交通工程畢業(yè)論文基于rfid技術(shù)的城市道路交通信息采集系統(tǒng)究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　基于RFID技術(shù)的城市道路交通信息采集系統(tǒng)究</p><p>　　Urban tranasportation information collection system research based

2、on RFID technology</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 交通工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職

3、稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　城市交通的信息采集與處理是交通控制和優(yōu)化的基礎(chǔ),也是城市交通控制系統(tǒng)的控制作用得以實現(xiàn)的保證。交通信息的實時準(zhǔn)確采集,是解決道路交通擁擠、道路阻塞問題的核心，并且

4、一直受到各方面的密切關(guān)注。隨著RFID技術(shù)的不斷提升和使用領(lǐng)域的不斷增加，RFID技術(shù)也日益受到各領(lǐng)域研究的重視。</p><p>　　本文首先分析目前各類交通信息采集器的優(yōu)缺點，通過RFID技術(shù)的原理、構(gòu)成，介紹了目前應(yīng)用在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。然后通過目前的需求和RFID在我國發(fā)展的實際狀況，提出了RFID的一個實際應(yīng)用領(lǐng)域，即將RFDI產(chǎn)品安裝在車輛上，實現(xiàn)道路交通信息采集。通過利用RFID技術(shù)的特性對車輛信息采

5、集及智能化的管理，讓其在交通部門的交通管理、商用管理等方面會發(fā)揮其顯著的成效。并利用RFID技術(shù)實現(xiàn)城市道路交通信息中最為關(guān)鍵的交通參數(shù)的采集，將采集道德交通參數(shù)與車輛信息相結(jié)合，從而為交通疏導(dǎo)提供實時數(shù)據(jù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：交通信息采集；RFID技術(shù)；智能化管理</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

6、;　　The urban traffic information acquisition and processing is traffic control and optimization, is fundamental to the urban traffic control system to the realization of the control function of guarantee. The real-time a

7、ccurate traffic information collection, is to solve the traffic congestion, road block road the heart of the problem, and has been closely watched by every aspect. With the improving of the RFID technology and use the fi

8、eld's unceasing increase, RFID technology is also increasingly </p><p>　　This paper first analyzes the current traffic information collector 's advantages and disadvantages, through RFID technology p

9、rinciple, composition, introduces the current application in various fields of application. Then through the current demand and RFID development in our country 's actual situation, proposed the RFID a practical appli

10、cation, the upcoming RFID products installed in vehicles, road traffic information collection. Through the use of RFID technology characteristics on vehicle i</p><p>　　Keywords：traffic information collection

11、；RFID technology；intelligent management</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1組成1</b></p><p><b>　　1.2工

12、作原理2</b></p><p><b>　　1.3特點2</b></p><p>　　2 國內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀3</p><p><b>　　2.1發(fā)展歷史3</b></p><p>　　2.2 在交通中的應(yīng)用3</p><p>　　2.2.1國外應(yīng)用

13、4</p><p>　　2.2.2 國內(nèi)應(yīng)用4</p><p>　　2.3 在其他領(lǐng)域的應(yīng)用5</p><p>　　3 RFID技術(shù)在車輛識別方面的應(yīng)用5</p><p>　　3.1 系統(tǒng)的構(gòu)成5</p><p>　　3.2 車輛識別的管理性應(yīng)用6</p><p>　　3.2.1交通

14、管理7</p><p>　　3.2.2商用管理7</p><p>　　3.3 RFID技術(shù)的獨特性7</p><p>　　4 RFID技術(shù)在交通信息采集方面應(yīng)用8</p><p>　　4.1交通信息的分類8</p><p>　　4.2 已有交通信息檢測的方式8</p><p>　　4

15、.3 RFID技術(shù)用于交通信息采集的優(yōu)勢9</p><p>　　4.4 RFID技術(shù)用于交通信息采集的技術(shù)原理10</p><p>　　4.4.1交通流量計算10</p><p>　　4.4.2車速計算10</p><p>　　4.4.3道路占有率計算11</p><p>　　4.4.4交通密度計算11&l

16、t;/p><p>　　4.5在城市道路交通信息采集中應(yīng)用前景12</p><p><b>　　5 結(jié)論12</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　致 謝15</b></p><p><b&g

17、t;　　1 緒論</b></p><p>　　射頻識別技術(shù)簡稱RFID（Radio Frequency Identification），是一項利用射頻信號通過空間耦合從而實現(xiàn)無接觸信息的傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識別物體的技術(shù)。是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它可通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。并且RFID技術(shù)可識別高速運動物體并同時識別多個標(biāo)簽

18、，操作即快捷又方便。</p><p>　　但是RFID技術(shù)由于技術(shù)和成本原因，一直沒有得到廣泛應(yīng)用。近年來，隨著大規(guī)模集成電路、網(wǎng)絡(luò)通信、信息安全等技術(shù)的發(fā)展，RFID 無線射頻識別系統(tǒng)被視為本世紀(jì)最重要的前十大技術(shù)，美國市場研究機(jī)構(gòu)也預(yù)測RFID 在2013 年產(chǎn)值可達(dá)210 億美元，年成長率約44.2%，商機(jī)十分龐大[1]。因此有人以二次IT 革命來形容此技術(shù)的潛能及發(fā)展性。</p><p

