車輛管理技術(shù)的發(fā)展歷程

 

      工廠、機關(guān)單位、小區(qū)、道路交通、停車場等都需要對車輛進行控制管理。車輛的管理隨著時間的推移，社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，盡管出現(xiàn)了各種管理模式，但歸納起來不外乎實現(xiàn)通行管理、收費管理、車輛信息管理等。對車輛的管理經(jīng)歷了以下幾個主要發(fā)展階段：

      一、人工、簡單機械管理階段

      初期，利用杠桿原理，用閘桿作擋車器，以人力在一端加壓的方式使閘桿轉(zhuǎn)動對車輛通行進行控制管理。這一階段只進行車輛通行管理，對車輛的識別由人工根據(jù)觀察或檢驗相關(guān)證件（紙制身份卡）完成。

      二、電動化管理階段

      隨著車輛的日益增多，完全由人力控制閘門已難以勝任，這時普遍采用由電機控制閘桿運動來進行通行管理，解放了勞動力，管理效率相應(yīng)得到了提高。在這一階段，為了適應(yīng)車輛大量增多，市場經(jīng)濟發(fā)展的需要，各處停車場如雨后春筍紛紛建立起來，加之高等級收費公路的建成，對車輛的管理從單一的通行管理逐漸進入收費、通行的復(fù)合管理模式。這一階段對車輛的識別仍由人工根據(jù)觀察或檢驗相關(guān)證件（紙制身份卡）完成；收費管理也完全由人工完成。

      三、半自動化管理階段

      近年來全球經(jīng)濟迅速發(fā)展，特別是我國國民經(jīng)濟連續(xù)多年持續(xù)高速迅猛發(fā)展，帶動了交通運輸旅游等各行各業(yè)的飛速發(fā)展，公私車輛急劇增多，車輛管理系統(tǒng)跟不上形勢發(fā)展的需要，管理漏洞大，效率低，常造成交通阻塞。人們想出了各種辦法對管理系統(tǒng)進行改進不斷完善管理，使車輛管理進入了半自動化階段。這一階段對車輛管理系統(tǒng)的改進主要圍繞以下兩方面進行：道閘結(jié)構(gòu)及控制的改進；車輛識別方式的改進。

      除了常見的桿式結(jié)構(gòu)外，有人設(shè)計出升降柱和翻板式道閘來克服桿式道閘啟閉緩慢的缺陷，以期提高效率。由于這種結(jié)構(gòu)易造成車毀人亡的重大交通事故，難以獲得推廣，至今在各種車輛通行管理中仍普遍采用桿式道閘。在進行道閘結(jié)構(gòu)改進的探索過程中同時進行的是道閘控制方式的改進。人們將現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用到道閘的控制系統(tǒng)中。根據(jù)需要采用各種傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。為了防止桿式道閘在啟閉時對車輛和人員造成損傷，防撞式桿式道閘投入了市場。這種道閘的閘桿碰到物體時自動讓開轉(zhuǎn)向為直立狀態(tài)避免發(fā)生事故。

      完全靠人工對車輛和車主身份進行識別效率太低，為了提高識別效率，采用了各種較先進的識別方式。

      指紋識別 事前采取車主指紋存檔，需要進行識別時由儀器對比駕駛員指紋和存檔指紋進行車主身分識別。這種方式需停車臨時采集車輛駕駛員指紋，效率雖比人工識別有了較大提高但不滿足高效自動化識別的要求。

      采用IC卡識別 將IC卡插入電子儀器由儀器刷卡進行身分識別。相對人工識別效率大大提高，但需停車插卡，識別后需將卡取出，效率仍不理想，無法實現(xiàn)不停車快速通行、收費全自動化管理。

