標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)時(shí)公交站級預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)方法及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

陶歡 陳曉霞 張卿

摘 要 公交實(shí)時(shí)信息預(yù)報(bào)是城市智慧公交系統(tǒng)的重要組成部分，它為人們的日常出行提供公交到站預(yù)報(bào)服務(wù)，能夠使公眾出行有預(yù)期和有計(jì)劃。隨著城市進(jìn)程的加快，公交線路在大居配套、地鐵接駁等方面逐步增加供應(yīng)，公交線路的新辟、延長、調(diào)整十分頻繁，對公交實(shí)時(shí)信息預(yù)報(bào)系統(tǒng)的適應(yīng)性、開放性提出了更高的要求。本文研究了一種標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)時(shí)公交站級預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)方法，并在浦東新區(qū)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 公交實(shí)時(shí)預(yù)報(bào);標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì);到站預(yù)報(bào);太陽能電子站牌

引言

緩解交通擁堵、節(jié)約能源和道路資源、倡導(dǎo)綠色低碳出行是城市交通發(fā)展的必然選擇，大力發(fā)展公共交通是改善城市交通出行的一項(xiàng)重要卻又十分復(fù)雜的工作。公交出行信息服務(wù)系統(tǒng)將會顯著提高出行便利性，各級交通運(yùn)輸主管部門高度重視，通過多種渠道和途徑向出行者提供出行信息服務(wù)，取得了一定的成效。但與發(fā)達(dá)國家相比我國城市公交信息服務(wù)平臺的建設(shè)還不是很完善，目前出行服務(wù)工作仍然面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)，特別是在發(fā)展智慧公交信息服務(wù)的新形勢要求下，現(xiàn)有公交出行服務(wù)方式和信息服務(wù)內(nèi)容等方面還存在許多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①出行者對公交出行信息服務(wù)質(zhì)量的滿意度普遍不高;②出行者迫切需要的關(guān)鍵動態(tài)信息匱乏;③信息服務(wù)范圍具有較大的局限性，信息內(nèi)容更新不及時(shí)、不準(zhǔn)確、不豐富;④信息資源缺乏有效整合與共享，服務(wù)方式單一;⑤服務(wù)缺乏創(chuàng)新性和靈活性;⑥信息服務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善、服務(wù)不規(guī)范等。

1公交實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)發(fā)展現(xiàn)狀

筆者對國內(nèi)現(xiàn)有公交電子站牌運(yùn)行情況進(jìn)行了廣泛調(diào)研，公交電子站牌在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了各種各樣的問題，如存在預(yù)報(bào)錯(cuò)誤、信息準(zhǔn)確性偏差是現(xiàn)有公交信息系統(tǒng)或者說是電子站牌普遍存在的問題。絕大多數(shù)電子站牌都是不符合現(xiàn)有公交站牌規(guī)范，自定義一套顯示方式和設(shè)施，需要對現(xiàn)有的站牌做大幅改造或在車站增加顯示設(shè)施來實(shí)現(xiàn)，不僅要開挖動土，有些甚至需要改變車站原有位置，移到空間更大，供電更完備的地方?，F(xiàn)行的電子站牌基本依靠市電維系，但問題在于，一條公交線路不可能完全在可供市電范圍內(nèi)，對于市電的引線又需要大動土木，對于后續(xù)公交車站搬遷，道路拓寬等原因又會影響到已建設(shè)的站點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行成本巨大[1]。

鑒于電子站牌供電問題，上海浦東地區(qū)和浦西地區(qū)分別采用兩種方式建設(shè)，浦東地區(qū)主要采用綠色節(jié)能的太陽能作為電子站牌能源供應(yīng)，以LED指示燈實(shí)時(shí)顯示公交車輛位置，LED指示燈與線路站級一一對應(yīng)，公交實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)信息與線路途徑信息集成于一體，信息獲取非常方便，同時(shí)能夠保證系統(tǒng)在連續(xù)陰雨天及有建筑物或樹木輕微遮擋條件下能夠保證至少10天正常工作;浦西主要采用電子墨水屏進(jìn)行公交線路的預(yù)報(bào)，供電主要依靠定期人工更換電池的方案，需要配套專業(yè)的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)定期更換，另一方面受電子墨水屏技術(shù)限制，顯示內(nèi)容受限，因此公交線路途徑信息與公交實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)信息分散區(qū)域和設(shè)備顯示。

