智能公交系統(tǒng)

韓妞妞　方玲

摘要：該文詳細(xì)介紹了智能公交系統(tǒng)方案的設(shè)計來源以及功能模塊的分析結(jié)果。該系統(tǒng)通過無線通訊，將公交車、公交站臺與系統(tǒng)服務(wù)終端緊密地聯(lián)系在一起；借助智能傳感器、GPS、單片機(jī)等工具，實現(xiàn)實時報站、乘客計數(shù)、過濾站點等主要功能，從而形成智能公交系統(tǒng)。公交車上的車載控制器接收乘客上下車的信息，電子站牌采集的乘客上車的需求信號，都發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)終端，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理后，再反饋給公交車與站臺，司機(jī)與乘客都可根據(jù)獲得的信息做出相應(yīng)的判斷，可大大改善了我國的公交系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能傳感器；GPS；智能公交；車載控制器；電子站牌

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）10-0182-02

1概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民的衣食住行都得到了明顯的改善。尤其在出行方面，據(jù)調(diào)查，近年來私家車的需求量越來越大。而隨著私家車的普遍，城市擁堵、尾氣污染等問題都應(yīng)跡而生。為了緩解城市交通壓力，響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，各大城市都相繼推出了相關(guān)政策。在這些政策的指引下，公共交通走進(jìn)了人們的生活。具有集約高效及節(jié)能環(huán)保的公共交通已逐漸成為各大城市為緩解城市擁堵而主推的出行方式[1]。雖然公交車的數(shù)量增加了，但是公交車的舒適度、快速性等并不能滿足人們的需求。本文所提出的智能公交在創(chuàng)新的前提下邁向了人工智能的領(lǐng)域，大大提高了公交車的性能，還給乘客一個更加舒適的乘車環(huán)境。

2 系統(tǒng)方案總設(shè)計

2.1兩大設(shè)備介紹

車載控制器：內(nèi)部使用STM32系列單片機(jī)。STM32系列的單片機(jī)具有一流的外設(shè)，低功耗，低成本，72MHz的處理頻率，不僅符合節(jié)能環(huán)保的主題，而且能夠快速處理乘客的數(shù)據(jù) 。

電子站牌：電子站牌相比于傳統(tǒng)站牌，包含了更多的信息，并能實時更新。觸摸式LED屏，使用時更加便利。

2.2功能需求

對基于GPS（Global Position System）全球定位系統(tǒng)、智能傳感器、4G無線通訊等建立的智能公交系統(tǒng)，提出以下三點功能需求。

1） 乘客計數(shù)以及顯示；

2） 實時顯示公交車站點；

3） 自動過濾無人上下車的站點（以下簡稱“過濾站點”）， 節(jié)約能源、提高公交車的運行效率以及乘客的乘車體驗[2]。

3功能模塊分析

3.1實時顯示站點模塊

實時確定公交車的位置需要借助地圖軟件以及車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)，目前常用的地圖軟件有高德地圖與百度地圖，而應(yīng)用廣泛的定位系統(tǒng)是GPS和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航。在該公交系統(tǒng)中選擇高德地圖和GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)來實時采集公交車輛的位置，并發(fā)送到手機(jī)客戶端以及電子站牌。

3.2乘客計數(shù)模塊

公交車最大的特點便是“擁擠”。而大部分人都對這一特點十分抵觸，甚至?xí)驗楣粨頂D而選擇其他的出行方式。這些人往往都是辛苦地等來了公交，最后卻決定換乘。這樣一來，就會使乘客浪費大量的時間候車。為解決這一問題，智能公交系統(tǒng)提出了乘客計數(shù)功能，將車內(nèi)乘客人數(shù)實時顯示在手機(jī)客戶端以及電子站牌上，以方便乘客選擇是否乘坐這趟公交。

乘客人數(shù)=上車人數(shù)-下車人數(shù)。

上車人數(shù)：基于地鐵先選擇站點后上車的設(shè)計，我們在公交車上安裝一個可觸摸顯示屏，上面顯示各個站點。當(dāng)有人上車時，刷卡（或投幣）并在選站屏上選擇自己的下車點。這樣，每選擇一次，車載控制器就會自動計數(shù)，將上車人數(shù)實時發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)終端。

