智能交通應用方案
基于有源RFID的公交智能化
應用解決方案
系統(tǒng)目標
政府宏觀決策層面:系統(tǒng)構成基本的信息采集平臺,決策部門可掌握各條公交線路的車流與客流信息,為進一步優(yōu)化公交網(wǎng)線,合理配置公交資源提供可靠的參考數(shù)據(jù)??赏ㄟ^公交優(yōu)先策略的實施,更多鼓勵市民公共交通出行,以緩解城市擁堵問題。
市民公交信息發(fā)布層面:系統(tǒng)全面建成后,市民可通過公交站點電子站臺了解各線路的營運班次分布情況、車輛到站時刻表、將到站車輛的載客情況。為市民提供公交信息服務,方便市民選擇出行路線。
營運管理層面:公交公司能以較低的投入成本和運營成本進行公交營運 的智能化調(diào)度管理,系統(tǒng)不僅能根據(jù)排定的時刻表自動調(diào)度車輛(必要時可人工干預調(diào)整),還可及時反饋車輛運行情況,包括本路線即時客流情況、司機的駕駛情況等,實現(xiàn)自動報站,并對不良駕駛、操作習慣作實時監(jiān)控, 有效降低營運折舊和油耗,最大程度減少事故隱患,保障人民生命和公共財產(chǎn)的安全。
系統(tǒng)特點
政府決策依據(jù)數(shù)字量化。使得公交營運過程可以跟蹤和監(jiān)控,實時了解 各線路運營情況,及時統(tǒng)計運營線路報表情況。為公交線網(wǎng)調(diào)整,資源 配置決策提供科學參考依據(jù)。
? 市民可以通過本系統(tǒng)直觀了解線路班次時刻。還可通過建成的電子站臺實時了解各車輛分布情況、滿載程度等。
? 營運管理全程自動化。系統(tǒng)使用從車輛識別、營運安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集傳輸、調(diào)度排班、營運數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等全過程自動化實現(xiàn),調(diào)度員僅需簡單的干預操作即可實現(xiàn)繁瑣復雜的現(xiàn)場調(diào)度操作,系統(tǒng)能夠自動記錄整個營運過程的各種狀態(tài)數(shù)據(jù),便于統(tǒng)計、編制報表 和決策挖掘分析。
? 公交線路自動化調(diào)度。最大限度地滿足公交行業(yè)對智能化的需要,改變了以往老的單人單線路調(diào)度模式,提高調(diào)度效率。
? 安全營運實時監(jiān)控和實時教育。在加強安全營運管理方面,做到行駛中 違規(guī)操作駕駛自動報警、營運后自動分析比對的“雙自動”功能。對改 變駕駛員不良駕駛習慣起到促進作用。
? 低投入和低運營成本,符合公交企業(yè)實際狀況。使用成本低,建設成本也應相對較低,以適合公交行業(yè)的推廣。
系統(tǒng)具備極強的擴展功能和豐富的接口設計。系統(tǒng)的設計能夠兼容各項 主流技術,可擴展客流統(tǒng)計器、公交車內(nèi)公共安全視頻監(jiān)控防范、市民 出行信息發(fā)布平臺等各方系統(tǒng)預留了接口。
解決方案滿足政府監(jiān)管需求
公交運營信息發(fā)布。
數(shù)據(jù)資源共享。
統(tǒng)一規(guī)劃,分布實施。
營運場所(涵蓋營運車廂內(nèi)部)公共安全監(jiān)控
每日線路(車)營運公里。
每日各線路的運營車速。
每日線路(車)人次。
每日各線路的車班次到站時刻、準點率、車距間隔、最大間隔次數(shù)。
解決方案滿足營運單位管理需求
提高管理效率 公交信息化和基礎數(shù)據(jù)采集 自動化調(diào)度
安全行駛操作監(jiān)控和安全營運教育相結合
違規(guī)駕駛操作自動報警和不良駕駛行為預警提示
車載智能終端(行駛記錄儀+GPS+GPRS+客流統(tǒng)計)
車輛身份識別和駕駛員身份識別 數(shù)據(jù)傳輸和遠程通訊
營運信息公示和發(fā)布(公交站點電子顯示牌)
營運統(tǒng)計和自動報表系統(tǒng) 行駛狀況分析和數(shù)據(jù)挖掘
系統(tǒng)方案
設計原則
前瞻性:在總體規(guī)劃、分布實施、結構開放、梯隊推進的原則指導下,操作 務實、成本可控、點面互動效應,正確認識和著力構建優(yōu)劣因素的切換機制。
