城市出租车电子营运证RFID自动识别和核查系统方案

　　1.1 相关背景

　　随着无线射频通信技术的不断发展，自动识别技术取得了长足的进步，无线识别（RFID: Radio Frequency Identification）技术最早起源于军用雷达技术中的敌我识别，已经广泛地应用于军事、航空和航天等诸多领域。近年来，由于超大规模集成电路技术的飞速发展和成本的降低，使得无线自动识别技术开始逐步进入民用市场。采用无线自动识别系统又称为电子标签系统，可以对车辆、人员、集装箱等高附加值物品进行身份识别、信息自动交换和实时追踪监控。

　　目前我国城市经济高速发展，人民生活水平迅速提高，出租车已经成为城乡居民的重要出行交通工具。然而，对我国各地城市政府而言，非法营运的出租车广泛存在，如果控制不力其危害既无法保证广大公众出行的基本权益，也无法保障合法出租车司机的正常收益，同时引起相当大的安全问题。因此，如何来管理好这些与日俱增的出租车则成为一大疑难问题。

　　1.2 需求分析

　　据我国交警部门统计，在我国各地假、套牌车辆已成头号马路杀手，更恶劣的是，假牌车套牌车在造成交通事故后逃逸，严重影响了交通秩序和交通安全。而环保部门也对此类车辆深恶痛绝，近2成 “黑烟车”是假牌车或套牌车。出租车使用假、套牌的原因有二：一是来路不正或手续不齐；二是偷逃各种规费。营运车辆、走私车辆、拼装车辆、报废车辆、被盗车辆是这类车辆的主体。最为常见的是套牌——在购车时，买两辆同型号、同颜色的车辆，从不法分子手中购买假牌照、假行驶证。这些黑车、克隆车已经对交通和客运市场带来严重的危害，如何更有效的以技防手段来打击和整治黑车、克隆车显得尤为重要。

　　另一方面，由于我国各地政府的实际情况不同，因此各地的牌照、养路费、税收等都不一样，大量造成一种局面就是外地车在当地满街跑，养路费、工商、税收统统流失到外地，就连违规处罚都很困难。

　　因此，用具有高速远距离自动识别、大容量信息存储和更先进防伪技术的电子标签来替代老的纸张行驶证、营运证，使得车辆管理处对所有车辆的管理全部实现电子化。电子标签能够以电子信息的形式承载车辆的许多信息，如车号车型、所属公司、违纪处理、使用年限等，由于具有高科技含量，拥有全球唯一并无法复制和改写的号码，其读写必须由车辆管理处的专用设备和业务管理系统方能识别，因而有效杜绝了证件伪造、篡改的可能性。行业管理人员只要用手持机就可以在道路上立刻查验出出租车证件的真伪有效，这使得黑车和克隆车难以存在于市场。并且车辆和人员的年度审验只要用该机器就可以直接到公司进行快速“刷卡”，省却了大量的人力物力，减少了企业和驾驶员的负担。

　　1.3 项目建设目标

　　本项目旨在利用最先进的无线射频自动识别技术、软件无线电技术、纳瓦级微功耗控制技术、嵌入式实时系统、移动通信网络、分布式软件平台等高新技术，依托公安金盾工程的专网综合服务平台，提供对城市出租车有针对性的、高效的、科学的监管应用解决方案，为公安、交警、工商、税务等政府职能部门提高对全市范围出租车的管理水平、管理效率，提升政府的整体形象和经济效益。

　　1.4 项目的意义和必要性

　　彻底解决城市出租车中出现的大量黑车、套牌车；
　　执法部门可对本地车辆逾期年检、欠费、欠保的出租车及时高效处罚；
　　方便交警、公安执法，降低执法工作强度、提高工作效率；
　　大大提高出租车安全防盗抢能力；
　　极大的保护了广大合法出租车的正常收益，规范了市场秩序，政府为出租车行业提供了安全保障使得出租车能更好地服务于广大市民；
　　便于政府对出租车行业政令的贯彻执行；
　　对城市出租车的科学、有效的监管也非常有利于社会的稳定，也是充分贯彻党中央提出的建设和谐社会的基本目标。

　　2 建设方案建议

　　2.1 公司简介

　　2.2 系统简介
　　城市出租车电子营运证自动识别和核查系统是通过在出租车上安装的无线射频标签，取代传统的出租车电子营运证，以电子方式存储出租车的号码和相关信息，政府相关职能部门工作人员如交警、公安、税务、工商等，则通过相应的手持式读写器或基站式读写器，以流动方式、固定点方式对出租车进行随时随地的动态监管和核查。

