4G/5G物聯(lián)網(wǎng)在智慧公交調(diào)度與安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用｜FIFISIM物聯(lián)

隨著國內(nèi)新型智慧城市建設(shè)持續(xù)落地，城市公共交通數(shù)字化、精細(xì)化升級成為市政基建重點(diǎn)落地板塊，傳統(tǒng)依靠人工排班、現(xiàn)場巡查、事后事故復(fù)盤的公交運(yùn)營模式，已經(jīng)無法匹配市民出行需求與交通主管部門監(jiān)管新規(guī)。從行業(yè)落地現(xiàn)狀來看，現(xiàn)代智慧公交系統(tǒng)的核心建設(shè)邏輯，圍繞車輛位置實(shí)時(shí)追蹤與到站精準(zhǔn)預(yù)測、駕駛員安全駕駛行為智能監(jiān)測與預(yù)警、車載視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)高效回傳與云端存儲(chǔ)三大剛性需求搭建，三項(xiàng)應(yīng)用共同組成智慧公交數(shù)字化運(yùn)營的通信 “金三角”，而穩(wěn)定可靠的 4G/5G 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信底座，是整套 “金三角” 體系全天候穩(wěn)定運(yùn)行的先決條件。FIFISIM 物聯(lián)深耕智慧交通通信領(lǐng)域多年，以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卡 + 工業(yè)路由器 / 智能網(wǎng)關(guān)為產(chǎn)品核心，打造車載移動(dòng)傳輸 + 公交場站固定組網(wǎng)雙場景一體化解決方案，從車輛在線調(diào)度、行車安全管控、場站智能化運(yùn)維三個(gè)維度，全方位補(bǔ)齊傳統(tǒng)公交運(yùn)營短板，助力各地公交集團(tuán)穩(wěn)步完成智慧化轉(zhuǎn)型升級。

一、傳統(tǒng)公交運(yùn)營現(xiàn)存痛點(diǎn)，倒逼通信體系全面智能化升級

在智慧公交規(guī)模化普及之前，國內(nèi)多數(shù)城市公交運(yùn)營普遍沿用粗放式管理模式，通信鏈路缺失、數(shù)據(jù)傳輸滯后、監(jiān)管手段被動(dòng)等問題，直接制約公交服務(wù)質(zhì)量與安全管控能力提升，痛點(diǎn)集中體現(xiàn)在三大板塊，恰好對應(yīng)智慧公交三大轉(zhuǎn)型剛需。

第一，車輛調(diào)度依賴人工經(jīng)驗(yàn)，到站預(yù)估誤差偏大。傳統(tǒng)調(diào)度中心無法實(shí)時(shí)掌握全線路公交的精準(zhǔn)位置、行駛速度、擁堵滯留情況，排班計(jì)劃依托歷史客流數(shù)據(jù)人工制定，遇到早晚高峰堵車、道路臨時(shí)管制、車輛故障停運(yùn)等突發(fā)狀況時(shí)，難以及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)車間隔，經(jīng)常出現(xiàn)線路扎堆發(fā)車、長時(shí)間空車斷檔等問題，市民候車時(shí)間不可控，電子站牌、出行 App 到站預(yù)測數(shù)據(jù)偏差嚴(yán)重，降低公共出行體驗(yàn)。

第二，行車安全管控滯后，事故處置只能事后追溯。過往公交駕駛員超速、疲勞犯困、分心接打電話、急加速急剎車等不規(guī)范駕駛行為，只能依靠車內(nèi)乘客投訴、路面稽查偶然發(fā)現(xiàn)，或是發(fā)生剮蹭、追尾事故之后調(diào)取錄像復(fù)盤整改，安全管控始終處于 “出事再補(bǔ)救” 的被動(dòng)狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)行車途中實(shí)時(shí)干預(yù)、提前告警，安全管控防線后置帶來持續(xù)性運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。

第三，車載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸受限，視頻存儲(chǔ)與調(diào)取效率低下。傳統(tǒng)車載錄像機(jī)多采用本地存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)視頻，受存儲(chǔ)空間限制，視頻保存周期短，遇到乘客糾紛、路面事故取證時(shí)，需要運(yùn)維人員逐臺(tái)上車拆機(jī)拷貝錄像，人力消耗大、取證時(shí)效性差；部分試點(diǎn)有線傳輸方案受車輛移動(dòng)屬性制約無法落地，高清視頻全量云端回傳長期難以實(shí)現(xiàn)。

