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中国汽车市场RFID电子车牌市场爆发式增长
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  预计到2015年,中国汽车电子市场规模将超过4000亿元,未来中国汽车电子市场的增长方式将由汽车产量增长驱动向功能需求增长驱动转变。未来数年,中国RFID行业的发展将呈现出应用不均衡的特性,部分细分应用市场如社保卡与健康卡项目、交通管理、移动支付、物流与仓储、防伪、金融IC卡迁移等,将成为新增长的主要拉动力。


  RFID电子车牌基本技术措施是利用RFID自动识别高精度识别、高准确采集、高灵敏度的技术特点,将RFID电子车牌作为车辆信息载体,在RFID电子标签相应区域存储车型等车辆属性的信息,并由机动车在通过装有经授权的RFID射频识别读写器的路段时,对各辆机动车电子车牌上的数据进行采集或写入,达到各类综合交通管理的目的。

中国汽车市场RFID电子车牌市场爆发式增长

  据预测,该市场将成为中国RFID行业未来数年最重要的发展引擎,包括高速路收费卡、不停车收费、停车场、电子车牌、公交一卡通、特殊车辆监管、RFID智能信号灯、高铁信号识别、铁路票卡、海关车辆自动核放系统、年审登记等在内的众多RFID自动识别应用,将在智能交通行业呈现出多点开花的局面。尤其是在高速路与城市内不停车收费系统方面,在经过数年的前期试点后,将迎来全国规模快速应用的美好前景。


一、汽车电子标识(电子车牌)系统

  汽车电子标识(电子车牌)系统就是将RFID自动识别技术应用于智能交通领域,充分发挥其自动识别及动态信息采集的巨大优势,有效解决了城市交通信息化建设的瓶颈问题。以促进公安、交通等系统涉车信息的平台化、服务化为目标,以电子车牌作为信息载体,以RFID射频识别技术作为基本的信息采集手段,实现涉车信息资源的共享,提升车辆管理的信息化水平。整个系统由信源层、基站集群层、数据层、支撑层和应用层组成,采用无源超高频产品,使用UT5287陶基电子标签,通过阅读器基站群对电子标签进行信息采集,将采集的数据进行处理、整合,从而构建综合的涉车信息平台,实现跨行业、跨部门的综合应用。

  基于电子车牌,服务和应用已开始向多方向进行拓展。高速应用,不停车收费车道,大大提高了高速公路的通行效率,为高速公路的运营和大众出行提供了快捷服务;停车场门禁应用,智能门禁及路况诱导系统、智能门禁及路况诱导系统、停车场系统等应用模式。


二、基于电子车牌的城市智能交通综合运营平台及其意义

  运营平台作为智能交通发展的新趋势,将有助于解决交通管理中的其他问题。


1、进行基于车辆识别的交通监控

  逐年增加的机动车数量,使得城市道路变得日益拥挤,每天的车水马龙,正困扰着市民的日常出行,如何对交通进行准确的监控,如何科学有效的进行交通疏导调度已经成为摆在交管部门面前的一个重要课题。

对于车流量统计以及道路情况监控,大多通过视频监控手段,相关数据统计的准确性差,而且多需要相关人员通过总控室的电视墙,进行监视调度,消囊人力,然而收效有限。所以急需一套基于对车辆信息识别的综合运营平台,进行交通监控管理,解决传统方式监控无效的问题。


2、利用通行数据、信息提供应用与服务

  根据电子车牌项目目前的建设情况,每天都会产生大量的采集点通行记录,如何利用这些通行数据及信息为市委市政府各部门、公众提供相关应用和服务是目前阶段最重要的问题。在相关部门管理方面,不仅能够为管理部门一些基础应用,而且能够面对各个行业提供定制化的服务。同样的,在大众出行方面,不仅能够通过互联网、手机等方式为大众提供交通路况信息,而且能够为有特殊需求的客户提供个性化诱导服务。