　　2.3 技术简介
　　简单的讲，电子标签（RFID）技术是一种无接触自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。
射频识别系统一般由两个部分组成，即电子标签和阅读器。应用中，电子标签附着在待识别的物品上，阅读器用于当附着电子标签的待识别物品通过其读出范围时，自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出，从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。

　　由于RFID不要求在标签和阅读器之间有光线通路，避免了其他自动识别系统（例如条形码）的缺点。这保证了RFID系统可以用于恶劣环境，比如灰尘、泥土、高湿度、可见度差的环境。 RFID的最大优点是在上述恶劣环境下仍可以得到令人满意的读写速度，在大多数情况下，可以在100毫秒之内响应。除此之外，RFID的读写是完全自动、全透明的，不需要手工扫描被追踪对象，也不需要象其他接触式标签技术那样，需要激活磁条阅读器、IC卡阅读器等。

　　2.4 工作原理

　　RFID与短程通信设备组成的系统主要包含智能RFID，RFID的读写设备(Read-Write Units，简称RWU)两部分，读写设备RWU和RFID之间的无线通信实现信息管理系统与RFID之间的信息交流。

　　读写设备RWU是RFID的读写控制器，由微处理器、安全模块和微波通讯控制器和RS232/485通讯接口等组成，以短程通讯协议和微波无线传递手段，实现RWU与RFID的之间安全可靠的信息交换目的，RWU通过RS232/485/无线/GPRS与上位机连接，从上位机接收控制命令和数据并返回数据。

　　RFID是一种具有微波通信功能和信息处理、存储功能的移动装置。RFID内置一个小型的实时任务系统，完成RFID内部的存储器、I/O、电源、通讯协议、密钥、算法、命令协议处理等功能。

　　短程通信技术采用的无线通信协议，其核心是利用小功率微波天线覆盖而构成的小区分割，并采用基于HDLC协议的时分多址和同步通信机制，通过设计相应的处理与控制软件来实现RWU-RFID之间的双向数据传输和信息交换。

　　2.5 应用案例

　　目前，我国在各信息化领域应用RFID电子标签技术的条件已经逐步成熟，上海锐帆作为自动识别领域的领先者成功地掌握了电子标签的关键技术。产品已成功应用在港口码头、堆场、集装箱物流、军队仓储、智能停车场、家校通等诸多领域：

　　典型案例有：
天津第六界亚欧财长会议车辆自动识别安全管理系统
交通部集装箱自动识别系统(在巴黎国际发明展览会上为中国赢得2项金奖, 项目客户方负责人:包起帆)，荣获国家安全生产科技进步三等级；
总参二部人员、车辆、设备的自动识别和安全监控；
华北某野战军装备物资的可视化管理；
南京军区某部军用医疗物资的可视化管理；
INTEL浦东第五大晶元厂CPU工序追踪与识别系统；
新西兰高速公路事故点车辆自动识别和预警系统；
HITACHI WIRELESS 实时定位系统RFID 设备OEM供货商；
北美AUTOPASS停车场智能管理系统；
英国伯明翰市宠物追踪系统；
齐齐哈尔机动车道路自动核查系统；
SIEMENS (中国)PTD集团的生产线产品可视化追踪和定位系统；
上海大众燃气设备、管线的自动识别和追踪
山东淄博营运车路面稽查管理
HONEYWELL (中国)有限公司 智能停车场区域定位系统的RFID设备OEM供货商；
GE SECURITY (CHINA) 实时定位系统RFID设备供应商；
昊华集团煤矿井下人员定位和识别系统
上海港龙吴港务公司集装箱卡车自动识别系统
柯达EasyShare数码相机的生产线工序管理
邦凯（中国）有限公司生产线工序管理
安徽武警总队车辆安全管理系统
乌鲁木齐家校通
成都家校通
南京家校通
荆州家校通
四川绵阳公交车进出站“标竿”和公交优先系统
南通公安局车辆出入管理

　　3 系统与应用解决方案

　　3.1 系统概述

　　城市出租车电子营运证自动识别和核查系统作为整个交通信息系统的一部分，其设计要与本地区的交通管理电子化整体工程相配套，要适应本地区的具体特点和情况，同时该系统的运行的好坏直接关系到每一个驾驶员，公安干警及社会群众的切身利益、荣誉威信、与生命 安全问题，是一项涉及面广、政治性强、错综复杂的系统工程。面对这样一个牵涉全社会的系统工程，应采用先进的技术设备与技术手段，确保系统的可靠性、安全性、先进性、适应性和扩展性，以便为社会提供优质、高效的服务。

