基于射频卡的智能公交计程收费系统设计

胡飞 胡长春 孙明鹏

【摘要】本文主要针对现有公交收费不合理，和乘客乘车转乘不便与高费用两个问题展开阐述，意在提出一种切实可行而又不比比改动过多的的方案。创新点在于计程式合理收费和乘车费用智能扣除和返充值。

【关键字】射频识别  计程计费  智能扣费  返充值

随着社会的不断向前推进，城市地域的逐渐扩大，城乡一体化的逐次深入，原有的公共交通收费系统不断暴露出新的问题，如一票制定价固定不变、乘客需要多次换乘才往返工作地点与居住地点，由于这种不便促进了私家车的兴起接着便进一步导致了交通的拥堵，形成一个恶性循环。这一切的根源在于公共交通行业，基于此原因公共交通行业的收费方式需要一个革命性的转变。智能公交计程收费系统就是基于此种原因给与的一个解决方案。

一、背景及意义

随着射频识别技术技术理论的不断成熟与发展，由于射频识别技术的安全保密，体积小巧和廉价，基于射频识别的各种产品已渗入各行各业，尤其在基于射频身份识别的门禁系统和基于射频技术的电子收费系统中广泛使用，射频收费方式以其快速、保密的优势已被大众所认同，在公交收费系统中逐渐取代传统的投票方式，然而目前公交收费标准是按人次一票制收费，由于大中型城市中的公交运行路线长，统一收费定价对乘客和公交公司都是一个难题。由于公交路线的有待完善，乘客需要多次转乘，采用按人次收费方式显然很不合理，不利于公共交通行业的发展。于是就需要一种全新的收费方式来减小城市发展对公共交通行业的影响，基于此种原因设计了本解决方案。

二、智能公交收费系统的现状

随着射频识别技术的推广，射频识别技术以其安全、不接触、快速、使用简单等特点在电子收费系统中风靡而开。射频收费方式已被大众所认可，成为一种文化。在公交收费系统中采用的非接触IC卡具有使用简单、快速的特点正在逐步取代传统的人工收费方式。

目前的公交收费系统虽然采用非接触IC卡，但是依旧采用原有的一票制按人次统一收费。仅仅是解决了收费人工收费慢的问题。在城市建设城区面积不断扩大，居住工作地点远，城乡一体化的影响下，部分公交路线运行路线被延长，部分公交路线调整给乘客、公交公司带来新的问题和不便。公交运行路线被延长后一方面增加了司机的工作负荷，容易疲劳驾驶，埋下安全隐患;另一方面运行成本的增加必定使得乘客和公交公司关于票价标准上产生矛盾。路线调整虽然可以增加公交路线的覆盖面积，但是无法解决乘客多次换乘票价高的问题。

由于在长途公交路线在票价问题上难于统一，分段式收费方式逐渐兴起，长途公交路线的部分路线已恢复用人工收费。有提出采用射频远距识别的，即采用远距离射频读写器或射频卡与无线绑定，上下车自动识别射频卡读写，与无线绑定需要供电源，体积也较大，使用不方便。同时远距射频无法定向，不能有效判别上下车状态站台乘客卡误操作，而且成本较高，难以推广。

三、智能公交计程收费系统

1.系统方案

智能公交计程收费系统硬件采用原使有的非接触IC卡和协议标准，因此无需换卡。对原有的刷卡收费系统进行升级，类比地铁收费方式，根据地面公交的特殊环境综合考虑提出本设计方案。与原有公交收费系统相比将刷卡机分为两处。一处车载，一处设在站台（站台可以复用）。站台所有读卡机均为充值机，每个站台都有自己唯一的一个地址编号。车载读卡机均为扣费机，内有这个条路线站点编号，每到一站车载读卡器通过无线接收来自站台的下一个编号，保证编号地址与所到站台同步。收费方式采用返充值方式实现计程收费。乘客在使用时在车载读卡机计算出本站到终点的站点个数按比例扣除全程价，写入余额同时将站点编号（乘车起始点）、本车收费标准（如不同路线站点间距不同，空调车与普通车收费也不同）一起写入乘客的IC卡内，由于通信速率可达106KBPS，对乘客而言瞬间即可完成。乘客下车后在站台读卡处刷卡查看本次乘车消费，在刷卡同时站台读卡器根据读到的乘车起始点、收费标准与本地时间、站点编号进行比较，将多扣金额返充值回乘客卡内，并显示给乘客。乘客转乘时在乘下辆车的时候刷卡两次，第一次刷卡时车载读卡机读卡后先清算上次乘车费用，语音进行提示后刷第二次卡完成本次乘车数据写入。实现让乘客多次转乘不多花冤枉钱，智能化计程收费使得收费更合理，更公平。

2.可行性分析

智能公交计程收费方式硬件电路与原有系统电路大致相同，射频卡内有8Kbit的数据存储空间，对于本设计方案数据存储完全够使用。工作原理相同，都是采用射频识别技术，此处不再赘述。本方案主要是解决软件扣费、返充值的问题。由于智能公交计程收费系统类比地铁收费系统，且在此基础上进行了完善，因此本方案也可以用于地铁收费系统。

3.与原有系统相比的优势

原有系统只是进行简单的读卡、扣费、写入余额、记录交易。扣费固定不可变，不能实现转乘。智能公交计程收费系统实现按程收费，智能扣费，智能返充值，操作简单。对乘客而言只需下车多刷一次卡，收费方式更加多样化，既保证了公交公司的运营收入，也给大部分乘客剩下了不少乘车费用，实现真正便民利民。

四、结束语

城市交通的拥堵原因表面在于私家车的用量居高不下，分析內在原因其源头在城市公共交通的不完善与公交系统的不合理，于是很多人选择乘坐地铁，地铁成本高，建设周期长。只要地上公交系统能更加的便民利民，多数人还是愿意改乘坐公交上下班，从源头上改善工作日公路的拥堵问题。因此智能公交计程收费系统具有极大意义，由于智能公交计程收费系统的使用需要改变原有的系统，普及推广还需要时间，但是智能公交计程收费系统在未来解决城市公交收费不合理，减少私家车上路，节能减排等问题上一定会大放异彩。

参考文献

[1] 游战清.无线射频识别技术（RFID）理论与应用.北京：电子工业出版社，2004 .

[2]渊博.便携非接触式汽车计时（计程）卡取卡器的探究与设计.科学协论（下半月） 2011.11