基于車路協(xié)同的軌道列車到站提醒系統(tǒng)設(shè)計*

［楊峰 杜翠鳳 蔡十華 王新宇］

1 前言

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，城市交通發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。城市公共交通具有集約高效、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，而發(fā)展公共交通是緩解交通擁堵、構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的優(yōu)先選擇?，F(xiàn)階段公共交通主要以公交、地鐵、高鐵為主。隨著公共交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，越來越多的市民愿意以公共交通工具作為出行的首選。

但是，我們會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有乘客坐過站的情況，主要場景如下：乘客專注于手機游戲、看電子書、瀏覽網(wǎng)頁等，沒發(fā)現(xiàn)已經(jīng)到站，而坐過站；乘客長途旅行十分疲勞，想在車上休息一下，結(jié)果睡著而坐過站；乘客因疏忽等其他原因坐過站。乘客坐過站會帶來很多不便，需要下車再做回去，費時費力。如果是高鐵，則需要另外購置車票，增加額外不必要的成本。而導(dǎo)致乘客坐過站的主要原因在于軌道列車沒有信息化的到站提醒系統(tǒng)。

目前在高鐵上到站提醒主要通過語音播報和人工在車廂提醒來實現(xiàn)，如果乘客睡著或者帶著耳機看視頻等，很可能沒發(fā)現(xiàn)到站；而在地鐵目前還沒有任何提醒措施，完全靠乘客到站觀察是否到達(dá)目的車站，有些看不清楚車站標(biāo)牌，還要詢問其它乘客來確認(rèn)是否到站，對于專注于手機游戲等或者睡著的乘客很容易坐過站。故而，實際生活中需要一種軌道列車站提醒系統(tǒng)以解決目前的軌道列車沒有信息化的到站提醒系統(tǒng)的問題。

2 研究現(xiàn)狀

目前的到站提醒裝置通常是基于移動終端的定位實現(xiàn)的，文獻(xiàn)[1]提出了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、人體紅外傳感器、手機APP 及語音提醒構(gòu)成的乘客到站智能提醒系統(tǒng)，需要部署大量傳感器節(jié)點采集乘客的座位信息，成本較高。文獻(xiàn)[2]提出了一種基于STM32 單片機無線自動報站的系統(tǒng)，通過紅外無線通信，完成數(shù)據(jù)的傳輸。該系統(tǒng)是一種通用的提醒系統(tǒng)，無法針對到具體的個人，無法實現(xiàn)精準(zhǔn)提醒。文獻(xiàn)[3]提出基于Android 平臺的WiFi 定位地鐵到站提醒系統(tǒng)，通過采集WiFi 信號強度與WiFi信號指紋數(shù)據(jù)庫的匹配計算實現(xiàn)地鐵站點的定位，從而實現(xiàn)個人的到站提醒。參考文獻(xiàn)[4]提出了一種包含乘客端的座位系統(tǒng)和司機端的顯示軟件界面設(shè)計。乘客端的座位系統(tǒng)以單片機為主控器，通過檢測座位壓力值判斷座位上是否有乘客；乘客通過按鍵可預(yù)約目的站點，當(dāng)公交車到達(dá)目的站點時，座椅背后的振動模塊開啟振動模式提醒乘客下車。司機可通過司機端的軟件顯示界面查看乘客人數(shù)和乘客的目的站點。該系統(tǒng)設(shè)計需要在各個座椅安裝傳感器，成本較高。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本文提出了一種軌道列車站提醒系統(tǒng)，不需要移動終端進(jìn)行定位和在每個座位安裝傳感器，而是通過基于WiFi 的無線連接和信息交互，實現(xiàn)特定用戶的精準(zhǔn)提醒。通過在各個車站安裝車站提醒裝置，該裝置通過互聯(lián)網(wǎng)與車輛管理后臺連接，可以準(zhǔn)確的確定各個站臺與裝置的綁定關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)的實時性也可以保障。另外通過采用WiFi 傳輸，可以保障只有乘客到達(dá)目的車站才能收到提醒消息，避免誤提醒。由用戶確定需要提醒的目的站點，在目的站點進(jìn)行到站提醒廣播，用戶接收到站提醒廣播即表示用戶到站，此系統(tǒng)中無需移動終端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，僅僅是發(fā)送請求信息和接收到站廣播，并不會因為移動終端的數(shù)據(jù)處理速度致使到站提醒的延時，導(dǎo)致用戶未能及時下車。

3 基于車路協(xié)同的軌道列車到站提醒系統(tǒng)

