孫正良，胡家彬，徐永森，顧席光，黃金

摘 要：為了推動(dòng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備應(yīng)用接口規(guī)范》（GB/T 37987—2019）的實(shí)施和推廣應(yīng)用，提高機(jī)動(dòng)車標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化水平，提高競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了系統(tǒng)地解讀。首先闡述了標(biāo)準(zhǔn)的制定背景與意義，其次介紹了標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍和術(shù)語定義，最后系統(tǒng)闡述了接口規(guī)范，技術(shù)要求，對(duì)未來的應(yīng)用做了展望。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)；讀寫設(shè)備；應(yīng)用接口；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

Interpretation of national standards for Specifications for Application of Read-Write Equipment for the Electronic Identification of Motor Vehicles

SUN Zhengliang， HU Jiabin， XU Yongsen， GU Xiguang， HUANG Jin

（Traffic Management Research Institute of the Ministry of Public Security， Wuxi 214151， China）

Abstract： In order to promote the implementation， popularization and application of national standard " Specifications for Application of Read-Write Equipment for the Electronic Identification of Motor Vehicles" （GB/T 37987—2019）， improve the standardization and intelligent level of motor vehicles and the competitiveness of read-write equipment for the electronic identification of motor vehicles， the standard is interpreted by the numbers. Firstly， the background and significance of standard formulation are expounded. Secondly， the scope of use and definition of terms are introduced. Finally， the interface specification， technical requirements and the important matters needing attention in the implementation process are systematically described. And the future application is prospected.

Keywords： The electronic identification of motor vehicles； read-write equipment； application interface； national standard

1 標(biāo)準(zhǔn)制定背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量也不斷增加，截至2019年6月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)3.4億輛，其中汽車2.5億輛，汽車保有量已占全球汽車保有量的11%。公眾日常出行、快遞物流運(yùn)輸對(duì)機(jī)動(dòng)車出行需求量的急劇增加，導(dǎo)致了城市交通出行難、停車難、空氣污染等問題[1]。

為了精準(zhǔn)獲取道路交通車輛的信息，對(duì)城市道路運(yùn)行車輛進(jìn)行管理，重慶、南京、廈門、蘭州等城市基于ISO 18000-6B/6C標(biāo)準(zhǔn)的射頻識(shí)別技術(shù)（RFID），開展了“機(jī)動(dòng)車環(huán)保電子卡”項(xiàng)目[2-4]。由于早期國(guó)內(nèi)尚未制定RFID相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各地采用技術(shù)路線和產(chǎn)品性能存在較大的差異性，互不兼容問題突出。為規(guī)范和引領(lǐng)基于超高頻射頻識(shí)別技術(shù)的機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)的安全應(yīng)用，推動(dòng)機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)芯片的國(guó)產(chǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化，經(jīng)相關(guān)主管部門同意，公安部交通管理科學(xué)研究所（簡(jiǎn)稱“交科所”）于2010年成立工作組，開展機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)技術(shù)的可行性研究，對(duì)RFID技術(shù)涉車應(yīng)用需求、關(guān)鍵技術(shù)問題及解決方案進(jìn)行了系統(tǒng)研究，搭建了室內(nèi)、室外測(cè)試環(huán)境。2013年起，經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)委）批準(zhǔn)，交科所負(fù)責(zé)編制《機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)通用規(guī)范 第1部分：汽車》等六項(xiàng)機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)于2017年底正式發(fā)布，在2018年7月1日起正式實(shí)施。2017年起，已經(jīng)在深圳、無錫、武漢、天津等14個(gè)城市和地區(qū)，開展了重點(diǎn)車輛通行監(jiān)管、貨運(yùn)車輛通行證管理、公交車型號(hào)優(yōu)先控制和智能門禁/停車管理等應(yīng)用。

為了確保機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)現(xiàn)有的智能交通系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各類智能交通應(yīng)用系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，有必要制定機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。因此，交科所于2014年向國(guó)標(biāo)委提出了本標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)申請(qǐng)。國(guó)標(biāo)委與2015年12月下達(dá)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備應(yīng)用接口規(guī)范》的制定工作，2019年8月30日發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備應(yīng)用接口規(guī)范》（GB/T 37987—2019），并將于2020年3月1日正式實(shí)施。本文將對(duì)這項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)的介紹，以便于推動(dòng)我國(guó)汽車電子標(biāo)識(shí)技術(shù)的普及應(yīng)用，促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)、交通大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的發(fā)展建設(shè)。

2 標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和術(shù)語定義

2.1標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍

GB/T 37987—2019適用于機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備的設(shè)計(jì)和研發(fā)。規(guī)定了機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備與其他設(shè)備或系統(tǒng)交互通信的一般規(guī)定，消息、參數(shù)和標(biāo)識(shí)符，通信鏈路監(jiān)測(cè)、讀寫設(shè)備操作規(guī)則管理、讀寫設(shè)備管理和數(shù)據(jù)上報(bào)。