19、><b>　　1.1組成</b></p><p>　　完整的RFID 系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(也叫應(yīng)答器)、閱讀器和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)三個部分組成。</p><p><b>　?。?）電子標(biāo)簽</b></p><p>　　電子標(biāo)簽是 RFID 系統(tǒng)真正的載體，每一個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象。它由芯片及耦合元

20、件組成，芯片相當(dāng)于條形碼技術(shù)中的條形碼符號，用來存儲需要傳輸和識別的信息。當(dāng)受無線電射頻信號照射時，能反射回帶有數(shù)字字母編碼信息的信號，供閱讀器進(jìn)行識別處理[2]。</p><p><b>　　（2）閱讀器</b></p><p>　　被稱為查詢器或讀寫器，是負(fù)責(zé)讀取或?qū)懭胄畔⒌脑O(shè)備。它可以單獨完成數(shù)據(jù)的顯示、讀寫和處理等功能，也可以與計算機(jī)或其它系統(tǒng)聯(lián)合，完成對電子

21、標(biāo)簽的操作。典型的讀寫器包含有射頻模塊、接口模塊、控制模塊以及讀寫器天線。此外，有的讀寫器還有附加有接口，以便從應(yīng)用系統(tǒng)接收命令或?qū)@得的數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[2]。</p><p>　?。?）計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)主要完成數(shù)據(jù)信息的管理，完成通信傳輸功能，閱讀器可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)連接，以便實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸功能[2]。</p>&l

22、t;p><b>　　1.2工作原理</b></p><p>　　閱讀器通過發(fā)射天線將無線載波信號向外發(fā)射，電子標(biāo)簽一旦進(jìn)入到發(fā)射天線的工作區(qū)時，即被激活，其通過天線將自身攜帶的信息發(fā)射出去，接收天線接收電子標(biāo)簽發(fā)出的信號后，經(jīng)天線的調(diào)節(jié)器傳輸給閱讀器，閱讀器對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)解碼，輸送到后臺電腦控制器，根據(jù)邏輯運算和通信協(xié)議來判斷該標(biāo)簽的合法性，針對不同的協(xié)議設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控

23、制，并發(fā)出指令信號控制來執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照電腦的指令來完成相應(yīng)的動作，借助計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)將各個檢測點之間連接起來，構(gòu)成總的控制平臺。通過將各個車輛信息采集點采集到的車輛信息借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心，通過交通指揮中心的后臺數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件，記錄采集的靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息等。無源電子標(biāo)簽需要能量來將自身的信號傳輸給閱讀器，這個能量是通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流來完成:閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送射頻信號，當(dāng)附著標(biāo)簽的目標(biāo)對象進(jìn)入

24、發(fā)射天線工作區(qū)域時會產(chǎn)生感應(yīng)電流，無源電子標(biāo)簽憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的車輛信息[8] [9]。</p><p><b>　　1.3特點</b></p><p><b>　?。?）多目標(biāo)識別</b></p><p>　　在閱讀器閱讀范圍以內(nèi)，多個目標(biāo)可同時識別，這極大的提高了工作效率。</p>

25、<p>　　（2）成本廉價且應(yīng)用范圍廣泛</p><p>　　RFID與其他信息采集器相比，閱讀器更加小型、便攜，造價成本更低廉。由于閱讀性能好、能夠識別高速移動的物體且識別速度快，且快速閱讀多個標(biāo)簽，因此應(yīng)用范圍將會更加廣泛。</p><p><b>　　（3）穿透力強(qiáng)</b></p><p>　　電子標(biāo)簽即使被木材、紙張等非透

26、明非金屬的材料包裹，也可以正確識別。</p><p>　?。?）不易受污染、耐環(huán)境</p><p>　　RFID系統(tǒng)不受潮濕、油污、灰塵、高溫、有害氣體以及在惡略環(huán)境的影響。玻璃或塑料材質(zhì)的電子標(biāo)簽是完全防塵和防水的。即使在特別臟、塵土特別多的條件下，條形碼掃描器的光學(xué)鏡頭很快會被被污染而無法使用，但RFID系統(tǒng)卻不受其影響可以繼續(xù)使用。</p><p><b

27、>　　（5）重復(fù)使用</b></p><p>　　RFID是電子數(shù)據(jù)，可被反復(fù)覆寫，因此可回收電子標(biāo)簽進(jìn)行重復(fù)使用，或反復(fù)覆蓋原電子數(shù)據(jù)的信息。</p><p>　　2 國內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀 </p><p><b>　　2.1發(fā)展歷史</b></p><p>　　RFID技術(shù)的發(fā)展按十年期劃分如下[3

28、]:</p><p>　　1940一1950年:雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。</p><p>　　1950一1960年:早期的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。</p><p>　　1960一1970年: RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。</p><p>　　1970--198

29、0年: RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術(shù)測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的應(yīng)用。</p><p>　　1980--1990年: RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。</p><p>　　1990一2000年: RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，RFID得到廣泛采用，并逐漸成為人們生活中的一部分。</p><p>　　20

