無線城域網(wǎng)下智能公交系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)分析

周巍

摘 要：隨著我國城市化規(guī)模的不斷壯大，城市人口數(shù)量劇增，城市交通問題日益嚴重，道路擁堵情況更是備受關(guān)注。公交作為市民出行的主要交通工具，其重要性不言而喻，對現(xiàn)有的公交系統(tǒng)進行智能化處理，能夠有利改善當(dāng)前交通堵塞問題。 因此，通過對無線城域網(wǎng)下智能公交系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)進行探討分析，希望能夠為相關(guān)工作提供一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：無線城域網(wǎng)；智能公交系統(tǒng)；設(shè)計和實現(xiàn)

中圖分類號：TP312 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0073-02

現(xiàn)階段的智能公交系統(tǒng)由于處于發(fā)展初期，很多地方不夠完善，比如說缺少實時路況信息、通信帶寬有限制、容易產(chǎn)生信息孤立等等。因此，加強無線城域網(wǎng)的智能公交系統(tǒng)的完善，有利于提升其綜合性能。智能公交系統(tǒng)能夠?qū)Ⅰ{駛員、交通工具、道路環(huán)境三者合理結(jié)合，進而形成準確、高效、實時的運輸管理系統(tǒng)。

1 業(yè)務(wù)模型設(shè)計

通過將智能公交系統(tǒng)詳細劃分以下四個業(yè)務(wù)范圍，包括公交運營調(diào)度、公交綜合信息發(fā)布、交通信息綜合采集、以及公交監(jiān)控管理等，有利于滿足相關(guān)部門所需，同時能夠為市民提供及時準確的路況數(shù)據(jù)信息。

上述四個業(yè)務(wù)領(lǐng)域能夠相互滲透、相互支撐、相互協(xié)調(diào)，進而實現(xiàn)了智能公交業(yè)務(wù)運行的總體要求。

①公交運營調(diào)度，是指信息中心將處理過的數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)度中心，經(jīng)過數(shù)據(jù)管理，然后將調(diào)度信息傳遞到公交車載終端；

②公交綜合信息發(fā)布領(lǐng)域，指的是通過信息中心，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進行及時處理，然后傳遞到公交綜合信息網(wǎng)站和公交車站電子站牌，進而為民眾提供信息化服務(wù)；

③交通信息綜合采集，車載設(shè)備終端相隔一定距離，向信息中心發(fā)送GPS所采集的實時信息和視頻等內(nèi)容；

④公交監(jiān)控管理，監(jiān)督管理中心對接受到的信息進行處理，然后對車輛實施信息采取相應(yīng)的監(jiān)督管理，為制成公交歷史信息報表提供一定的輔助作用[1]。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)總體框架

智能公交車系統(tǒng)較為復(fù)雜，設(shè)計業(yè)務(wù)范圍較為豐富。如果從技術(shù)角度進行分析，可以發(fā)現(xiàn)其平臺需要無線通信和信息采集等先進技術(shù)手段作為支撐；而如果從數(shù)據(jù)資源角度分析，能夠看出其需要數(shù)量眾多的數(shù)據(jù)信息作為信息來源；如果從功能角度分析，智能公交系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)管理階段，需要具備統(tǒng)一復(fù)雜的系統(tǒng)進行支持。

所以，為解決智能公交系統(tǒng)車輛監(jiān)控管理、信息實時采集、公交實時調(diào)度、以及信息服務(wù)等方面的問題時，可以對其總體框架進行系統(tǒng)性建設(shè)，以此實現(xiàn)先進性、實用性以及科學(xué)性的最終目標(biāo)。