2.2標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語定義

GB/T 37987—2019中規(guī)定了關(guān)于機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備設(shè)計(jì)和研發(fā)過程中的主要術(shù)語定義，介紹如下：

（1）消息：指讀寫設(shè)備與其他設(shè)備或系統(tǒng)交互通信的最小信息單元。

（2）參數(shù)：指消息中按指定數(shù)據(jù)類型、順序組成、用于傳遞信息的數(shù)據(jù)序列。

（3）識(shí)別規(guī)則：讀寫設(shè)備對(duì)機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)進(jìn)行識(shí)別操作或讀操作時(shí)需遵循的、由多組參數(shù)描述的法則。

（4）訪問規(guī)則：讀寫設(shè)備對(duì)指定的機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)進(jìn)行讀操作或?qū)懖僮鲿r(shí)需遵循的、由多組參數(shù)描述的法則。

（5）標(biāo)識(shí)符：用于標(biāo)識(shí)消息或參數(shù)的、由多個(gè)字符組成的助記符。

3 標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容

3.1通信協(xié)議

通信協(xié)議包含了以太網(wǎng)通信協(xié)議和串行通信協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩個(gè)通信協(xié)議應(yīng)符合的詳細(xì)技術(shù)要求?？紤]到電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備采集的交通數(shù)據(jù)，有些應(yīng)用場(chǎng)景需要實(shí)時(shí)（或定時(shí)）上傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)中心，有些應(yīng)用場(chǎng)景需要與路口的電子警察、交通信號(hào)控制機(jī)等前端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，有些應(yīng)用場(chǎng)景需要不定時(shí)接收并存儲(chǔ)上位機(jī)傳送的數(shù)據(jù)，因此要求電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)通信及串口通信協(xié)議。

3.2消息分類及其組成

在讀寫設(shè)備與其他設(shè)備或系統(tǒng)交互通信過程中，消息按響應(yīng)方式分為有應(yīng)答消息和無應(yīng)答消息兩種。由于電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備或上位機(jī)發(fā)出的大部分消息是需要接收方實(shí)時(shí)應(yīng)答，該部分消息使用有應(yīng)答消息，要求接收方反饋消息處理結(jié)果；而讀寫設(shè)備主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)信息、設(shè)備事件通知消息等則不需要應(yīng)答，因此該部分消息無應(yīng)答消息，無需接收方反饋消息處理結(jié)果。

消息由消息頭和消息體組成，多字節(jié)數(shù)據(jù)采用大端模式傳輸。其中，消息頭由設(shè)備序列號(hào)、版本號(hào)、消息代碼、消息長(zhǎng)度、消息編號(hào)五部分組成。各部分應(yīng)符合相對(duì)應(yīng)的字符要求。

3.3識(shí)別規(guī)則和訪問規(guī)則

識(shí)別規(guī)則有禁用、就緒、啟用三種工作狀態(tài)，在一定條件下，禁用工作狀態(tài)時(shí)，通過發(fā)送激活電子標(biāo)識(shí)識(shí)別規(guī)則消息將其狀態(tài)轉(zhuǎn)換至就緒狀態(tài)；在就緒工作狀態(tài)時(shí)，通過啟用電子標(biāo)識(shí)識(shí)別規(guī)則消息轉(zhuǎn)換至啟用狀態(tài)，或滿足電子標(biāo)識(shí)識(shí)別規(guī)則啟用觸發(fā)參數(shù)規(guī)定的條件時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換至啟用狀態(tài)，或通過發(fā)送禁用電子標(biāo)識(shí)識(shí)別規(guī)則消息返回禁用狀態(tài)；在啟用工作狀態(tài)時(shí)，通過停止電子標(biāo)識(shí)識(shí)別規(guī)則消息轉(zhuǎn)換至就緒狀態(tài)，或滿足電子標(biāo)識(shí)識(shí)別規(guī)則停止觸發(fā)參數(shù)規(guī)定的條件時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換至就緒狀態(tài)，或通過禁用電子標(biāo)識(shí)識(shí)別規(guī)則消息轉(zhuǎn)換至禁用狀態(tài)，詳情見圖1識(shí)別規(guī)則狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖所示。

訪問規(guī)則有禁用、就緒兩種工作狀態(tài)。在禁用工作狀態(tài)時(shí)，上位機(jī)發(fā)送激活電子標(biāo)識(shí)訪問規(guī)則消息將其狀態(tài)轉(zhuǎn)換至就緒狀態(tài)；在就緒工作狀態(tài)時(shí)，通過禁用電子標(biāo)識(shí)訪問規(guī)則消息轉(zhuǎn)換至禁用狀態(tài)。詳情見圖2訪問規(guī)則狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖所示。

