城市公共汽車運行調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

　　核心提示：隨著現(xiàn)有城市規(guī)模的逐漸擴大，生活節(jié)奏的不斷加快，公交系統(tǒng)在城市交通中發(fā)揮著越來越重要的作用，人們也對公交車服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求，但現(xiàn)有的公交管理體制不能完全滿足需求，公交公司對于各運行班次的運行記錄及簽到方式還處于人工操作階段，工作效率比較低，統(tǒng)計信息不能及時處理，人工匯總數(shù)據(jù)、比對數(shù)據(jù)工作量大，遲滯周期長，不利于提高管理效率.城市公共汽車運行調(diào)度無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)了對城市公交車考勤、公交車運營狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸（如車速，多少油量，公交車視頻監(jiān)控，車到了哪個站點）、自動報站，最終達到實時監(jiān)測和統(tǒng)一調(diào)度

　　一、

　　城市公交服務(wù)系統(tǒng)是衡量一個城市文明的重要指標(biāo)。隨著現(xiàn)有城市規(guī)模的逐漸擴大，生活節(jié)奏的不斷加快，公交系統(tǒng)在城市交通中發(fā)揮著越來越重要的作用，人們也對公交車服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求，但現(xiàn)有的公交管理體制不能完全滿足需求，公交公司對于各運行班次的運行記錄及簽到方式還處于人工操作階段，工作效率比較低，統(tǒng)計信息不能及時處理，人工匯總數(shù)據(jù)、比對數(shù)據(jù)工作量大，遲滯周期長，不利于提高管理效率.

　　城市公共汽車運行調(diào)度無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)了對城市公交車考勤、公交車運營狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸（如車速，多少油量，公交車視頻監(jiān)控，車到了哪個站點）、自動報站，最終達到實時監(jiān)測和統(tǒng)一調(diào)度的功能。

　　本系統(tǒng)利用意大利某公交公司采用四信F4433WCDMAWIFI路由器進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用實例進行闡述，主要是利用F44333路由器的wifi及3G無線技術(shù)的功能優(yōu)勢，在每一輛公交車到站或行駛中的時候，監(jiān)控中心主動讀取公交車的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理分析進行合理的監(jiān)控及調(diào)度。這樣就可以掌握每輛公交車的到站情況及其運營情況,提高公交系統(tǒng)的工作效率。

　　公交車考勤、公交車運營狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸這些數(shù)據(jù)量比較大，而且不需要實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)，為了節(jié)約成本，采用wifi方式，在到達公交車總站才讀取數(shù)據(jù)。其他需要實時監(jiān)控的，可以通過3G來實時傳輸。3G和wifi技術(shù)互相結(jié)合，實現(xiàn)資源互補，降低運營成本，同時提高了傳輸?shù)男省?/p>

　　采用wifi作為主要的數(shù)據(jù)傳輸方式在公交車系統(tǒng)的優(yōu)勢：

　　（1）由于公交車存在量大，網(wǎng)絡(luò)交互頻繁，不可能承受高昂的運營費用，例如GPRS、CDMA，3G等付費的通信服務(wù)，更多的只能作為遠距離小數(shù)據(jù)量連接服務(wù)，若作為全面覆蓋的公交網(wǎng)絡(luò)，目前的3G資費昂貴，帶寬有限的現(xiàn)狀讓人止步。Wi-Fi所承載的無線通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正好完美的彌補了這個空缺。

　　（2）正在興起的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱潮使得Wi-Fi已經(jīng)成為了無線網(wǎng)絡(luò)的主流方向。從安全性、技術(shù)成熟度、與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連接、還是節(jié)點管理、QoS特性、設(shè)備互操作性方面，Wi-Fi在短距離無線技術(shù)中都有無可比擬的優(yōu)勢，可最大程度地滿足公交系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的需求。

　　（3）Wi-Fi無線數(shù)據(jù)傳輸具有設(shè)備成本低、數(shù)據(jù)傳輸高度安全可靠、使用靈活方便等特點，非常適合近近距離，大數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。

　　Wi-Fi主要特點：

　　1.傳輸距離遠，覆蓋范圍大。作為主站的單個AP覆蓋范圍可達到10,000米，而作為從AP的四信的F4433，覆蓋范圍在200米，可以覆蓋整個公交車箱內(nèi)部。

　　2、傳輸速率高，速率可達到54M。

　　3、系統(tǒng)傳輸容量滿足要求。Wi-Fi技術(shù)特別適合于到站傳輸系統(tǒng)這種需要傳輸大量突發(fā)性數(shù)據(jù)的場合。

　　4、安全性高。提供“安全多模”能力，支持WAPI/WEP/WPA/WPA2安全標(biāo)準(zhǔn)，安全標(biāo)準(zhǔn)可以通過軟件進行配置。

