基于RFID和北斗技术智能电子车牌解决方案.docx
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基于RFID和北斗技术智能电子车牌解决方案.docx
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基于RFID和北斗技术智能电子车牌解决方案
基于RFID和北斗技术智能电子车牌
整体解决方案
一、项目背景
伴随科学技术发展和人民生活水平提高,汽车成为日常交通工具,如何对汽车进行有效及高效管理成为摆在人们面前的一大难题。
我国在汽车管理、汽车收费、汽车GPS、汽车防盗以及路况信息系统等方面的研究和应用都比较落后,离自动化和智能化的还有相当大的差距。
在发达国家相关研究成果业已部分应用到汽车产业当中,实现了汽车管理的高效化和智能化。
车牌是机动车外在的唯一性标志,其主要作用体现在车牌的可视性与唯一性。
如今我国使用的GA36-92型车牌在可视性与唯一性上存在缺陷,科技含量也不够高。
伴随智能化交通的发展,车牌的智能性也成为需要我们考虑的问题。
1、车牌识别发展趋势
目前对车牌的识别大多采用图像分割与识别技术,图象识别受污染、距离、光线、位置、角度等环境因素的影响较大,且图像识别存储空间及算法实现占用资源比较多,实现起来也非常困难,而且图像识别技术对于套牌、盗牌甚至无牌车也没有办法识别。
这些问题使得盗牌、套牌、盗车、劫车、肇事逃逸等违法犯罪行为成为可能,是社会治安的重大隐患,同时也可能对国民经济造成巨额损失,最终导致对机动车进行有效管理的成为巨大的难题。
如何遏制上述问题的发生,只有使用新技术才能从根本上解决问题。
RFID技术具有远距离识别、可存储携带较多的信息、读取速度快、可应用范围广等优点,因此基于射频识别技术的车辆识别准确性较高,非常适合在智能交通和车辆管理方面使用,将为智能交通系统注入新的活力。
与现有车辆管理系统中使用的图像识别技术相比,应用RFID技术的系统具有包含信息量大,环境适应能力强,不受风雪、冰雹等天气因素影响,抗干扰能力强,可穿透非金属物体进行识别,可全天候、无接触地进行自动识别、跟踪及管理,算法简单且实现起来较为简单等优点。
北斗系统具有高可靠性、高精度的定位、测速、授时服务,利用北斗系统和RFID技术结合可以实时显示车辆身份信息同时掌握车辆的实际位置,将极大地增加车辆识别数据的应用价值。
2、国内电子车牌发展历程
南京市早在2011年就正式启用了RFID技术射频识别机动车环保标志电子卡,成为南京机动车贴在车窗上的“身份证”。
在小规模成功应用经验的基础上,公安部向国标委提出编制“电子车牌”标准的申请。
公安部交通科学管理研究所主要负责芯片的国产化。
在标准建立方面,公安部在2013年与工信部签订了协议,共同推进RFID在公共安全领域应用。
汽车具有跨区域、跨时空的大流通的特点,要制作一个统一的汽车电子身份,实现汽车电子身份的共享,规范各地目前“电子车牌”。
2014年11月,国标委颁布《汽车电子标识通用技术条件》征求意见稿;2015年由公安部主导,公安部交通管理科学研究拟定了汽车电子标识6项国家标准,其中《机动车电子标识通用技术条件》、《机动车电子标识安全技术要求》、《机动车电子标识安装规范》三项国家技术标准,采用无源超高频无线射频技术(UHFRFID),可广泛应用于道路交通。
机动车电子标识的技术应用突破了交通信号采集技术无法精确采集车辆身份信息的瓶颈,可实现车辆通行信息的动态、精确采集,还可采集号牌种类、车辆类型、使用性质等车辆分类信息,是构建新一代智慧交通应用系统的基础技术。
2015年初,首批符合国标的电子车牌在无锡开展示范应用,2016上半年,市区完成10万枚汽车电子标识安装和100处识读设备的安装建设。
2018年向全国推广。
无锡、深圳、北京等三个城市成为推进电子车牌试点城市。
二、系统原理
智能电子车牌,引入射频识别技术和北斗卫星定位技术,可有效弥补视频辨识技术的缺陷;可有效地防止车牌假冒、涂改和遮盖。
