基于電子識別新技術(shù)的道路運輸綜合監(jiān)管平臺設(shè)計研究

陳曉靜，高 潮

(江蘇長天智遠交通科技有限公司，江蘇 南京 210036)

0 引言

近年來，道路運輸管理部門在推進綜合運輸服務(wù)體系建設(shè)、推進貨運與物流業(yè)降本增效、提升公眾出行服務(wù)水平、加強行業(yè)治理能力建設(shè)、增強行業(yè)安全監(jiān)管效力等方面成績顯著，各主管部門與企業(yè)投入了大量的人力和物力對重點營運車輛進行監(jiān)管，全面提升了道路運輸“聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管、精準(zhǔn)監(jiān)管、專業(yè)監(jiān)管、協(xié)同監(jiān)管”水平。同時，面對機動車電子標(biāo)識、移動通信終端近場身份識別等技術(shù)的發(fā)展，各部門也在積極探索采用新型的監(jiān)管技術(shù)及手段來解決大面積、精細化、便捷化監(jiān)管的問題，特別是針對目前監(jiān)管手段存在的盲區(qū)監(jiān)管以及對于非現(xiàn)場執(zhí)法、取證等存在的手段單一落后、取證困難、證據(jù)不充分以及信息不共享等問題，希望通過電子識別新技術(shù)的研究應(yīng)用來完善非現(xiàn)場執(zhí)法手段，對違法行為做到及時發(fā)現(xiàn)、精準(zhǔn)取證、有效處置，形成快速、全面、高效的監(jiān)管閉環(huán)。

1 電子識別新技術(shù)簡介

電子識別新技術(shù)包括機動車電子標(biāo)識、移動通信終端近場身份識別兩項技術(shù)。

機動車電子標(biāo)識是一種基于超高頻識別芯片并存儲汽車身份數(shù)據(jù)信息的無源陶瓷基電子標(biāo)簽，它工作在超高頻段(920～925 MHz)。

移動通信近場身份識別技術(shù)是通過對采集基站信號覆蓋范圍內(nèi)的手機IMSI進行不間斷采集的技術(shù)。

2 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

機動車電子標(biāo)識、移動通信終端近場身份識別技術(shù)等新型電子識別技術(shù)具有智能、高效、便捷等特點，被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外交通運輸管理領(lǐng)域，在假/套牌車輛違法行為查處、“黑名單”車輛布控查緝、肇事逃逸、非現(xiàn)場執(zhí)法、交通事故預(yù)防、重點運輸車輛行駛軌跡跟蹤、高速不停車收費、交通信息服務(wù)、輔助車輛限行管理與收費等方面開展了廣泛的研究與應(yīng)用[1-2]。

巴西圣保羅市政府在600多萬輛機動車上安裝了RFID標(biāo)簽，市區(qū)設(shè)置了約2 500個RFID天線，用于核查車輛的合法狀態(tài)及車輛是否被盜，并能向警方發(fā)出非法車輛的警示信息，以便跟蹤這些車輛；德國利用電子車牌提供實時的路面交通信息，用于道路交通秩序管理指揮與決策的重要依據(jù)；墨西哥通過使用RFID技術(shù)和視頻車輛識別技術(shù)同時讀取車輛信息，與中央數(shù)據(jù)庫中的車輛數(shù)據(jù)匹配，各區(qū)域執(zhí)法機構(gòu)可實現(xiàn)查找未有效辦理注冊手續(xù)的車輛、被盜搶車輛或其他犯罪嫌疑車輛等“觀察”名單中車輛的功能[3-4]。

我國機動車電子標(biāo)識技術(shù)發(fā)展起步較晚，但發(fā)展勢頭迅猛。2013年，公安部牽頭，同工信部簽訂了共同推進RFID的協(xié)議。同年11月，公安部交通管理科學(xué)研究所草擬的《機動車電子標(biāo)識通用技術(shù)條件》等6項國家標(biāo)準(zhǔn)又相繼出爐，標(biāo)志著我國電子車牌技術(shù)在實際應(yīng)用上又邁出了堅實的一步。華山[5]采用RFID等電子識別新技術(shù)，設(shè)計了一種電子車牌和電子駕照管理系統(tǒng)方案；陳廣[6]、李元忠[7]、宗術(shù)[8]從整體應(yīng)用角度提出了基于RFID技術(shù)的機動車輛監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)。

