隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，社會車輛數(shù)量在不斷地上升，道路擁堵越來越嚴重，車輛停泊越來越難，小區(qū)、機關(guān)、企事業(yè)單位、社會停車場車滿為患。尤其各政府機關(guān)、企事業(yè)單位為了保障內(nèi)部安全，對出入的各類車輛進行規(guī)范管理顯得更加迫切，既要保證本單位車輛快速出入，同時，又能兼顧對外來車輛管理。這些工作單靠人力是很難勝任的，必須使用現(xiàn)代技術(shù)手段對車輛進行管理。本文以南京海關(guān)機關(guān)車輛管理系統(tǒng)為例，著重探討RFID技術(shù)如何應(yīng)用于停車場管理的通用解決方案。

　　RFID技術(shù)應(yīng)用于停車場管理的案例很多，大部分是針對標準收費停車場管理、車輛通行管理，相對規(guī)范而簡單，而政府機關(guān)、企事業(yè)單位、住宅小區(qū)等一般停車場所進出口地形復(fù)雜，進出車輛復(fù)雜，因而對車輛通行管理相對復(fù)雜些。

　　標準收費停車場管理

　　標準收費停車場的車輛進出通道都是分開的，且有人管理，通道寬度一般在3.5米以內(nèi)。臨時車輛進入停車場時，先停車取IC卡，系統(tǒng)統(tǒng)計車輛進入時間，同時抓拍一張車輛車牌圖片，擋桿抬起，車輛進入場內(nèi)停放。車輛離開停車場，收費員人工收回IC卡，系統(tǒng)根據(jù)停車時間確定停車費，同時，調(diào)取進場時拍攝的車牌照片與當前車輛車牌圖片進行比對，確保車輛車牌一致，防止中途換車，最后收取停車費用，擋桿抬起，車輛離開。

　　一般停車場所管理

　　政府機關(guān)、企事業(yè)單位、住宅小區(qū)等一般停車場所的進出通道絕大部分是共用，由于停車位比較緊張，需要對固定車輛實行通行證管理，該通行證簡稱“電子車牌”，電子車牌由遠距離、非接觸、RFID標簽構(gòu)成，一般采用陶瓷材料的標簽，固定在車輛前擋風玻璃上，或者采用金屬電子標簽固定在車輛前牌照邊沿，標簽一般不可拆卸，保證一車對應(yīng)一卡，車輛進出時不用停車，系統(tǒng)就會自動讀取電子車牌，拍攝車輛車牌圖像，后臺系統(tǒng)比對車輛電子車牌注冊信息，若讀取信息與后臺注冊信息一致，且通行期限有效則自動抬起擋桿，而無須人工操作。對于臨時進出的車輛，則可通過IC卡進行自動、半自動或人工進行管理。

　　南京海關(guān)車輛停車管理

　　南京海關(guān)機關(guān)辦公區(qū)域，地處繁華的市區(qū)，停車場地緊張，辦公車輛及私人車輛近400輛，并且依然在不斷增加，現(xiàn)有的停車場地已不堪重負，對車輛進出機關(guān)的管理難度越來越大。為此，南京海關(guān)領(lǐng)導非常重視，決定引進RFID技術(shù)對進出機關(guān)的公車和私車車輛進行自動化管理。

　　南京海關(guān)機關(guān)辦公區(qū)域是一個最常見的、混合的、復(fù)雜的停車區(qū)域，其地下車庫是一個標準的停車場，進出口分開，不會互相干擾，只能進出小型車輛?？墒窃撏＼噲龅?個進出大門設(shè)置卻非常復(fù)雜：

　　大門寬度可達6～8m，由于經(jīng)常有10多米長的大巴進出，而不能對進出通道進行物理隔離，導致車輛可能同時進出，且車輛進出時的位置任意性很大；

　　2個進出大門與門外道路呈丁字形，電動道閘與門外社會道路僅有2到3米之隔，大門內(nèi)側(cè)道路同樣呈丁字形分布，車輛既可以直行，也可以立即進行90o右拐，從地下停車場進口旁邊經(jīng)過；

