陈勤民：电子车牌在城市交通管理当中要解决的技术
2013-08-01 11:01:30   来源：www.ladysslipper.com 作者:its114   作者:    评论：0

　　2013年7月25日，由国家道路交通管理工程技术研究中心及武汉理工大学智能交通系统研究中心的支持举办、南京市智能交通产业协会和智能交通管理杂志社联合主办的首届中国城市智能交通管理暨科技创新论坛在南京成功召开，本次论坛以"提升科技应用水平，助力交通安全管理"为主题，来自管理部门、科研院所、企事业单位的近30位代表进行了精彩的演讲。

　　江苏本能科技有限公司董事长陈勤民进行了名为《电子车牌在城市交通管理当中要解决的技术》的主题发言，以下是发言实录。

　　陈勤民：各位嘉宾，下午好!我今天讲的题目是电子车牌在城市交通管理中必须具备的条件，通过这个题目介绍，让大家对电子车牌这个新型技术，至少在概念方面有一个比较清楚的了解。先介绍一下我们本能公司，我们本能科技是依托是世界一流的RFID研发中心，它在加拿大，中心聚集了世界一流的RFID技术研发团队，同时我们公司具有一批非常熟悉中国智能交通应用专家，我们的目标是以科研促进新产品生产，以多方合作带动高科技大系统集成，只做设备供应商，定位世界领先的电子车牌专家。

　　第二个，什么是电子车牌技术。在讲电子车牌技术以前，先讲一个概念问题，就是物联网中电子标签定义。电子标签是由标签芯片和标签电线组成一个传感器，与读写器和读写器天线组成的一个物联网中最基本，也是最重要的一个感知系统，这是一个电子标签工作原理，刚才史教授也讲到了，电子标签分类，一般分为，就是用功率方式和频率方式进行区分，从功率方式来说，分为无源系统和有源系统。无源标签特点读写距离相对较短，寿命长，体积小，成本低，对工作环境要求不高，有源标签特点是读写距离相对较远，但是寿命有限，体积大，成本高，不适合在恶劣环境下工作，这是一张全频段图电子标签示意图，从低频的100多K到2.45，甚至5.8G，而且说明了每一段主要的用途是什么，我们现在常用的这个见得比较多的这种无源标签，可能两种，一个高频HF，频率13.56兆，大家用得很多，就是各种智能卡，以及银行卡等等，特点是什么，读写距离比较近，只有10公分左右，我们今天讨论的是超高频，是900兆的，特点是读写距离一般在几十米以上。

　　我们讲电子车牌，电子车牌技术原理来自于超高频电子标签，但它性能作用又大于电子标签。定义是这样的，是永恒绑定于车辆，并对此一切行为可以远距离，安全的机读和机写的电子装置，我解释一下，永恒绑定，用汽车供寿命，并对此一切行为，不管车辆停止、还是低速行驶，甚至高速行驶，我都能远距离安全的机读，刚才讲的城市交通读的机率很多，为什么后面写到机写，我们在高速公路上，现在叫路径识别，高速公路联网收费，它是要对电子标签不断写入信息，要记写这种功能，它的意义等同于车辆二代身份证，在安装形式上我们建议与车共存的方式，所以电子车牌系统包含这三个部分：第一车载装置，第二检测装置，第三数据处理系统。那么电子车牌出现，改变了现有的被动式交通管理模式，让每辆车有一个准确的信源，它是智能交通管理一场革命，它的作用，能在车辆身份识别，拥堵收费，实现公交优先，优化车辆运输管理等等方面都有很好的最有效的技术手段，更有巨大的商业用途。那么根据电子车牌特点，不但可以用于车辆，而且可以推广到车辆的行驶证，驾驶证以及各类缴费凭证的应用。

    电子车牌在智慧交通中，有这三方面功能，第一个车辆注册管理功能，第二个车辆交通管理功能，第三个车辆收费管理功能，所谓的车辆注册管理，完成车辆的自动电子设备以后，与后来的数据库，记录信息进行比对，发现车辆的真伪，核实检验记录，如环保，保险、出租车身份核定，公安对违法车辆查询等等，所谓的车辆交通管理，是在完成车辆电子、自动识别以后，对城市的行驶车辆进行宏观和局部的调控，包括交通流量统计分析，红绿灯时间分配，产生人与车，车与车联动，所谓车辆收费管理，在我国，凡是涉及到车辆收费的项目非常多，电子车牌为车辆各种收费真正实现一卡通，这些收费我们希望都是建立在国际通用的后台支付形式上。

