無線城域網下智能公交系統的設計和實現分析

周巍

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

關鍵詞：無線城域網；智能公交系統；設計和實現

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

現階段的智能公交系統由于處于發展初期，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、容易產生信息孤立等等。因此，加強無線城域網的智能公交系統的完善，有利于提升其綜合性能。智能公交系統能夠將駕駛員、交通工具、道路環境三者合理結合，進而形成準確、高效、實時的運輸管理系統。

1 業務模型設計

通過將智能公交系統詳細劃分以下四個業務范圍，包括公交運營調度、公交綜合信息發布、交通信息綜合采集、以及公交監控管理等，有利于滿足相關部門所需，同時能夠為市民提供及時準確的路況數據信息。

上述四個業務領域能夠相互滲透、相互支撐、相互協調，進而實現了智能公交業務運行的總體要求。

①公交運營調度，是指信息中心將處理過的數據發送到調度中心，經過數據管理，然后將調度信息傳遞到公交車載終端；

②公交綜合信息發布領域，指的是通過信息中心，能夠對數據信息進行及時處理，然后傳遞到公交綜合信息網站和公交車站電子站牌，進而為民眾提供信息化服務；

③交通信息綜合采集，車載設備終端相隔一定距離，向信息中心發送GPS所采集的實時信息和視頻等內容；

④公交監控管理，監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的監督管理，為制成公交歷史信息報表提供一定的輔助作用[1]。

2 系統總體設計

2.1 系統總體框架

智能公交車系統較為復雜，設計業務范圍較為豐富。如果從技術角度進行分析，可以發現其平臺需要無線通信和信息采集等先進技術手段作為支撐；而如果從數據資源角度分析，能夠看出其需要數量眾多的數據信息作為信息來源；如果從功能角度分析，智能公交系統進行業務管理階段，需要具備統一復雜的系統進行支持。

所以，為解決智能公交系統車輛監控管理、信息實時采集、公交實時調度、以及信息服務等方面的問題時，可以對其總體框架進行系統性建設，以此實現先進性、實用性以及科學性的最終目標。

2.2 采用的技術架構

隨著網絡技術的不斷發展和完善，XML技術受到業內人士的熱烈關注，對于Internet技術的未來發展趨勢，Web服務技術的優勢逐漸凸顯出來。Web應用程序是一種較為新型先進的服務技術，其充分結合了Web技術和面向組件的優點，對面向服務的分布式系統結構的實現，具有極大的推動作用。Web服務可以利用標準的Web協議，實現編程訪問的組件；對于其設計功能的實現，很多技術提供了足夠的支持作用，比如說Web服務描述語言、可擴展標記語言、簡單對象訪問協議、以及通用發現與集成協議等等[2]。

如果從技術方面分析，由于Web服務具有良好的使用標準協議規范、封裝性、松散耦合性、以及高度可集成能力等特質，因此Web服務能夠使對象在Internet中獲取合理延伸。Web服務優勢較多，特別是其同傳統技術相比較，對對象模型協議不具有依賴感，比如說CORBA、DCOM、RMI等模型；Web服務能夠在數據格式、以及Internet的作用下以此進行訪問服務，比如XML數據格式或者HTTP傳輸協議等等，最終形成具有可擴展性和易維護性的集成應用。

此次研究主要是在Microsoft.NET的Web服務實現架構基礎上，以此實現智能公交系統的構成。但是智能公交系統不僅包含例如綜合信息網站的B-S構架，同時又包含例如車載終端系統和調度監控系統的C-S系統。因此，整個智能公交系統需要采取瀏覽器B-S與客戶端C-S的混合模式。

在軟件開發階段，可以根據Microsoft.NET的標準三層體系結構，此模式主要是由數據層、中間層以及應用層所組成。

①數據層，作為整個系統的數據核心組成，數據層一般包括數據挖掘板塊和數據庫兩個方面。數據挖掘板塊是通過C#組件，以此對車速、車站平均運行時間等車輛數據信息進行挖掘，進而豐富整個系統的數據內容；而數據庫又由公交實時信息數據庫、文檔數據庫、業務信息數據庫、以及地理信息數據庫組成。

