新型電子標(biāo)簽防拆卸機(jī)制

引 言

智能交通作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要分支，在我國(guó)發(fā)展迅猛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和對(duì)交通運(yùn)輸需求的大幅度增長(zhǎng)，傳統(tǒng)收費(fèi)模式已成為制約高速公路通行能力的瓶頸。電子不停車收費(fèi)（Electronic Toll Collection，ETC）系統(tǒng)作為解決這個(gè)瓶頸的有效手段已經(jīng)成為高速公路收費(fèi)管理的主要發(fā)展方向[1]。

OBU 即車載單元 OBU（On Board Unit，OBU），又稱為電子標(biāo)簽、車載設(shè)備，是一種具有微波通信功能和信息存儲(chǔ)功能的移動(dòng)識(shí)別設(shè)備，安裝在車輛內(nèi)部（風(fēng)擋玻璃或儀表臺(tái)上） 并且支持利用專用短程通信與路側(cè)設(shè)備進(jìn)行信息交換的設(shè)備。由于 OBU 與車輛之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，如果用戶私自交換 OBU，則會(huì)有少繳費(fèi)的可能，亦會(huì)影響高速公路管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行車流量等信息統(tǒng)計(jì)的可信度，所以O(shè)BU 需要具備防拆卸功能。主要有以下三個(gè)基本功能：

(1) 可以檢測(cè)并可靠記錄拆卸信息 ；

(2) 拆卸后不可以破壞電路的功能，但軟件上可以根據(jù)拆卸信息屏蔽正常交易的功能；

(3) 允許通過(guò)激活的方式將防拆信息修改，從而再次恢復(fù)正常交易功能。

目前的方案，經(jīng)分析大多是開(kāi)關(guān)直接通斷，即直接斷電防拆卸，或者利用粘膠等以破壞電路的形式實(shí)現(xiàn)防拆卸。主要涉及微動(dòng)開(kāi)關(guān)形式的防拆卸方案，該方案的弊病在于可能出現(xiàn)誤指示，以及微動(dòng)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作行程致使該器件的高度較高，從而導(dǎo)致有源標(biāo)簽無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化。

本文要解決的是傳統(tǒng)防拆裝置的不可靠性，諸如容易受外界影響（靜電等）導(dǎo)致誤觸發(fā)誤拆卸 ；本文提出先進(jìn)新穎的防拆卸機(jī)制，規(guī)避現(xiàn)有方案的種種弊端。

1 技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本文創(chuàng)造性地提出了一種新型防拆卸機(jī)制[2,3]。系統(tǒng)主要包含車牌識(shí)別模塊、上層判決模塊、防拆卸信息寫(xiě)入模塊、電子標(biāo)簽等部分。

車牌識(shí)別模塊主要包含車牌采集系統(tǒng)、車牌識(shí)別系統(tǒng)， 該模塊主要用于識(shí)別車輛進(jìn)入高速公路入口時(shí)，對(duì)其車牌進(jìn)行信息識(shí)別，并且將識(shí)別出的車牌信息上報(bào)至上層判決模塊。

上層判決模塊將車牌識(shí)別模塊上報(bào)的車牌信息與從電子標(biāo)簽中讀取出的車牌信息進(jìn)行比對(duì)，如果一致則不啟動(dòng)防拆卸模塊，如果不一致則啟動(dòng)防拆卸信息寫(xiě)入模塊進(jìn)行工作。

防拆卸信息寫(xiě)入模塊受控于上層判決模塊，如果發(fā)現(xiàn)車牌不一致，則將防拆卸信息寫(xiě)入車輛上的電子標(biāo)簽。

載有拆卸的電子標(biāo)簽的車輛從高速公路出口駛出時(shí)，路側(cè)單元會(huì)判斷出電子標(biāo)簽已經(jīng)拆卸，則將其扣留進(jìn)行相應(yīng)處理， 可有效防止私自拆卸電子標(biāo)簽帶來(lái)的偷漏通行費(fèi)的行為。

2 系統(tǒng)的工作流程 [4]

車道入口的路側(cè)單元設(shè)置于收費(fèi)島前段，用于進(jìn)行正常的ETC 入口交易，并且將電子標(biāo)簽中的車牌信息上報(bào)給上層判決模塊。車牌識(shí)別模塊中的車牌采集系統(tǒng)位于收費(fèi)崗?fù)で皞?cè)。防拆卸信息寫(xiě)入模塊位于入口車道收費(fèi)島后端。

當(dāng)載有電子標(biāo)簽的車輛駛?cè)敫咚俟啡肟谲嚨罆r(shí)，首先和路側(cè)單元進(jìn)行入口交互，并且路側(cè)單元將電子標(biāo)簽中的車牌信息上報(bào)至上層判決模塊；車輛向前行駛，觸發(fā)車牌采集系統(tǒng)， 車牌識(shí)別系統(tǒng)將車牌信息識(shí)別出并上報(bào)上層判決模塊 ；上層判決模塊比對(duì)兩者的異同，如果相同，則不做其他操作，如果不同則觸發(fā)防拆卸信息寫(xiě)入模塊工作 ；車輛行駛到收費(fèi)島后端時(shí)，防拆卸信息寫(xiě)入模塊將拆卸信息寫(xiě)入電子標(biāo)簽。入口車道布局示意圖如圖 1 所示。

當(dāng)載有寫(xiě)入拆卸信息電子標(biāo)簽的車輛駛?cè)敫咚俟返某隹谲嚨罆r(shí)，與出口車道路側(cè)單元進(jìn)行交互，發(fā)現(xiàn)該電子標(biāo)簽已經(jīng)拆卸，則不放行該車輛，并對(duì)其做出相應(yīng)處理。出口車道布局示意圖如圖 2 所示。

（1）避免了設(shè)備因靜電等外界因素導(dǎo)致的誤觸發(fā)拆卸 ；

（2）避免了因供電不穩(wěn)定而導(dǎo)致向安全模塊寫(xiě)拆卸信息失敗 ；

（3）不影響現(xiàn)有通行速度 ；

（4）可以有效控制裝置的尺寸，精簡(jiǎn)了微動(dòng)開(kāi)關(guān)等傳統(tǒng)拆卸檢測(cè)裝置必配的接點(diǎn)元器件，同時(shí)也精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)上的拆卸檢測(cè)觸動(dòng)桿，降低了成本，做到了小型化。

本方法中論述的設(shè)備和方案均已設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并已投入商用試用，實(shí)踐證明，這一系統(tǒng)完全滿足設(shè)計(jì)效果，說(shuō)明文章中所作的分析和討論是合理和實(shí)用的。