车辆管理技术的发展历程

 

      工厂、机关单位、小区、道路交通、停车场等都需要对车辆进行控制管理。车辆的管理随着时间的推移，社会的进步，经济的发展，尽管出现了各种管理模式，但归纳起来不外乎实现通行管理、收费管理、车辆信息管理等。对车辆的管理经历了以下几个主要发展阶段：

      一、人工、简单机械管理阶段

      初期，利用杠杆原理，用闸杆作挡车器，以人力在一端加压的方式使闸杆转动对车辆通行进行控制管理。这一阶段只进行车辆通行管理，对车辆的识别由人工根据观察或检验相关证件（纸制身份卡）完成。

      二、电动化管理阶段

      随着车辆的日益增多，完全由人力控制闸门已难以胜任，这时普遍采用由电机控制闸杆运动来进行通行管理，解放了劳动力，管理效率相应得到了提高。在这一阶段，为了适应车辆大量增多，市场经济发展的需要，各处停车场如雨后春笋纷纷建立起来，加之高等级收费公路的建成，对车辆的管理从单一的通行管理逐渐进入收费、通行的复合管理模式。这一阶段对车辆的识别仍由人工根据观察或检验相关证件（纸制身份卡）完成；收费管理也完全由人工完成。

      三、半自动化管理阶段

      近年来全球经济迅速发展，特别是我国国民经济连续多年持续高速迅猛发展，带动了交通运输旅游等各行各业的飞速发展，公私车辆急剧增多，车辆管理系统跟不上形势发展的需要，管理漏洞大，效率低，常造成交通阻塞。人们想出了各种办法对管理系统进行改进不断完善管理，使车辆管理进入了半自动化阶段。这一阶段对车辆管理系统的改进主要围绕以下两方面进行：道闸结构及控制的改进；车辆识别方式的改进。

      除了常见的杆式结构外，有人设计出升降柱和翻板式道闸来克服杆式道闸启闭缓慢的缺陷，以期提高效率。由于这种结构易造成车毁人亡的重大交通事故，难以获得推广，至今在各种车辆通行管理中仍普遍采用杆式道闸。在进行道闸结构改进的探索过程中同时进行的是道闸控制方式的改进。人们将现代电子技术应用到道闸的控制系统中。根据需要采用各种传感器产生相应的控制信号。为了防止杆式道闸在启闭时对车辆和人员造成损伤，防撞式杆式道闸投入了市场。这种道闸的闸杆碰到物体时自动让开转向为直立状态避免发生事故。

      完全靠人工对车辆和车主身份进行识别效率太低，为了提高识别效率，采用了各种较先进的识别方式。

      指纹识别 事前采取车主指纹存档，需要进行识别时由仪器对比驾驶员指纹和存档指纹进行车主身分识别。这种方式需停车临时采集车辆驾驶员指纹，效率虽比人工识别有了较大提高但不满足高效自动化识别的要求。

      采用IC卡识别 将IC卡插入电子仪器由仪器刷卡进行身分识别。相对人工识别效率大大提高，但需停车插卡，识别后需将卡取出，效率仍不理想，无法实现不停车快速通行、收费全自动化管理。

      采用RFID卡识别技术（或称非接触IC卡） 由于采用不接触识别，相对前面的识别方式有了很大提高，也为车辆快速通行、收费全自动化管理奠定了基础。这是一种射频身份识别技术，通过发射无线电射频信号对RFID卡所携带的身份信息进行读取和识别。根据读卡距离分为近距离（约10厘米）RFID卡和远距离（几十厘米至100米以上）RFID卡。虽然这种技术识别的准确度和速度无容置疑，但当多辆车在一起列队等候识别时，由识别装置发出的无线电信号遍布在周围空间，在有效读取范围内的所有车辆的RFID卡都有可能被读取，识别装置识别到的身份究竟是哪一辆车的身份难以确定，也就是说所识别的车辆身份与被识别车辆之间的准确对应关系难以确定。不解决这个问题，就无法实现车辆的智能化管理。

      这一阶段由于对道闸控制机构采用了一些自动控制技术，对车辆和车主身份的识别采用了现代电子设备和现代识别技术，大大减少了人工管理工作，实现了车辆的半自动化管理。

      四、车辆通行、收费的全自动化管理

      前面各发展阶段，有两个主要问题没得到解决，这是实现车辆管理全自动化的巨大障碍：

现有道闸机构无法有效阻挡车辆非法通行 现在普遍采用的杆式道闸对于车辆通行控制管理陷于两难境地。一方面要有效阻止无权限通行的车辆就得采用高强度重型闸杆，另一方面，采用重型闸杆在阻止冲关车辆通行时又可能发生重大交通事故，缺乏人性化管理。现在采用的闸杆强度低，根本无法阻止蓄意闯关通行的车辆；为了防止发生事故，一些闸杆做成防撞式，当闸杆碰上物体时自动让开，虽然避免了损坏车辆，但却自动把通行管理权力放弃，这样的闸门起不到任何阻止车辆通行的作用。此外，现有道闸动作缓慢，无法阻止无权限车辆快速尾随通行的问题。要实现有序的车辆自动化管理，必须使道闸对通行起到快速、有效、人性化的权威管理作用。