30、00年后:標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、半無源電子標(biāo)簽及無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，成本不斷降低，規(guī)模、應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大。至今，單芯片電子標(biāo)簽、無線可讀可寫、多電子標(biāo)簽識讀、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識別、適應(yīng)高速移動物體的RFID技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實并走向應(yīng)用。</p><p>　　RFID技術(shù)的發(fā)展，一方面受到市場需求的影響，一方面RFID技術(shù)的成功應(yīng)用又反過來影響市場需求的擴(kuò)大。從

31、應(yīng)用角度來說，RFID技術(shù)的發(fā)展不斷滿足日益增漲的應(yīng)用需求，而RFID技術(shù)的發(fā)展需要多項技術(shù)的綜合發(fā)展被帶動。從技術(shù)方面說，射頻識別技術(shù)的發(fā)展也表現(xiàn)在若干關(guān)鍵技術(shù)的突破。所涉及的關(guān)鍵技術(shù)大致包括:芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)、電磁傳播特性。</p><p>　　RFID技術(shù)未來的發(fā)展中，由單一識別向多功能識別方向發(fā)展的同時，在結(jié)合其它高新技術(shù)，比如GPS、GPS、生物識別等技術(shù)，同時也將結(jié)合計算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代通

32、信，實現(xiàn)跨行業(yè)的廣泛應(yīng)用。</p><p>　　2.2 在交通中的應(yīng)用</p><p>　　RFID技術(shù)在交通監(jiān)管領(lǐng)域有多種應(yīng)用，例如高速公路的收費系統(tǒng)、車輛證照信息管理和移動式/固定式稽查系統(tǒng)等，可記錄車輛相關(guān)詳細(xì)信息和行駛路線以及是否超出營運范圍。而車載RFID系統(tǒng)有識別率高、可靠性高、安裝維護(hù)簡便等特點，可以廣泛的應(yīng)用于包括不停車自動收費與管理(TEC)、停車場自動收費管理、政府(商

33、業(yè)、私營)專用運輸車隊管理、大型集裝箱聯(lián)營管理、安全門禁系統(tǒng)、機(jī)場地面運輸與物流管理、海關(guān)通關(guān)車輛自動驗放系統(tǒng)等領(lǐng)域[4]。</p><p>　　高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費系統(tǒng)該系統(tǒng)采用RFID的產(chǎn)品，該系統(tǒng)最大的特點是整合了電子標(biāo)簽和非接觸IC卡兩大資源，使用IC卡進(jìn)行費用結(jié)算。中小城市局域性年費車輛識別與監(jiān)控系統(tǒng)一些實施了用RFID系統(tǒng)實施年費收費方式，使無源被動式電子標(biāo)簽成為車輛唯一的 身份標(biāo)志。實現(xiàn)“年費車”

34、一車一卡，從而徹底堵住用“套牌”的辦法偷漏年費的漏洞能[5]，保證既能保證嚴(yán)格監(jiān)管，又能確保交通的通暢。在此基礎(chǔ)上，管理部門還能獲得費用增收。</p><p><b>　　2.2.1國外應(yīng)用</b></p><p>　　早在上世紀(jì)九十年代北美鐵路系統(tǒng)就采用了早期的射頻識別技術(shù)的車號自動識別標(biāo)準(zhǔn)，在北美150萬輛貨車、1400個地點安裝了射頻識別裝置。</p>

35、;<p>　　20世紀(jì)80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)日趨成熟，射頻識別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得歐洲、美國以及日本等許多國家都開始在不同程度、不同領(lǐng)域安裝使用了RFID系統(tǒng)，第一個RFID電子收費系統(tǒng)于1987年在挪威正式使用，1989年在美國達(dá)拉斯南部高速公路也開始使用不停車收費系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代可以說是RFID技術(shù)在電子收費系統(tǒng)中應(yīng)用的年代[10]。</p><p>　　到了20世紀(jì)90年代

36、后，RFID技術(shù)得到了欣榮和發(fā)展，在交通領(lǐng)域的主要表現(xiàn)有美國配置了大量電子收費系統(tǒng)。韓國首爾將RFID被成功的用在市內(nèi)公交系統(tǒng)上，在600輛公交車上安裝了RFID系統(tǒng)用于電子月票，它是迄今為止最早大規(guī)模的使用非接觸卡的電子車票系統(tǒng)（AFC）。豐田汽車、福特汽車、三菱汽車、現(xiàn)代汽車等將RFID技術(shù)用于汽車防盜。歐洲列車安全與列車控制系統(tǒng)（ETCS），解決了歐洲鐵路跨國交通問題，即各種不同的信號安全系統(tǒng)是的鐵路對于機(jī)車機(jī)頭和牽引設(shè)備進(jìn)行了耗

