孙正良，胡家彬，徐永森，顾席光，黄金
摘 要：为了推动国家标准《机动车电子标识读写设备应用接口规范》（GB/T 37987—2019）的实施和推广应用，提高机动车标识读写设备的标准化、智能化水平，提高竞争力，对这项标准进行了系统地解读。首先阐述了标准的制定背景与意义，其次介绍了标准的使用范围和术语定义，最后系统阐述了接口规范，技术要求，对未来的应用做了展望。
关键词：机动车电子标识；读写设备；应用接口；国家标准
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 標准制定背景
随着我国经济飞速发展，机动车保有量也不断增加，截至2019年6月底，全国机动车保有量达3.4亿辆，其中汽车2.5亿辆，汽车保有量已占全球汽车保有量的11%。公众日常出行、快递物流运输对机动车出行需求量的急剧增加，导致了城市交通出行难、停车难、空气污染等问题[1]。
为了精准获取道路交通车辆的信息，对城市道路运行车辆进行管理，重庆、南京、厦门、兰州等城市基于ISO 18000-6B/6C标准的射频识别技术（RFID），开展了“机动车环保电子卡”项目[2-4]。由于早期国内尚未制定RFID相关技术标准，各地采用技术路线和产品性能存在较大的差异性，互不兼容问题突出。为规范和引领基于超高频射频识别技术的机动车电子标识的安全应用，推动机动车电子标识芯片的国产化和标准化，经相关主管部门同意，公安部交通管理科学研究所（简称“交科所”）于2010年成立工作组，开展机动车电子标识技术的可行性研究，对RFID技术涉车应用需求、关键技术问题及解决方案进行了系统研究，搭建了室内、室外测试环境。2013年起，经国家标准化委员会（简称国标委）批准，交科所负责编制《机动车电子标识通用规范 第1部分：汽车》等六项机动车电子标识国家标准，相关标准于2017年底正式发布，在2018年7月1日起正式实施。2017年起，已经在深圳、无锡、武汉、天津等14个城市和地区，开展了重点车辆通行监管、货运车辆通行证管理、公交车型号优先控制和智能门禁/停车管理等应用。
为了确保机动车电子标识现有的智能交通系统间的数据融合应用，实现各类智能交通应用系统之间的互联互通，有必要制定机动车电子标识读写设备数据接口标准。因此，交科所于2014年向国标委提出了本标准的立项申请。国标委与2015年12月下达了国家标准《汽车电子标识读写设备应用接口规范》的制定工作，2019年8月30日发布了国家标准《机动车电子标识读写设备应用接口规范》（GB/T 37987—2019），并将于2020年3月1日正式实施。本文将对这项国家标准进行系统的介绍，以便于推动我国汽车电子标识技术的普及应用，促进车联网、交通大数据等新兴技术的发展建设。
2 标准的适用范围和术语定义
2.1标准的适用范围
GB/T 37987—2019适用于机动车电子标识读写设备的设计和研发。规定了机动车电子标识读写设备与其他设备或系统交互通信的一般规定，消息、参数和标识符，通信链路监测、读写设备操作规则管理、读写设备管理和数据上报。
2.2标准的术语定义
GB/T 37987—2019中规定了关于机动车电子标识读写设备设计和研发过程中的主要术语定义，介绍如下：
（1）消息：指读写设备与其他设备或系统交互通信的最小信息单元。
（2）参数：指消息中按指定数据类型、顺序组成、用于传递信息的数据序列。
（3）识别规则：读写设备对机动车电子标识进行识别操作或读操作时需遵循的、由多组参数描述的法则。
（4）访问规则：读写设备对指定的机动车电子标识进行读操作或写操作时需遵循的、由多组参数描述的法则。
（5）标识符：用于标识消息或参数的、由多个字符组成的助记符。
3 标准的主要技术内容
3.1通信协议
通信协议包含了以太网通信协议和串行通信协议。标准规定了两个通信协议应符合的详细技术要求。考虑到电子标识读写设备采集的交通数据，有些应用场景需要实时（或定时）上传至后台数据中心，有些应用场景需要与路口的电子警察、交通信号控制机等前端设备进行实时数据交互，有些应用场景需要不定时接收并存储上位机传送的数据，因此要求电子标识读写设备同时支持网络通信及串口通信协议。
3.2消息分类及其组成
在读写设备与其他设备或系统交互通信过程中，消息按响应方式分为有应答消息和无应答消息两种。由于电子标识读写设备或上位机发出的大部分消息是需要接收方实时应答，该部分消息使用有应答消息，要求接收方反馈消息处理结果；而读写设备主动上报数据信息、设备事件通知消息等则不需要应答，因此该部分消息无应答消息，无需接收方反馈消息处理结果。