3、区域性交通收费需求显现

  以城市为中心的“区域性道路交通电子收费系统”正逐步兴起,每个城市对于城市道路桥梁隧道等收费的方式不尽相同,既有采用按次收费,又有采用年票制即按年收费式,无论哪种方式都需要对车辆进行识别,从而判断车辆缴费情况,决定是否予以通行。而这种收费方式又区别于高速公路ETC的应用系统工程,需要特殊的技术手段来实现,还处于刚刚起步的阶段,而市场已经日渐形成并且需求强烈。

电子车牌、驾驶员卡、物理牌照三部分构成“交通信息卡”系统。该项目的实施将有效解决车辆自动识别和动态监测,逐步实现车辆精准管理、路网动态监测、车流统计与分析以及各种交通税费的动态稽征、出行服务与大众出行路况信息发布等功能,为实现“畅通城市”奠定坚实的基础。


●实现车辆精准管理

  系统使用UHF RFID射频识别技术,利用其在动态自动识别上的优势,实现对运行中车辆的动态自动识别和管理,可改进现有的静态车辆监管模式,实现车辆管理精准化。通过车辆动态监测、车牌防伪、卡口监控、肇事逃逸车辆追查、出租车治安管理、路网动态监测、交通流分析及诱导控制、车辆安全管理等,有效规范车辆使用和驾驶行为,抑制车辆违规行为,为城市发展和人民生活提供一个安全、高效、和谐的交通环境。


●挖掘城市道路潜力,提高交通组织效率

   利用RFID射频识别技术自动识别和动态信息采集的功能,对城市路网进行动态监测,及时掌握道路通行状况,特别是精准掌握城市交通拥堵瓶颈路段、路口的车流状态和车型分布,为有针对性地实施城市交通流宏观诱导和路口实时自适应控制创造条件。

   城市在规划、建设、改造道路、规范交通、制定相关政策时需要大量可靠的统计数据,作为其决策依据。通过系统采集的交通历史数据和各种分类统计量化指标是政府和相关管理部门决策的宝贵资源,系统提供的信息丰富,分类细致,提取方便。政府和相关管理部门可方便快捷地获取交通统计信息及参考分析结果,使决策更科学,减少规划和建设中的盲目性,最大限度地发挥现有城市交通设施的服务潜能,提高整个交通系统的管理水平和运转效率。


●提供面向机动车的出行服务与行业应用服务

  系统建立的庞大的信息平台,可供社会各单位共享机动车信息资源,从而将基于UHF RFID的车辆识别技术普及到机动车的出行服务与行业应用服务(单位、小区出入管理;客运、出租管理,不停车收费等),带动相关行业的信息化发展。


●开拓智能交通建设的新阵地

  “电子车牌项目”利用射频识别技术RFID应用于城市交通管理,建设电子车牌项目的综合运营平台,拓展电子牌的新应用,为管理部门和大众提供全方位高质量的应用和服务,提升“车联网”应用的广度和深度,对重平安畅通的城市建设起到积极的促进作用。


●改善重点区域的交通拥堵

   重点区域的交通拥堵不仅降低了道路上车辆行驶速度及通行能力,而且减少了交通路网容量,形成了停放与动态交通流互相干扰的恶性循环,直接影响了城市居民的工作和日常生活。RFID电子车牌项目综合运营平台通过基于多渠道信息推送的出行诱导信息发布,一方面使出行者根据丰富的信息,制定出行计划,进行有效出行;另一方面,通过综合运营平台的建设,对重点区域、重点路段进行实时监控,遇到拥堵情况可以及时通知监管部门进行合理处理,保证道路交通的通畅。


●探索车辆管理的模式

   国内城市级基于电子车牌的车辆管理尚无统一的模式和成熟的经验,通过本项目的实施,形成电子车牌相关技术和管理的地方标准和规范,探索具有中国特色的车辆综合管理系统,为最终形成电子车牌车辆管理模式积累经验。


●提升城市竞争力

   城市之间的竞争,说到底是政府为企业、市民提供的公共服务的竞争,通过本项目的实施,可以帮助政府提升公共服务的水平,提高城市活力、优化居住环境,增强市民幸福指数,比如可以减少道路拥堵时间,减少寻找停车位的时间,降低拥堵过程中产生的油耗和尾气排放,可以缓解道路交通的拥堵程度等。



