摘要针对出租车行业的管理特点、安全和技术需求,提出了一种综合应用RFID技术、GIS技术、无线通信技术
和网络技术的出租车智能管理系统框架,然后设计了硬件子系统和软件子系统的整体架构,实现了对出租车进行实时监控、跟踪、调度和管理的功能。在方便管理和监控的同时也确保了司机和乘客的生命及财产的安全,是实现高效信息化管理不可缺少的技术保障。
关键词射频识别IC卡GPRS/GSM出租车智能管理系统
中图分类号:TN91文献标识码:A
出租车作为一种不定时、不定点、不定线、充分满足乘客意愿的运输形式,以其方便、快捷、安全、舒适的特点,成为城市客运交通不可或缺的运输方式之一。城市出租车数量近年来增长迅速,但是行业管理的相对落后带来了种种弊病,出现了一系列的问题,如效率低、费用高、实时性差、调度分散、资源浪费、出租车经营执照非法转让、“黑车”盛行等等。同时又由于出租车行业的特殊性,无固定的工作地点、工作时间,频繁接触各种人员,加之防范手段又十分薄弱,犯罪分子往往把价值不菲的出租车作为抢劫的对象,广大车主的生命、财产安全受到威胁,恶性事件的社会影响恶劣。这就使得车主、保险公司和公安部门都在寻求一种安全快捷而有效的反盗窃、反抢劫车辆的手段。
出租车智能管理系统——TIMS(Taxi Intelligence Management System)采用先进的定位和无线通信网络,可以准确测定车辆位置发出警报信息,是当前反盗窃、反抢劫车辆的最有效的技术手段。同时TIMS能够对出租车的调度提供有效的支持,是出租车高效运营和合理调度的较为有效的科学的解决方案,对提高企业的经济效益和改善城市的交通状况都有积极的意义。
1 TIMS系统工作流程
采用当前先进的无线定位、通讯及管理信息系统技术,设计了TIMS。系统采用RFID(Radio Frequency Identification)技术,通过对TIMS功能的设计及应用研究,提出了用于驾驶员和车辆识别的RFID系统的方案,是TIMS性价比较高的解决方案。
在TIMS采用的无线通信方式中,GSM和GPRS各有优点,但也都存在缺点。所以本系统采用了GSM/GPRS的通信方式。GPRS在线时用GPRS网络,若GPRS网络不能覆盖,系统则自动转为GSM通信模式,车载终端拥有GSM和GPRS两种相结合的通信模式,提供更灵活、更优质的服务。随着GPRS网络的不断完善、3G技术的应用,无线网络的传输速率的提高,会给TIMS的发展带来更广阔的前景。同时,大数据量的传输成为了可能,更多的应用将成为可能,如远程的图像传输、远程各种复杂数据的传输等等。
客户端监控调度系统和安全系统是TIMS的功能核心,也是整个TIMS的功能的具体体现。整个系统以电子地图为底层,根据车辆上传的位置信息在电子地图上显示车辆具体位置和分布情况,并能根据上传的车辆状态信息判断车辆运行状态,是否有突发异常报警信息,同时监控调度中心可以对车辆进行监控调度、导航和跟踪等。
系统采用RFID+GSM/GPRS方式,整个系统由车载模块、无线通信链路、调度管理中心等组成。
1.1RFID卡
在系统中需要对员工和车辆进行管理,考虑到员工与车辆是多对多的关系,采用双RFID卡。
1.1.1司机携带的卡,功能主要是:
(1)系统用来判断该司机驾驶权限;
(2)控制司机的出勤;
(3)便于交警部门对该司机的身份认证;
1.1.2固定于车身的卡,功能主要是:
(1)便于公司对该车辆进行调度;
(2)便于交管部门对车辆进行身份识别;
(3)便于对该车辆进行定位;
(4)便于对该车辆进行安全监控和遥控处置。
TIMS的工作流程:驾驶员上班,车载模块RFID阅读器读取驾驶员RFID卡信息,GSM/GPRS模块发送信息到管理中心,管理中心对信息进行检验、记录并反馈检验结果。如果不能读取RFID卡或者检验结果为非法用户,车载模块发送防盗报警信息,由安全系统进行记录,发送信息到最近的安全员或者通知公安交警等部门;否则车辆控制模块开启车门电子安全锁,车载模块发送车辆RFID卡信息到管理中心,启动防劫报警、语音和视频监控;管理中心记录车辆信息;路边固定信息站发送读取到的车辆信息,包含地理位置;如果驾驶员触发隐秘的防劫报警按钮,车载模块进行断油、发送防劫报警信息到管理中心的安全系统进行处理,安全系统启动突发异常事件处理程序;在车辆运行过程中,车载模块定时发送驾驶员RFID卡信息到管理中心,接受管理中心的监控和调度;如果超时不能读取并发送驾驶员RFID卡信息,监控系统自动弹出监控视频窗口并闪烁,提示监控人员,如果下班,驾驶员没有触发安全按钮,就发送下班指令,车载模块进行断油、锁车门等程序;否则发送防劫报警,安全系统进行接管。其工作流程图如图1所示。
