基于RFID的城市智能公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)

余紅紅

[摘 要]近年來，受道路空間資源和機(jī)動(dòng)車輛持續(xù)增長限制，城市公共交通發(fā)展遭遇瓶頸，構(gòu)建智能化、信息化公共交通系統(tǒng)，可有效提高公共交通運(yùn)輸效率，成為促進(jìn)公共交通發(fā)展的有效手段。本文基于RFID技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合公交車輛的運(yùn)行特點(diǎn)和典型應(yīng)用，設(shè)計(jì)了城市智能公交系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及典型應(yīng)用流程，構(gòu)建了集多應(yīng)用于一體的城市智能公交系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞]智能交通；公共交通；交通管理；RFID

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.43.180

當(dāng)前機(jī)動(dòng)車保有量的持續(xù)增長導(dǎo)致交通擁擠問題頻發(fā)，公共交通成為解決該問題的有效手段之一。但是隨著城市交通網(wǎng)絡(luò)和公共交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的提高，當(dāng)前的公共交通發(fā)展已經(jīng)不能滿足居民出行交通需求，這就迫切需要構(gòu)建智能公共交通系統(tǒng)，提高運(yùn)輸效率，降低資源能耗和成本，減少污染，使公共交通向著智能化、信息化的方向發(fā)展。本文利用RFID技術(shù)（無線射頻識(shí)別技術(shù)），結(jié)合公交車輛的運(yùn)行特點(diǎn)，建設(shè)集智能場站管理、智能公交調(diào)度、公交信號(hào)優(yōu)先控制、智能公交信息服務(wù)等于一體的智能公交系統(tǒng)，對(duì)全面提高公共交通服務(wù)水平，促進(jìn)公共交通發(fā)展，緩減城市交通擁堵問題具有重要意義。

1 基于RFID的城市智能公交系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

RFID（Radio Frequency Identification） 即無線射頻識(shí)別技術(shù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。與其他自動(dòng)識(shí)別技術(shù)相比，RFID具有多目標(biāo)識(shí)別、識(shí)別距離遠(yuǎn)、移動(dòng)識(shí)別、非接觸識(shí)別、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通信、應(yīng)用安全穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)RFID技術(shù)的特點(diǎn)，城市智能公交系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上自底向上分為5層，即標(biāo)簽層、基站層、數(shù)據(jù)層、支撐層和應(yīng)用層。其中標(biāo)簽層、基站層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層4層通過無線通信網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)系，支撐層主要是為數(shù)據(jù)層到應(yīng)用層提供技術(shù)支撐。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 城市智能公交系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2 智能公交系統(tǒng)典型應(yīng)用流程設(shè)計(jì)

（1）智能場站管理。在公交場站出入口安裝固定式讀寫器，用于讀取公交車輛進(jìn)出場站的狀況。當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的公交車輛進(jìn)出場站時(shí)，讀寫器將讀取并記錄公交車輛的電子標(biāo)簽信息，并通過無線傳輸發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器。后臺(tái)服務(wù)器對(duì)采集到的車輛信息進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，自動(dòng)識(shí)別公交車輛合法身份，統(tǒng)一進(jìn)行公交場站車輛管理，并限制其他車輛的駛?cè)搿Ｖ悄芄粓稣竟芾韺?shí)現(xiàn)了公交車輛的不停車自動(dòng)身份識(shí)別和智能化車輛管理。

圖2 智能場站管理子系統(tǒng)應(yīng)用流程

（2）智能公交調(diào)度。智能公交調(diào)度通過設(shè)置于城市道路主要節(jié)點(diǎn)的固定式讀寫器，讀取在道路上運(yùn)行的公交車輛位置、客流量等信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酵ㄐ欧?wù)器。通信服務(wù)器對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并傳輸給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，信息加工處理后，將分析結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器。系統(tǒng)運(yùn)營服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取與公交車輛運(yùn)行管理相關(guān)的所有實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)調(diào)度管理中心對(duì)公交運(yùn)行車輛監(jiān)控的目的，經(jīng)過車載設(shè)備信息發(fā)布服務(wù)器與通信服務(wù)器，向公交企業(yè)或駕駛?cè)税l(fā)送調(diào)度指令。具體流程如圖 3所示。

（3）公交信號(hào)優(yōu)先控制。在距離交叉口100～300m范圍內(nèi)或者公交站點(diǎn)附近布置讀寫設(shè)備，安裝有電子標(biāo)簽的公交車輛經(jīng)過時(shí)，電子標(biāo)簽相關(guān)信息會(huì)被讀取，通過近距離無線通信終端將申請(qǐng)信號(hào)接入信號(hào)機(jī)，判斷是否給予公交車優(yōu)先通行權(quán)，或者信號(hào)機(jī)再通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)連接至后臺(tái)交通信號(hào)控制中心，實(shí)現(xiàn)干道公交信號(hào)優(yōu)先協(xié)調(diào)控制或者網(wǎng)絡(luò)公交信號(hào)優(yōu)先協(xié)調(diào)控制。此外交通信號(hào)控制中心還將與公交調(diào)度中心連接，及時(shí)交換車輛定位及調(diào)度計(jì)劃、配時(shí)信息等（見圖4）。

圖3 智能公交調(diào)度子系統(tǒng)應(yīng)用流程

圖4 公交信號(hào)優(yōu)先控制子系統(tǒng)應(yīng)用流程

（4） 公交信息服務(wù)。公交信息服務(wù)子系統(tǒng)通過布設(shè)在主要道路上識(shí)別設(shè)備讀取公交車輛及從業(yè)人員的相關(guān)信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)胶笈_(tái)數(shù)據(jù)中心。一方面數(shù)據(jù)中心為公交調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持，公交調(diào)度中心將最新的公交行車計(jì)劃等信息反饋至數(shù)據(jù)中心；另一方面數(shù)據(jù)中心將最新的公交信息傳輸至公交信息服務(wù)中心，通過電子站牌、手機(jī)軟件、服務(wù)網(wǎng)站、交通廣播等方式將實(shí)時(shí)交通信息傳遞給公眾（見圖5）。

圖5 公交信息服務(wù)子系統(tǒng)應(yīng)用流程

3 結(jié) 論

本文在分析RFID技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出基于RFID的城市智能公交系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)典型應(yīng)用流程，為公共交通管理系統(tǒng)的智能化、信息化建設(shè)提供指導(dǎo)，在提高公共交通管理效率的同時(shí)，提升公共交通服務(wù)水平，促進(jìn)公共交通發(fā)展。下一步有待繼續(xù)研究RFID技術(shù)在城市交通管理領(lǐng)域更多方向的應(yīng)用。

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