《電子技術(shù)應(yīng)用》
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GPS和射頻識別兩種技術(shù)在智能公交管理中的結(jié)合應(yīng)用
蔡振輝
來源:RFID中國網(wǎng)
摘要: 通過對GPS,、射頻識別兩種技術(shù)在公交領(lǐng)域的應(yīng)用進行分析,,并討論兩種技術(shù)結(jié)合使用,,從而試想提高公交智能化管理的可能性。
Abstract:
Key words :

    一,、概述
  隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市建設(shè)規(guī)模與日俱進,,城市交通問題日益凸顯,,已成為嚴重制約許多大中城市發(fā)展的重點問題之一。大力,、優(yōu)先發(fā)展公共交通.實現(xiàn)數(shù)字化,、智能化城市交通管理,提高公共交通運營管理效率和社會服務(wù)水平,,符合目前中國國情下的現(xiàn)代化大城市發(fā)展趨勢,。
  目前,國內(nèi)大多數(shù)大城市的公交車智能管理調(diào)度模式單一采用車載GPS衛(wèi)星定位技術(shù),,也有少部分城市單一采用了射頻識別技術(shù),。這兩種技術(shù)的采用都是由靜態(tài)監(jiān)管向動態(tài)監(jiān)管,,人工管理向自動管理的轉(zhuǎn)變,是公共交通管理進步的表現(xiàn),,但是這兩種技術(shù)的采用都存在各自鮮明的優(yōu)勢與不足之處,,應(yīng)用效果并不十分理想。
  下面分別通過對GPS,、射頻識別兩種技術(shù)在公交領(lǐng)域的應(yīng)用進行分析,,并討論兩種技術(shù)結(jié)合使用,從而試想提高公交智能化管理的可能性,。
  二,、GPS技術(shù)及其在公交領(lǐng)域引用的優(yōu)缺點
  GPS又稱為全球定位系統(tǒng)(Global PositioningSystemGPS),由空間星座,、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成,,其基本定位原理是:衛(wèi)星不問斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間,信息用戶接收到這些信息后經(jīng)過計算機輔助,,求出接收機的三維位置,、三維方向以及運動速度和時間信息。GPS系統(tǒng)具有以下主要特點:全天候,、多功能,、操作簡便和應(yīng)用范圍廣泛等。
  (一)在公交領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)點
  GPS技術(shù)目前在車載方面的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟,,已具備了快速,、高效、準確地提供點,、線,、面要素的精確三維坐標,且具有全天候,、高精度,、自動化、效益高等優(yōu)點,。公交智能化管理對GPS技術(shù)的運用主要體現(xiàn)在車輛自動定位,、行駛信息引導和電子站牌等子系統(tǒng)上面,前面闡述的GPS主要特點正符合公交智能化管理技術(shù)運用的需求,。對于新發(fā)展起來的大中城市,,公共交通基礎(chǔ)設(shè)施比較完善,城市道路,、樓距比較寬,,高架橋和隧道相應(yīng)也就比較少,GPS系統(tǒng)調(diào)度靈活,,知情能力和應(yīng)變能力強的優(yōu)勢就充分地體現(xiàn)了出來,,完全可以達到實時掌握車輛行為狀態(tài)的管理要求,。

