交通信息化建设RFID技术应用分析

2021-03-04邓梅华陈鹏

运输经理世界 2021年1期

关键词：读写器路段射频

邓梅华、陈鹏

（1.江西慧通科技发展有限责任公司，江西南昌330000；2.江西方兴科技有限公司，江西南昌330000）

0 引言

在交通信息化建设的过程中，对于数据的储存以及数据的运用有着很高的要求。通过RFID 技术的应用能够在满足交通信息化建设要求的基础上，提高交通信息功能的应用水平。所以对该技术的应用方式进行分析，对交通信息化建设工作的开展有促进作用。

1 RFID 技术的内涵及组成

RFID 是现代科学技术的产物，属于自动识别技术类型，与接触识别相比，有着非常高的优越性，主要应用射频识别、无线射频识别方面的技术，利用中介存在的无线电信号可以识别某些特定的目标，然后经过特定目标的数据处理与读写，只需要通过无线电信号就可以满足自动识别的工作需要，并不需要通过机械或者光学接触。RFID 技术是利用无线射频技术识别物体中的标签，把识别后的信息传输到阅读器内，标签和阅读器是利用无线射频信号进行连接，阅读器获取相关信息进行解码处理，然后传输到计算机内。RFID 系统包含读写器、应答器、射频标签等，各个结构部分都有着独特的特点：读写器的作用是进行数据传送、接收以及处理；应答器是数据的载体结构，将其直接设置到被识别的物体表面，主要组成结构是芯片、天线；射频标签的组成部分为调制与解调模块，应用相关数据信息将其作为信道进行传输处理，然后把调制的无限波实现发射和传播利用。解调反作用到调制上，读写器是整个系统的核心部件，作用非常重要，包含接收机、发射机的部分[1]。

2 RFID 系统工作原理

一般来说，RFID 的系统内关键性的部分就是读写器、RFID 卡，其中读写器是计算机的终端设备，可以实现RFID 卡信息的读取与存储方面的工作，包含控制、通信、天线等结构部分。而RFID 卡则是无源应答器，内部的主要结构就是芯片、外接天线部分，芯片内有前端、逻辑控制、存储器等部分构成，有些则会将天线设置到电路内。

3 以RFID 技术作为基础进行交通信息采集处理

通过射频卡的应用，可以实现交通信息的稳定采集，系统由下述几个方面组成：RFID 读写器进行网络的优化、车辆信息采集、交通信息中心等。在系统内分别设置了出租车、公交车等信息，作为交通信息的采集单元部分。通信系统是由光纤、电缆等组合形成的网络化系统，在控制中心中，可以进行RFID 读写器的全面采集与回传处理，可以进行信息的定时采集工作，随时进行车辆信息的监控，了解行驶路段的信息和行程资料，利用信息化系统完成网络化的预测和分析处理，可以给交通诱导的顺利进行提供条件[2]，其主要包括三个方面：

3.1 优化分布RFID 读写器

首先是根据需要进行城市内部区域内拓扑网络的构建，然后实现全面化的交通信息的调查和分析，包含城市内部各个道路路口，实现多个因素的分析和掌握，并且在关键性的位置上设置必要的RFID 读写器装置，可以达到系统采集信息的需要。

3.2 实时采集数据

将RFID 读写器能够掌握的定点瞬时速度、时间、车辆型号、车辆牌号、车流量数据等进行数据检验和挖掘，从而可以合理地估算该路段在某个时间范围内的交通基础信息。

3.3 处理数据与分析预测

应用信息融合技术，将已经全面掌握的各项参数化信息进行综合分析，了解该交通路段范围内的交通运行实际情况，然后分析确定下一时段内的交通通行流量以及通行时间方面的信息，然后再利用交通诱导系统可以实现整个路网的拓展和应用。因为交通内的车辆运动并不是固定的，而是动态化的，所以通过应用RFID 技术可以实现整个交通通行实际情况的分析，实现全面路网内的交通运行情况的同步、动态化掌握。这种方式不会给驾驶员产生任何影响，对于驾驶员也没有任何的要求，信息都是通过系统自动化进行采集与传递。这不仅可以进行路网数据信息的全天候、实时性的采集，而且能做好定位、通信、诱导、服务等多项功能的同时使用，保证系统运行的效率和质量，为交通管控提供基础条件[3]。

