基于RFID讀卡器金和無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用方案

概述

城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展導(dǎo)致城市機(jī)動(dòng)車輛的增加，從而使城市交通流量日益增大，由此而帶來的交通事故頻發(fā)、交通擁擠等問題業(yè)已成為城市公交管理的“軟肋”，為解決此問題，近年來基于通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等高科技的交通系統(tǒng)管理和控制技術(shù)的研究開發(fā)得到了各國的普遍重視，其中基于射頻識(shí)別技術(shù) （radiofrequency identification，RFID）的公交業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)研究進(jìn)展迅速。

RFID是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（automatic equipment identification，AEI）在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展，其基本原理是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別的目的，并交換數(shù)據(jù)。它主要包含有識(shí)讀器和電子標(biāo)簽兩個(gè)部分，此外還有用于數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的天線部分。RFID的一個(gè)重要特征是系統(tǒng)的工作頻率和作用距離。通常把識(shí)讀器發(fā)送信號時(shí)使用的頻率稱作射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率。

RFID技術(shù)應(yīng)用的層面極廣，除了能對商品資料進(jìn)行讀取外，也可應(yīng)用于食品、藥品和鈔票等方面，以追蹤產(chǎn)地和防偽品的制造。RFID已在門禁保安、汽車防盜、電子物品監(jiān)視系統(tǒng)、生產(chǎn)線自動(dòng)化、倉儲(chǔ)管理、產(chǎn)品防偽、高速公路自動(dòng)收費(fèi)、公交車收費(fèi)管理、火車和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別以及軍事物流中廣泛應(yīng)用。

本文設(shè)計(jì)的基于RFID的公交業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)可以對駕駛員每天勞動(dòng)業(yè)績的8個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)（例保、行車公里、客運(yùn)量、營收、油耗、修理、行車事故、行車服務(wù)）進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，變“路單”人工記錄為“信息卡”電子輸入，并將上述8個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)杰囮?duì)，這有利于對駕駛員勞動(dòng)業(yè)績進(jìn)行量化分析，用各種數(shù)據(jù)進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)、考核、評比、激勵(lì)，改變了傳統(tǒng)的粗放型的檢查、考核和評比；有利于分公司和總公司（營運(yùn)、機(jī)務(wù)、計(jì)財(cái)和人事）多級管理部門根據(jù)每個(gè)駕駛員每天勞動(dòng)業(yè)績的8個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、修改和制定企業(yè)內(nèi)部各種相應(yīng)的規(guī)章，優(yōu)勝劣汰，獎(jiǎng)勤罰懶，降低企業(yè)成本；也有利于駕駛員隨時(shí)查詢本人每天、每月勞動(dòng)業(yè)績，通過 “信息卡”提供的“電腦數(shù)據(jù)”和公司制定的各種經(jīng)濟(jì)激勵(lì)規(guī)定這只“無形的手”經(jīng)常警示、鞭策、促進(jìn)每個(gè)駕駛員增強(qiáng)工作責(zé)任心。與同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同，RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識(shí)別，通過對RFID卡進(jìn)行讀寫操作，可實(shí)現(xiàn)對各類物體或設(shè)備（人員、物品）在不同狀態(tài)（移動(dòng)、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動(dòng)識(shí)別和管理。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于RFID的公交業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)由射頻識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、無線通信技術(shù)以及服務(wù)器和信息終端組成。對于分散的始發(fā)站和終點(diǎn)站可采用ADSL（采用 VPN技術(shù)）或者無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。系統(tǒng)主要由出入場記錄終端、始發(fā)站調(diào)度終端、票務(wù)管理終端、加油記錄終端、維修記錄終端、領(lǐng)導(dǎo)查詢終端、員工查詢終端、網(wǎng)絡(luò)管理終端和服務(wù)器組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。系統(tǒng)主要包括RFID讀卡器、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器。其基本構(gòu)成是：在每輛車上安裝一張 RFID卡，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中將該卡的ID號與對應(yīng)的車牌號進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成電子車牌。該駕駛員車輛管理信息系統(tǒng)需要設(shè)置站調(diào)度、場調(diào)度、票務(wù)、加油、維修、領(lǐng)導(dǎo)查詢、員工查詢幾個(gè)客戶端。需要在場入口和出口各設(shè)置一個(gè)感應(yīng)器，感應(yīng)器與計(jì)算機(jī)終端相連接。每輛車上安裝射頻識(shí)別卡，當(dāng)車輛通過感應(yīng)器時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行車輛識(shí)別，計(jì)算機(jī)終端上運(yùn)行出入場記錄和調(diào)度軟件。在場調(diào)度室設(shè)讀卡器用于駕駛員報(bào)到，讀卡器與計(jì)算機(jī)終端相連接。計(jì)算機(jī)終端接入局域網(wǎng)，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。

