智能公交载客指示系统设计

路东林 郭思宁 石爱平 申永平 杜松泽

摘  要：文章设计了一款智能公交载客指示系统。该系统主要由智能公交站牌、信息处理器、车载设备三部分构成。乘客通过智能公交站牌查询、选择需求信息，乘客需求信息通过信息处理器传输到公交车的车载设备上，司机根据车载设备信息及时做出处理。该系统操作简单，显示直观，播报清晰，在一定程度上缓解了大中城市交通压力，提高了公交车运行效率，有效避免了公交车靠站时机非冲突、人车冲突等现象。

关键词：公交车;智能公交站牌;公交车线路按键箱;载客指示;乘客乘车需求信息

中图分类号：U495 文献标志码：A 文章编号：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给城市交通系统带来的压力日益增大，通过调查大中城市公交车运行情况，发现公交站点附近极易出现拥堵现象[1]。多路公交车停靠在同一站点，需要较长的时间等待乘客上下车，等待过程中，某些公交车不确定会不会有乘客上车，这样不仅浪费时间，还会造成站点附近车辆拥挤。驶离站点时，易出现刮擦、碰撞以及伤害行人的危险，并且部分老人和儿童不易辨别驶来公交车的车号，易造成错车现象。针对以上问题设计了此款智能公交载客指示系统。

1 智能公交载客指示系统的设计原理

该系统主要包括智能公交站牌、信息处理器、车载设备三部分，工作原理如图1所示。

每一站牌按键箱含有各线路按键，乘客根据需求选择合适的乘车线路并按下相应按键，公交站牌内部的主控制芯片分别将乘客需求信息传递到公交站牌上的电子显示屏和信息处理器，信息处理器将信息进行处理，发送到相应公交车的车载设备上，从而司机做出停靠此站的反应[2]。车载设备装有定位系统，可以将公交车实时位置发送到信息处理器，并传输到公交站牌内部的主控制芯片，最终反映到公交站牌上的电子显示屏上，以便乘客更直观的了解车辆运行情况。当公交车离开此站时，车载设备会自动向信息处理器发送车辆离开信号，信息处理器将信号处理后再次发送到公交电子站牌上的电子显示屏上。通过此系统，乘客可以实时、直观的了解各站点的公交车运行状况，为乘客乘坐公交提供极大便利，并极大地提高了公交的运行效率。

1.1 智能公交站牌

在智能公交载客系统中，智能站牌属于重要组成部分。具有两大功能：一是为站台上的候车乘客提供公交车运行信息，如公交车即将到达时间、公交车当前位置等;二是完成与公交车载设备的通信连接，收集乘客需求信息反馈给司机。它由主控制芯片、公交线路运行软件程序、电子显示屏、按键箱、太阳能电池板、语音播报器以及功能附件组成。如图2所示。

主控制芯片和公交线路运行软件程序设置在每个站牌内部，是智能公交站牌的核心，负责处理各个模块传送的信息。其中，公交线路运行软件程序是基于部分城市现有的“城市掌上公交APP”的软件程序的改进和加强。

电子显示屏分为公交线路显示屏、站牌信息显示屏和温馨提示信息屏，是智能公交站牌的信息显示装置。公交线路显示屏智能显示公交车线路运行情况，将各公交线路各公交车的实时运行位置显示通过红、绿色LED显示灯显示在显示屏上。站牌信息显示屏显示公交车各线路的运行区间、运行时段、下班发车时间、剩余班次信息。温馨提示显示屏显示本站牌名称以及类似“车辆离本站还有1站，预计3分钟，请耐心等待。”的温馨用语信息。显示屏由LED阵列显示模块和双色可独立控制LED灯组成，通过CH451系列无线收发模块连接，将主控制芯片处理后的信息通过显示模块和LED灯在数码管中对公交车的线路信息、站牌信息、温馨提示信息等进行显示[3];显示屏智能控制、智能运行，清晰、简洁，节省运行成本。

按键箱嵌在智能公交站牌上，与主控制芯片连接，如图3所示。LED指示灯在按键箱的按键上，分红、绿两种颜色。当有乘客乘车时，按下所乘线路指示按键，指示灯由绿色显示为红色，此时公交线路显示屏上本站点LED指示灯同步显示为红色，同时主控制芯片将乘客需求信息通过信息处理器反馈到公交车车载设备上，向司机提供靠站信号;若无人乘车，按键指示灯为绿色，且线路显示屏上本站点LED指示灯同步为绿色。连续按两次按键代表取消乘车需求。

太阳能电池板设置在站牌顶端为智能公交站牌持续供电，节约了用电，而且环保无污染。

在实际工作过程中，智能公交站牌主要有两种工作状态，一种为接收，另一种为传送。当站牌处于接收状态时，主要对信息处理器传送而来的信息进行接收，并经过处理和分析后显示;当处于传送状态时，将站牌所要发送的信息经信息处理器发送到车载设备，实现公交车辆科学高效合理的调度与优化配置，从而使乘客能够始终掌握车辆的实时位置与相关信息，合理的选择出行需求。