4 关键技术

利用RFID 技术实现交通信息的采集和处理，需要使用到以下几项关键技术。

4.1 RFID 读写器优化

RFID 读写器在运行的过程中，会采集到大量的车辆数据信息，是否能够真实地体现出该路段内交通运行的实际情况，与读写器在路网内的分布存在着直接的关系。如果各个路段内都设置读写器装置，并设置多个读写器，就会成本升高，因为单个读写器的价格是比较高的，所以需要在全面掌握交通信息的基础上，应尽量减少读写器的数量，这是读写器优化的基本原则。具体措施如下：因为出租车、公交车的行驶路线很多是在车流量较大的主干道或者快速路，所以在进行行程时间调查中，根据当前的主干道以及快速路的行程具体参数，了解整个道路内的交通流量的基本参数，然后能确定在主干道、快速路上设置RFID 自动识别系统的读写器设置方案，达到优化设计的要求[4]。

4.2 信息车辆的数目和交通运行的关系分析

具体选择多少数量的检测单元才能满足交通信息的采集准确性要求，是保证整个交通信息化系统建设的需要，也是当前人们需要考虑的重要问题之一。基于此，需要设计人员将城市内的出租车、公交车作为信息采集的具体单元，通过采集相关的数据信息，可以体现出整个系统内交通流量数据信息，然后以确定车辆数量和交通运行的关系，从而确定最佳的采集点数量信息，保证系统运行更具科学性。

4.3 数据处理

数据采集之后，进行全部的数据过滤处理，将一些无用或者错误的数据全部剔除，然后结合已经掌握的数据信息，选择合适的计算方法，获取相关的数据信息，为交通信息预测提供良好的基础条件，也能达到交通系统管控的标准和要求。

4.3.1 数据过滤

因为很多交通因素会给数据产生一定的影响，容易导致数据出现失效的情况，所以不同检测单元的特点不同、驾驶行为方面也有明显的差异。由于所应用的RFID 检测范围比较有限，安装RFID 卡的各个车辆会有明显的干扰和影响，通信系统有时会出现故障而产生数据丢失的问题，这些因素会导致数据出现错误、流失等问题，但是有些错误的数据信息依然会存储系统内，给正常的数据信息使用产生不利的影响。基于此，进行必要的数据过滤有着非常重要的作用，可以将一些无法使用的数据剔除，一般会选择应用阈值法和交通流机理法进行处理，把丢失后的数据信息以补偿的方式进行采集和使用，保证系统运行更具科学性。

4.3.2 单一路段交通数据估计

对于路段内交通信息数据的掌握，需要合理地做好单一路段内交通设计统计分析，而最为核心的一项数据就是路段内的平均速度，可以根据流量、速度、密度之间的关系确定相关的数据信息，达到系统分析的需要。因为相同路段内，检测位置存在着不同，信息采集车辆速度也会有明显的不同，所以此时会考虑区间的平均速度方面的数据信息。确定平均速度之后，可以继续推算确定交通流量、交通密度、行程时间等相应的数据信息，以此能够满足系统分析的需要，各个数据之间的逻辑关系也能够确定，使得系统运行效果得到提升[5]。

4.3.3 区域内相关临近路段上检测数据的融合处理

要想使得系统交通数据信息可以完全掌握，只是利用某个检测数据进行分析是很难达到要求的，应做好整个区域内的路段数据的全面融合处理才能满足使用的需要，主要是从事件检测、流量分析、行程时间等角度出发。交通流量特性如果已经确定，需要在相邻路段或者交叉口的部位上实现多个时间校准和空间数据分析。在关联性符合要求的情况下，确定相应区域内的流量数据，明确交叉口的具体条件。如果路段中某个位置上存在偶发事件的问题，该路段和临近路段交通数据会发生突变。对于数据突变点进行分析和容易，可以确定具体的偶发事件的情况。此外，还可以利用BP 网络、时间序列等方式，对于下一时间范围内的交通流量进行合理的预测和分析，有效地进行交通引导、疏导，防止发生严重堵塞的问题。