RFID公交调度、报站自动化控制系统

公交调度、报站自动化控制系统
解决方案
**市安讯智能科技**
公交调度、报站智能化控制
系统需求与功能设计概要
目录
第1章文档介绍2
1.1 文档目的2
1.2 文档*围2
1.3 读者对象2
第2章公交现状2
2.1 背景介绍2
2.2 现有城市交通定位与导航系统分析3
GPS 车辆定位与导航系统3
A-GPS定位与导航系统3
北斗定位系统3
2.3 现有公交系统现状及存在的问题4
公交系统现状4
存在的问题5
第3章系统概述5
3.1 本系统实现的目标5
3.2 系统建立原则6
3.3 系统设计特点7
第4章系统总体设计7
4.1 系统硬件组成7
4.2 系统网络构造图7
智能公交建立总体拓扑图7
公交调度、报站系统图8
第5章系统硬件介绍10
第1章文档介绍
1.1 文档目的
该文档是对***公交调度、报站工程的整体框架和各个功能子系统进展详细描述和初步设计说明，并作为整个系统的功能概要描述，作为将来转化为系统设计、开发、测试和验收的核心依据。

1.2 文档*围
本文档主要完成该系统的涉及的系统现状、概述、总体设计、硬件、软件、功能等各个模块进展详细描述，并作为该系统的目标。

1.3 读者对象
甲方相关部门责任人
相关技术负责人
乙方工程负责人
乙方工程设计人
乙方工程开发人
乙方工程测试人
乙方工程维护人
第2章公交现状
2.1 背景介绍
随着国民经济的高速开展和城市化、机动化进程的加快，城市规模不断扩大，机动车拥有量及道路交通流量急剧增加，特别是大城市，公交车辆增加、线路延长、车次增多，交通运行不畅。

尽管修建了大量的交通设施，但交通拥挤现象仍十分严重。

国内外多年实践经历说明，解决城市交通问题的重要途径就是开展公共交通，建立先进的公共交通系统APTS〔Advanced Public Traffic System〕，提高道路通行能力和公交车辆运营管理水平。

城市公共客运系统尚未〔或正在〕引入先进的高新技术，根本上还是采用"定点发车、两头卡点"的手工作业的调度方式，导致公交车辆的行车速度下降、行车间隔不均衡，时常出现"串车"、"大间隔"现象，严重影响了公交客运的效劳质量。

尤其是缺乏现代化通信手段，调度
人员无法实时了解运营车辆情况，难以及时有效地采取调度措施。

公交车辆调度处于"看不见、听不着"落后现状，具有较大的盲目性和滞后性。

伴随着各项科学技术和应用技术的不断开展和进步，城市交通也已经开场逐渐走向了智能化、人性化的道路，从而产生了智能交通系统〔Intelligent Traffic System，ITS〕的概念，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机处理技术等各种技术有效地综合运用于交通系统中，从而实现对交通系统更加准确，实时，高效地综合管理和控制，最大限度地实现人、车、路之间的和谐统一。

其中智能交通开展的一个重要方向就是对于城市交通中车辆的准确定位和导航，已经成为了许多行业〔如公交、消防、紧急救护、交通事故处理等〕开展的一种必然的需求。

2.2 现有城市交通定位与导航系统分析
2.2.1 GPS 车辆定位与导航系统
GPS〔Global Positioning System，全球定位系统〕是目前开展已经较为成熟的一项定位和导航技术，并且已经得到了较为广泛的实际应用。

它是利用美国的24颗〔其中3颗备用〕空间卫星来到达全球*围的覆盖，从而实现全球、全天候、全方位的定位与导航功能。

GPS系统主要包括地面控制局部，空间卫星局部和地面用户装置〔GPS接收机终端〕三个组成局部。

目前在城市车辆定位和导航中也已经得到了较为广泛和成功的应用，其定位精度一般为20m～300m。

2.2.2 A-GPS 定位与导航系统
A-GPS〔Assisted GPS，网络辅助GPS〕，它是对GPS 系统的一种改进，在GPS 的根底上增加了通信基站，从而利用基站确实切位置和接收到的GPS 卫星相关信息实现更加准确的定位和导航，其精度可以到达10m 左右。