　　5良好的擴展性。考慮到未來業(yè)務(wù)的增長和變化，應(yīng)具備充分的可擴展性，包括多種接入方式的提供和接入的可擴展性，帶寬的擴展與速率的平滑升級以及處理能力的可擴展性，依托正在被大規(guī)模部署的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所帶來的成熟的技術(shù)、各種層出不窮的Wi-Fi設(shè)備、既有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、架構(gòu)支持、豐富的網(wǎng)絡(luò)知識，使用Wi-Fi可最大程度地減少對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)整。

　　第二部分項目分析

　　本系統(tǒng)由公交車考勤系統(tǒng)，公交車運行狀態(tài)控制器，四信F4433wifi+3G路由器，公交車總站的主AP，數(shù)據(jù)庫及中心軟件組成。

　　2.1系統(tǒng)組成

　　2.1.1公交車內(nèi)部的考勤客戶端，車運行狀態(tài)的控制器：能把每次進站的考勤數(shù)據(jù)和每一趟車的車的運行狀態(tài)匯總到中心管理站進行分析處理。。

　　2.1.2四信F4433：傳輸終端采用廈門四信的F4433，適用于WIFI（802.11a/b/g）和WCDMA/HSDPA/HSUPA公用網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)無線局域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)的無縫連接。完整實現(xiàn)WIFIAP功能和WCDMA/HSDPA/HSUPA聯(lián)網(wǎng)功能，為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉(zhuǎn)發(fā)的無線路由網(wǎng)絡(luò)。

　　2.1.3公交車總站的主AP：主AP采用發(fā)射功率比較大的，這樣覆蓋的面積就大了，同時為了盡可能地消除盲點，可以使用多AP覆蓋。

　　2.1.4數(shù)據(jù)庫及中心軟件：基于大型數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件，對數(shù)據(jù)進行實時分析和處理，最終形成文件、圖形和動畫等，使管理人員能方便直觀及時的知曉公交車的收費和運行狀態(tài)參數(shù)等各種信息，同時方便公交系統(tǒng)的管理與調(diào)度。

　　2.2系統(tǒng)總架構(gòu)

　　采用Wi-Fi無線接入技術(shù)，當(dāng)公交車進入總站后，公交車上安裝的四信的F4433的wifiAP會自動關(guān)聯(lián)到架設(shè)在總站的AP,該AP可通過Ethernet連接到數(shù)據(jù)采集中心。關(guān)聯(lián)完成后，車載F4433將本次及本趟公交車機上存儲數(shù)據(jù)自動上傳至數(shù)據(jù)采集中心，并將并在下次入站時把一些相關(guān)的信息通過無線下載車子上，此過程不需要數(shù)據(jù)采集器中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，也無須人員參與。多臺Wi-Fi車載F4433可通過AP以共享的方式接入公交收費系統(tǒng)及調(diào)度管理系統(tǒng)，與數(shù)據(jù)采集中心進行通訊。公交公司可根據(jù)總站實際情況，靈活選擇AP架設(shè)位置及數(shù)量，調(diào)整覆蓋范圍。Wi-Fi無線接入技術(shù)的使用，使公交收費系統(tǒng)和公交車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集更加智能化，維護也更加容易。當(dāng)車在運行中，有需要傳數(shù)據(jù)給調(diào)度管理中心，或者調(diào)度管理中心需要臨時查詢公交車上車子的數(shù)據(jù)，就可以通過WCDMA3G的無線方式來傳輸數(shù)據(jù)。系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示：

　　2.3系統(tǒng)功能

　　1.根據(jù)計費系統(tǒng)可以統(tǒng)計出各個時段，各個車次，各個路段的車載量，從而方便指定行車幾乎和配車排班業(yè)務(wù)的開展。行車計劃與配車排班業(yè)務(wù)完成公交車輛復(fù)雜生產(chǎn)計劃的制定和日常配車排班的管理，在行車計劃的制定過程中，進行了算法和實現(xiàn)進行了優(yōu)化，使該功能適應(yīng)于廣泛的公交用戶。

　　2.監(jiān)控調(diào)度指揮業(yè)務(wù)完成現(xiàn)場的車輛運行狀況的監(jiān)控，并根據(jù)現(xiàn)場的復(fù)雜多變的情況實時的調(diào)整車輛運行指標(biāo)，提高運行計劃的完成率，避免因事后調(diào)度而導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低下。