　　对照上面的功能，国内有些小的项目，目前基本上停留在第一项功能上，要真正实现电子车牌全部功能，系统必须要具备下面六个方面的技术，这也是我今天可能要跟大家分享的内容，第一个是透玻璃膜技术，第二个信息安全技术，第三个电子支付技术，第四个高速远距离读写技术，第五个全相位天线技术，第六个图像识别融合技术，比如说透玻璃膜技术，主要反映在标签一部分，然后信息安全，是标签和读写，电子支付是后台的系统问题，高速远距离是标签和读写器的问题，第五个权限问题，标签上的问题，第六个读写器和系统的问题。

　　第一个可透玻璃膜技术，我们在解释透玻璃膜技术，这个概念以前，先要弄清两个问题，第一个标签在玻璃接触当中和空气接触当中，它的效能是完全不一样的。第二个，无源电子标签和电子设备一样，最怕金属屏蔽，目前我们过程大部分两在前挡风玻璃上都贴膜，由于我们国家标准对汽车膜含金属这个成分没有要求，所以厂家为了降低成本，在其中或多或少加了金属成分，以达到隔离辐射目的。最后的结果是屏蔽了电子信号，现在我们看到有的应用场合，是把标签做成了陶瓷集片贴在了这一个地方，贴在了后视镜背部没有膜这个地方，这是一个无膜窗口区。但是对照我国道路交通安全法实施表里13条规定，机动车检验合格标签，保险标志，应当粘贴在前挡风玻璃右上角，这才是电子车牌相对有依据的位置。而这个位置是不能用比较厚的电子陶瓷标签的，只有用没有厚度的纸质标签，所外我们交通法第16条规定，载货汽车和大型、中型的汽车，前面十年每年检验一次，后面以后是每六个月检验一次，小型、微型车辆是两年检验一次，后面是每年检验一次，时间一久，这些积累在车辆前挡风玻璃上各种标志非常多，那么不仅影响了美观，而且可能会造成阻挡视线，引起交通事故，所以实际应用当中，好多人不会按规矩贴，所以市场也需要一种既透过玻璃，又能透过金属模一种纸质标签。

　　第二个信息安全技术。信息安全技术主要指信息认证和数据保密，两个问题，最终防止RFID系统被非法授权访问，或企图跟踪等行为。我们要求RFID系统必须建立在符合我国金融规范的条件下才能工作，那么金融IC卡，我们理解一下子，它的安全系统内置了一个小型的专用操作系统，叫COS。外部读写设备不能通过接口直接访问芯片中的存储数据，只通过COS提供的访问接口，向COS发出交易请求，那么高速公路上也在收费，他这种IC卡体系，是以DES算法为基础，同时兼容了刚才讲到的金融IC卡规范，卡片当中各文件的密码，密钥设计为一卡一密，以防止整个安全系统被攻破，根据前面讲到信息安全定义，信息安全分两步考虑。第一个RFID信息论证指在数据交易之前，读写器必须确认对方身份，在双方通信的过程中，首先应该互相检验对方的密钥，才能进行进一步操作。第二个在数据传输前，密钥和加密算法要对数据明文进行处理，再在技术上使用解密方法将密文变成明文，那么我们现有的标签芯片是没有密码算法的，仅仅用了一次密钥、指令来进行隐私保护，现在的大部分的HF就是智能，或者银行卡，采用的相对对称的加密算法，这种算法本身是公开的，安全依赖于密钥和保密完成，这里推荐的电子车牌信息安全技术，除了上面讲到要求以外，在算法上将大大提高，采用了AES算法，AES算法是美国国家标准和技术研究院公布下一步高级标准，是当前安全性比较高的对称算法，相对而言，这个AES128位快要比前面所有IC卡58位密钥，加密性高1021倍。

