摘要：本文提供了一種基于GPS與CDMA的公交車輛調(diào)度管理設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方案，簡(jiǎn)要介紹了CDMA技術(shù)的基本知識(shí)，描述了CDMA無線傳輸應(yīng)用于車輛調(diào)度上的實(shí)現(xiàn)方法。通過實(shí)際應(yīng)用，獲得了理想的效果.
關(guān)鍵詞： CDMA；GPS；GIS；車輛管理調(diào)度；
一、需求分析
公交車輛管理的最終目標(biāo)是降低成本、提高工作效率以及服務(wù)水平，這需要企業(yè)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的掌握運(yùn)輸公交車輛的信息，對(duì)運(yùn)輸公交車輛實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度。現(xiàn)代科技、通訊技術(shù)的發(fā)展，GPS/GIS技術(shù)的成熟和CDMA無線通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代公交車輛管理提供了強(qiáng)大而有效的工具。GPS/GIS/CDMA對(duì)企業(yè)優(yōu)化資源配置、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，將會(huì)起到積極的促進(jìn)作用。
公交車輛監(jiān)控的主要特點(diǎn)是：
- 車輛眾多，信息量大
- 區(qū)域與線路監(jiān)控要求突出
- 對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)要求靈活、及時(shí)
- 需要位置服務(wù)信息的需求多
- 數(shù)據(jù)共享程度要求高
- 需要完善公交車輛統(tǒng)一信息管理
二、CDMA網(wǎng)絡(luò)概述
CDMA是目前解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。CDMA的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，為推動(dòng)移動(dòng)辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，CDMA網(wǎng)絡(luò)具有租用費(fèi)用低、移動(dòng)辦公，不受地域制約等優(yōu)點(diǎn)。CDMA的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
三、系統(tǒng)概念
CDMA公交車輛管理調(diào)度系統(tǒng)是集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及CDMA無線通信技術(shù)于一體的軟、硬件綜合系統(tǒng)。主要由四部分組成：智能電子站臺(tái)、車載終端（LZ 8953i CDMA+GPS DTU）、CDMA無線數(shù)據(jù)鏈路和監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)。可對(duì)移動(dòng)公交車輛進(jìn)行統(tǒng)一集中管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度指揮。
調(diào)度管理系統(tǒng)在總體建設(shè)上利用VPDN固定IP（聯(lián)通DDN業(yè)務(wù)）＋CDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通性，提供具有一定QOS的帶寬保證，所采用的設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架都具有良好可擴(kuò)展性，可以根據(jù)后續(xù)發(fā)展的需求，在不改變現(xiàn)有組網(wǎng)方案的情況下，通過增加LZ8953i CDMA+GPS DTU設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸功能。
四、系統(tǒng)拓?fù)?
圖1：拓?fù)鋱D
五、系統(tǒng)特點(diǎn)
- 強(qiáng)大的公交車輛準(zhǔn)確定位、實(shí)時(shí)監(jiān)控、高效調(diào)度功能
- 提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，可實(shí)現(xiàn)與企業(yè)管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)的無縫對(duì)接
- 可同時(shí)支持多種通信方式，包括GSM短消息、語(yǔ)音、CDMA
- 支持多級(jí)架構(gòu)，多中心級(jí)連、分布式互聯(lián)，支持移動(dòng)中心
- 系統(tǒng)具有完整安全以及自動(dòng)災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制，保證安全穩(wěn)定，降低系統(tǒng)維護(hù)成本
- 精確的數(shù)字地圖及專業(yè)的地圖服務(wù)支持，擁有全國(guó)至地級(jí)市的精確電子地圖
- 業(yè)界領(lǐng)先的高速2DGIS及3DGIS引擎，特別適合實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)
六、系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介
（一）總控中心結(jié)構(gòu)
總控制中心是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，總控中心可以控制本系統(tǒng)中任何中心注冊(cè)的公交車輛，可以控制各分控中心的權(quán)限等。總控中心提供整個(gè)系統(tǒng)唯一對(duì)外的通信接口（通信服務(wù)器），連接CDMA接入網(wǎng)關(guān)等。總控中心擁有整個(gè)系統(tǒng)唯一的數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一管理調(diào)度整個(gè)系統(tǒng)的公交車輛。
