基于射頻卡的智能公交計程收費系統(tǒng)設(shè)計

胡飛 胡長春 孫明鵬

【摘要】本文主要針對現(xiàn)有公交收費不合理，和乘客乘車轉(zhuǎn)乘不便與高費用兩個問題展開闡述，意在提出一種切實可行而又不比比改動過多的的方案。創(chuàng)新點在于計程式合理收費和乘車費用智能扣除和返充值。

【關(guān)鍵字】射頻識別 ?計程計費 ?智能扣費 ?返充值

隨著社會的不斷向前推進(jìn)，城市地域的逐漸擴大，城鄉(xiāng)一體化的逐次深入，原有的公共交通收費系統(tǒng)不斷暴露出新的問題，如一票制定價固定不變、乘客需要多次換乘才往返工作地點與居住地點，由于這種不便促進(jìn)了私家車的興起接著便進(jìn)一步導(dǎo)致了交通的擁堵，形成一個惡性循環(huán)。這一切的根源在于公共交通行業(yè)，基于此原因公共交通行業(yè)的收費方式需要一個革命性的轉(zhuǎn)變。智能公交計程收費系統(tǒng)就是基于此種原因給與的一個解決方案。

一、背景及意義

隨著射頻識別技術(shù)技術(shù)理論的不斷成熟與發(fā)展，由于射頻識別技術(shù)的安全保密，體積小巧和廉價，基于射頻識別的各種產(chǎn)品已滲入各行各業(yè)，尤其在基于射頻身份識別的門禁系統(tǒng)和基于射頻技術(shù)的電子收費系統(tǒng)中廣泛使用，射頻收費方式以其快速、保密的優(yōu)勢已被大眾所認(rèn)同，在公交收費系統(tǒng)中逐漸取代傳統(tǒng)的投票方式，然而目前公交收費標(biāo)準(zhǔn)是按人次一票制收費，由于大中型城市中的公交運行路線長，統(tǒng)一收費定價對乘客和公交公司都是一個難題。由于公交路線的有待完善，乘客需要多次轉(zhuǎn)乘，采用按人次收費方式顯然很不合理，不利于公共交通行業(yè)的發(fā)展。于是就需要一種全新的收費方式來減小城市發(fā)展對公共交通行業(yè)的影響，基于此種原因設(shè)計了本解決方案。

二、智能公交收費系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著射頻識別技術(shù)的推廣，射頻識別技術(shù)以其安全、不接觸、快速、使用簡單等特點在電子收費系統(tǒng)中風(fēng)靡而開。射頻收費方式已被大眾所認(rèn)可，成為一種文化。在公交收費系統(tǒng)中采用的非接觸IC卡具有使用簡單、快速的特點正在逐步取代傳統(tǒng)的人工收費方式。

目前的公交收費系統(tǒng)雖然采用非接觸IC卡，但是依舊采用原有的一票制按人次統(tǒng)一收費。僅僅是解決了收費人工收費慢的問題。在城市建設(shè)城區(qū)面積不斷擴大，居住工作地點遠(yuǎn)，城鄉(xiāng)一體化的影響下，部分公交路線運行路線被延長，部分公交路線調(diào)整給乘客、公交公司帶來新的問題和不便。公交運行路線被延長后一方面增加了司機的工作負(fù)荷，容易疲勞駕駛，埋下安全隱患;另一方面運行成本的增加必定使得乘客和公交公司關(guān)于票價標(biāo)準(zhǔn)上產(chǎn)生矛盾。路線調(diào)整雖然可以增加公交路線的覆蓋面積，但是無法解決乘客多次換乘票價高的問題。

由于在長途公交路線在票價問題上難于統(tǒng)一，分段式收費方式逐漸興起，長途公交路線的部分路線已恢復(fù)用人工收費。有提出采用射頻遠(yuǎn)距識別的，即采用遠(yuǎn)距離射頻讀寫器或射頻卡與無線綁定，上下車自動識別射頻卡讀寫，與無線綁定需要供電源，體積也較大，使用不方便。同時遠(yuǎn)距射頻無法定向，不能有效判別上下車狀態(tài)站臺乘客卡誤操作，而且成本較高，難以推廣。

