1．引言
我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展極大的提高了人們的生活水平，但是隨之而來的一些問題也不容忽視。其中一個(gè)非常嚴(yán)重的問題就是交通擁堵問題，而且近幾年嚴(yán)重的交通擁堵問題不僅僅局限于大城市，在二線甚至三線城市也開始蔓延。根據(jù)中國汽車協(xié)會(huì)2010年所發(fā)布的數(shù)據(jù)，2009年中國全年的汽車銷售量達(dá)1364.48萬輛，超過美國成為全球第一，其中乘用車數(shù)量為1033.13萬輛，同比增長53%。而去年全國公路增長里程共計(jì)9.8萬公里，同比下降33%。二者之間的這種不均衡的發(fā)展和增長速度導(dǎo)致了一系列的問題，比如交通安全事故頻發(fā)、城市居民乘車出行不便、上下班時(shí)間增加等。眾所周知，制造業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，我們需要汽車工業(yè)來大力發(fā)展我國的經(jīng)濟(jì)；而擴(kuò)建公路雖然能在短時(shí)間內(nèi)迅速拉動(dòng)GDP的增長，并且能夠緩解交通擁堵的問題，但是從長遠(yuǎn)來看這一舉措并不是一種可持續(xù)的發(fā)展方式，而且這種解決交通擁堵問題的方式已經(jīng)遇到了無法突破的瓶頸。因此這一系列的問題不能簡(jiǎn)單的靠抑制汽車消費(fèi)或者盲目擴(kuò)建公路來解決。
2．解決方案設(shè)計(jì)思路
基于對(duì)以上問題的考慮，為了充分發(fā)揮公交調(diào)度指揮中心的“智能”作用，解決重大或突發(fā)事件情況下，如舉辦國家級(jí)、省級(jí)的大型活動(dòng)，采取交通管制的措施時(shí)，以及碰上惡劣天氣，上下班時(shí)間的道路擁堵、公交車輛的久候不到站等問題，以方便市民出行，本文采用基于物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)來對(duì)智能公交系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案不僅能夠支持傳統(tǒng)的拍照、錄像監(jiān)控功能，而且能夠支持新興物聯(lián)網(wǎng)的一系列相關(guān)技術(shù)和功能。通過對(duì)現(xiàn)有公交系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，達(dá)到提高公交系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和公交線路規(guī)劃水平和管理水平，提升運(yùn)行效率和服務(wù)便捷性，從而提高顧客感知度，進(jìn)而達(dá)到提高居民公交出行率，改善交通狀況的目的。
3．解決方案分析與設(shè)計(jì)
3.1需求分析
本方案通過對(duì)現(xiàn)有公交管理系統(tǒng)及相關(guān)國家規(guī)定進(jìn)行分析，得出其主要需求是對(duì)公共交通資源數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的管理和維護(hù)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)為公交客戶提供車輛快速安全救援、安防監(jiān)視、實(shí)時(shí)定位、實(shí)時(shí)調(diào)度、報(bào)警求助、呼叫中心、信息查詢、路線優(yōu)化計(jì)算、歷史路徑回放等通用功能，以及更多個(gè)性化需求的支持，最終實(shí)現(xiàn)公交管理智能化的目標(biāo)。
3.2 解決方案的總體結(jié)構(gòu)
本方案主要采用RFID技術(shù)和3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合GPS/GIS、視頻攝像技術(shù)等傳統(tǒng)技術(shù)，以新興物聯(lián)網(wǎng)為背景對(duì)前面所提到的相關(guān)問題提出總體解決方案。
（1） 信息載體
在本方案中，RFID標(biāo)簽是主要的信息載體，分別用于公交站牌、公交車運(yùn)行線路和乘客手機(jī)上。由于公交車輛在進(jìn)入某個(gè)站點(diǎn)時(shí)，通常與站牌之間有2-3m距離。因此，為了保證外部RFID標(biāo)簽和讀寫器的工作距離可用，標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)有電源輔助，而主動(dòng)式標(biāo)簽價(jià)格偏高，因此本方案采用BAP式標(biāo)簽。BAP式標(biāo)簽相比較于純被動(dòng)式標(biāo)簽和主動(dòng)式標(biāo)簽有諸多好處，比如比被動(dòng)式標(biāo)簽更好的敏感性、比主動(dòng)式標(biāo)簽擁有更長的電池壽命（大約為5-10年，而主動(dòng)式標(biāo)簽為2-4年）、可以利用輔助電源啟動(dòng)其主動(dòng)功能等。另外由于BAP式標(biāo)簽可以攜帶存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)，因此通過本方案可以實(shí)現(xiàn)公交車在特定時(shí)間和地點(diǎn)顯示特定廣告的功能；同時(shí)BAP標(biāo)簽也支持主動(dòng)數(shù)據(jù)記錄功能，我們可以通過將傳感器與標(biāo)簽相集成，比如將溫度傳感器與標(biāo)簽相集成，這樣通過車載RFID讀寫器讀取BAP標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，乘客就可以及時(shí)了解戶外溫度。
利用RFID標(biāo)簽還可以實(shí)現(xiàn)其他功能，比如精確的實(shí)時(shí)定位功能，我們可以將RFID標(biāo)簽嵌入到公交線路周圍的建筑或者設(shè)施中從而可以及時(shí)了解公交車的位置，并且實(shí)現(xiàn)彎道提醒、路線提醒等功能；而且由于帶輔助電源的RFID標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的主動(dòng)存儲(chǔ)功能，因此歷史路徑回放功能也可以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，與GPS和GIS相結(jié)合在特定情況下，比如重大活動(dòng)等，也為能提供路線優(yōu)化。
