GPS和射頻識別技術(shù)在智能公交管理系統(tǒng)中的應用

韓 雪,唐亞平

1.湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院,湖南株洲 412000

2.湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院,湖南株洲 412000

1 背景簡介

我國在經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的過程當中，城市的建設(shè)規(guī)模也在不斷的擴大，伴隨而來的就是越來越多的人流量和車流量，這一系列的變化都給城市交通帶來了巨大的問題。在這樣一種現(xiàn)實狀況之下，我們就必須要采取有效的措施來對這樣一些問題加以解決，在城市內(nèi)大力優(yōu)先的發(fā)展公共交通事業(yè)，在交通管理的過程當中實現(xiàn)數(shù)字化和智能化，以此來提高公共交通在運營過程當中的效率和水平。

到目前為止，我們國家大多數(shù)城市中應用最多的就是車載GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，在少部分的城市里也采用了有射頻識別技術(shù)，實際上這些應用范圍都是比較狹窄的，并不能夠?qū)崿F(xiàn)城市交通的全面管理。上述兩種技術(shù)在應用過程中實現(xiàn)的是靜態(tài)管理向動態(tài)管理的轉(zhuǎn)變、人工管理到自動管理的轉(zhuǎn)變，這樣一種轉(zhuǎn)變從本質(zhì)上來講是交通管理中的巨大進步。GPS和射頻識別技術(shù)在交通管理中的應用有著顯著的優(yōu)勢，與此同時也存在著一些不足，因此在應用環(huán)境下效果并不是十分的理想。下文正是在這樣一種狀況下，提出將這兩種技術(shù)在交通管理中結(jié)合使用，希望通過這樣一種方式來切實提高公交智能化管理的可能性。

2 GPS技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的優(yōu)勢和不足

2.1 GPS技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的優(yōu)勢

GPS技術(shù)目前在車載方面的應用相對而言比較成熟，因此在公交領(lǐng)域中應用的優(yōu)勢也比較明顯，主要就是能夠高效而準確的提供點線面的精確三維坐標，與此同時還具有全天候、自動化、精度高和效益好等優(yōu)勢。因此，GPS技術(shù)通常就被應用在公交智能管理系統(tǒng)中來進行車輛的自動定位、車輛行駛信息的收集和電子站牌的建立等。在現(xiàn)代城市中，道路以及樓與樓之間的距離都比較寬，且很少有高架橋或者是隧道等的存在，因此GPS的調(diào)度就更加的靈活，在這種狀況下就能夠達到城市交通管理的要求和標準。

2.2 GPS技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的不足

GPS技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的不足無疑就是體現(xiàn)在已經(jīng)建成的大城市當中，這主要是有兩個方面的原因，一方面市區(qū)內(nèi)的樓群較多且較高，另一方面就是市區(qū)內(nèi)高架橋和隧道較多，GPS衛(wèi)星定位一旦遇到這樣一些狀況就會出現(xiàn)明顯的信號衰弱狀況，使得公交調(diào)度系統(tǒng)難以實時獲取重要的公交信息。

3 射頻識別技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的優(yōu)勢和不足

3.1 射頻識別技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的優(yōu)勢

在公交領(lǐng)域中應用射頻識別技術(shù)主要就是能夠在不停車的情況下進行自動識別，定時定點的采集公交車輛進出站以及其他方面的信息。由此我們知道，射頻識別技術(shù)的優(yōu)勢就在于能夠?qū)崿F(xiàn)車載射頻卡和讀卡器的雙向交互無線數(shù)據(jù)通信，因此通信技術(shù)相對穩(wěn)定且誤碼的可能性低。

3.2 射頻識別技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的不足

射頻識別技術(shù)在公交領(lǐng)域應用的不足最為明顯的一點就是能夠在固定的點上進行數(shù)據(jù)的收集和采集工作，相比GPS技術(shù)而言其局限性是非常大的。如果密集的安裝射頻識別設(shè)備，一方面是建設(shè)和維護的資金投入太大，另一方面也還是很難達到實際所需要的數(shù)據(jù)量。

