發布日期：2022-05-20 點擊率：39
1．引言
我國經濟的快速發展極大的提高了人們的生活水平，但是隨之而來的一些問題也不容忽視。其中一個非常嚴重的問題就是交通擁堵問題，而且近幾年嚴重的交通擁堵問題不僅僅局限于大城市，在二線甚至三線城市也開始蔓延。根據中國汽車協會2010年所發布的數據，2009年中國全年的汽車銷售量達1364.48萬輛，超過美國成為全球第一，其中乘用車數量為1033.13萬輛，同比增長53%。而去年全國公路增長里程共計9.8萬公里，同比下降33%。二者之間的這種不均衡的發展和增長速度導致了一系列的問題，比如交通安全事故頻發、城市居民乘車出行不便、上下班時間增加等。眾所周知，制造業是我國的支柱產業之一，我們需要汽車工業來大力發展我國的經濟；而擴建公路雖然能在短時間內迅速拉動GDP的增長，并且能夠緩解交通擁堵的問題，但是從長遠來看這一舉措并不是一種可持續的發展方式，而且這種解決交通擁堵問題的方式已經遇到了無法突破的瓶頸。因此這一系列的問題不能簡單的靠抑制汽車消費或者盲目擴建公路來解決。
2．解決方案設計思路
基于對以上問題的考慮，為了充分發揮公交調度指揮中心的“智能”作用，解決重大或突發事件情況下，如舉辦國家級、省級的大型活動，采取交通管制的措施時，以及碰上惡劣天氣，上下班時間的道路擁堵、公交車輛的久候不到站等問題，以方便市民出行，本文采用基于物聯網及其相關技術來對智能公交系統進行設計。設計方案不僅能夠支持傳統的拍照、錄像監控功能，而且能夠支持新興物聯網的一系列相關技術和功能。通過對現有公交系統的改進設計，達到提高公交系統的自動化程度和公交線路規劃水平和管理水平，提升運行效率和服務便捷性，從而提高顧客感知度，進而達到提高居民公交出行率，改善交通狀況的目的。
3．解決方案分析與設計
3.1需求分析
本方案通過對現有公交管理系統及相關國家規定進行分析，得出其主要需求是對公共交通資源數據進行高效的管理和維護，在此基礎上實現為公交客戶提供車輛快速安全救援、安防監視、實時定位、實時調度、報警求助、呼叫中心、信息查詢、路線優化計算、歷史路徑回放等通用功能，以及更多個性化需求的支持，最終實現公交管理智能化的目標。
3.2 解決方案的總體結構
本方案主要采用RFID技術和3G網絡技術，結合GPS/GIS、視頻攝像技術等傳統技術，以新興物聯網為背景對前面所提到的相關問題提出總體解決方案。
（1） 信息載體
在本方案中，RFID標簽是主要的信息載體，分別用于公交站牌、公交車運行線路和乘客手機上。由于公交車輛在進入某個站點時，通常與站牌之間有2-3m距離。因此，為了保證外部RFID標簽和讀寫器的工作距離可用，標簽應當有電源輔助，而主動式標簽價格偏高，因此本方案采用BAP式標簽。BAP式標簽相比較于純被動式標簽和主動式標簽有諸多好處，比如比被動式標簽更好的敏感性、比主動式標簽擁有更長的電池壽命（大約為5-10年，而主動式標簽為2-4年）、可以利用輔助電源啟動其主動功能等。另外由于BAP式標簽可以攜帶存儲更多的數據，因此通過本方案可以實現公交車在特定時間和地點顯示特定廣告的功能；同時BAP標簽也支持主動數據記錄功能，我們可以通過將傳感器與標簽相集成，比如將溫度傳感器與標簽相集成，這樣通過車載RFID讀寫器讀取BAP標簽的數據，乘客就可以及時了解戶外溫度。
利用RFID標簽還可以實現其他功能，比如精確的實時定位功能，我們可以將RFID標簽嵌入到公交線路周圍的建筑或者設施中從而可以及時了解公交車的位置，并且實現彎道提醒、路線提醒等功能；而且由于帶輔助電源的RFID標簽能夠實現數據的主動存儲功能，因此歷史路徑回放功能也可以實現。同時，與GPS和GIS相結合在特定情況下，比如重大活動等，也為能提供路線優化。
公交車內部RFID應用主要是用于一卡通和乘客身份管理。通過將RFID標簽與個人手機的集成以及個人手機實名制的實現，公交車就可以通過其內部的RFID讀寫器實現公交乘客一卡通消費，并且由于RFID標簽中包含有個人相關信息，因此在乘客進行一卡通消費的同時，也可以實現乘客身份的確認和管理。目前，中國移動正在進行一個基于通信系統的物聯網應用項目的研發工作，該項目將RFID標簽與手機相集成，以手機錢包應用為基礎，提供相應的基于移動通信網絡的增值服務，其中該項目的一個重要服務內容就是支持公交刷卡。
另外如果有需要的話，可以將公交站牌的液晶顯示屏與公交調度中心的平臺通過網絡連接起來。由于在公交車運行路線的特定位置裝有RFID標簽，因此，公交調度中心可以及時了解公交車現在行駛的位置，從而計算出公交車到某一站點的距離和時間，進而通過公交站點的液晶顯示屏為乘客及時提供相關信息。
（2） 通信網絡
在智能公交系統方案中，通信網絡是一個非常重要的方面，尤其是公交車與公交調度中心之間的通信。由于二者之間不可能使用有線網絡進行通信，而普通無線網絡則由于費用或者工作距離及支持能力有線的原因存在諸多限制，無法真正用于公交管理。本方案采用3G網絡作為公交車與公交調度中心之間的通信網絡。3G網絡相比較于其他無線通信網絡有諸多優點，比如3G網絡擁有足夠的工作距離，網絡穩定性好，數據傳輸速率高等。同時，由于公交車的運行范圍通常不會超過3G網絡的覆蓋范圍，而我國3G運營商的信號鐵塔標準也正在逐步走向規范化和統一化，因此采用3G網絡既能降低費用，又能讓公交公司快速實現網絡改造，同時也會給將來向4G網絡的升級提供便利。
另外，由于使用的是3G網絡，除車載識別模塊外其余均使用3G網絡供應商的服務器和設備，而車載識別模塊也可以實現隨時更換升級，而車載RFID讀寫器等更是如此。因此本方案從一定程度上來講，實現了總體架構上的松耦合，這對日后智能公交系統的升級、改建以及網絡服務提供商的重新選擇等具有非常重要的意義。
3.3解決方案的技術架構
本方案中，公交車通過3G網絡將RFID所讀取的數據及車內的監控錄像、語音等數據傳輸到公交調度中心和110/120中心，實現安防監控、呼叫求助與實時調度等功能。乘客通過移動通信網絡或者Internet網絡登錄公交公司平臺便可實現實時查詢的功能。
4．不足與展望
本文主要利用RFID技術、3G通信網絡及其他物聯網相關技術的集成，提出基于物聯網的智能公交解決方案。本文尚有很多未盡之處，比如：提出解決方案只是概念性和框架性的，也不夠具體，很多技術還為涉及到，使用RFID管理乘客信息會產生隱私方面的問題等等。但是我們相信，智能交通物聯網的發展與建立已是大勢所趨，隨著物聯網一系列技術和協議的完善以及研究的深入，這些問題都會逐步得到較好的解決。
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