37、費巨大的重復(fù)配置[10]。</p><p>　　2.2.2 國內(nèi)應(yīng)用</p><p>　　相比國外應(yīng)用情況，現(xiàn)今國內(nèi)使用RFID在交通信息的采集應(yīng)用上才剛在萌芽階段，但RFID是二十一世紀(jì)最具發(fā)展前景和變革力的高新技術(shù)，政府高度重視其發(fā)展。2004年國家金卡工程將RFID應(yīng)用試點列為重點工作，積極而又穩(wěn)妥地推動其發(fā)展2006年國務(wù)院15個相關(guān)部門達(dá)成共識並聯(lián)合頒布了《中國射頻識別（RFID

38、）技術(shù)政策白皮書》。</p><p>　　在高速公路收費及智能交通方面，香港建立了“駕易通”車輛自動識別系統(tǒng)。裝有射頻標(biāo)簽的汽車能被自動識別，無須停車?yán)U費，大大提高了行車速度和效率。雖然我國很多地區(qū)高速公路都采用了電子標(biāo)簽，但是大部分還是應(yīng)用人工停車收費的方式。最近，錦山的一條高速公路上應(yīng)用了電子標(biāo)簽自動收費，但是與香港“駕易通”相比，差距顯而易見。利用射頻識別技術(shù)的不停車高速公路自動收費系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向，人

39、工收費包括CI卡的停車收費方式也終將被淘汰[9]。這些具體事例為我們提供了寶貴的經(jīng)驗。</p><p>　　2.3 在其他領(lǐng)域的應(yīng)用</p><p><b>　?。?）在零售環(huán)節(jié)</b></p><p>　　在零售環(huán)節(jié)RFID可以用來防盜，另一方面，該技術(shù)還可以改進(jìn)零售商的庫存管理，實現(xiàn)適時補(bǔ)貨，有效跟蹤運輸與庫存。在倉庫里，射頻技術(shù)最廣泛的使

40、用是存取貨物與庫存盤點，它能用來實現(xiàn)自動化的存貨和取貨等操作。RFID解決方案可提供有關(guān)庫存情況的準(zhǔn)確信息，管理人員可由此快速識別并糾正低效率運作情況。在2003年的下半年，美國的商業(yè)零售巨頭沃爾瑪選中了該項技術(shù)，并要求到2005年1月自己100個頂級供應(yīng)商必須在托盤和外箱上貼上無線射頻識別標(biāo)簽[11]。</p><p>　?。?）在圖書管理方面</p><p>　　具有防竊功能的智能圖書

41、館管理系統(tǒng)，僅需一個閱讀器和低成本的射頻標(biāo)簽就能容易對將館藏的信息進(jìn)行讀取讀取，方便讀者尋找書籍和防止圖書丟失。該系統(tǒng)為圖書館用戶提供了一個安全、有效、低成本的保護(hù)措施，降低失竊率。</p><p>　　3 RFID技術(shù)在車輛識別方面的應(yīng)用</p><p>　　基于RFID技術(shù)的城市道路交通信息采集主要是對城市道路上交通參數(shù)、車輛信息等進(jìn)行采集。而該系統(tǒng)可對車輛進(jìn)行自動識別，即自動采集車輛

42、基本信息，將其用于交通部門的交通管理、治安偵防等方面會有顯著的成效。</p><p>　　3.1 系統(tǒng)的構(gòu)成 </p><p><b>　　1.車輛電子標(biāo)簽</b></p><p>　　電子標(biāo)簽要采用防拆防偽技術(shù)，將其固定在汽車的擋風(fēng)玻璃上，按照“一車一卡”的原則，電子標(biāo)簽里存有車輛的基本信息，其基本信息和《車輛行駛證》上的車號、車型、發(fā)動機(jī)號

43、碼相一致。汽車使用者也可按照的需求擴(kuò)展其功能。</p><p><b>　　2.車外閱讀設(shè)備</b></p><p>　　利用懸掛在車道上方的閱讀設(shè)備，可在幾米甚至更遠(yuǎn)的距離與正在行駛或停下來車子進(jìn)行無線通信，采集車載電子標(biāo)簽中所儲存的信息進(jìn)行無接觸識別。</p><p><b>　　3.交通信息中心</b></p&

44、gt;<p>　　將RFID閱讀器采集到的車輛信息傳回到交通信息中心，交通信息中心將此車信息連同采集時刻一起記錄，經(jīng)過統(tǒng)計、分析這些數(shù)據(jù)可以實時掌握路段上的交通流量、行車速度、行程時間、占有率、交通密度等實時交通數(shù)據(jù)。從獲取的實時交通數(shù)據(jù)可以用于判斷路段上的交通現(xiàn)況，經(jīng)過統(tǒng)計、對比、分析等方法可以判斷路段的擁擠現(xiàn)況，以及判斷出是否發(fā)生交通事故，從而為路面交通流控制誘導(dǎo)、交通事故檢測、交通事故后及時救援等提供及時的數(shù)據(jù)。&l

45、t;/p><p>　　3.2 車輛識別的管理性應(yīng)用</p><p>　　車輛識別的自動化帶動車輛管理智能化、信息數(shù)字化，車載RFID將識別技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)融為一體，車輛自動識別帶動查詢統(tǒng)計、查控報警、實時處理等功能。該車輛識別系統(tǒng)的應(yīng)用框圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1設(shè)計車輛識別的應(yīng)用示意圖</p><p><b

