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物联网携3G公交调度系统助力城市公交畅通行
摘 要:本文将介绍基于物联网，利用3G通信技术，通过科学的调度管理及系统集成技术，实现为公交客户提供车辆快速安全救援、安防监视、实时定位、实时调度、报警求助、呼叫中心、信息查询、路线优化计算、废气排放等通用功能，以及更多个性化需求的支持的物联网智能公交系统。关键词：物联网、CAN总线、智能公交系统、3G通信技术 1 背景
我国经济的快速发展极大的提高了人们的生活水平，但是随之而来的一些问题也不容忽视。其中一个非常严重的问题就是交通拥堵问题，而且近几年严重的交通拥堵问题不仅仅局限于大城市，在二线甚至三线城市也开始蔓延。根据中国汽车协会2010年所发布的数据，2009年中国全年的汽车销售量达1364.48万辆，超过美国成为全球第一，其中乘用车数量为1033.13万辆，同比增长53%。而去年全国公路增长里程共计9.8万公里，同比下降33%。二者之间的这种不均衡的发展和增长速度导致了一系列的问题，比如交通安全事故频发、城市居民乘车出行不便、上下班时间增加等。物联网智能公交系统能有效改善这些问题。2 物联网及3G公交调度简介
关于物联网（The Internet of things）的解释：因为从英语而来，直接译为“物物相连”。“通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。上面的“定义”在网络上广为流传。不同的时代产生不同的手段，本来是伴随RFID而来的概念，就不要貌似全面、公允地东拼西凑。更不要把传感网说成物联网。下面这段话对其构成和用途说得很贴切，但不要视之为“定义”。“物联网是指利用RFID、无线数据网络等技术，通过将感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，将物体的信息与互联网和IT系统整合起来，实现业务高效的运转。高效的有线、无线数据传输网络是物联网发展的基础。”
3G公交调度方案是利用多样的调度、发车计划，给合车载CAN网络系统实现车内设备网络化互联。通过3G网络为公交企业实时提供路况、车况、客流三方数据，实现立体化信息交流，轻松应对 1
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各种状况，有效整合公交运力，全面提升公交企业运行效率。
智能公共交通系统是将公交智能电子站牌、公交GPS调度、车辆安防监控、候车亭电子监控等系统整合而成的一套综合性管理平台。3 物联网在公交调度系统中的应用的优势
充分发挥公交调度指挥中心的“智能”作用，解决重大或突发事件情况下，如举办国家级、省级的大型活动，采取交通管制的措施时，以及碰上恶劣天气，上下班时间的道路拥堵、公交车辆的久候不到站等问题，以方便市民出行，本文采用基于物联网及其相关技术来对智能公交系统进行设计。设计方案不仅能够支持传统的拍照、录像监控功能，而且能够支持新兴物联网的一系列相关技术和功能。通过对现有公交系统的改进设计，达到提高公交系统的自动化程度和公交线路规划水平和管理水平，提升运行效率和服务便捷性，从而提高顾客感知度，进而达到提高居民公交出行率，改善交通状况的目的。
应用了物联网的公交调度系统拥有智能灵活的调度方案。该系统具有模拟地图调度视图（图1）、GIS地图视图监控调度（图2）、卫星视角地图视图监控调度（图3）、运营历程统计、单程发车明细、车辆超速查询等功能。
图1 模拟地图调度视图
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图2 GIS地图视图监控调度
图3 卫星视角地图视图监控调度通信网络 1.3G网络
在智能公交系统方案中，通信网络是一个非常重要的方面，尤其是公交车与公交调度中心之间的通信。由于二者之间不可能使用有线网络进行通信，而普通无线网络则由于费用或者工作距离及支持能力有线的原因存在诸多限制，无法真正用于公交管理。本方案采用3G网络作为公交车与公交调度中心之间的通信网络。3G网络相比较于其他无线通信网络有诸多优点，比如3G网络拥有足够的工作距离，网络稳定性好，数据传输速率高等。同时，由于公交车的运行范围通常不会超过3G网络的覆盖范围，而我国3G运营商的信号铁塔标准也正在逐步走向规范化和统一化，因此采用3G网络既 3
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能降低费用，又能让公交公司快速实现网络改造，同时也会给将来向4G网络的升级提供便利。
另外，由于使用的是3G网络，除车载识别模块外其余均使用3G网络供应商的服务器和设备，而车载识别模块也可以实现随时更换升级，而车载RFID读写器等更是如此。因此本方案从一定程度上来讲，实现了总体架构上的松耦合，这对日后智能公交系统的升级、改建以及网络服务提供商的重新选择等具有非常重要的意义 3G视频（图4）在公交中的运用
车载3G网络视频设备，可实时观察到车厢内外的情况。通过在公交车厢内、公交枢纽站、厂区、收银点、调度中心、候车站台上安装各类视频探头，利用支持3G网络的视频设备，实现了视频数据的实时回传，有效地控制了车辆违章，确保了车辆的行驶安全和运营秩序。