　　随着计算机技术及其它高科技技术的不断发展和完善。我们参照一些发达国家的经验，针对我国出租车管理的现状及一些法规、文件进行了认真分析总结 后，认为：建立一套以先进的电子标签（行驶证）为基础流动数据载体和基本信息单元，以手持式电子标签读写机作为现场违章处理工具，后台信息系统以移动通信网和城域网（SDH/X.25/DDN/PSTN）为主干，以现代化通讯方式为网络联通手段。以客户机—服务器模式为数据结构的计算机信息管理系统，来实现车辆行驶证道路自动识别监管系统、采用先进的计算机网络技术、通讯技术、数据库技术、射频自动识别技术，来实现对车辆的管理形成一个完整的动态实时的人——机系统，它必将对交通管理工作的现代化起到极大的推动作用。如下图所示：

　　3.2 系统功能

　　（1）实现纸张行驶证、营运证的所有业务功能，电子营运证完全取代纸张营运证，将对出租车辆的登记、养路费缴费、保险缴费、年审、二维、车技、稽查、处罚等的监督管理功能构建在电子营运证之上；

　　（2） 建立电子营运证路面稽查的整套操作方式，利用数字化技术实现数字稽查的功能；

　　（3）实现各级交警计算机管理中心与车管所出租车驾驶员档案管理系统联网，使驾驶员执照的发放与驾驶员电子营运证的发放的数据信息保持一致；

　　（4）实现电子营运证发放的自动化；

　　（5）实现各级交警计算机管理中心与所辖区、县、市的各大队、中队、银行处罚收款点及车管所计算机系统的远程联网，通讯网络在有条件的地方尽量采用X.25分组交换网（或DDN）。部分无条件的地方采用公共电话网，使后台交管信息网络系统初具规模；

　　（6）实现各级地市路面的出租车实时动态监管、非法违章出租车自动识别和提示、自动登录、异地牌照养路费自动核查和追缴，彻底改变旧的出租车监管模式，实现国家和公安部所倡导的新形式下创新警务；

　　（7）实现对全市所有出租车的全方位计算机管理模式及一套完备的包括违章汇转、事故汇转、出租车审核、安全岗位责任制管理、勤务管理、双向监督考核机制以及专家决策支持等项目功能在内的信息管理系统软件。

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　　3.3 系统总体设计

　　电子营运证运作模式：

　　有关电子营运证的业务类型主要有四类，柜台受理、路面稽查、技术评定、二级维护；柜台受理包括8种业务，发卡、变更、换卡、补卡、注销、缴费、年审、处罚；路面稽查包括2种业务，执法日志、违章记录。以下将分别论述。下图表示了电子营运证的业务框架。

　　手持机运作模式：

　　手持机是基于PDA掌上电脑的电子标签读写器，在其中可以编制灵活的系统功能，对道路上行驶车辆的电子营运证进行远距离自动稽查，具备实现脱机的独立数字功能，以解决路面或远离总部的一些数字业务需求。

　　手持机在日常稽查中扮演了非常重要的角色，调取电子营运证中的信息、对行驶证进行处罚记录、记录执法日志、记录违章信息等，全部由手持机来完成，因此手持机是车辆行驶证道路自动识别监管系统的另一个业务核心。

　　前端手持式PDA电子标签读写器可将数据上传或从区级及市级交警车辆监管业务处理子系统数据库下载，系统设计安全性高，读写操作进行密码核对，还能带加密算法。系统灵活设计，实时联机，脱机均可。

　　1）、可选内置模块
　　I　 当采用实时数据联网方式时，装有无线通讯模块的电子标签手持机使用现有的无线通讯网络与区级及市级交通车辆监管业务处理子系统进行实时双向数据通信（选择网络为CDMA 1X或GPRS）
　　II 当移动通信网络阻塞或故障时采用数据脱机处理方式时，电子标签手持机通过事先下载的车辆监管比对数据库进行现场车辆稽查，如果遇到本地数据库无法比对的信息可进行电子营运证中数据的现场查验，并在返回时，装有数据存储模块的手持机USB数据接口或红外无线接口将数据存储模块储存的数据与与区级及市级交警车辆监管业务处理子系统进行数据校验。

