機動車查驗OBD數(shù)據(jù)平臺監(jiān)測管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

文圖｜趙永臣 張志旺 王耀華

車輛識別號碼（Vehicle Identification Number, VIN）也稱車架號碼，由17位字母及數(shù)字組成，是識別車輛唯一性的重要信息，通過該號碼可以識別出車輛的生產(chǎn)地、制造廠家、車輛型號、生產(chǎn)年份、發(fā)動機型號等信息。根據(jù)國家標(biāo)準《機動車運行安全技術(shù)條件》（GB 7258-2017）的規(guī)定，車上重要部件如發(fā)動機、變速器、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)等都要求打刻VIN或粘貼VIN條碼，同時具備發(fā)動機電子控制單元（Electronic Control Unit, ECU）的車輛應(yīng)儲存可被讀取的 VIN信息。VIN在車輛安全管理工作中一直發(fā)揮著重要作用，廣泛應(yīng)用于車輛銷售、查驗、維修、缺陷產(chǎn)品召回等環(huán)節(jié)。但近年來，VIN偽造問題越來越嚴重，不法分子通過打磨重新打刻、刷寫軟件改變ECU等方式篡改車輛原有的VIN信息，企圖使不合規(guī)車輛獲得合法身份，這些車輛一旦上路將嚴重影響道路交通安全。為進一步加強車輛管理工作，各地車管所積極推進應(yīng)用車載診斷系統(tǒng)（On Board Diagnostics,OBD），通過與ECU通訊，獲取車輛VIN電子碼信息。在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了一種機動車查驗OBD數(shù)據(jù)平臺監(jiān)測管理系統(tǒng)，可通過拍照采集VIN，并快速比對、確認車輛VIN是否被違法篡改，能夠有效預(yù)防和打擊盜搶、套牌、搶注、走私、拼裝、組裝等涉車違法行為。

一、機動車OBD系統(tǒng)簡介

OBD系統(tǒng)由汽車故障診斷系統(tǒng)延伸而來，通過在線接入汽車電腦接口，可以記錄車輛發(fā)動機、排放后處理裝置、有關(guān)故障代碼等信息，快速地判斷出車輛發(fā)生故障的位置并給出合適的車輛維修方案，從而降低維修的時間成本。在該系統(tǒng)中，故障管理模塊是核心模塊，負責(zé)將診斷的故障信息進行融合，生成故障所對應(yīng)的代碼和凍結(jié)幀信息。最關(guān)鍵的是，通過OBD讀取的VIN等一系列車載信息，可以快速對車輛的唯一性進行判定。

目前，2007年后出廠的汽車都裝配有標(biāo)準的16針OBD診斷接口，大部分車型的接口位置在儀表盤左下方或方向盤右下方，能夠以射頻藍牙形式或數(shù)據(jù)線方式與OBD讀取設(shè)備通信。常見的OBD位置如圖1所示：1號位——自動擋車輛在左腳位置上方、手動擋車輛在離合器踏板上方；2號位——制動踏板上方；3號位——油門踏板上方；4號位——換擋桿前方的煙灰缸下方（部分車型可能要先取出煙灰缸）；5號位——車輛副駕駛位儲物箱下方；6號位——中央扶手箱附近。

圖1 常見的車輛OBD診斷接口位置

核驗登記注冊車輛信息是檢驗VIN前的一個關(guān)鍵步驟。在國產(chǎn)汽車中，每一個制造廠家都有不同的車系，每一種車系都有不同的型號。這些構(gòu)成了汽車整車型號信息，由汽車制造廠家依照國家標(biāo)準《汽車產(chǎn)品型號編制規(guī)則》（GB 9417-88）對其進行編號表示，并在車輛標(biāo)牌上印制后固定在車身不易損壞的顯著位置。汽車產(chǎn)品基本型號由4至5位數(shù)字和2位或3位漢語拼音字母組成，示意圖如圖2所示，包括以下六個方面信息：企業(yè)名稱代號、車輛類型代號、主參數(shù)代號、產(chǎn)品序號、專用汽車分類代號、企業(yè)自定代號。

圖2 國產(chǎn)汽車產(chǎn)品型號（整車型號）編碼規(guī)則

二、VIN采集系統(tǒng)

汽車的VIN一般有三種存在形式：第一種是VIN標(biāo)牌，通常固定在前風(fēng)擋玻璃下方（左側(cè)或右側(cè)），以便查看；第二種是在車輛標(biāo)牌上打刻，車輛標(biāo)牌一般置于車輛前部易于觀察的地方，其主要包括廠牌、型號、發(fā)動機功率、總質(zhì)量、載質(zhì)量或載客人數(shù)、出廠編號、出廠日期及廠名等；第三種是車架號，通常選擇在不易變形損壞且便于觀察的車體堅固位置進行打刻。不同的汽車制造廠商采用的VIN的字號、字形、間距等字符形態(tài)特征存在一定的差異，且車輛應(yīng)至少有一個VIN直接打刻在車架能防止銹蝕、磨損的部位上（無車架的車輛為車身主要承載且不能拆卸的部件）。VIN由17位字母和數(shù)字組成，這些字符包括三個部分，分別是世界制造廠識別代號（World Manufacturer Identifier,WMI）、車輛說明部分（Vehicle Descriptor Section,VSD）和車輛指示部分（Vehicle Identifier Section,VIS）。如圖3所示，第一部分 (1-3位)表示車輛制造廠的唯一標(biāo)示；第二部分 (4-9位)表示車型、發(fā)動機類型、安全保護裝置類型、車型系列代號和檢驗位；第三部分 (10-17位)則表示生產(chǎn)年代碼、總廠代號和生產(chǎn)序列號。