46、>　　3.2.1交通管理</b></p><p><b>　　1.日常管理</b></p><p>　　交通部門可通過RFID技術(shù)實施對車輛的管理，在車輛動態(tài)和靜態(tài)下完成對車型的鑒別和車輛身份的真實性辨別，完成對事故記錄、車輛養(yǎng)路費上交、車輛年審的例行檢查。完成對車輛的定點實時流量統(tǒng)計和通行記載。</p><p>　　2.治安

47、偵防 </p><p>　　交警在查詢路上正常行駛的車輛是否是被盜車、非法走私車、非法改裝車、肇事逃逸、未年審的車時，只能通過警車實時攔截才能進(jìn)行確認(rèn)，這樣不但費時費力，還容易在高峰時間、擁堵地點，造成更為嚴(yán)重的擁堵。用RFID技術(shù)進(jìn)行車輛自動識別，根據(jù)讀出的信息如發(fā)動機(jī)號、車牌號判斷是否為被盜車。如果信息與該車不符，則被認(rèn)為是嫌疑車。如失主已報案該車被列入“黑名單”并存入指揮中心，并下發(fā)到各個采集點，當(dāng)

48、其路過采集點時，閱讀器對其車載電子標(biāo)簽進(jìn)行自動識別，即可被查獲。即使被盜車輛被更換了車牌，也會因從標(biāo)示卡自動采集的結(jié)果與車輛本身的基本信息不匹配而發(fā)現(xiàn)異常，即而被擋下。此外執(zhí)法人員可攜帶手持式閱讀器對停車場、小區(qū)等附近進(jìn)行巡視，這種自動識別，比當(dāng)下任何防盜手段到更有效、更簡便。</p><p><b>　　3.2.2商用管理</b></p><p>　　車輛上的電子標(biāo)

49、簽標(biāo)識卡，可為車輛的使用者提供更多的便捷，如在停車場、高速公路收費，小區(qū)車輛防盜、車輛進(jìn)出門禁服務(wù)等方面起了非常突出的作用。在進(jìn)入小區(qū)或企業(yè)內(nèi)部時，對于有電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)行自動識別，如果電子標(biāo)簽沒有該小區(qū)或企業(yè)信息時，進(jìn)入時會顯示“外來車輛，請登記”，離開時會顯示離開時間并記錄信息存檔。也可以降低企業(yè)和管理部門的成本，提高對使用者的服務(wù)水平和質(zhì)量。</p><p>　　3.3 RFID技術(shù)的獨特性</p&g

50、t;<p>　　將電子標(biāo)簽安裝在車輛上的車載終端設(shè)備具有其獨有的獨特性，通過車輛上的電子標(biāo)簽極大方便用戶及交通部門查車、查看歷史軌跡。在交通控制中心軟件的界面，根據(jù)需求進(jìn)行修改信息，更適合車輛管理需要。在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上保存車輛一段時間的行駛數(shù)據(jù)、位置等信息，可查詢回放。當(dāng)在線路上運行過程中車輛速度超過限速值時，就會主動上報超速報警數(shù)據(jù)?？山悠囆旭傆涗泝x，實現(xiàn)包括車輛狀態(tài)信息、駕駛員信息、行駛數(shù)據(jù)、事故疑點、超速報警等功

51、能定位跟蹤。對于交通事故逃逸車輛可按照設(shè)定的時間間隔、指定的時刻點或者距離間隔，讓車載終端上報位置、速度、方向等信息。</p><p>　　RFID技術(shù)將車輛自動識別與城市道路交通信息采集相結(jié)合，除了日?？蛇M(jìn)行對正常行駛的車輛排查外，當(dāng)車外閱讀設(shè)備在進(jìn)行交通信息采集時也可詳細(xì)記錄車輛的行駛軌跡，不僅完善城市道路交通信息采集內(nèi)容，而且實現(xiàn)車輛的智能化管理。</p><p>　　4 RFID技

52、術(shù)在交通信息采集方面應(yīng)用</p><p>　　交通信息采集是城市道路交通系統(tǒng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，基于RFID技術(shù)在城市道路交通信息采集系統(tǒng)可記錄城市道路車輛的相關(guān)詳細(xì)信息和行駛路線，還可利用RFID技術(shù)統(tǒng)計交通流量等數(shù)據(jù)，為交通管理、交通控制與預(yù)測、交通引導(dǎo)、交通指揮及交通信息服務(wù)提供信息源和基礎(chǔ)。此外，RFID系統(tǒng)還可自動收集有關(guān)汽車分布和流向的數(shù)據(jù)并進(jìn)行實時發(fā)布，不僅可以大大提高行車速度和交通管理效率，而且優(yōu)化了

53、居民出行的行車路線與出行時刻。</p><p>　　4.1交通信息的分類</p><p>　　交通信息分為兩大類:靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息。靜態(tài)交通信息無需實時采集和數(shù)據(jù)經(jīng)常更改。動態(tài)交通信息則是反映道路網(wǎng)絡(luò)交通流狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)，以及交通需求空間分布特征數(shù)據(jù)。因此，城市道路上交通數(shù)據(jù)的采集可主要體現(xiàn)在動態(tài)交通數(shù)據(jù)的采集上。動態(tài)交通信息主要指隨時間變化的交通數(shù)據(jù)，如車流量、交通流量、行程時

