基于RFID出租車運營系統研究與實現

摘要針對出租車行業的管理特點、安全和技術需求，提出了一種綜合應用RFID技術、GIS技術、無線通信技術

和網絡技術的出租車智能管理系統框架，然后設計了硬件子系統和軟件子系統的整體架構，實現了對出租車進行實時監控、跟蹤、調度和管理的功能。在方便管理和監控的同時也確保了司機和乘客的生命及財產的安全，是實現高效信息化管理不可缺少的技術保障。

關鍵詞射頻識別IC卡GPRS/GSM出租車智能管理系統

中圖分類號:TN91文獻標識碼:A

出租車作為一種不定時、不定點、不定線、充分滿足乘客意愿的運輸形式，以其方便、快捷、安全、舒適的特點，成為城市客運交通不可或缺的運輸方式之一。城市出租車數量近年來增長迅速，但是行業管理的相對落后帶來了種種弊病，出現了一系列的問題，如效率低、費用高、實時性差、調度分散、資源浪費、出租車經營執照非法轉讓、“黑車”盛行等等。同時又由于出租車行業的特殊性，無固定的工作地點、工作時間，頻繁接觸各種人員，加之防范手段又十分薄弱，犯罪分子往往把價值不菲的出租車作為搶劫的對象，廣大車主的生命、財產安全受到威脅，惡性事件的社會影響惡劣。這就使得車主、保險公司和公安部門都在尋求一種安全快捷而有效的反盜竊、反搶劫車輛的手段。

出租車智能管理系統——TIMS(Taxi Intelligence Management System)采用先進的定位和無線通信網絡，可以準確測定車輛位置發出警報信息，是當前反盜竊、反搶劫車輛的最有效的技術手段。同時TIMS能夠對出租車的調度提供有效的支持，是出租車高效運營和合理調度的較為有效的科學的解決方案，對提高企業的經濟效益和改善城市的交通狀況都有積極的意義。

1 TIMS系統工作流程

采用當前先進的無線定位、通訊及管理信息系統技術，設計了TIMS。系統采用RFID(Radio Frequency Identification)技術，通過對TIMS功能的設計及應用研究，提出了用于駕駛員和車輛識別的RFID系統的方案，是TIMS性價比較高的解決方案。

在TIMS采用的無線通信方式中，GSM和GPRS各有優點，但也都存在缺點。所以本系統采用了GSM/GPRS的通信方式。GPRS在線時用GPRS網絡，若GPRS網絡不能覆蓋，系統則自動轉為GSM通信模式，車載終端擁有GSM和GPRS兩種相結合的通信模式，提供更靈活、更優質的服務。隨著GPRS網絡的不斷完善、3G技術的應用，無線網絡的傳輸速率的提高，會給TIMS的發展帶來更廣闊的前景。同時，大數據量的傳輸成為了可能，更多的應用將成為可能，如遠程的圖像傳輸、遠程各種復雜數據的傳輸等等。

客戶端監控調度系統和安全系統是TIMS的功能核心，也是整個TIMS的功能的具體體現。整個系統以電子地圖為底層，根據車輛上傳的位置信息在電子地圖上顯示車輛具體位置和分布情況，并能根據上傳的車輛狀態信息判斷車輛運行狀態，是否有突發異常報警信息，同時監控調度中心可以對車輛進行監控調度、導航和跟蹤等。

系統采用RFID+GSM/GPRS方式，整個系統由車載模塊、無線通信鏈路、調度管理中心等組成。

1.1RFID卡

在系統中需要對員工和車輛進行管理，考慮到員工與車輛是多對多的關系，采用雙RFID卡。

1.1.1司機攜帶的卡，功能主要是:

(1)系統用來判斷該司機駕駛權限;

(2)控制司機的出勤;

(3)便于交警部門對該司機的身份認證;

1.1.2固定于車身的卡，功能主要是:

(1)便于公司對該車輛進行調度;

(2)便于交管部門對車輛進行身份識別;

(3)便于對該車輛進行定位;

(4)便于對該車輛進行安全監控和遙控處置。

TIMS的工作流程:駕駛員上班，車載模塊RFID閱讀器讀取駕駛員RFID卡信息，GSM/GPRS模塊發送信息到管理中心，管理中心對信息進行檢驗、記錄并反饋檢驗結果。如果不能讀取RFID卡或者檢驗結果為非法用戶，車載模塊發送防盜報警信息，由安全系統進行記錄，發送信息到最近的安全員或者通知公安交警等部門;否則車輛控制模塊開啟車門電子安全鎖，車載模塊發送車輛RFID卡信息到管理中心，啟動防劫報警、語音和視頻監控;管理中心記錄車輛信息;路邊固定信息站發送讀取到的車輛信息，包含地理位置;如果駕駛員觸發隱秘的防劫報警按鈕，車載模塊進行斷油、發送防劫報警信息到管理中心的安全系統進行處理，安全系統啟動突發異常事件處理程序;在車輛運行過程中，車載模塊定時發送駕駛員RFID卡信息到管理中心，接受管理中心的監控和調度;如果超時不能讀取并發送駕駛員RFID卡信息，監控系統自動彈出監控視頻窗口并閃爍，提示監控人員，如果下班，駕駛員沒有觸發安全按鈕，就發送下班指令，車載模塊進行斷油、鎖車門等程序;否則發送防劫報警，安全系統進行接管。其工作流程圖如圖1所示。

