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        城市公交服務(wù)系統(tǒng)是衡量一個(gè)城市文明的重要指標(biāo)。隨著現(xiàn)有城市規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，生活節(jié)奏的不斷加快，公交系統(tǒng)在城市交通中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，人們也對(duì)公交車服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求，但現(xiàn)有的公交管理體制不能完全滿足需求，公交公司對(duì)于各運(yùn)行班次的運(yùn)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(tǒng)計(jì)信息不能及時(shí)處理，人工匯總數(shù)據(jù)、比對(duì)數(shù)據(jù)工作量大，遲滯周期長(zhǎng)，不利于提高管理效率。

        城市公共汽車運(yùn)行調(diào)度無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市公交車考勤、公交車運(yùn)營(yíng)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸（如車速，多少油量，公交車視頻監(jiān)控，車到了哪個(gè)站點(diǎn)）、自動(dòng)報(bào)站，最終達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一調(diào)度的功能。

       本系統(tǒng)利用意大利某公交公司采用四信F4433 WCDMA WIFI路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用實(shí)例進(jìn)行闡述，主要是利用F44333路由器的wifi及3G無(wú)線技術(shù)的功能優(yōu)勢(shì)，在每一輛公交車到站或行駛中的時(shí)候，監(jiān)控中心主動(dòng)讀取公交車的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理分析進(jìn)行合理的監(jiān)控及調(diào)度。這樣就可以掌握每輛公交車的到站情況及其運(yùn)營(yíng)情況,提高公交系統(tǒng)的工作效率。

       公交車考勤、公交車運(yùn)營(yíng)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸這些數(shù)據(jù)量比較大，而且不需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)，為了節(jié)約成本，采用wifi方式，在到達(dá)公交車總站才讀取數(shù)據(jù)。其他需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的，可以通過(guò)3G來(lái)實(shí)時(shí)傳輸。3G和wifi技術(shù)互相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)，降低運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)提高了傳輸?shù)男省?/span>

采用wifi作為主要的數(shù)據(jù)傳輸方式在公交車系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：

      （1）由于公交車存在量大，網(wǎng)絡(luò)交互頻繁，不可能承受高昂的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，例如GPRS、CDMA，3G等付費(fèi)的通信服務(wù)，更多的只能作為遠(yuǎn)距離小數(shù)據(jù)量連接服務(wù)，若作為全面覆蓋的公交網(wǎng)絡(luò)，目前的3G資費(fèi)昂貴，帶寬有限的現(xiàn)狀讓人止步。Wi-Fi所承載的無(wú)線通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正好完美的彌補(bǔ)了這個(gè)空缺。

      （2）正在興起的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱潮使得Wi-Fi已經(jīng)成為了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的主流方向。從安全性、技術(shù)成熟度、與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連接、還是節(jié)點(diǎn)管理、QoS特性、設(shè)備互操作性方面，Wi-Fi在短距離無(wú)線技術(shù)中都有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，可最大程度地滿足公交系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的需求。 

      （3）Wi-Fi無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸具有設(shè)備成本低、數(shù)據(jù)傳輸高度安全可靠、使用靈活方便等特點(diǎn)，非常適合近近距離，大數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。

Wi-Fi主要特點(diǎn)： 

       1.傳輸距離遠(yuǎn)，覆蓋范圍大。作為主站的單個(gè)AP覆蓋范圍可達(dá)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(gè)公交車箱內(nèi)部。 

       2、傳輸速率高，速率可達(dá)到54M。 

       3、系統(tǒng)傳輸容量滿足要求。Wi-Fi 技術(shù)特別適合于到站傳輸系統(tǒng)這種需要傳輸大量突發(fā)性數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。 

       4、安全性高。提供“安全多模”能力，支持WAPI/WEP/WPA/WPA2 安全標(biāo)準(zhǔn)，安全標(biāo)準(zhǔn)可以通過(guò)軟件進(jìn)行配置。 

       5 良好的擴(kuò)展性。考慮到未來(lái)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)和變化，應(yīng)具備充分的可擴(kuò)展性，包括多種接入方式的提供和接入的可擴(kuò)展性，帶寬的擴(kuò)展與速率的平滑升級(jí)以及處理能力的可擴(kuò)展性，依托正在被大規(guī)模部署的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的成熟的技術(shù)、各種層出不窮的Wi-Fi設(shè)備、既有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、架構(gòu)支持、豐富的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，使用Wi-Fi可最大程度地減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)整。

第二部分 項(xiàng)目分析

       本系統(tǒng)由公交車考勤系統(tǒng)，公交車運(yùn)行狀態(tài)控制器，四信F4433 wifi+3G路由器，公交車總站的主AP，數(shù)據(jù)庫(kù)及中心軟件組成。

