基于RFID技术与SIM卡结合的智能交通系统方案

近年来，随着汽车特别是私家车的快速增长，交通需求不断增加，城市交通基础设施建设和交通管理水平相对落后，导致城市交通拥堵，特别是大中城市。近年来，国内城市汽车平均保有量每年以15%以上的速度增加，未来可能会更快。但道路平均年增长率仅为4%15%，道路增长远远赶不上汽车增长，城市交通拥堵发生了前所未有的快速增长。

简单地增加交通基础设施建设、扩大道路面积、增加警察资源等措施并不能有效地解决交通拥堵问题。因此，必须引入新技术来使用手机SIM卡与RFID结合射频技术，建立以移动手机为载体的一套SIM卡与RFID结合技术原理，可实时获取动态交通信息，并将其发布到车主手机上。

基于上述内容，提出提出RFSIM基于技术原理，努力建立智能交通信息采集、分析和实时显示系统。该系统能有效缓解城市交通压力，减少环境污染，降低交通事故发生率，节约能源，实时发布交通信息，具有重要的理论价值和良好的应用前景。

1.RFSIM技术

（1）RFSIM技术的基本原理

RFSIM是无线电频率识别（RadioFrequencyIdentification）与手机SIM卡的缩写，即射频识别SIM卡。RFSIM该技术最早应用于手机支付系统，是目前手机支付系统中应用的技术之一。RFSIM可安装在手机上，实现中远距离识别和近距离金融支付。SIM卡片安装在手机上（SubscriberIdentityModel缩写客户识别模块，又称智能卡、用户身份识别卡，必须安装数字手机才能使用。RFSIM通过在SIM卡中内置RFID芯片扩展了传统手机SIM卡的功能是未来手机多用途的基本载体。

RFSIM采用无线射频通信方式，将具备RF嵌入射频功能的模块SIM在卡多余的卡基空间中使用2.4G通过手机供电实现微波频率的数据通信RFID卡。利用RFSIM电子钱包、在线支付、身份识别、电子账单、电子文件、场景OTA其他功能，实现各种内部管理功能的统一，使管理更加标准化、高效，其技术广泛应用于政府、企业、商业和个人的日常生活和消费支付。其中RFID技术是自动化设备（AEI）该技术是应用领域最好、最广泛的技术之一，具有操控方便、简单实用、抗干扰性强、识别率高、读写距离好、安全性能高等优点。RFID该技术在车辆自动识别、不停车电子收费等系统中有着重要的应用。

(2)国内外发展现状

RFID技术在国外发展迅速，应用广泛。瑞典的RFID技术的应用大大提高了城市交通系统的发展。2006年初，瑞典当局宣布征收道路堵塞税。在IBM在公司的帮助下，斯德哥尔摩在通往市中心的道路上设立了18个路边控制站RFID利用激光、相机和先进的自由车流路边系统，自动识别进入市中心的车辆，从周一到周五(节假日除外)6:30到l8:30进出市中心的注册车辆征税。通过收取道路堵塞税，交通拥堵减少25%，排队时间减少50%，道路交通废气排放减少8%~14%，二氧化碳等温室气体排放减少40%。RFID该技术也成功地应用于爱尔兰的自然环境。在爱尔兰戈尔韦湾的智能湾项目中，系统从数百个浮标上的传感器获取信息，并从渔民那里获取短信，了解漂浮在水面上的危险物体。信息被用于各种渠道，包括避免渔船坠毁、向戈尔韦湾管理员发出涨水警告，并帮助渔民直接将捕获的鱼卖给餐厅，以获得更高的利润。

在国内RFID应用也很广泛。目前，RFID技术及其应用正处于快速上升的时期，被业界公认为本世纪最具潜力的技术之一。RFID该技术已广泛应用于车辆自动识别、非停车电子收费系统、设备（物流）自动识别系统、门禁识别系统和商品防伪识别系统。因而，应用RFID实现实时交通信息获取，在此基础上实现动态导航等服务，技术条件和市场条件较好。实践证明，在城市交通系统中使用射频技术可以改善交通状况，提高道路管理效率，提高道路交通能力。

2.基于RFSIM智能交通系统的技术

(1)系统组成和架构

将RFID该技术应用于城市交通管理系统，形成智能交通管理系统，主要包括：RFSIM卡片与手机，中长距离RFID读卡器、智能电子警察、通信网络、数据库处理平台、中央管理系统服务器等系统。其基本构成是：RFSIM卡的身份标志是世界上唯一的，每个车主的手机卡都嵌入了RFID芯片的SIM在数据库管理系统中，卡的身份标志号与相应的车牌号码相关联，形成电子车牌；在城市交通十字路口的每个驾驶方向安装一套远程RFID读卡器和智能电子警察，编号每个读卡器；读卡器、智能电子警察和交通信号灯控制器通过以太网控制器连接到远程中央管理系统服务器；服务器优化数据库布局，实现城市道路上车辆信息的实时定点收集RFID通过数据检验、匹配和集成算法，读写器获得定点瞬时速度、时间、车型、车牌和流量，转换为信息收集单元所在路段的平均区间速度、交通流量和行程。然后利用筹备、短期交通流预测模型、跟踪模型等方法分析预测城市交通网络状况，利用路网状态识别技术实现动态路线指导和行程时间估计。然后利用筹备、短期交通流预测模型、跟踪模型等方法分析城市交通网络状况的分析和预测，利用路网状态识别技术实现动态路线指导和行程时间估计。最后，路网信息可以通过手机屏幕显示或使用STK包短信实现语音提示，方便司机掌握整个路段的交通信息，实现安全快捷的出行。

(2)系统的工作原理

基于RFSIM卡手机通信系统可以实现中远程无线通信的功能，可以取代安装在车辆上的功能RFID载体．基于RFSIM卡手机通信系统的技术原理如下：

RF模块使用2.4G采用频率实现数据交换ISO14443标准；

RF加载到普通模块GSMSIM卡上，SIM通信功能不变；

支持UMTS/CDMAUIMandPHSPIM标准；

兼容现有的GSM/UMTS；

RF—SIM与RFID阅读器之间的数据和标准RFID卡与Reader原理一致；

RF蓝牙频谱范围内使用1443，无需许可证；

SIM/UIM/USIM/PIM一是用于存储用户信息、身份认证和标准手机SMS提供存储空间；

Sim一系列指挥工具套装SIM卡与外部互动的指令，也称为STK工具包；

RFSIM通过手机STK通过工具软件STK工具包通过屏幕和键盘在手机上获取实时路网信息(实时信息提醒和显示功能)；

RFSIM卡通过手机供电RFID中长距离读卡问题。

利用射频技术，通过安装在每个交通十字路口的读卡器，可以实时读取每个交通十字路口的交通流量，结合控制中心的数据库平台，确定每个交通十字路口的车辆信息；根据交通流量，部分街道的交通信号灯灯进行最佳控制；通过读卡器读取信息车辆，通过简单的计算，可以得到各路段所需的运行时间，然后分析交通运行状态；基于数字图像处理技术的智能电子警察系统可以自动识别交通十字路口的非法车辆RFID技术读出的ID具体违章车辆和车主的相关信息可以确定；统计各交通路口的车辆参数和型号，统计分析整个城市的交通状况，为今后的城市交通建设和规划提供依据。

同时，RFSIM卡支持移动支付交易等功能。车辆通过高速公路收费站ETC车道上微波天线之间的特殊短程通信采用移动支付系统与银行进行后台结算，达到车辆无停车通过路桥收费站支付费用的目的，大大提高了收费路口的交通能力和收费效率。