智能公交載客指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

路東林 郭思寧 石愛平 申永平 杜松澤

摘? 要：文章設(shè)計(jì)了一款智能公交載客指示系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由智能公交站牌、信息處理器、車載設(shè)備三部分構(gòu)成。乘客通過智能公交站牌查詢、選擇需求信息，乘客需求信息通過信息處理器傳輸?shù)焦卉嚨能囕d設(shè)備上，司機(jī)根據(jù)車載設(shè)備信息及時(shí)做出處理。該系統(tǒng)操作簡單，顯示直觀，播報(bào)清晰，在一定程度上緩解了大中城市交通壓力，提高了公交車運(yùn)行效率，有效避免了公交車靠站時(shí)機(jī)非沖突、人車沖突等現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：公交車;智能公交站牌;公交車線路按鍵箱;載客指示;乘客乘車需求信息

中圖分類號：U495 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）23-0045-03

Abstract： In this paper， an intelligent bus passenger indication system is designed. The system is mainly composed of intelligent bus stop board， information processor and vehicle equipment. Passengers query and select the demand information through the intelligent bus stop board， and the passenger demand information is transmitted to the on-board equipment of the bus through the information processor， and the driver deals with it in time according to the vehicle equipment information. The system has the advantages of simple operation， intuitive display and clear broadcast， alleviates the traffic pressure in large and medium-sized cities to a certain extent， improves the efficiency of bus operation， and effectively avoids the non-conflict of bus stop opportunity， the conflict between people and vehicles and so on.

Keywords： bus; intelligent bus stop board; bus line button box; passenger indication; passenger demand information

引言

巨大的公交車乘客流量給城市交通系統(tǒng)帶來的壓力日益增大，通過調(diào)查大中城市公交車運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)公交站點(diǎn)附近極易出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象[1]。多路公交車?？吭谕徽军c(diǎn)，需要較長的時(shí)間等待乘客上下車，等待過程中，某些公交車不確定會(huì)不會(huì)有乘客上車，這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間，還會(huì)造成站點(diǎn)附近車輛擁擠。駛離站點(diǎn)時(shí)，易出現(xiàn)刮擦、碰撞以及傷害行人的危險(xiǎn)，并且部分老人和兒童不易辨別駛來公交車的車號，易造成錯(cuò)車現(xiàn)象。針對以上問題設(shè)計(jì)了此款智能公交載客指示系統(tǒng)。

1 智能公交載客指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

該系統(tǒng)主要包括智能公交站牌、信息處理器、車載設(shè)備三部分，工作原理如圖1所示。

每一站牌按鍵箱含有各線路按鍵，乘客根據(jù)需求選擇合適的乘車線路并按下相應(yīng)按鍵，公交站牌內(nèi)部的主控制芯片分別將乘客需求信息傳遞到公交站牌上的電子顯示屏和信息處理器，信息處理器將信息進(jìn)行處理，發(fā)送到相應(yīng)公交車的車載設(shè)備上，從而司機(jī)做出停靠此站的反應(yīng)[2]。車載設(shè)備裝有定位系統(tǒng)，可以將公交車實(shí)時(shí)位置發(fā)送到信息處理器，并傳輸?shù)焦徽九苾?nèi)部的主控制芯片，最終反映到公交站牌上的電子顯示屏上，以便乘客更直觀的了解車輛運(yùn)行情況。當(dāng)公交車離開此站時(shí)，車載設(shè)備會(huì)自動(dòng)向信息處理器發(fā)送車輛離開信號，信息處理器將信號處理后再次發(fā)送到公交電子站牌上的電子顯示屏上。通過此系統(tǒng)，乘客可以實(shí)時(shí)、直觀的了解各站點(diǎn)的公交車運(yùn)行狀況，為乘客乘坐公交提供極大便利，并極大地提高了公交的運(yùn)行效率。

1.1 智能公交站牌

在智能公交載客系統(tǒng)中，智能站牌屬于重要組成部分。具有兩大功能：一是為站臺上的候車乘客提供公交車運(yùn)行信息，如公交車即將到達(dá)時(shí)間、公交車當(dāng)前位置等;二是完成與公交車載設(shè)備的通信連接，收集乘客需求信息反饋給司機(jī)。它由主控制芯片、公交線路運(yùn)行軟件程序、電子顯示屏、按鍵箱、太陽能電池板、語音播報(bào)器以及功能附件組成。如圖2所示。