除此之外，各大公交集團(tuán)下轄的大型公交場站普遍存在占地面積廣、功能分區(qū)分散的特點(diǎn)，車輛維保車間、駕駛員崗前體檢區(qū)、場站安防區(qū)域、辦公調(diào)度區(qū)分布零散，傳統(tǒng)全域布線施工周期長、地下空間與設(shè)備角落存在布線盲區(qū)，駕前體檢設(shè)備、智能鑰匙柜、全域 NVR 監(jiān)控?cái)z像機(jī)等終端難以統(tǒng)一入網(wǎng)，場站內(nèi)部智能化設(shè)備數(shù)據(jù)孤島問題突出。在此行業(yè)背景下，基于 4G/5G 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線組網(wǎng)方案，成為破解全鏈條痛點(diǎn)、落地智慧公交三大剛需的最優(yōu)路徑，F(xiàn)IFISIM 物聯(lián)分層式通信產(chǎn)品方案，分別適配車載移動(dòng)傳輸與場站固定組網(wǎng)兩類差異化工況，形成全場景閉環(huán)通信支撐。

二、車載物聯(lián)網(wǎng)卡筑牢智能調(diào)度第一道防線，實(shí)現(xiàn)車輛全生命周期動(dòng)態(tài)管控

精準(zhǔn)調(diào)度是智慧公交落地的基礎(chǔ)功能，而 4G 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卡作為車載終端的核心傳輸載體，搭建起車輛與調(diào)度中心之間不間斷的數(shù)據(jù)通道，成為智能調(diào)度落地的第一道技術(shù)防線。每臺(tái)運(yùn)營公交車搭載集成北斗 + GPS 雙模定位、OBD 車況采集模塊、里程油耗統(tǒng)計(jì)單元的車載智能終端，終端內(nèi)置 FIFISIM 物聯(lián)工業(yè)級 4G 物聯(lián)網(wǎng)卡，依托運(yùn)營商專屬工業(yè)通信專網(wǎng)，擺脫有線線路束縛，車輛在城區(qū)主干道、下穿隧道、城郊偏僻路段行駛過程中，實(shí)時(shí)采集的經(jīng)緯度位置、瞬時(shí)車速、發(fā)動(dòng)機(jī)工況、百公里油耗、累計(jì)運(yùn)營里程等多維度結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)毫秒級加密上傳至公交集團(tuán)云端調(diào)度后臺(tái)。

調(diào)度系統(tǒng)依托不間斷回傳的海量車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)時(shí)路況信息、站點(diǎn)客流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、天氣變化參數(shù)完成大數(shù)據(jù)算法運(yùn)算，動(dòng)態(tài)優(yōu)化線路排班計(jì)劃：早高峰客流激增路段自動(dòng)縮短發(fā)車間隔，平峰時(shí)段根據(jù)上座率適度拉長發(fā)車頻次，途經(jīng)擁堵路段的車輛實(shí)時(shí)更新預(yù)估到站時(shí)長。同步生成的到站預(yù)測數(shù)據(jù)向下同步至路邊智能電子站牌、市民出行查詢 App，乘客可實(shí)時(shí)查看目標(biāo)公交實(shí)時(shí)位置、剩余到站時(shí)間，從根源解決盲目候車難題，完善公共交通便民服務(wù)能力。

從運(yùn)營管理維度分析，調(diào)度后臺(tái)依托全量車輛行駛數(shù)據(jù)，可按月、按季度統(tǒng)計(jì)線路整體油耗、車輛故障高發(fā)時(shí)段、駕駛員怠速空駛頻次，為公交集團(tuán)車輛維保計(jì)劃、線路線網(wǎng)優(yōu)化、駕駛員績效考核提供客觀數(shù)據(jù)依據(jù)，告別過往依靠人工臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)判斷的粗放管理模式。FIFISIM 物聯(lián)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卡區(qū)別于普通民用手機(jī)流量卡，采用運(yùn)營商獨(dú)立物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)與專屬 APN 專網(wǎng)通道，隧道、地下通道等信號(hào)偏弱區(qū)域具備更強(qiáng)的信號(hào)穿透能力，保障車輛行駛?cè)虜?shù)據(jù)無間斷上傳，從底層規(guī)避定位漂移、數(shù)據(jù)延遲造成的調(diào)度失誤問題。