先進性:系統(tǒng)體現(xiàn)先進的管理思想和業(yè)務模式,并采用領先的軟件開發(fā)技術,
具有強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及輔助決策能力。
基礎性:足夠正視信息流在未來公共交通發(fā)展格局的基礎性價值和意 義,應將信息流所可能引發(fā)的各類拉動效果,置于整個行業(yè)發(fā)展背景和戰(zhàn)略 體系中評析與對待,認真解決現(xiàn)代信息應用管理模式和交通行業(yè)各種基礎管 理要素之間的互動關系,透過構建信息流的基礎支撐力,提高行業(yè)發(fā)展的優(yōu) 勢能力。
實用性:應當本著立足現(xiàn)實、著眼未來的原則,有效解決技術創(chuàng)新和管理創(chuàng) 新兼?zhèn)涞膶嵱眯詥栴},通過最合理的階段性投入產(chǎn)出統(tǒng)籌,建立杠桿效應明 顯的發(fā)展拉動能力,以務實的操作思路,求取各相關方面的參與積極性,認 真克服一步到位、一蹴而就的虛浮式建設思路,形成實用性基礎上的發(fā)展有 效性、推進有序性和累計先進性。
靈活性:系統(tǒng)的各種設備的規(guī)則都是參數(shù)化的,可以由使用者設置,以適應
不同的復雜環(huán)境下保證產(chǎn)品正常工作。
安全可靠性:系統(tǒng)用戶角色眾多,因而采用了國際標準的先進成熟技術,確 保系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全可靠和連續(xù)穩(wěn)定。使用金融級別密鑰管理系統(tǒng),保證數(shù) 據(jù)存儲、傳輸使用密鑰加密,并且密鑰由使用方生成,包括開發(fā)人員在內(nèi)的 人都無法截取到系統(tǒng)密鑰。密鑰可以隨系統(tǒng)升級進行更換,而不影響使用。
友好性:在功能、操作、速度、容量等方面全面滿足目前業(yè)務多方位的需要。
系統(tǒng)采用實時操作,友好的圖形用戶界面。
兼容性:必須注意解決與原有信息系統(tǒng)設施及管理模式的兼容性問題,應在成 本約束、方案可行、技術使用、效用明顯的原則下,實現(xiàn)新方案。
可擴展性:系統(tǒng)保持豐富的軟件和硬件接口,采用模塊化設計,具有極強的
擴展性,能夠適應業(yè)務變化和擴展的需要。
可維護性:系統(tǒng)具有完備的資源規(guī)劃及配制管理,以降低系統(tǒng)管理的難度及 工作量。同時,具備健全的文檔及完整的源碼,以便及時滿足必要的運作維 護需要。系統(tǒng)維護簡單、性價比高。
延伸性:充分顧及信息流應用管理所必然產(chǎn)生的延伸性問題,要將信息流的 內(nèi)在價值與多角化服務擴展能力有機結合,在效率優(yōu)先的前提下,形成強化交通行業(yè)發(fā)展空間的張力,將信息作為新穎的生產(chǎn)和發(fā)展要素,帶動其 他各類相關要素的創(chuàng)新優(yōu)化。
建設內(nèi)容
系統(tǒng)分以下五個部分:
數(shù)據(jù)中心
公交營運分公司/樞紐站
營運調(diào)度現(xiàn)場
車輛終端
網(wǎng)絡(Internet 網(wǎng)和 GPRS 網(wǎng))
系統(tǒng)結構
系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心平臺、分公司/樞紐站調(diào)度現(xiàn)場系統(tǒng)、站點報到系統(tǒng)和網(wǎng) 絡系統(tǒng)四部分組成,各系統(tǒng)之間以 Internet 為基礎,采用 VPN 技術構建一個專用 私網(wǎng)。數(shù)據(jù)中心通過專線連接在 Internet 上,分公司系統(tǒng)和調(diào)度現(xiàn)場系統(tǒng)采用 ADSL 或撥號接入總公司 VPN 網(wǎng)絡中。各站點用于車輛識別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O備 通過商業(yè)移動網(wǎng)絡接入數(shù)據(jù)中心。