基于手機IMSI的移動通信終端身份識別技術(shù)在公安安全維穩(wěn)中得到了廣泛的應(yīng)用。我國從2013年開始規(guī)定手機號碼必須實名制，開通手機號需向運營商提供身份證等真實個人信息，手機號可以直接對應(yīng)人員真實身份。公安部門通過在道路關(guān)鍵卡口部署IMSI采集設(shè)備，利用大數(shù)據(jù)分析可以鎖定嫌疑人員的手機IMSI，通過運營商可直接查詢到嫌疑人手機號和對應(yīng)真實身份信息。基于手機IMSI的移動通信終端身份識別技術(shù)在公安行業(yè)已經(jīng)非常成熟，具備在交通運輸領(lǐng)域推廣使用的基礎(chǔ)條件，但是國內(nèi)先期推廣項目中，除了在合肥地鐵開展了相關(guān)應(yīng)用，還未見在其他城市開展。移動通信終端身份識別技術(shù)應(yīng)用在交通運輸行業(yè)，還需要進一步研究，包括解決5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下手機的身份特征采集方法、手機IMSI與車牌號碼的對應(yīng)關(guān)系、宏站和移動終端近場身份識別系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)用、工程部署實施，以及與現(xiàn)有交通系統(tǒng)進行對接，針對特定應(yīng)用場景進行方案實現(xiàn)與優(yōu)化。

綜上可知，電子識別新技術(shù)能夠從源頭上解決車輛身份的防偽和識別等問題，目前在道路運輸監(jiān)管過程中的應(yīng)用大多處于系統(tǒng)架構(gòu)等研究層面，缺乏針對典型道路運輸監(jiān)管場景的深入研究及應(yīng)用實踐，不能滿足大范圍、精細化的道路運輸監(jiān)管需求。

3 電子識別新技術(shù)在道路運輸車輛監(jiān)管中的應(yīng)用

機動車電子標(biāo)識具有唯一性、防篡改、防復(fù)用、數(shù)字化、可動態(tài)識讀等特性以及移動通信終端近場身份識別技術(shù)具有人車綁定的特性，將為道路運輸車輛的監(jiān)管帶來新的監(jiān)管手段和方式方法，提升對道路運輸車輛的監(jiān)管能力。

3.1 基于新技術(shù)的危險品運輸車輛監(jiān)管能力提升研究

3.1.1 危險品運輸車輛證照信息化管理研究

危險品運輸車輛管理涉及交通運輸部門、公安機關(guān)治安管理部門、公安機關(guān)交通管理部門等。通過研究不同的“讀、寫”授權(quán)和安全訪問機制，將危化品運輸車輛業(yè)務(wù)流程中涉及的通行證、許可證、資格證、電子運單等信息寫入電子標(biāo)識標(biāo)簽的不同分區(qū)，結(jié)合電子標(biāo)識“身份唯一性”，實現(xiàn)相關(guān)信息防偽、防復(fù)用、防篡改等功能，為進一步實現(xiàn)跨區(qū)域跨部門信息提供有利條件。

3.1.2 危險品運輸車輛出入場站管理研究

危險化學(xué)品運輸車輛進入危險化學(xué)品生產(chǎn)區(qū)域、倉儲物流園區(qū)等場站時，通過機動車電子標(biāo)識讀寫設(shè)備和移動通信感知設(shè)備，實現(xiàn)車輛自動進出場站，減少人工巡檢、手動記錄，并通過識別車輛駕駛?cè)藛T和押運人員等，和電子運單上的人員匹配，可有效防止“電子運單”與車輛駕駛員、押運員信息不匹配問題，同時將車輛出入信息和人員信息上報公安、交通等單位的監(jiān)管系統(tǒng)，讓“監(jiān)管觸手”延伸到運輸源頭。

3.1.3 基于新技術(shù)的危險品運輸車輛在途行駛狀況精準(zhǔn)監(jiān)管研究

對危險品運輸車輛在途行駛研究利用機動車電子標(biāo)識、移動通信終端近場身份識別等技術(shù)實現(xiàn)狀態(tài)精準(zhǔn)監(jiān)管、主動感知。在危險品運輸車輛運行線路上，研究通過部署機動車電子標(biāo)識設(shè)備、移動通信終端近場身份識別設(shè)備的監(jiān)管卡口，結(jié)合GIS地圖與現(xiàn)有監(jiān)管手段，對車輛、駕駛員進行精準(zhǔn)監(jiān)管的實現(xiàn)途徑，與公安、消防以及安監(jiān)等相關(guān)職能部門的公共管理、服務(wù)平臺的聯(lián)動。通過機動車電子標(biāo)識設(shè)備識別到的電子車牌信息與攝像頭識別到的物理車牌信息比對，可以識別出假牌、套牌、非法營運車輛，確定車輛的身份。