三、AI 視頻 + 物聯(lián)網(wǎng)通信構(gòu)建安全監(jiān)控第二道防線：從事后追查轉(zhuǎn)向?qū)崟r(shí)干預(yù)

如果說物聯(lián)網(wǎng)定位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)度智能化升級，那么依托物聯(lián)網(wǎng)卡傳輸?shù)能囕d AI 視頻數(shù)據(jù)流，則搭建起公交安全運(yùn)營的第二道核心防線，徹底推動(dòng)公交安全管理從 “事故后調(diào)取錄像追責(zé)” 轉(zhuǎn)變?yōu)?“行車中異常實(shí)時(shí)預(yù)警、即時(shí)干預(yù)” 的前置管控模式。

現(xiàn)階段主流公交車輛駕駛室、車廂前后門、車輛前擋風(fēng)區(qū)域均布設(shè)高清 AI 智能攝像頭，配套車載 DMS 駕駛員行為分析服務(wù)器，設(shè)備內(nèi)置 FIFISIM 物聯(lián) 4G 物聯(lián)網(wǎng)通信模組，借助工業(yè)專網(wǎng)鏈路實(shí)時(shí)回傳視頻流數(shù)據(jù)。AI 算法依托機(jī)器視覺技術(shù)，精準(zhǔn)識(shí)別駕駛員閉眼犯困、頻繁打哈欠、長時(shí)間低頭分心、單手脫離方向盤、猛踩油門急加速、緊急制動(dòng)等各類高危駕駛動(dòng)作，系統(tǒng)識(shí)別異常行為后，一方面在車載終端進(jìn)行本地聲光提醒，即時(shí)警示駕駛員糾正不良操作；另一方面通過物聯(lián)網(wǎng)卡將告警抓拍圖片、短視頻片段同步推送至集團(tuán)調(diào)度中心大屏、線路車管負(fù)責(zé)人移動(dòng)端，管理人員可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)介入提醒，必要時(shí)通過車載對講系統(tǒng)直接連線駕駛員規(guī)范駕駛行為。

針對車廂內(nèi)部場景，車內(nèi) AI 攝像頭同步監(jiān)測乘客擁擠度、車門夾人、車內(nèi)異常沖突等突發(fā)事件，異常畫面秒級回傳監(jiān)管后臺(tái)，調(diào)度人員第一時(shí)間掌握車廂突發(fā)狀況，聯(lián)動(dòng)就近站點(diǎn)安保或路面執(zhí)勤人員快速處置。整套安全監(jiān)控鏈路依托 4G 物聯(lián)網(wǎng)的無線傳輸優(yōu)勢，無需改造車輛原車線路、不用布設(shè)車內(nèi)有線網(wǎng)線，存量在營公交車輛可直接加裝終端快速完成智能化升級，大幅降低公交集團(tuán)存量車輛智能化改造成本與施工周期。

相較于傳統(tǒng)本地存儲(chǔ)錄像模式，全量視頻片段按需云端留存，當(dāng)出現(xiàn)交通事故、客傷糾紛時(shí)，管理人員通過調(diào)度后臺(tái)一鍵調(diào)取對應(yīng)時(shí)段視頻，省去人工到場拆卡拷貝流程，取證效率大幅提升。

四、工業(yè)路由器/網(wǎng)關(guān)落地公交場站全場景組網(wǎng)，打通場站智能化數(shù)據(jù)閉環(huán)

公交場站作為公交車輛始發(fā)停靠、駕駛員崗前核驗(yàn)、車輛日常維保、場站安防管控的核心樞紐，普遍具備占地范圍大、功能分區(qū)零散、建筑物遮擋多、地下維修車間布線困難的特征，傳統(tǒng)全廠區(qū)有線組網(wǎng)施工成本高、部分區(qū)域存在通信盲區(qū)，是長期制約場站智能化落地的關(guān)鍵瓶頸。依托工業(yè)路由器/智能網(wǎng)關(guān) + 物聯(lián)網(wǎng)卡的組合方案，F(xiàn)IFISIM 物聯(lián)已在某大型公交廠站完成全場景落地部署，完整解決場站布線難、通信死角多、多類型終端無法統(tǒng)一入網(wǎng)的行業(yè)痛點(diǎn)。