54、間、平均速度、交通密度、道路占有率等。將這些關(guān)鍵的交通信息采集到后，經(jīng)過一系列的處理后即可得到擁堵狀況、事故狀況等其它的動態(tài)交通信息。所以，交通信息采集是無論對交通規(guī)劃、路網(wǎng)建設(shè)、交通管理，還是對交通系統(tǒng)的發(fā)展都非常重要，是交通發(fā)展規(guī)劃和道路交通科學(xué)管理的重要基礎(chǔ)和前提。</p><p>　　4.2 已有交通信息檢測的方式</p><p>　　交通檢測器是指以車輛為檢測目標(biāo)，檢測車輛的通過

55、或存在狀況，也檢測路上車流的各種參數(shù)，其作用是為控制系統(tǒng)提供足夠的信息以便進(jìn)行最優(yōu)的控制。常用的檢測有器埋設(shè)雷達(dá)檢測器、視頻檢測器、環(huán)形感應(yīng)線圈檢測器等。這些交通信息采集設(shè)備存在著一些缺陷和不足:設(shè)備復(fù)雜、成本高昂、易磨損、計算繁瑣、受天氣和光線影響、采集的數(shù)據(jù)量過大，安裝時破壞路面，安裝維護(hù)麻煩等。使得很多城市的交通管理部門僅在關(guān)鍵路段和主要交叉口安裝了這些設(shè)備，有限數(shù)量的交通信息檢測器導(dǎo)致了城市交通路網(wǎng)狀況信息不全，無法精確的對城市

56、交通進(jìn)行控制和誘導(dǎo)。這些缺點和不足，在將射頻識別技術(shù)用于采集關(guān)鍵交通信息中將不復(fù)存在。</p><p>　　4.3 RFID技術(shù)用于交通信息采集的優(yōu)勢</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)讀取方便快捷，無需與被識別的物體接觸，識別距離遠(yuǎn)，特別是超高頻RFID最少可達(dá)到50米的有效識別距離；使超高頻讀卡器的讀卡范圍可以覆蓋整個道路的寬度，這樣可以避免路面上出現(xiàn)讀卡死角；而且識別速度快，可同時識別多

57、個目標(biāo)，一旦標(biāo)簽進(jìn)入讀卡范圍內(nèi)，閱讀器即可讀取其中的信息，并且可以同時讀取多個標(biāo)簽，應(yīng)用方便。</p><p>　　表4-1RFID各頻段識別距離的比較</p><p>　?。?）車輛上的RFID電子標(biāo)簽具有可靠性高、識別率高、安裝維護(hù)簡便等特點。</p><p>　　（3）RFID系統(tǒng)具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長，成本較低、可以遠(yuǎn)距離識別、讀取速度快、信息采

58、集量與存儲量大、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且可適應(yīng)于各種惡劣環(huán)境，如大霧、放射性等環(huán)境，這樣更適合于采集道路交通信息的各種天氣下。</p><p>　?。?）各類交通部門都可使用通過識別車輛電子標(biāo)簽進(jìn)行信息采集，保證各個數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)信息的共享、互通，建立一個整體統(tǒng)一的信息化智能交通系統(tǒng)。</p><p>　?。?）可與多天線、多閱讀器協(xié)同工作，保證多車道情況下的區(qū)域覆蓋和高速信息采集，支持高速穩(wěn)定識別。

59、</p><p>　?。?）電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動態(tài)更改，即利用讀寫器可以將要保存的數(shù)據(jù)寫入到電子標(biāo)簽內(nèi)，這樣就不用利用設(shè)備來檢測車輛的自身信息，即節(jié)省設(shè)備成本，又簡化信息處理過程。</p><p>　　（7）與傳統(tǒng)的交通數(shù)據(jù)采集比，RFID能夠獲取持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)，且計算簡單、無需繁瑣復(fù)雜的設(shè)計，而且有些交通信息可以直接地檢測出來。</p><p>　　4.4 RFID技

60、術(shù)用于交通信息采集的技術(shù)原理</p><p>　　RFID技術(shù)用于城市道路交通信息采集中，其原理簡單，使用方便，不需要安裝設(shè)備時對道路的破環(huán)，也不需要昂貴的交通信息采集設(shè)備和復(fù)雜的交通信息處理過程。只需要將RFID標(biāo)簽永久固定在車身的適當(dāng)位置，如汽車的擋風(fēng)玻璃上；將RFID閱讀器與交通燈、電子眼一起安裝在路面上方；后臺數(shù)據(jù)庫安裝在交通信息中心即可。當(dāng)裝有RFID的標(biāo)簽的車輛，在通過裝有解讀器的路段、交叉口或高速公