主控制芯片和公交線路運(yùn)行軟件程序設(shè)置在每個(gè)站牌內(nèi)部，是智能公交站牌的核心，負(fù)責(zé)處理各個(gè)模塊傳送的信息。其中，公交線路運(yùn)行軟件程序是基于部分城市現(xiàn)有的“城市掌上公交APP”的軟件程序的改進(jìn)和加強(qiáng)。

電子顯示屏分為公交線路顯示屏、站牌信息顯示屏和溫馨提示信息屏，是智能公交站牌的信息顯示裝置。公交線路顯示屏智能顯示公交車線路運(yùn)行情況，將各公交線路各公交車的實(shí)時(shí)運(yùn)行位置顯示通過紅、綠色LED顯示燈顯示在顯示屏上。站牌信息顯示屏顯示公交車各線路的運(yùn)行區(qū)間、運(yùn)行時(shí)段、下班發(fā)車時(shí)間、剩余班次信息。溫馨提示顯示屏顯示本站牌名稱以及類似“車輛離本站還有1站，預(yù)計(jì)3分鐘，請耐心等待。”的溫馨用語信息。顯示屏由LED陣列顯示模塊和雙色可獨(dú)立控制LED燈組成，通過CH451系列無線收發(fā)模塊連接，將主控制芯片處理后的信息通過顯示模塊和LED燈在數(shù)碼管中對公交車的線路信息、站牌信息、溫馨提示信息等進(jìn)行顯示[3];顯示屏智能控制、智能運(yùn)行，清晰、簡潔，節(jié)省運(yùn)行成本。

按鍵箱嵌在智能公交站牌上，與主控制芯片連接，如圖3所示。LED指示燈在按鍵箱的按鍵上，分紅、綠兩種顏色。當(dāng)有乘客乘車時(shí)，按下所乘線路指示按鍵，指示燈由綠色顯示為紅色，此時(shí)公交線路顯示屏上本站點(diǎn)LED指示燈同步顯示為紅色，同時(shí)主控制芯片將乘客需求信息通過信息處理器反饋到公交車車載設(shè)備上，向司機(jī)提供靠站信號;若無人乘車，按鍵指示燈為綠色，且線路顯示屏上本站點(diǎn)LED指示燈同步為綠色。連續(xù)按兩次按鍵代表取消乘車需求。

太陽能電池板設(shè)置在站牌頂端為智能公交站牌持續(xù)供電，節(jié)約了用電，而且環(huán)保無污染。

在實(shí)際工作過程中，智能公交站牌主要有兩種工作狀態(tài)，一種為接收，另一種為傳送。當(dāng)站牌處于接收狀態(tài)時(shí)，主要對信息處理器傳送而來的信息進(jìn)行接收，并經(jīng)過處理和分析后顯示;當(dāng)處于傳送狀態(tài)時(shí)，將站牌所要發(fā)送的信息經(jīng)信息處理器發(fā)送到車載設(shè)備，實(shí)現(xiàn)公交車輛科學(xué)高效合理的調(diào)度與優(yōu)化配置，從而使乘客能夠始終掌握車輛的實(shí)時(shí)位置與相關(guān)信息，合理的選擇出行需求。

1.2 信息處理器

該模塊主要由數(shù)據(jù)交換、應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件構(gòu)成。主要作用在于對公交站牌與車載設(shè)備間的信息（包括公交車的發(fā)車時(shí)間、公交車位置、站點(diǎn)乘客乘車需求等等）進(jìn)行收集、綜合分析、傳輸。

數(shù)據(jù)交換是系統(tǒng)的核心所在，同時(shí)也是數(shù)據(jù)通訊的關(guān)鍵點(diǎn)，與系統(tǒng)性能、穩(wěn)定度息息相關(guān)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，數(shù)據(jù)交換采用功能優(yōu)化技術(shù)，提高可靠性;建立動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)索引機(jī)制，提高數(shù)據(jù)交換實(shí)時(shí)性;支持GPRS/CDMA無線通信，具有可伸縮處理能力;支持消息隊(duì)列[4]。操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用Windows操作系統(tǒng)作為PC Server服務(wù)器，該系統(tǒng)屬于中型服務(wù)器系統(tǒng)平臺，投入成本較低、管理方便、運(yùn)行可靠。在數(shù)據(jù)庫軟件設(shè)計(jì)方面支持大數(shù)據(jù)、多用戶、高性能分布，具有較強(qiáng)的可連接性、移植性與兼容性;通過設(shè)置權(quán)限完成數(shù)據(jù)訪問管理，也可滿足未來對系統(tǒng)維護(hù)與可靠性提高方面的需求[5]。

