城市公共汽車運行調度數據傳輸系統

　　核心提示：隨著現有城市規模的逐漸擴大，生活節奏的不斷加快，公交系統在城市交通中發揮著越來越重要的作用，人們也對公交車服務質量提出了更高的要求，但現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，統計信息不能及時處理，人工匯總數據、比對數據工作量大，遲滯周期長，不利于提高管理效率.城市公共汽車運行調度無線數據傳輸系統實現了對城市公交車考勤、公交車運營狀態數據傳輸（如車速，多少油量，公交車視頻監控，車到了哪個站點）、自動報站，最終達到實時監測和統一調度

　　一、

　　城市公交服務系統是衡量一個城市文明的重要指標。隨著現有城市規模的逐漸擴大，生活節奏的不斷加快，公交系統在城市交通中發揮著越來越重要的作用，人們也對公交車服務質量提出了更高的要求，但現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，統計信息不能及時處理，人工匯總數據、比對數據工作量大，遲滯周期長，不利于提高管理效率.

　　城市公共汽車運行調度無線數據傳輸系統實現了對城市公交車考勤、公交車運營狀態數據傳輸（如車速，多少油量，公交車視頻監控，車到了哪個站點）、自動報站，最終達到實時監測和統一調度的功能。

　　本系統利用意大利某公交公司采用四信F4433WCDMAWIFI路由器進行數據傳輸的應用實例進行闡述，主要是利用F44333路由器的wifi及3G無線技術的功能優勢，在每一輛公交車到站或行駛中的時候，監控中心主動讀取公交車的數據，然后根據這些數據經過處理分析進行合理的監控及調度。這樣就可以掌握每輛公交車的到站情況及其運營情況,提高公交系統的工作效率。

　　公交車考勤、公交車運營狀態數據傳輸這些數據量比較大，而且不需要實時監控的數據，為了節約成本，采用wifi方式，在到達公交車總站才讀取數據。其他需要實時監控的，可以通過3G來實時傳輸。3G和wifi技術互相結合，實現資源互補，降低運營成本，同時提高了傳輸的效率。

　　采用wifi作為主要的數據傳輸方式在公交車系統的優勢：

　　（1）由于公交車存在量大，網絡交互頻繁，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，更多的只能作為遠距離小數據量連接服務，若作為全面覆蓋的公交網絡，目前的3G資費昂貴，帶寬有限的現狀讓人止步。Wi-Fi所承載的無線通信及網絡技術正好完美的彌補了這個空缺。

　　（2）正在興起的Wi-Fi網絡建設熱潮使得Wi-Fi已經成為了無線網絡的主流方向。從安全性、技術成熟度、與現有網絡連接、還是節點管理、QoS特性、設備互操作性方面，Wi-Fi在短距離無線技術中都有無可比擬的優勢，可最大程度地滿足公交系統數據采集的需求。

　　（3）Wi-Fi無線數據傳輸具有設備成本低、數據傳輸高度安全可靠、使用靈活方便等特點，非常適合近近距離，大數據傳輸的應用。

　　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部。

　　2、傳輸速率高，速率可達到54M。

　　3、系統傳輸容量滿足要求。Wi-Fi技術特別適合于到站傳輸系統這種需要傳輸大量突發性數據的場合。

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

　　5良好的擴展性。考慮到未來業務的增長和變化，應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，依托正在被大規模部署的Wi-Fi網絡所帶來的成熟的技術、各種層出不窮的Wi-Fi設備、既有的網絡設施、架構支持、豐富的網絡知識，使用Wi-Fi可最大程度地減少對網絡架構和現有設備的調整。

　　第二部分項目分析

　　本系統由公交車考勤系統，公交車運行狀態控制器，四信F4433wifi+3G路由器，公交車總站的主AP，數據庫及中心軟件組成。

　　2.1系統組成

　　2.1.1公交車內部的考勤客戶端，車運行狀態的控制器：能把每次進站的考勤數據和每一趟車的車的運行狀態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公用網絡，實現無線局域網和無線廣域網的無縫連接。完整實現WIFIAP功能和WCDMA/HSDPA/HSUPA聯網功能，為用戶提供安全，高速，穩定可靠，各種協議路由轉發的無線路由網絡。

　　2.1.3公交車總站的主AP：主AP采用發射功率比較大的，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數據庫及中心軟件：基于大型數據庫的系統軟件，對數據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參數等各種信息，同時方便公交系統的管理與調度。