三、电子车牌与其他类似技术的区别

1、与ETC的区别

  电子车牌技术是随着RFID射频识别技术的发展而产生的行业应用,它是RFID自动识别技术提高到一定程度的产物。从某种意义上讲,ETC系统也是RFID电子车牌系统的一种功能,但是由于现有国标ETC系统中的车载OBU是有源工作,电池有寿命;作为分立元件结构使用成本也非常高;再加上它信息读取时间长(一般在百毫秒级以上),需要大大降低车速,所以ETC不能作为电子车牌在城市等复杂交通环境中推广应用。随着无源式电子车牌读写距离的加大,读写时间的缩短,读写加密性的增加,成本的大大降低,无源电子车牌已大有取代有源ETC不停车收费系统的趋势,从而能够真正实现高速公路自由流收费(即无道闸、不降速通过并安全收费)。


2、与车联网的区别

  电子车牌和车联网的区别在于,车联网注重的是“人与车”、“车与车”、“车与路”之间的沟通,集结了车身外围传感器与卫星导航等的功能,通常是通过与汽车生产厂家合作预装在车载中控电脑内的。“车与车”例如对向车辆靠近时关闭远光灯功能;“车与路”如周边商店、餐饮、加油站等环境信息进行采集交换;“人与车”如车辆周围防碰撞传感等功能,使当下位置信息得到利用,为驾驶者提供了一些方便。而RFID电子车牌则是汽车的数据身份证,通过数据信息的交换与大后台相连,实现自由流式道路管理与收费,从而使道路行驶更安全通畅、停车场更自由快捷、交通管理更精准简便,从根本上改变了现有交通管理模式。两者有着很大的本质上和功能上的区别。


3、与卫星定位系统(GPS,北斗)的区别

  电子车牌技术也与卫星定位系统不同,当前中国应用较为广泛的是美国的全球卫星定位系统(GPS)以及中国的北斗卫星导航系统(BEIDOU)。GPS卫星定位系统使用卫星信号,对室外定位精度有着较大优势,但其在交通领域主要应用还是汽车导航与位置信息互动,当汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物时会出现捕获不到GPS卫星信号。GPS或北斗卫星定位系统虽然可以识别车辆,各地也进行了一些试点运行,但存在着GPS车载设备价格较贵,需要持续供电或充电,信号不稳定等问题。另外,交通是经济的动脉,如果交通系统过度依赖GPS卫星定位技术,由于导航卫星受众面十分广大,一旦卫星瘫痪则难以恢复到传统的管理方式,这必将给国民经济造成巨大的损失和负面影响。

   GPS技术并不适合诸如不停车电子收费、自由流电子收费等应用,因卫星系统无法处理每部车辆的加密缴费信息。而电子车牌技术不需复杂的GIS(地理位置信息)系统配合,即可以完成各类电子收费、进出门禁、停车场管理、特殊车辆假套牌识别、区间测速、路径识别、公交站点信息预报等应用。作为标准的ITS系统,能为基于RFID基础架构上的其它软件提供完备的接口。进一步的深度信息挖掘,将给整体智能交通系统提供更多的信息服务。


四、基于电子车牌的智能交通云


功能强大电子车牌搭配“云计算”软件使用还有如下一些特点:

(1)能合理搭配其他交通信息检测方法(如前面提到的视频采集),实现车辆信息的全覆盖采集,形成全面真实反映交通状态的交通信息采集机制,通过详细交通流数据的应用,进一步增强中央交通控制系统对微观和宏观交通状况的把握,进而为交通诱导、控制和决策提供有力支持。


(2)构建以电子车牌为基础的交通管理机制,开展交通执法精细化操作,严厉查处各种交通违法行为。同时实现证件电子化,提高查验通行效率,通过后台得到的通行信息,前端自动比对查验结果的方式实现通行证管理无纸化、自动化、智能化,最大限度地减少冒用、盗用和仿制。系统同时能完全融入我国现有的闯红灯违章处罚系统。