系統(tǒng)以駕駛員車輛管理為主，以場調(diào)度、始終點(diǎn)站調(diào)度為中心，完成公交日常運(yùn)營業(yè)務(wù)的管理；以電子路單要素信息為基礎(chǔ)，收集公里數(shù)、油耗、票收、維修費(fèi)用等各種信息；通過工作證號、工號、車號將若干個(gè)系統(tǒng)（發(fā)卡系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)、車輛維修系統(tǒng)）有機(jī)連接，形成一個(gè)能全面反映公交運(yùn)營狀態(tài)并且易于控制的完整公交業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)（如圖2所示）。

此系統(tǒng)的基本功能主要包括：早晚進(jìn)出場場調(diào)度、始終點(diǎn)站調(diào)度的日常工作流程管理；與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口：發(fā)卡系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、車輛維修系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)；領(lǐng)導(dǎo)查詢：各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表、按車、按人、按路單查詢；員工查詢：個(gè)人信息、車輛信息、電子路單、按日期查詢。

1．1 場調(diào)度

場調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)行車時(shí)刻表白動(dòng)生成每日行車計(jì)劃表，駕駛員上班后在讀卡器上刷卡，場調(diào)度軟件自動(dòng)記錄其上班時(shí)間；提示信息包括工號、當(dāng)日路牌、車牌號、存油數(shù)等。駕駛員出車前，對車輛進(jìn)行各類制動(dòng)、方向機(jī)、氣壓報(bào)警器、發(fā)動(dòng)機(jī)清潔、化油器及油路、各類燈光、儀表，各類皮帶等項(xiàng)目進(jìn)行例保包修工作，若沒有問題，出場時(shí)，感應(yīng)線圈測到此車出場，填寫默認(rèn)例保完成記錄，并記錄車輛出場時(shí)間。

駕駛員上班報(bào)到后，由場調(diào)度端軟件生成新的電子路單，并顯示當(dāng)日路牌、車牌號、存油、駕駛員工號等基本信息。若發(fā)現(xiàn)車輛有問題不能出場或者駕駛員發(fā)現(xiàn)存油與實(shí)際不符，可以由場調(diào)度在軟件中修改相應(yīng)記錄；出現(xiàn)異常情況時(shí)，允許恢復(fù)正常后由人工輸入將數(shù)據(jù)補(bǔ)錄，以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。并及時(shí)對信息進(jìn)行分類匯總統(tǒng)計(jì)，形成報(bào)表，供管理人員參考。

1．2 始發(fā)站終點(diǎn)站調(diào)度

考慮始發(fā)站和終點(diǎn)站所處的環(huán)境差異較大，可以使用ADSL或者無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連接。該部分負(fù)責(zé)車隊(duì)的日常運(yùn)營調(diào)度，始發(fā)站調(diào)度按照車輛發(fā)車時(shí)刻表進(jìn)行調(diào)度。車輛進(jìn)入和離開始發(fā)站調(diào)度時(shí)，感應(yīng)線圈自動(dòng)感應(yīng)識(shí)別車輛，對車輛進(jìn)出站時(shí)間、運(yùn)營圈數(shù)等基本數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，將相應(yīng)的信息填入電子路單，并計(jì)算每個(gè)駕駛員的行車?yán)锍?、油耗。?dāng)車輛行駛過程中發(fā)生事故，由始發(fā)站調(diào)度人員將相應(yīng)的記錄輸入計(jì)算機(jī)，事故責(zé)任認(rèn)定后系統(tǒng)內(nèi)安全公里數(shù)清零。系統(tǒng)有異常情況時(shí)，恢復(fù)正常后將數(shù)據(jù)補(bǔ)錄，保證數(shù)據(jù)的完整性。根據(jù)調(diào)度端的需要，可分別計(jì)算統(tǒng)計(jì)計(jì)劃營運(yùn)公里數(shù)、計(jì)劃空駛公里數(shù)、實(shí)際營運(yùn)公里數(shù)、實(shí)際空駛公里數(shù)、損失公里數(shù)、安全公里數(shù)、實(shí)際運(yùn)行與計(jì)劃的異常情況對比表。

1．3 票務(wù)和加油

每天車輛下班進(jìn)場后，對駕駛員的票箱進(jìn)行清點(diǎn)，操作員將清點(diǎn)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)。公交卡票收數(shù)據(jù)可以直接從公交卡讀卡器中讀取，最后按照車輛和駕駛員對一定時(shí)間段內(nèi)的票收情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成報(bào)表。加油時(shí)，根據(jù)IC卡自動(dòng)進(jìn)行加油權(quán)限認(rèn)證。加油數(shù)量錄入由駕駛員輸入，加油機(jī)按照數(shù)量進(jìn)行自動(dòng)加油，并將加油數(shù)據(jù)自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)庫，用于計(jì)算油耗等數(shù)據(jù)。出現(xiàn)異常情況時(shí)，可由人工輸入將數(shù)據(jù)補(bǔ)錄，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。