該落地場站覆蓋駕駛員崗前核驗(yàn)區(qū)、車輛維保車間、停車場庫區(qū)、物資存放庫房、集團(tuán)辦公區(qū)五大功能區(qū)塊，全區(qū)域分層布設(shè) FIFISIM 物聯(lián)工業(yè)級無線路由器，設(shè)備搭配 4G/5G 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)通自適應(yīng)，廠區(qū)內(nèi)各類智能化終端全部依托無線鏈路接入集團(tuán)統(tǒng)一管理平臺(tái)。在駕駛員上崗核驗(yàn)環(huán)節(jié)，崗前體檢一體機(jī)集成人臉識(shí)別、血壓、酒精濃度檢測功能，駕駛員每日出車前完成身體指標(biāo)檢測后，體檢數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過路由器組網(wǎng)上傳集團(tuán)人事與安全管理平臺(tái)，指標(biāo)異常人員系統(tǒng)自動(dòng)鎖止出車權(quán)限，從源頭杜絕駕駛員帶病上崗帶來的行車隱患；場站智能鑰匙柜接入同一套無線組網(wǎng)體系，車輛鑰匙取還記錄、領(lǐng)用人員信息實(shí)時(shí)同步調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公車鑰匙全生命周期溯源管控，杜絕鑰匙遺失、私自出車等管理漏洞。

場站全域布設(shè)的 NVR 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，覆蓋出入口、停車場、維保車間全點(diǎn)位，工業(yè)路由器自帶帶寬智能分配、QoS 流量優(yōu)先級管控功能，優(yōu)先保障安防視頻數(shù)據(jù)流傳輸穩(wěn)定性，全時(shí)段監(jiān)控畫面流暢無卡頓，視頻錄像按需云端存儲(chǔ)，場站安保人員在中控室即可完成全廠區(qū)遠(yuǎn)程安防巡檢，徹底解決傳統(tǒng)有線監(jiān)控布線不到位、邊角區(qū)域監(jiān)控缺位的歷史難題。智能網(wǎng)關(guān)作為場站組網(wǎng)匯聚核心，完成多協(xié)議數(shù)據(jù)清洗、斷點(diǎn)緩存續(xù)傳，匯總體檢數(shù)據(jù)、鑰匙臺(tái)賬、安防視頻、車輛維保記錄多類異構(gòu)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一對接集團(tuán)智慧公交中臺(tái)，打破場站各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)場站管理與車載調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通。工業(yè)路由器采用寬溫、防塵、抗電磁干擾工業(yè)級硬件標(biāo)準(zhǔn)，適配北方低溫冬季、南方高溫多雨的復(fù)雜室外工況，露天部署設(shè)備常年穩(wěn)定在線，大幅縮減場站后期設(shè)備運(yùn)維頻次。

五、共享流量池規(guī)模化落地，實(shí)現(xiàn)公交集團(tuán)流量集約化精細(xì)化管控

公交集團(tuán)動(dòng)輒數(shù)千臺(tái)、上萬臺(tái)營運(yùn)車輛批量采購物聯(lián)網(wǎng)卡，不同線路車輛流量消耗差異顯著：市區(qū)高頻環(huán)線車輛每日視頻上傳頻次高、流量消耗量大，城郊長線平峰時(shí)段空載率高、終端僅傳輸定位數(shù)據(jù)，流量消耗偏低。傳統(tǒng)單卡獨(dú)立套餐模式極易出現(xiàn) “高負(fù)荷車輛流量超限停機(jī)、閑置車輛套餐流量大量結(jié)余浪費(fèi)” 的兩難問題，而共享流量池管控模式成為破解流量分配失衡、集約化降本的核心方案，國內(nèi)多地頭部公交集團(tuán)均選用 FIFISIM 物聯(lián)共享流量池管理服務(wù)落地規(guī)模化項(xiàng)目。