3.4交互流程

考慮機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備物理通信接口、上傳數(shù)據(jù)項(xiàng)因應(yīng)用場(chǎng)景而存在差異，典型的如與路口前端設(shè)備道路交通信號(hào)控制器通信時(shí)，可通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或串行通信協(xié)議上傳數(shù)據(jù)信息，信息以單車車輛信息為主；當(dāng)需要上傳數(shù)據(jù)到后臺(tái)公安交通集成系統(tǒng)時(shí)，則需通過TCP/IP協(xié)議上傳單車車輛信息、指定時(shí)段內(nèi)的車流量信息、告警信息等詳細(xì)交通流信息；此外，還需要與后臺(tái)設(shè)備管理系統(tǒng)建立聯(lián)系，上傳設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息并接受管理系統(tǒng)更新運(yùn)行參數(shù)相關(guān)指令。

典型的數(shù)據(jù)交互流程見圖3所示。包含了通信鏈路監(jiān)測(cè)消息、讀寫設(shè)備管理、讀寫設(shè)備操作規(guī)則管理和上報(bào)數(shù)據(jù)四個(gè)部分。

通信鏈路監(jiān)測(cè)消息。在采用TCP/IP協(xié)議時(shí)，通信雙方遵守TCP協(xié)議自動(dòng)建立通信鏈路，并通過心跳請(qǐng)求消息及對(duì)應(yīng)的應(yīng)答消息實(shí)現(xiàn)鏈路維護(hù)；在采用串行通信接口時(shí)，無需進(jìn)行通信鏈路檢測(cè)，但需對(duì)串行通信參與進(jìn)行配置，告知讀寫設(shè)備需通過指定的串行通信接口上傳數(shù)據(jù)，以及串口通信波特率等基本參數(shù)、上傳的數(shù)據(jù)項(xiàng)等。

讀寫設(shè)備管理。消息主要用于后臺(tái)設(shè)備管理系統(tǒng)對(duì)讀寫設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的初始化、配置更新以及程序的更新、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等，主要包括設(shè)備基本屬性參數(shù)、射頻屬性參數(shù)、空口協(xié)議屬性參數(shù)的查詢，便于下一步基于讀寫設(shè)備的基本性能實(shí)現(xiàn)識(shí)別規(guī)則、訪問規(guī)則的配置管理。

讀寫設(shè)備操作規(guī)則管理。該過程主要實(shí)現(xiàn)對(duì)識(shí)別規(guī)則參數(shù)、訪問規(guī)則參數(shù)的配置更新。讀寫設(shè)備根據(jù)識(shí)別規(guī)則參數(shù)和訪問規(guī)則參數(shù)開展工作，包括讀寫設(shè)備哪根天線采用哪種協(xié)議工作，讀取機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)的哪個(gè)分區(qū)的某部分?jǐn)?shù)據(jù)、以及讀取到的數(shù)據(jù)中分別向指定的上位機(jī)上傳哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)等。

上報(bào)數(shù)據(jù)。執(zhí)行識(shí)別規(guī)則、訪問規(guī)則和數(shù)據(jù)上報(bào)，讀寫設(shè)備根據(jù)配置好的相關(guān)規(guī)則參數(shù)，自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)的盤點(diǎn)、數(shù)據(jù)讀寫和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析以及向各個(gè)上位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上報(bào)等。

4應(yīng)用展望

機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)作為高效、精準(zhǔn)的機(jī)動(dòng)車數(shù)字化身份采集手段，公安、交通、規(guī)劃、城管等政府職能部門，保險(xiǎn)、金融等企事業(yè)單位，物流、物業(yè)等商業(yè)企業(yè)均可以使用該平臺(tái)衍生出自己的應(yīng)用，機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)的應(yīng)用需實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨行業(yè)間共享復(fù)用，滿足公安、環(huán)保、交通、汽車等多個(gè)行業(yè)和部門的涉車應(yīng)用，應(yīng)實(shí)現(xiàn)一卡復(fù)用的“一站式”信息采集服務(wù)。本標(biāo)準(zhǔn)的制定，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式全國(guó)統(tǒng)一，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跨地域、跨行業(yè)的互聯(lián)互通和信息共享。因此，機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備實(shí)現(xiàn)規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用接口對(duì)機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)的推廣應(yīng)用具有重大意義，為交通大數(shù)據(jù)、智能交通及社會(huì)公眾出行服務(wù)等應(yīng)用的變革升級(jí)奠定基礎(chǔ)，應(yīng)用市場(chǎng)潛力巨大。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 37987—2019《機(jī)動(dòng)車電子標(biāo)識(shí)讀寫設(shè)備應(yīng)用接口規(guī)范》[S] .中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化出版社，2019.

[2] 顧席光.汽車電子標(biāo)識(shí)在智能交通中的應(yīng)用與研究[J] .公路交通科技，2017（12）：110-117.

[3] 交通管理牌證技術(shù)研究組 汽車電子標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)概述[J].警察技術(shù)， 2017（05） ：4-8.

[4] 吳仁良.汽車電子標(biāo)識(shí)在交通管理領(lǐng)域的應(yīng)用與研究[J].警察技術(shù)，2017（05）：24-26.