基于电子站牌信息反馈的动态公交调度系统

摘要：该文通过对智能公交的相关技术进行研究，利用先进的通信设备和定位系统，例如GPS、GIS等，快速定位车辆及实时路况，结合调查的理论概率和乘客计数系统统计的实际客流量，形成合理的发车时间表。通过有效的公交调度合理调整发车的次数，提高公交车辆的承载率。以帮助市民更好的选择出行最短路径，减少中途转车的次数，节省坐车时间。

关键词：客流量；定位系统；电子站牌；乘客计数系统

城市公共交通是城市社会经济活动的动脉，是城市的主要组成部分，也是城市居民赖以生存的必要的共用基础设施、迅速、高效的交通系统是社会经济发展的有力保障。

本文通过建立公交乘客信息系统框架，研究公交电子站牌系统和公交乘客运营系统之间的辅助决策机理，设计了基于电子站牌自动计数的公交最佳调度方案。同时利用现代化的通讯技术和信息管理技术为公交公司节省人力和物力，从而降低成本，提高工作效率。因此，基于电子站牌数据的公交调度不仅有很好的社会效益，而且会给公交企业带来良好的经济效益。

1国内外研究现状

从20世纪90年代开始，对于公交调度的探索和研究大部分都集中在两个方面：一方面是对调度问题优化算法的研究；另一方面是如何应用APTS理论及其相关技术来集成调度系统，实现公交系统的智能化。

在技术方面上，国外研究的主要精力集中在计算机辅助公交运营方面，其中ITS技术支持下的公交调度系统最具有代表性。

与欧美国家相比，国内公共交通事业的发展相对还比较落后，总体应用水平比国外低，涉及的范围也相对较小。国内交通存在自身的局限性，传统的公共交通运营组织主要是以线路调度为核心，是一种基于传统设备和调度员经验的调度。目前采用智能运输技术解决国内公共交通运输中的问题，基本还处于“构想”和“初步试验”的阶段。

2主要研究内容

本文旨在将通过GPS定位技术采集的车辆位置、车辆行驶路况等信息与电子站牌上乘客所指示的上下车人数以及站点状况信息相结合，通过信息收集反馈系统将其反馈给公交调度公司，经过运营的实时统计以及场站枢纽的实时监控对公交车的调度进行实时分析，调整发车时间间隔和发车班次以满足乘客需求。

2.1站台乘客计数系统

自动乘客计数系统是一种应用了单片机原理，公交客流统计系统能检测公交车在每个站点的上下车人数，并记录时间和车位，在统计调度中心，通过测量的客流基础数据，可以方便地建立客流模型，进行各种统计分析，例如在某一时间段内对某个站点客流量进行统计，对某条线路总的客流量统计，甚至还可以统计出车内的超载情况，统计结果可以用多种图表方式显示，以便对新增的或要改动的公交线路进行线路优化设计，帮助制定城市公交的近期和中长期规划。

2.2自动车辆定位系统

定位模块：由定位传感器和数据处理电路组成，以提供实时、连续的车辆位置估计，以使系统能够正确分辨车辆当前的行驶路段和正在接近的交叉路口。在该自动车辆定位系统中，我们综合了全球定位系统的各种定位技术，期盼将现已有的各种车辆定位技术运用到公交车上，以使公交站台能提前感知公交车的到来，并且方便公交调度公司随时掌握公交车的状态和位置，方便管理和调度。

2.3模拟统计乘客数量以调整发车间隔系统

2.3.1公交车停靠时间分析

公交车从减速进站到加速出站分为四个阶段 ：分别为减速进站，开关门，乘客上下车，加速离站，对应的四个时间分别是t1，t2，t3，t4。

? t1的计算可通运动学的基本公式得到：

t=√2L/b

本次研究根据实际情况，取平均车长L=13m，公交车加速度b=2m/s2，得到t1=3.6s；

? t2可以通过翻阅资料查得，一般为3-4s；

? t3的影响因素众多，它的测定通常用实地测量的方法得到。本次研究的t3是在上海曹杨八村站经过多次实地观测最后得出的。

? t4的计算可以分为两部分：加速离站基本时间ta、公交车重新汇入车流的延误时间td。

ta的计算与他t1类似，td的计算可查阅下表。

2.4信息收集反馈系统

智能交通信息采集与发布系统，该系统由交通信息采集子系统、智能信息分析处理子 系统和超媒体信息发布中心、后台管理系统四部分组成。旨在对车辆定位系统所采集的数据进行处理。通过车辆自动定位系统所传递的车辆位置、车辆行驶状况、站台候车人数、IC卡消费次数以及其他信息的分类与汇总，经过公交智能管理系统、实时调度系统、交管部门管理系统对信息的处理，将最终的结果以合理的公交调度时刻表、站牌反馈信息的形式进行信息的输出。

2.5电子站牌显示系统

基于无线通信的智能公交站牌信息显示系统是通过站点的LED灯来直观显示未到公交车的行驶信息。本系统主要由车载自动发射模块、站点解码和调整模块，无线通信模块三部分构成。通过将初始端接收车载信号以调整电路显示，并通过站点解码模块将信息展现在LED灯上，使站点等车的乘客都可以了解到所乘公交车的行驶位置。

2.6案例分析

如图4所示，公交车到达A站后，则在下面的B，C，D站点会依次点亮A站点的LED灯表示车辆目前位置。考虑到同一路线会有多辆同路公交车行驶，通过算法实现显示最近的公交车。以20路和37路公交车为例：当公交车分别在A站和C站的时候，则在B站显示的是公交车到达A站的信息，而D站则显示是公交车到达C站的信息，即提高了消息的显示效率，也满足了乘客的需求，不同路公交车互不干扰，实现了公交车行车信息的正确显示。

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