1.3 車載設(shè)備

此設(shè)備由智能顯示屏、智能公交車線路系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、語音播報(bào)器組成。具有三種功能：一是通過無線收發(fā)設(shè)備完成信息傳輸。將公交車當(dāng)前所處位置通過無線定位裝置經(jīng)信息處理器處理傳輸?shù)街悄芄徽九频墓痪€路顯示屏上，在站臺等待的乘客可直觀的觀察到公交車實(shí)時(shí)運(yùn)行信息;二是對信息處理器反饋的站牌乘客需求信息進(jìn)行顯示;三是語音提示與處理顯示。如圖4所示。

智能顯示屏內(nèi)含LED顯示屏驅(qū)動(dòng)卡，智能公交車線路系統(tǒng)在顯示屏上顯示出該線路的站點(diǎn)信息圖，并連接信息接收器。對公交所到達(dá)站、下一站名稱進(jìn)行顯示，并通過語言提示的方式告知乘客達(dá)到下一站的距離與時(shí)間，每當(dāng)達(dá)到某個(gè)站點(diǎn)后，語音提示乘客到站信息[6]。前方站臺若有人乘車，按下站牌按鍵后，定位接收器接收到站臺信息后顯示到公交車智能顯示屏上，顯示屏上會(huì)出現(xiàn)該站點(diǎn)的持續(xù)紅色閃爍點(diǎn)，并語音播報(bào)，以提示司機(jī)在相應(yīng)站臺停靠，有助于司機(jī)做好預(yù)判。待公交車到達(dá)該站牌后，通過公交車開、關(guān)車門，定位接收器自動(dòng)將公交車即將離開信息傳遞給按鍵箱的定位系統(tǒng)，信息識別成功后，站牌按鍵箱LED按鍵及指示燈自動(dòng)變?yōu)榫G色，以供下次使用。

2 智能公交載客指示系統(tǒng)的創(chuàng)新

通過智能公交載客指示系統(tǒng)，司機(jī)了解乘客需求，根據(jù)實(shí)際情況，決定是否?？空军c(diǎn)，節(jié)約時(shí)間，緩解城市中道路交通過重負(fù)荷，減少公交站臺附近路段擁堵狀況，緩解公交站點(diǎn)附近的交通壓力。

人車智能互動(dòng)，使各線路公交合理優(yōu)化運(yùn)營，減少站點(diǎn)公交彼此干擾，減少公交車進(jìn)出站點(diǎn)延誤，從而合理發(fā)揮站臺的容納利用效率，提高公交運(yùn)營效率。

減少公交靠港時(shí)的機(jī)非沖突與人車沖突，從而最大程度上減少刮擦、碰撞等交通事故的發(fā)生，減少?？空军c(diǎn)造成的危險(xiǎn)。

老年人、兒童和視力障礙等群體，不易辨別駛來公交車線路號，為符合當(dāng)前的智能化交通系統(tǒng)（APTS）和智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）的要求[7]，可實(shí)現(xiàn)通過站臺清晰的了解車輛運(yùn)行線路及狀態(tài)，便于選擇所乘公交。為社會(huì)弱勢群體提供極大便利。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文對智能公交載客指示系統(tǒng)進(jìn)行闡述，該系統(tǒng)通過智能公交站牌、信息處理器與車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)了公交站牌智能化、公交車智能運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)載客指示智能化，為乘客提供及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的運(yùn)營信息服務(wù)與安全舒適的乘車環(huán)境，充分滿足人性化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。

對于整套系統(tǒng)，在原有設(shè)備結(jié)構(gòu)不變的前提下，還可在智能站牌上加裝實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)、新聞推送、共享雨具、快速充電口、廣告位等功能。對智能公交系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展具有較大的應(yīng)用意義與價(jià)值。

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