針對危險品運輸車輛的分時分區(qū)域通行管理需求，研究如何利用新型電子識別技術(shù)設(shè)定電子圍欄，對進入電子圍欄區(qū)域內(nèi)的違法車輛進行自動甄別、準(zhǔn)確判定違法類型、鎖定車輛所處位置，并通過短信等方式，將違規(guī)信息第一時間發(fā)送給相關(guān)人員，可以大大預(yù)防事故發(fā)生。同時研究按行駛區(qū)域、道路等條件對嫌疑車輛的行駛軌跡和違法行為進行分析與研判。

3.2 基于新技術(shù)的客運車輛通行監(jiān)管能力提升研究

3.2.1 基于新技術(shù)的客運車輛站外帶客自動識別方法研究

結(jié)合客運車輛管理現(xiàn)狀，研究機動車電子標(biāo)識技術(shù)和移動通信終端近場身份識別技術(shù)兩項新技術(shù)的具體應(yīng)用方法，并結(jié)合客運車輛運營與管理實際特征，針對站外帶客、超載等應(yīng)用場景，研究提出客運車輛站外帶客自動識別方法。

通過在客運站的出口、高速出入口、主要途經(jīng)點等重要節(jié)點部署機動車電子標(biāo)識讀寫設(shè)備、移動通信終端近場身份識別設(shè)備，獲取過往客運車輛身份信息和駕乘人員IMSI信息。

圖1 客運車輛站外帶客自動識別流程

3.2.2 新技術(shù)設(shè)備在客運站場部署優(yōu)化研究

研究提出機動車電子標(biāo)識讀寫設(shè)備、移動通信終端近場身份識別設(shè)備在客運線路上的部署方法、架設(shè)位置、數(shù)量、天線優(yōu)化方法等，以實現(xiàn)駕乘人員手機IMSI碼、機動車電子標(biāo)識的準(zhǔn)確讀取，保證數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性(見圖2)。

圖2 新技術(shù)設(shè)備在客運站場部署場景示例

3.2.3 面向疫情防控的客運場站健康碼自動核驗技術(shù)研究

目前疫情防控處于常態(tài)化階段，通過研究客運場站乘客健康碼自動核驗技術(shù)，實現(xiàn)乘客健康碼狀態(tài)信息(紅碼、黃碼、綠碼)的自動獲取，從而減少近距離接觸，提高檢查效率，避免人員聚集。

應(yīng)用移動通信終端近場身份識別技術(shù)，實現(xiàn)健康碼狀態(tài)自動識別。用戶將手機靠近指定區(qū)域，無需人工對手機進行操作，系統(tǒng)自動識別人員的手機卡IMSI信息，與通管局或衛(wèi)健委部門查詢到的行程碼或健康碼狀態(tài)信息進行匹配，然后把健康碼狀態(tài)信息顯示在屏幕上，對健康碼狀態(tài)異常的實時報警，這些過程都在后臺自動完成，這樣可以全程避免接觸，提高旅客入站的效率，避免人員聚集(見圖3)。

圖3 乘客健康碼自動識別技術(shù)實現(xiàn)方法原理

乘客健康碼自動核驗業(yè)務(wù)流程設(shè)計，如圖4所示。

圖4 乘客健康碼自動核驗業(yè)務(wù)流程設(shè)計

當(dāng)旅客進入客運站，通過移動通信近場身份識別設(shè)備識別旅客身份，同時平臺將人員信息傳遞給衛(wèi)健委，進行信息交互，提取到人員的健康碼狀態(tài)信息(紅碼、黃碼、綠碼)。平臺根據(jù)健康碼狀態(tài)信息，判斷是否允許旅客進入客運站：當(dāng)健康碼正常時，允許旅客進入客運站；當(dāng)健康碼不正常時，禁止旅客進入客運站，同時將相關(guān)人車信息上報相關(guān)部門，協(xié)助相關(guān)部門開展疫情防控工作。

學(xué)生已經(jīng)知道“遺傳因子”的概念，但不清楚“遺傳因子”的本質(zhì)是什么以及如何起作用。另外，部分學(xué)生的實驗設(shè)計能力還不夠完善。因此，教師在講課時應(yīng)適時布置任務(wù)，啟發(fā)學(xué)生思考實驗設(shè)計的思路，引導(dǎo)學(xué)生獨立設(shè)計實驗，培養(yǎng)其實驗設(shè)計的能力。

4 平臺總體架構(gòu)設(shè)計

基于電子識別新技術(shù)的道路運輸綜合監(jiān)管平臺采用層次化的體系結(jié)構(gòu)，各層之間相對獨立，并采用符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的接口，保證系統(tǒng)的開放性和可擴展性。系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)總體架構(gòu)

(1)基礎(chǔ)環(huán)境層:提供了道路運輸綜合監(jiān)管信息采集、傳輸和處理的基本條件與基礎(chǔ)環(huán)境，主要包括主機及存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集終端、基礎(chǔ)軟件和機房等配套設(shè)施。

