機動車電子標識讀寫設備應用接口規(guī)范國家標準解讀

孫正良，胡家彬，徐永森，顧席光，黃金

摘 要：為了推動國家標準《機動車電子標識讀寫設備應用接口規(guī)范》（GB/T 37987—2019）的實施和推廣應用，提高機動車標識讀寫設備的標準化、智能化水平，提高競爭力，對這項標準進行了系統(tǒng)地解讀。首先闡述了標準的制定背景與意義，其次介紹了標準的使用范圍和術語定義，最后系統(tǒng)闡述了接口規(guī)范，技術要求，對未來的應用做了展望。

關鍵詞：機動車電子標識；讀寫設備；應用接口；國家標準

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 標準制定背景

隨著我國經濟飛速發(fā)展，機動車保有量也不斷增加，截至2019年6月底，全國機動車保有量達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、快遞物流運輸對機動車出行需求量的急劇增加，導致了城市交通出行難、停車難、空氣污染等問題[1]。

為了精準獲取道路交通車輛的信息，對城市道路運行車輛進行管理，重慶、南京、廈門、蘭州等城市基于ISO 18000-6B/6C標準的射頻識別技術（RFID），開展了“機動車環(huán)保電子卡”項目[2-4]。由于早期國內尚未制定RFID相關技術標準，各地采用技術路線和產品性能存在較大的差異性，互不兼容問題突出。為規(guī)范和引領基于超高頻射頻識別技術的機動車電子標識的安全應用，推動機動車電子標識芯片的國產化和標準化，經相關主管部門同意，公安部交通管理科學研究所（簡稱“交科所”）于2010年成立工作組，開展機動車電子標識技術的可行性研究，對RFID技術涉車應用需求、關鍵技術問題及解決方案進行了系統(tǒng)研究，搭建了室內、室外測試環(huán)境。2013年起，經國家標準化委員會（簡稱國標委）批準，交科所負責編制《機動車電子標識通用規(guī)范 第1部分：汽車》等六項機動車電子標識國家標準，相關標準于2017年底正式發(fā)布，在2018年7月1日起正式實施。2017年起，已經在深圳、無錫、武漢、天津等14個城市和地區(qū)，開展了重點車輛通行監(jiān)管、貨運車輛通行證管理、公交車型號優(yōu)先控制和智能門禁/停車管理等應用。

為了確保機動車電子標識現有的智能交通系統(tǒng)間的數據融合應用，實現各類智能交通應用系統(tǒng)之間的互聯互通，有必要制定機動車電子標識讀寫設備數據接口標準。因此，交科所于2014年向國標委提出了本標準的立項申請。國標委與2015年12月下達了國家標準《汽車電子標識讀寫設備應用接口規(guī)范》的制定工作，2019年8月30日發(fā)布了國家標準《機動車電子標識讀寫設備應用接口規(guī)范》（GB/T 37987—2019），并將于2020年3月1日正式實施。本文將對這項國家標準進行系統(tǒng)的介紹，以便于推動我國汽車電子標識技術的普及應用，促進車聯網、交通大數據等新興技術的發(fā)展建設。

2 標準的適用范圍和術語定義

2.1標準的適用范圍

GB/T 37987—2019適用于機動車電子標識讀寫設備的設計和研發(fā)。規(guī)定了機動車電子標識讀寫設備與其他設備或系統(tǒng)交互通信的一般規(guī)定，消息、參數和標識符，通信鏈路監(jiān)測、讀寫設備操作規(guī)則管理、讀寫設備管理和數據上報。

2.2標準的術語定義

GB/T 37987—2019中規(guī)定了關于機動車電子標識讀寫設備設計和研發(fā)過程中的主要術語定義，介紹如下：

（1）消息：指讀寫設備與其他設備或系統(tǒng)交互通信的最小信息單元。

（2）參數：指消息中按指定數據類型、順序組成、用于傳遞信息的數據序列。

（3）識別規(guī)則：讀寫設備對機動車電子標識進行識別操作或讀操作時需遵循的、由多組參數描述的法則。

（4）訪問規(guī)則：讀寫設備對指定的機動車電子標識進行讀操作或寫操作時需遵循的、由多組參數描述的法則。

（5）標識符：用于標識消息或參數的、由多個字符組成的助記符。

3 標準的主要技術內容

3.1通信協(xié)議

通信協(xié)議包含了以太網通信協(xié)議和串行通信協(xié)議。標準規(guī)定了兩個通信協(xié)議應符合的詳細技術要求?？紤]到電子標識讀寫設備采集的交通數據，有些應用場景需要實時（或定時）上傳至后臺數據中心，有些應用場景需要與路口的電子警察、交通信號控制機等前端設備進行實時數據交互，有些應用場景需要不定時接收并存儲上位機傳送的數據，因此要求電子標識讀寫設備同時支持網絡通信及串口通信協(xié)議。

3.2消息分類及其組成

在讀寫設備與其他設備或系統(tǒng)交互通信過程中，消息按響應方式分為有應答消息和無應答消息兩種。由于電子標識讀寫設備或上位機發(fā)出的大部分消息是需要接收方實時應答，該部分消息使用有應答消息，要求接收方反饋消息處理結果；而讀寫設備主動上報數據信息、設備事件通知消息等則不需要應答，因此該部分消息無應答消息，無需接收方反饋消息處理結果。

