云南省交通科学研究院有限公司 云南昆明 650217
摘要：近年来，我国对汽车资源的需求不断增加，汽车行业发展迅速。汽车电子标识由国家公安部提出，用于识别全国车辆的身份信息，已逐步成为智能交通领域关注的重点。突破现有交通信息采集与分析瓶颈，构建融合汽车电子标识的交通信息采集与管控平台，可以为实现智慧交通奠定基础。现对汽车电子标识在智能交通应用的必要性、科研项目目标与内容、应用体系框架和应用技术框架等核心成果进行总结，并依托国家智能网联汽车试点示范区和中国自由贸易试验区，开展相应应用示范，为汽车电子标识的全面推广，形成面向智能交通应用的关键技术储备和实践积累。
关键词：汽车电子标识；智能交通系统；研究与实践
引言
汽车电子标识（简称ERI）也叫汽车电子身份证、汽车数字化标准信源，俗称“电子车牌”。其将车牌号码等信息存储在射频标签中，能够自动、非接触、不停车地完成车辆的识别和监控。ERI采用无源电子标签，工作频段为超高频段（920~925MHz），具有无源超高频、标识码唯一、可读可写、安全性能高等特点。在交通、治安和社会管理方面，能够实现公路重点车辆管控、城市智能交通精细化管理，有效实施车辆限行政策、增强案件侦办和“反恐维稳”能力等功能。
1汽车电子标识互联网系统架构
采用分布式计算的汽车电子标识互联网系统并不是系统架构分布式，相反整个系统采用全国统一集中部署的方式，进而通过内部并联应用计算节点、数据计算节点、管理节点等服务器，构成一个系统集群服务云，实现分布式计算处理。汽车电子标识互联网系统对外通过专网线路和公共线路的方式，分别向商业企业和公众群体提供请求服务；对内通过内外网安全设备，向公安机关交通管理部门的进行数据的核实和归档。
2汽车电子标识在智能交通应用体系和应用技术框架
基于超高频射频识别技术的汽车电子标识，具有受环境影响相对较小、识别速度快、识别率高的特点，尤其适合车辆管理、交通管理、环境监测、停车场收费、高速公路收费、小区门禁等需要识别车辆身份的领域，是建设交通强国和智慧交通新形势下，提升城市智能交通决策管理水平、服务公众出行、创新社会治安防控体系的重要手段。基于汽车电子标识的智能交通系统应用体系，可以实现三个目标：（1）基于汽车电子标识的智能交通综合管理。（2）紧密对接与融合智能交通的相关应用。（3）通过数据深度挖掘、多维分析和实时研判，全面提升科学决策能力；从而形成汽车电子标识在智能交通系统的应用体系框架。将汽车电子标识在智能交通系统的应用技术框架划分为“四个层次、两个体系”。四个层次分别是应用系统层、应用平台层、信息资源层和基础设施层，两个体系是贯穿四个层次的安全体系和标准体系，覆盖汽车电子标识的信息采集、传输、处理、应用和安全等。
3基于汽车电子标识的快速路交通参数采集与处理
3.1汽车电子标识采集与现有视频、线圈的融合采集方式
目前上海快速路主线断面采集的数据主要是流量、点速度2个参数。采集方式主要为环形线圈、视频2种，采集周期20s，间隔400m。通过流量、点速度原参数获取后，计算每1min及3min断面流量、3min发布段区间速度，通过速度阈值法转化为红色、黄色、绿色等拥挤状态进行发布，并依据DB31/T997—2016《城市道路交通状态指数评价指标体系》进行指数的计算。上海市快速路网交通信息采集基本全覆盖。随着汽车电子标识的推广，车辆安装汽车电子标识后，快速路交通信息采集的原则主要为以下3点。1）根据公安部门对车辆管理的需求，在快速路网的主要出入口及路段中布设ERI的天线及读写器，作为交通信息采集的补充方式。2）若原有视频或线圈检测器需要更换，原则上更换为视频和ERI采集。
3）应用于快速路网交通信息发布的数据采集采用视频、线圈、ERI三者融合的方式，原则上不重复布设，只作为互补手段。
3.2国家智能网联汽车试点示范区封闭道路测试
依托国家智能网联汽车试点示范区建设，在封闭测试区道路的路段和交叉口布设汽车电子标识读写设备。基于对测试车辆信息的实时读取，开展了基于汽车电子标识的交通流信息采集与监测测试。在封闭区道路路侧两个连续横杆挑臂上安装测试设备（2套电子标识读写设备、2套摄像头、2套环境检测器），在测试车辆上安装汽车电子标识标签，搭建了交通流信息采集与监测系统。系统通过汽车电子标识实时获取车辆身份与流量数据，将数据存储至后台数据库。通过变量控制，测试多种采集环境下的车辆信息读取效果，包括不同车速、车道数、车辆数、通信范围、天气等。对比不同道路交通环境下的测试交通流量与真实交通流量，评估汽车电子标识交通信息采集效果。
3.3ERI异常数据处理
由于ERI的损坏或装有ERI的车辆跨线行驶等原因，导致读写器丢失数据或同样的数据多次记录，因此对采集所得数据应及时处理，并根据有效数据进行计算。这样，才能为交通预测和发布提供支撑。异常的数据处理包括对错误数据的剔除和丢失数据的补偿。其中，数据剔除通常可采用阈值法和交通流机理法；丢失数据的补偿通常采用历史均值法、时间序列法、车道比值法和自相关分析法等。
4工作原理
扫描二维码进行请求访问的工作步骤包括：（1）通过域名访问，经阿里云防护清洗、硬件防火墙、网关高频访问熔断等安全防护措施后，由电信联通双线进入系统集群网络。（2）由硬件负载均衡设备轮询负载，并由被指定的Nginx进行反向代理。（3）由Eureka组件进行微服务的注册，发现和映射。服务注册后及时发现和路由，服务宕机后及时下线，服务异常时进行降级。（4）由Zuul组件作为系统统一入口，实现对各虚拟化节点的微服务的整合、负载，完成反向代理后访问请求的派发和处理。同时，该网关组件也能实现蓝绿部署、金丝雀发布、熔断、流控等功能。（5）位于微服务节点的二维码业务应用模块处理请求：从Redis内存数据库中检索是否存在数据，若存在则直接进行二维码请求业务流程处理；若不存在则通过ElasticSearch索引检索活动Hbase中的rowkey，进而读取数据，完成二维码请求业务流程处理，并更新内存数据库。
结语
综上所述，我国于2016年颁布GB/T35789.1—2017《机动车电子标识通用规范》系列标准，并在重庆、无锡等地开展示范应用，ERI采用无源电子标签，工作在超高频段，且具有无源超高频、标识码唯一、可读可写、安全性能高等特点。研究汽车电子标识大规模安装后对上海市快速路交通流参数采集的技术影响，提出目前以视频、环形线圈和ERI3种技术融合的方式进行源数据采集，提出断面流量、区间速度、OD交通等数据获取方法，并基于现有的应用需求给出参数获取模型和处理精度需求，为后续的推广应用提供基础。
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