射频识别技术不受光亮度和环境的影响,具备高速处理能力(在车速200公里/小时的条件下路侧设备可准确读取电子车牌信息),可用于交通安全监管、车辆行驶轨迹跟踪、交通量信息采集和发布、车辆稽查和执法、停车场监管、环保监管等各种应用场合中,有效的提高交警执勤和交通管理的效率。
系统原理:
系统通过在辖区内每辆机动车上安装全球唯一ID的无源RFID防拆卸机动车电子标识;机动车标识里记录车辆的基本信息和车主信息,当机动车辆经过稽查点或识别断面时,识读设备读取车辆电子标识数据和北斗定位数据信息,形成一个动态、立体、严密、准确的智能自动化交通监管稽查网络;同时结合“视频”技术采集比对,进一步可视化辨别车辆信息,形成多数据采集的对车辆的综合稽查。
三、系统架构
系统主要由电子车牌证、固定式阅读器、移动式阅读器、车载稽查系统、图像抓拍智能识别单元和中心综合信息平台等组成。
系统逻辑框架如下图所示:
电子车牌通过发卡管理系统事先写入该车辆的基本信息,如车辆的ID号、车牌号、驾驶员信息、车型、车重等信息。
并将RFID电子车牌安装在车辆上,车辆拥有独一无二的身份证。
应用RFID技术的车流量检测系统是在交叉路口交通信号灯上游安装阅读器,阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,射频阅读器全天候运行,装有RFID标签的车辆进入天线工作区域时产生感应电流,发送自身信息和北斗定位数据信息。
读取电子车牌内的相关信息,并实时发送至控制中心,控制中心服务器经过存储、查询、对比等信息处理,配合视频监控,可完成对超速、套牌、黑名单及非法营运等车辆的识别。
平台系统架构:
将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等进行有效地集成,建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合综合智慧化电子车牌管理系统。
将数据运用于车辆交通信息管理,可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率。
平台采用IaaS基础设施即服务/PaaS平台即服务/SaaS软件即服务三层架构来实现智慧化电子车牌和交通管理。
四、建设内容
1、电子车牌和识别体系
电子车牌车证由芯片和内置天线组成,通过标签天线和读写器进行通信。
标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需要识别传输的信息。
车牌读取系统按照位置和使用方式主要有,在交通路口、关键路段、居民小区、公共场所等安装大量的固定电子车牌证阅读器设备以及卡口联动设备,实现电子车牌证的密集检测;另外交警、城管,公安等可配备手持终端(手持式阅读器)和车载稽查系统来弥补固定点不足。
1)机动车电子标识
机动车电子标识基础信源,采用陶瓷材质及特殊加工工艺制作而成,具有极强的稳定性,附着在高介电常数的材质时能确保标识灵敏度,具有高度的防腐蚀性;可以广泛应用于车辆管理行业。
安装在汽车前档风玻璃上,具有识读距离远的特点,配合读写器使用,其识读距离可以在12米以上,是车辆管理用标识的首选。
机动车电子标识未来作为汽车法规制定汽车信息载体之一,将由公安部相关部门统一加密、编号,统一发行。
2)固定读取器和天线
固定式阅读器主要包括供电模块、2.4GHz天线、微波收发模块、处理器模块、安全模块、普通信息存储模块和接口模块等七大模块。
采用防水、防尘设计,全塑密封,通讯协议采用多层加密技术,可靠、安全。
产品简介
UHF室外固定式读写器是基于国家标准(GB/T29768-2013)自主研发,专为智能交通行业应用而设计的高性能无源UHF读写器,可适应各种恶劣的工业和室外环境。
通过网络,产品可以给读写器发送各种指令来控制读写器。
可选配Wi-Fi/GPRS模块,实现快速安装、减少布线,是智能交通行业和工业应用RFID读写设备的理想选择。
产品特点
高抗干扰性,支持读卡器密集工作模式
高可靠性,在室外无需任何防雨、防尘设施,防护等级IP65
高接收灵敏度、高速运动识别
