基于无源RFID技术的非机动车治理方案

无源RFID技术具有远距离、非接触、全天候、定向精准识读的特点，可识别非机动车车辆身份及判别车辆违章行为，可以实现“可信”，但看不到违章的影像，如辅以摄像机视频抓拍录像，可实现“可视”，能够成为涉车违章的凭证。大华股份创新性地将两种技术有机结合，在后端运用了云计算、大数据等先进技术，推出了无源RFID技术非机动车治理方案，可满足城市级海量电动车登记管理及违章管控应用的需求。
　　一、技术原理
　　采用无源RFID技术的非机动车电子标识，又称非机动车电子车牌，是非机动车数字身份的信息化载体，存储有非机动车车辆号牌、生产厂家、车身颜色、车架号、电机号等非机动车唯一身份信息，并可根据客户需求灵活写入其他信息。系统采用超高频无源射频识别技术（920mHz-920mHz），通过路面基站对贴装于电动车尾部的电子车牌的非接触、远距离、精准识读，可判别车辆身份及违章行为，辅以视频录像取证，系统兼容公安部汽车电子标识标准，可复用于公安部汽车电子标识读写基站（见图1）。

图1 非机动车电子标识技术原理

　　二、系统组成
　　无源RFID非机动车治理系统由以下五部分构成：
　　1．电子车牌标签
　　非机动车电子标识标签（见图2）由内置天线、芯片组成，无须电池供电，寿命长，工作在920mHz-925mHz频段，与传统号牌一体化设计，采用国家标准。

图2 电子车牌标签

　　2．天线
　　天线将读写器发出的信号以电磁波形式辐射出去，或者将电磁波转化为读写器的输入信号。
　　3．读写器
　　读写器对静态和动态的标签有识别能力，可实现非机动车电子标识的识别和信息采集、过滤、存储、上传等基本功能。射频视频一体化读写器融合了摄像机，在识别RFID车辆信息的同时还可抓拍照片，实现违章过程的完整记录。
　　4．业务应用系统
　　对前端设备的接入实现统一管理，对非机动车过车数据记录存储，对逆行、占用机动车道、闯红灯等交通行为进行识别及提醒，还具有车辆防盗、手持巡检，电动车入户告警等功能。
　　三、相关产品
　　1、非机动车电子标识标签
　　·国标标签支持：空口协议符合GB/T29768-2013，920mHZ～925mHZ无源标签
　　·产品稳定可靠：抗干扰、防静电、高低温环境适应寿命长。反复擦写10万次以上，数据保持时间10年以上。
　　·国密算法安全等级高：国密SM7算法支持，符合国密通讯加密流程及双向认证流程，保证数据安全与稳定。
　　·一体化设计：传统车牌与电子车牌标签采用一体化设计，美观、防伪、防盗用、防借用、防拆卸。
　　·标签样式按需定制：标签规格样式可根据客户需求定制
　　2、射频视频一体化读写器
　　·射频视频融合：集图片卡口、非机动车+机动车电子标识识别与于一体，既可读标签，也可抓拍违章照片。
　　·国标支持：空口协议符合GB/T29768-2013，920mHZ～925mHZ，可扩展支持公安部汽车电子标识标准规范。
　　·集成深度学习算法：支持机动车、行人、非机动车检测，支持非机动车不戴头盔、遮阳伞、非法载人、车型车身颜色识别。
　　·识读距离远： 4个通道高速轮巡天线，输出功率可调，识读距离可调，配套天线应用。
　　·组网方便：具有Wi-Fi、GPRS、3G、4G通讯功能，节省组网施工成本（见图7）。

图7 射频视频一体化读写器

　　3、非机动车电子标识综合管控一体机
　　·集约化设计，软硬一体化，基于 Linux，服务按需运行。
　　·支持单基、双基读写器接入，支持视频、图片实时预览。
　　·支持分布式部署及负载均衡。
　　·支持平台 SDK开发包。
　　·支持 GIS 地图，包括读写器状态显示、非机动车违章行为识别提醒功能、车辆实时及历史轨迹监控等。
　　·支持设备运维，包括设备参数管理、车辆白名单管理、设备运行日志管理、标签日志管理、批量操作（参数导入导出、校时、重启）等（见图8）。

图8 非机动车电子标识综合管控一体机

　　四  场景应用
　　1.闯红灯场景
　　不同于传统方案的防盗应用，利用无源RFID可精准识别闯红灯车辆身份及闯红灯行为，并可利用摄像机辅助抓拍，形成完整的闯红灯证据链。通过路口大屏警示提醒驾驶人遵守交通规则，培养良好的交通出行习惯，并可与个人征信挂钩实现联合惩戒以及扣车罚款等（见图3）。

图3 闯红灯场景

　　2.占用机动车道场景
　　占用机动车道也是常见的非机动车违章行为，可以通过在机动车道部署基站天线，利用无源RFID定向识别的特点，识别非机车占用机动车道的行为，并可利用摄像机辅助抓拍，形成完整的占用机动车的证据链（见图4）。