消息由消息头和消息体组成，多字节数据采用大端模式传输。其中，消息头由设备序列号、版本号、消息代码、消息长度、消息编号五部分组成。各部分应符合相对应的字符要求。
3.3识别规则和访问规则
识别规则有禁用、就绪、启用三种工作状态，在一定条件下，禁用工作状态时，通过发送激活电子标识识别规则消息将其状态转换至就绪状态；在就绪工作状态时，通过启用电子标识识别规则消息转换至启用状态，或满足电子标识识别规则启用触发参数规定的条件时自动转换至启用状态，或通过发送禁用电子标识识别规则消息返回禁用状态；在启用工作状态时，通过停止电子标识识别规则消息转换至就绪状态，或满足电子标识识别规则停止触发参数规定的条件时自动转换至就绪状态，或通过禁用电子标识识别规则消息转换至禁用状态，详情见图1识别规则状态转换示意图所示。
访问规则有禁用、就绪两种工作状态。在禁用工作状态时，上位机发送激活电子标识访问规则消息将其状态转换至就绪状态；在就绪工作状态时，通过禁用电子标识访问规则消息转换至禁用状态。详情见图2访问规则状态转换示意图所示。
3.4交互流程
考虑机动车电子标识读写设备物理通信接口、上传数据项因应用场景而存在差异，典型的如与路口前端设备道路交通信号控制器通信时，可通过TCP/IP网络协议或串行通信协议上传数据信息，信息以单车车辆信息为主；当需要上传数据到后台公安交通集成系统时，则需通过TCP/IP协议上传单车车辆信息、指定时段内的车流量信息、告警信息等详细交通流信息；此外，还需要与后台设备管理系统建立联系，上传设备运行状态信息并接受管理系统更新运行参数相关指令。
典型的数据交互流程见图3所示。包含了通信链路监测消息、读写设备管理、读写设备操作规则管理和上报数据四个部分。
通信链路监测消息。在采用TCP/IP协议时，通信双方遵守TCP协议自动建立通信链路，并通过心跳请求消息及对应的应答消息实现链路维护；在采用串行通信接口时，无需进行通信链路检测，但需对串行通信参与进行配置，告知读写设备需通过指定的串行通信接口上传数据，以及串口通信波特率等基本参数、上传的数据项等。
读写设备管理。消息主要用于后台设备管理系统对读写设备运行参数的初始化、配置更新以及程序的更新、运行状态监测等，主要包括设备基本属性参数、射频属性参数、空口协议属性参数的查询，便于下一步基于读写设备的基本性能实现识别规则、访问规则的配置管理。
读写设备操作规则管理。该过程主要实现对识别规则参数、访问规则参数的配置更新。读写设备根据识别规则参数和访问规则参数开展工作，包括读写设备哪根天线采用哪种协议工作，读取机动车电子标识的哪个分区的某部分数据、以及读取到的数据中分别向指定的上位机上传哪些数据项等。
上报数据。执行识别规则、访问规则和数据上报，读写设备根据配置好的相关规则参数，自动启动对机动车电子标识的盘点、数据读写和数据统计、分析以及向各个上位系统的数据上报等。
4应用展望
机动车电子标识系统作为高效、精准的机动车数字化身份采集手段，公安、交通、规划、城管等政府职能部门，保险、金融等企事业单位，物流、物业等商业企业均可以使用该平台衍生出自己的应用，机动车电子标识的应用需实现跨区域、跨行业间共享复用，满足公安、环保、交通、汽车等多个行业和部门的涉车应用，应实现一卡复用的“一站式”信息采集服务。本标准的制定，实现了产品技术标准及数据内容和格式全国统一，进而实现跨地域、跨行业的互联互通和信息共享。因此，机动车电子标识读写设备实现规范统一的数据应用接口对机动车电子标识的推广应用具有重大意义，为交通大数据、智能交通及社会公众出行服务等应用的变革升级奠定基础，应用市场潜力巨大。
参考文献
[1] 国家市场监督管理总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 37987—2019《机动车电子标识读写设备应用接口规范》[S] .中国标准化出版社，2019.
[2] 顾席光.汽车电子标识在智能交通中的应用与研究[J] .公路交通科技，2017（12）：110-117.
[3] 交通管理牌證技术研究组 汽车电子标识识别系统概述[J].警察技术， 2017（05） ：4-8.
[4] 吴仁良.汽车电子标识在交通管理领域的应用与研究[J].警察技术，2017（05）：24-26.