图4 3G视频
2.CAN总线网络系统（图5）实现车辆状态实时监控（图6）
（1）将油料（图7）、刹车、开关门、车内灯、水温、机油压力等发动机工况数据实时上传。（2）通过客流调查器，将客流数据实时上传。（3）车载视频设备数据实时回传。
（4）卡刷卡机的票价及黑名单的数据实时无线上传下载。
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(5)车头屏的线路远程实时更改。
(6)投币箱定时定点开箱，开箱记录的数据实时回传等功能。(7)车内/外滚动屏的信息实时更新。
图5 CAN总线网络示意图
图6 车辆状态实时监控
图7 总里程、油平面关系折线图
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3.客流数据统计调查系统
通过客流调查器（图8）、IC卡刷卡机、投币机等设备提供的数据，可实时监控车辆客流满载率和客流分布及流向（图9、10）。通过这些分析数据可以决定发车的时间间隔和车数，在客流量大的时候增加发车数量缩短发车时间，客流少的时候减少发车数量。这样能是公交的运行效率更高。
图8 车载客流调查器
图9 车辆客流满载率监控
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图10 客流分析——满载率实时展示
4.导乘服务系统（1）智能电子站牌系统
智能电子站牌系统是集GPS定位、无线WIFI、GIS地理信息技术、多媒体信息发布管理技术于一体的综合性平台。智能电子站牌主要包括LED/LCD显示屏、监控摄像头、报警装置，内置无线WIFI接收模块。可以实时接收来指挥中心发来的各种信息。在公交站台和公交线路中转站，设立LED（图11）及LCD电子站牌，更直观的为乘客提供车辆进站及换乘信息。
乘客还可以通过手机上网（图12）、网站查询等方式了解车辆到站和换乘信息
图11 电子导乘屏
图12 手机实时查询系统线路规划及辅助决策
通过道路各时段平均车速（图14）、道路通行能力、线路覆盖率、车辆站点客流及历史客流统
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计数据等一系列基础数据，能有效的对线路进行科学优化及规划。
图13 城市道路线路重合率统计
图14 路段平均时速统计
公交畅行分析
图15 城市道路畅行指数低于3的道路条数比例12% 8
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图16 城市道路畅行指数低于3的道路里程比例10% 维修与抢险
如果公交车出现故障不能运行回在调度系统上显示，司机可以通过使用语音通话功能让公交系统调度中心迅速安排抢修车辆迅速就近抢修，同时安排就近车辆继续运输车上乘客。
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参 考 文 献郭建国.物联网携3G公交调度系统助力城市公交畅通行.郑州天迈科技有限公司李向文，牟文飞.基于物联网的智能公交解决方案研究.中国电子出版社，2010（5）：295~300 3 程乔，基于WiMAX和Wi-Fi以及3G网络融合技术的研究，《大众科技》，2009年第1期王军，武汉公交系统的现状与对策，《武汉交通职业学院学报》，2009年12月张雄希，无线传感器网络在城市智能公交系统中的应用，《重庆交通大学学报（自然科学版）》，2009年12月陆静，翟霁月，陈伟，浅谈绿色TD-SCDMA 通信网络，《理工科研》，2009年12月柴远波，戚建平，移动通信技术的发展现状分析，《自然科学》，2009年12月 CASAGRAS , White paper 2: Regulatory Iues in Respect of RFID Standards, June 2009 9 Chia-Chi Wu, Chia-Chen Lin, Chin-Chen Chang, Digital Rights Management for Multimedia Content over 3G Mobile Networks, Expert Systems with Applications, March 2010 heikh Taher Abu, Technological innovations and 3G mobile phone diffusion: Leons learned from Japan, Telematics and Informatics, March 2010 10 Ying-Feng Kuo, Shieh-Neng Yen, Towards an understanding of the behavioral intention to use 3G mobile valueadded services, Computers in Human Behavior, January 2009
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