      采用RFID卡識別技術(shù)（或稱非接觸IC卡） 由于采用不接觸識別，相對前面的識別方式有了很大提高，也為車輛快速通行、收費全自動化管理奠定了基礎(chǔ)。這是一種射頻身份識別技術(shù)，通過發(fā)射無線電射頻信號對RFID卡所攜帶的身份信息進行讀取和識別。根據(jù)讀卡距離分為近距離（約10厘米）RFID卡和遠距離（幾十厘米至100米以上）RFID卡。雖然這種技術(shù)識別的準確度和速度無容置疑，但當(dāng)多輛車在一起列隊等候識別時，由識別裝置發(fā)出的無線電信號遍布在周圍空間，在有效讀取范圍內(nèi)的所有車輛的RFID卡都有可能被讀取，識別裝置識別到的身份究竟是哪一輛車的身份難以確定，也就是說所識別的車輛身份與被識別車輛之間的準確對應(yīng)關(guān)系難以確定。不解決這個問題，就無法實現(xiàn)車輛的智能化管理。

      這一階段由于對道閘控制機構(gòu)采用了一些自動控制技術(shù)，對車輛和車主身份的識別采用了現(xiàn)代電子設(shè)備和現(xiàn)代識別技術(shù)，大大減少了人工管理工作，實現(xiàn)了車輛的半自動化管理。

      四、車輛通行、收費的全自動化管理

      前面各發(fā)展階段，有兩個主要問題沒得到解決，這是實現(xiàn)車輛管理全自動化的巨大障礙：

現(xiàn)有道閘機構(gòu)無法有效阻擋車輛非法通行 現(xiàn)在普遍采用的桿式道閘對于車輛通行控制管理陷于兩難境地。一方面要有效阻止無權(quán)限通行的車輛就得采用高強度重型閘桿，另一方面，采用重型閘桿在阻止沖關(guān)車輛通行時又可能發(fā)生重大交通事故，缺乏人性化管理?，F(xiàn)在采用的閘桿強度低，根本無法阻止蓄意闖關(guān)通行的車輛；為了防止發(fā)生事故，一些閘桿做成防撞式，當(dāng)閘桿碰上物體時自動讓開，雖然避免了損壞車輛，但卻自動把通行管理權(quán)力放棄，這樣的閘門起不到任何阻止車輛通行的作用。此外，現(xiàn)有道閘動作緩慢，無法阻止無權(quán)限車輛快速尾隨通行的問題。要實現(xiàn)有序的車輛自動化管理，必須使道閘對通行起到快速、有效、人性化的權(quán)威管理作用。

      現(xiàn)有識別系統(tǒng)難以解決身份的準確對應(yīng)性問題 這個問題不解決，收費的自動化管理就無從談起；車輛通行的自動化管理也受到制約。

      南充市鷹派科技有限公司組織科技攻關(guān)人員詳細分析了車輛管理各階段的發(fā)展歷程，控制管理上的優(yōu)缺點，存在的問題，社會及市場的需要，敏銳地意識到實現(xiàn)車輛通行的智能化管理是大勢所趨。我們決定研發(fā)車輛自動識別控制管理系統(tǒng)，集中力量突破上述兩個瓶頸。我們開發(fā)出獲國家實用新型專利技術(shù)的地埋式防撞道閘、地埋式讀卡器、一種車輛通行自動識別管理系統(tǒng)等。這幾項專利技術(shù)成功地解決了上述兩個難題，使車輛管理實現(xiàn)全面自動化成為了可能。

      地埋式防撞道閘 用高強度優(yōu)質(zhì)鋼板制造。道閘裝有特制滾輪。平時道閘安置在地面以下，當(dāng)識別到的車輛身份不符合時立即快速升到地面上適當(dāng)高度，一方面其高強度足以承受車輛的沖撞，另一方面特制的滾輪使車輛輪胎打滑既可有效無損害阻止車輛通行，又減緩了車輛的沖撞力，完全起到了人性化強行無損害阻止蓄意沖關(guān)的車輛通行的作用。車輛管理自動化的第一個障礙消除了。

