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1、射频识别(RadioFrequencyIdentification，简称RFID)，主要由读卡器、天线和电子标签组成。RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，并获取卡上的相关信息。RFID技术具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量大等优点，其应用将为高速公路的运营管理带来革命性变化。目前，发达国家在智能交通方面已开始推广应用RFID技术；我国在公路管理等方面还很少应用该技术，只有几家RFID业内公司提出了各自的公路车辆RFID管理系统，通过对车辆进行非接触式信息采集处理，从而自动识别和自动管理车辆活动，例如不停车收费系统等
2、。 本文论述的RFID高速公路综合管理系统是基于RFID技术，对高速公路收费管理、监控管理、车辆路径识别管理和道路拥挤情况管理等方面进行综合设计，同时将该系统与高速公路道路信息图文发布系统结合起来，及时诱导交通，提高道路通行能力，保证交通安全。 1、RFID工作原理 RFID的工作原理比较简单，在系统工作过程中，读卡器首先通过天线发送加密数据载波信号到RFID汽车标签，标签的发射天线工作区域被激活，同时将加密的载有车辆信息的加密载波信号发射出去，接收天线接收到射频卡发来的载波信号，经读卡器接收处理后，提取出车辆信息送至计算机，完成预设的系统功能和自动识别，实现车辆的自动化管理。RFID工作原理
3、见图1： 2、RFID综合管理系统架构 基于整个高速公路已建立的通信网，实现高速公路收费管理、车辆路径识别管理和道路拥挤情况管理。高速公路信息化的进程正以前所未有的规模和速度影响着高速公路的管理决策。众多系统为信息化管理提供了大量有关收费、监控等方面的信息，但由于各个系统之间不兼容而导致信息孤岛现象。快速和准确地获取高速公路上的各种信息以便作出相应的决策，已日益成为高速公路管理决策关注的焦点。目前，大多数高速公路使用的各种信息系统均使用传统的封闭式技术和标准。如收费系统、监控系统、ERP系统和网络安全系统等，均由不同的厂商用各自不同的技术和标准生产，而且互相独立和封闭，各种信息无法汇集、分析和
4、监控，从而导致高速公路综合管理成本上升，决策风险加大。 RFID综合管理系统就是针对这一问题而设计和开发的。在充分考虑高速公路现有信息系统整合的复杂性和未来新增系统不确定性的情况下，实施完全开放式的设计原则，整合了互联网技术、RFID技术、收费系统、监控系统等功能模块，从而构建高速公路管理的统一平台。 21RFID在收费中的应用 RFID在收费中的应用体现为不停车收费。“不停车收费”是交通部倡导的收费技术的重要发展方向。不停车收费系统可以减少不必要的启、停车次数，不仅可以加快汽车行驶速度，节省车辆在收费车道的通行时间，还能降低车辆燃油消耗，减少汽车尾气排放量，促进环境的改善。本系统将在半自动联
5、网收费系统开发的基础上，进行不停车收费系统的研究、开发和试点工作，重点是车辆自动识别系统、车型自动分类系统和违章稽查系统，并不断扩大不停车收费系统的应用范围。不停车收费系统是传统的交通行业与目前较为先进的信息技术相结合的产物，是未来公路收费系统的发展趋势。与现行的人工收费、半自动收费相比，它具有明显的优势。它可以提高服务质量，提高客户满意度；最大限度地缓解收费站处的交通瓶颈，避免因收费效率低而引起的交通堵塞和车辆延误；整个收费过程中取消了人员的介入，可避免因个别收费员服务态度不佳造成的客户不满；系统的建成将降低运营成本，降低收费人员和财务人员的工作量，减少系统运行所必需的人力成本；同时，减少管