②中間層，其能夠利用Web服務實現了數據邏輯的封裝處理，也是松散耦合的關鍵性步驟。作為車載終端信息轉發器，gateway可以利用無線方式，及時獲取車載終端發出的信息數據，之后以SOAP/XML的形式對Web服務收集到的信息進行訪問；此外能夠對調度監管中心發送的命令進行轉發。Web服務是數據進行訪問的唯一接口，利用C#所編寫的處理組件、以及NET提供的數據訪問組件，以此實現數據層的訪問；而其他相關模塊也可以在SOAP/XML的作用下，進行Web服務數據的訪問[3]。

③應用層，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管建立連接，也就是TCP/IP協議，然后及時發出GPS、溫度等實時信息，并且接收相關的調度中心命令；client是指監管和調度系統，不僅僅能夠利用gateway發出控制命令，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服務接口的訪問；

此外，根據相關技術部署，利用IIS后臺工作進展，對HTPTP請求和相應進行處理，然后以SOAP/XML的形式進行Web服務接口的訪問。

3 WMAN在公交動態調度系統中的關鍵技術

3.1 基于WMAN的無線通信

在傳統的Wlan中，進行網絡訪問時，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，傳統的單跳網絡結構具有一定的局限性，跟不上社會發展的步伐。而現階段所采取的多跳網絡，更加有利于實現公交的智能化發展[4]。

在如今的無線網格中，利用AP和路由器，能夠實現所有的無線設備節點發送信號和接收信號，所有節點之間夠可以互相通信，不受限制。如果距離較近的AP出現堵塞的情況，數據能夠自動與通信流量較小的相鄰節點進行連接，多跳網絡的優勢正是在于此處。

此外，根據實時網絡動態，數據包能夠同最近的節點進行數據的傳輸，最終知道目的地。如果無線網絡能夠覆蓋整個城市區域，能夠極大程度的實現智能公交調度系統的網絡傳輸。

3.2 通信協議

一般來講，控制中心需要同車載設備進行數據的交換和處理，需要Web服務以及車載系統共同配合，以此促進控制指令等操作的完成。利用車載系統，有利于對車輛溫度、車載攝像頭采集的視頻圖片信息、人數統計信息、司機相應數據、以及GPS數據信息的傳輸。而車載系統能夠實現路線地圖等數據信息的更新、以及向控制中心傳送指令等內容[5]。

對于抽象數據類型、以及總結各種數據格式，可以采取基于格式化文本的協議，通過TCP/IP的序列化傳輸，以此兼容上述兩個內容，進而統一解析各種命令。

此外，數據信息的類別主要由控制類命令、GPS數據、以及統計類數據所組成，而其相關屬性主要包括是否已經解壓、加密、以及傳輸時效性等。通過進一步擴充數據洗衣格式，以此確定消息的類別。

4 結 語

通過上述論述能夠發現，智能公交系統的重要意義。隨著ITS技術的不斷發展，必將會普遍應用于現階段的交通運輸中；同時需要處理的交通運輸信息數量會逐漸增多，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絡的發展，其在智能公交系統中必將會有良好的發展空間。

參考文獻：

[1] 潘麗華.無線城域網應用于郴州智能公交調度的研究[J].電子技術與 軟件工程，2016，（1）.

[2] 任曉莉.基于RFID的智能公交車輛監控系統設計與實現[J].計算機與 數字工程，2013，（5）.

[3] 李萌.基于物聯網的智能公交系統的設計與實現[J].科技創業家，2013，（11）.

[4] 余海欽，谷銳.基于RFID的智能公交通訊系統設計與實現[J].信息技術，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設計與實現 [J].信陽師范學院學報（自然科學版），2015，（3）.