公交車內(nèi)部RFID應(yīng)用主要是用于一卡通和乘客身份管理。通過將RFID標(biāo)簽與個(gè)人手機(jī)的集成以及個(gè)人手機(jī)實(shí)名制的實(shí)現(xiàn)，公交車就可以通過其內(nèi)部的RFID讀寫器實(shí)現(xiàn)公交乘客一卡通消費(fèi)，并且由于RFID標(biāo)簽中包含有個(gè)人相關(guān)信息，因此在乘客進(jìn)行一卡通消費(fèi)的同時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)乘客身份的確認(rèn)和管理。目前，中國移動(dòng)正在進(jìn)行一個(gè)基于通信系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目的研發(fā)工作，該項(xiàng)目將RFID標(biāo)簽與手機(jī)相集成，以手機(jī)錢包應(yīng)用為基礎(chǔ)，提供相應(yīng)的基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的增值服務(wù)，其中該項(xiàng)目的一個(gè)重要服務(wù)內(nèi)容就是支持公交刷卡。
另外如果有需要的話，可以將公交站牌的液晶顯示屏與公交調(diào)度中心的平臺(tái)通過網(wǎng)絡(luò)連接起來。由于在公交車運(yùn)行路線的特定位置裝有RFID標(biāo)簽，因此，公交調(diào)度中心可以及時(shí)了解公交車現(xiàn)在行駛的位置，從而計(jì)算出公交車到某一站點(diǎn)的距離和時(shí)間，進(jìn)而通過公交站點(diǎn)的液晶顯示屏為乘客及時(shí)提供相關(guān)信息。
?。?） 通信網(wǎng)絡(luò)
在智能公交系統(tǒng)方案中，通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常重要的方面，尤其是公交車與公交調(diào)度中心之間的通信。由于二者之間不可能使用有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，而普通無線網(wǎng)絡(luò)則由于費(fèi)用或者工作距離及支持能力有線的原因存在諸多限制，無法真正用于公交管理。本方案采用3G網(wǎng)絡(luò)作為公交車與公交調(diào)度中心之間的通信網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)相比較于其他無線通信網(wǎng)絡(luò)有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如3G網(wǎng)絡(luò)擁有足夠的工作距離，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好，數(shù)據(jù)傳輸速率高等。同時(shí)，由于公交車的運(yùn)行范圍通常不會(huì)超過3G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，而我國3G運(yùn)營商的信號(hào)鐵塔標(biāo)準(zhǔn)也正在逐步走向規(guī)范化和統(tǒng)一化，因此采用3G網(wǎng)絡(luò)既能降低費(fèi)用，又能讓公交公司快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)改造，同時(shí)也會(huì)給將來向4G網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)提供便利。
另外，由于使用的是3G網(wǎng)絡(luò)，除車載識(shí)別模塊外其余均使用3G網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商的服務(wù)器和設(shè)備，而車載識(shí)別模塊也可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)更換升級(jí)，而車載RFID讀寫器等更是如此。因此本方案從一定程度上來講，實(shí)現(xiàn)了總體架構(gòu)上的松耦合，這對(duì)日后智能公交系統(tǒng)的升級(jí)、改建以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的重新選擇等具有非常重要的意義。
3.3解決方案的技術(shù)架構(gòu)
本方案中，公交車通過3G網(wǎng)絡(luò)將RFID所讀取的數(shù)據(jù)及車內(nèi)的監(jiān)控錄像、語音等數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦徽{(diào)度中心和110/120中心，實(shí)現(xiàn)安防監(jiān)控、呼叫求助與實(shí)時(shí)調(diào)度等功能。乘客通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或者Internet網(wǎng)絡(luò)登錄公交公司平臺(tái)便可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢的功能。
4．不足與展望
本文主要利用RFID技術(shù)、3G通信網(wǎng)絡(luò)及其他物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的集成，提出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能公交解決方案。本文尚有很多未盡之處，比如：提出解決方案只是概念性和框架性的，也不夠具體，很多技術(shù)還為涉及到，使用RFID管理乘客信息會(huì)產(chǎn)生隱私方面的問題等等。但是我們相信，智能交通物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與建立已是大勢(shì)所趨，隨著物聯(lián)網(wǎng)一系列技術(shù)和協(xié)議的完善以及研究的深入，這些問題都會(huì)逐步得到較好的解決。
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