道路交通安全风险智能感知的应用及探索

　　0 引言

　　随着出行率和机动车保有量的大幅度提高，交通事故的发生屡见不鲜，相应的经济损失和人员伤亡必不可少。据美国有关部门预测，到2020年.美国因交通事故造成的经济损失每年将会超过1500亿美元。[1]

　　交通安全系统包括人、车辆、道路、环境，要想交通安全问题彻底得到解决，单独考虑车辆或道路是远远不够的，解决问题的关键是：在有限的道路资源条件下，必须把人、车、路、环境综合起来，全面提高道路安全风险感知的有效程度。在解决风险感知问题的同时，必须存在有效的技术手段支持，发展迅猛的信息技术无疑会攻克这个难题(2013年8月27日，高性能模拟IC和传感器供应商奥地利微电子公司宣布推出下一代具传感功能的RFID标签，为汽车安全以及对环境数值、生理数据、温度有较高要求的应用带来重大突破[3])。在这样的背景下，新一代RFID标签成为研究应用的热点，道路安全风险智能感知在交通领域如获重生。本文基于新一代RFID标签的智能感知原理，探索人、车、道路、环境与交通安全风险智能感知之间的关系，为今后的道路交通安全风险预警提供更全面的指标，预防交通事故发生，降低交通事故率。

　　1 新一代RFID标签

　　1.1 新一代RFID技术介绍

　　无线射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification Technology)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。

　　2013年8月27曰——高性能模拟IC和传感器供应商奥地利微电子公司宣布推出下一代具传感功能的RFID标签，为汽车安全以及对环境数值、生理数据、温度有较高要求的应用带来重大突破。奥地利微电子电源及无线事业部高级市场经理Oluf Alminde表示，“RFID标签可以在无电池的情况下对目标物体进行简单的被动识别，非常适合应用于交通、物流以及零售领域内的许多应用”。[3]

　　SL900A和SL13A代表了下一代的RFID标签，它们可用于读取标识数据、温度以及其他许多环境信息。此次推出的新器件SL900A和SL13A可实现简便、低成本的无线数据记录应用。SL900A可与RFID阅读器配合使用，符合EPC Gen 2标准的第三代标签。SL13A标签能与高频射频识别(HF RFID)阅读器和近场通讯(NFC-V)搭配使用，符合IS015693标准。[3]

　　新器件可在被动待机模式(无电池)下使用，它包括连接外部传感器的接口以及一个片上温度传感器。在无电池模式中，外部传感器的数据或温度是利用标签从阅读器信号中获取的能量读取的，将读取的这些数据返回至阅读器的时候只能使用一个唯一的ID，此时阅读器一一记录下数据的返回时间。

　　1.2 新一代RFID标签特征

　　1.2.1 电池寿命长、测量误差小

　　SL900A和SL13A工作电压范围为1.2V至3.6V，它们可连接至微控制器源于都具有串行外围接口。在实时时钟启用的待机模式下，标签的电池寿命很长，消耗的标准电流仅为1.6uA。测量误差范围最高为0.5%与片上温度传感器十分精确是关系密不可分的。

　　1.2.2 支持被动待机模式、NFC兼容性、传感器接口三者结合

　　设计工程师们可通过三者的结合寻找更好的方法来实施现有数据记录系统或发明新的无线数据记录应用。汽车安全、建筑管理以及病患监护等广泛的应用都能从SL13A读取的压力值、湿度值以及生物医学测量数据中获益，且SL13A可使用从NFC阅读器(如平板电脑和安卓智能手机等)中获取的能量。

　　1.2.3 驱动简便，周期性记录事件

　　SL900A和SL13A可由3V电池或单电池驱动。标签的片上实时计时器在电池辅动被动(BAP)模式下可启动使用，并且传感器读取具有周期性。芯片中的电可擦除只读存储器(EEPROM)的作用是储存记录的事件，SL900A可记录最多841次事件，SL13A最多可记录762次事件，[3]这些事件均可被读取的条件是设备处于阅读器的可读取范围内。