(2)數(shù)據(jù)資源層:數(shù)據(jù)資源是整個平臺的核心。在建設(shè)完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和交換共享數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，初步形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、主題分析數(shù)據(jù)庫、交換共享數(shù)據(jù)庫。通過交換共享數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)據(jù)交換共享機制，為跨區(qū)域、跨部門道路運輸綜合監(jiān)管信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同提供數(shù)據(jù)支撐。

(3)應(yīng)用支撐層:應(yīng)用支撐層處于信息資源層與應(yīng)用系統(tǒng)層之間，為實現(xiàn)信息共享、應(yīng)用系統(tǒng)功能、業(yè)務(wù)協(xié)同工作提供技術(shù)支撐，是構(gòu)建道路運輸綜合監(jiān)管相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)備份軟件、統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)、虛擬化管理軟件、地理信息服務(wù)系統(tǒng)等。

(4)應(yīng)用層:應(yīng)用層是整個項目業(yè)務(wù)功能及應(yīng)用的實現(xiàn)，依靠數(shù)據(jù)資源層和應(yīng)用支撐層所提供的數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐，通過對道路運輸綜合監(jiān)管的交換需求、業(yè)務(wù)需求的深入分析，整合、設(shè)計開發(fā)各類應(yīng)用功能服務(wù)。主要功能包括：危險品運輸車輛監(jiān)管、客運車輛監(jiān)管、行業(yè)信息服務(wù)、行業(yè)運行監(jiān)測分析。

(5)用戶層和展現(xiàn)層:面向各級行業(yè)管理部門、從業(yè)企業(yè)，提供綜合監(jiān)管、信息查詢與應(yīng)用服務(wù)。

(6)保障體系層:包括信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、信息安全保障體系、建設(shè)與運營保障體系。保障體系是本項目順利建設(shè)與運行的重要條件。

5 平臺主要功能

平臺包括危險品運輸車輛監(jiān)管、客運車輛監(jiān)管、行業(yè)信息服務(wù)、行業(yè)運行監(jiān)測4個子系統(tǒng)，其功能結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

圖6 功能結(jié)構(gòu)

5.1 危險品運輸車輛監(jiān)管子系統(tǒng)

危險品運輸車輛監(jiān)管子系統(tǒng)實現(xiàn)道路運輸許可證電子化管理、車輛進出場站監(jiān)管、人車信息匹配管理、車輛運行信息監(jiān)管、限行區(qū)域營運監(jiān)管、限行時段營運監(jiān)管和假套牌識別等功能。

5.2 客運車輛監(jiān)管子系統(tǒng)

客運車輛監(jiān)管平臺實現(xiàn)站外帶客/超載研判、健康碼自動識別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等功能。

5.3 行業(yè)信息服務(wù)子系統(tǒng)

行業(yè)信息服務(wù)子系統(tǒng)功能模塊面向道路運輸企業(yè)，提供行業(yè)信息查詢功能，主要包括企業(yè)基本信息、車輛信息、從業(yè)人員、電子運單、罐車罐體等查詢服務(wù)，以及電子運單填報管理，為加強企業(yè)對安全生產(chǎn)的意識，提高企業(yè)自我管理水平，系統(tǒng)還可對有效證件過期等情況提供自動預(yù)警提醒。

行業(yè)信息服務(wù)子系統(tǒng)按照功能劃分道路運輸企業(yè)查詢、道路運輸從業(yè)人員查詢、道路運輸車輛查詢、電子運單查詢、罐車罐體信息查詢、資質(zhì)證件預(yù)警5個子模塊。

5.4 行業(yè)運行監(jiān)測子系統(tǒng)

面向行業(yè)管理部門，通過多類型的綜合查詢方式，以曲線圖、柱狀圖、餅圖以及表格等多種方式，實現(xiàn)對運輸企業(yè)、從業(yè)人員、專用車輛、罐車罐體、安全評估等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的綜合查詢與分類統(tǒng)計。

6 結(jié)語

基于電子識別新技術(shù)的道路運輸車輛監(jiān)管平臺實時采集道路運輸車輛過車數(shù)據(jù)、車輛軌跡、運行時間和駕駛員等信息，實現(xiàn)對車輛和駕駛?cè)藛T的精準(zhǔn)管控，將有效解決道路運輸車輛身份識別、監(jiān)控、告警等問題，有助于減少安全隱患，預(yù)防和減少道路交通事故，提高非現(xiàn)場執(zhí)法能力，同時通過機動車電子標(biāo)識“身份唯一性”，可實現(xiàn)相關(guān)信息防偽、防復(fù)用、防篡改等功能，為進一步實現(xiàn)跨區(qū)域跨部門信息共享提供有利條件。