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史其信:RFID技术在智能交通领域的应用及其产业化发展


作者:清华大学教授、博士生导师史其信教授 来源:港珠澳大桥建设背景下的智能交通产业发展机遇论坛论文集 2009-05-21 11:43:17 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:5月20日“港珠澳大桥建设背景下的智能交通产业发展机遇论坛” 在深圳银湖度假中心举行。清华大学教授、博士生导师史其信教授特邀参加此次论坛并作主题为“RFID技术在智能交通领域的应用及其产业化发展”的演讲

关键词:智能交通[50篇]  RFID技术[526篇]  ETC[108篇]  停车场[68篇]  

  5月20日“港珠澳大桥建设背景下的智能交通产业发展机遇论坛” 在深圳银湖度假中心举行。清华大学教授、博士生导师史其信教授特邀参加此次论坛并作主题为“RFID技术在智能交通领域的应用及其产业化发展”的演讲。

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清华大学教授、博士生导师史其信教授

演讲嘉宾史其信教授简介: 

  清华大学教授、博士生导师,交通研究所原所长,现为智能交通系统(ITS)的国际理事会委员、亚太地区ITS学术委员会委员。史其信教授1970年毕业于清华大学土木建筑系,毕业留校工作至今,从事结构工程、道路工程、桥梁工程、交通工程、智能交通等领域的教学、科研工作。 

  史其信教授1985年创建清华大学交通工程学科,1995年成立清华大学交通研究所,任交通研究所所长,并在土木系学科“减灾防灾”博士点建设上建立了“生命线工程”研究方向。在学术上,十多年来主持承担了国家自然基金项目三项,国家科技攻关课题和国际合作项目十余项,省部级攻关项目及合作项目二十余项;发表学术论文180余篇,论(译)著八部。 

  作为第一届国家ITS协调指导小组专家委员会成员,参加了国家“九五”重大科技攻关项目“中国ITS体系框架”的研究,任“ITS经济技术评价”课题组组长;参与了“十五”计划国家重科技专项《智能交通系统关键技术和示范工程》立项工作,并担任其中重大项目“中国ITS发展战略与标准化研究”子课题“交通运输系统发展对ITS的需求”专题组组长。 

演讲内容: 

RFID技术在智能交通领域的应用及其产业化发展 

  RFID是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。由于RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 具有数字化、可视化等功能,被认为是二十一世纪发展最快的高新技术之一,已被列为本世纪十大技术趋势之一。 

  RFID(无线射频识别)技术当前已在流通领域的跟踪管理,工业自动化领域的生产管理,自动结算领域的票务管理,身份验证、防伪与资产管理,军事装备可视化等领域得到了广泛应用。 

  为了更快的推动我国RFID技术应用和及其产业化发展,国家发改委、科技部、信息产业部(现工业与信息化部)在国家“十一五”相关规划中确定重点开发RFID技术、产业与应用,组织实施相关工程项目。 

  同时,2005年科技部会同国家发改委、信息产业部、商务部等14个部委,共同编写了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》。白皮书由五部分组成:分别阐述RFID技术发展现状与趋势、中国发展RFID技术战略、中国RFID技术发展及优先应用领域、推进产业化战略和宏观环境建设,经多次修改已于2006年6月正式出台。 

  2005年10月信息产业部批准成立了“电子标签标准工作组”,该标准工作组的任务是以企业为主体,联合社会各方面力量开展电子标签标准体系的研究和制修订工作。
  
  2007年4月20日国家信息产业部发出“关于发布800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用试行规定的通知”(信部无[2007]205号),做出三条相关规定,务实推动标准研制和产品开发。      

一、    RFID技术在智能交通领域有广泛应用前景 

  由于RFID系统具有:车-路通信、自动识别、点定位、远距离检测及可视化等功能,因此在移动车辆的自动识别与管理系统方面有广阔应用市场,成为智能交通重要应用技术之一,其领域的应用包括:智能停车场管理、车辆智能交通管理、车辆调度管理、港口码头车辆管理、车辆智能称重管理、智能公交管理、非法车辆稽查管理、海关车辆通关管理、机动车尾气排放控制管理等。 

