CN103426297A - 天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统及方法，本发明中对快速公交车辆进行调度时，利用设置有车载GPS定位单元的快速公交车辆沿着快速公交路线用各种天气条件下的速度预先行走一遍，车载GPS定位单元在各种速度下的每秒钟的位置信息作为运行时刻表中的基准位置，在快速公交车辆实际行驶过程中，利用设置于快速公交车辆上的GPS定位模块实时获取快速公交车辆当前时刻的实际位置信息，直接与基准位置信息进行比较，本发明通过同时启动各种天气条件下的运行时刻表，实现天气条件变化时，一秒钟之内就能启动满足当前天气条件下速度要求的运行时刻表，继续满足运行调度精确到秒。

Description

天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统及方法

技术领域

本发明涉及快速公交调度领域，具体涉及一种天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统及方法。

背景技术

城市道路交通是城市的“血管”，使其畅通是城市可持续发展的保证。目前，城市道路交通供给远远不能满足交通需求，导致了城市道路交通拥堵。城市交通拥堵的成因是多层面的，如何从提高公共交通效率层面满足交通需求缓解交通拥堵是交通管理决策者关心的主要课题之一。

让人们首选公共交通出行是交通管理决策者提高城市道路通行效率的主要手段之一。为此，许多城市都先后开通了快速公交线路，并在道路和信号控制层面为快速公交提供了专用道和路口信号优先功能，确保快速公交在行进过程中不受其他车辆干扰，通过路口时可以优先得到放行信号而不需要停车。为人们提供一个安全、方便、快速、准时、舒适、价廉的交通工具。

但是由于在BRT车辆的调度层面，还延续传统公交调度方法，现有技术中对BRT的调度是通过如下方式进行的：①在每辆BRT车辆上装载有可以与调度中心进行通讯传输的GPS定位模块，利用GPS定位模块可以获取BRT车辆的实时位置并发送至调度中心；②调度中心接收到BRT车辆的位置信息后，与GIS地理信息系统进行关联，将BRT车辆的位置信息匹配到电子地图道路上，调度人员可以在电子地图上看到BRT车辆当前的位置；③调度人员可从系统中调取预先存储好的行车时刻表，根据行车时刻表中记载的到站时间，结合调度人员的调度经验调度BRT车辆按运行时刻表到达站点。

但是现有技术中对BRT车辆调度存在以下问题:

（1）现有技术中对BRT车辆的调度，是依据调度人员的调度经验进行的，对于调度人员来说，由于调度时刻表中只有到达各站点的时刻，所以只能依靠调度经验根据执行时刻表中BRT车辆到达各站点的时刻进行调度，由于每个调度人员的经验不同，经常会导致BRT车辆无法按照执行时刻表中的规定时刻，精确到秒地到达各站点。尤其在上下班的高峰时间，BRT车辆的发车时间的间隔较小，经常出现多辆BRT车辆同时到达同一个车站或者有的车站较长时间也没有BRT车辆到达的情况，给出行人员带来了不便。

（2）现有技术中对于快速公交车辆的调度，无论在什么天气什么路况下都是采用一种行车时刻表，而如果突然遇到天气变化，比如突然出现雨雪天气，导致道路湿滑；或突然出现大雾天气，能见度下降等，行车速度需要进行即时调整，如果无论任何天气和路况都按照一种行车时刻表进行调度是不合理的，无法实现对快速公交车辆的准确调度。

发明内容

本发明要解决现有技术中不能保证快速公交运行过程中精确到秒的发车、精确到秒的到达每个站点和遇有天气或者路况突然发生变化时不能快速启动预案问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统，包括：

调度单元，车载调度执行单元，实现所述调度单元和所述车载调度执行单元之间数据传输的第一数据通讯单元；

车载GPS定位单元，实现所述车载GPS定位单元与所述调度单元之间数据传输的第二数据通讯单元；

所述车载GPS定位单元设置于快速公交车辆上，根据不同天气和路况时的限速值V_n（n为自然数），驾驶员预先驾驶设置有所述车载GPS定位单元的快速公交车辆在快速公交路线的每两个相邻站点之间按照规定的速度行驶，所述车载GPS定位单元每秒钟采集一次快速公交车辆的位置坐标（x_nj,y_nj）；

所述调度单元设置于调度中心内，其包括：

计划时间表生成模块，通过所述第二数据通讯单元接收限速值为V_n时所述车载GPS定位单元每秒钟采集到的快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）与车辆行驶时间t_nj关联后形成与限速值为V_n对应的计划时间表；所述计划时间表记录着在限速值为V_n时快速公交车辆在相邻站点之间行驶的过程中每秒钟应到达的基准位置的坐标（x_nj,y_nj）和行驶时间t_nj；关联后形成与不同天气和路况对应的计划时间表，所述计划时间表中记录的第一个基准位置为起始位置，对应的行驶时间为起始时间；所述计划时间表中记录的最后一个基准位置为到达位置，对应的行驶时间为到达时间；