　　2.2系統總架構

　　采用Wi-Fi無線接入技術，當公交車進入總站后，公交車上安裝的四信的F4433的wifiAP會自動關聯到架設在總站的AP,該AP可通過Ethernet連接到數據采集中心。關聯完成后，車載F4433將本次及本趟公交車機上存儲數據自動上傳至數據采集中心，并將并在下次入站時把一些相關的信息通過無線下載車子上，此過程不需要數據采集器中轉數據，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及調度管理系統，與數據采集中心進行通訊。公交公司可根據總站實際情況，靈活選擇AP架設位置及數量，調整覆蓋范圍。Wi-Fi無線接入技術的使用，使公交收費系統和公交車運行狀態數據采集更加智能化，維護也更加容易。當車在運行中，有需要傳數據給調度管理中心，或者調度管理中心需要臨時查詢公交車上車子的數據，就可以通過WCDMA3G的無線方式來傳輸數據。系統拓撲圖如下圖所示：

　　2.3系統功能

　　1.根據計費系統可以統計出各個時段，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務的開展。行車計劃與配車排班業務完成公交車輛復雜生產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，進行了算法和實現進行了優化，使該功能適應于廣泛的公交用戶。

　　2.監控調度指揮業務完成現場的車輛運行狀況的監控，并根據現場的復雜多變的情況實時的調整車輛運行指標，提高運行計劃的完成率，避免因事后調度而導致的生產效率低下。

　　3.決策分析業務就是對這些原始數據進行分類、抽象、整理、統計等發掘工作以報表的形式向公司的決策領導層從多角度，多方位提供公司的營運狀態分析數據。

　　4.數據交換系統：數據交換系統是在ACE的基礎上，結合公交監控實時性數據要求較高的特點，在滿足數據接入、數據解析、數據路由的功能基礎上，建立了具有良好擴展性的通訊協議平臺，對大大減少系統升級帶來的工作量。

　　5.報警功能：當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和參數指標的處理分析，再配合管理工程師的診斷，可以及時對車載系統的故障進行診斷，確保車輛安全運行。

　　第三部分項目架構實施

　　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。同時可以連接網口設備，把數據傳回中心，并從中心下載數據。

　　用于傳輸串口數據所配備的RJ45轉RS232的線的線序如下：

　　3.２無線數據傳輸的實現

　　傳輸設備采用廈門四信的F4433，其功能齊全，性能穩定，簡單易用，它是一款工業級別的無線傳輸終端，已經廣泛地應用在各種各樣的工業，金融場合。

　　終端設備和傳輸設備連接好后，設置好各種通訊參數，各個AP的SSID要一致，頻段可以互相漫游，當公交車上進站時clientAP搜索到管理站的SSID，就會嘗試和它橋接上，當橋接上后，就可以和中心管理站的ＡＰ組成一個局域網，這樣數據就可以通過WIFI傳輸到管理站了。當公交車在形式過程中，當有數據要傳輸的話可以直接通過3G網絡傳到調度管理中心。

　　終端設備支持本地定時上下線，電話或短信喚醒3G鏈路，這樣如果要傳輸數據的時候，才撥上3G網絡，不傳數據的話，把鏈路斷開；從而達到節約使用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，能夠確保設備穩定，長久地運行，從而有效保證數據傳輸的可靠性。同時提供各種ＶＰＮ安全機制，這樣對于像公交系統這種重要運用場合的通訊數據的安全性得以確保。

　　3.4數據中心軟件平臺構建

　　在系統構建上，數據中心一般采用大型數據庫來進行數據存儲和管理，通過對數據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參數等各種信息，同時方便公交系統的管理與調度。

　　在系統安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的ORACLE數據庫、系統對用戶實現分級授權管理和提供防火墻功能及完善的數據備份功能外，對網絡無線數據監控中心還提供了安全技術解決方案，以確保數據安全可靠。

　　第四部分設備的特點和參數

　　F4433通信模塊

　　F4433WCDMA/HSDPA/HSUPA商用ROUTER(本文簡稱ROUTER)基本設備適用于于WIFI（802.11a/b/g）和WCDMA/HSDPA/HSUPA公用網絡，實現無線局域網和無線廣域網的無縫連接，為用戶提供移動寬帶服務。路由器采用高性能的工業級ARM9通信處理器，內嵌WIFIAP模塊和WCDMA/HSDPA/HSUPA無線模塊，以嵌入式實時操作系統為軟件支撐平臺，完整實現WIFIAP功能和WCDMA/HSDPA/HSUPA聯網功能，為用戶提供安全，高速，穩定可靠，各種協議路由轉發的無線路由網絡。本產品可廣泛應用于家庭及中小型企業的無線聯網應用，也可以應用于金融，水利，環保，電力，郵政，氣象等行業。

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