1.2使用流程

1.2.1對于司機

使用車輛前，駕駛員需用所持RFID卡在車載讀卡器上打卡，通過GSM/GPRS模塊把司機打卡信息傳回管理中心，通過系統核對，記錄出勤并傳回認證信息，如符合使用權限，則通過GSM/GPRS模塊傳輸指令為該車輛解鎖;否則，系統示警。

1.2.2對于車輛

在道路兩旁以及關鍵地段(視具體情況而定)安裝讀卡器，通過讀取卡片，對車輛進行定位;交管部門可通過手持讀卡器或安裝于道路兩旁的讀卡器，方便快捷地了解該車輛的身份，便于交警的執法。(如可通過系統資料，判斷該車輛是否為被盜車輛，對于出租車公司，還可判斷該車輛是否為黑車。該車輛違規，可直接往系統里記錄，而不用停車處理)。

2 TIMS系統硬件架構及工作原理

TIMS硬件設備架構體系如圖2所示。

2.1通信模塊

通信模塊主要實現車輛與管理中心的通信，包括車載移動模塊和路邊固定模塊。

車載移動模塊由RFID卡閱讀器、控制器、GSM/GPRS模塊及天線、通話手柄、LCD顯示器、微型攝像頭組成。

車輛控制模塊用于在異常情況下由管理中心下達特殊指令，通過控制器對車輛進行控制(包括鎖死車門、斷開引擎系統的電力供應、控制剎車系統等);整個車載模塊工作由控制器協調控制，按設定的要求進行工作。工作原理如路邊固定信息站模塊由RFID卡閱讀器、控制器、GSM/GPRS模塊及天線組成，工作原理如圖4，向管理中心提供車的實時位置(街道、站點)和方向等;

2.2網絡與服務模塊

網絡與服務模塊是實現管理中心各項管理和基礎信息的硬件系統，主要有服務器、桌面系統和計算機網絡硬件等。由于該模塊技術十分成熟，具體見圖2，不再詳述。

3 TIMS系統軟件設計及實現

TIMS由企業管理中心信息科做網絡維護管理，中心各個部門為該系統的用戶。系統的總體構架是基于分層的思想設計的，主要包括車輛監控調度系統、安全生產管理系統組成的應用層;由網絡支持平臺、應用系統支持平臺和應用開發平臺所構成的中間層，即系統層、軟件層;由網絡硬件和通信系統所構成的數據傳輸層，即硬件層。同時還包括一個數據管理與維護中心。具體結構如圖5所示。

3.1應用層

應用層由車輛監控調度系統、安全管理系統、自動辦公系統組成，各個應用系統分別完成各自的功能。TIMS包括兩個子系統，其數據既有單位內部數據也有網絡數據，各個系統之間也有許多關聯數據，所以對數據一定要進行集中管理，以免出現片面操作造成數據的不一致性，這一功能由數據管理與維護中心完成。

3.2中間層

3.2.1網絡支持平臺

網絡支持平臺包括了網絡操作軟件以及各類網絡傳輸協議，主要負責將網絡通訊上需要交付的數據在各點進行正確傳輸;為應用支持平臺、各個應用系統提供運行環境，解釋轉換應用請求，操作控制網絡硬件;完成支持信息交換、分布數據資源訪問、分布事務管理、網絡負載均衡、系統管理和應用任務調度、Web應用服務的管理、數據庫服務管理、中間件管理等多項功能。

3.2.2應用支持平臺

應用支持平臺主要指提供數據庫服務、信息服務、WEB服務、應用軟件集成服務的應用軟件集合。負責各類信息的海量存儲與高效訪問，并向系統提供數據訪問和信息處理服務;能夠為應用層提供集成服務，屏蔽網絡和硬件平臺的異構性，實現異構的應用系統和數據資源的無縫整合，從而使交易系統的各個子系統能夠高效協同運轉。

3.3數據傳輸層

數據傳輸層由高速數據網絡、計算機主機、無線通信鏈路及其相關外部設備組成。高速數據網絡為系統提供一個多種業務接入的綜合性網絡交換平臺，是整個系統進行數據、語音和視頻通信的公共基礎設施;計算機主機及其相關外部設備則是為系統提供數據存儲、計算、分析、輸出的基礎設施;無線通信鏈路為車載模塊提供數據、語音和視頻移動通信的基礎。

4 結論

TIMS成功應用于企業，取得比較明顯的效果 ，第一就是提高服務質量和生產效率 ， 促進節能降耗，油耗平均下降 15%;產效率的提高 ，運營收入增加25%;司乘人員生命財產安全性得到極大提高;系統有效地實現了控制層和管理系統的信息互動 ，管理人員可以根據生產過程數據、 實績數據及品質信息來發現及快速地解決生產中出現的問題 ，從而提高了服務品質和生產效率。

對于系統未來的改善方向，可以讓 TIMS實現一種“生產建模 ” 的結構，通過這種結構，用戶可以用層級模型來描述業務和生產作業。TIMS是由許多不同的功能相互協同而構成的 ，整體集成可以幫助企業實現一流的運營效率，軟件平臺的有效重用是實現節約成本的關鍵，因此這個全新的結構將為TIMS的未來發展開辟嶄新的天地。