图4 占用机动车道场景

　　3.逆向行驶场景
　　基于无源RFID面对面才能读取标签信息的特点，单天线即可识别车辆身份及逆向行驶行为，可辅助摄像机抓拍和录像（见图5）。

图5 逆向行驶场景

　　4.违反禁令标志（上桥入隧）场景
　　在高架、隧道等非机动车禁区入口部署基站天线，当贴装电子标识的非机动车经过时，基站天线读取到进入禁区的违规车辆身份信息并判定车辆闯入禁区，可辅助选择摄像机抓拍和录像（见图6）。

图6 违反禁令标志（上桥入隧）场景

　　5.便民寻车场景
　　通过RFID读写器，构成点线面互为交织的防控网络，对于可疑布控车辆可进行轨迹追踪，视频点播。民警可通过手持设备现场查验真实车辆信息，拍照上传现场情况，便于找寻丢失车辆。
　　6.小区入户充电场景
　　在单元楼入口位置布设基站天线，当贴装有电子标识的非机动车违反规定入户时，基站天线可报警并语音提醒，有效管控非机动车入户充电、占用消防通道的行为。
　　五、技术优势与亮点
　　1.精准定向，可识别多种违章行为，深度学习视频算法实现精准图片关联
利用无源RFID天线与标签面对面读取的特性，可定向识别违章行为（闯红灯、占用机动车道、上桥入隧、逆行），可提醒群众遵守交通规则；利用深度学习视频算法，取证时可准确关联区分车辆照片及录像。
　　2.基于公安部标准体系，系统兼容开放性强
　　采用统一标准，避免因技术标准体系不统一导致的多厂家系统无法融合的问题，并可无缝接入交管信号系统、智能卡口系统。
　　3.基于公安部标准体系，读写基站可与汽车电子标识系统复用
　　该系统的读写器基站可复用于汽车电子标识基站，实现一机多用，建成机动车+非机动车全类型车辆管理的系统，可解决重复建设问题。
　　4.国产芯片，自主可控
　　电子车牌采用国产芯片，技术自主可控，确保国家信息安全，打破国外封锁和技术壁垒。
　　5.无源免维护，寿命长
　　标签无须电池供电，因此有较长的使用寿命（10年以上），免维护，减少运维成本。
　　六、治理方案在电动自行车违章中的应用
　　电动自行车作为城市交通的“最后一公里”， 具有轻便省力、节能环保、价格低廉的特点，已成为人们使用的重要代步工具。随着电动自行车的普及，驾驶人交通规则意识相对薄弱，闯红灯、占用机动车道、逆行等违章日趋严重。电动自行车违章引起的社会问题受到了国家及地方政府的高度重视，公安部、工信部、市场监督总局以及地方政府相继出台相关政策，对电动自行车违章进行集中治理。
　　利用科技手段治理电动车违章情况，主要有视频识别、NB-IoT(窄带物联网技术)、有源RFID等方式。由于电动自行车有团簇性出行的特点，牌照全国不统一，牌照小，给视频识别带来了较大难度，当前识别率不高，且人脸识别技术应用同样面临光线不足、遮挡的问题，单独依靠视频很难判定车辆身份及交通违章行为。NB-IoT(窄带物联网技术)、有源RFID技术从场景应用上来讲，主要以治安防盗为主，对提高破案率、降低盗抢案件发生率起到了积极作用，但无法解决道路交通安全管控的诉求。如何有效降低事故发生率，减少闯红灯、逆行、占用机动车道等不文明行为，亟需新的技术方案。基于RFID技术的非机动车违章治理方案可以有效解决这一难题，并在实际运用中取得了很好的效果。
　　1、通过在城市重要区域的路口、路段布设基站设备，形成RFID+视频多维感知的立体化交管网络，可有效识别车辆违章行为，通过大屏短信提醒驾驶员，起到警示教育的作用，从而减少电动自行车的交通违法行为。
　　2、以治理方案为主要技术手段，通过路口大屏曝光警示、纳入个人不良征信、罚款扣车等多种教育惩戒方式，逐步形成电动自行车驾驶人路权意识，遵守交通规则的习惯，使城市交通安全、有序、畅通，促进城市文明形象的提升。
　　3、利用科技手段对非机动车的各类违章行为进行不间断、实时的识别和记录，并可与汽车电子标识系统复用，实现从传统人工执法到非现场24小时执法转变，从粗放式管理向精细化管理转变，从短期成效到长效机制转变，真正实现向科技要警力，提升城市交通治理水平，减少交通事故的目标。
　　4、江阴地处中国经济最发达的长三角地区几何中心, 北枕长江，南临太湖，是宜工宜商宜居宜游的滨江港口城市和交通枢纽城市。江阴电动车保有量大，然而电动自行车交通死亡事故总体呈上升态势。江阴交警在重要交通路口，试点安装部署了无源RFID非机动车管控系统，治理非机动车闯红灯、逆行、占用机动车道、闯入禁区等违章行为，成效显著。
利用无源RFID技术解决了电动车电子身份和违章行为识别的问题，起到减少电动车交通事故，增强市民交通安全意识，培养绿色文明出行习惯的作用，让道路交通更安全，让城市更文明。

本文来源：浙江大华技术股份有限公司