基于RFID的城市智能公交系統(tǒng)設(shè)計

余紅紅

[摘 要]近年來，受道路空間資源和機動車輛持續(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輸效率，成為促進公共交通發(fā)展的有效手段。本文基于RFID技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合公交車輛的運行特點和典型應用，設(shè)計了城市智能公交系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及典型應用流程，構(gòu)建了集多應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

當前機動車保有量的持續(xù)增長導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)復雜性的提高，當前的公共交通發(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)（無線射頻識別技術(shù)），結(jié)合公交車輛的運行特點，建設(shè)集智能場站管理、智能公交調(diào)度、公交信號優(yōu)先控制、智能公交信息服務等于一體的智能公交系統(tǒng)，對全面提高公共交通服務水平，促進公共交通發(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） 即無線射頻識別技術(shù)，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。與其他自動識別技術(shù)相比，RFID具有多目標識別、識別距離遠、移動識別、非接觸識別、動態(tài)實時通信、應用安全穩(wěn)定等優(yōu)點。

根據(jù)RFID技術(shù)的特點，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，即標簽層、基站層、數(shù)據(jù)層、支撐層和應用層。其中標簽層、基站層、數(shù)據(jù)層和應用層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)典型應用流程設(shè)計

（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出場站的狀況。當裝有電子標簽的公交車輛進出場站時，讀寫器將讀取并記錄公交車輛的電子標簽信息，并通過無線傳輸發(fā)送至后臺服務器。后臺服務器對采集到的車輛信息進行存儲和處理，自動識別公交車輛合法身份，統(tǒng)一進行公交場站車輛管理，并限制其他車輛的駛?cè)搿Ｖ悄芄粓稣竟芾韺崿F(xiàn)了公交車輛的不停車自動身份識別和智能化車輛管理。

圖2 智能場站管理子系統(tǒng)應用流程

（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)點的固定式讀寫器，讀取在道路上運行的公交車輛位置、客流量等信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酵ㄐ欧掌鳌Ｍㄐ欧掌鲗π畔⑦M行存儲，并傳輸給數(shù)據(jù)處理服務器，信息加工處理后，將分析結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務器。系統(tǒng)運營服務器從數(shù)據(jù)庫服務器獲取與公交車輛運行管理相關(guān)的所有實時信息，實現(xiàn)調(diào)度管理中心對公交運行車輛監(jiān)控的目的，經(jīng)過車載設(shè)備信息發(fā)布服務器與通信服務器，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）公交信號優(yōu)先控制。在距離交叉口100～300m范圍內(nèi)或者公交站點附近布置讀寫設(shè)備，安裝有電子標簽的公交車輛經(jīng)過時，電子標簽相關(guān)信息會被讀取，通過近距離無線通信終端將申請信號接入信號機，判斷是否給予公交車優(yōu)先通行權(quán)，或者信號機再通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)連接至后臺交通信號控制中心，實現(xiàn)干道公交信號優(yōu)先協(xié)調(diào)控制或者網(wǎng)絡(luò)公交信號優(yōu)先協(xié)調(diào)控制。此外交通信號控制中心還將與公交調(diào)度中心連接，及時交換車輛定位及調(diào)度計劃、配時信息等（見圖4）。

圖3 智能公交調(diào)度子系統(tǒng)應用流程

圖4 公交信號優(yōu)先控制子系統(tǒng)應用流程

（4） 公交信息服務。公交信息服務子系統(tǒng)通過布設(shè)在主要道路上識別設(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)實時傳輸?shù)胶笈_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中心，通過電子站牌、手機軟件、服務網(wǎng)站、交通廣播等方式將實時交通信息傳遞給公眾（見圖5）。

圖5 公交信息服務子系統(tǒng)應用流程

3 結(jié) 論

本文在分析RFID技術(shù)特點的基礎(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)計了系統(tǒng)典型應用流程，為公共交通管理系統(tǒng)的智能化、信息化建設(shè)提供指導，在提高公共交通管理效率的同時，提升公共交通服務水平，促進公共交通發(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)域更多方向的應用。

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