61、路路口等重要區(qū)段時，無需停車即可采集車輛基本信息。</p><p>　　4.4.1交通流量計算</p><p>　　交通流量是指在選定時間段內(nèi)通過道路某一地點、車道、或斷面的交通實體數(shù)[6]。從車流量的大小可以判定交通的擁擠狀況，從而決定是否采取交通管理措施，所以對交通量的準(zhǔn)確檢測在智能交通中占有十分重要的位置。用RFID技術(shù)檢測交通流量時，可在車道上方安裝高頻讀卡器，保證貼有電子標(biāo)簽的車

62、輛經(jīng)過該檢測時，電子標(biāo)簽在閱讀器閱讀范圍內(nèi)，防止漏測電子標(biāo)簽，保證采集的準(zhǔn)確性。則該車道的交通流量為:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　公式4-1中T為周期，N為在周期內(nèi)車輛通過的總數(shù)，用該參數(shù)來預(yù)測未來某段時間內(nèi)的交通流量和道路運行情況，則要將檢測周期縮短，以保證預(yù)測的準(zhǔn)確性。</p><p><b&

63、gt;　　4.4.2車速計算</b></p><p>　　道路交通的車速包括單車車速和平均車速，單車車速很容易檢測，平均車速是一個統(tǒng)計值，要經(jīng)過計算。</p><p>　　當(dāng)某一車輛在某一時刻經(jīng)過a點時，閱讀器自動記錄該車的車輛信息和通過時刻t1，同理通過b點時，閱讀器自動記錄下該車的車輛信息和通過時刻t2，因此該車在長為S路段的平均速度為:</p><p&

64、gt;<b>　?。?-2）</b></p><p>　　公式4-2中該路段長為S,如果在繁華路段檢測車輛的超速違章，S的距離不能太長，否則達(dá)不到檢測超速違章的效果。</p><p>　　設(shè)某一時間內(nèi)，共有N輛車通過了路段ab，檢測出每輛車的車速分別為v1.v2，…vn氣則該路段早該觀察器內(nèi)的平均速度為：</p><p><b>　　

65、（4-3）</b></p><p>　　空間平均速度是指在某一時間內(nèi)通過一路段的所有車輛的速度平均值[6]，在長為S的路段中，因此在某一時間內(nèi)共有N輛車通過該路段的平均行駛時間為:</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　于是某一時期內(nèi)的空間平均速度為:</p><p><b

66、>　　（4-5）</b></p><p>　　空間平均速度即空間平均速度等于所有通過車輛速度的調(diào)和平均值[6]。</p><p>　　4.4.3道路占有率計算</p><p>　　道路占有率為一路段內(nèi)車輛占用的道路面積與路段面積之比[6]。RFID卡與車輛的信息是一一對應(yīng)的關(guān)系，車輛的長度、寬度、重量、類型等信息可以直接記錄于RFID卡中。在任一段

67、時間內(nèi)，閱讀器a記錄流進(jìn)該路段的所有車輛，閱讀器b己記錄下流出該路段的所有車輛信息。那么，在這一時段內(nèi)流動于該路段的車輛類型和車輛總數(shù)可以通過交通信息中心軟件分析和統(tǒng)計出來，從而可以將這些車輛占用的道路的長度統(tǒng)計出來。</p><p>　　該道路的車輛占有率為:</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　公式4-6中該

68、路段的車輛類型為K種，各類車輛數(shù)為n1，n2,n3……ni，各類</p><p>　　型的車輛占地面積分別為s1、s2、s3……si。</p><p>　　4.4.4交通密度計算</p><p>　　交通密度指一個車道單位長度內(nèi)某一瞬時存在的車輛數(shù)，以輛/千米表示[6]。根據(jù)定義，密度是在一段道路上測得的瞬時值，它不僅隨時間的變化而變動，也隨測定區(qū)間的長度而變化。因

69、此將瞬時密度用某總計時間的平均值表示。此外，必須選擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)間長度，因為它與總計的時間有關(guān)。只要測出交通流量和車流的空間平均速度則可以得到某一時期T內(nèi)的交通密度為:</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　公式7中vi表示第i輛車的車速</p><p>　　在采集到車流量、單車車速、車輛長度和類型等信息后，經(jīng)過簡單的

70、計算和處理即可得到其它的交通信息。</p><p>　　4.5在城市道路交通信息采集中應(yīng)用前景</p><p>　　RFID技術(shù)可以降低生產(chǎn)成本、提高效率。目前零售、汽車、電子、制藥、旅游等完全不同的行業(yè)領(lǐng)域都將迅速加入到使用RFID標(biāo)簽的行列中。此外，在需要對物品跟蹤或分類管理的任何場合，都有RFID的用武之地。實際上，根據(jù)《全球RFID市場2014預(yù)測》報告，全球技術(shù)市場2011-20

71、14年增長率將在18％左右，總值將達(dá)到約193億美元。該報告指出在2011年，最大的需求來自交通運輸部門[7]。因此應(yīng)用前景十分廣闊。</p><p>　　由于RFID技術(shù)用于交通信息的采集在實施過程中遇到一些問題和挑戰(zhàn)，所以遠(yuǎn)未像在零售業(yè)一樣普及。首先是其次是RFID閱讀器的成本太高，在一條道路上需架設(shè)一定量的RFID閱讀器才能準(zhǔn)確的采集交通參數(shù)等信息。所以該系統(tǒng)的實現(xiàn)需要大幅降低RFID閱讀器的制造成本。&l