6、理环节，降低管理成本；可减少车辆在收费口不必要的燃油消耗，降低收费口的噪声水平和废气排放，减轻车辆对环境的污染程度，达到节约能源、保护环境的目的。 车道系统的工作流程如下： 收费车辆进入到不停车收费车道工作区后，车道控制系统的控制天线控制器和天线(统称电子标签读写设备)向车道的特定区域发出微波信号，唤醒电子标签；电子标签发射出本身数据信息，如发卡商(发卡银行)编号、车辆的车牌号、车类参数、电子标签号等标识信息；车道控制系统控制电子标签读写设备接收被唤醒的电子标签发射的数据，分析出车辆的标识信息(车牌号码、车辆类型参数和人口收费站号)；对进入收费车道的车辆进行电子标签的合法性校验，并根据校验结果
7、进行下一步操作。 采用RFlD可防止不同车辆之间换卡。不同车辆(特别是长途车队车)之间可以通过交换通行卡(票)来逃避应缴的通行费。高速公路的服务区、加油站、隧道口等经常成为换卡频繁的地点。传统的收费系统和管理措施都很难发现和杜绝这种现象。采用RFID后，车辆之间很难换卡；即使2辆车换卡，也不影响通行费的收取额度。 22交通流检测 随着高速公路上车流量不断增加，高速公路的交通状况日趋拥挤，故解决交通问题不能只依赖于修路，而是应加强交通指挥、控制、疏导，提高道路利用率，因此深挖现有交通潜能也是非常重要的。而基于RFID技术的实时交通检测，为管理人员及时掌握道路交通状况(畅通、拥挤和阻塞)提供了快捷
8、途径，并可及时发布交通诱导信息，疏导交通。 目前，常用的道路车流检测一般为线圈车辆检测器和视频车辆检测器。线圈地下埋置技术的优点是已经成熟，易于掌握，计数非常精确；缺点是安装过程对可靠性和寿命影响较大，修理或安装时会中断交通并且会影响路面寿命，易被重型车辆、路面修理等损坏。视频车检是最近发展起来的一种车流检测技术，在进行路面维修时一般不影响它的使用，但车流的检测进度，以及其较高的故障率，限制了其大规模的推广应用。RFID技术为道路车流检测提供了一种可行方案。检测车流量、分车型、确定道路畅通情况、确定车辆位置等便于高速公路的综合管理，应用RFID后其综合成本也会随之降低，因为综合应用可以省掉高速
9、公路为获得车辆信息所增加的其他设备。RFID道路车流检测如图2所示。 图2中三角形表示RFID检测点，圆圈表示车辆。当检测点足够多时，可以确定车速，分清车流量、车型，确定车辆的实时位置、实际行车路线。如果一辆车在2个检测点之间不动了或者说一辆车迟迟没有通过下一个检测点，说明此车在这2个信息点中可能发生故障。同样，多辆车以上则说明这里存在堵车或交通事故。 23车辆路径识别管理 随着高速公路越修越多，联网收费的路段出现了网状分布，这给确定车辆的行走路线带来了很大困难。例如在山东，高速公路已成网状，且归数家公司经营管理。山东省高速公路路网如图3所示目前，一般采用最短路径收取通行，进行通行费拆帐，这就
10、造成了一定的通行费流失与拆帐纠纷。例如，A点到B点有2条路径(图4)，一条是A-B，另一条是A-c-D-B。若车辆行驶路线是A-C-D-B，目前通行费的收取是按照A-B路线收取，且将通行费拆分到了A-C-D-B路段内。 在高速公路交叉路口，设立RFID信息点。当车辆通过RFID信息点时，将通过的位置信息写入通行卡中，这样便可以根据通过的标志性位置，准确知道车辆的行驶路线，准确收取通行费，准确拆帐，并且不影响车辆的快速通过。 24RFID在联网收费中的拆帐管理 在23节中讨论了车辆路径识别管理。通过路径识别可以准确地进行通行费的拆帐，且对于逃费车辆，应用路径识别则更有优势，可以进一步加强收费运营
11、管理，减少通行费的漏征。 以山东省为例，高速公路已成网状，且归数家公司经营管理，各公司的管理水平有一定的差异。按照目前的收费管理，一旦出现个别收费站车辆逃费的情况，损失的不仅是本公司通行费，还会损失路网中其它公司的拆帐通行费。其结果是，管理严格的公司对拆帐结果感到不公平。如果采用RFID方式，在识别车辆路径的同时，相应也就记录了车辆的行驶里程，并以此为收费拆帐的依据，即使有车辆逃费，也只影响出现逃费公司的拆帐结果，其它公司的损失由出现逃费的公司来弥补。采用这种方式有助于提高各公司的管理水平，减少整个路网的通行费漏征。 RFID（无线射频识别）技术，又称为电子标签或者无线标签，是一种利用无线射频
