RFID在智能交通-車輛管理系統中的應用
基于有源RFID的公交智能化應用解決方案
系統目標
- 政府宏觀決策層面:系統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,為進一步優化公交網線,合理配置公交資源提供可靠的參考數據。可通過公交優先策略的實施,更多鼓勵市民公共交通出行,以緩解城市擁堵問題。
- 市民公交信息發布層面:系統全面建成后,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 的智能化調度管理,系統不僅能根據排定的時刻表自動調度車輛(必要時可人工干預調整),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,實現自動報站,并對不良駕駛、操作習慣作實時監控, 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的安全。
系統特點
- 政府決策依據數字量化。使得公交營運過程可以跟蹤和監控,實時了解 各線路運營情況,及時統計運營線路報表情況。為公交線網調整,資源 配置決策提供科學參考依據。
- 市民可以通過本系統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。系統使用從車輛識別、營運安全監控、數據采集傳輸、調度排班、營運數據統計分析等全過程自動化實現,調度員僅需簡單的干預操作即可實現繁瑣復雜的現場調度操作,系統能夠自動記錄整個營運過程的各種狀態數據,便于統計、編制報表 和決策挖掘分析。
- 公交線路自動化調度。最大限度地滿足公交行業對智能化的需要,改變了以往老的單人單線路調度模式,提高調度效率。
- 安全營運實時監控和實時教育。在加強安全營運管理方面,做到行駛中 違規操作駕駛自動報警、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,以適合公交行業的推廣。
- 系統具備極強的擴展功能和豐富的接口設計。系統的設計能夠兼容各項 主流技術,可擴展客流統計器、公交車內公共安全視頻監控防范、市民 出行信息發布平臺等各方系統預留了接口。
GPS和有源RFID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。下面從不同方面據以詳細闡述。
GPS和有源RFID可靠性對比
GPS 技術是采用衛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緯坐標會有細微的變化。國際上商業應用公司通常會對自己系統適用范圍內的坐標每隔 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。只要改善傳輸網絡負載,傳輸延時(通常在0.5 秒以內)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法部門的監督管 理,能夠避免管理盲區。
實用性對比
GPS 技術由于采用固定間隔時間采集數據,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)這樣取定恰當的時間間隔非常重要,時間間隔過小,采集數據頻度高,數據總量大,對存儲、傳輸、處理都有非常大 的壓力。時間間隔過大,采集數據總量小,由于網絡傳輸的不確定性因素導致過 站、跳站現象嚴重。
而RFID 技術采集數據是以固定位置間隔(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據量較合適, 既不影響處理分析,又能以較小的數據流量(通信費最低),較低的存儲空間, 達到最為滿意的使用效果。
穩定性對比
- 系統穩定性表現在設備穩定和系統抗干擾能力方面。
- 設備硬件的穩定性對于兩種技術大體相同,但是 GPS 的坐標飄移,數據總流量增大導致系統復雜度提高,從而影響系統穩定。
- 抗干擾能力方面,GPS 定位技術對建筑物吸收衛星信號敏感,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。
- 對于同一站區來說,物理面積決定同時只能停靠 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境的調整較容易,針對復雜場景可以采 用增加設備、增加天線、調整天線安裝位置、角度等方式增強處理容量。這使整 個系統的穩定性容易調整。
工程實施復雜度
- 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 覆蓋率對這個系統的實用性較為敏感。這給整個系統的工程操作帶來難度,需要 協調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 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。