下車人數(shù)：根據(jù)上車選擇的站點，可以清楚地知道每一站的下車人數(shù)。但是遇到特殊情況，一些乘客可能會提前下車或者坐過站點，這時下車人數(shù)就不能僅僅依靠乘客上車時的選擇，理應(yīng)設(shè)置矯正裝置。在后門兩側(cè)安裝溫度傳感器，并在階梯處設(shè)置壓力傳感器，用來檢測真正下車人數(shù)，及時更新手機(jī)APP以及電子站牌上的人數(shù)。

3.3 過濾站點模塊

3.3.1功能簡介

我國目前公共交通系統(tǒng)存在某些漏洞，公交車幾乎是到站即停（即使沒有乘客上下車）。在非高峰乘車時間內(nèi)，這種現(xiàn)象的存在一方面會大大降低乘客的乘車質(zhì)量，另一方面也會增加能源的消耗，加劇電動機(jī)等設(shè)備的磨損。為解決這一問題，本文提出的智能公交利用無線通訊，將來自電子站牌的上車信號與來自車載控制器的下車信號發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)終端，當(dāng)收到任一信號，公交車便會在對應(yīng)的站臺?？浚駝t不?？浚^續(xù)前行。

3.3.2過濾站點的來源

“過濾站點”的提出思路來源于電梯工作情況，電梯里的人按鍵后，若中間無人搭乘，電梯會直接到達(dá)相應(yīng)的樓層，相當(dāng)于公交車中發(fā)出“下車信號”；當(dāng)電梯外有人按鍵，而無人出電梯時，電梯只會在該樓層停下，相當(dāng)于電子站牌上發(fā)出的“上車信號”。

3.3.3設(shè)計方案

電子站牌內(nèi)設(shè)有信號發(fā)送器，觸發(fā)條件為乘客候車時，在站牌LCD屏上選擇相應(yīng)的公交線路，點擊“確定”，上車需求信號就會發(fā)送出去了。上車后選擇的下站點，經(jīng)以STM32系列單片機(jī)為核心的車載控制系統(tǒng)，發(fā)送給系統(tǒng)服務(wù)終端。綜合兩者，車載控制器收到來自系統(tǒng)服務(wù)終端的指令，并按要求給予司機(jī)與乘客提示。若有人需要上車或下車，廣播“a站到達(dá)，即將?？俊保瑫r點亮紅色信號燈；反之，廣播“a站到達(dá)，繼續(xù)直行”，同時點亮綠色信號燈。

4總結(jié)

隨著社會的發(fā)展，越來越多的智能化設(shè)備將運用到各行各業(yè)。我們篤信節(jié)能環(huán)保、智能化的公交系統(tǒng)是必然發(fā)展的趨勢[3]。本文的智能公交系統(tǒng)運用先進(jìn)的無線通訊技術(shù)，使站臺、公交車與系統(tǒng)服務(wù)終端進(jìn)行實時交互，站臺能實時顯示公交車的位置；利用STM32系列單片機(jī)實時記錄乘客人數(shù)，發(fā)送到電子站牌；系統(tǒng)服務(wù)終端分析處理來自電子站牌與車載控制系統(tǒng)的信息，然后下達(dá)相應(yīng)的指令，繼而執(zhí)行指令。而這些處理信息的結(jié)果都將及時地上傳到手機(jī)APP客戶端，反饋給乘客，從而真正實現(xiàn)了公交系統(tǒng)智能化。最后本文認(rèn)為該智能公交系統(tǒng)原理簡單、成本低、易實現(xiàn)，適合推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫貽寶.智能公交信息服務(wù)系統(tǒng)IOS終端的構(gòu)建與關(guān)鍵技術(shù)研究[D].湖北：武漢大學(xué)，2017.

[2] 王林涵.一種新型智能公交站臺交互系統(tǒng)的設(shè)計與研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2017（31）：190-191.

[3] 任曉莉.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能公交系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2013，21（12）：60-62.