技術(shù)
導(dǎo)讀:5月20日“港珠澳大橋建設(shè)背景下的智能交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇論壇” 在深圳銀湖度假中心舉行。清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師史其信教授特邀參加此次論壇并作主題為“RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展”的演講
5月20日“港珠澳大橋建設(shè)背景下的智能交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇論壇” 在深圳銀湖度假中心舉行。清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師史其信教授特邀參加此次論壇并作主題為“RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展”的演講。
清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師史其信教授
演講嘉賓史其信教授簡(jiǎn)介:
清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,交通研究所原所長(zhǎng),現(xiàn)為智能交通系統(tǒng)(ITS)的國(guó)際理事會(huì)委員、亞太地區(qū)ITS學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。史其信教授1970年畢業(yè)于清華大學(xué)土木建筑系,畢業(yè)留校工作至今,從事結(jié)構(gòu)工程、道路工程、橋梁工程、交通工程、智能交通等領(lǐng)域的教學(xué)、科研工作。
史其信教授1985年創(chuàng)建清華大學(xué)交通工程學(xué)科,1995年成立清華大學(xué)交通研究所,任交通研究所所長(zhǎng),并在土木系學(xué)科“減災(zāi)防災(zāi)”博士點(diǎn)建設(shè)上建立了“生命線工程”研究方向。在學(xué)術(shù)上,十多年來主持承擔(dān)了國(guó)家自然基金項(xiàng)目三項(xiàng),國(guó)家科技攻關(guān)課題和國(guó)際合作項(xiàng)目十余項(xiàng),省部級(jí)攻關(guān)項(xiàng)目及合作項(xiàng)目二十余項(xiàng);發(fā)表學(xué)術(shù)論文180余篇,論(譯)著八部。
作為第一屆國(guó)家ITS協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組專家委員會(huì)成員,參加了國(guó)家“九五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目“中國(guó)ITS體系框架”的研究,任“ITS經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)”課題組組長(zhǎng);參與了“十五”計(jì)劃國(guó)家重科技專項(xiàng)《智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和示范工程》立項(xiàng)工作,并擔(dān)任其中重大項(xiàng)目“中國(guó)ITS發(fā)展戰(zhàn)略與標(biāo)準(zhǔn)化研究”子課題“交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展對(duì)ITS的需求”專題組組長(zhǎng)。
演講內(nèi)容:
RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。由于RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽, 具有數(shù)字化、可視化等功能,被認(rèn)為是二十一世紀(jì)發(fā)展最快的高新技術(shù)之一,已被列為本世紀(jì)十大技術(shù)趨勢(shì)之一。
RFID(無線射頻識(shí)別)技術(shù)當(dāng)前已在流通領(lǐng)域的跟蹤管理,工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的生產(chǎn)管理,自動(dòng)結(jié)算領(lǐng)域的票務(wù)管理,身份驗(yàn)證、防偽與資產(chǎn)管理,軍事裝備可視化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
為了更快的推動(dòng)我國(guó)RFID技術(shù)應(yīng)用和及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,國(guó)家發(fā)改委、科技部、信息產(chǎn)業(yè)部(現(xiàn)工業(yè)與信息化部)在國(guó)家“十一五”相關(guān)規(guī)劃中確定重點(diǎn)開發(fā)RFID技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用,組織實(shí)施相關(guān)工程項(xiàng)目。
同時(shí),2005年科技部會(huì)同國(guó)家發(fā)改委、信息產(chǎn)業(yè)部、商務(wù)部等14個(gè)部委,共同編寫了《中國(guó)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)政策白皮書》。白皮書由五部分組成:分別闡述RFID技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)、中國(guó)發(fā)展RFID技術(shù)戰(zhàn)略、中國(guó)RFID技術(shù)發(fā)展及優(yōu)先應(yīng)用領(lǐng)域、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略和宏觀環(huán)境建設(shè),經(jīng)多次修改已于2006年6月正式出臺(tái)。