系統(tǒng)結構示意圖如下:
簡要流程
1) 每輛車上安裝客流自動分析儀和車載終端(帶GPS+RFID車輛標簽)的多功能安全行駛記錄儀)
2) 每個公交站點安裝一個帶無線傳輸功能的讀寫器。
3) 所有的公交車輛自動統(tǒng)計上下乘客,并存儲到多功能安全行駛記錄儀。
4) 各樞紐站調(diào)度員將班次安排數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心,并通知當班車發(fā)車。
5) 當班車駛離起點站后,駛離時間和車次信息自動上傳數(shù)據(jù)中心。
6) 當班車輛行駛過程中,將客流統(tǒng)計結果和車輛號牌通過車載設備上的GPRS 直接上傳)
7) 數(shù)據(jù)中心根據(jù)接收到的各車輛客流信息,即可掌握全區(qū)域內(nèi)客流情況。
8) 數(shù)據(jù)中心根據(jù)不同車輛到達各站臺的位置坐標信息比對,以到達時間對 比調(diào)度安排信息,即可掌握全區(qū)域內(nèi)車輛行駛軌跡、運行分布情況。
9) 數(shù)據(jù)中心將不同線路的當班車到站信息,發(fā)布到該線路的后繼站點,告 知等候乘客:該線路下班車當前行駛在何站,以及車輛滿載程度。市民 可以根據(jù)獲知信息及時調(diào)整出行路線。
10) 數(shù)據(jù)中心對各項數(shù)據(jù)的進行存儲、分析、處理。便于政府和決策主管部 門事后統(tǒng)計分析。
11) 整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡傳輸可以選擇現(xiàn)今成熟的 GSM/GPRS/CDMA 商業(yè)網(wǎng)絡。
12) 行駛記錄儀記錄的車輛行駛運行數(shù)據(jù)(如急剎車、未關門行駛、營運公里),由于數(shù)據(jù)量較大,為不影響報到/客流數(shù)據(jù)的實時傳送,全部在當班車輛返回樞紐站后,以無線傳輸?shù)姆绞郊凶詣酉螺d。如需即時了 解,可主動信號請求查詢。這些數(shù)據(jù)的實時性要求不高,且只有營運公 司予以關心。
系統(tǒng)產(chǎn)品的功能特點
客流數(shù)據(jù)采集
利用光學原理,可靠性好,穩(wěn)定性高,性價比高。
接口豐富設計,兼容多種系統(tǒng),可嫁接性好。
自動測流,自動判別多級票制
人性化設計,安裝簡便
全市所有通過專用網(wǎng)絡連接到數(shù)據(jù)管理中心。
車輛多功能安全行駛記錄儀
基于大力發(fā)展公共交通設施的號召,我們結合公共交通實際情況,針對 GPS 應用 的缺陷和覆蓋盲點,我們公司采用 RFID 技術原理,自主研發(fā)兼容 GPS 技術的2.45GHz 有源 RFID 車輛身份識別/報到/數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ馨踩旭傆涗泝x。
交通安全法制化、規(guī)范化
交通事故責任易認定
自檢功能
B/S架構,具有快速反應能力和極強擴展性。
16 路 I/O,支持多路傳感器
鐵電存貯器,數(shù)據(jù)高效可靠
車輛行駛速度的測量、記錄、存儲功能
實時時間、日期及駕駛時間的采集、記錄、存儲功能
車輛每日行駛里程(營業(yè)、非營業(yè))的測量、記錄、存儲功能
車輛門未關起步及未停妥開門記錄、存儲功能
站點里程記錄,監(jiān)視到站時間
輛遠光、近光、轉向、剎車燈的開關次數(shù)記錄功能
異常制動記錄
客流統(tǒng)計接入(需配備公交客流自動統(tǒng)計器)
無線車輛身份識別功能
近距離無線傳輸資料功能
IC 卡、USB 口傳輸冗余設計功能
語音輸出模塊
自動報站模塊功能
顯示輸出、打印模塊功能
駕駛員身份鑒別和記錄功能(可選)
GPS 定位功能
GPRS 無線傳輸模塊
車載電話系統(tǒng)(可選)
車輛身份識別和安全數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)采用微波無線通訊技術實現(xiàn)車輛的身份識別及行車記錄儀安全數(shù)據(jù)的 采集。該技術采用 433Mhz 的微波通訊技術,當車輛進站時,通過通訊模塊實現(xiàn) 車輛的身份識別,然后將該公交車行車記錄儀采集的安全數(shù)據(jù)采集至調(diào)度計算機。