      现有识别系统难以解决身份的准确对应性问题 这个问题不解决，收费的自动化管理就无从谈起；车辆通行的自动化管理也受到制约。

      南充市鹰派科技有限公司组织科技攻关人员详细分析了车辆管理各阶段的发展历程，控制管理上的优缺点，存在的问题，社会及市场的需要，敏锐地意识到实现车辆通行的智能化管理是大势所趋。我们决定研发车辆自动识别控制管理系统，集中力量突破上述两个瓶颈。我们开发出获国家实用新型专利技术的地埋式防撞道闸、地埋式读卡器、一种车辆通行自动识别管理系统等。这几项专利技术成功地解决了上述两个难题，使车辆管理实现全面自动化成为了可能。

      地埋式防撞道闸 用高强度优质钢板制造。道闸装有特制滚轮。平时道闸安置在地面以下，当识别到的车辆身份不符合时立即快速升到地面上适当高度，一方面其高强度足以承受车辆的冲撞，另一方面特制的滚轮使车辆轮胎打滑既可有效无损害阻止车辆通行，又减缓了车辆的冲撞力，完全起到了人性化强行无损害阻止蓄意冲关的车辆通行的作用。车辆管理自动化的第一个障碍消除了。

      地埋式读卡器 前面已说明了在高效、不停车快速车辆通行管理时采用RFID卡识别技术难以解决识别到的车辆身分与被识别车辆之间的准确对应性问题。为此，我们配套开发出地埋式读卡器。将代表车辆身分的RFID卡安装在车辆底盘适当位置，将RFID卡读卡器埋置在车辆通行必经之地正下方的地面下，让无线电射频信号垂直向上发射，向周围传播的射频信号被大地吸收，起到了垂直聚焦的作用，信号传到地面上后只有垂直向上的信号有足够强度，满足正确读取正从上面经过的车辆身分的要求，向周围空间传播的信号大大减弱，无法读取其他车辆的身分信息，从而解决了识别的车辆身分与被识别车辆之间的准确对应性问题。车辆管理自动化的第二个障碍也消除了。解决了上述两大难题我们再接再厉以上述两项国家专利技术为依托，开发出了国家实用新型专利技术“一种车辆通行自动识别管理系统”，通过这几项国家专利技术，根据不同场所的具体要求即可开发出满足各种需求的车辆通行、收费、车辆信息智能化管理系统。

      我们开发的车辆自动化管理系统中，硬件功能完善，配有功能强大的软件支持，设置了多种收费模式供用户操作选择。为了实现自动收费，车主应事先到管理部门注册，缴纳预付费，这类似于移动通信用户事先对卡充值，以后自动计算费用和结余。对道闸的自动控制是通过各种传感器和控制主机的有机结合来实现的。这套自动化车辆管理系统根据用户需要稍加改变就可以灵活应用于工厂、机关单位、小区、监狱、停车场等也可用于道路交通通行、收费、车辆信息管理。

      本系统的主要优点是即使车流量高峰期车辆通过关口时也不会造成堵塞。原因是平时地埋式道闸在路面下，车辆到达关口前适当位置就已自动完成对车辆和车主双重身分的识别，若身分符合，道闸仍静止在路面下，车辆可无阻拦快速通行；若身分不符合，地埋式道闸迅速升至地面上适当高度（自动检测并低于车辆底盘高度），强行无损害阻止车辆通行。在需收费时，车辆通行的同时已由系统自动计算好费用，在预付费中扣除并计算余额。在通行管理中，不仅可让合法（有权通行）车辆快速无阻拦地通行，由于道闸动作迅速，也可及时阻拦非法（无权通行）车辆的通行，不仅消除了错误放行的问题，也有效制止了非法车辆尾随通行的问题。由于道闸的强制阻拦作用，使其成了车辆非法冲关不可逾越的障碍，起到了名副其实的闸门作用。为了防止换车、盗车车辆通行，本系统采用车辆和车主双重身分识别。代表车辆身分的RFID卡安装在车辆底部适当位置，代表车主身分的RFID卡由车主携带，在通关识别时预先出示，朝向远距离读卡器，或临时置于挡风玻璃的卡托上。

      为了对车辆进行严格管理，各单位或交管部门对管理的车辆要进行注册，将车主和车辆身分有关的包括外形和颜色在内的各种详细信息储存在中心控制器的电脑中，这对全面实现车辆严格、有序的自动化管理带来了莫大的好处。

由上述可见，本系统可实现快速、高效、安全、可靠、有效的车辆通行、收费、车辆信息自动化控制管理，为道路交通及各单位车辆通行、收费、车辆信息全面走向自动化管理开辟了道路。

      由于道闸平时在地面下，起不到警示和阻拦作用，在工厂、小区、机关单位应用时，行人、自行车、摩托车等可能从汽车道自由穿行，因此，建议这些地方除了用地埋式防撞道闸外还用杆式道闸配合使用。杆式道闸起警示和阻止行人、自行车、摩托车等的自由通行作用，地埋式防撞道闸则对汽车通行起有效控制管理作用。