2005年10月信息產(chǎn)業(yè)部批準(zhǔn)成立了“電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)工作組”,該標(biāo)準(zhǔn)工作組的任務(wù)是以企業(yè)為主體,聯(lián)合社會(huì)各方面力量開展電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)體系的研究和制修訂工作。
2007年4月20日國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)出“關(guān)于發(fā)布800/900MHz頻段射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定的通知”(信部無[2007]205號(hào)),做出三條相關(guān)規(guī)定,務(wù)實(shí)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)研制和產(chǎn)品開發(fā)。
一、 RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景
由于RFID系統(tǒng)具有:車-路通信、自動(dòng)識(shí)別、點(diǎn)定位、遠(yuǎn)距離檢測(cè)及可視化等功能,因此在移動(dòng)車輛的自動(dòng)識(shí)別與管理系統(tǒng)方面有廣闊應(yīng)用市場(chǎng),成為智能交通重要應(yīng)用技術(shù)之一,其領(lǐng)域的應(yīng)用包括:智能停車場(chǎng)管理、車輛智能交通管理、車輛調(diào)度管理、港口碼頭車輛管理、車輛智能稱重管理、智能公交管理、非法車輛稽查管理、海關(guān)車輛通關(guān)管理、機(jī)動(dòng)車尾氣排放控制管理等。
RFID系統(tǒng)通過車-路通信實(shí)現(xiàn)車輛的智能管理,可充分利用車輛數(shù)字化信源,構(gòu)建“車聯(lián)網(wǎng)”管理平臺(tái),從而培育和創(chuàng)建與涉車管理相關(guān)的服務(wù)功能及其服務(wù)產(chǎn)業(yè)。日本在不停車收費(fèi)系統(tǒng)和VICS動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,2007年總務(wù)省提出了啟動(dòng)U-JAPAN構(gòu)想,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)Ubiquitous社會(huì)。U-JAPAN構(gòu)想是在日常生活中的各個(gè)領(lǐng)域里全面提供新式服務(wù)為基礎(chǔ)來推動(dòng)RFID的應(yīng)用。
國(guó)家《中國(guó)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)政策白皮書》在RFID技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略中,確定了RFID技術(shù)實(shí)施進(jìn)程分三個(gè)階段進(jìn)行:
第一階段培育期(2006年至2008年):跟蹤國(guó)際最新共性技術(shù)的研發(fā),結(jié)合重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用,研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RFID技術(shù),按照國(guó)家RFID標(biāo)準(zhǔn)體系框架,制定相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),開展應(yīng)用示范工程;
第二階段成長(zhǎng)期(2007年至2012年):突破應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù),加快相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)制定,基本形成中國(guó)RFID標(biāo)準(zhǔn)體系,拓展應(yīng)用領(lǐng)域;
第三階段成熟期:形成國(guó)際同期先進(jìn)水平的技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)RFID技術(shù)的廣泛應(yīng)用及與其他技術(shù)的應(yīng)用。
同時(shí),將交通管理與公共安全、生產(chǎn)管理與控制、現(xiàn)代物流與供應(yīng)鏈管理、軍事應(yīng)用、重大工程與活動(dòng)等領(lǐng)域列為優(yōu)先應(yīng)用領(lǐng)域,為RFID技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)。
國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)在《國(guó)家發(fā)改委辦公廳關(guān)于組織信息化試點(diǎn)工作的通知》(發(fā)改辦高技【2008】618號(hào))中對(duì)無線射頻技術(shù)的試點(diǎn)工程重點(diǎn)明確:鼓勵(lì)交通、鐵路、郵政、公安等部門開展應(yīng)用試點(diǎn)工程項(xiàng)目建設(shè):一是基于無線射頻技術(shù)的車輛電子牌照試點(diǎn)工程,重點(diǎn)解決車輛自動(dòng)識(shí)別、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、車牌套用與防偽的問題;二是基于無線射頻技術(shù)的路網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控和高速公路聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)收費(fèi)試點(diǎn)工程;三是基于無線射頻技術(shù)的物品動(dòng)態(tài)管理試點(diǎn)工程,創(chuàng)新業(yè)務(wù)和管理模式。