  RFID系统通过车-路通信实现车辆的智能管理,可充分利用车辆数字化信源,构建“车联网”管理平台,从而培育和创建与涉车管理相关的服务功能及其服务产业。日本在不停车收费系统和VICS动态导航系统的基础上,2007年总务省提出了启动U-JAPAN构想,目标是实现Ubiquitous社会。U-JAPAN构想是在日常生活中的各个领域里全面提供新式服务为基础来推动RFID的应用。 

  国家《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》在RFID技术发展战略中,确定了RFID技术实施进程分三个阶段进行: 
  第一阶段培育期(2006年至2008年):跟踪国际最新共性技术的研发,结合重点行业应用,研发具有自主知识产权的RFID技术,按照国家RFID标准体系框架,制定相应技术标准和应用标准,开展应用示范工程; 

  第二阶段成长期(2007年至2012年):突破应用与产业化关键技术,加快相关技术标准及行业应用标准制定,基本形成中国RFID标准体系,拓展应用领域; 

  第三阶段成熟期:形成国际同期先进水平的技术体系,实现RFID技术的广泛应用及与其他技术的应用。 

  同时,将交通管理与公共安全、生产管理与控制、现代物流与供应链管理、军事应用、重大工程与活动等领域列为优先应用领域,为RFID技术大规模应用提供经验。 

  国家发展与改革委员会在《国家发改委办公厅关于组织信息化试点工作的通知》(发改办高技【2008】618号)中对无线射频技术的试点工程重点明确:鼓励交通、铁路、邮政、公安等部门开展应用试点工程项目建设:一是基于无线射频技术的车辆电子牌照试点工程,重点解决车辆自动识别、动态监控、车牌套用与防伪的问题;二是基于无线射频技术的路网动态监控和高速公路联网自动收费试点工程;三是基于无线射频技术的物品动态管理试点工程,创新业务和管理模式。 

  可以说,未来几年我国RFID技术在智能交通管理领域的应用将进入一个快速发展期。 

二、“汽车数字化标准信源”技术在上海世博会车辆管理中的示范应用 

  汽车数字化标准信源技术是基于RFID开发的涉车信息资源的应用技术,该项目是由公安部组织研发,经国家科技部认证后布署在2007年“国家科技支撑计划”重点专项中进行应用示范工程(项目编号为2008BAF31B00)。项目将在上海世博会场馆区域中使用的所有车辆安装电子车牌,实施区域车辆自动识别和智能管理。项目在应用示范中对建设基于RFID技术的“涉车(涉驾)信息公共服务平台”及其相关的技术研发与标准制定进行应用示范,为我国智能交通的发展开发具有自主知识产权的 “涉车(涉驾)信息资源” 

  “涉车信息资源”的开发和应用,是实现道路交通管理信息化、现代化的关键,是为智能交通系统关于涉车管理提供车辆信息与应用的数据平台,可在以下领域实现社会服务功能: 

1.    公安领域(14 项) 
  1)电子车牌功能(行驶证电子副本功能)和驾驶证的电子副本功能,奠定数字化、智能化交通管理的基础; 
  2)与传统车牌配合辩识假冒车牌(套牌车)的功能; 
  3)区域交通动态管制的组织功能; 
  4)城市出入口汽车通行时信息的采集与控制(电子篱笆)功能,治安卡口的车辆自动管制功能; 
  5)重点查控车辆的区域性运行状态全过程记录及回溯; 
  6)对限速路段的管控功能; 
  7)采用“时空差分法”实现对超速违章车的全路段监控的功能; 
  8)区域性路网交通流信息查询(精确到车种和车型); 
  9)数字化的路查路检功能; 
  10)车辆的区域性主、被动防盗功能; 
  11)对“肇事逃逸车辆”及司机的追溯查证功能; 
  12)城市拥堵区域及路段按时段限制(收费)管控功能; 
  13)配合“电子眼”系统辨别查证违章司机的功能 ; 
  14)交通违规、违章的处罚管理的数字化手段。 