　　由于內(nèi)外道路的復(fù)雜性，車輛很容易長時間堵在RFID天線的范圍內(nèi)。

　　針對以上路況的復(fù)雜性，南京三寶科技股份有限公司開發(fā)了一套通用的停車
場車輛管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點為：
　　具有通用性、實用性，適用于社會標準停車場、小區(qū)、企事業(yè)單位的車輛管理；
　　對于不同車輛，采用不同形式的RFID標簽；
　　遠距離RFID與IC技術(shù)兼容；
　　LED誘導屏與短信方式結(jié)合，動態(tài)引導車輛。

　　南京海關(guān)車輛停車管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　整個系統(tǒng)由一臺服務(wù)器，負責整個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫的管理，安裝有Windows 2000 Server中文版和MS SQL Server 2000中文版；發(fā)卡計算機，安裝有發(fā)卡管理軟件，用于系統(tǒng)發(fā)卡管理；查詢管理計算機，安裝有查詢統(tǒng)計軟件，用于查詢統(tǒng)計；地下車庫管理計算機，安裝通行控制軟件，控制進入地下車庫的車輛的通行；北大門控制系統(tǒng)，安裝通行控制軟件，控制通過北大門的車輛管理；東大門控制系統(tǒng)，安裝通行控制軟件，控制通過東大門的車輛管理。參見圖2.

　　軟件系統(tǒng)

　　南京海關(guān)車輛停車管理系統(tǒng)包括：發(fā)卡管理子系統(tǒng)、查詢統(tǒng)計管理子系統(tǒng)、地下停車場管理子系統(tǒng)、地面停車場管理子系統(tǒng)。參見圖3.

　　發(fā)卡管理子系統(tǒng)：實現(xiàn)電子車牌的制發(fā)卡、消卡、年審等管理。

　　查詢統(tǒng)計管理子系統(tǒng)：查詢車輛出入地下車庫、地面北大門和東門的通行記錄，統(tǒng)計車輛通行數(shù)據(jù)，實時查詢車輛所在位置（在停車場內(nèi)還是在外面）。

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　　地下停車場管理子系統(tǒng)：控制進出地下車庫車輛的通行。

　　當授權(quán)車輛進入地下車庫大門時，系統(tǒng)能自動讀取電子車牌、抓取車輛牌照圖片，并控制擋桿自動抬桿；控制人員也能手工控制進口和出口擋桿的起落；LED屏可以實時顯示出地面及地下停車場內(nèi)空車位信息。

　　地面停車場管理子系統(tǒng)：分為北門控制系統(tǒng)和東門控制系統(tǒng)，分別控制進出地面北大門和東門車輛的通行?？梢愿鶕?jù)地面線圈觸發(fā)信息，確定車輛的通行方向；由系統(tǒng)授權(quán)能進入地面北大門和東門車輛通過大門時，系統(tǒng)能自動讀取電子車牌，并控制擋桿自動抬桿，自動抓拍通過大門車輛牌照圖片；控制人員可以手工控制北大門和東門道閘擋桿的起落；LED屏實時顯示出地面及地下停車場內(nèi)空車位信息；將當前地面車位狀態(tài)實時地通過LED顯示屏顯示出來。

　　設(shè)備選擇

　　用于停車場管理系統(tǒng)的讀寫器設(shè)備采用兩種方案，一種是將天線與讀寫器集成在一體的一體化讀寫器，天線增益為7.5dB，安裝在通道門頂部或通道側(cè)面位置，這種一體化讀寫器適用于讀取標簽距離較近，天線與標簽相距小于6米，一般通道寬度不超過3米，安裝在地下停車場入口出。