2.2.3 北斗定位系统
北斗定位系统是我国自主研发的区域性卫星定位系统，它是专门针对我国国内定位与导航而建立的系统，它由两颗地球静止轨道卫星，一颗备用卫星、中心控制系统、标较系统和用户终端机等局部组成。

但是由于系统的特殊工作原理，决定了系统定位的精度上不及GPS，同时对于地面网络的依赖程度也非常大，所以不太适合目前城市特殊区域的准确定位和导航应用，只能实现大*围内的粗略定位与简单导
航。

以上各类现行交通车辆定位与导航系统，它们都有着各自的优势，但是针对城市交通定位功能来说它们却都有着以下几个共同的缺陷：
1、全部都属于开放式定位系统，即一旦网络或者卫星信号发生问题，定位功能则无法实现；
2、在城市*些特定地区，如楼宇分布较为密集的地区，地下停车场等场所和区域，上述系统则不能实现
很好的定位，也就是存在定位的“死角〞区域；
3、空间立体定位的精度太低，虽然GPS 和A-GPS 可以实现10m 以内的定位精度，但是对于空间上而
言，这么大的误差*围根本区分不出同一地点上下两层车道的位置差异；
4、GPS 卫星体系全部都隶属于美国，一旦发生特殊事件〔如美国因为战争需要，既有可能限制民用
GPS 的精度，覆盖*围等〕，这样就可能严重影响到我国城市民用系统的定位；即使我们国家的北斗系统，也完全依赖于通信网络，同样不是非常可靠。

由此可以看出，目前的大多数定位系统虽然能够满足城市交通车辆定位的根本需求，但是在很多特殊的区域〔如楼宇密集区，大型地下停车场，同一立交桥的上下层之间的定位等〕方面不能够很好地得到满足和实现。

正因为此，本文档提出了一种基于RFID 技术的城市交通定位和导航系统。

2.3 现有公交系统现状及存在的问题
2.3.1 公交系统现状
在目前的管理环境下，经过几年的开展和建立，一些公交集团根本完成了公司内部的网络建立，形成了以IC卡管理中心为网络中心，辐射到各个办公和生产场所，为公司的信息化建立提供了必备的硬件条件。

目前，公司在企业信息化建立上，做过一些尝试，也实施过一些独立简单的信息管理系统，但该系统选型相对孤立，是一种完全的MIS系统构造和框架，并没有真正起到信息流通和共享的目的，根本上是实现的局部环节上的打印和统计功能，不能反映出整个公司在信息共享等方面详细情况，也不能跟踪分析整个管理过程。

通过对一些公司的详细调研，一些公司内部根本上还是靠手工信息传递方式，特别是上报信息内容非常大，而且是多个环节常常做同样的工作，造成对人力劳动是极大的浪费。

同时由于公司在信息化建立方面根本上还是一片空白，造成很多部门把企业信息化工作理解为一种简单的打印和电子化的过程，认为现在的信息化工作就是实现现在很多手头工作的计算机电子化功能，为此在信息化建立和实施上还有很多培训工作和沟通工作要做。

2.3.2 存在的问题
通过调研分析，发现*些集团化公司在信息化方面存在一些比较典型的问题，下面分别阐述。

✓信息孤岛
所谓信息孤岛，就是说在各个职能部门之间，各个岗位之间大家的信息资源不能共享，大家都是单独享用自己的信息，无法方便和及时的提供给相关的协作部门，哪怕这条信息对其他环节非常的重要。

比方：总站和公司之间不能及时掌握相互的信息。

✓重复劳动大
所谓重复劳动大：就是一个环节的工作完成后，到另一个职能部门还需要再次处理和整理，特别明显的就是很多职能部门的日报等相关报表，经过屡次重复输入处理，工作量非常大，这些工作实际上在信息化系统中就可以很容易防止，因为在信息化系统中，整个信息是共享的，只要你有合法的权限你就可以享用相关的信息，而不是自己到各个职能部门去收集和整理，或者各个职能部门上报再整理。