      地埋式讀卡器 前面已說明了在高效、不停車快速車輛通行管理時采用RFID卡識別技術(shù)難以解決識別到的車輛身分與被識別車輛之間的準確對應(yīng)性問題。為此，我們配套開發(fā)出地埋式讀卡器。將代表車輛身分的RFID卡安裝在車輛底盤適當(dāng)位置，將RFID卡讀卡器埋置在車輛通行必經(jīng)之地正下方的地面下，讓無線電射頻信號垂直向上發(fā)射，向周圍傳播的射頻信號被大地吸收，起到了垂直聚焦的作用，信號傳到地面上后只有垂直向上的信號有足夠強度，滿足正確讀取正從上面經(jīng)過的車輛身分的要求，向周圍空間傳播的信號大大減弱，無法讀取其他車輛的身分信息，從而解決了識別的車輛身分與被識別車輛之間的準確對應(yīng)性問題。車輛管理自動化的第二個障礙也消除了。解決了上述兩大難題我們再接再厲以上述兩項國家專利技術(shù)為依托，開發(fā)出了國家實用新型專利技術(shù)“一種車輛通行自動識別管理系統(tǒng)”，通過這幾項國家專利技術(shù)，根據(jù)不同場所的具體要求即可開發(fā)出滿足各種需求的車輛通行、收費、車輛信息智能化管理系統(tǒng)。

      我們開發(fā)的車輛自動化管理系統(tǒng)中，硬件功能完善，配有功能強大的軟件支持，設(shè)置了多種收費模式供用戶操作選擇。為了實現(xiàn)自動收費，車主應(yīng)事先到管理部門注冊，繳納預(yù)付費，這類似于移動通信用戶事先對卡充值，以后自動計算費用和結(jié)余。對道閘的自動控制是通過各種傳感器和控制主機的有機結(jié)合來實現(xiàn)的。這套自動化車輛管理系統(tǒng)根據(jù)用戶需要稍加改變就可以靈活應(yīng)用于工廠、機關(guān)單位、小區(qū)、監(jiān)獄、停車場等也可用于道路交通通行、收費、車輛信息管理。

      本系統(tǒng)的主要優(yōu)點是即使車流量高峰期車輛通過關(guān)口時也不會造成堵塞。原因是平時地埋式道閘在路面下，車輛到達關(guān)口前適當(dāng)位置就已自動完成對車輛和車主雙重身分的識別，若身分符合，道閘仍靜止在路面下，車輛可無阻攔快速通行；若身分不符合，地埋式道閘迅速升至地面上適當(dāng)高度（自動檢測并低于車輛底盤高度），強行無損害阻止車輛通行。在需收費時，車輛通行的同時已由系統(tǒng)自動計算好費用，在預(yù)付費中扣除并計算余額。在通行管理中，不僅可讓合法（有權(quán)通行）車輛快速無阻攔地通行，由于道閘動作迅速，也可及時阻攔非法（無權(quán)通行）車輛的通行，不僅消除了錯誤放行的問題，也有效制止了非法車輛尾隨通行的問題。由于道閘的強制阻攔作用，使其成了車輛非法沖關(guān)不可逾越的障礙，起到了名副其實的閘門作用。為了防止換車、盜車車輛通行，本系統(tǒng)采用車輛和車主雙重身分識別。代表車輛身分的RFID卡安裝在車輛底部適當(dāng)位置，代表車主身分的RFID卡由車主攜帶，在通關(guān)識別時預(yù)先出示，朝向遠距離讀卡器，或臨時置于擋風(fēng)玻璃的卡托上。

      為了對車輛進行嚴格管理，各單位或交管部門對管理的車輛要進行注冊，將車主和車輛身分有關(guān)的包括外形和顏色在內(nèi)的各種詳細信息儲存在中心控制器的電腦中，這對全面實現(xiàn)車輛嚴格、有序的自動化管理帶來了莫大的好處。

由上述可見，本系統(tǒng)可實現(xiàn)快速、高效、安全、可靠、有效的車輛通行、收費、車輛信息自動化控制管理，為道路交通及各單位車輛通行、收費、車輛信息全面走向自動化管理開辟了道路。

      由于道閘平時在地面下，起不到警示和阻攔作用，在工廠、小區(qū)、機關(guān)單位應(yīng)用時，行人、自行車、摩托車等可能從汽車道自由穿行，因此，建議這些地方除了用地埋式防撞道閘外還用桿式道閘配合使用。桿式道閘起警示和阻止行人、自行車、摩托車等的自由通行作用，地埋式防撞道閘則對汽車通行起有效控制管理作用。