 (二)在公交領(lǐng)域應(yīng)用的缺點
  我國目前歷史比較悠久而且經(jīng)濟水平比較高的大城市,例如北京,、上海,、廣州等,經(jīng)過三十多年來的城市建設(shè)后,,市區(qū)高層建筑林立,,高架路橋密集,隧道也越來越多,,公交車作為城市公共交通主力軍,,穿梭于這些地方是必須的,而GPS衛(wèi)星定位在碰到高層建筑比較多和密集的路段時信號衰弱嚴重,,在有高架路橋或者隧道遮擋時沒信號,,都會導致GPS系統(tǒng)信號不穩(wěn)定甚至無法正常工作。舉個例子來說,,廣州市是建筑密度大,、樓層高,高架路橋和隧道非常多的典型大城市,,目前廣州市部分公交公司建設(shè)使用的公交GPS智能調(diào)度管理系統(tǒng),,一旦行使經(jīng)過高架路橋底層、隧道,,或者??吭诟呒苈窐蚋浇徽军c上客,進入分層人車分流樞紐公交站場的公交車輛,,就碰到過這種信號不穩(wěn)定或者沒信號的問題,也就使得調(diào)度中心無法得知公交車此時的行為狀態(tài)了,。
  三,、射頻識別技術(shù)及其在公交領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)缺點
  射頻識別技術(shù)[Radio Frequency[dentification,縮寫簡稱為III)(欲了解更多?請見本期【科技“生詞”解釋】)1是通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),,由射頻卡,、讀卡器和信號發(fā)射天線三個基本部分組成。其工作原理是:當射頻卡進入收發(fā)天線區(qū)域后,,發(fā)出的加密載波信號被天線接收,,經(jīng)RFID射頻讀卡器裝置接收處理后,向通信模塊發(fā)送獲取的卡信息,。
  (一)在公交領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)點
  采用射頻識別技術(shù)主要目的在于實現(xiàn)不停車遠距離自動識別,,實時定點采集公交車輛進出站和通過信息采集點,快速確定公交車輛所處位置,。其主要優(yōu)點有:車載射頻卡與讀卡器基本都采用了雙向交互的無線數(shù)據(jù)通信方式,,通信技術(shù)穩(wěn)定,、可靠,誤碼率極低,。載波信號穿透力,、繞射力極強和信息防沖撞功能非常好,車載射頻卡可固定安裝在車輛的金屬,、非金屬,、玻璃等物體表面,安裝位置基本不受限制,,讀卡器可同時識別多輛并排,、串道、跨線,、爬頭等不按規(guī)定行走的車載卡,。車載射頻卡和讀卡設(shè)備的感應(yīng)范圍和通過速度也可根據(jù)管理需要進行靈活調(diào)整。
  (二)在公交領(lǐng)域應(yīng)用的缺點
  射頻識別技術(shù)在公交領(lǐng)域應(yīng)用的缺點主要體現(xiàn)于只能在固定點進行數(shù)據(jù)采集,,其技術(shù)的“點式定位”方式具有較強的局限性,,相對于采用GPS技術(shù)來說,在靈活性方面就落后了,。如果密集安裝數(shù)據(jù)采集設(shè)備,,資金投入將相當大,建成后的維護成本也非常昂貴,;如果數(shù)據(jù)采集設(shè)備太少,,感應(yīng)范圍沒有全面覆蓋,也就無法實現(xiàn)感知車輛在道路上行駛的實時狀態(tài)信息,。

