GPS對于公交車調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：隨著人們對城市生活質(zhì)量要求的提高，國家對公共交通方面投入了一定的資金，但是過多的人口和快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，讓現(xiàn)今的公交運行系統(tǒng)及公交調(diào)度遠(yuǎn)不能滿足居民的需求和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，筆者針對現(xiàn)今的公交運行系統(tǒng)的管理和運行現(xiàn)狀，介紹了由GPS，GPRS和GIS技術(shù)共同作用的智能公交系統(tǒng)，并在下文中對其組成和工作原理都進(jìn)行了相應(yīng)分析，以這種新技術(shù)的有機融合實現(xiàn)了車輛定位信息的采集、收發(fā)和顯示，在一定程度上實現(xiàn)了公交系統(tǒng)智能化。

關(guān)鍵詞：公交系統(tǒng)；調(diào)度；GPS；設(shè)計

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 19-0000-02

1 引言

自20實際60年代，美國就對智能公交系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)研究，之后歐洲和日本也都加入了研究行列，只能公交系統(tǒng)就是將通信技術(shù)和自動控制技術(shù)有機結(jié)合并建議計算機技術(shù)進(jìn)行控制，這樣三者的有機結(jié)合解決了過去公交運行系統(tǒng)中面臨的各項難題，讓公交系統(tǒng)更實用，定位更準(zhǔn)確，控制更高效，而我國隨著近年來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及政府以及居民對城市公共交通的服務(wù)質(zhì)量的要求，對我國的公共交通的調(diào)度和運行系統(tǒng)都提出了很大要求，為解決這種矛盾，也采取了GPS、GPRS、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等高端技術(shù)運用到公交系統(tǒng)中，并取得了不錯的效果。下面，筆者就通過對這種進(jìn)行智能化公交系統(tǒng)進(jìn)行簡單分析，讓讀者對公交系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用具有初步了解。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計基本原理

公交系統(tǒng)智能化調(diào)度主要是依靠GPS，GPRS和GIS這三個方面的有效結(jié)合，其中GPS主要是用來進(jìn)行車載數(shù)據(jù)的采集，通過GPS的定位技術(shù)對公交車在不同時段的位置，具體方向，速度的控制以及不同時段的客流數(shù)量都進(jìn)行精確定位和數(shù)據(jù)記錄，在此基礎(chǔ)上，利用GPRS將這些采集的信息快速傳送到監(jiān)控調(diào)度中心，監(jiān)控調(diào)度中心的智能化監(jiān)控調(diào)度軟件對車量具體位置、客流量以及調(diào)度員經(jīng)驗都進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)收集，保證監(jiān)控調(diào)度中心對傳遞信息進(jìn)行顯示，分析和綜合的基礎(chǔ)上實行對車輛的全方位監(jiān)控，實現(xiàn)公交系統(tǒng)各方位的全面控制。另一方面，將監(jiān)控調(diào)度中心處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行回程處理，及再利用GPRS將綜合數(shù)據(jù)再次傳遞到電子站牌上，并通過GPS對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理顯示，為公交乘客及時提供當(dāng)時的交通信息。

2.2 系統(tǒng)組成

一般公交系統(tǒng)的智能調(diào)度主要是由車載智能化、公交站牌電子化、公交調(diào)度站系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)智能化、監(jiān)控指揮中心系統(tǒng)智能化這五個特色智能控制部分組成，這些子系統(tǒng)之間的聯(lián)系和信息交流都是通過GPRS這項技術(shù)實現(xiàn)的有效傳遞，從而保證只能公交調(diào)度的正常運行。

在系統(tǒng)的總體設(shè)計中要考慮到車載信息的傳遞途徑，及利用GPRS進(jìn)行傳遞，在實現(xiàn)GPRS與互聯(lián)網(wǎng)的連接，經(jīng)Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)的最終傳遞，讓PC數(shù)據(jù)處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行終端處理，在總系統(tǒng)與子系統(tǒng)建立關(guān)系之初，子系統(tǒng)還要通過傳送基礎(chǔ)信息進(jìn)行信息注冊，注冊內(nèi)容包括ID和IP兩大方面，IP地址是動態(tài)的，而ID的數(shù)據(jù)注冊則是便于總系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通信類別的識別以及針對不同的通信進(jìn)行合理的處理。

2.3 系統(tǒng)通信模式

在系統(tǒng)通信模式的提案中，有兩種通信模式可以選擇，一種是公交車各智能調(diào)度站點并不直接與GPRS傳遞系統(tǒng)連接，而是直接由數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)的接受和分發(fā)管理，這種方面一般屬于最佳通信模式，也是首選通信模式，另一種備選模式要求各子模塊如車載端、智能調(diào)度站點終端以及其他終端進(jìn)行相應(yīng)的信息收集和與GPRS相連接進(jìn)行信息傳遞，這種信息傳遞模式要求自模塊在啟動之初要分別將各自的ID和IP地址數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)，保證子模塊能夠在于車輛建立通信的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⑹占瘉淼臄?shù)據(jù)傳遞給中心數(shù)據(jù)庫，對于第二種方案還有一個主要缺點就是要求在GPRS設(shè)備能夠?qū)εc其相聯(lián)系的遠(yuǎn)程主機的IP進(jìn)行相應(yīng)改寫。

