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  • 产品名称: 公交信息化管理系统技术方案
  • 产品编号: 2

1.1用户需求
  随着各行各业业务水平的不断发展,服务意识不断加强,传统行业通过信息化手段来提升服务水平,管理效率,无疑是摆在我们面前的一个课题。公交行业也不例外,作为日常出行的主要方式,公交服务质量的高低,直接会给人们的出行品质带来极大影响。为了实现高效管理,实时管理,必须要加快加速本行业的信息化进程,实现智慧公交的总体目标。
  通过调研,目前在公交行业中可以在如下几个方面,采用RFID技术,同时结合其他信息化手段进行管理提升,效率提升。
■ 公交首末站管理
  为了实现更准确的公交车辆的调度管理,对首末站的车辆抵达时间要求非常高,尽管目前公交车辆均安装了GPS定位系统,但是鉴于定位精度的影响,车辆在首末站的精确定位难以达到管理要求。车辆抵达首末站的时间点不准确,往往会影响整体的线路车辆调度。因此,在公交首末站管理中,精确采集车辆抵达首末站的时间数据是要解决的核心问题。
■ 公交停车场场站管理
  公交场站是公交车的大本营,在场站中需要完成公交车辆的安全有序存放,日常维护保养等一系列车辆运行需要的各项保障工作。鉴于这些工作的复杂性,多样性,以及车辆数量较大,需要对车辆进行精细化管理,也即实现以单一车辆为核心的车辆进出,车辆有序存放和查找,车辆定位分布的数据采集及统计。
■ 公交道路优先管理
  为了响应政府号召,大力推行公交出行,减少私车出行,缓解城市拥堵,必须要充分利用现有道路资源,公交资源,为大家提供一个高效快捷的出行环境和出行体验。公交优先就是针对现有交通资源,为公交运行建立一个通常的道路环境和信号环境,提升公交运行效率。
■ 公交电子站牌(到站预报)
  传统公交车到站预报采用车载GPS对车辆位置进行采集定位,通过移动网络将公交车的预计到站信息发布到公交车站的电子站牌上,让候车乘客能够选择适合自己的出行规划,然而,由于城市中高层建筑、高架桥、隧道等复杂的环境对GPS的定位准确性影响非常大,造成定位不准或误报,给候车乘客带来不便。通过采用车载OBU标签,在公交站点安装固定式阅读器,通过站点阅读器采集车辆进/离站信息,并通过无线或有线网络实时将信息传至后台,并及时发布到电子站牌,可有效解决GPS信号在城市环境受干扰的问题。


1.2设计要点
针对上述应用需求,系统采用如下关键技术。
■ 2.45GHz射频通讯技术
■ 精确区域唤醒技术
■ 数据通讯加密技术


1.3系统方案
  通过2.45GHz和125KHz两种技术结合实现车辆身份信息位置信息的准确采集。根据不同的应用场景和具体需求进行优化组合。

1.3.1公交始末站管理应用
◆ 系统拓扑


◆ 基本方案
  顾名思义,公交始末站管理应用的核心就是准确采集进出始末站的公交车身份,时间数据及司机的身份数据。针对这一核心需求,我们采用2.45GHz中远距离有源RFID识别技术,低频区域触发定位技术及13.56MHz无源RFID识别技术三者结合的方案,对公交车辆的OBU进行10-100米范围可调的有效识别,同时实现司机工卡的近距离识别。具体实现如下:
  1.在公交车上安装车载OBU设备,该设备具有4字节唯一编码的2.45GHz射频ID,此ID和车辆进行绑定,代表车辆的身份信息。同时,OBU具有低频信号接收功能,可以接收来自于低频地标器发射的地标ID编码,实现精确区域的定位。此外,OBU具有13.56MHz无源电子标签的识读功能,可以通过插槽识别司机工卡数据。OBU将上述3种数据打包通过2.45GHz发给车站端的固定式识别基站,并上传系统。OBU具有运营模式和省电模式,通过是否有司机工卡的插入并有效识别来进行切换。在运营模式下,OBU发射数据的时间间隔小,保证系统的读取率。在省电模式下,OBU仅发射心跳数据,用于系统对设备的日常监听。
  2.在公交站台上安装固定式识别基站,根据具体环境,基站识别距离可以进行调节,范围在10-100米。识别区域通过高增益定向天线进行控制。当车辆接近识别范围,基站首次接收到OBU的数据,作为车辆进站的判断依据,同时记录此时时间信息。当车辆离开车站,基站收到OBU的数据次数会逐步减少,当在一定时间范围内(该参数经验可调)均没有收到OBU数据,则视为车辆已经离站,同时记录此时时间信息。车站端基站设备通讯接口比较丰富(RS485/TCP/IP/3G/4G),可以根据需要进行选择。供电根据现场条件可以采用AC-DC或太阳能供电。安装结构方面可以根据现场需要进行隐藏安装或模块化嵌入安装(注意天线部分不被遮挡)。
  3.司机具有ID唯一的工卡编码,每次运营需要报到刷卡,标志一次运营的开始。该工卡为13.56MHz无源电子标签,车载OBU通过插槽可以对其进行识读,并打包远距离发送给固定式基站。通过此方式,实现司机的签到考勤。

◆ 系统平台
  公交始末站管理的软件核心功能是数据采集,数据对接,设备管理。
  数据采集:主要完成RFID设备的底层数据接收,过滤及预处理。
  数据对接:主要完成公交体系其他相关运营系统的数据交换,对接。
  设备管理:主要完成在线RFID设备的状态监控,故障预判,运维决策。