可以說,未來幾年我國(guó)RFID技術(shù)在智能交通管理領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展期。
二、“汽車數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源”技術(shù)在上海世博會(huì)車輛管理中的示范應(yīng)用
汽車數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源技術(shù)是基于RFID開發(fā)的涉車信息資源的應(yīng)用技術(shù),該項(xiàng)目是由公安部組織研發(fā),經(jīng)國(guó)家科技部認(rèn)證后布署在2007年“國(guó)家科技支撐計(jì)劃”重點(diǎn)專項(xiàng)中進(jìn)行應(yīng)用示范工程(項(xiàng)目編號(hào)為2008BAF31B00)。項(xiàng)目將在上海世博會(huì)場(chǎng)館區(qū)域中使用的所有車輛安裝電子車牌,實(shí)施區(qū)域車輛自動(dòng)識(shí)別和智能管理。項(xiàng)目在應(yīng)用示范中對(duì)建設(shè)基于RFID技術(shù)的“涉車(涉駕)信息公共服務(wù)平臺(tái)”及其相關(guān)的技術(shù)研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)行應(yīng)用示范,為我國(guó)智能交通的發(fā)展開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 “涉車(涉駕)信息資源”
“涉車信息資源”的開發(fā)和應(yīng)用,是實(shí)現(xiàn)道路交通管理信息化、現(xiàn)代化的關(guān)鍵,是為智能交通系統(tǒng)關(guān)于涉車管理提供車輛信息與應(yīng)用的數(shù)據(jù)平臺(tái),可在以下領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)社會(huì)服務(wù)功能:
1. 公安領(lǐng)域(14 項(xiàng))
1)電子車牌功能(行駛證電子副本功能)和駕駛證的電子副本功能,奠定數(shù)字化、智能化交通管理的基礎(chǔ);
2)與傳統(tǒng)車牌配合辯識(shí)假冒車牌(套牌車)的功能;
3)區(qū)域交通動(dòng)態(tài)管制的組織功能;
4)城市出入口汽車通行時(shí)信息的采集與控制(電子籬笆)功能,治安卡口的車輛自動(dòng)管制功能;
5)重點(diǎn)查控車輛的區(qū)域性運(yùn)行狀態(tài)全過程記錄及回溯;
6)對(duì)限速路段的管控功能;
7)采用“時(shí)空差分法”實(shí)現(xiàn)對(duì)超速違章車的全路段監(jiān)控的功能;
8)區(qū)域性路網(wǎng)交通流信息查詢(精確到車種和車型);
9)數(shù)字化的路查路檢功能;
10)車輛的區(qū)域性主、被動(dòng)防盜功能;
11)對(duì)“肇事逃逸車輛”及司機(jī)的追溯查證功能;
12)城市擁堵區(qū)域及路段按時(shí)段限制(收費(fèi))管控功能;
13)配合“電子眼”系統(tǒng)辨別查證違章司機(jī)的功能 ;
14)交通違規(guī)、違章的處罰管理的數(shù)字化手段。
2. 交通運(yùn)輸領(lǐng)域(8 項(xiàng))
1)區(qū)域性ETC功能;
2)貨運(yùn)車輛運(yùn)政管理功能(規(guī)費(fèi)管控、資質(zhì)管控);
3)客運(yùn)車輛運(yùn)政管理功能(車、駕資質(zhì)管控,規(guī)費(fèi)管控,運(yùn)營(yíng)路線管控);
4)公交車路線運(yùn)營(yíng)狀態(tài)管理功能(含電子報(bào)站功能);
5)大型客運(yùn)站車輛場(chǎng)站調(diào)度管理功能;
6)出租車資質(zhì)及運(yùn)營(yíng)區(qū)監(jiān)控功能;
7)養(yǎng)路費(fèi)、稅費(fèi)自動(dòng)征稽管理;
8)高速公路網(wǎng)的路段、區(qū)間汽車運(yùn)行態(tài)勢(shì)查詢。
3. 城建領(lǐng)域(8 項(xiàng))
1)停車場(chǎng)、小區(qū)車輛門禁自動(dòng)收費(fèi)監(jiān)控管理功能;
2)停車場(chǎng)、小區(qū)泊位查詢管理功能;
3)機(jī)關(guān)、倉庫門禁及特殊通道車輛自動(dòng)管理;
4)區(qū)域性自動(dòng)、快速、實(shí)時(shí)交通調(diào)查功能;
5)區(qū)域性車輛分布總量快速查詢功能;
6)加油站自動(dòng)收費(fèi)監(jiān)控管理功能;
7)公車運(yùn)行、消費(fèi)自動(dòng)付費(fèi)監(jiān)控管理功能;
8)區(qū)域路網(wǎng)內(nèi)車輛主動(dòng)防盜功能;
三、RFID技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的分析
RFID作為二十一世紀(jì)發(fā)展最快的高新技術(shù)之一,在美國(guó)國(guó)防部及商界巨頭沃爾瑪?shù)绕髽I(yè)的積極推動(dòng)下,電子標(biāo)簽(Radio Frequency Identification,中文譯為"無線射頻識(shí)別技術(shù)")的應(yīng)用已被國(guó)際上列為本世紀(jì)十大技術(shù)趨勢(shì)之一。
