I. Projekthintergrund
Mit der wirtschaftlichen Entwicklung und dem Fortschritt der Automobiltechnologie besitzen immer mehr Einwohner Autos, was zu starken Verkehrsstaus führt, die Zeit verschwenden und häufige Unfälle verursachen. Wie die Optimierung von Straßenressourcen wie "volle Nutzung des Straßennetzes, Verkürzung der Fahrzeiten, Reduzierung von Verkehrsverzögerungen, Gewährleistung der Fahrsicherheit und Verbesserung der Straßenkapazität" erreicht werden kann, ist zu einem zentralen städtischen Thema geworden.
Darüber hinaus steigt mit der Expansion von Unternehmen die Anzahl der Liefer- und Betriebsfahrzeuge, und Manager legen zunehmend Wert auf Risikokontrollfunktionen wie unbefugte Nutzung, Geschwindigkeitsbegrenzung und Zonenalarme.
II. Aktueller Stand und Vergleich der Fahrzeugortung
Derzeit basieren typische Methoden hauptsächlich auf dem GPS-Weltraumpositionierungssystem und Beschleunigungssensoren. Dies ist eine mobilfunkbasierte Ortungsmethode – Fahrzeugeinrichtungen liefern Positionsinformationen an das Fahrzeug, die dann über drahtlose Kommunikation an das Verwaltungssystem gemeldet werden. Dieser Ansatz, bei dem das ortende Objekt aktiv Positionsinformationen sendet, hat die Nachteile „hoher Kommunikationsressourcenverbrauch und hohe Betriebskosten" und „in städtischen Hochhausgebieten, unter Brücken, auf Alleen und in Tunneln können vorübergehende Ortungsblindstellen auftreten."
III. Systemzusammensetzung
Das System besteht hauptsächlich aus den folgenden Komponenten:
Fahrzeuge mit RFID-Intelligenzkennzeichen
Drahtlose Datenübertragungsknoten (RFID-Fernlesegeräte)
CDMA-Module
GIA-System
Datenverarbeitungseinheit
Datenverarbeitungs- und Kontrollzentrum
IV. Systembetriebsprinzip
Das System erhält Fahrzeugidentitätsinformationen durch Lesen von RFID-Elektronikettiketten, verwendet eine TODA-basierte drahtlose Ortungsmethode mit mehreren Basisstationen zur Positionsermittlung und erhält Geschwindigkeitsinformationen durch Verarbeitung von Doppler-Verschiebungen.
Jedes RFID-Kennzeichen speichert Informationen wie Kennzeichennummer, Fahrzeugzweck, maximale Ladung, maximale Passagierkapazität, Name und ID-Nummer des Besitzers. Eine bestimmte Anzahl drahtloser Datenübertragungsknoten wird basierend auf regionalen Gebäudeeigenschaften und Verkehrsfluss bereitgestellt, um eine maximale Ressourcennutzung zu gewährleisten.
Jeder drahtlose Übertragungsknoten sendet mit einer bestimmten Frequenz codierte und modulierte Befehlssignale. RFID-Intelligenzkennzeichen in Reichweite empfangen den Befehl, authentifizieren ihn und senden ihre UID. Der Knoten demoduliert und decodiert, um Fahrzeugidentitätsinformationen zu erhalten, die über ein CDMA-Modul an die Datenverarbeitungseinheit und dann an das städtische Datenverarbeitungs- und Kontrollzentrum gesendet werden.
Die drahtlose Ortung mit mehreren Basisstationen verwendet drahtlose Datenübertragungsknoten, um aktiv Fahrzeugpositionsinformationen zu erfassen, unter Verwendung von „Empfangssignalstärke (RSSI), Ankunftszeit (TOA) und Ankunftszeitdifferenz (TDOA)". Der erste Schritt verwendet robuste Schätzmethoden zur Verringerung von Störungen; auf dieser Basis werden die drei drahtlosen Datenübertragungsknoten identifiziert, die dem RFID-Intelligenzkennzeichen am nächsten sind, und ihre TDOA-Werte werden für eine zweite Ortung verwendet, um Positionsinformationen zu erhalten, die an das Kontrollzentrum übertragen werden, um die Fahrzeugtrajektorie darzustellen. Die Echtzeit-Geschwindigkeitsmessung wird durch Schätzung der durch Fahrzeugbewegung erzeugten Doppler-Verschiebung erreicht.