本文提出了一種基于車路協(xié)同的軌道列車到站提醒系統(tǒng)，通過信息化的手段來提醒乘客，防止乘客坐過站，從而可以使乘客放心休息或做自己喜歡的事情。

該方案由車輛到站提醒管理平臺、車站提醒裝置和手機到站提醒APP 軟件三部分構(gòu)成，其中車站提醒裝置部署在各個車站，平臺和各個車站提醒裝置之間通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，車站提醒裝置和手機APP 之間通過Wi-Fi 傳輸方式進(jìn)行連接，如圖1 所示。本到站提醒系統(tǒng)可以應(yīng)用在地鐵、高鐵、輕軌等有固定站點的軌道列車。

圖1 車路協(xié)同軌道列車到站提醒系統(tǒng)架構(gòu)

車輛到站提醒管理平臺：

車輛到站提醒管理平臺是整個列車到站提醒系統(tǒng)的核心，該平臺在部署時加載軌道交通圖，負(fù)責(zé)接收車站提醒裝置發(fā)送的到站提醒請求信息，解析該信息內(nèi)容，并向目的車站點的車站提醒裝置發(fā)送到站提醒信息。

目的車站的到站提醒裝置收到該到站提醒信息后，記錄下需要提醒的乘客相關(guān)信息，以及乘客所乘列車信息，然后周期性的廣播到站提醒消息。

車站提醒裝置：

該裝置安裝在各個軌道交通車站，安裝時需要將該設(shè)備的編號與對應(yīng)車站做映射，每個設(shè)備對應(yīng)一個車站，但根據(jù)車站大小的不同，每個車站可部署多個車站提醒裝置，同一個車站的不同車站提醒裝置設(shè)置不同的設(shè)備編碼，但具有相同的車站編碼。車站提醒裝置信息交互圖如圖2所示。

圖2 車站提醒裝置信息交互圖

車站提醒裝置通過WiFi 網(wǎng)絡(luò)與用戶終端進(jìn)行無線連接，通過以太網(wǎng)有線方式與車輛到站提醒管理平臺連接。在整個列車到站提醒系統(tǒng)中，車站提醒裝置主要提供信息轉(zhuǎn)發(fā)功能，將用戶的到站提醒請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給車輛到站提醒管理平臺。同時，如果是目的車站的裝置，則周期性的廣播到站提醒，當(dāng)需要在該站下車的用戶到達(dá)該車站時，可以及時接收到提醒消息。其他用戶由于目的站點不是該站，則用戶終端忽略該站提醒裝置廣播的到站提醒消息。

該裝置通過WiFi 無線方式接收手機發(fā)送的到站提醒請求信息，并轉(zhuǎn)發(fā)該信息給到站提醒平臺。另外，接收平臺發(fā)送的到站提醒請求信息，并通過無線方式周期性的廣播該提醒信息。

4 具體實施方式

下面結(jié)合圖1 來說明本文的具體實施方式。

（1）乘客上車后，如果需要到站提醒，則需要打開手機Wi-Fi 和到站提醒APP 軟件，登錄到站提醒系統(tǒng)，輸入目的車站，并提交申請信息。該到站提醒請求信息通過WiFi 無線方式發(fā)送給車站提醒裝置，車站提醒裝置轉(zhuǎn)發(fā)該請求信息給車輛到站提醒管理平臺。其中該到站提醒請求消息包含乘客當(dāng)前所乘車輛、目的車站和乘客手機IMEI 號。

（2）車輛到站提醒管理平臺收到該到站提醒請求消息后，解析該消息內(nèi)容，獲取乘客相關(guān)信息，目的站點信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給到站提醒請求消息給目的站點。

（3）目的車站的車站提醒裝置收到該請求信息后，記錄下需要提醒的乘客相關(guān)信息，以及乘客所乘列車信息，然后周期性的廣 播到站提醒消息。該到站提醒信息的內(nèi)容包括本站站臺名稱，乘客的手機IMEI 號。

（4）乘客只要保持手機的WIFI 和到站提醒APP 軟件打開，每次進(jìn)入下一個車站，手機就可以通過WIFI 連接車站提醒裝置，并接收到該裝置的廣播消息，通過比對該信息包含的IMEI 號，判斷是否接收該消息并做進(jìn)一步處理。如果該IMEI 號與本手機一致，則接收該提醒消息，并振動手機或鬧鈴提醒乘客到站。如果IMEI 號不一致，則丟棄該提醒消息。

5 結(jié)論

本文提供了一種信息化的到站提醒系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對乘客的精準(zhǔn)提醒，使需要的乘客在指定的站點被提醒，大大緩解乘客擔(dān)心坐過站的壓力，防止乘客坐過站；并且，通過該系統(tǒng)，列車到站后不再需要列車員進(jìn)行到站提醒，可以減少列車工作人員，降低列車運營成本；解決了目前的軌道列車缺乏信息化到站提醒系統(tǒng)的問題。