  四,、通過GPS和RFID兩種技術(shù)的結(jié)合來提高公交智能調(diào)度管理系統(tǒng)的可靠程度
  公交智能調(diào)度管理系統(tǒng)可以采用GPS技術(shù)和射頻識別技術(shù)相結(jié)合的設(shè)計方案。因為目前GPS信號的覆蓋范圍已經(jīng)比較廣,,所以可采用以GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)為主,,射頻識別技術(shù)為輔的方式。根據(jù)上面這兩種技術(shù)在公交領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)缺點的分析,,可以利用射頻識別技術(shù)的優(yōu)點來彌補GPS技術(shù)運用的缺點,。調(diào)度指揮中心后臺管理子系統(tǒng)第一采用數(shù)據(jù)信息來自于GPS子系統(tǒng),第二采用數(shù)據(jù)信息則來自于射頻識別子系統(tǒng),。在有充分數(shù)據(jù)信息來源的前提下,,公交智能調(diào)度管理系統(tǒng)的可靠性也將得到較好的提高。系統(tǒng)主要框架構(gòu)成設(shè)想大致如下:
  (一)公交車載設(shè)備
  公交車上面同時安裝一套GPS設(shè)備和一張射頻卡,,目前市場上一張射頻卡的價格大概在50~80元不等,,相對于車載GPS設(shè)備的價格,是非常低廉的,對于提高系統(tǒng)可靠性來說,,這筆投資是非常值得的,。
  (二)射頻信息采集傳輸設(shè)備
  主要安裝在GPS信號無法覆蓋或者比較弱區(qū)域的適當位置,設(shè)備由射頻收發(fā)天線,、讀卡器和通信模塊構(gòu)成,。其工作原理是:當車載射頻卡進入收發(fā)天線區(qū)域后,車載射頻卡發(fā)出的加密載波信號被天線接收,,經(jīng)RFID射頻讀卡器裝置接收處理后,,向通信模塊發(fā)送獲取的車載射頻卡信息。通信模塊通過GSM/GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)方式與遠端的讀卡服務(wù)器建立通信連接,,將接收到的卡號,、時間、地址信息傳送到調(diào)度中心,。
  通信模塊主要依托GsM/GPRs/CDMA等數(shù)字公眾網(wǎng)通信,,具有IP地址設(shè)置、讀卡數(shù)據(jù)緩存/比對
E本地卡號限制過濾,、遠程通信超時/異常告警,、時鐘/卡號集/異常告警短信遠程設(shè)置等功能。鑒于數(shù)據(jù)通信的重要性,,為確保無線通信的穩(wěn)定性和可靠性,,這里的通信模塊要求提供熱備份的GSM/GPRS/CDMA工作模塊為第二信道。
  (三)調(diào)度指揮中心系統(tǒng)
  調(diào)度指揮中心系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備,、數(shù)據(jù)接收,、存儲、分析,、管理,、發(fā)布服務(wù)器、大屏幕電視墻,、客戶端管理計算機等設(shè)備組成,。后臺管理子系統(tǒng)根據(jù)實時收到的各線路公交車輛運行的定位數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息加以甄別和分析之后呈現(xiàn)出來,調(diào)度指揮中心管理人員可即時作出快速,、合理的調(diào)度指令,同時往信息發(fā)布等子系統(tǒng)發(fā)布及時服務(wù)信息,。對采集到的數(shù)據(jù),,后臺管理子系統(tǒng)自動進行匯總、統(tǒng)計,,生成各種營運報表等,。

  五、總結(jié)
  針對我國目前一些大城市的公交車智能管理調(diào)度模式,,在這里提出的通過GPS和RFID兩種技術(shù)的結(jié)合來提高公交智能調(diào)度管理系統(tǒng)的可靠程度,,是嘗試將高科技手段更好地服務(wù)于城市公共交通數(shù)字化的一種設(shè)想,。針對目前一些城市已經(jīng)建設(shè)的GPS公交智能調(diào)度管理系統(tǒng)。采用基于射頻識別技術(shù)的“點式定位”系統(tǒng)作為補充,,既能提高車輛定位精度,,提升公交系統(tǒng)企業(yè)的運營效率和服務(wù)水平。又能克服GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在公交應(yīng)用中的不足.減少資金投入,。
  交通是經(jīng)濟的動脈,,要用現(xiàn)代化科學技術(shù)改造傳統(tǒng)的公交產(chǎn)業(yè),以信息化帶動現(xiàn)代化,。建設(shè)新型智能化,。自動化的公交調(diào)度管理系統(tǒng),“公交優(yōu)先”政策符合我國目前國情,,代表著大多數(shù)人民群眾的利益,,能最大限度地挖掘現(xiàn)有城市道路潛力,是政府交通管理部門解決城市交通問題的重要途徑,。把公交系統(tǒng)的管理和服務(wù)工作提高到新的水平,,同時也就能夠協(xié)助政府職能部門實現(xiàn)對公交系統(tǒng)整體運行狀況進行有效管理和總體規(guī)劃。

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