物联网-公交信息岛项目.doc

物联网-公交信息岛项目 作者： 日期：2 物联网公交信息岛项目方案1. 项目概述公交信息岛项目（下简称“本项目”）是一个为市民们提供公交车位置信息、政务信息和商业信息的物联网解决方案，是物联网技术与智慧城市概念结合的崭新应用。在城市化越来越快的中国，公共交通系统成为解决交通拥堵、创造绿色低碳城市的重要组成部分。但人们在公交车站等待的时候，不知道公交车何时能够到达、只能无聊地等待，使很多人不再选择公交车作为代步工具。公交信息岛项目为解决这一问题，利用物联网技术，为车站上等待的人们提供了公交车的位置信息，从而为人们做出是否等待公交车或等待哪一路公交车的决策提供了信息依据，并为在车站等待的人们提供了政务、城市等信息。该技术大大提升了公交系统的使用体验，并能够为平衡公交运力起到重要的作用。2. 系统结构和工作流程本项目的整体结构及工作流程如下图所示： 如上图所示：1. 添加在公交车上的物联网设备，将该公交车的标识、位置和方向信息发送至移动网络（如3G数据网）。2. 移动基站收到物联网设备发送的信息后，转发给物联网公交信息云端模块。3. 物联网公交信息云端模块收集、存储所有公交车发来的数据信息，然后整理为各个公交站台上显示的内容。4. 在公交车站上的信息岛显示模块为一块液晶屏，根据云端的指令进行信息展示。5. 公交车站上同时架设一个监控摄像头，并将监控信息发送至云端。6. 管理员可以通过云端的管理接口，对整个系统进行监控和配置。3. 技术方案3.1. 实施方案在本项目中，“物联网”中的“物”就是公交车，通过物联网芯片将其所在的位置和行进方向信息发送至系统云端，云端计算整理出所有公交车的位置后，将针对每一个不同车站的信息发送至在车站的客户端。实现对车辆实时运行情况的调度和实时视频监控。具有可视化调度指挥和现场的营运数据采集等功能。 同时，采集到的视频信息可以通过物联网传送到公安监控系统，为公安干警取证和监控提供有效信息。系统如下图：在车站的显示屏针对在本车站的每一路公交车，轮播显示出每一路公交车在上一站与这一站之间的地图，并高亮显示出这一路公交车的路线及最近的公交车所在的位置。以方便人们直观、明确、友好地获得公交车位置信息。在公交车位置信息轮播的间隙，本系统的显示器还可以播放政务公开、周边公共设施及商业广告等信息，丰富展示内容。同时，本系统设在车站的摄像头能够将车站的画面实时传送到服务器端并存储下来。这些数据一方面可以用于数据挖掘，分析出各个车站各个时段的等车人数量情况，供公交公司进一步完善调度水平；另一方面也可以对设备的使用情况、车站的公共秩序情况进行监控。同时，采集到的视频信息可以通过物联网传送到公安监控系统，为公安干警取证和监控提供有效信息。考虑到在车站等车的人群情况，本系统在车站端不可进行交互，所有信息以轮播的形式展示。综上所述，本系统的主要功能如下： 通过物联网设备实时获取所有公交车的位置和行驶情况。 分析出每一路车到每一个站点的位置关系。 控制站台上的显示屏直观显示的公交车位置信息。 控制站台上的显示屏在公交车位置信息播放间隙，播放预设的展示内容。 获取站台上的摄像头影像数据并存储供调用。 安全、方便的监控、配置、统计管理功能。3.2. 解决方案本项目中，主要解决方案如下：1. 物联网设备对坐标方位及方向的信息提供。目前我国自主研发的物联网芯片已经进入实用化阶段，对GPS信号的接收和计算也早已成熟，将来还很有可能获得精度更高的北斗定位导航系统的支持，因此，在坐标方位及方向信息获取上没有什么问题。而我国的3G网络或是城市WIFI网络的建设已经比较完善，在信息收发上已经非常成熟可靠。通过对系统设备的可编程技术以提供本项目需要的主动推送位置信息的功能。下图为智能公交车载设备图： 2. 公交车与站点的位置关系分析。每一个公交站点都有不同路线的公交车，而每一条路线的公交车都有数十辆在行驶中。但对于一个特定站台的人来说，只有最近到达该站台的一两辆公交车的位置信息有价值，其他车辆信息都是无用并且会对了解状况有干扰的。为此，我们有一套智能分析有效数据的运算模型，筛选出有效信息，并对显示的范围进行确定，从而为每一个站台的人带来针对他们的最有效的信息展示。3. 公交信息岛电子站牌应用。电子站牌应用于显示所设置站点各线路车在线上的分布情况； 距该站点最近的车的大约距离； 预计到达时间等 , 可以优化城市公交运营， 实时显示车辆的线路运行情况，方便车乘客了解车辆的所在位置从而决定自己的行程安排，这样对疏导客流、提高乘客的出行效率， 增加公交车辆运行的透明度等大有好处。 另外站牌上的液晶显示屏，能播放多媒体信息，在客流量较大的公共枢纽站可播放广告信息，商业上有很高资源价值。 配备的无线电子 LED 屏可播放公众信息、政府政令、紧急信息等， 提高城市整体形象 , 美化城市建设。 传统的公交站牌有车亭式站牌，广告灯箱式站牌，只能提供基本的公交车停靠站信息。