　　第三个问题电子支付技术。随着金融电子化进程加快，交通收费当中电子支付需求越来越迫切，交通支付采取非现金方式支付，代表了交通管理技术发展的趋势。电子支付分预付费和后付费两种，所谓预付费，就是你要对电子车辆绑定账户进行预充值，那么这种充值呢，可在人工营业厅，代售点充值，互联网充值和手机充值等等，所谓后付费就是道路运营，道路收费运营商在后台服务器，用银行的金融服务器进行端口对接以后，在收费运营商服务器端，将电子车牌唯一识别码，与个人金融信息进行绑定，在系统产生支付以后，把相关的费用、帐单通过电子邮件通知用户。

　　第四个问题，就是高速远距离读写技术，我们知道，电子车牌应用环境是非常多变的，包括射频干扰，汽车速度，标签数量，天气状况，但是大多数的用户都会把读写器放到最恶劣的环境当中，这个时候对读写器性能要求特别苛刻，因此我们提出来，要求这个东西非常灵敏度高，读写速度要快，读写距离要比较远，只有灵敏度高了，才能保证一定的检测的范围，我们的现在做到的水平，大概一般能达到82DB，要适应0到200公里这个范围的车速，要求它的读写器反射率要高，才能保证读写器获得一定的准确率，所以一定要达到大概50米距离。

　　第五个全相位天线技术。我们知道电子车牌最基本的要求是要保证读写率，因为它不像其他身份证件读写，可以重复多次，但一般的电子标签填写，都有明显的方向性，要求标签天线的法线和读写器天线的法线要基本重叠，才能达到理想的效果。但是电子车牌在应用当中，实际上达不到这种要求，要解决的办法要改变天线的设计，让电子标签天线具有全相位，使它能接受来自任意方向的信号，车辆通过读写器的时候，不管它是变不变道，都能保证很高的读写准确率，下面两张图，左边一张是常规的电子标签相位图，右边是经过改进以后全相位的方位图。

　　最后一个与图像识别融合技术。目前我国城市大量都装有电子电子警察卡口系统，在一定程度上，起到了监控车辆的目的，但这种被动的车牌识别技术，完全不能具备鉴别假牌，套牌车辆，上述的四项方式基本上依赖线圈触发和视频触发两种，我们这里指的，与图像识别融合是利用了电子车牌技术，RFID射频技术对摄像机进行同步触发。用电子车牌技术触发我们的卡口摄像机，不仅能够解决现有图像识别系统，它的识别率低，这个技术瓶颈，而且可以彻底解决假套牌这个问题，我们可以把它与视频触发结合应用，同时呢，电子车牌触发方式不受天气和光照的影响，由于拓的识别率是百分之百有效，所以是对现有系统极大的补充。那么这是一个，就是说电子车牌触发一个图，当读写检测到车载电子标签的时候，将会有一个智能触发信号，送到现有的卡口摄像机，触发摄像机对车辆图像抓拍和车牌号码识别，这是后台系统，通过了电子车牌识别与现有的图象系统，进行联动的一个流程图，比对的流程图。

　　再补充一个，关于应用问题。就是刚才讲的现有的卡口和电子警察系统上，加装电子车牌识别系统，就这个应用，至少在两个好处：第一个，对原来的功能，是一个极大的扩展；第二个在成本上是一个极大的集约，功能上主要反映在提高对车辆识别准确率，第二个能辨别假套牌车辆；第三个，能实时准确掌握各种交通流量数据，在降低成本这方面，免除了单个投资新系统在前段所需要增加的基础，同时免除了重新敷设传输系统，也免除了重新建造后台中心，那么最近有好多搞智慧城市的同志们，问过我一个同样的问题，电子车牌非常好，怎么上，我们不知道从哪里切入，我就告诉他，就用这个办法。

    最后我们从这个概念，能够这样说，电子标签物联网一个感知器，今天讲的电子车牌是物联网交通管理一个智慧系统，我们也知道，这个成本低，而且不受车速影响，以上的描述我们知道物联网中是视频，我们知道怎么样应用电子车牌技术，能快速提高在现有的交通管理上的一种方法。我对以上我们所描述的电子车牌的所有技术，我们具有的解决能力，并能把综合引用，我们认为中国汽车真正应用电子车牌的时代已经到来，谢谢大家!