RFID技術(shù)在ITS中的應用分析

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ITS（智能交通）是將先進的傳感器技術(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)等有機地運用于整個交通運輸管理體系而建立起的一種實時的、準確的、高效的交通運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，服務于ITS的重要技術(shù)手段。

RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別)技術(shù)，最初作為二戰(zhàn)時期用于敵我飛機識別的技術(shù)，近年來在物流與供應鏈管理領(lǐng)域重新煥發(fā)了新機，得到了極大的重視與長足的發(fā)展。在交通運輸領(lǐng)域，RFID技術(shù)也在智能公交卡、不停車收費、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標簽中的唯一標識碼傳送給RFID閱讀器。當標簽貼在被標識物體上時，就可以對被標識物體實現(xiàn)遠距離的、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，同時也就可以實現(xiàn)多目標、大批量、快速的識別。

其系統(tǒng)構(gòu)成主要包括：標簽、閱讀器、以及用于后臺控制與處理的計算機。其中標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制上有所不同，相應的在傳輸距離、傳輸速度、 以及應用領(lǐng)域上也各有不同。按標簽的電源供應情況，還分為主動式與被動式標簽。主動式的標簽采用電池供電。被動式標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用領(lǐng)域的不同。

二、RFID在ITS中的應用

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System）的概念是在本世紀90年代初期才形成的，在這之前一些發(fā)達國家，如美國、日本以及歐盟各國曾經(jīng)對高速公路和機動車輛的智能化問題進行過不少研究，并取得了一批成果，當時美國取名為IVHS項目，即是Intelligent Vehicle-Highway System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)代化的任務日益繁重，確定了將道路交通智能化的研究成果擴大應用到鐵路、水運和航空領(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)度和服務系統(tǒng)、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)不停車收費系統(tǒng)、公眾出行信息服務系統(tǒng)等。RFID技術(shù)從交通部、省市交通管理部門到企業(yè)，都有著廣泛的應用，主要應用領(lǐng)域包括：電子政務領(lǐng)域、智能交通領(lǐng)域、運輸/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、不停車收費、多路徑識別、一卡通等方面。

1、城市公共交通

RFID應用在公交管理系統(tǒng)中實現(xiàn)的功能和特性有以下幾個方面:不停車遠距離自動識別，實時定點采集公交車輛進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)定的線路運行，提高車輛到達站臺的準時性;便于對車輛的調(diào)度、流量統(tǒng)計、車輛考勤、任務考核、路單報表生成，以及維修保養(yǎng)期提示、車輛維修記錄、審驗記錄等方面的自動化管理。

2、電子不停車收費（ETC）

電子不停車收費系統(tǒng)（Electronic Toll Collection，簡稱ETC）是一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費系統(tǒng)。它應用RFID 技術(shù)，通過路側(cè)天線與車載電子標簽之間的專用短程通訊，在不需要司機停車和其他收費人員采取任何操作的情況下，自動完成收費處理全過程。不停車收費涉及交通基礎(chǔ)設(shè)施投資的回收，又是緩解收費站交通堵塞的有效手段，而且在使用中收費卡的用量又很大，因此各個國家都優(yōu)先投入不停車收費系統(tǒng)應用系統(tǒng)的開發(fā)，并且積極推廣，目前在歐美應用已經(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用。

RFID技術(shù)已在交通行業(yè)逐步成功推廣應用，并且取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。在智能交通領(lǐng)域，主要應用在電子不停車收費。比如，廈門市路橋管理有限公司在不停車收費系統(tǒng)中應用RFID技術(shù)，發(fā)行RFID電子標簽共20萬張，廣東聯(lián)合電子收費股份有限公司自2004年建立了不停車收費系統(tǒng)，發(fā)行16萬張RFID電子標簽，均取得了良好的使用效果。不停車收費系統(tǒng)的實施，有效地提高了車輛通過效率，防止收費站交通“瓶頸”的發(fā)生，同時實現(xiàn)了收費無人為干預，有效地遏制了偷逃過路費，收費人員玩忽職守、循私作弊等行為，同時降低收費站的管理成本，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、準確、智能的對進出停車場的系統(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的人工干預進行補充，以避免非正常事件的影響。當車輛駛?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，在司機卡上讀取司機的相關(guān)信息，自動識別電子車卡和司機卡并判斷車卡是否有效和司機卡的合法性，車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應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)進行判斷實現(xiàn)通行和收費管理。

4、多義性路徑識別及高速公路收費拆分帳管理

隨著高速公路越修越多，聯(lián)網(wǎng)收費的路段出現(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行經(jīng)營管理。目前，一般采用最短路徑收取通行費，進行通行費拆帳，這就造成了一定的通行費流失與拆帳糾紛。如果采用RFID技術(shù)，在高速公路交叉路口，設(shè)立信息點。當車輛通過RFID信息點時，將通過的位置信息寫入通行卡中，這樣便可以根據(jù)通過的標志性位置，準確知道車輛的行駛路線，準確收取通行費，準確拆帳，并且不影響車輛的快速通過。同時，應用路徑識別可以進一步加強收費運營管理，減少通行費的漏征。按照目前的收費管理，一旦出現(xiàn)個別收費站車輛逃費的情況，損失的不僅是本公司通行費，還會損失路網(wǎng)中其它公司的拆帳通行費。如果采用RFID方式，在識別車輛路徑的同時，相應也就記錄了車輛的行駛里程，并以此為收費拆帳的依據(jù)，即使有車輛逃費，也只影響出現(xiàn)逃費公司的拆帳結(jié)果，其它公司的損失由出現(xiàn)逃費的公司來彌補。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)的通行費漏征。

三、智能交通中RFID的應用分析

1、可行性分析

（1）針對區(qū)域性或局部范圍內(nèi)RFID的應用，不會受到國際化標準的制約和限制，易于進行推廣應用；

（2）針對智能交通的應用中所采用的主動式、超高頻標簽，其讀寫距離遠、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。