◆ 系统实施
  该系统包括车载OBU,固定式识别基站,司机员工卡,通信及供电设备。根据各设备的特性,按照如下原则进行实施布放。
■ 车载OBU
  该设备为车辆前挡玻璃粘贴安装,产品安装面具有3M强力双面胶和杠杆防拆卸装置,安装完成,一旦拆下OBU即进入非法状态。OBU的粘贴位置最好居前挡玻璃右侧下部,一方面距离车辆电子设备单元较远,二来便于司机插拔工卡。鉴于OBU为粘贴安装,在安装前需要将玻璃清洁干净,并涂刷专用底胶后进行粘贴。司机在日常插拔工卡时需要注意,不要带角度插拔,防止OBU被误拆卸。日常运营避免OBU周围防止金属等具有屏蔽及干扰作用的物品。
■ 固定式识读基站
  该设备安装在车站附近,一般为立杆安装,安装高度为2.5-4米,设备安装角度根据定向天线角度和需要覆盖的区域范围进行调节。基站接口有多种选择,有线方式为RS485,TCP/IP,无线方式为3G/4G。基站供电为DC12V供电,电流不超过1A。鉴于基站为户外工作,除了自身主板带的防静电及防雷保护外,外部电源及信号均需要加装防雷保护模块。通讯线缆为双绞双屏蔽4芯专用通信线缆,线径1.5平方。供电线缆为2芯1.5平方护套线。
■ 司机员工卡
  员工卡为13.56MHz电子标签,符合ISO 14443协议,日常携带避免弯折,防止天线折断。

◆ 产品构成
 

序号 设备名称 图片 备注
1 固定式识别基站   作用:实现10-150米的远距离读卡
安装:在室外抱杆安装
2 室外地标器   作用:实现1-6米范围的低频信号覆盖
安装:地灯预埋件安装
3 车载OBU     作用:实现车辆身份远距离识别及区
域定位安装:玻璃粘贴

 


1.3.2公交场站管理应用
◆ 系统拓扑

◆ 方案概述
  公交场站管理的对象是公交车辆,涉及到的核心需求主要是围绕车辆的身份问题和位置问题展开,即无论公交场站内进行如何的区域划分,从管理方面考虑,我们要解决如下几个问题:
  区域内有多少辆车?
  什么车?什么时候?进入?还是离开?也即进出方向
  每辆车在区域内的具体位置?
  我们通过2.45GHz中远距离有源RFID技术和低频区域定位技术相结合的技术方案,来有效解决车辆身份及位置的识别。其中,2.45GHz主要用于身份的识别和数据的无线传输。低频定位技术用于位置的识别。

◆ 应用场景
■ 车辆出入口
  公交场站均由出入口,通过车载OBU及出入口处布放的识别基站,可以实现远距离自动识别开闸,同时获取车辆进出场站的身份数据。采用目前标准的停车场出入口系统,识别端采用2.45GHz远距离识别基站即可。基站采用标准维根接口,可以和市面各类停车场进出控制系统对接。
  在进口及出口布放停车场出入系统,识别端可以采用2.45GHz识别方案或2.45GHz 结合低频触发识别方案,具体根据现场条件和预算确定。
■ 车辆区域定位
  根据不同的功能区域进行规划,比如在车辆停放区,车辆维修保养区,车辆加油区,实现的功能基本一致,仅是区域功能划分不同而已。在这些区域均要实现车辆进出的识别判断,以及在该区域的位置识别。

◆ 产品构成
 

序号 设备名称 图片 备注
1 室外固定式识别基站   作用:室外大范围识别
安装:立杆或壁挂
2 室外固定式一体化识别基站   作用:室外大范围识别,低频地标精确定位
安装:立杆或壁挂
3 室内吸顶型地标器   作用:室内低频地标精确定位
安装:吸顶
4 室内型吸顶式一体化识别基站   作用:室内识别及低频地标精确定位
安装:吸顶
5 室外地标器   作用:室外低频地标精确定位
安装:地灯预埋件安装
6 车载OBU     作用:实现车辆身份远距离识别及区域定位
安装:玻璃粘贴


1.3.3公交优先管理应用
◆ 系统拓扑

 




 

◆ 基本方案
  公交优先的关键是在路口附近准确识别,配合信号机完成对信号灯的控制,从而为公交车辆的道路畅行提供信号保证。为此,一般在距离路口60-100米左右布放识别基站,并提前完成识别和处理,当公交车快到路口时,信号灯进行变化。系统中有两个重要环节,一个环节是远距离可靠准确识别,一个环节是配合信号机对信号灯的控制。在此重点说明识别环节的实现方案。此方案采用2.45GHz远距离识别技术对车辆进行识别,同时配合低频定位技术,对车辆的路口位置进行精确化补偿,从而避免临车道误读产生问题。
◆ 产品构成
 

序号 设备名称 图片 备注
1 室外固定式识别基站   作用:室外大范围识别
安装:立杆或壁挂
2 室外型壁挂式地标器   作用:低频地标精确定位
安装:立杆或壁挂
3 车载OBU     作用:实现车辆身份远距离识别及区域定位
安装:玻璃粘贴


1.3.4  公交电子站牌应用
 


  将电子标签通过吸盘固定于公交车右侧前档玻璃(站台侧),读卡器内置于站牌灯箱内部,网口或RS485输出,识别距离为6m~8m。
  公交车进站后读卡器将标签ID上传至后台。
  后台通过电子屏进行站点预报信息发布。
  可对现有GPS报站系统进行有效修复,弥补GPS信号在城市内易受干扰及信号漂移等弱点
  公交车车载标签还可用于BRT信号优先、车流量统计等应用,扩展性强
  可与监控摄像头联动拍摄,通过ID号进行视频/图片检索与追溯