消息由消息頭和消息體組成，多字節(jié)數據采用大端模式傳輸。其中，消息頭由設備序列號、版本號、消息代碼、消息長度、消息編號五部分組成。各部分應符合相對應的字符要求。

3.3識別規(guī)則和訪問規(guī)則

識別規(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，通過發(fā)送激活電子標識識別規(guī)則消息將其狀態(tài)轉換至就緒狀態(tài)；在就緒工作狀態(tài)時，通過啟用電子標識識別規(guī)則消息轉換至啟用狀態(tài)，或滿足電子標識識別規(guī)則啟用觸發(fā)參數規(guī)定的條件時自動轉換至啟用狀態(tài)，或通過發(fā)送禁用電子標識識別規(guī)則消息返回禁用狀態(tài)；在啟用工作狀態(tài)時，通過停止電子標識識別規(guī)則消息轉換至就緒狀態(tài)，或滿足電子標識識別規(guī)則停止觸發(fā)參數規(guī)定的條件時自動轉換至就緒狀態(tài)，或通過禁用電子標識識別規(guī)則消息轉換至禁用狀態(tài)，詳情見圖1識別規(guī)則狀態(tài)轉換示意圖所示。

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，上位機發(fā)送激活電子標識訪問規(guī)則消息將其狀態(tài)轉換至就緒狀態(tài)；在就緒工作狀態(tài)時，通過禁用電子標識訪問規(guī)則消息轉換至禁用狀態(tài)。詳情見圖2訪問規(guī)則狀態(tài)轉換示意圖所示。

3.4交互流程

考慮機動車電子標識讀寫設備物理通信接口、上傳數據項因應用場景而存在差異，典型的如與路口前端設備道路交通信號控制器通信時，可通過TCP/IP網絡協(xié)議或串行通信協(xié)議上傳數據信息，信息以單車車輛信息為主；當需要上傳數據到后臺公安交通集成系統(tǒng)時，則需通過TCP/IP協(xié)議上傳單車車輛信息、指定時段內的車流量信息、告警信息等詳細交通流信息；此外，還需要與后臺設備管理系統(tǒng)建立聯系，上傳設備運行狀態(tài)信息并接受管理系統(tǒng)更新運行參數相關指令。

典型的數據交互流程見圖3所示。包含了通信鏈路監(jiān)測消息、讀寫設備管理、讀寫設備操作規(guī)則管理和上報數據四個部分。

通信鏈路監(jiān)測消息。在采用TCP/IP協(xié)議時，通信雙方遵守TCP協(xié)議自動建立通信鏈路，并通過心跳請求消息及對應的應答消息實現鏈路維護；在采用串行通信接口時，無需進行通信鏈路檢測，但需對串行通信參與進行配置，告知讀寫設備需通過指定的串行通信接口上傳數據，以及串口通信波特率等基本參數、上傳的數據項等。

讀寫設備管理。消息主要用于后臺設備管理系統(tǒng)對讀寫設備運行參數的初始化、配置更新以及程序的更新、運行狀態(tài)監(jiān)測等，主要包括設備基本屬性參數、射頻屬性參數、空口協(xié)議屬性參數的查詢，便于下一步基于讀寫設備的基本性能實現識別規(guī)則、訪問規(guī)則的配置管理。

讀寫設備操作規(guī)則管理。該過程主要實現對識別規(guī)則參數、訪問規(guī)則參數的配置更新。讀寫設備根據識別規(guī)則參數和訪問規(guī)則參數開展工作，包括讀寫設備哪根天線采用哪種協(xié)議工作，讀取機動車電子標識的哪個分區(qū)的某部分數據、以及讀取到的數據中分別向指定的上位機上傳哪些數據項等。

上報數據。執(zhí)行識別規(guī)則、訪問規(guī)則和數據上報，讀寫設備根據配置好的相關規(guī)則參數，自動啟動對機動車電子標識的盤點、數據讀寫和數據統(tǒng)計、分析以及向各個上位系統(tǒng)的數據上報等。

4應用展望

機動車電子標識系統(tǒng)作為高效、精準的機動車數字化身份采集手段，公安、交通、規(guī)劃、城管等政府職能部門，保險、金融等企事業(yè)單位，物流、物業(yè)等商業(yè)企業(yè)均可以使用該平臺衍生出自己的應用，機動車電子標識的應用需實現跨區(qū)域、跨行業(yè)間共享復用，滿足公安、環(huán)保、交通、汽車等多個行業(yè)和部門的涉車應用，應實現一卡復用的“一站式”信息采集服務。本標準的制定，實現了產品技術標準及數據內容和格式全國統(tǒng)一，進而實現跨地域、跨行業(yè)的互聯互通和信息共享。因此，機動車電子標識讀寫設備實現規(guī)范統(tǒng)一的數據應用接口對機動車電子標識的推廣應用具有重大意義，為交通大數據、智能交通及社會公眾出行服務等應用的變革升級奠定基礎，應用市場潛力巨大。

參考文獻

[1] 國家市場監(jiān)督管理總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 37987—2019《機動車電子標識讀寫設備應用接口規(guī)范》[S] .中國標準化出版社，2019.

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

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

[4] 吳仁良.汽車電子標識在交通管理領域的應用與研究[J].警察技術，2017（05）：24-26.