智慧城市是由新一代信息技术支撑的城市形态,从信息技术角度而言,智慧城市的建设必须要打造三个基本网络,即互联网、通讯网和物联网。基于目前我国所有城市的通讯网、互联网都已建成的现状,我认为建设智慧城市的关键就是建设一个物联网。物联网(TheInternetofthings)又称为传感网,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。世界上的万事万物,小到手表、钥匙,大到汽车、楼房,只要嵌入一个微型感应芯片,把它变得智能化,这个物体就可以“自动开口说话”,再借助无线网络技术,人们就可以和物体“对话”,物体和物体之间也能“交流”,这就是物联网。物联网的最大特征是能够实现对物体的感知和识别功能。在人口众多的中国,交通拥堵已成为制约城市发展最为突出的问题,无论从民生还是经济发展的角度,政府决策层都有意愿把智能交通作为智慧城市建设的急先锋,而从操作层面,为汽车植入一块固定的芯片——电子车牌易如反掌,可见,电子车牌将是实现智能交通不可或缺的重要组成部分,同样更是建设智慧城市的“信源”基础。
一、电子车牌是汽车的“二代身份证”,但它的作用又远大于人的“二代身份证”
从上世纪八十年代开始,我国对居民实现身份证管理,全国统一由14位编码数字组成,称为第一代身份证;同样,为了便于对车的管理,我们也一直采用在一块铁皮上编上几个数字、字母和汉字的方法,给每辆车一个身份认证。它们的共同特点是只能视读不能机读,同时这种低级的编码形式也给伪造提供了方便。
而今,我国已全部实行了第二代居民身份证,它有视读和机读两种功能。机读写入的信息可划分安全等级,分区存储,按照管理需要授权读写,也可以将变动信息(如住址变动)追加写入;芯片使用特定的逻辑加密算法。芯片和电路线圈在证卡内封装,能够保证证件在各种环境下正常使用,证件信息的存储和证件查询采用数据库技术和网络技术,既可实现全国范围的联网快速查询和身份识别,也可以进行公安机关与各行政管理部门的网络互查。机读功能的实现,能够有效利用人口资源,实现信息共享,加强社会管理。对于复杂巨大的道路交通系统而言,其包含五大基本要素:人、物、车、路和信息,其中,“车”与其他要素的关系最为“关联”,因为,人操纵的是“车”,“车”载“物”,“车”占用“路”,“人”利用“信息”操控“车”等,而且“车”本身还要涉及诸如加油、保险、年检、违法、事故、逃逸等过程,可见,强化车辆管理的重要性。交通物联网的信源应该取自于“车”,而电子车牌恰是实现车辆身份识别的关键,它能实现车辆在物联网中的编码、信息的体现、信息的采集、信息的管理和应用并进行定位,电子车牌完全能够成为汽车的“二代身份证”。
汽车电子车牌的特征与人的二代身份证又有所不同,二代身份证可以游离于人体,只有在需要时使用,而电子车牌是一个绑定车辆载体的永恒“信源”,它至少需要具备以下条件:在高速运动状态下的准确检测;在恶劣环境下的准确检测;在远距离状态下的准确检测;具有既公开又有保密的双重信息机器读取功能,又有可靠的使用寿命。只有在同时满足以上条件的才称为电子车牌。在当今RFID技术快速发展的时代,通过许多科学家的努力,汽车电子车牌已完全达到了应用的条件,中国汽车电子车牌的时代已经到来。
二、电子车牌技术和产品的发展以及在国外应用的成功案例
电子车牌技术是随着RFID技术的发展而产生的行业应用,它是RFID技术提高到一定程度的产物。从某种意义上讲,ETC系统也是电子车牌系统,但是由于ETC系统中的车载OBU是有源工作,电池有寿命;再加上它信息读取时间长(一般在百毫秒级以上),影响了车速,所以ETC不能作为电子车牌推广应用。
目前,加拿大Poly-Grames研发中心正在开发的一款有源电子标签,它既不靠电池供电,也不靠太阳能供电,而是利用微电子技术吸收空间的电磁波作为标签电路的能源,体积如IC卡一般大小,我们相信它将成为物联网电子标签(含电子车牌)的主流。
在目前的技术条件下,人们广泛用于电子车牌的还是UHF(900MHZ)无源电子标签,但由于我国目前在芯片技术、工艺技术的不足,高端的产品还是靠进口,其实在国外电子车牌(他们称为电子车辆登记EVR)有许多成功应用案例,略举几例如下:
1、百慕大群岛:全球第一个全国范围EVR使用地。2006年,百慕大政府部署了世界上第一个全国范围的电子车辆登记(EVR)系统,确保自动化的监控车辆登记要求,包括每年的年检、缴纳相关税款、有效的保险、机械和排放检查、未支付罚单排查等。EVR系统实施后,成果显著:车辆手续合格率从92%提高到了99%;前三个月即创收(267,000美元)的罚款;无保险车辆和非法年检车辆数目下降;环境效益得到提高等等。
2、电子车牌在美国与墨西哥入境检查处的应用,极大提高了通关效率。为了更好地测量交通流量,德克萨斯州运输研究所为美国与墨西哥边境的连接大桥安装电子车牌系统,以便监控北向行驶的车辆,这些车辆的挡风玻璃上粘贴有政府发行的无源UHF标签。电子车牌系统能够自动追踪卡车距离入境通道的时间以及经过某些特殊位置的日期时间,交通管理机构根据收集到的数据,提出交通优化解决方案,适时调整入境通道的条数。货运公司也可分享到这些数据,避免交通拥挤时入境,有效提高了通过率。
3、加拿大一号高速公路自由流收费系统。为了实现低成本自由流收费,高速公路投资方收取通行费就是采用了目前先进的RFID电子车牌,在实施过程中非常方便。对于经常通过的车辆,车主在网上办理申请,同时建立一个付款账号,即可收到一张如创可贴大小的电子标签,并贴在车上指定的地方,每次不减速通过大桥标识基站后,会由手机得到扣除的通行费相关信息,如万一车辆被盗,车主只要通知管理方取消该标签授权即可。它比起我国目前的ETC收费方式,不仅大大降低了资方成本和交通参与者成本,也为其提供了更多的便利,这就是国际上通用的电子商务后台支付方式。当然对于没有申请的偶然通过者,会通过车牌识别系统事后征收通行费,但通行费用是拥有标签车辆的一倍。
三、电子车牌能够实现在高速情况下低成本、远距离、高准确率地车辆信息采集
近几年用RFID技术产品在我国得到了广泛的应用,相应的产品和解决方案也都形成系列和规范,如物流、零售、制造、服装、资产管理、动物识别、图书馆和航空等。它们与汽车电子车牌的区别在于,对使用环境、速度、距离、标签寿命都无要求,并且不需要信息加密。汽车电子车牌的技术要求恰恰相反,它是对
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