✓当前急需解决的问题
***公交公司立足现状，在充分利用现有资源的根底上，重点、优先要解决的主要问题是车辆运行的准确监测以及与之配套的现场调度管理系统的建立。

第3章系统概述
3.1 本系统实现的目标
建立该系统的主要目标是提高***公交公司的调度、报站智能化管理。

根据设备采集数据及时反响车辆运行趟数和公里数，以及对车辆运行效益进展分析，为领导决策提供依据。

具体有以下几个目标：1．记录和统计车辆运行趟数和公里数：利用数据采集设备准确记录车辆从起点站出发和到达终点站的时间，系统统计出车辆每日运行的趟数和公里数，并可根据考勤数据将驾驶员和其运行的公里数相对应，这样可以防止人为出错和修改，提供客观真实的数据供相关部门使用。

2．车辆及驾驶人员的考勤管理：根据采集数据来统计和分析车辆及人员的出勤情况。

3．车辆运行状态监控：主要对经过监测点的车辆进展监控。

可以监控车辆通过的监测点的时间、运行趟次等数据供公司各部门使用。

4．车辆自动报站：依据监测点信息采集设备、车载标识卡、现有报站系统，自动播报车辆即将到
达之站点，并分析预测车辆到达*一车站的时间供乘客参考；
5．车场管理：能够统计安有监测点的停车场车辆停放数量，停放时间，方便统计或查询停放或未停放车辆的相关信息。

6．维修及油耗管理。

在维修及加油加气站设立监测点，由系统提供软件接口，将维修及油耗数据汇报总于调度中心数据库，供车辆效益分析，有效堵住人为消耗漏洞。

7．车辆运行效益分析。

通过对车辆实际运行公里数、油耗、修理费用等数据进展分析，可以计算出车辆运行效益，并可将效益较低的车辆提示出来供相关部门分析。

也可对总站和线路进展效益分析。

8．现场调度信息管理。

驾售人员的出勤、违章等信息管理，车辆事故、车况、保险等信息管理，并可将以上信息自动传回中心，供相关部门调用。

9．数据安装及权限管理。

方便灵活的权限管理方式，授权哪些用户可以使用哪些功能。

一个部门只能看到与其部门工作相关的数据，严格保证数据的平安性。

10．查询、统计分析。

对各类数据进展方便灵活的查询，以供使用。

对所有运营车辆出勤、运行效益进展统计，形成日，月，年报表，可按线路、总站、个人等对车辆运行的趟次、公里数进展统计，形成日、月、年报表。

3.2 系统建立原则
系统建立包括软、硬件两方面。

在软、硬件的开发、采购、集成时，遵循了以下原则：
1)先进性
公交调度、报站自动化管理系统主要构建思想是利用无线感应技术、嵌入式移动计算技术和软件技术，构造一个覆盖大*围区域的自适应无线控制系统，具备产品先进、成熟、性价比高等特点优势。

2)经济性
在保证满足技术要求的前提下，系统设计尽量采用性能价格比最正确的产品。

系统的建立最大限度发挥原有局部设备的作用，如计算机网络，设备、软件等，最大限度上为用户节省投资，保护已有的用户投资。

3)实用性
系统的建立完全符合本工程的应用需求和实际情况，突出实用性强，界面友好，操作简单。

4)扩展性
在系统方案中按照系统分析、统筹规划的观点对系统容量及网络开展设想进展方案设计，既考虑到当前使用的易用性，更具有适当的超前性。

3.3 系统设计特点
1〕高度自动化。

系统能自动检测受控目标经过受控区域的时间、地点信息，并自动实现对受控目标的考勤作业、统计及平安管理。

2〕成熟可靠的网络通信系统。

安装在布控区域的无线识别基站，实时将采集到的信息通过485工业通讯网络或者TCP/IP、GPRS、WIFI等传送到中心集控系统，整个过程无需人为干预。

3〕完备的数据统计与信息查询软件。

系统软件具备专用数据库管理系统，包括受控目标的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位的效劳。

