼容ETC车道及MTC车道两个道路资源,使ETC系统有利于在联网高速公路中渐进式推进。

  从目前使用情况来看,采用这种“双片式”的混合系统在快速通行方面未能体现出其优越性,出就是说,RFID的RSU与OBU之间的高的数据传输速率对提高车辆通过收费站的速度没有实质性的效果。达不到欧洲当初推行5.8GHZ DSRC系统的期望值。此外,车载识别器(OBU)价格偏高,还需受卡中的电源使用寿命的制约,给运营管理带来不少问题。还有上述这种有源的5.8GHZ被动式标签仅局限在联网高速公路中应用,在一些城市中区域性应用的ETC系统,把已经使用的5.8GHZ系统由915MHZ的无源被动式标签所替代。此外,5.8GHZ系统很难看出在其他智能交通运输系统中有多少派生应用的机会。

  中小城市局域性年费车辆识别与监控系统

  一些实施了用RFID系统实施年费收费方式管理的城市都为每辆“年费车辆”配发一个不可拆卸,不可修改其ID号的无源被动式电子标签。作为车辆唯一的身份标志。实现“年费车”一车一卡,从而彻底堵住用“套牌”的办法偷漏年费的漏洞能,保证既能保证严格监管,又能确保交通的通畅。在此基础上,路桥管理部门还能获得高比例的费用增收。在某一个地处沿海的城市已经发行了十多万至二十万只用作为“年费卡”的无源被动式的电子标签,非常通畅地运行了数年,经济与社会效益十分明显,这样大的标签的推广使用,远高于某些交通十分繁忙的高速公路的发行量。

  在具备“区域封闭式监管”条件的中小城市都可适宜推广这种行之有效的年费车辆管理模式。

  出租车身份动态自动识别系统

  监管方式与上述年费车辆的识别管理有许多共同之处,每辆有合法身份的出租车都配发一块能证明其身份的唯一的不可窜改的RFID标签,这种系统在广州及成都已推广使用,发挥了明显的社会与经济效益,在已推广基于RFID年费管理的城市、也可以把出租车身份动态自动识别系统作为年费管理系统的派生子系统加以应用。

  在已实现采用“局域性年费车辆识别与监控系统”并有条件对全部车辆装卡的城市,该系统还可在推行“年费卡”的基础上扩展应用于车辆养路费征收、年度审查,运政管理等需要共享车载电子标签介质的领域,构筑共享动态信息资源库的智能交通运输系统管理平台,在此基础上,还可顺理成章地推广到机关企事业单位及公共停车场以及居民小区的门禁管理,进而给与车辆有关的治安防范领域的动态监控管理提供有力的技术支持。

  RFID与交通信息服务系统的可能性设想

  交通信息服务系统的一个重要领域是实现对出行车辆的高效的交通诱导,通过出行车辆在交通参与过程的主动配合,使其行车路线得以优化,利用交通诱导信息避开交通拥挤区域。使交通流的运行更加均衡、从而使整个路网的效能得以充分发挥。

  我们知道:交通信息服务系统作为交通诱导信息的产生与管理者的作用时,该系统需要让交通指挥控制中心随时获取整个路网精确的车流分布,车辆的流速、交通通顺程度的信息,并由此生成最佳的交通诱导信息。

  把RFID技术服务于交通诱导信息系统设想的核心是:如果车辆的RFID OBU实现了每辆车的“个性化”后,路边设备(RSU)对采集到的车辆数据的成功率与准确率就得到很大的提高,数据利用更为有效,和传统的通过“埋地线圈”感应车辆信息的方式或采用“视频检测”的方式进行车辆检测方法相比,通过识别电子标签对通过车辆数的统计方法的精确度得到很大的提高。更为重要的还可以利用以RFID为基础采集到数据的相关性,准确地检测出整个车流的“群速度”。这十分重要,车流的“群速度”能直接反映出交通拥挤的情况。利用车辆ID号的唯一性的特征,可简单地测定车辆通过从某一个RFID检测点至另一个检测点的时间差以及调用两个检测点的距离差(两个检测点的地埋位置已确知,因而距离也已知),从而可以判断出表征该段车流运动的“群速度”,通过采集附近路段若干个车辆电子标签的信息并加以平滑处理,就能更为精确细致地描述这些路段的交通运行情况,使交通诱导信息发布更为准确与及时。

  另外,设想中的另一个用途是:通过应用主动式RFID车载设备与RSU进行双向数据交换,把车辆沿途安装有RSU的地点把交通指挥控制中心通过RSU发布的诱导信息和其它交通信息传送到车载的“数字地图显示仪”中,RSU同时把它所在地点的地理座标信息嵌入到下行信息中并影射到数字地图中。可以把这种系统称为“离散式“的数字定位系统,从某种意义上讲,它能在局部地区起到GPS的某些作用。与此同时,车辆还可以根据交通指挥控制中心通过RSU发布的导行信息引导司机的驾驶行为,通过人机交互实现导行的目的。下行链路可通过RSU同时把包括路况信息和重要信息(包括临时的交通管理信息……)加以发布。

  这样一种主动式的RFID系统可以由ZigBee,WLAN。WiFi及长距离“一类蓝牙”等多种“广义的RFID设备”来实现。

  随着科学技术的进步,多种技术手段的融合、互补将会成为交通信息服务系统的新亮点,为交通参与者创造更为和谐地出行条件,更有利于保护我们美好的家园。
 

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