不能提供公交车运行的实时情况。 而电子公交站牌是技术含量很高的智能设施， 该系统运用 GIS 、 GPS 卫星定位、2G/3G 通信、网络及计算机数控等高新技术，采集、处理公共汽车交通流的运行数据、车辆分布特征及其相关信息， 面向乘客和管理者、配合相关系统提供实时的信息服务，实现公交智能化运营管理。使公交服务准时性和可预见性提高。 站台摄像头监控：目前计划在站台上和容器内各设置一台监控摄像头，两个摄像头的镜头方向设置为面对面，形成连环监控，其监控视频信号既可以作为公交公司日常工作管理依据，也可通过物联网传送到公安监控系统。4. 远程控制显示屏的显示内容。在站台上的显示屏，既要直观、友好地显示很多路线的公交车位置信息，又要流畅地展示特定的政务公开、周边公共设施等多媒体内容，因此在车站端的客户端需要有智能的数据获取和缓存处理功能，以处理较为复杂的逻辑并进行流畅的播放展示。5. 系统的安全、稳定。由于本系统具有公共播放平台的性质，因此系统的安全性和可靠性要求都很高。为此本系统的帐户体系将针对身份呢校验和IP进行限制，以保障管理配置系统的安全性。同时所有数据都经过公共密匙非对称加密，以保障数据传输的安全性。同时，在站台上的摄像头能够随时监控系统的运行状态和播放的内容，并能够通过配置系统对每一个站台上的展示内容和运行状态进行控制和维护。3.3. 系统结构本系统的结构图如下图所示： 如上图所示，本系统主要的核心在系统云端平台。本系统的云端平台采用数据访问、逻辑和数据接口三层架构，并模块化每一种功能的逻辑处理，从而便于进行更新维护和将来的升级扩展。同时，该系统还可以与楚雄公交现有的管理系统进行无缝对接，不仅保护了曾经的投入，还扩充了原系统的功能，最终实现下图结构：3.4. 技术特色本系统的技术特色如下： 采用最为先进的云技术，所有数据和主要逻辑都在云端进行处理，公交车端的物联网设备和公交站台端的设备只进行单纯的数据采集和内容显示。该技术大大加强了系统的整合度、安全性和稳定性。 采用分布式缓存逻辑处理数据，为大量数据的实时运算提供了性能保障和伸缩灵活性。采用该技术后，大量的数据被索引为树结构，存储在内存中供独立的逻辑模块进行调用，从而避免了频繁访问数据库可能造成延时、数据不同步、死锁等事故的发生。而在后期负载或功能进一步增加的情况下，只需要分配更多的服务器供分布式缓存逻辑模块使用，即可完成系统运算能力的升级，而不需要进行额外的再次开发。 目前一些城市已经在试用一些公交线路展示系统，但通常使用的是在纸质地图上摆放一串的LED灯来实现，用户体验非常糟糕，没有起到应有的信息提供作用。本系统的显示体系采用高分辨率的液晶显示屏，对不同路线的车辆位置情况可以用不同缩放等级、不同区域范围的地图来展示，直观程度和友好度比现有系统高出很多。而且播放其他政务信息、周边设施等内容时的扩展性更是现有系统完全不具备的。 本系统采用分层模块化开发，将来可以方便地扩展各种功能。比如将来物联网芯片具有更多的功能及更强的可编程性时，可以加入到站时间预测、公交车拥挤程度等信息，进一步完善本系统。4. 安全性方案如前文所述，由于本系统具有公共播放平台的性质，因此系统的安全性要求很高。在此特别对本系统的安全性方案进行说明。4.1. 数据传输安全本系统的数据传输采用基于TCP/IP协议的Socket网络传输，是目前互联网中最为常用的传输形式。本系统的数据传输采用公共密匙非对称加密，即如果没有获得密匙鉴权，基本上是无法解密出原始数据的。目前该项技术已经非常成熟，在网上银行、电子商务、电子签名等领域的应用十分广泛。采用TCP协议，并利用公共密匙非对称加密，本项目的数据安全性和可靠性是有保障的。4.2. 系统安全作为网络系统，除了传输的数据安全之外，从网络对云端服务器的攻击或入侵是最大的威胁。为此本系统将系统的服务器纳入一个子网中。所有服务器只开启数据传输的端口，对这些端口进行数据验证并在验证不通过时自动进行入侵报警。所有服务器的远程控制端口也限制在只对子网开放，并在一台专用服务器上开启VPN服务，只有通过该VPN验证的外部电脑，能够连入该虚拟专用子网进行管理。本系统的后台配置/监控系统也针对特定IP进行限制，并有强化的用户鉴权和日志功能，从而保障只有符合权限的管理员能够进入配置/监控系统进行操作。 本系统除了为百姓提供贴心实用的服务之外，还可以利用其为平台播放商业广告进行盈利，从而实现物联网产业发展的市场化、盈利化的目标。从政府投入资金“烧钱”进行基础研究，到政府投入资金获得市场回报“赚钱”，正是我国物联网发展的历史性突破的标识。actively carry out the law on civil air defense education, drawn out of the air defense in Pingliang city Building under easy fare,