4〕系统的平安、稳定、可靠性设计。

系统产品完全采用室外环境下全天候连续可靠工作设计。

第4章系统总体设计
4.1 系统硬件组成
系统主要组成局部如下：
✧信息采集单元：远距离读写设备；
✧车载单元：远距离电子标签；
✧信息传输单元：GPRS+GPRS天线；
✧站点中继单元〔场站单元〕；
✧公交调度中心平台；
4.2 系统网络构造图
4.2.1 智能公交建立总体拓扑图
公交系统智能化建立是一项长期工作，要完成整个环节的信息化建立是一个相当规模的工程。

包括
从硬件建立和软件系统建立上的投入。

考虑到资金和易推广性等方面的因素，信息化建立应遵循“全面规划、分步实施、效益驱动、重点突破〞的原则来进展，这也是我国十几年来，在企业信息化建立中摸索出来的经历。

所谓全面规划，就是说在整个系统建立和架构上，要充分地从整个公司的全面信息化建立出发，不能局限在现有的一个局部目标，我们要以全公司整个信息化的大目标为根底来搭建该系统，使得该系统在将来也具有良好的可扩大性和可整合性。

所谓分布实施，就是说任何一套信息系统它都不是一个简单的系统工程，涉及到企业的方方面面，不是一个局部点的问题，我们在上一个系统时，要分步骤进展，不能全面开花，只有这样，才能够把系统的各个环节慢慢实施下去和落到实处。

特别是该次公交智能系统中，我们就可以先抓住公司信息化要求最迫切的环节停车场和无人调度来重点进展和先期进展，为企业信息共享直接带来可见的好处，从而带动其他局部的系统实施。

所谓效益驱动、重点突破，就是说我们要抓住公司的核心环节，并重点突破，让系统的优势充分发挥出来，一旦大家看到系统带来的优势和效益，系统的实施就容易的多了，同时也为系统的全面理顺打下了良好的根底。

特别是公司的停车场和无人调度，如果这两个环节实施的好，立马就可以理顺公司的车辆监控情况，和防止一些人为因素情况，公司就可以充分的分析整个过程，发现问题并解决问题，从而提供合理的科学化管理等。

4.2.2 公交调度、报站系统图
系统流程图
公交调度、报站系统在管理流程上有两局部组成：第一、公交车站门禁控制系统〔场内管理〕；第二、公交站牌自动识别系统〔场外管理〕；
一、公交车站门禁控制系统( 场内管理)
Ⅰ、系统的拓扑构造图
包括远距离读写系统、后台处理系统、LED显示系统。

Ⅱ、系统的工作流程和特点
公交车辆入车场时被远距离读写器读取安置在本车上的电子标签，读写器自动将读取到的全球唯一的或车辆的相关信息传输至后台电脑处理，后台电脑对于此信息记录并处理，记录该车辆的入场时间与车辆相关信息，后台并判断该车辆应该停放在场内的哪个停车位，并将此信息传输至LED显示屏，驾驶员通过LED显示屏可以知道应该停放在哪个车位和一些附加信息，如下次出车时间〔此时间是经过后台电脑自动运算的结果〕等。

当公交车辆出场时，被远距离读写器读取车辆信息，后台系统记录出场时间和其它信息，并记录写入后台数据库。

全过程的管理免除了人为干预，最大限度地降低了系统的运营本钱和减少因人工操作带来的不可防止的损失。

公交车站管理系统中实现的功能和特性有以下几个方面：不停车远距离自动识别、实时定点采集公交车辆进出站的时间、确定公交车辆所处停车场位置、调度中心和停车场LED 显示牌引导公交车进站后应停的车位，本系统防止了公交车停泊其他社会停车场等夜晚不归的情况，同时对车辆的调度、流量统计、车辆考勤、任务考核、以及维修保养期提示、车辆维修记录、审验记录等方面的自动化管理。