(3)在建立网络化的监测体系后,为实时布控、追逃、排查嫌疑车辆等公共安全方面提供快捷手段,在规模应用情况下,即使嫌疑车辆是无牌车辆,其标签也被破坏,因该车辆极少,仍然可用网格化监测点监测到该车运行情况。


(4)加大各种惠民利民措施,为所有交通参与者提供及时、准确的交通状况。


(5)能为城市公交优先提供宏观调度和局部控制。根据实时路网流量,能自动调配相应的红绿灯通行时间。


(6)开展停车场宏观的调配和局部的管理;扩大不停车通行的应用范围,提高通行效率,减少停车延误(包括城市和高速公路)。


(7)由于系统采用最先进和安全的后台电子支付方式,实现真正意义上的交通“一卡通”,包括城市拥堵收费和高速公路自由流收费。


(8)在高速路网内,能对行驶车辆实时测速,杜绝一切超速违章。


(9)能为各级政府、各行业、各类企业提供不同类型的交通数据分析表。


(10)系统留有各用户二次应用开发的接口。


“数据为王”的大数据时代已经到来。智能交通作为通信、计算机和控制技术在交通运输领域集成应用的产物,也为云计算、大数据、智能终端等新技术提供率先应用的环境,并为其提供广阔的市场空间。交通大数据的开发利用,不仅会推进智能交通更加快速地发展,也将为公众提供更加便捷、高效、绿色、安全的出行环境,创造更加美好的生活。

五、未来如何与车联网融合发展?


据专家测算分析,智能交通技术可实现交通堵塞减少约60%,实现短途运输效率提高近70%,实现现有道路网的通行能力提高2-3倍。车辆在智能交通体系内行驶,停车次数可以减少30%,行车时间减少13%-45%,车辆的使用效率能够提高50%以上。智能交通技术将大大提高交通管理水平,有效减少交通事故的发生,可使车辆安全事故率比现在降低20%,交通事故死亡人数下降30%-70%。为此,发展车联网对中国汽车行业的发展具有重要的现实意义。


智慧城市中国独立分析师海峰认为,出路在于通过车辆电子标识、传感器、无线移动通信、卫星定位和海量数据处理等信息技术,对所有在网车辆和道路交通基础设施的属性、静态和动态信息进行有效识别,并通过统一的信息综合应用平台进行智能化管理和服务。其中,车车、车路、车与基础设施以及人车协作技术等与汽车电子技术的融合发展是关键。



六、电子车牌带动大数据产业


在电子车牌大数据的特点是:体量大(Volume)、种类多(Variety)、速度快(Velocity)、真实性高(Veracity)、使用价值高(Value)、具有时效性(Validity)、安全性高(Verification)。


1、体量大

电子车牌信息的体量十分巨大,因为它是通过网络上许多的机器节点,在不同的道路上,由不同的车辆通过该节点而产生的数据。以一个城市来说,一秒钟的数据量可能就高达万条以上。这么大体量的数据无需人工处理,全部依靠计算机处理。


2、种类多

除了车辆通过时产生的电子车牌信息,每一条数据里同时还含载了其他相关信息,如:通过时间,通过地点,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。


3、速度快

除非特殊情况,道路的使用是没有时间限制的。任何车辆可以在任意时间在任意路上行驶,这就意味着数据的流动是连续的并且实时的。实时的数据可以帮助数据分析者和使用者们了解最新鲜的信息,从而做出最及时最有价值的判断。


4、真实性高

所有的电子车牌数据来自电子车牌系统的无线传输数字信号,由于不存在气候、光照、环境、人为对其的影响,数据准确性高达100%。相比之下,传统的视频识别、抓拍相机、微波检测等产品都有较高的失误率。


5、使用价值高

如第二条所述,每一则通过信息内都含有大量车辆相关信息,由于是数字式存储,拥有相同的格式和查询路径,每一则都是相当精炼、小巧且真实的数据,使用起来就非常得心应手。举例说明,当公安机关需要抓捕一辆肇事逃逸车辆,目击者提供了车牌号码,如果通过如视频卡口等各类摄像机、抓拍相机查找,需要投入大量人力物力和时间,在海量图像、视频资料内寻找,而这些图像、视频资料99%以上是无用的。如果使用电子车牌系统,只需要在后台设置布控该车,实时电子信息在该车通过任一基站时就立刻上传至后台或前线交警手持机上。同时,该车的行进轨迹一目了然,从而在前方设置关卡,守株待兔。