2.1系統(tǒng)組成

       2.1.1 公交車內(nèi)部的考勤客戶端，車運(yùn)行狀態(tài)的控制器：能把每次進(jìn)站的考勤數(shù)據(jù)和每一趟車的車的運(yùn)行狀態(tài)匯總到中心管理站進(jìn)行分析處理。

       2.1.2 四信F4433：傳輸終端采用廈門(mén)四信的F4433，適用于WIFI（802.11a/b/g）和WCDMA/HSDPA/HSUPA 公用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)和無(wú)線廣域網(wǎng)的無(wú)縫連接。完整實(shí)現(xiàn)WIFI AP 功能和WCDMA/HSDPA/HSUPA 聯(lián)網(wǎng)功能，為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線路由網(wǎng)絡(luò)。

       2.1.3 公交車總站的主AP：主AP采用發(fā)射功率比較大的，這樣覆蓋的面積就大了，同時(shí)為了盡可能地消除盲點(diǎn)，可以使用多AP覆蓋。 

       2.1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)及中心軟件：基于大型數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理， 最終形成文件、圖形和動(dòng)畫(huà)等，使管理人員能方便直觀及時(shí)的知曉公交車的收費(fèi)和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)等各種信息，同時(shí)方便公交系統(tǒng)的管理與調(diào)度。

2.2 系統(tǒng)總架構(gòu)

       采用Wi-Fi無(wú)線接入技術(shù)，當(dāng)公交車進(jìn)入總站后，公交車上安裝的四信的F4433的wifiAP會(huì)自動(dòng)關(guān)聯(lián)到架設(shè)在總站的AP,該AP可通過(guò)Ethernet連接到數(shù)據(jù)采集中心。關(guān)聯(lián)完成后，車載F4433將本次及本趟公交車機(jī)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至數(shù)據(jù)采集中心，并將并在下次入站時(shí)把一些相關(guān)的信息通過(guò)無(wú)線下載車子上，此過(guò)程不需要數(shù)據(jù)采集器中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，也無(wú)須人員參與。多臺(tái)Wi-Fi車載F4433可通過(guò)AP以共享的方式接入公交收費(fèi)系統(tǒng)及調(diào)度管理系統(tǒng)，與數(shù)據(jù)采集中心進(jìn)行通訊。公交公司可根據(jù)總站實(shí)際情況，靈活選擇AP架設(shè)位置及數(shù)量，調(diào)整覆蓋范圍。Wi-Fi無(wú)線接入技術(shù)的使用，使公交收費(fèi)系統(tǒng)和公交車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集更加智能化，維護(hù)也更加容易。 當(dāng)車在運(yùn)行中，有需要傳數(shù)據(jù)給調(diào)度管理中心，或者調(diào)度管理中心需要臨時(shí)查詢公交車上車子的數(shù)據(jù)，就可以通過(guò)WCDMA 3G 的無(wú)線方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖所示：

2.3系統(tǒng)功能

       1.　根據(jù)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)出各個(gè)時(shí)段，各個(gè)車次，各個(gè)路段的車載量，從而方便指定行車幾乎和配車排班業(yè)務(wù)的開(kāi)展。行車計(jì)劃與配車排班業(yè)務(wù)完成公交車輛復(fù)雜生產(chǎn)計(jì)劃的制定和日常配車排班的管理，在行車計(jì)劃的制定過(guò)程中，進(jìn)行了算法和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了優(yōu)化，使該功能適應(yīng)于廣泛的公交用戶。 

       2.　監(jiān)控調(diào)度指揮業(yè)務(wù)完成現(xiàn)場(chǎng)的車輛運(yùn)行狀況的監(jiān)控，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜多變的情況實(shí)時(shí)的調(diào)整車輛運(yùn)行指標(biāo)，提高運(yùn)行計(jì)劃的完成率，避免因事后調(diào)度而導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低下。

       3.決策分析業(yè)務(wù)就是對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、抽象、整理、統(tǒng)計(jì)等發(fā)掘工作以報(bào)表的形式向公司的決策領(lǐng)導(dǎo)層從多角度，多方位提供公司的營(yíng)運(yùn)狀態(tài)分析數(shù)據(jù)。

       4.數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)：數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)是在ACE的基礎(chǔ)上，結(jié)合公交監(jiān)控實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)要求較高的特點(diǎn)，在滿足數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)路由的功能基礎(chǔ)上，建立了具有良好擴(kuò)展性的通訊協(xié)議平臺(tái)，對(duì)大大減少系統(tǒng)升級(jí)帶來(lái)的工作量。