　　3.決策分析業(yè)務(wù)就是對這些原始數(shù)據(jù)進行分類、抽象、整理、統(tǒng)計等發(fā)掘工作以報表的形式向公司的決策領(lǐng)導(dǎo)層從多角度，多方位提供公司的營運狀態(tài)分析數(shù)據(jù)。

　　4.數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)：數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)是在ACE的基礎(chǔ)上，結(jié)合公交監(jiān)控實時性數(shù)據(jù)要求較高的特點，在滿足數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)路由的功能基礎(chǔ)上，建立了具有良好擴展性的通訊協(xié)議平臺，對大大減少系統(tǒng)升級帶來的工作量。

　　5.報警功能：當(dāng)公交車上在運行過程中，遇到了特殊的或者意外的情況，可以通過3G的方式把報警信息傳送回總部。總部對報警信息進行分析，及時有效地采集各種措施。

　　６．診斷功能：通過對車的各種運行狀態(tài)和參數(shù)指標(biāo)的處理分析，再配合管理工程師的診斷，可以及時對車載系統(tǒng)的故障進行診斷，確保車輛安全運行。

　　第三部分項目架構(gòu)實施

　　3.1傳輸模塊與采集終端連接

　　四信的F4433無線傳輸模塊提供四個LAN口，還有一個串口接口，可通過RS232與終端通訊。同時可以連接網(wǎng)口設(shè)備，把數(shù)據(jù)傳回中心，并從中心下載數(shù)據(jù)。

　　用于傳輸串口數(shù)據(jù)所配備的RJ45轉(zhuǎn)RS232的線的線序如下：

　　3.２無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)

　　傳輸設(shè)備采用廈門四信的F4433，其功能齊全，性能穩(wěn)定，簡單易用，它是一款工業(yè)級別的無線傳輸終端，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種各樣的工業(yè)，金融場合。

　　終端設(shè)備和傳輸設(shè)備連接好后，設(shè)置好各種通訊參數(shù)，各個AP的SSID要一致，頻段可以互相漫游，當(dāng)公交車上進站時clientAP搜索到管理站的SSID，就會嘗試和它橋接上，當(dāng)橋接上后，就可以和中心管理站的ＡＰ組成一個局域網(wǎng)，這樣數(shù)據(jù)就可以通過WIFI傳輸?shù)焦芾碚玖恕．?dāng)公交車在形式過程中，當(dāng)有數(shù)據(jù)要傳輸?shù)脑捒梢灾苯油ㄟ^3G網(wǎng)絡(luò)傳到調(diào)度管理中心。

　　終端設(shè)備支持本地定時上下線，電話或短信喚醒3G鏈路，這樣如果要傳輸數(shù)據(jù)的時候，才撥上3G網(wǎng)絡(luò)，不傳數(shù)據(jù)的話，把鏈路斷開；從而達到節(jié)約使用3G的時長，降低運營成本。

　　F4433具有多重看門狗，和在線保持機制，能夠確保設(shè)備穩(wěn)定，長久地運行，從而有效保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r提供各種ＶＰＮ安全機制，這樣對于像公交系統(tǒng)這種重要運用場合的通訊數(shù)據(jù)的安全性得以確保。

　　3.4數(shù)據(jù)中心軟件平臺構(gòu)建

　　在系統(tǒng)構(gòu)建上，數(shù)據(jù)中心一般采用大型數(shù)據(jù)庫來進行數(shù)據(jù)存儲和管理，通過對數(shù)據(jù)進行實時分析和處理，最終形成文件、圖形和動畫等，使管理人員能方便直觀及時的知曉公交車的收費和運行狀態(tài)參數(shù)等各種信息，同時方便公交系統(tǒng)的管理與調(diào)度。

　　在系統(tǒng)安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的ORACLE數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權(quán)管理和提供防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能外，對網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)監(jiān)控中心還提供了安全技術(shù)解決方案，以確保數(shù)據(jù)安全可靠。

　　第四部分設(shè)備的特點和參數(shù)

　　F4433通信模塊

　　F4433WCDMA/HSDPA/HSUPA商用ROUTER(本文簡稱ROUTER)基本設(shè)備適用于于WIFI（802.11a/b/g）和WCDMA/HSDPA/HSUPA公用網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)無線局域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)的無縫連接，為用戶提供移動寬帶服務(wù)。路由器采用高性能的工業(yè)級ARM9通信處理器，內(nèi)嵌WIFIAP模塊和WCDMA/HSDPA/HSUPA無線模塊，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，完整實現(xiàn)WIFIAP功能和WCDMA/HSDPA/HSUPA聯(lián)網(wǎng)功能，為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉(zhuǎn)發(fā)的無線路由網(wǎng)絡(luò)。本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于家庭及中小型企業(yè)的無線聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，也可以應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。

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