72、t;/p><p>　　其次是車輛上電子標(biāo)簽的發(fā)放問題，由于RFID在交通管理中的應(yīng)用較少，使得國內(nèi)現(xiàn)有的大部分車輛都沒有電子標(biāo)簽，而且需要將電子標(biāo)簽永久的固定在車輛的擋風(fēng)玻璃上，前期的貼標(biāo)簽工作需要投入大量的精力和時間，這都是很大一部分政府的投入，只有政府加大對RFID技術(shù)的宣傳和倡導(dǎo)，只有市民對RFID技術(shù)的廣泛接受，才能推廣此系統(tǒng)在城市道路交通信息的采集的應(yīng)用。</p><p>　　最后是

73、RFID目前還未形成全球化統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，市場上又存在多種標(biāo)準(zhǔn)并存，車輛的電子標(biāo)簽由于與閱讀器不配套，電子標(biāo)簽無法識別，從而造成交通信息采集的不準(zhǔn)確。</p><p>　　但是相信隨著RFID技術(shù)的日趨完善、國內(nèi)民眾對RFID技術(shù)的廣泛接受，基于RFID技術(shù)的城市道路交通信息采集系統(tǒng)，可以給交通出行的便捷與安全提供可靠的交通保障。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b&g

74、t;</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，私家車數(shù)量日益增加，交通問題也成了廣大市民最關(guān)注的問題之一。在北京機(jī)動車保有量已超過500萬輛情況下。治堵也成了各級政府部門急需解決問題。</p><p>　　本文通過介紹了RFID技術(shù)的概念、起源和發(fā)展情況、提出了基于RFID技術(shù)的城市道路交通信息采集系統(tǒng)，通過利用RFID工作原理，實現(xiàn)利用RFID技術(shù)實現(xiàn)城市道路交通信息中最為

75、關(guān)鍵的交通參數(shù)的采集，從而為交通疏導(dǎo)提供實時數(shù)據(jù)。當(dāng)然需要政府的宣傳力度及其他方面的影響。本文對RFID技術(shù)的城市道路交通信息采集系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究, 將來還需進(jìn)行更加細(xì)致的量化研究, 包括如何對標(biāo)簽進(jìn)行加密才能保證信息的安全與保密、如何保證電子標(biāo)簽和閱讀器之間存在著信息傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院桶踩缘?。目前可首先在典型城市進(jìn)行試點, 逐步在工作中總結(jié)經(jīng)驗, 并及時反饋糾正, 待取得成效后再向其他城市推廣。同時對道路交通信息進(jìn)行準(zhǔn)確的采集

76、、分析、發(fā)布僅僅是緩解交通擁堵的一個措施,它需要在多種有效措施的共同作用下才能最大限度地緩解城市的擁堵狀況。</p><p>　　同時該系統(tǒng)可以兼顧采集、快速識別車輛的具體信息,例如對車牌號、駕駛員信息的可靠識別，從而減少了造成交通事故逃逸對社會的危害，對于車輛的智能化管理也起了一定的推動作用。當(dāng)然該辦法的實施需要結(jié)合城市的特點而定，同時需要從政策、組織管理等方面采取配套措施，如果配套措施不健全，將會影響該系統(tǒng)的

77、實施效果。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] RFID控制與顯示系統(tǒng)(源代碼+電路圖)[D].2012.2</p><p>　　[2] 陶玉芬.RFID技術(shù)應(yīng)用展望[J].電腦應(yīng)用技術(shù)，2006年，第六十八期：5-8</p><p>　　[3] 孔祥斌.基于車載射頻識別技術(shù)的研究[

78、D].武漢：武漢理工大學(xué)，2006.4</p><p>　　[4] 邱景輝，李在清，宋朝暉.射頻自動目標(biāo)識別技術(shù)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000.2</p><p>　　[5] 關(guān)震柔.RFID技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用現(xiàn)況與前瞻,慧聰網(wǎng),2010.3</p><p>　　[6] 歐冬秀.交通信息技術(shù)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2007</p><p

79、>　　[7] 全球RFID市場2014預(yù)測,中國包裝印刷機(jī)械網(wǎng),2012.03 </p><p>　　[8] 馬黎.基于RFID的關(guān)鍵交通信息采集技術(shù)研究[D]. 廣東：廣東工業(yè)大學(xué)，2011.5</p><p>　　[9] 游戰(zhàn)清等著.無線射頻識別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用.電子工業(yè)出版社,2004 .1</p><p>　　[10] 馬伏花.基于RFID

80、的車輛自動識別系統(tǒng)信息采集基站的研究與設(shè)[D]2007.3</p><p>　　[11] 李元忠.射頻識別技術(shù)及其在交通領(lǐng)域的應(yīng)用.電訊技術(shù),2002,（5）：5-9</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文的撰寫，是在馬洪老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從畢業(yè)論文的題目的選擇、到開題報告，從寫作提綱，到論文的一遍一