該無線通訊技術距離遠、傳輸速度快,最大識別距離可以達到 60-200 米,車輛識別速度小于 0.1 秒。同站臺實測并發(fā)識別車輛為 8~10 臺。采用該技術具有顯著的優(yōu)點:
距離長:一般公交站場地比較開闊,長距離的識別技術可以保證進站車 輛能夠被及時的進行識別和處理;
抗干擾:技術采用的微波通訊頻率高,可以有效地抵抗一般環(huán)境下的電 子干擾,不受各種天氣因素的影響;
自動化程度高:車輛身份識別、數(shù)據(jù)采集、傳輸全部由系統(tǒng)自動完成, 不需人工干預,可靠性高,勞動強度低;
成本低:技術為國內(nèi)自主研發(fā),車載部分和固定通訊模塊成本低;
單點單人多線路調(diào)度
本方案設計的線路單點調(diào)度,即公交線路只在起點站設置調(diào)度人員,終點站 通過起點站的調(diào)度人員進行遠程管理。
如結構圖所示,系統(tǒng)采用了無線通訊模塊、GRPS 通訊模塊和車站顯示牌三個設備協(xié)同的工作模式。工作流程如下:
公交站點智能化顯示(可選)
采用人性化設計,直觀視覺感受。為市民服務。
高亮度、大視角 LED 管顯示
結合客流統(tǒng)計系統(tǒng),顯示最近車次的載客程度。
結合站點報到系統(tǒng)顯示當前運營車輛所在位置
GPRS 數(shù)據(jù)傳輸
數(shù)據(jù)中心平臺建設
數(shù)據(jù)管理中心具備全套雙機備份系統(tǒng),能夠在遭到攻擊后以最短時間恢
復系統(tǒng)功能。
加強網(wǎng)絡防范,防止病毒和黑客攻擊。
完善的人員培訓機制。提高技術人員的技術能力。
建立應急預案機制。
附件
GPS 技術簡介
全球定位系統(tǒng)(GPS)是本世紀 70 年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代 空間衛(wèi)星導航定位系統(tǒng) 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天 候和全球性的導航服務,并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的, 是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過 20 余年的研究實驗,耗資 300 億美元, 到 1994 年 3 月,全球覆蓋率高達 98%的 24 顆 GPS 衛(wèi)星星座己布設完成。
全球定位系統(tǒng)由三部分構成:
地面控制部分,由主控站(負責管理、協(xié)調(diào) 整個地面控制系統(tǒng)的 工作)、地面天線(在主控站的控制下,向衛(wèi)星注入尋電文)、 監(jiān)測站(數(shù)據(jù)自動收集中心)和通訊輔助系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸)組成;
空間部分,由24 顆衛(wèi)星組成,分布在 6 個道平面上;
用戶裝置部分,主要由 GPS 接收機和衛(wèi)星天線組成。
全球定位系統(tǒng)的主要特點:
全天候;
全球覆蓋;
三維定速定時高精度;
快速省時高效率:
應用廣泛多功能。
全球定位系統(tǒng)的主要用途:
? 陸地應用,主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監(jiān)測、地殼運動監(jiān)測、 市 政規(guī)劃控制等;
? 海洋應用,包括遠洋船最佳航程航線測定、船支實時調(diào)度與 導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質(zhì)測量以及海洋平臺定位、海平面升降監(jiān)測 等;
? 航空航天應用,包括飛機導航、航空遙 感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導 彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。