這一全球性的應(yīng)用浪潮,同時(shí)也帶動(dòng)了相當(dāng)多中國(guó)企業(yè)的及時(shí)跟進(jìn)。據(jù)權(quán)威預(yù)測(cè),我國(guó)在未來3到5年,每年至少需要30億個(gè)電子標(biāo)簽。據(jù)預(yù)測(cè)到2010年,RFID跨行業(yè)應(yīng)用總體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到298.37億元人民幣,2005-2010年的復(fù)合年平均增長(zhǎng)率高達(dá)82.4%。
我國(guó)的RFID應(yīng)用市場(chǎng)經(jīng)過了導(dǎo)入期,進(jìn)入初級(jí)應(yīng)用階段。在這一階段的RFID應(yīng)用以低頻和高頻為主,應(yīng)用多種多樣并且已經(jīng)成熟。超高頻應(yīng)用雖然具有更高的商業(yè)價(jià)值,但是由于標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和價(jià)格等多方面原因應(yīng)用得非常少,并且?guī)缀跞繛樾∫?guī)模試點(diǎn)應(yīng)用。
國(guó)家一直將RFID技術(shù)應(yīng)用作為產(chǎn)業(yè)化推進(jìn),雖然支助了一些項(xiàng)目,也取得了相關(guān)的應(yīng)用效果,但由于芯片核心技術(shù)產(chǎn)品多是進(jìn)口且采用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不一致,因此一直沒有找到我國(guó)實(shí)現(xiàn)RFID產(chǎn)業(yè)化的方向。
標(biāo)準(zhǔn)的作用是促進(jìn)"最佳秩序"的形成,它能極大地促進(jìn)一個(gè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)的缺失必將影響我國(guó)電子標(biāo)簽的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。2007年國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部“關(guān)于發(fā)布800/900MHz頻段射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定的通知”(信部無[2007]205號(hào)),確定了我國(guó)RFID使用UHF頻段(840MHz ~845MHz、920MHz~925MHz),對(duì)今后國(guó)家RFID技術(shù)應(yīng)用及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。
RFID標(biāo)準(zhǔn)體系主要由空中接口規(guī)范、物理特性、讀寫器協(xié)議、編碼體系、測(cè)試規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范、數(shù)據(jù)管理、信息安全等標(biāo)準(zhǔn)組成。
由于電子標(biāo)簽的應(yīng)用牽涉到眾多行業(yè),因此其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)盤根錯(cuò)節(jié),非常復(fù)雜。具體來講,電子標(biāo)簽相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)涉及電氣特性、通信頻率、數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)、通信協(xié)議、安全、測(cè)試、應(yīng)用等方面。從類別看,電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)可以分為以下四類:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如電子標(biāo)簽技術(shù)、IC卡標(biāo)準(zhǔn)等);數(shù)據(jù)內(nèi)容與編碼標(biāo)準(zhǔn)(如編碼格式、語法標(biāo)準(zhǔn)等);性能與一致性標(biāo)準(zhǔn)(如測(cè)試規(guī)范等);應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(如車輛及船運(yùn)標(biāo)簽、產(chǎn)品包裝標(biāo)準(zhǔn)等)。
另外,我國(guó)的RFID自主研發(fā)能力并不是很強(qiáng),許多技術(shù)也是從國(guó)外引進(jìn)的,雖然已有些國(guó)內(nèi)企業(yè)研制出了RFID電子標(biāo)簽和天線,但很多RFID的核心硬件(芯片和讀寫器)以及軟件技術(shù)尚依賴于進(jìn)口。這需要我國(guó)政府加大開發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的RFID核心技術(shù)和產(chǎn)品的支持力度。同時(shí),對(duì)RFID應(yīng)用體系架構(gòu)、RFID系統(tǒng)集成與中間件、RFID公共服務(wù)體系、RFID測(cè)試技術(shù)與規(guī)范等RFID應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和攻關(guān),以形成中國(guó)RFID技術(shù)發(fā)展的支撐服務(wù)體系。
除此之外,制定國(guó)家RFID市場(chǎng)戰(zhàn)略和運(yùn)營(yíng)模式,制定鼓勵(lì)企業(yè)參與標(biāo)準(zhǔn)的制定和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制,尤其是將汽車數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源作為國(guó)家戰(zhàn)略資源進(jìn)行開發(fā),并對(duì)資源的應(yīng)用由國(guó)家統(tǒng)一組織進(jìn)行資源型應(yīng)用規(guī)劃。