本系統(tǒng)總控制中心系統(tǒng)和安裝在公交車輛上的車載設(shè)備（Lenz 8953i CDMA+GPS DTU）以及站臺(tái)上的傳輸設(shè)備（LZ 953C CDMA DTU）之間通過通信實(shí)現(xiàn)公交車輛地理位置信息實(shí)時(shí)上傳，車輛報(bào)警，調(diào)度與信息發(fā)布，遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置與菜單修改等功能；通過中心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于電子地圖的地理信息查詢，車輛信息查詢，車輛軌跡保存、回放等功能。
圖2：監(jiān)控軟件主界面
實(shí)時(shí)定位
控制中心可以選擇配置車載設(shè)備，使其按特定時(shí)間或到達(dá)特定位置通過CDMA傳輸設(shè)備發(fā)送位置信息到控制中心。對(duì)于指定時(shí)間回報(bào)數(shù)據(jù)是保存在網(wǎng)管數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)控終端可以查詢。對(duì)于指定位置回報(bào)數(shù)據(jù)是直接送到監(jiān)控終端。
車輛跟蹤調(diào)度
系統(tǒng)建立起了車輛與系統(tǒng)用戶之間迅速、準(zhǔn)確、有效的信息傳遞通道。用戶可以隨時(shí)掌握車輛狀態(tài)，迅速下達(dá)調(diào)度命令。同時(shí)，可以根據(jù)需要對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，還可以為車輛提供服務(wù)信息。有多種監(jiān)控方式可供選擇。
車輛統(tǒng)一信息化管理
由于下屬車輛眾多，需要對(duì)車輛進(jìn)行集中統(tǒng)一的信息化管理。管理內(nèi)容涵蓋車輛的基本信息(如車牌號(hào)、車輛類型、噸位、線路等)、保險(xiǎn)信息（盜險(xiǎn)、自然險(xiǎn)等）、安全紀(jì)錄、事故借款等。系統(tǒng)將對(duì)車輛的所有這些信息進(jìn)行采集、錄入，而后向用戶提供修改、刪除以及查詢功能。
調(diào)度與信息發(fā)布
總控中心具有信息發(fā)布的功能。信息發(fā)布時(shí)可以選擇預(yù)先定義好的信息或自定義信息，向所有車輛或分組車輛發(fā)送信息。
行車軌跡記錄與查詢
車輛行駛過程中的信息將被紀(jì)錄保存，系統(tǒng)具有足月數(shù)據(jù)信息和年數(shù)據(jù)貯存能力，方便事后查詢。用戶可選定過去一時(shí)間段，查詢?cè)摃r(shí)間段內(nèi)指定車輛的歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行歷史回顯、分析，也便于為互聯(lián)網(wǎng)授權(quán)用戶訪問服務(wù)。
（二）公交車載終端
車載設(shè)備系統(tǒng)是主要由車載終端 (LZ8953i CDMA+GPS DTU)、LCD顯示屏、報(bào)站器以及其他外設(shè)構(gòu)成：
車載終端接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，獲得車輛實(shí)時(shí)位置（經(jīng)度、緯度），并向用戶監(jiān)管中心發(fā)送位置、行駛速度、方向和狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而在用戶監(jiān)管中心得知車輛動(dòng)態(tài)。
超速報(bào)警
對(duì)車輛限制速度，一旦超速，系統(tǒng)會(huì)彈跳出報(bào)警窗口顯示該車行駛超速。
語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站
公交車輛在進(jìn)站時(shí)通過GPS定位,自動(dòng)播報(bào)站點(diǎn)信息，司機(jī)也可以自行進(jìn)行修改。
LED顯示報(bào)站
中心下達(dá)的報(bào)站指令，LZ 8953i終端將其自動(dòng)轉(zhuǎn)成LED顯示播報(bào)，方便乘客及時(shí)觀看并了解所處位置。
LED文字廣告
在行車途中插播各種文字廣告，增加運(yùn)營(yíng)效益，可通過中心下發(fā)廣告內(nèi)容，并可調(diào)節(jié)任意時(shí)間段顯示，LED報(bào)站時(shí)進(jìn)行切換。
（三）智能電子站牌
在各個(gè)站臺(tái)安裝智能電子站牌，顯示該站點(diǎn)各路車在線上的分布情況；距該站點(diǎn)最近的車的距離；預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等。可以優(yōu)化城市公交運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量，實(shí)時(shí)顯示線路車輛的運(yùn)行狀況，方便乘客了解車輛所在位置，從而決定自己的行程安排，這樣對(duì)疏導(dǎo)客流、提高乘客的出行效率、增加公交車輛運(yùn)行的透明度等大有好處。另外站牌上的LED顯示屏，能播放多媒體信息，在客流量較大的交通樞紐站，起到很好的客流調(diào)度效果，商業(yè)應(yīng)用上也有很高的使用價(jià)值，可播放公共交通信息和政府政令，對(duì)提高城市形象，美化城市建設(shè)不無裨益。
電子站牌安裝一臺(tái)LZ 953C CDMA DTU，調(diào)度中心將車輛的運(yùn)行速度、到站距離等測(cè)算數(shù)據(jù)通過CDMA通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)至電子站牌，并顯示出來，為乘客提供精確的乘車信息。
七、總結(jié)
公交車輛調(diào)度管理解決方案提供的服務(wù)依賴于移動(dòng)通信CDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制。隨著公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，特別是CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)的高速發(fā)展，為GPS在移動(dòng)目標(biāo)中的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。本方案同樣可以使用于各種車輛的監(jiān)控調(diào)度領(lǐng)域。
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