2.    交通运输领域(8 项) 
  1)区域性ETC功能; 
  2)货运车辆运政管理功能(规费管控、资质管控); 
  3)客运车辆运政管理功能(车、驾资质管控,规费管控,运营路线管控); 
  4)公交车路线运营状态管理功能(含电子报站功能); 
  5)大型客运站车辆场站调度管理功能; 
  6)出租车资质及运营区监控功能; 
  7)养路费、税费自动征稽管理; 
  8)高速公路网的路段、区间汽车运行态势查询。 

3.    城建领域(8 项) 
  1)停车场、小区车辆门禁自动收费监控管理功能; 
  2)停车场、小区泊位查询管理功能; 
  3)机关、仓库门禁及特殊通道车辆自动管理; 
  4)区域性自动、快速、实时交通调查功能; 
  5)区域性车辆分布总量快速查询功能; 
  6)加油站自动收费监控管理功能; 
  7)公车运行、消费自动付费监控管理功能; 
  8)区域路网内车辆主动防盗功能; 

三、RFID技术产业化发展的分析 

  RFID作为二十一世纪发展最快的高新技术之一,在美国国防部及商界巨头沃尔玛等企业的积极推动下,电子标签(Radio Frequency Identification,中文译为"无线射频识别技术")的应用已被国际上列为本世纪十大技术趋势之一。 

  这一全球性的应用浪潮,同时也带动了相当多中国企业的及时跟进。据权威预测,我国在未来3到5年,每年至少需要30亿个电子标签。据预测到2010年,RFID跨行业应用总体市场规模将达到298.37亿元人民币,2005-2010年的复合年平均增长率高达82.4%。 

  我国的RFID应用市场经过了导入期,进入初级应用阶段。在这一阶段的RFID应用以低频和高频为主,应用多种多样并且已经成熟。超高频应用虽然具有更高的商业价值,但是由于标准、技术和价格等多方面原因应用得非常少,并且几乎全部为小规模试点应用。 

  国家一直将RFID技术应用作为产业化推进,虽然支助了一些项目,也取得了相关的应用效果,但由于芯片核心技术产品多是进口且采用的通信协议标准不一致,因此一直没有找到我国实现RFID产业化的方向。  

  标准的作用是促进"最佳秩序"的形成,它能极大地促进一个产业健康发展,电子标签标准的缺失必将影响我国电子标签的进一步推广和应用。2007年国家信息产业部“关于发布800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用试行规定的通知”(信部无[2007]205号),确定了我国RFID使用UHF频段(840MHz ~845MHz、920MHz~925MHz),对今后国家RFID技术应用及产品产业化奠定了基础。 

  RFID标准体系主要由空中接口规范、物理特性、读写器协议、编码体系、测试规范、应用规范、数据管理、信息安全等标准组成。 

  由于电子标签的应用牵涉到众多行业,因此其相关的标准盘根错节,非常复杂。具体来讲,电子标签相关的标准涉及电气特性、通信频率、数据格式和元数据、通信协议、安全、测试、应用等方面。从类别看,电子标签标准可以分为以下四类:技术标准(如电子标签技术、IC卡标准等);数据内容与编码标准(如编码格式、语法标准等);性能与一致性标准(如测试规范等);应用标准(如车辆及船运标签、产品包装标准等)。 

  另外,我国的RFID自主研发能力并不是很强,许多技术也是从国外引进的,虽然已有些国内企业研制出了RFID电子标签和天线,但很多RFID的核心硬件(芯片和读写器)以及软件技术尚依赖于进口。这需要我国政府加大开发具有自主产权的RFID核心技术和产品的支持力度。同时,对RFID应用体系架构、RFID系统集成与中间件、RFID公共服务体系、RFID测试技术与规范等RFID应用关键技术进行研究和攻关,以形成中国RFID技术发展的支撑服务体系。 

  除此之外,制定国家RFID市场战略和运营模式,制定鼓励企业参与标准的制定和市场运营机制,尤其是将汽车数字化标准信源作为国家战略资源进行开发,并对资源的应用由国家统一组织进行资源型应用规划。 



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