2存在的問題

浦東新區(qū)公共交通在適應(yīng)城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中，填補(bǔ)新開發(fā)區(qū)域公交空白、新建公交樞紐站啟用、解決軌道交通站點(diǎn)周邊居民換乘軌交需求和日常的出行需求等方面不斷進(jìn)行線路調(diào)整，2018年共計(jì)新辟線路15條，調(diào)整線路51條，撤線1條;2019年共計(jì)新辟線路6條，調(diào)整線路44條，撤線10條。大量線路延辟調(diào)給公交實(shí)時(shí)到站預(yù)報(bào)系統(tǒng)高可靠性和準(zhǔn)確性帶來了一些問題：

（1）印刷在候車區(qū)域的線路信息牌需要大量、及時(shí)更換;

（2）由于LED指示燈式公交電子站牌亮燈方式是在線路牌上固定打孔，燈珠孔位和線路站點(diǎn)一一對應(yīng)。一旦線路變更，需要重新在線路牌上打孔，重新安裝對應(yīng)的led燈帶板，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且存在大量燈帶板的浪費(fèi)[2]。

3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法

為了適應(yīng)城市公交線網(wǎng)動態(tài)調(diào)整需要，本文設(shè)計(jì)了一種新一代公交電子站牌信息發(fā)布方法，成本低廉，具備多輛公交位置顯示、公交到站時(shí)間預(yù)報(bào)信息發(fā)布功能，能夠較低成本和代價(jià)適應(yīng)當(dāng)前所有城市公交延辟調(diào)等公交線網(wǎng)調(diào)整、公交途經(jīng)信息牌與電子站牌同步建設(shè)需求。

新一代公交電子站牌信息發(fā)布方法包括一套標(biāo)準(zhǔn)化線路牌生成系統(tǒng)（用于自動生成線路燈片）、標(biāo)準(zhǔn)化LED燈帶單元、LED燈帶控制模塊及與控制模塊相連的相應(yīng)站點(diǎn)終端設(shè)備、終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理平臺。標(biāo)準(zhǔn)化線路牌生成系統(tǒng)按照浦東新區(qū)線路牌建設(shè)規(guī)范統(tǒng)一布局和自動生成及印刷。標(biāo)準(zhǔn)化LED燈帶將公交電子站牌燈珠間隔按照如下方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）線路站點(diǎn)初設(shè)或者線路站點(diǎn)變更。

（2）根據(jù)線路總站點(diǎn)數(shù)及擬顯示的燈片長度，計(jì)算出站點(diǎn)指示燈（珠）的合適間距，然后根據(jù)站點(diǎn)指示燈的合適間距結(jié)合燈珠最小間距，計(jì)算出合適的間隔燈珠數(shù)n，在軟件平臺上輸入間隔燈珠數(shù)n并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給相應(yīng)站點(diǎn)終端設(shè)備，具體計(jì)算公式如下：

其中，A為線路牌站點(diǎn)顯示總長，單位為mm;a為該線路站點(diǎn)總數(shù)，單位為個(gè);b為相鄰燈珠標(biāo)準(zhǔn)間距，標(biāo)準(zhǔn)間距設(shè)定為10，單位為mm;n為相鄰站點(diǎn)指示燈之間的間隔燈珠數(shù)，單位為個(gè)，m為燈帶余下未使用長度，在公式代表余數(shù)，單位為mm。