2.2 采用的技術(shù)架構(gòu)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，XML技術(shù)受到業(yè)內(nèi)人士的熱烈關(guān)注，對于Internet技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，Web服務(wù)技術(shù)的優(yōu)勢逐漸凸顯出來。Web應(yīng)用程序是一種較為新型先進的服務(wù)技術(shù)，其充分結(jié)合了Web技術(shù)和面向組件的優(yōu)點，對面向服務(wù)的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)，具有極大的推動作用。Web服務(wù)可以利用標(biāo)準的Web協(xié)議，實現(xiàn)編程訪問的組件；對于其設(shè)計功能的實現(xiàn)，很多技術(shù)提供了足夠的支持作用，比如說Web服務(wù)描述語言、可擴展標(biāo)記語言、簡單對象訪問協(xié)議、以及通用發(fā)現(xiàn)與集成協(xié)議等等[2]。

如果從技術(shù)方面分析，由于Web服務(wù)具有良好的使用標(biāo)準協(xié)議規(guī)范、封裝性、松散耦合性、以及高度可集成能力等特質(zhì)，因此Web服務(wù)能夠使對象在Internet中獲取合理延伸。Web服務(wù)優(yōu)勢較多，特別是其同傳統(tǒng)技術(shù)相比較，對對象模型協(xié)議不具有依賴感，比如說CORBA、DCOM、RMI等模型；Web服務(wù)能夠在數(shù)據(jù)格式、以及Internet的作用下以此進行訪問服務(wù)，比如XML數(shù)據(jù)格式或者HTTP傳輸協(xié)議等等，最終形成具有可擴展性和易維護性的集成應(yīng)用。

此次研究主要是在Microsoft.NET的Web服務(wù)實現(xiàn)架構(gòu)基礎(chǔ)上，以此實現(xiàn)智能公交系統(tǒng)的構(gòu)成。但是智能公交系統(tǒng)不僅包含例如綜合信息網(wǎng)站的B-S構(gòu)架，同時又包含例如車載終端系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的C-S系統(tǒng)。因此，整個智能公交系統(tǒng)需要采取瀏覽器B-S與客戶端C-S的混合模式。

在軟件開發(fā)階段，可以根據(jù)Microsoft.NET的標(biāo)準三層體系結(jié)構(gòu)，此模式主要是由數(shù)據(jù)層、中間層以及應(yīng)用層所組成。

①數(shù)據(jù)層，作為整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心組成，數(shù)據(jù)層一般包括數(shù)據(jù)挖掘板塊和數(shù)據(jù)庫兩個方面。數(shù)據(jù)挖掘板塊是通過C#組件，以此對車速、車站平均運行時間等車輛數(shù)據(jù)信息進行挖掘，進而豐富整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容；而數(shù)據(jù)庫又由公交實時信息數(shù)據(jù)庫、文檔數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)庫、以及地理信息數(shù)據(jù)庫組成。

②中間層，其能夠利用Web服務(wù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)邏輯的封裝處理，也是松散耦合的關(guān)鍵性步驟。作為車載終端信息轉(zhuǎn)發(fā)器，gateway可以利用無線方式，及時獲取車載終端發(fā)出的信息數(shù)據(jù)，之后以SOAP/XML的形式對Web服務(wù)收集到的信息進行訪問；此外能夠?qū)φ{(diào)度監(jiān)管中心發(fā)送的命令進行轉(zhuǎn)發(fā)。Web服務(wù)是數(shù)據(jù)進行訪問的唯一接口，利用C#所編寫的處理組件、以及NET提供的數(shù)據(jù)訪問組件，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)層的訪問；而其他相關(guān)模塊也可以在SOAP/XML的作用下，進行Web服務(wù)數(shù)據(jù)的訪問[3]。

③應(yīng)用層，在此層中車載終端可以利用BusClient代表，利用無線方式，能夠同中間層中的網(wǎng)管建立連接，也就是TCP/IP協(xié)議，然后及時發(fā)出GPS、溫度等實時信息，并且接收相關(guān)的調(diào)度中心命令；client是指監(jiān)管和調(diào)度系統(tǒng)，不僅僅能夠利用gateway發(fā)出控制命令，要求車載終端做出加速或者減速等動作，并且能夠以SOAP/XML的形式進行Web服務(wù)接口的訪問；