第二、公交站牌自动识别系统〔场外管理〕；
Ⅰ、系统的拓扑构造图
包括远距离读写器、远距离电子标签、后台处理系统、GPRS系统、播送系统。

Ⅱ、系统的工作流程和特点
公交车驶出公交车站，被安装在公交车站出入口的读写器识别，当出入口外读写器识别到附着在公交车上的远距离电子标签时，读写器会发出特殊指令将标签另一特殊ID激活，ID被激活后会输出一个信号给播送系统，此时播送系统即可准时播报站点信息，如：“下一站公主坟站，请乘客做好下车准备，准备下车〞；当公交车辆距离公交站点公主坟站100-200米的位置时，站点端读写器会远距离识别到车辆上的电子标签，同时安装在站点的远距离读写器发出特殊指令将附着在公交上电子标签的另一特殊ID激活，ID被激活后会输出一个信号给播送系统，此时播送系统即可准确播报站点信息，如“前方到站公主坟站，请乘客做好下车准备，准备下车〞；与此同时，GPRS会将站点设备IP地址、标签ID传输到公交车站调度分中心，调度中心根据站点读写器IP地址、标签ID与事先预存信息做比照，这样就能很清楚知道*辆公交的具体位置、司机、站点停留时间等等信息。

第5章系统硬件介绍
识别距离：0 ～80米
识别速度：200 公里/ 小时
识别能力：同时识别200*以上的标签
识别角度：定向〔垂直25°水平25°〕
极化方式：垂直极化
增益：17dBi 接收32级可调、发射4级可调
工作频段：2.4 GHz ～2.483 GHz
功耗标准：工作功率为毫瓦级
通信机制：基于HDLC 时分多址和同步通信机制
抗干扰性：频道隔离技术，多个设备互不干扰
安全性：加密计算与平安认证，防止链路侦测
封装特性：正面ABS工程塑料，背部铝合金腔体
可靠性：防雷防水防冲击，满足工业环境要求
接口标准：RS232 RS485 Wiegand26 或RJ45、WiFi等、各种开发用软件接口
扩展I/O ：信号输入与输出各2路
电源标准：DC 9～12V 500～800mA
外形尺寸：268×268×80mm
重量：2.4kg
安装方式：U型专用金属安装套件
识别距离：0 ～100米可调
写入距离：0 ～30米可调
识别速度：200 公里/ 小时
识别能力：具备200*/秒的防冲突性能
识别方式：全向识别
存储空间：96B、8KB、16KB共三种可选
-
固定增益：0～3级可按需选定
工作频段：2.4 GHz ～2.483GHz
功耗标准：平均工作功率为微瓦级
使用寿命：单电池6-8年，到期可更换电池
电压检测：电压低于预设值时无线或LED提示
通讯速率：250K、1M、2Mb/s三种可选
通信机制：基于HDLC 时分多址和同步通信机制
抗干扰性：频道隔离技术，多个设备互不干扰
安全性：加密计算与平安认证，防止链路侦测
封装特性：ABS工程塑料，抗高强度跌落与振动
环境特性：工作温度－40℃～85℃
工作湿度＜95％
防拆性：按要求可提供防拆〔报警〕功能
可靠性：防水防冲击防腐蚀，满足工业环境要求
尺寸：65×34×6.6 mm
外形：圆型/椭圆型/方卡型等，可按要求定做
安装方式：双面胶粘贴或挂扣
识别距离：0 ～50cm
识别速度：300 毫秒
识别能力：同时识别单*或多*标签
识别角度：集中于读卡区域正上方
工作频段：2.4 GHz ～2.483 GHz
功耗标准：工作功率为毫瓦级
通信机制：基于HDLC 时分多址和同步通信机制
抗干扰性：频道隔离技术，多个设备互不干扰
安全性：加密计算与平安认证，防止链路侦测
封装特性：正面ABS工程塑料，背部铝合金腔体
可靠性：防雷防水防冲击，满足工业环境要求
接口标准：RS232、各种开发用软件接口
电源标准：DC 9～12V 500～800mA
外形尺寸：148×175×34mm
重量：480g
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