隨著城市公共交通向智能化、網聯化方向快速發展,對城市客車的運營管理、安全監控和乘客服務提出了更高要求。基于控制器局域網(Controller Area Network, CAN)總線的信息集成控制系統,作為一種高效、可靠的車載網絡解決方案,正成為現代城市客車智能化升級的核心技術支撐,并催生了專業的客車信息系統集成服務。
一、系統核心架構與技術原理
該系統以高速、可靠的CAN總線為骨干網絡,構建了一個分布式、模塊化的車載信息控制平臺。其核心在于將客車內部原本孤立的關鍵子系統——如發動機控制單元(ECU)、車身控制模塊(BCM)、儀表盤、車載信息終端、視頻監控、客流統計、投幣機/刷卡機、故障診斷接口等——通過標準化的CAN協議進行互聯。
技術優勢體現在:
1. 高可靠性: CAN總線采用差分信號傳輸和多主站結構,抗電磁干擾能力強,單個節點故障不影響網絡整體運行,非常適合客車復雜的電磁環境和長距離布線需求。
2. 實時性與高效性: 采用非破壞性仲裁機制,保證了高優先級信息(如緊急制動信號、故障報警)的實時傳輸,帶寬利用率高。
3. 擴展性與靈活性: 模塊化設計使得新增功能設備(如新能源車電池管理系統BMS)可以方便地接入網絡,便于車輛功能升級與定制。
二、系統主要功能模塊
一個完整的基于CAN總線的城市客車信息集成控制系統通常涵蓋以下功能模塊:
- 車輛狀態監控與故障診斷: 實時采集并顯示發動機轉速、水溫、油壓、車速、里程、電池電壓等關鍵參數。系統能自動解析CAN總線上的故障碼,實現預判性維護,并通過無線通信模塊(如4G/5G)將數據上傳至運營管理中心。
- 車身智能控制: 集中控制燈光、車門、空調、雨刮、除霜器等車身電器,實現自動化操作(如到站自動開關門提示)和節能管理。
- 運營信息管理: 集成刷卡/掃碼支付、客流自動統計、電子路牌顯示、自動語音報站等功能,實現票務數據、客流數據的精準采集與同步。
- 安全與視頻監控: 集成駕駛員行為監測(DMS)、高級駕駛輔助系統(ADAS)、360環視及車廂監控視頻流,所有報警和視頻數據可通過CAN總線觸發并經由車載網關上傳。
- 乘客信息服務: 通過車內顯示屏提供到站信息、換乘提示、新聞天氣等,提升乘客體驗。
三、信息系統集成服務的關鍵環節
將上述硬件與軟件模塊無縫整合,形成穩定、高效的整體解決方案,依賴于專業的信息系統集成服務。該服務貫穿于系統的全生命周期:
- 需求分析與方案設計: 深入理解公交運營企業的具體需求(如成本控制、調度效率、安全標準),設計定制化的系統架構、網絡拓撲和協議應用層標準。
- 硬件選型與集成: 選擇合適的CAN網關、各類控制節點、傳感器與執行器,確保硬件兼容性與可靠性。解決不同供應商設備間的通信協議(如J1939、CANopen等)統一問題。
- 軟件開發與數據融合: 開發車載中間件和上層應用軟件,實現各子系統數據的解析、融合與邏輯控制。開發數據中心平臺軟件,用于接收、存儲、分析和展示車輛遠程數據。
- 系統調試與測試: 在實驗室和實車環境中進行嚴格的網絡通信測試、功能測試、壓力測試及電磁兼容性測試,確保系統穩定。
- 部署、培訓與運維支持: 負責現場安裝部署,對駕駛員和維護人員進行操作培訓。提供持續的遠程監控、故障排查、軟件升級和數據分析服務。
四、應用價值與未來展望
實施基于CAN總線的信息集成控制系統及專業集成服務,能為公交企業帶來顯著價值:提升車輛安全性與可靠性、優化運營調度效率、降低維護成本、改善乘客體驗,并為實現車路協同、自動駕駛等更高階的智能交通應用奠定數據與網絡基礎。
隨著車載以太網、5G-V2X等新技術的發展,系統架構將向混合網絡、云端協同演進。但CAN總線因其在實時控制領域的不可替代性,仍將是底層核心網絡之一。信息系統集成服務也將更加注重數據價值的深度挖掘,向提供綜合性的“車輛運營即服務”模式轉型,推動城市公共交通的全面智能化升級。