圖3 VIN結(jié)構(gòu)示意圖

（一）VIN智能采集App

VIN智能采集App主要用于車輛查檢驗過程中對車輛VIN進行拍照采集和一比一還原（見圖4），可以拍攝VIN的可見光圖像和對應(yīng)用于3D重建的紅外圖像等深度信息。一比一還原，即對拍照采集的信息進行處理，得到實際大小、筆畫、顏色等特征與實際VIN一致的可打印圖片，實現(xiàn)機動車VIN信息完整電子化，并用于后續(xù)機動車存檔、轉(zhuǎn)籍、過戶等其他業(yè)務(wù)。

圖4 主界面-拍攝和處理結(jié)果截圖

VIN智能采集App在使用時，由公安交管部門機動車查驗終端App喚醒，亦可直接點擊圖標(biāo)進行啟動，完成拍攝VIN照片并一比一還原處理后，提交還原圖給機動車查驗終端App，最終將數(shù)據(jù)傳輸至查驗監(jiān)管系統(tǒng)。

（二）整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

VIN數(shù)碼拓印智能系統(tǒng)部署于查驗專網(wǎng)中，其中前端VIN智能采集App安裝于查驗PDA中，使用進程間通信與公安交管部門機動車查驗App進行數(shù)據(jù)交互，獲取待比對VIN公告原始數(shù)據(jù)的同時，也將識別還原的車輛VIN碼結(jié)果寫入查驗App中，部署在專網(wǎng)的后端視覺分析服務(wù)程序與前端VIN智能采集App進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)后臺對前端采集的VIN圖像進行高精度一比一自動識別比對還原，并提供數(shù)據(jù)存儲與展示。整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖5所示。

圖5 整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

三、機動車查驗OBD數(shù)據(jù)平臺監(jiān)測管理系統(tǒng)

（一）主要操作流程

機動車查驗OBD數(shù)據(jù)平臺監(jiān)測管理系統(tǒng)貫穿于整個機動車查驗、機動車檢驗、4S店、車架號新打刻機構(gòu)、二手車銷售機構(gòu)等各個環(huán)節(jié)中。在機動車查驗環(huán)節(jié)，通過OBD采集工具，對VIN進行電子化采集；在機動車檢驗機構(gòu)，可在車輛外觀檢驗時進行采集；車輛重新打刻車架號后，再次采集車輛VIN；在4S店、二手車銷售環(huán)節(jié)，對銷售出去的車輛同樣進行VIN采集。通過每次采集時記錄采集時間及辦理業(yè)務(wù)類型，即對同一輛車形成一個VIN數(shù)據(jù)庫。

如圖6所示，點擊智能讀取，系統(tǒng)提示讀取車輛OBD信息，自動進行一致性比對，并返回車輛VIN判定結(jié)果信息。點擊歷史讀取記錄，可查看歷史讀取的OBD信息。

圖6 車輛信息查詢系統(tǒng)界面

根據(jù)界面提示可清楚查看歷史讀取記錄，也可以復(fù)制歷史讀取記錄到剪切板，便于用戶記錄OBD檢測信息，具體如圖7所示。

圖7 歷史讀取記錄界面

（二）比對功能

在通過OBD讀取VIN時，自動讀取全車VIN，判定一致性并上傳后臺。若車輛VIN一致則自動回傳，不一致則提供彈出頁面供人工審核，如圖8所示。

圖8 車輛信息讀取界面

（三）人工核對查詢

在機動車查驗終端、機動車外檢終端或警務(wù)通終端安裝App軟件，通過公安網(wǎng)電腦、專網(wǎng)電腦、互聯(lián)網(wǎng)電腦頁面訪問，經(jīng)過身份認證進入系統(tǒng)，使用車輛信息查詢?nèi)嘨IN，用于人工核對，如圖9所示。

圖9 人工核對界面

（四）延伸功能

若在車輛報廢業(yè)務(wù)中讀取VIN時發(fā)現(xiàn)重復(fù)信息，系統(tǒng)重點預(yù)警，防止不法分子利用報廢車輛VIN再次辦理業(yè)務(wù)，防范違法現(xiàn)象的發(fā)生。

四、系統(tǒng)部署應(yīng)用

在交警總隊公安網(wǎng)內(nèi)部署數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，用于存放各地電子VIN數(shù)據(jù)。對于查驗專網(wǎng)采集的，在專網(wǎng)中上傳服務(wù)器，通過安全數(shù)據(jù)邊界，將采集到的車架號中轉(zhuǎn)至公安網(wǎng)內(nèi)，并上傳至總隊存儲服務(wù)器；部署在互聯(lián)網(wǎng)中的采集前端，在互聯(lián)網(wǎng)中完成電子VIN的采集，通過單向“數(shù)據(jù)擺渡”安全接入平臺，將4S店、二手車交易市場出售的車輛電子VIN單向傳輸至公安網(wǎng)內(nèi)。

通過總隊集中收集數(shù)據(jù)，全省數(shù)據(jù)共享，可以實現(xiàn)省內(nèi)車輛在不同地市辦理業(yè)務(wù)時，對車輛的電子VIN進行比對，便于精準管理，遏制盜搶、拼裝、非法改裝等涉車違法行為。目前，該系統(tǒng)已在河北省廊坊市試點應(yīng)用，協(xié)助警方偵破了多起車輛VIN違法篡改案件，有效支持了一線查驗工作。