12、通信实现的非接触式自动识别技术，被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。成本的节约和效率的提升，促使RFID技术成为各个行业实现信息化的重要切入点。近年来，随着在物流、制造、公共信息服务等行业的广泛应用，RFID技术自身的产业化也在稳步发展之中，在行业中的应用也日益广泛和深入。同时，RFID技术开始与通信技术以及互联网技术融合，朝着构建一个实现全球物品、人员信息实时共享的“物联网”目标迈进，而这也正是RFID产业长远发展的动力所在。与此同时，电信业凭借着在无线
13、通信技术领域的优势以及对于社会信息化的基础设置公众通信网的运营，不仅成为信息化最重要的推动力量，必然也将抓住RFID这一“利器”，提升社会信息化水平。 传统电信业的新舞台 RFID技术的应用已经掀起了一股世界性的热潮，各种创新的RFID应用即将对许多行业的商业流程进行重新改造和规划。美国沃尔玛和德国麦德龙等零售业巨头已经形成了一股重要的推动力量；日本、韩国、澳大利亚等国家政府，也纷纷通过对于公共事业领域的率先投入，策略性地引导该国产业应用RFID技术。中国的RFID技术推广将在近期内首先应用于敏感物流行业，如集装箱运输、生产制造、公共安全和物品防伪等领域。 RFID应用为推进信息化提供了一个重
14、要的机会。而以推进信息化为己任的传统电信业，凭借着其在无线技术和网络资源方面的优势，必将在RFID这一全新舞台上大显身手。全球的多家知名电信运营商，如英国电信、日本NTTDoCoMo以及美国AT&T，已经在RFID应用以及RFID与通信技术的融合类应用领域进行了深入的探索，不仅加深了电信业与各个行业的关联程度，而且提升了相应行业的信息化水平。 英国电信特别成立了RFID研究部门：Auto-ID服务部，从而首次提供管理特定行业供应链的服务。英国电信希望新推出的Foodnet服务能够将原材料和成品的数据集成并在整个供应链内实现共享，共享数据可以来源于闭环RFID、二维条形码和一维条形码。由Food
15、net系统提供的信息共享，将使供应商受益匪浅。举一个简单的例子，供货信息共享之后，供应商对于需求了然于胸，既可以避免过量供货，也不用担心因供货不足而支付罚金。英国电信的Foodnet系统推出之后，将近100个食品零售商对此表示“感兴趣”或者使用了英国电信的首个RFID管理服务AssetIntelligence，用于追踪本公司内的商业运作情况。名为Assetintelligence的有源RFID标签管理服务系统，将RFID设备、标签以及系统软件硬件捆绑在一起，能够收集和共享各种数据。 除了在各个行业内部的应用之外，由RFID技术衍生的移动支付业务，将建造一个跨行业的支付平台，电信运营商相应也将成
16、为跨行业的服务提供商。日本NTTDoCoMo于2004年中期在日本推出了通过内置RFID芯片实现的Felica业务,即“手机钱包”业务。此外，将RFID技术与互联互通技术进行整合，就产生了NFC技术。近日，福建移动厦门分公司、厦门易通卡与飞利浦公司共同参与了NFC移动支付应用测试。用户可以使用内建NFC功能的Nokia3220手机在厦门易通卡覆盖的公交、轮渡、餐厅、影院、便利店等营业网点进行非接触式手机支付。易观国际认为，电信运营商具备了电子支付的三要素：支付账户（电信账户）、支付渠道（移动通信网络）以及支付工具（NFC手机）。从这个意义出发，NFC移动支付的应用，将有助于电信运营商形成在电子支付产业的核心竞争力，电信运营商最有可能扮演跨行业的电子支付服务提供商的角色。RFID技术在物流行业应用的技术经济分析无线射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identificatio
