RFID在智能交通-車輛管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于有源RFID的公交智能化應(yīng)用解決方案
系統(tǒng)目標(biāo)

• 政府宏觀決策層面：系統(tǒng)構(gòu)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(jìn)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)。可通過公交優(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(wù)，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(jìn)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(yù)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(xí)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(xué)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(yù)操作即可實現(xiàn)繁瑣復(fù)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(xí)慣起到促進(jìn)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(shè)成本也應(yīng)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(shè)計。系統(tǒng)的設(shè)計能夠兼容各項 主流技術(shù)，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(yù)留了接口。

GPS和有源RFID兩種技術(shù)的應(yīng)用性能對比
       從實時性上來說，運用 GPS 坐標(biāo)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(shù)的核心設(shè)備，使用的是美國提供的民用免費公開定位坐標(biāo)，而且定位精度在十米級別，這就給應(yīng)用帶來困難。下面從不同方面據(jù)以詳細(xì)闡述。

GPS和有源RFID可靠性對比
        GPS 技術(shù)是采用衛(wèi)星定位物體在全球上的唯一坐標(biāo)，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(dǎo)致地面目標(biāo)的經(jīng)緯坐標(biāo)會有細(xì)微的變化。國際上商業(yè)應(yīng)用公司通常會對自己系統(tǒng)適用范圍內(nèi)的坐標(biāo)每隔 1~2 年進(jìn)行以一次坐標(biāo)修訂，這些工作費時費力，需要消耗相當(dāng)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(biāo)。
        RFID 技術(shù)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(zhǔn)確有效。只要改善傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)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(dāng)車輛介于 2 站之間位置時候無法判定位置，當(dāng)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(shù)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(yīng)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(dāng)?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(luò)傳輸?shù)牟淮_定性因素導(dǎo)致過 站、跳站現(xiàn)象嚴(yán)重。
        而RFID 技術(shù)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(dá)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(shè)備穩(wěn)定和系統(tǒng)抗干擾能力方面。
• 設(shè)備硬件的穩(wěn)定性對于兩種技術(shù)大體相同，但是 GPS 的坐標(biāo)飄移，數(shù)據(jù)總流量增大導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)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(shù)對建筑物吸收衛(wèi)星信號敏感，且難以改進(jìn)。 RFID 技術(shù)采用近距離無線通訊，從當(dāng)今各類近距離通訊設(shè)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(shè)備在樞紐站實測能夠到 8~10 輛公交車同時報到?？垢蓴_方面完全符合要求。
• 而且，近距離通信設(shè)備對適應(yīng)惡劣環(huán)境的調(diào)整較容易，針對復(fù)雜場景可以采 用增加設(shè)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(fù)雜度

• 視建設(shè)應(yīng)用需要而逐步改造，較為靈活方便。
• RFID 技術(shù)由于較為依賴讀寫設(shè)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(yīng)用場合，并不能作為車輛身份的識別標(biāo)志， 從而限制許多擴展應(yīng)用，如車輛進(jìn)入加油站、修理廠、停車場，僅靠地面物體經(jīng) 緯坐標(biāo)位置信息不能作為車輛識別標(biāo)志。
RFID 技術(shù)則可準(zhǔn)確判定車輛身份，利于較好的擴展應(yīng)用。