下面結(jié)合圖1進(jìn)行說明，圖1中燈片1包括站點(diǎn)信息1.1，用于顯示線路包含站點(diǎn)信息;同時(shí)還包括站點(diǎn)指示燈光孔1.2，用于顯示對應(yīng)站點(diǎn)的亮燈信息，提醒乘客車輛到站信息。燈光孔是標(biāo)準(zhǔn)化LED燈帶的一個(gè)孔位，如圖2所示，安裝部署時(shí)位于線路燈片下層，與線路燈片第一個(gè)站點(diǎn)1.1保持對齊，按上述公式求解計(jì)算出線路站點(diǎn)間對應(yīng)燈珠間隔。LED燈帶板與用于控制燈珠的控制模塊相連接，用于接收站點(diǎn)終端設(shè)備的指令，控制燈帶中相應(yīng)燈珠的開/關(guān)，同時(shí)站點(diǎn)終端設(shè)備可以接收外界輸入的指令，并將其轉(zhuǎn)化為指令信息發(fā)送至燈帶板控制模塊，用于選擇指定的燈珠作為站點(diǎn)指示燈。

（3）線路牌自動生成系統(tǒng)根據(jù)使用情景選擇排列方向，三角站桿時(shí)線路信息牌為豎直排列，候車亭時(shí)線路信息牌為水平排列。

（4）終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理平臺發(fā)送燈珠間隔指令至站點(diǎn)終端設(shè)備，站點(diǎn)終端設(shè)備轉(zhuǎn)化為指令信息并傳遞給控制模塊。

（5）控制模塊根據(jù)指令信息控制相應(yīng)燈珠的開/關(guān)以作為站點(diǎn)指示燈;根據(jù)燈珠間距在燈片上設(shè)定相對應(yīng)的站點(diǎn)指示燈光孔，如間隔燈珠數(shù)為1，則圖2中最上部的第一燈珠為選定的站點(diǎn)指示燈4.1，對應(yīng)圖1中的站點(diǎn)1;第三燈珠為另一選定的站點(diǎn)指示燈，對應(yīng)圖1中的站點(diǎn)2。

（6）根據(jù)燈珠間距在燈片上設(shè)定相對應(yīng)的站點(diǎn)指示燈光孔，如圖1所述的站點(diǎn)指示燈光孔1.2[3]。

4應(yīng)用總結(jié)

電子站牌在實(shí)際應(yīng)用中水土不服的最大問題是電力供應(yīng)問題，采用LED指示燈進(jìn)行站級預(yù)報(bào)功耗低，借助光伏供電能夠維持連續(xù)陰雨天氣下穩(wěn)定運(yùn)行。本文提出標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)時(shí)公交站級預(yù)報(bào)方法通過燈帶板標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和線路燈片標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，通過平臺配置即可完成LED指示燈與線路途經(jīng)站的自動映射，報(bào)站不會發(fā)生移位。目前，浦東新區(qū)公交站牌主要采用亭牌合一及三角站桿式電子站牌，而這兩類電子站牌的線路顯示分為水平和豎直的，而本實(shí)施例針對水平及豎直設(shè)置的電子站牌的燈珠均可以采用同樣的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

目前上海浦東新區(qū)建立公交實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)信息服務(wù)平臺在環(huán)境自適應(yīng)性、用戶需求高度穩(wěn)合性、系統(tǒng)開放性和運(yùn)維高效性等方面逐步形成了電子站牌生態(tài)系統(tǒng)。能夠根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行光伏供電和市電供電的公交預(yù)報(bào);線路信息與到站預(yù)報(bào)信息融合顯示與用戶需求高度穩(wěn)合;公眾通過掃描線路牌上提供的二維碼登錄到浦東市民服務(wù)云系統(tǒng)，上報(bào)當(dāng)前故障信息或進(jìn)行評價(jià)反饋，讓每個(gè)人都成為電子站牌系統(tǒng)的監(jiān)督者;配套提供遠(yuǎn)程運(yùn)維移動程序，支持維護(hù)、巡檢、安裝、收藏、任務(wù)提醒等多種應(yīng)用模式，結(jié)合GIS地理信息和自動導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)電壓監(jiān)測、燈珠故障檢測、掉線監(jiān)測等信息化運(yùn)維手段。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭征茜.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的上海市智能公共交通系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2017，34（8）：130-135.

[2] 黃檳凌，章杰，程樹英.太陽能電子公交站牌設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，2013，40（2）：39-41.

[3] 劉鋰，段芃芃.智慧公交系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2019，29（10）：6-10.