那个永不堵车的梦——智能车辆之车辆身份自动识别系统

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大流通第8期:那个永不堵车的梦——智能车辆之车辆身份自动识别系统

一、电子身份标签

目前,我们采取车牌号的方式对车辆进行身份标识,加挂车牌的作用主要是让人们可以肉眼识别车辆身份以及可以通过拍照等方式进行车辆的管理。虽然,目前以电子收费系统(Electronic Toll Collection, ETC)、车牌识别系统(Vehicle License Plate Recognition,VLPR)为主的信息化车辆身份识别技术已经得到了较多的应用,但是,我们目前对车辆身份识别的方式依然大幅落后于信息化、智能化管理的要求。主要体现在以下方面:

一是没有形成车辆电子身份识别的统一标准体系,车辆的设计和制造中也没有电子身份识别模块,相关制度也没有强制要求车辆具备电子身份识别功能。

二是由于车辆没有强制性的统一电子身份识别功能,导致基于电子身份识别的很多潜在的先进管理手段无法得到普遍应用。例如:ETC功能仅能针对已在后期加装ETC设备的车辆,高速公路的收费方式只能是ETC与普通方式并行。

三是由于没有统一的电子身份识别,目前应用的车牌识别技术要求能够将运动中的汽车牌照从复杂背景中提取并识别出来,通过车牌提取、图像预处理、特征提取、车牌字符识别等技术,识别车辆牌号、颜色等信息,该种方式其实是在缺乏电子身份标签情况下的技术“绕路”。而且,该种方式需在车辆行驶速度较低的情况下应用,并需要在特定的角度进行拍摄,使用场景存在一定的限制,设备成本较高。

实质上,目前无线射频技术(Radio Frequency Identification,RFID)已经得到了较为广泛的应用。该技术具有读取速度快、穿透性好、数据的记忆容量大、标签数据可动态更改、使用寿命长等优点。基于长距离RFID射频识别的微波无线传输技术——专用短程通信(Dedicated Short Range Communications,DSRC)已在智能交通中得到了较好的应用(ETC即是该技术的一种应用),它可以实现在特定小区域内(通常为数十米)对高速运动下的移动目标的识别和双向通信(如“车-路”、“车-车”双向通信),实时传输图像、语音和数据信息,将车辆和道路有机连接。因此,在车辆上普遍推广电子身份识别功能的技术基础已经具备。

在上述情况下,国家应该组织研究和制定统一的车辆电子身份识别技术标准体系,通过技术手段确保车辆的电子身份的唯一性以及与车辆本身的不可分离性,逐步推广扩大电子身份识别技术的应用面,逐步要求车辆在设计和制造中加入电子身份识别模块,最终强制要求所有的上路车辆必须具备该项功能,就像要求所有上路车辆必须加挂车牌一样。

基于车辆标识开放识别的需要以及安全性的考虑,可以通过技术手段将电子身份标识设置成为两种形式:一种是完全开放的电子标识,就像车辆的车牌号一样,所有人都可以读取。另一种是非开放的电子标识,通过加密技术或者动态标识技术,使只有经过授权的设备可以读取和识别。

在所有的车辆都具备电子身份识别标签的情况下,所有的人工收费均可以取消,而且,我们可以基于该功能衍生出诸多的车辆管理和交通管理技术和模式,并建设相应的路侧设施,进行更高效、准确的道路交通管理。

二、标签读取和身份识别

在车辆自身配置电子身份标签的同时,还应在路侧设置对应的标签读取设备,同时,还应建立统一的车辆账户管理系统,实现车辆电子标签与车辆账户的对应和连接。

由于车辆本身自带电源,且今后的车辆均会配置计算机、操作系统和移动互联网模块,今后车辆的统一电子身份识别系统虽然基于现有的技术,但将不同于现有的技术。它不再是目前完全独立的贴在车上的一个插卡器(电子标签),它的读取器端(路侧设备)将和车辆账户管理平台连接,车载模块将融入车辆的电子系统,与车辆本身配置的电脑系统连接,可以实现更多的功能和更好的安全性。

在建设账户平台后,识别车辆身份的设备将与账户管理平台相互协作,确保车辆信息和账户的安全:一是所有车辆标识的读取设备均需要与账户管理平台连接,只有经过账户管理平台授权的设备可以读取车辆标识;二是车载模块也需要与车辆账户管理平台连接,从平台获取读取设备的授权情况,只向经过平台授权的设备发送信息;三是对读取和发送信息采取动态加密技术,防止数据被其他非授权的设备窃听。在能够确保账户安全的情况下,账户管理平台可以通过车辆识别设备的数据从车辆对应的账户中进行扣费,从而实现在各种情况下的不减速“无感”收费,同时,还能够通过这个安全的渠道进行车辆与车辆、车辆与路侧设施、车辆与平台之间的部分信息传送。

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