三、智能公交計程收費系統(tǒng)

1.系統(tǒng)方案

智能公交計程收費系統(tǒng)硬件采用原使有的非接觸IC卡和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，因此無需換卡。對原有的刷卡收費系統(tǒng)進(jìn)行升級，類比地鐵收費方式，根據(jù)地面公交的特殊環(huán)境綜合考慮提出本設(shè)計方案。與原有公交收費系統(tǒng)相比將刷卡機分為兩處。一處車載，一處設(shè)在站臺（站臺可以復(fù)用）。站臺所有讀卡機均為充值機，每個站臺都有自己唯一的一個地址編號。車載讀卡機均為扣費機，內(nèi)有這個條路線站點編號，每到一站車載讀卡器通過無線接收來自站臺的下一個編號，保證編號地址與所到站臺同步。收費方式采用返充值方式實現(xiàn)計程收費。乘客在使用時在車載讀卡機計算出本站到終點的站點個數(shù)按比例扣除全程價，寫入余額同時將站點編號（乘車起始點）、本車收費標(biāo)準(zhǔn)（如不同路線站點間距不同，空調(diào)車與普通車收費也不同）一起寫入乘客的IC卡內(nèi)，由于通信速率可達(dá)106KBPS，對乘客而言瞬間即可完成。乘客下車后在站臺讀卡處刷卡查看本次乘車消費，在刷卡同時站臺讀卡器根據(jù)讀到的乘車起始點、收費標(biāo)準(zhǔn)與本地時間、站點編號進(jìn)行比較，將多扣金額返充值回乘客卡內(nèi)，并顯示給乘客。乘客轉(zhuǎn)乘時在乘下輛車的時候刷卡兩次，第一次刷卡時車載讀卡機讀卡后先清算上次乘車費用，語音進(jìn)行提示后刷第二次卡完成本次乘車數(shù)據(jù)寫入。實現(xiàn)讓乘客多次轉(zhuǎn)乘不多花冤枉錢，智能化計程收費使得收費更合理，更公平。

2.可行性分析

智能公交計程收費方式硬件電路與原有系統(tǒng)電路大致相同，射頻卡內(nèi)有8Kbit的數(shù)據(jù)存儲空間，對于本設(shè)計方案數(shù)據(jù)存儲完全夠使用。工作原理相同，都是采用射頻識別技術(shù)，此處不再贅述。本方案主要是解決軟件扣費、返充值的問題。由于智能公交計程收費系統(tǒng)類比地鐵收費系統(tǒng)，且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善，因此本方案也可以用于地鐵收費系統(tǒng)。

3.與原有系統(tǒng)相比的優(yōu)勢

原有系統(tǒng)只是進(jìn)行簡單的讀卡、扣費、寫入余額、記錄交易。扣費固定不可變，不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)乘。智能公交計程收費系統(tǒng)實現(xiàn)按程收費，智能扣費，智能返充值，操作簡單。對乘客而言只需下車多刷一次卡，收費方式更加多樣化，既保證了公交公司的運營收入，也給大部分乘客剩下了不少乘車費用，實現(xiàn)真正便民利民。

四、結(jié)束語

城市交通的擁堵原因表面在于私家車的用量居高不下，分析內(nèi)在原因其源頭在城市公共交通的不完善與公交系統(tǒng)的不合理，于是很多人選擇乘坐地鐵，地鐵成本高，建設(shè)周期長。只要地上公交系統(tǒng)能更加的便民利民，多數(shù)人還是愿意改乘坐公交上下班，從源頭上改善工作日公路的擁堵問題。因此智能公交計程收費系統(tǒng)具有極大意義，由于智能公交計程收費系統(tǒng)的使用需要改變原有的系統(tǒng)，普及推廣還需要時間，但是智能公交計程收費系統(tǒng)在未來解決城市公交收費不合理，減少私家車上路，節(jié)能減排等問題上一定會大放異彩。

參考文獻(xiàn)

[1] 游戰(zhàn)清.無線射頻識別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2004 .

[2]淵博.便攜非接觸式汽車計時（計程）卡取卡器的探究與設(shè)計.科學(xué)協(xié)論（下半月） 2011.11