GPS 衛(wèi)星接收機種類很多,根據(jù)型號分為測地型、全站型、定時型、手持型、 集成型;根據(jù)用途分為車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式。
經(jīng)過 20 余年的實踐證明,GPS 系統(tǒng)是一個高精度、全天候和全球性的無線 電導航、定位和定時的多功能系統(tǒng)。 GPS 技術已經(jīng)發(fā)展成為多領域、多模式、 多用途、多機型的國際性高新技術產(chǎn)業(yè)。
GPS原理
24 顆 GPS 衛(wèi)星在離地面 1 萬 2 千公里的高空上,以 12 小時的周期環(huán)繞地球運行,使得在任意時刻,在地面上的任意一點都可以同時觀測到 4 顆以上的衛(wèi)星。
由于衛(wèi)星的位置精確可知,在 GPS 觀測中,我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離, 利用三維坐標中的距離公式,利用 3 顆衛(wèi)星,就可以組成 3 個方程式,解出觀測 點的位置(X,Y,Z)??紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差,實際上有 4 個 未知數(shù),X、Y、Z 和鐘差,因而需要引入第 4 顆衛(wèi)星,形成 4 個方程式進行求解, 從而得到觀測點的經(jīng)緯度和高度。
事實上,接收機往往可以鎖住 4 顆以上的衛(wèi)星,這時,接收機可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組,每組 4 顆,然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位, 從而提高精度。
由于衛(wèi)星運行軌道、衛(wèi)星時鐘存在誤差,大氣對流層、電離層對信號的影響, 以及人為的 SA 保護政策,使得民用 GPS 的定位精度只有100米。為提高定位精度,普遍采用差分 GPS(DGPS)技術,建立基準站(差分臺)進行GPS 觀測,利用已 知的基準站精確坐標,與觀測值進行比較,從而得出一修正數(shù),并對外發(fā)布。接 收機收到該修正數(shù)后,與自身的觀測值進行比較,消去大部分誤差,得到一個比 較準確的位置。實驗表明,利用差分 GPS,定位精度可提高到 5 米。
GPS 前景
由于 GPS 技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點,作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力,已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設、國防和社會發(fā)展的各個應用領域。
隨著冷戰(zhàn)結束和全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,美國政府宣布 2000 年至 2006 期間, 在保證美國國家安全不受威脅的前提下,取消 SA 政策,GPS 民用信號精度在全 球范圍內(nèi)得到改善,利用 C/A 碼進行單點定位的精度由 100 米提高到 20 米,這 將進一步推動 GPS 技術的應用,提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學水平以及人們的生 活質(zhì)量,刺激 GPS 市場的增長。據(jù)有關專家預測,在美國,單單是汽車 GPS 導航 系統(tǒng),2000 年后的市場將達到 30 億美元,而在我國,汽車導航的市場也將達到50 億元人民幣??梢?,GPS 技術市場的應用前景非??捎^。