重慶公交規(guī)模化項(xiàng)目一次性落地 9600 張車載工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卡，全部納入統(tǒng)一共享流量池統(tǒng)籌管理，全池流量由集團(tuán)整體統(tǒng)籌，單臺(tái)車輛流量不再受獨(dú)立套餐上限束縛，高峰期高流量消耗車輛自動(dòng)調(diào)用池內(nèi)富余流量，平峰低耗車輛閑置流量留存池內(nèi)循環(huán)復(fù)用，徹底規(guī)避單卡超額停機(jī)、流量閑置浪費(fèi)的矛盾；杭州公交項(xiàng)目車載視頻年數(shù)據(jù)用量達(dá)數(shù)百 TB 級，依托流量池動(dòng)態(tài)調(diào)配機(jī)制，按月度運(yùn)營周期靈活調(diào)整全池總流量配額，配合物聯(lián)網(wǎng)卡管理后臺(tái)實(shí)時(shí)查看全池、單卡流量消耗臺(tái)賬，提前預(yù)警池內(nèi)余量閾值，按需補(bǔ)充流量資源；寧波公交分多標(biāo)段分批上線智慧公交改造項(xiàng)目，分批次入網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)卡陸續(xù)并入集團(tuán)總流量池，跨標(biāo)段流量互通共享，新項(xiàng)目上線無需重新單獨(dú)定制零散套餐，大幅簡化項(xiàng)目采購與后期運(yùn)維流程。

FIFISIM 物聯(lián)配套物聯(lián)網(wǎng)卡可視化管理平臺(tái)，支持集團(tuán)運(yùn)維人員在線批量管控全池卡片狀態(tài)、遠(yuǎn)程關(guān)停異常耗量卡片、按線路分組統(tǒng)計(jì)流量報(bào)表，從采購、入網(wǎng)、運(yùn)維、續(xù)費(fèi)全生命周期實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管控，在保障全線路車輛通信不間斷的基礎(chǔ)上，最大化提升整體流量利用率，助力各地公交集團(tuán)實(shí)現(xiàn)通信成本精細(xì)化管控。

六、行業(yè)發(fā)展總結(jié)與未來技術(shù)迭代方向

在新型智慧城市與綠色公共交通政策持續(xù)推進(jìn)的大環(huán)境下，智慧公交已經(jīng)從城市交通的補(bǔ)充配套，升級為便民基建剛需，車輛智能調(diào)度、主動(dòng)式安全預(yù)警、場站數(shù)字化運(yùn)維三大模塊的落地深度，直接決定城市公共交通服務(wù)能級。FIFISIM 物聯(lián)依托工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卡搭配工業(yè)路由器、智能網(wǎng)關(guān)的成熟產(chǎn)品架構(gòu)，打通車載移動(dòng)傳輸與場站固定組網(wǎng)兩大應(yīng)用場景，完善智慧公交通信 “金三角” 底層底座，通過共享流量池創(chuàng)新計(jì)費(fèi)模式，適配大中小不同規(guī)模公交集團(tuán)的項(xiàng)目落地需求，落地案例覆蓋國內(nèi)多省市一線、二線城市公交改造項(xiàng)目。

面向未來，隨著 5G 規(guī)模化深度商用、車路協(xié)同 V2X 技術(shù)逐步落地，智慧公交將進(jìn)一步融合路口信號(hào)優(yōu)先、車路信息互通、全自動(dòng)輔助駕駛等新型應(yīng)用，車載終端數(shù)據(jù)傳輸帶寬、實(shí)時(shí)性需求持續(xù)攀升，5G 高速工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卡與新一代千兆工業(yè)路由器將成為主流配置。FIFISIM 物聯(lián)將持續(xù)迭代通信硬件產(chǎn)品與流量管控方案，緊跟智慧交通行業(yè)新規(guī)與技術(shù)發(fā)展趨勢，持續(xù)優(yōu)化車載動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、場站全域無線覆蓋、集團(tuán)集約化流量管理全鏈條解決方案，持續(xù)賦能全國城市公交數(shù)字化、智能化、精細(xì)化長效升級，助力國內(nèi)公共交通行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。