　　另一種是讀寫器與天線是分開的，通過饋線連接，一臺讀寫器可以同時連接多個天線進行工作，可使用增益大的天線，天線增益為12dB，讀取標簽距離可以超過10米，應(yīng)用于通道較寬的場合。

　　問題的解決

　　南京海關(guān)機關(guān)車輛管理系統(tǒng)除了應(yīng)具備標準停車場所具備的功能之外，更因其環(huán)境復(fù)雜的特殊性，在進行現(xiàn)場實施的過程中必須注意解決下列難題：1、貼卡難；2、大門太寬保證讀卡成功率；3、進出通行不明確區(qū)分通道，電子車牌與車輛關(guān)聯(lián)，空車位與顯示數(shù)同步；4、擋桿自動落桿。

　　貼卡難問題

　　機關(guān)停車場系統(tǒng)管理的車輛90％以上是內(nèi)部的公車和員工上下班駕駛的私家車，這些車輛都是長期使用的，應(yīng)貼固定電子車牌標簽，保證一車一卡對應(yīng)，參見圖4。

　　由于目前大部分車的前擋風玻璃上貼有防紫外線膜，這些防紫外線膜內(nèi)都含金屬介質(zhì)成份，對于讀取貼在前擋風玻璃上電子標簽的性能會有很大的影響。還有一部分車輛雖然沒有貼防紫外線膜，但前擋風玻璃本身具有防紫外線功能，這部分車輛如貼上陶瓷電子標簽，系統(tǒng)讀取性能會受到很大的影響。

　　為了解決金屬材料對陶瓷電子標簽使用時影響，就需要采用金屬電子標簽。車輛表面除玻璃材料外就是金屬外殼，從不影響車輛外觀出發(fā)，又能被讀卡器天線讀到，最合適的安裝位置應(yīng)該是車輛的前車牌照邊沿位置，這就要求金屬介質(zhì)標簽必須設(shè)計成細而長的外形，根據(jù)在集裝箱物流管理中使用集裝箱電子標簽的經(jīng)驗，對集裝箱電子標簽進行了技術(shù)改進以適用于車輛管理需要，專門開發(fā)了應(yīng)用于汽車上的金屬電子標簽，外形設(shè)計參見圖5。

　　可安裝在車輛前車牌邊框上，參見圖6。

　　金屬電子車牌利用螺絲固定車牌照邊框上，這樣，解決了貼防紫外線膜的影響的問題，保證了讀取成功率。

　　大門太寬保證讀卡成功率問題

　　現(xiàn)場地面停車場通行大門最大寬度可達8m，不允許使用頂裝天線，天線只能安裝在大門兩側(cè)，車輛從多個方向通過大門，參見圖7。

　　硬件安裝時要保證在同一通行方向（進或出）安裝兩個大功率天線（天線增益12dB），分別對準車輛行駛的車頭位置，確保對每一個行駛方向車輛電子標簽的讀取。

　　由于對準門內(nèi)或門外的兩對天線由兩個讀寫器各自控制，會出現(xiàn)當車輛行進出大門時，在同一時刻被兩個天線同時讀取，這樣也會影響標簽讀取的成功率，因此，在軟件設(shè)計時，應(yīng)控制讀寫器天線輪流循環(huán)工作方式讀取標簽，即讀寫器1的天線1 →讀寫器2的天線1→讀寫器1的天線2→讀寫器2的天線2→讀寫器1的天線1，這種輪流讀取標簽工作方式，保證一個時刻只有一個天線在工作。

　　進出通行不分道，電子車牌與車輛關(guān)聯(lián)，空車位與顯示數(shù)的同步問題

　　由于南京海關(guān)停車場空間限制，進出車輛都從一個門內(nèi)通過，且通行不分通道，導致讀取到車輛電子車牌標簽很難與通行車輛一一對應(yīng)，且LED顯示屏主是顯示的空車位數(shù)量也很難與實際空車位數(shù)一致。這需要從硬件設(shè)備、軟件控制及管理規(guī)范這些方面進行考慮。