由于交通車輛繁多，車載系統(tǒng)和中心數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系也很頻繁，因此筆者認(rèn)為利用UDP報文格式對GPRS收集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞為最佳方式，另外如果一些信息對于安全性能的要求較高，還要建立虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，但是這種網(wǎng)絡(luò)也會相應(yīng)增加系統(tǒng)的預(yù)算成本。

3 車載智能設(shè)備

車載智能設(shè)備是建立公交系統(tǒng)智能調(diào)度的核心設(shè)備，它主要是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將公交車與數(shù)據(jù)中心聯(lián)系起來，一般車載設(shè)備主要記載公交車上行數(shù)據(jù)與下行數(shù)據(jù)，對車輛的車速，方向的控制，行車過程中相應(yīng)的信息指揮的顯示，公交車不同時段的客流量以及不同站牌時的自動報站，在對這些公交信息進(jìn)行收集之后，利用GPRS實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳遞，另外車載智能設(shè)備本身還具有設(shè)備設(shè)置和設(shè)備自檢等功能，合理的車載智能設(shè)備的建設(shè)和運用能夠很大程度的提高公交服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量，另外也可以實現(xiàn)智能化，信息化的公交管理。

目前的車載智能設(shè)備主要由自動報站器、GPS、GPRS這三大部分組成，但是隨著智能公交系統(tǒng)的調(diào)度與發(fā)展，如方便實時拍照的攝像頭，電子站牌顯示屏、記錄旅客人數(shù)的紅外感應(yīng)器這種設(shè)備也越來越重要，而在GPRS這一數(shù)據(jù)傳遞模塊中，還應(yīng)進(jìn)行TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，保證傳送至中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)能夠以UDP格式發(fā)送、接收報文，實現(xiàn)與總系統(tǒng)之間的信息傳遞，在啟動車載智能設(shè)備，獲得新的IP地址之初，還要對IP和ID數(shù)據(jù)地址在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)注冊。目前對于車輛的檢測數(shù)據(jù)主要有車輛車牌號，不同時間的具體速度和具體位置，以方便數(shù)據(jù)中心對不同車輛能夠進(jìn)行全面控制。隨著公交系統(tǒng)智能調(diào)度的發(fā)展。在今后，在車載智能設(shè)備中還會出現(xiàn)更多功能模塊，使車載智能設(shè)備的管理，控制能夠更全面化。

4 數(shù)據(jù)中心的子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心的主要功能是接收GPRS設(shè)備傳遞的各種車輛的行車數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化處理與存儲，相應(yīng)的，它也為總系統(tǒng)中的其他子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和轉(zhuǎn)發(fā)并為其提供存儲空間。數(shù)據(jù)中心子系統(tǒng)是通過專線網(wǎng)路與GPRS系統(tǒng)進(jìn)行連接的，它的主要功能是接受車載智能設(shè)備的上行數(shù)據(jù)，在經(jīng)過一定處理之后轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)度站，在調(diào)度站系統(tǒng)對下行數(shù)據(jù)，車輛動態(tài)信息進(jìn)行處理整合之后將這類信息轉(zhuǎn)發(fā)回車載設(shè)備，另外它對各子系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及行車站點數(shù)據(jù)也會進(jìn)行系統(tǒng)記錄和存儲同時它還對對各調(diào)度站的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份、支持系統(tǒng)軟件的更新和數(shù)據(jù)恢復(fù)。

5 智能調(diào)度站

管理人員對公交系統(tǒng)實現(xiàn)信息化和智能化的管理主要是依靠智能調(diào)度站系統(tǒng)的作用，智能調(diào)度站能夠?qū)崿F(xiàn)與中心數(shù)據(jù)的通信，站點的智能調(diào)度，對車輛進(jìn)行語音和視頻等指揮等功能，同時合理的智能調(diào)度站能夠保證公交調(diào)度系統(tǒng)的自動和智能，同時它也能夠保證各項數(shù)據(jù)的公正考核。

6 總結(jié)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，要求著城市公交系統(tǒng)調(diào)度能夠智能化，本文結(jié)合現(xiàn)今的公交系統(tǒng)調(diào)度的不足，簡單介紹了以GPS為主的新型技術(shù)在公交調(diào)度中的運用，它不僅實現(xiàn)了管理人員對車輛運行，客流量及車輛到站的準(zhǔn)確時間的有效管理控制，同時，這種新技術(shù)的運用也讓公交系統(tǒng)的調(diào)度能夠更智能化和信息化，但是由于對這項技術(shù)的開發(fā)還不完善，資金也跟不上，這種利用新技術(shù)實現(xiàn)公交系統(tǒng)調(diào)度的應(yīng)用還太少，因此，我國在公交調(diào)度這方面，要想做到智能化和信息化還要更加努力的進(jìn)行有關(guān)方面的研究。

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