4 通過GPS和射頻識別技術(shù)結(jié)合來提高公交智能調(diào)度系統(tǒng)的可靠性

上文中對GPS和射頻識別在應用過程中的優(yōu)勢和不足都予以了較為詳細的分析，在此基礎(chǔ)上我們來探討在公交智能調(diào)度系統(tǒng)當中GPS和射頻識別技術(shù)的結(jié)合使用。我們在進行設(shè)計的時候主要以GPS為主，射頻識別技術(shù)作為輔助技術(shù)來進行協(xié)調(diào)工作。通過上文中的分析，我們就可以考慮在設(shè)計過程當中以射頻識別的優(yōu)勢來彌補GPS的不足，以此來保證GPS這樣一個主題部分的良好工作狀態(tài)。

調(diào)度指揮中心的后臺管理子系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)的采集和整理時首先采用來自于GPS的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)相對不足的狀況下再考慮來自于射頻識別部分的數(shù)據(jù)。在這樣一種設(shè)計狀態(tài)下，公交智能調(diào)度系統(tǒng)基本上就能夠保證良好的數(shù)據(jù)支持，系統(tǒng)的可靠性也就相應的提高。其主體的構(gòu)想簡述如下。

4.1 公交車載設(shè)備

在上述的設(shè)計思路下，公交需要配備的車載設(shè)備主要是包括一套GPS設(shè)備和一張射頻卡。目前市場上射頻卡的價格大約在80元左右，這樣一個價位相對于一套GPS設(shè)備來說還是較便宜的，而對于系統(tǒng)可靠性的提高則是非常顯著，在這樣一種價格與性能的對比下我們就不難看出這樣一筆投入完全是值得的。

4.2 射頻信息采集傳輸設(shè)備

這樣一個設(shè)備的安裝主要是為了在GPS信號無法覆蓋或是信號相對較弱的時候代替GPS來進行數(shù)據(jù)的收集工作。射頻信息采集傳輸設(shè)備的組成主要包括射頻收發(fā)天線、通信模塊和讀卡器，其工作基本原理簡述如下：車載射頻卡進入到收發(fā)天線的區(qū)域內(nèi)以后，車載射頻卡就會相應的發(fā)出加密載波信號，這樣一些信號被天線接收以后就能夠通過射頻識別技術(shù)中的射頻讀卡器裝置進行讀取、接收和處理，并在處理過程完成以后將所獲取的車載射頻卡信息發(fā)送到通信模塊當中去，通信模塊再通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式與遠端的讀卡服務(wù)器進行有效的通信連接，將所收集的相關(guān)信息都傳送到地面的調(diào)度中心去。

通信模塊在進行工作和運轉(zhuǎn)的過程當中主要是依托于一些數(shù)字公眾網(wǎng)來進行通信，這樣一些網(wǎng)絡(luò)都具有IP地址的設(shè)置、讀卡數(shù)據(jù)的對比和緩存、卡號的過濾和限制以及通信超時的警告和提醒等。在通信過程中最為關(guān)鍵的就是數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，因此為了更好的確保無線通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，我們就需要為通信模塊提供必要的備份。

4.3 調(diào)度指揮中心系統(tǒng)

調(diào)度指揮中心是由多種設(shè)備共同組建而成的，包括大屏幕的電視墻、客戶端的管理計算機、發(fā)布服務(wù)器、數(shù)據(jù)接收裝置、數(shù)據(jù)存儲裝置、數(shù)據(jù)分析管理裝置以及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等。后臺的管理子系統(tǒng)能夠?qū)崟r收集到的各個線路上公交車的定位數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息都在進行甄別和分析以后呈現(xiàn)出來，這樣就能夠保證調(diào)度指揮中心的工作人員在獲取到數(shù)據(jù)以后及時的做出反應并相應的給出合理的調(diào)度指令，并同時往信息發(fā)布等子系統(tǒng)中發(fā)布服務(wù)信息。除此之外，還要做好后期的數(shù)據(jù)整理、處理和儲存工作。

5 結(jié)論

本文主要是針對于GPS和射頻識別技術(shù)在智能公交管理系統(tǒng)中應用中的優(yōu)勢與不足以及其結(jié)合使用的效果進行了說明和分析。

[1]蔡振輝.試論GPS和射頻識別兩種技術(shù)在智能交通管理系統(tǒng)中的結(jié)合應用[J].廣東科技，2010(4).

[2]唐海濤，張軍.射頻識別和全球定位聯(lián)合的船舶監(jiān)控系統(tǒng)[J].中國航海，2011(9).