1．4 查詢

1．4．1 領(lǐng)導(dǎo)查詢

按照不同的權(quán)限，對整個(gè)車隊(duì)、公司的運(yùn)營狀況、駕駛員信息進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)查詢?？梢园凑展ぬ枴⑿彰?、電子路單號、日期、駕駛員、車輛等信息對相應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行查詢。對某一時(shí)間段內(nèi)的車輛的油耗、行駛里程、維修、事故等情況進(jìn)行分類匯總分析。

1．4．2 員工查詢

駕駛員可以使用執(zhí)勤卡刷卡查詢個(gè)人的基本信息。駕駛員登錄后，能查詢自己駕駛車輛的相關(guān)信息，包括油耗、維修、行駛里程等；可以對自己所駕駛的車輛的電子路單進(jìn)行查詢；也可以對歷史電子路單進(jìn)行查詢，真正做到管理的透明化。駕駛員還能按照日期對某一時(shí)間段內(nèi)自己的工作情況進(jìn)行分類匯總，包括行駛里程、油耗、維修、事故等記錄。

2 總結(jié)

與基于GPS的公交智能管理系統(tǒng)相比，RFID技術(shù)在方向定位、成本、擴(kuò)展性方面都有比較大的優(yōu)勢。GPS衛(wèi)星定位雖然可以識(shí)別車輛，但是車載設(shè)備價(jià)格較貴，信號不穩(wěn)定。最主要的問題是目前國內(nèi)商用GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星信號源為國外控制。一旦因?yàn)檎位蚪?jīng)濟(jì)沖突的原因失去信號來源，國內(nèi)的GPS應(yīng)用系統(tǒng)將面臨癱瘓的危險(xiǎn)。而RFID的智能交通解決方案，不依靠衛(wèi)星信號，保障了系統(tǒng)運(yùn)行長期穩(wěn)定的可靠性。GPS在應(yīng)用上必須結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)，不但增加了應(yīng)用的成本，如果更新不及時(shí)，也會(huì)大大影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。另外GPS技術(shù)并不適合當(dāng)車輛到達(dá)出口時(shí)自動(dòng)觸發(fā)的應(yīng)用。而RFID技術(shù)不需復(fù)雜的GIS系統(tǒng)配合，可勝任任何定點(diǎn)觸發(fā)的工作。與GPS需要昂貴的車載設(shè)備相比，基于RFID技術(shù)的系統(tǒng)可以將主要的識(shí)別及通訊設(shè)備由車載移至固定的地面數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)同等功能的情況下，RFID電子標(biāo)識(shí)卡安裝在每輛公交車輛，成本明顯低于GPS車載設(shè)備。

RFID系統(tǒng)實(shí)施后，也可以為其他社會(huì)車輛提供增值服務(wù)，具有可觀的潛在附加經(jīng)濟(jì)效益。從橫向來看，基于RFID的智能交通系統(tǒng)能和其它ITS系統(tǒng)有機(jī)整合，為其它系統(tǒng)提供有價(jià)值的信息，并實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)、闖紅燈拍照、車速監(jiān)控等功能。從縱向來看，作為標(biāo)準(zhǔn)的ITS系統(tǒng)，能為架構(gòu)在RFID基礎(chǔ)上的其它軟件提供完備的接口。進(jìn)一步的深度信息挖掘，將給整體的ITS提供更多的信息服務(wù)。利用RFID技術(shù)的紅綠燈控制系統(tǒng)，讓一些車輛優(yōu)先通行，普通優(yōu)先對象為公交車輛，能在最大限度上保證城市運(yùn)載主體運(yùn)行通暢、快速與高效。同時(shí)RFID的特點(diǎn)還有：多目標(biāo)識(shí)別；耐環(huán)境、不易受污染；穿透能力強(qiáng)；可重復(fù)使用。RFID與條形碼、磁卡相比較有非常明顯的有點(diǎn)。

這種基于RFID的公交業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)由各調(diào)度站、場調(diào)度收集基礎(chǔ)信息，通過系統(tǒng)與公共交通公司現(xiàn)有人事系統(tǒng)、車輛維修系統(tǒng)、發(fā)卡系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，能使各級管理人員方便地按車、按人進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，并可按照需要利用所采集到的基本信息進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)工作，作為決策的依據(jù)。此系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)駕駛員的勞動(dòng)業(yè)績，改變了傳統(tǒng)的檢查、考核和評比方式；有利于修改和制定企業(yè)內(nèi)部各種相應(yīng)的規(guī)章；促進(jìn)每個(gè)駕駛員增強(qiáng)工作責(zé)任心，也增加了公司經(jīng)濟(jì)上各種規(guī)章的透明度，做到公平、公正、合情、合理，為構(gòu)建和諧企業(yè)提供技術(shù)支持和依據(jù)。

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