　　硬件方面，大門埋設(shè)兩個線圈，分別位于擋桿的兩側(cè)，兩個線圈相距在一個車位長度內(nèi)（一般在2.5m以內(nèi)），必須確保每一輛通行的車輛通過時都能同時壓到這兩個線圈，每個線圈寬度不超過0.5m，即小于兩輛車通行的間距。通過這兩個線圈狀態(tài)信號的先后變化情況，來判斷車輛的通行方向。在大門內(nèi)、外距離兩線圏1～2m位置的地面安裝減速帶，限制車輛通過大門的速度，保證通行時車輛的間距。

　　軟件方面，根據(jù)兩個地感線圈狀態(tài)信號的變化來判斷通行方向，車輛通過大門時地感線圈狀態(tài)變化.

　　當沒有車輛通過時，兩線線圈狀態(tài)信號為高電平（11），則為線圈初始狀態(tài)，如果發(fā)生狀態(tài)變化時，先判斷是哪一個線圈發(fā)生變化，如果大門外線圈狀態(tài)先變化（由1→0），則車輛由外向里通行車輛進門，如果大門內(nèi)線圈狀態(tài)先變化（由1→0），則車輛由里向外通行車輛出門，其余狀態(tài)的變化，則車輛在一個方向連續(xù)通行。為了保證讀取的車輛電子車牌標簽與通行車輛對應(yīng)，在系統(tǒng)讀到電子車牌標簽后，還需要根據(jù)線圈狀態(tài)的變化進行明確的判斷，排除車輛到大門附近掉頭或倒回去的車輛，這些車輛雖然電子車牌標簽被系統(tǒng)識別到，但由于沒有經(jīng)過兩個線圈，系統(tǒng)應(yīng)將其排除掉，不會引起空車位的變化。

　　管理上，規(guī)定車輛通行時保持最小間距0.5米，在大門擋桿兩邊沿通行方向畫出臨時等待車輛通行分界線，確保車輛有序通過。

　　擋桿自動落桿的問題

　　正常情況下進、出通道分開時，擋桿自動落桿控制則由擋桿和地感線圈聯(lián)合完成的，一般不需要軟件系統(tǒng)介入。對于進、出通道不分開的情況下，車輛通行情況比較復(fù)雜，不能簡單地由擋桿和地感線圈聯(lián)合控制完成，除硬件措施外還必須借助軟件控制才能實現(xiàn)。

　　硬件上采用雙線圈聯(lián)合感應(yīng)的工作方式，由軟件判斷是否有車輛正經(jīng)過其中一個線圈，若有則不能自動落桿，否則，擋桿會砸到車輛。如果兩個線圈上都沒有車輛通過時，則系統(tǒng)自動倒計時(3秒、5秒，…)，在一定時間內(nèi)沒有車輛通過線圈，則系統(tǒng)會發(fā)出落桿命令，擋桿才會自動落桿

　　另外，管理措施上在大門兩邊標出非機動車通行區(qū)域，將人行及自動車通行與汽車通行分開，減少人行及自動車對地感線圈的干擾，也避免人行等被擋桿自動落桿時砸到。

　　通過以上這些措施，車輛通過大門時，系統(tǒng)對車牌的識別率達到99％，空車位同步達99.5％，確保了系統(tǒng)的正常運行。

　　本項目自2007年10月建成以后，已經(jīng)可靠運行了一年半的時間，解決了車輛在門口的堵車和人工難以管理的問題，大大提高車輛通行的速度，實現(xiàn)了不停車進出，減輕了保安人員的工作量，取得了良好的效果。該系統(tǒng)對于政府機關(guān)、企事業(yè)單位、住宅小區(qū)等一般停車場所的管理，具有通用性、實用性和推廣性，具有較強的推廣應(yīng)用價值。(作者單位：南京三寶科技股份有限公司)