　　1.2.4 应用领域广

　　此外，SL900A和SL13A还给医疗器械原始设备制造商提供了实现一些新应用的机会，如患者体内可以安全、方便的植入NFC传感器标签(或直接让患者吞服)。患者如要实现全天候掌握自己的身体状况，只需将具备NFC功能的平板电脑或手机靠近身体便可读取特定的生理数值。

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　　2 风险与道路交通安全风险

　　2.1 风险定义

　　风险是指客观存在的，在特定时间内，特定情况下，某一事件导致的最终损失的不确定性。不确定性、损失性、客观性是这个定义所强调的三个特性。人们对风险要进行识别、分析是风险的不确定性要求的，制定相应的措施变的必要是因为风险与损失有关。

　　2.2 道路交通安全风险定义及分类

　　由风险引出道理交通安全风险，即在道路交通活动中，由于各种原因(个人因素和环境因素、物的不安全状态、人的不安全行为)并且客观存在，导致最终损失的不确定性。根据不确定性的程度，将道路交通安全风险分成以下几类(见表1)。

表1 道路交通安全风险分类

　　本文主要针对可预见风险和潜藏或无意识风险来研兖。在这两类风险研究中，通常人、车、路、环境之间的关系是密不可分的，基于新一代RFID标签的智能感知风险原理，接下来探索人、车、道路、环境与交通安全风险智能感知之间的关系。

　　3 新一代RFID标签在道路安全风险感知上的应用

　　3.1 RFID技术在智能交通领域的应用历史

　　目前RFID在智能交通领域的应用主要有：海关码头电子车牌系统(EVI)、城市交通调度管理系统(TMS)、电子注册管理系统(EVR)、电子不停车收费系统(ETC)、车辆管理(车辆检测、日常管理)、违法监管(套牌识别、超速警告、公路卡口、违法抓拍)、交通诱导(实时流量统计)等等。

　　3.2 新一代RFID感知环境风险的原理

　　在现有RFID功能基础上，增加了对环境感知的识别器件，这些器件可以对实时环境温度、湿度、压力值等交通环境参数进行感知并记录。智能感知原理如图 1 所示。

图1 智能感知环境风险原理图

　　4 新一代RFID标签与智能小车

　　4.1 智能车简介

　　智能车是指具有全球定位功能，并且拥有完善的导航系统，可以接受信息中心传来的资料信息的新型车辆。

　　4.2 探索新一代RFID标签在智能车上的应用

　　为驾驶者提供最为安全的驾驶选择是驾驶中的重要辅助因素。智能车辆可以保证驾驶者在安全的条件下进行驾驶，通过新一代RFID标签对道路交通环境的参数检测，结合数据处理，对当前采集到的交通数据资料进行分析，智能系统中心快速的分析当前的道路交通现状及周围行驶的车辆状况等信息，准确的给出最适合的行驶对策。在实现智能小车研发的过程中需要牵涉到很多方面的工作，是一项复杂的系统工程，新一代RFID标签对道路交通环境的参数检测是其中不可或缺的重要部分。

　　5 结语

　　综上所述，新一代RFID标签将实现对环境的智能感知，与原来只是采集车辆信息的RFID标签相比，更能体现出智能交通的独到之处。通过新一代RFID标签对道路交通环境的参数检测，结合数据处理，对当前采集到的交通数据资料进行分析，为今后的道路交通安全风险预警提供更全面的指标，预防交通事故发生。探索将新一代RFID标签运用于未来的智能小车研发，试图达到实时搜集周围行驶车辆状况并且迅速分析道路交通现状等要求，准确的给出驾驶者最安全、最便捷的行驶路线。当然，这需要一个长期的研发过程，还有很多深层次的问题需要进一步研究和探讨，希望在不久的将来能实现完全智能感知风险的智能车。

　　【参考文献】

　　[1]鲁洪军，张澜宇.智能交通中的情报采集与管理[J].交通建设与管理，2013，92-93.

　　[2]曹成孝.面向交通环境的参数检测智能小车系统研究[J].河南科技，2013(13).

　　[3]RFID世界网，AMS最新具传感功能的RFID标签实现低成本数据记录应用，2013.8.27，来源http://news.rfidworld.com.cn/2013_08/b73f7a59d6637bbe.html[OL].