1.2使用流程
1.2.1对于司机
使用车辆前,驾驶员需用所持RFID卡在车载读卡器上打卡,通过GSM/GPRS模块把司机打卡信息传回管理中心,通过系统核对,记录出勤并传回认证信息,如符合使用权限,则通过GSM/GPRS模块传输指令为该车辆解锁;否则,系统示警。
1.2.2对于车辆
在道路两旁以及关键地段(视具体情况而定)安装读卡器,通过读取卡片,对车辆进行定位;交管部门可通过手持读卡器或安装于道路两旁的读卡器,方便快捷地了解该车辆的身份,便于交警的执法。(如可通过系统资料,判断该车辆是否为被盗车辆,对于出租车公司,还可判断该车辆是否为黑车。该车辆违规,可直接往系统里记录,而不用停车处理)。
2 TIMS系统硬件架构及工作原理
TIMS硬件设备架构体系如图2所示。
2.1通信模块
通信模块主要实现车辆与管理中心的通信,包括车载移动模块和路边固定模块。
车载移动模块由RFID卡阅读器、控制器、GSM/GPRS模块及天线、通话手柄、LCD显示器、微型摄像头组成。
车辆控制模块用于在异常情况下由管理中心下达特殊指令,通过控制器对车辆进行控制(包括锁死车门、断开引擎系统的电力供应、控制刹车系统等);整个车载模块工作由控制器协调控制,按设定的要求进行工作。工作原理如路边固定信息站模块由RFID卡阅读器、控制器、GSM/GPRS模块及天线组成,工作原理如图4,向管理中心提供车的实时位置(街道、站点)和方向等;
2.2网络与服务模块
网络与服务模块是实现管理中心各项管理和基础信息的硬件系统,主要有服务器、桌面系统和计算机网络硬件等。由于该模块技术十分成熟,具体见图2,不再详述。
3 TIMS系统软件设计及实现
TIMS由企业管理中心信息科做网络维护管理,中心各个部门为该系统的用户。系统的总体构架是基于分层的思想设计的,主要包括车辆监控调度系统、安全生产管理系统组成的应用层;由网络支持平台、应用系统支持平台和应用开发平台所构成的中间层,即系统层、软件层;由网络硬件和通信系统所构成的数据传输层,即硬件层。同时还包括一个数据管理与维护中心。具体结构如图5所示。
3.1应用层
应用层由车辆监控调度系统、安全管理系统、自动办公系统组成,各个应用系统分别完成各自的功能。TIMS包括两个子系统,其数据既有单位内部数据也有网络数据,各个系统之间也有许多关联数据,所以对数据一定要进行集中管理,以免出现片面操作造成数据的不一致性,这一功能由数据管理与维护中心完成。
3.2中间层
3.2.1网络支持平台
网络支持平台包括了网络操作软件以及各类网络传输协议,主要负责将网络通讯上需要交付的数据在各点进行正确传输;为应用支持平台、各个应用系统提供运行环境,解释转换应用请求,操作控制网络硬件;完成支持信息交换、分布数据资源访问、分布事务管理、网络负载均衡、系统管理和应用任务调度、Web应用服务的管理、数据库服务管理、中间件管理等多项功能。
3.2.2应用支持平台
应用支持平台主要指提供数据库服务、信息服务、WEB服务、应用软件集成服务的应用软件集合。负责各类信息的海量存储与高效访问,并向系统提供数据访问和信息处理服务;能够为应用层提供集成服务,屏蔽网络和硬件平台的异构性,实现异构的应用系统和数据资源的无缝整合,从而使交易系统的各个子系统能够高效协同运转。
3.3数据传输层
数据传输层由高速数据网络、计算机主机、无线通信链路及其相关外部设备组成。高速数据网络为系统提供一个多种业务接入的综合性网络交换平台,是整个系统进行数据、语音和视频通信的公共基础设施;计算机主机及其相关外部设备则是为系统提供数据存储、计算、分析、输出的基础设施;无线通信链路为车载模块提供数据、语音和视频移动通信的基础。
4 结论
TIMS成功应用于企业,取得比较明显的效果 ,第一就是提高服务质量和生产效率 , 促进节能降耗,油耗平均下降 15%;产效率的提高 ,运营收入增加25%;司乘人员生命财产安全性得到极大提高;系统有效地实现了控制层和管理系统的信息互动 ,管理人员可以根据生产过程数据、 实绩数据及品质信息来发现及快速地解决生产中出现的问题 ,从而提高了服务品质和生产效率。
对于系统未来的改善方向,可以让 TIMS实现一种“生产建模 ” 的结构,通过这种结构,用户可以用层级模型来描述业务和生产作业。TIMS是由许多不同的功能相互协同而构成的 ,整体集成可以帮助企业实现一流的运营效率,软件平台的有效重用是实现节约成本的关键,因此这个全新的结构将为TIMS的未来发展开辟崭新的天地。