6、具有时效性

时效性是指数据在长时间内应维持有效、有用。不是所有的过往数据都能对当下或者未来的情况有意义,我们需要能够分辨并及时舍去过期的、不再相关的交通数据。比如,当一条河流下建好了一座新的隧道,车辆纷纷选择通过新隧道,因为这里更新而且不拥堵,那么老的跨河大桥上的交通数据就不再有很高的使用价值了,可以舍弃。


7、安全性高

在这个信息爆炸的时代,在人们拥抱大数据带来的美好成就时,不应忘记同时带来的风险和考验:信息安全。如何让个人隐私不被侵犯成为了许多数据分析学家研究的方向。在接触电子车牌系统过程中,被提及最多的,也是个人信息安全问题。值得欣慰的是,由于电子车牌系统的封闭性、特殊性和唯一性,目前已经可以通过以下几点保障数据安全:首先,前端设备采集信息时,无线信号的传输是经过多重验证的,并且所有信息都是经过严格加密的,使用超级计算机暴力破解一则信息需要几亿年;其次,像居民身份证数据库一样,电子车牌后台服务器是由国家统一管理或保存的,任何单位和个人都无法修改、盗取这些信息;再次,在大数据后期处理与使用中,公开度可调控,与该使用项不相关的条目都会被隐去。如,环保局使用该数据控制黄绿标车禁行时,数据集内会包含该车的车型、排量、年检记录等信息,但却无需知道该车的交强险记录或是道路通行缴费记录等。


七、未来的发展方向

车联网跨界集聚汽车整车、汽车电子、下一代通信网络、物联网、高端软件、移动互联网、智能交通等技术应用,越来越显现出它的发展潜力。国内已经形成了盖关键芯片、车载终端、总线网络、通信运营、高端软件、移动互联、位置服务、内容提供、标准检测、知识产权等方面完整的车联网与车载信息服务全产业链科技研发及产业化布局。

未来城市的公共交通信息服务平台、公交智能调度和信息发布、动态路径诱导系统、公共停车诱导系统、交通事件检测及应急处置系统应用平台、交通安全信息管理以及汽车电子身份识别系统等的建设,将为智慧城市建设注入强大的动力。智慧城市中国独立分析师海峰认为,在“基于嵌入式车联网基础软件平台的车载信息服务终端研发”中的关键技术之一就是把汽车电子身份识别系统纳入平台管理之中,也就是说,要实现车联网与车载信息终端的统筹发展。

除此之外,智慧城市中国独立分析师海峰在《汽车实现网络化、智能化、无人驾驶化,深度透析智能视频如何改变世界?》一文中深度分析了智能视频对未来汽车电子、车联网和智能交通产业的影响,值得高度关注。未来国际竞争的制高点是智能视觉车联网,其核心内容是:人、车、物、路、事件的智能视频分析,为此,必须与汽车电子身份识别系统实现后台多个数据库关联,将电子车牌与人、车、物、路、事件一道构成智能视觉标签,从而为下一代基于智能视觉车联网的全景可视化智能交通体系建设提供支撑。


结束语

城镇化是一项复杂的社会工程,在带给汽车产业新机遇的同时,也提出诸多挑战。如何避免城市病的重复出现,如何处理好产业与社会的发展,让绿色交通、智能交通在城市化过程中发挥用武之地,仍然是摆在中国面前的一道道难题。


很多大的城市,汽车已经引起了严重的拥堵和严重的污染,国家出台了很多政策也是围绕这两个问题。未来几年对于中国汽车市场影响最大的将是实行燃油限制要求,即2015年汽车企业平均油耗值将达到6.9升/百公里,2020年达到5升/百公里,要成为节能汽车必须达到4.5升/百公里。


解决拥堵问题要依靠电子车牌等管理手段,打造节能汽车却是整合产业链鼎力合作才能达成的目标,化解拥堵和节能减排可谓任重而道远。

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