汽车行驶速度为120km/h时,能识别电子标识并能读取车辆注册信息区信息
汽车行驶速度达到180km/h时,能识别电子标识编码区(CID)信息
可远程、动态、高精度调整输出功率,便于网络性能优化
内置标签过滤功能,可以大幅优化传输网络,降低网络传输带宽需求
可远程更新,并具有自检功能,自动上报设备和连接的天线状况
3)卡口图像联动抓拍智能识别系统
图像抓拍智能识别单元主要由智能高清摄像机组成,智能高清摄像机中集成了车辆的视频检测算法、车牌识别算法、流量统计算法等智能算法,阅读器进行电子车牌证信息采集的同时智能高清摄像机也进行车辆信息的采集,实现自动对视频中出现的车辆进行分析,提取车辆各类特征,包括车牌号、车型、车身颜色、车窗、安全带、遮阳板等。
通过对结构化车辆信息的深度挖掘,满足各种定制化的图像侦查业务需求。
系统对两种方式采集到的信息进行融合处理,不仅可以有效辨别套牌车、黑车、盗抢车等,而且可以为处罚提供直接的证据
硬件产品
双基一体机设备,是自主研发的基于汽车电子标识信息载体的核心识读设备与电警卡口视频监拍设备融合一体的双基设备,独创的双基协议算法技术。
在遵循国标GBT29768及公安部制定的《汽车电子标识读写设备通用技术条件》相关标准同时满足GA/T496、GA/T497相关标准。
支持远程设备指令控制,达到对双基一体机参数配置及参数运行状态监控。
一体机特有的融合特质能够实现快速安装、减少布线,减少供电及网口占用、减少工程量,是智能交通行业和未来电子卡口部署的理想选择。
产品功能
双基一体机设备具有物理车牌识别+电子车牌识别的双基一体功能,而物理车牌识别基于视频抓拍模式技术,该技术核心模块是图像检测算法,车牌识别算法和交通业务逻辑。
双基一体机在满足传统视频电子卡口监拍数据的同时,并行电子车牌数据输出和双基比对数据输出,保证现有电子卡口设备无缝升级到双基一体设备。
4)移动读取系统
手持式阅读器采用高速嵌入式控制器进行控制,主要包括嵌入式CPU、触摸显示模块、微波收发模块、安全模块、信息存储模块、GPRS无线通讯模块和接口模块等七大模块,交警、城管、公安等人员在任何一个位置都可以很方便的读取附近的电子车牌证相关信息。
5)车载稽查读取系统
车载稽查系统,通过GPRS时时与中心数据采集平台对接,中心数据采集平台对数据进行处理,最终处理结果发送到中心综合管理平台
2、车牌数据管理和分析系统
主要提供车辆的基本数据管理、动态数据采集和基于车牌数据的分析和处理。
1)车牌基础数据管理系统
(1)车辆车牌基本信息管理
将车辆照片以及其他个性化信息与电子车牌绑定信息进行管理,车辆基本信息如车牌号、车型、颜色、车主、年检、交强险记录,甚至缴费记录、电子钱包和地理位置信息等。
这些数据都可被单独或组合调取、使用。
(2)车辆全息档案
平台从具体某辆车的维度,根据“车-人-关系人”的模型,构建数据关系网进行深度智能分析,提供该车的全息档案。
找车预测:
提供在某时段、某地点找到某辆车的概率;
人车关联:
与该车相关的驾驶人信息;
全息档案:
展示该车基本信息如车辆信息、驾驶人信息等,还有套牌信息、伴随车信息、初次入城信息、频繁过车信息等大数据研判内容;实时了解高危车辆信息和对应的人员详细的研判信息,为车辆的分级管理提供数据支撑。
(3)车辆车牌智能检索
车辆智能检索主要是搜索规定时间段内卡口的汽车图片和车辆描述性信息,结果以车辆描述性文本和缩略图的形式显示,在看图模式中可以查看高清大图。
按照搜索条件的不同,车辆智能检索又可以细分为按车牌搜车、按车型搜车、按类别搜车、按照片搜车和按特征搜车等模块。
(4)信息文本搜索
文本搜索服务主要是根据给定的对车辆的描述性文本(如:
车牌号、品牌、型号、年款、类型、颜色等)搜索与给定的文本结构化信息相同或相似(支持车牌的模糊搜索)的车辆。
(5)车牌信息一张图
该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。
主要为应用层提供空间可视化的服务。
应用层通过调用
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