       5.報(bào)警功能：當(dāng)公交車上在運(yùn)行過(guò)程中，遇到了特殊的或者意外的情況，可以通過(guò)3G的方式把報(bào)警信息傳送回總部?？偛繉?duì)報(bào)警信息進(jìn)行分析，及時(shí)有效地采集各種措施。

       6.診斷功能：通過(guò)對(duì)車的各種運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)指標(biāo)的處理分析，再配合管理工程師的診斷，可以及時(shí)對(duì)車載系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷，確保車輛安全運(yùn)行。

第三部分 項(xiàng)目架構(gòu)實(shí)施 

3.1 傳輸模塊與采集終端連接

       四信的F4433無(wú)線傳輸模塊提供四個(gè)LAN口，還有一個(gè)串口接口，可通過(guò)RS232與終端通訊。同時(shí)可以連接網(wǎng)口設(shè)備，把數(shù)據(jù)傳回中心，并從中心下載數(shù)據(jù)。

用于傳輸串口數(shù)據(jù)所配備的RJ45轉(zhuǎn)RS232的線的線序如下：

3.2 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

       傳輸設(shè)備采用廈門(mén)四信的F4433商用路由器，其功能齊全，性能穩(wěn)定，簡(jiǎn)單易用，它是一款工業(yè)級(jí)別的無(wú)線傳輸終端，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種各樣的工業(yè)，金融場(chǎng)合。

       終端設(shè)備和傳輸設(shè)備連接好后，設(shè)置好各種通訊參數(shù)，各個(gè)AP的SSID要一致，頻段可以互相漫游，當(dāng)公交車上進(jìn)站時(shí)client AP 搜索到管理站的 SSID，就會(huì)嘗試和它橋接上，當(dāng)橋接上后，就可以和中心管理站的ＡP組成一個(gè)局域網(wǎng)，這樣數(shù)據(jù)就可以通過(guò)WIFI傳輸?shù)焦芾碚玖?。?dāng)公交車在形式過(guò)程中，當(dāng)有數(shù)據(jù)要傳輸?shù)脑捒梢灾苯油ㄟ^(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳到調(diào)度管理中心。

       終端設(shè)備支持本地定時(shí)上下線，電話或短信喚醒3G鏈路，這樣如果要傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，才撥上3G網(wǎng)絡(luò)，不傳數(shù)據(jù)的話，把鏈路斷開(kāi)；從而達(dá)到節(jié)約使用3G的時(shí)長(zhǎng)，降低運(yùn)營(yíng)成本。

       F4433具有多重看門(mén)狗，和在線保持機(jī)制，能夠確保設(shè)備穩(wěn)定，長(zhǎng)久地運(yùn)行，從而有效保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。同時(shí)提供各種ＶＰＮ安全機(jī)制，這樣對(duì)于像公交系統(tǒng)這種重要運(yùn)用場(chǎng)合的通訊數(shù)據(jù)的安全性得以確保。
 

3.3 數(shù)據(jù)中心軟件平臺(tái)構(gòu)建

       在系統(tǒng)構(gòu)建上，數(shù)據(jù)中心一般采用大型數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理， 最終形成文件、圖形和動(dòng)畫(huà)等，使管理人員能方便直觀及時(shí)的知曉公交車的收費(fèi)和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)等各種信息，同時(shí)方便公交系統(tǒng)的管理與調(diào)度。

       在系統(tǒng)安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)管理和提供防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能外，對(duì)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線數(shù)據(jù)監(jiān)控中心還提供了安全技術(shù)解決方案，以確保數(shù)據(jù)安全可靠。

第四部分 設(shè)備的特點(diǎn)和參數(shù)

F4433通信模塊

         F4433 WCDMA/HSDPA/HSUPA 商用路由器(本文簡(jiǎn)稱ROUTER) 基本設(shè)備適用于于WIFI（802.11a/b/g）和WCDMA/HSDPA/HSUPA 公用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)和無(wú)線廣域網(wǎng)的無(wú)縫連接，為用戶提供移動(dòng)寬帶服務(wù)。路由器采用高性能的工業(yè)級(jí)ARM9 通信處理器，內(nèi)嵌WIFI AP 模塊和WCDMA/HSDPA/HSUPA 無(wú)線模塊，以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái)，完整實(shí)現(xiàn)WIFI AP 功能和WCDMA/HSDPA/HSUPA 聯(lián)網(wǎng)功能，為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線路由網(wǎng)絡(luò)。本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于家庭及中小型企業(yè)的無(wú)線聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，也可以應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。