RFID(Radio frequency identification)技術即射頻識別技術,屬于自動識別技術。指將應用低頻、短波、乃至紅外和激光等無線電頻譜中的各種技術和 方法所組成的能提供關于個人、動物、貨物和商品信息的非接觸識別系統(tǒng)稱為射 頻識別系統(tǒng)。射頻識別技術能克服環(huán)境因素的限制,并具有良好的使用性能。與 磁卡、接觸式 IC 卡等識別技術不同,RFID 系統(tǒng)的電子標簽與讀寫器之間無需物理接觸就可完成識別,因此它可實現(xiàn)多目標識別、運動目標識別,可在不同場合 中更廣泛地應用。它以無線方式通信,無須外露電觸點,可以抵抗惡劣環(huán)境。
由于它的這些優(yōu)點,國外 RFID 已被廣泛應用于諸如工業(yè)自動化、商業(yè)自動 化、交通運輸控制管理等領域;汽車、火車等交通控制;高速公路的收費系統(tǒng); 物品管理;流水線生產(chǎn)自動化;門禁系統(tǒng);金融交易;倉儲管理等。如在貨物的 跟蹤、管理及見空方面,澳大利亞和英國的西思羅機場將 RFID 技術應用于旅客 行李管理中,大大提高了分揀效率,降低了出錯率。1996 年 l 月韓國在漢城的600 輛公共汽車上安裝 RFID 系統(tǒng)用于電子月票,還計劃將這套系統(tǒng)推廣到鐵路 和其他城市。德國漢莎航空公司試用非接觸的射頻卡作為飛機票,改變了傳統(tǒng)的 機票購銷方式,簡化了機場入關的手續(xù)。Motorola 公司在超凈車間里利用燈 ID 系統(tǒng)來控制流水線的零件流向等等在車輛自動識別方面,早在 1995 年北美鐵路系統(tǒng)就采用了射頻識別接受。
裝有射頻標簽的汽車能被自動識別,無須停車繳費,大大提高了行車速度和效率。 目前,射頻識別系統(tǒng)正在逐步取代原有的很多自動識別系統(tǒng)。
射頻識別技術在國內(nèi)剛剛出現(xiàn),但發(fā)展速度是相當驚人的。在我國,射頻卡主要應用于公共交通、地鐵、校園、社會保障等方面,通過使用射頻識別技術來 進行電子貨幣消費。上海、深圳、北京等地陸續(xù)采用了射頻公交卡。在未來的一、 兩年,我國射頻卡應用最大的項目將是第二代公民身份證。但是在技術領域方面, 國內(nèi)真正從事 RFID 技術研究的部門或單位較少,往往需要向國外大公司購買配套器件。這些具有壟斷實力的公司主要是:Motorola、Philip、Mifare、Atmel、 Tcmic 等,況且它們的技術嚴格保密。因此,為適應信息科學技術的迅猛發(fā)展, 研究開發(fā)具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權的 RFID 系統(tǒng)具有十分重要的意義。
目前國內(nèi)外針對電子標簽在公共交通領域的研究與應用蓬勃發(fā)展,在歐洲一些國家,公交場站的射頻識別已經(jīng)應用多年,例如法國的一些城市(馬賽、圖盧 茲等),遠距離電子標簽已經(jīng)在公交場站上大量應用。主要應用在對公交車輛進 行數(shù)字化處理,也就是對在實際運行或者處于運營狀態(tài)下的公交車輛的電子化身 份,進行非接觸、動態(tài)、遠距離、實時的電子身份識別,從而為公交的現(xiàn)代化管 理、運營及服務提供堅實的技術基礎及保障。滿足公交行業(yè)的實際應用要求。
表 1各種識別系統(tǒng)的優(yōu)缺點比較
系統(tǒng)參數(shù) 條形碼 光學符號識別 語音識別 指紋識別 IC卡 RFID
數(shù)據(jù)量(Byte) 1~100 1~100 N/A N/A 16~64K 16~64K
數(shù)據(jù)密度 小 小 高 高 很高 很高
機器閱讀的可讀性 好 好 費時間 費時間 好 好
受污染/潮濕影響 很小 很小 N/A N/A 可能(接觸) 沒有影響
受方向和位置影響 很小 很小 N/A N/A 一個插入方向 沒有影響
磨損 有條件的 有條件的 NA N/A 接觸 沒有影響
讀取設備成本 很少 一般 很高 很高 很少 一般
數(shù)據(jù)被篡改可能性 容易 容易 可能 不可能 不可能 不可能
讀取速度 低(4s) 低(3s) 很低(>5s) 很低(5~10s) 低(4s) 很快(0.5s)
數(shù)據(jù)載體與讀寫器的最大距離 0~50cm <1cm(掃描儀) 0~50cm 0~50cm 直接接觸 0~200米微波
兩種技術的應用性能對比