　　后台信息系统：

　　区级及市级交警车辆监管业务处理子系统的逻辑结构示意图如下：

后台信息系统的网络结构

　　3.4 系统组成

　　硬件产品：
　　（1）车载识别设备：出租车电子营运证；
　　（2）执法和监管人员手持终端：手持阅读器。

　　3.4.1 出租车电子营运证
　　即车辆电子标签，车辆电子标签是放置在车辆驾驶室中，作为车辆的全球唯一号码自动识别和存储车辆相关信息。基于上海锐帆完全自主知识产权的i-CollectedTM 创新技术下的i-Tag RT-210 车辆电子标签，是一个具有高灵活性、只读的电子标签，配合读写设备能完成对车辆的自动识别和信息的自动交换。i-Tag RT-210可广泛应用于智能小区、大厦、企事业单位等对车辆自动进出管理，日益普及的高速公路ETC电子收费系统；也可作为城市出租车的电子牌照，实现政府职能部门对车辆的更灵活、高效的严格监管；

产品特点
远距离（0～50M）自动识别，可软件控制；
最大125枚/秒的防冲突性能；
最高识别速度可达200公里/小时；
只读型；
基于HDLC的时分多址和同步通信机制；
独特的纳瓦级超低功耗设计；
5年使用寿命；

物理特性
外壳材料：高温改性ABS塑料；
外型：椭圆型，60mm×35mm×8mm；
重量：25克；
颜色：黑色；
防护等级：IP34；
安装位置：车辆前挡风玻璃内侧；
安装方式：3M胶粘贴；
I-TAG RT-210
微波链路特性
信号调制方式：GFSK；
通讯速率：双向1024Kbit/s；
工作频率：2.45GHz；
最大输出功率：-5dbm；
接收灵敏度：-80dbm~90dbm；
位误码率：10-9 ；
空中接口：符合ISO18000-4规范；
电气特性
静态电流：小于100nA；
工作电流：小于2mA；
使用寿命：大于5年（可选10年使用寿命）；

环境特性
工作温度：-30℃ ～ +65℃；
存储温度：-40℃ ～ +80℃；
工作湿度：小于85％；
抗震动：10～2000Hz 15g 三个轴；
自由跌落：1000mm混凝地面，每个面2次；
抗电磁干扰：10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波.

3.4.2 手持阅读设备
上海锐帆i-Reader RR-80x系列手持式读写器是世界上首个基于CF接口的远距离电子标签PDA读写器，构建于上海锐帆i-CollectedTM 创新RFID统一技术平台上的i-Reader RR-80x系列具有超小型化、超轻、便携、电脑一体化等特点，使用异常灵活方便，为电子标签的广泛应用带来了巨大突破。
i-Reader RR-80x系列提供二次开发工具SDK，客户可以自由的在i-Reader RR-80x上开发特定应用。主要由操作人员随身携带，在某一区域完成对该区域电子标签的信息自动采集，同时将这些数据存储到PDA中或通过 802.11b/GPRS转发到后端系统平台；也可在安全性控制下自动完成对该区域内指定电子标签的数据写入。

产品特点
基于微软WinCE4.0以上嵌入式操作系统；
Intel® XScale™ 微处理器，400MHz；
支持CF/SD接口读写器即插即用；
64MB SDRAM 内存，配置为100 MHz；
可扩展超大容量、高性能的SD/CF存储卡，用于存放操作系统及应用程序和数据；
提供WI－FI 802.11 接口；
320x240分辨率TFT型彩色触摸屏显示器；
i-Detector加密计算与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解；
最大支持125个信道，使用频道隔离技术，多个设备互不干扰；
先进的i-Detector防碰撞技术，最大支持625个/秒的防冲突特性；
作用距离可控，最大支持128级功率控制；
支持读写器固件的在线升级；
I-READER RR-801
微波链路特性
信号调制方式：GFSK；
通讯速率：双向最大1024Kbit/s；
工作频率：2.45GHz；
最大输出功率：0dbm； 
微波通讯距离：0～100米；
微波通讯检错：CRC32循环冗余校验；
通讯加密：i-Detector加密算法；
接收灵敏度：-80dbm~90dbm；
位误码率：10-9 ；
空中接口：符合ISO18000-4规范；
电气特性
电源：标配900mAH可充电锂电池；
可靠性：MTBF≥30000小时；
工作寿命：大于10年；
环境特性
工作温度：-20℃ ～ +60℃；
存储温度：-40℃ ～ +70℃；
抗干扰：10V/m 0.1~1GHz AM调幅电磁波；