1.2 信息处理器

该模块主要由数据交换、应用系统架构、操作系统、数据库软件构成。主要作用在于对公交站牌与车载设备间的信息（包括公交车的发车时间、公交车位置、站点乘客乘车需求等等）进行收集、综合分析、传输。

數据交换是系统的核心所在，同时也是数据通讯的关键点，与系统性能、稳定度息息相关。在进行设计时，数据交换采用功能优化技术，提高可靠性;建立动态数据索引机制，提高数据交换实时性;支持GPRS/CDMA无线通信，具有可伸缩处理能力;支持消息队列[4]。操作系统设计采用Windows操作系统作为PC Server服务器，该系统属于中型服务器系统平台，投入成本较低、管理方便、运行可靠。在数据库软件设计方面支持大数据、多用户、高性能分布，具有较强的可连接性、移植性与兼容性;通过设置权限完成数据访问管理，也可满足未来对系统维护与可靠性提高方面的需求[5]。

1.3 车载设备

此设备由智能显示屏、智能公交车线路系统、定位系统、语音播报器组成。具有三种功能：一是通过无线收发设备完成信息传输。将公交车当前所处位置通过无线定位装置经信息处理器处理传输到智能公交站牌的公交线路显示屏上，在站台等待的乘客可直观的观察到公交车实时运行信息;二是对信息处理器反馈的站牌乘客需求信息进行显示;三是语音提示与处理显示。如图4所示。

智能显示屏内含LED显示屏驱动卡，智能公交车线路系统在显示屏上显示出该线路的站点信息图，并连接信息接收器。对公交所到达站、下一站名称进行显示，并通过语言提示的方式告知乘客达到下一站的距离与时间，每当达到某个站点后，语音提示乘客到站信息[6]。前方站台若有人乘车，按下站牌按键后，定位接收器接收到站台信息后显示到公交车智能显示屏上，显示屏上会出现该站点的持续红色闪烁点，并语音播报，以提示司机在相应站台停靠，有助于司机做好预判。待公交车到达该站牌后，通过公交车开、关车门，定位接收器自动将公交车即将离开信息传递给按键箱的定位系统，信息识别成功后，站牌按键箱LED按键及指示灯自动变为绿色，以供下次使用。

2 智能公交载客指示系统的创新

通过智能公交载客指示系统，司机了解乘客需求，根据实际情况，决定是否停靠站点，节约时间，缓解城市中道路交通过重负荷，减少公交站台附近路段拥堵状况，缓解公交站点附近的交通压力。

人车智能互动，使各线路公交合理优化运营，减少站点公交彼此干扰，减少公交车进出站点延误，从而合理发挥站台的容纳利用效率，提高公交运营效率。

减少公交靠港时的机非冲突与人车冲突，从而最大程度上减少刮擦、碰撞等交通事故的发生，减少停靠站点造成的危险。

老年人、儿童和视力障碍等群体，不易辨别驶来公交车线路号，为符合当前的智能化交通系统（APTS）和智能运输系统（ITS）的要求[7]，可实现通过站台清晰的了解车辆运行线路及状态，便于选择所乘公交。为社会弱势群体提供极大便利。

3 结束语

综上所述，本文对智能公交载客指示系统进行阐述，该系统通过智能公交站牌、信息处理器与车载设备实现了公交站牌智能化、公交车智能运行，进而实现载客指示智能化，为乘客提供及时、准确、全面的运营信息服务与安全舒适的乘车环境，充分满足人性化系统设计的要求。

对于整套系统，在原有设备结构不变的前提下，还可在智能站牌上加装实时天气预报、新闻推送、共享雨具、快速充电口、广告位等功能。对智能公交系统的后续发展具有较大的应用意义与价值。

参考文献：

[1]薛晶晶.城市公交车到站规律和站台服务水平研究[D].北京交通大学，2009：8-9.

[2]邓逸晖，冯莉，周清峰.一种基于RFID的智能公交指示牌系统设计[J].闽南师范大学学报（自然版），2015（1）：44-47.

[3]李卫卫，钱剑敏.《电子设计工程》——基于ARM的LED显示屏多功能控制卡设计[J].电子设计工程，2012，20（17）：172-174.

[4]何慧.数据交换平台关键技术的研究与实现[D].华北电力大学，2005：6-10.

[5]何赛.城市智能公交车辆定位系统的设计[J].江苏通信，2015，31（6）：15-18.

[6]高洪振，韩印，臧莉莉，等.智能公交事件应急响应系统设计[J].交通与运输（学术版），2018（2）：81-83.

[7]杨兆升.城市公共交通系统理论与方法[M].中国铁道出版社，2004.