從實時性上來說,運用 GPS 坐標能夠最大限度地判定車輛的停、駛位置,但是,由于目前我國不掌握 GPS 技術的核心設備,使用的是美國提供的民用免費公開定位坐標,而且定位精度在十米級別,這就給應用帶來困難。下面從不同方面據(jù)以詳細闡述。
可靠性對比
GPS 技術是采用衛(wèi)星定位物體在全球上的唯一坐標,由于地球軌道運動的偏移性,地球表面大陸板塊的漂移性,加上太陽黑子運動、其他天體運動對地球的 影響,這些都將導致地面目標的經(jīng)緯坐標會有細微的變化。國際上商業(yè)應用公司通常會對自己系統(tǒng)適用范圍內(nèi)的坐標每隔 1~2 年進行以一次坐標修訂,這些工作費時費力,需要消耗相當高的營運成本。
一般城市還有一個特點,就是市中心地區(qū)比全國其他城市擁有更多更密集的高樓大廈、立交橋、隧道,這些建筑對衛(wèi)星信號遮擋、吸收、反射干擾,都會使定位難度增加,目前運用彌補措施(比如“陀螺儀”),能夠局部修正獲取丟失的坐標。
RFID 技術由于以站點為計量單位,實到實測,站點位置相對開闊,近距離識別,抗干擾性好,識別準確有效。只要改善傳輸網(wǎng)絡負載,傳輸延時(通常在0.5 秒以內(nèi))忽略不計。顯示位置效果與市民直觀感覺相同,有較好的表現(xiàn)效果。 缺陷的地方就是當車輛介于 2 站之間位置時候無法判定位置,當車輛離開規(guī)定線路后無法了解車輛位置。對于這樣的問題,可以通過路面交通執(zhí)法部門的監(jiān)督管 理,能夠避免管理盲區(qū)。
實用性對比
GPS 技術由于采用固定間隔時間采集數(shù)據(jù),對于不同車速行駛所對應的間隔距離有很大不同,(車速從 0~60 公里/小時)這樣取定恰當?shù)臅r間間隔非常重要,時間間隔過小,采集數(shù)據(jù)頻度高,數(shù)據(jù)總量大,對存儲、傳輸、處理都有非常大 的壓力。時間間隔過大,采集數(shù)據(jù)總量小,由于網(wǎng)絡傳輸?shù)牟淮_定性因素導致過 站、跳站現(xiàn)象嚴重。
而RFID 技術采集數(shù)據(jù)是以固定位置間隔(站站之間約為 500 米)為最小單 位,對車輛行駛速度的干擾沒有影響,而且固定位置間隔采集的數(shù)據(jù)量較合適, 既不影響處理分析,又能以較小的數(shù)據(jù)流量(通信費最低),較低的存儲空間, 達到最為滿意的使用效果。
穩(wěn)定性對比
系統(tǒng)穩(wěn)定性表現(xiàn)在設備穩(wěn)定和系統(tǒng)抗干擾能力方面。
設備硬件的穩(wěn)定性對于兩種技術大體相同,但是 GPS 的坐標飄移,數(shù)據(jù)總流量增大導致系統(tǒng)復雜度提高,從而影響系統(tǒng)穩(wěn)定。
抗干擾能力方面,GPS 定位技術對建筑物吸收衛(wèi)星信號敏感,且難以改進。 RFID 技術采用近距離無線通訊,從當今各類近距離通訊設備使用情況來看, 很容易做到低功耗、輻射環(huán)保、抗干擾能力強。非常適用于相對開闊的站點場景。
對于同一站區(qū)來說,物理面積決定同時只能???4~6 輛公交車。而我們的設備在樞紐站實測能夠到 8~10 輛公交車同時報到。抗干擾方面完全符合要求。
而且,近距離通信設備對適應惡劣環(huán)境的調(diào)整較容易,針對復雜場景可以采 用增加設備、增加天線、調(diào)整天線安裝位置、角度等方式增強處理容量。這使整 個系統(tǒng)的穩(wěn)定性容易調(diào)整。
工程實施復雜度
GPS 技術在工程實施操作方面,僅對車輛進行改造,對于站臺顯示方面可以
視建設應用需要而逐步改造,較為靈活方便。
RFID 技術由于較為依賴讀寫設備,對于站臺改造有比較迫切的要求,改造 覆蓋率對這個系統(tǒng)的實用性較為敏感。這給整個系統(tǒng)的工程操作帶來難度,需要 協(xié)調(diào)較多的行政許可部門(如景觀許可、市政動土,管線、電力等)。
系統(tǒng)擴展性對比
GPS 僅僅提供位置信息,在特定應用場合,并不能作為車輛身份的識別標志, 從而限制許多擴展應用,如車輛進入加油站、修理廠、停車場,僅靠地面物體經(jīng) 緯坐標位置信息不能作為車輛識別標志。
RFID 技術則可準確判定車輛身份,利于較好的擴展應用。