第一部分 概述 城(cheng)市(shi)公(gong)交(jiao)服(fu)務(wu)係(xi)統(tong)是(shi)衡(heng)量(liang)一(yi)個(ge)城(cheng)市(shi)文(wen)明(ming)的(de)重(zhong)要(yao)指(zhi)標(biao)。隨(sui)著(zhe)現(xian)有(you)城(cheng)市(shi)規(gui)模(mo)的(de)逐(zhu)漸(jian)擴(kuo)大(da),生(sheng)活(huo)節(jie)奏(zou)的(de)不(bu)斷(duan)加(jia)快(kuai),公(gong)交(jiao)係(xi)統(tong)在(zai)城(cheng)市(shi)交(jiao)通(tong)中(zhong)發(fa)揮(hui)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong),人(ren)們(men)也(ye)對(dui)公(gong)交(jiao)車(che)服(fu)務(wu)質(zhi)量(liang)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu),但(dan)現(xian)有(you)的(de)公(gong)交(jiao)管(guan)理(li)體(ti)製(zhi)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)滿(man)足(zu)需(xu)求(qiu),公(gong)交(jiao)公(gong)司(si)對(dui)於(yu)各(ge)運(yun)行(xing)班(ban)次(ci)的(de)運(yun)行(xing)記(ji)錄(lu)及(ji)簽(qian)到(dao)方(fang)式(shi)還(hai)處(chu)於(yu)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)階(jie)段(duan),工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di),統(tong)計(ji)信(xin)息(xi)不(bu)能(neng)及(ji)時(shi)處(chu)理(li),人(ren)工(gong)彙(hui)總(zong)數(shu)據(ju)、比對數據工作量大,遲滯周期長,不利於提高管理效率。 城市公共汽車運行調度無線數據傳輸係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。 本係統利用意大利某公交公司采用四信F4433 WCDMA WIFI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3Gwuxianjishudegongnengyoushi,zaimeiyilianggongjiaochedaozhanhuoxingshizhongdeshihou,jiankongzhongxinzhudongduqugongjiaochedeshuju,ranhougenjuzhexieshujujingguochulifenxijinxinghelidejiankongjitiaodu。zheyangjiukeyizhangwomeilianggongjiaochededaozhanqingkuangjiqiyunyingqingkuang,提高公交係統的工作效率。 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係統的優勢: (1)由於公交車存在量大,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,更多的隻能作為遠距離小數據量連接服務,若作為全麵覆蓋的公交網絡,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、設備互操作性方麵,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係統數據采集的需求。 (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,覆蓋範圍大。作為主站的單個AP覆蓋範圍可達到10,000米,而作為從AP的四信的F4433,覆蓋範圍在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、係統傳輸容量滿足要求。Wi-Fi 技術特別適合於到站傳輸係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liang好hao的de擴kuo展zhan性xing。考kao慮lv到dao未wei來lai業ye務wu的de增zeng長chang和he變bian化hua,應ying具ju備bei充chong分fen的de可ke擴kuo展zhan性xing,包bao括kuo多duo種zhong接jie入ru方fang式shi的de提ti供gong和he接jie入ru的de可ke擴kuo展zhan性xing,帶dai寬kuan的de擴kuo展zhan與yu速su率lv的de平ping滑hua升sheng級ji以yi及ji處chu理li能neng力li的de可ke擴kuo展zhan性xing,依yi托tuo正zheng在zai被bei大da規gui模mo部bu署shu的deWi-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 本係統由公交車考勤係統,公交車運行狀態控製器,四信F4433 wifi+3G路由器,公交車總站的主AP,數據庫及中心軟件組成。 2.1係統組成 2.1.1 公交車內部的考勤客戶端,車運行狀態的控製器:能把每次進站的考勤數據和每一趟車的車的運行狀態彙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,適用於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WIFI AP 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,這樣覆蓋的麵積就大了,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:基於大型數據庫的係統軟件,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,同時方便公交係統的管理與調度。 2.2 係統總架構 采用Wi-Fi無線接入技術,當公交車進入總站後,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。關聯完成後,車載F4433將jiang本ben次ci及ji本ben趟tang公gong交jiao車che機ji上shang存cun儲chu數shu據ju自zi動dong上shang傳chuan至zhi數shu據ju采cai集ji中zhong心xin,並bing將jiang並bing在zai下xia次ci入ru站zhan時shi把ba一yi些xie相xiang關guan的de信xin息xi通tong過guo無wu線xian下xia載zai車che子zi上shang,此ci過guo程cheng不bu需xu要yao數shu據ju采cai集ji器qi中zhong轉zhuan數shu據ju,也ye無wu須xu人ren員yuan參can與yu。多duo台taiWi-Fi車載F4433可通過AP以共享的方式接入公交收費係統及調度管理係統,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,調整覆蓋範圍。Wi-Fi無線接入技術的使用,使公交收費係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WCDMA 3G 的無線方式來傳輸數據。係統拓撲圖如下圖所示:
2.3係統功能 1.根(gen)據(ju)計(ji)費(fei)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)統(tong)計(ji)出(chu)各(ge)個(ge)時(shi)段(duan),各(ge)個(ge)車(che)次(ci),各(ge)個(ge)路(lu)段(duan)的(de)車(che)載(zai)量(liang),從(cong)而(er)方(fang)便(bian)指(zhi)定(ding)行(xing)車(che)幾(ji)乎(hu)和(he)配(pei)車(che)排(pai)班(ban)業(ye)務(wu)的(de)開(kai)展(zhan)。行(xing)車(che)計(ji)劃(hua)與(yu)配(pei)車(che)排(pai)班(ban)業(ye)務(wu)完(wan)成(cheng)公(gong)交(jiao)車(che)輛(liang)複(fu)雜(za)生(sheng)產(chan)計(ji)劃(hua)的(de)製(zhi)定(ding)和(he)日(ri)常(chang)配(pei)車(che)排(pai)班(ban)的(de)管(guan)理(li),在(zai)行(xing)車(che)計(ji)劃(hua)的(de)製(zhi)定(ding)過(guo)程(cheng)中(zhong),進(jin)行(xing)了(le)算(suan)法(fa)和(he)實(shi)現(xian)進(jin)行(xing)了(le)優(you)化(hua),使(shi)該(gai)功(gong)能(neng)適(shi)應(ying)於(yu)廣(guang)泛(fan)的(de)公(gong)交(jiao)用(yong)戶(hu)。 2.監jian控kong調tiao度du指zhi揮hui業ye務wu完wan成cheng現xian場chang的de車che輛liang運yun行xing狀zhuang況kuang的de監jian控kong,並bing根gen據ju現xian場chang的de複fu雜za多duo變bian的de情qing況kuang實shi時shi的de調tiao整zheng車che輛liang運yun行xing指zhi標biao,提ti高gao運yun行xing計ji劃hua的de完wan成cheng率lv,避bi免mian因yin事shi後hou調tiao度du而er導dao致zhi的de生sheng產chan效xiao率lv低di下xia。 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.數據交換係統:數據交換係統是在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台,對大大減少係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(tong)過(guo)對(dui)車(che)的(de)各(ge)種(zhong)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)和(he)參(can)數(shu)指(zhi)標(biao)的(de)處(chu)理(li)分(fen)析(xi),再(zai)配(pei)合(he)管(guan)理(li)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)診(zhen)斷(duan),可(ke)以(yi)及(ji)時(shi)對(dui)車(che)載(zai)係(xi)統(tong)的(de)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)診(zhen)斷(duan),確(que)保(bao)車(che)輛(liang)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)。
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,並從中心下載數據。
用於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後,設置好各種通訊參數,各個AP的SSID要一致,頻段可以互相漫遊,當公交車上進站時client AP 搜索到管理站的 SSID,就會嚐試和它橋接上,當橋接上後,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,和在線保持機製,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安全機製,這樣對於像公交係統這種重要運用場合的通訊數據的安全性得以確保。
3.3 數據中心軟件平台構建 在係統構建上,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,同時方便公交係統的管理與調度。
在係統安全方麵,本公司除了采用大型、多用戶的ORACLE數據庫、係xi統tong對dui用yong戶hu實shi現xian分fen級ji授shou權quan管guan理li和he提ti供gong防fang火huo牆qiang功gong能neng及ji完wan善shan的de數shu據ju備bei份fen功gong能neng外wai,對dui網wang絡luo無wu線xian數shu據ju監jian控kong中zhong心xin還hai提ti供gong了le安an全quan技ji術shu解jie決jue方fang案an,以yi確que保bao數shu據ju安an全quan可ke靠kao。
第四部分 設備的特點和參數 F4433通信模塊 F4433 WCDMA/HSDPA/HSUPA 商用ROUTER(本文簡稱ROUTER) 基本設備適用於於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WIFI AP 模塊和WCDMA/HSDPA/HSUPA 無線模塊,以嵌入式實時操作係統為軟件支撐平台,完整實現WIFI AP 功能和WCDMA/HSDPA/HSUPA 聯lian網wang功gong能neng,為wei用yong戶hu提ti供gong安an全quan,高gao速su,穩wen定ding可ke靠kao,各ge種zhong協xie議yi路lu由you轉zhuan發fa的de無wu線xian路lu由you網wang絡luo。本ben產chan品pin可ke廣guang泛fan應ying用yong於yu家jia庭ting及ji中zhong小xiao型xing企qi業ye的de無wu線xian聯lian網wang應ying用yong,也ye可ke以yi應ying用yong於yu金jin融rong,水shui利li,環huan保bao,電dian力li,郵you政zheng,氣qi象xiang等deng行xing業ye。