此外，根據(jù)相關(guān)技術(shù)部署，利用IIS后臺工作進展，對HTPTP請求和相應(yīng)進行處理，然后以SOAP/XML的形式進行Web服務(wù)接口的訪問。

3 WMAN在公交動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于WMAN的無線通信

在傳統(tǒng)的Wlan中，進行網(wǎng)絡(luò)訪問時，由于每個客戶端功能有限，只能允許一條同AP連接的無線鏈路，因此人們想要互相通信，需要先同固定的AP進行訪問，傳統(tǒng)的單跳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有一定的局限性，跟不上社會發(fā)展的步伐。而現(xiàn)階段所采取的多跳網(wǎng)絡(luò)，更加有利于實現(xiàn)公交的智能化發(fā)展[4]。

在如今的無線網(wǎng)格中，利用AP和路由器，能夠?qū)崿F(xiàn)所有的無線設(shè)備節(jié)點發(fā)送信號和接收信號，所有節(jié)點之間夠可以互相通信，不受限制。如果距離較近的AP出現(xiàn)堵塞的情況，數(shù)據(jù)能夠自動與通信流量較小的相鄰節(jié)點進行連接，多跳網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢正是在于此處。

此外，根據(jù)實時網(wǎng)絡(luò)動態(tài)，數(shù)據(jù)包能夠同最近的節(jié)點進行數(shù)據(jù)的傳輸，最終知道目的地。如果無線網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋整個城市區(qū)域，能夠極大程度的實現(xiàn)智能公交調(diào)度系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

3.2 通信協(xié)議

一般來講，控制中心需要同車載設(shè)備進行數(shù)據(jù)的交換和處理，需要Web服務(wù)以及車載系統(tǒng)共同配合，以此促進控制指令等操作的完成。利用車載系統(tǒng)，有利于對車輛溫度、車載攝像頭采集的視頻圖片信息、人數(shù)統(tǒng)計信息、司機相應(yīng)數(shù)據(jù)、以及GPS數(shù)據(jù)信息的傳輸。而車載系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)路線地圖等數(shù)據(jù)信息的更新、以及向控制中心傳送指令等內(nèi)容[5]。

對于抽象數(shù)據(jù)類型、以及總結(jié)各種數(shù)據(jù)格式，可以采取基于格式化文本的協(xié)議，通過TCP/IP的序列化傳輸，以此兼容上述兩個內(nèi)容，進而統(tǒng)一解析各種命令。

此外，數(shù)據(jù)信息的類別主要由控制類命令、GPS數(shù)據(jù)、以及統(tǒng)計類數(shù)據(jù)所組成，而其相關(guān)屬性主要包括是否已經(jīng)解壓、加密、以及傳輸時效性等。通過進一步擴充數(shù)據(jù)洗衣格式，以此確定消息的類別。

4 結(jié) 語

通過上述論述能夠發(fā)現(xiàn)，智能公交系統(tǒng)的重要意義。隨著ITS技術(shù)的不斷發(fā)展，必將會普遍應(yīng)用于現(xiàn)階段的交通運輸中；同時需要處理的交通運輸信息數(shù)量會逐漸增多，進而對其性能要求也越來越高。智能化公交系統(tǒng)在通信帶寬和實時路況信息等方面上，能夠起到良好的解決作用。隨著我國無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，其在智能公交系統(tǒng)中必將會有良好的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1] 潘麗華.無線城域網(wǎng)應(yīng)用于郴州智能公交調(diào)度的研究[J].電子技術(shù)與 軟件工程，2016，（1）.

[2] 任曉莉.基于RFID的智能公交車輛監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機與 數(shù)字工程，2013，（5）.

[3] 李萌.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能公交系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，（11）.

[4] 余海欽，谷銳.基于RFID的智能公交通訊系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2015，（9）.

[5] 王長斌，楊凱穎，劉兵，等.基于云計算的電子公交站牌系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) [J].信陽師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，（3）.