计划时间表存储模块，接收并存储所述计划时间表生成模块生成的所述计划时间表；

运行时刻表生成模块，快速公交车辆在始发站等待发车时，所述运行时刻表生成模块从所述计划时间表存储模块中调取不同限速值V_n条件下与该快速公交路线相关的所有计划时间表，根据本条路线各班次快速公交车辆的发车时刻、各停靠站点的停车时间，将所有计划时间表中的行驶时间t_nj修改为对应的当地时间作为基准时刻T_nj，形成该班次快速公交车辆不同限速值V_n对应的一组运行时刻表；并通过所述第一数据通讯单元将所有的所述运行时刻表发送至对应的快速公交车辆上设置的所述车载调度执行单元；

限速值采集模块，实时根据天气和路况获取快速公交车辆行驶的最高限速值V_i，通过所述第一数据通讯单元传输至对应的所述车载调度执行单元；

所述车载调度执行单元设置于快速公交车辆上，其包括：

运行时刻表存储模块，接收所述第一数据通讯单元传输的不同限速值V_n对应的所述运行时刻表并存储；

GPS定位模块，以1秒钟为周期采集快速公交车辆的实际位置的坐标（x_D，y_D）；

比较判断模块，其包括：

速度比判子模块，实时接收所述第一数据通讯单元传输的当前时刻快速公交车辆行驶的最高限速值V_i，与所有的限速值V_n进行比较，确定限速值V_i对应的一组运行时刻表；

时间比判子模块，判断当前时刻T是否等于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间；若等于，立即向快速公交车辆下达出发指令；否则，判断当前时刻T是否大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间；若当前时刻T大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间，则判断快速公交车辆已经出发；

位置比判子模块，接收所述GPS定位模块输出的数据，将快速公交车辆实际位置坐标（x_D，y_D）关联到所有不同限速值V_n对应的运行时刻表中与之距离最近的基准位置，将其对应的基准时刻设置为T_Dn；运行时刻表调整子模块，根据所述速度比判子模块的比较结果，确定限速值V_i对应的运行时刻表，将限速值V_i对应的运行时刻表中的T_Di修改为T_D，快速公交车辆当前行驶的时间偏差值Cw=|T-T_D|；提取限速值V_i对应的运行时刻表中当前时刻T对应的基准位置（x_Ti，y_Ti），在其他限速值V_n对应的运行时刻表中查找与（x_Ti，y_Ti）最接近的基准位置，将其对应的基准时刻修改为当前时刻T，其前后的基准时刻做相应调整；

偏差计算子模块，将T_D与当前时刻T进行比较，计算时间偏差值Cw=|T-T_D|，与偏差报警阈值C进行比较：若Cw≤C时，判断当前快速公交车辆正常行驶；若Cw>C，且T-T_D为正值时，判断当前快速公交车辆滞后行驶；若Cw>C，且T-T_D为负值时，判断当前快速公交车辆超前行驶；

偏差显示模块，接收所述偏差计算子模块的输出结果，提示驾驶员当前时刻快速公交车辆是否按照运行时刻表行驶。

所述车载调度执行单元还包括声音提示模块，与所述比较判断模块的信号输出端连接，根据所述比较判断模块的判断结果，通过声音信号提示驾驶员快速公交车辆是否按照运行时刻表行驶。

所述车载GPS定位单元与所述GPS定位模块具有相同的规格参数。

本发明还提供一种利用上述天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统进行调度的方法，包括如下步骤：

I.生成不同天气和路况下的计划时间表

①对于每一条快速公交路线，根据不同天气和路况时的限速值V_n（n为自然数），由驾驶员驾驶快速公交车辆在每两个相邻站点之间按照规定速度行驶，每秒钟采集一次快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）；

②将每秒钟采集到的快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）作为基准位置坐标、将行驶时间t_nj作为基准时间，关联后形成与不同天气和路况对应的计划时间表，所述计划时间表中记录的第一个基准位置为起始位置，对应的行驶时间为起始时间；所述计划时间表中记录的最后一个基准位置为到达位置，对应的行驶时间为到达时间；

II.生成运行时刻表

调度中心调取与一条快速公交路线相关的不同限速值V_n对应的所有计划时间表，根据本条路线各班次快速公交车辆的发车时刻、各停靠站点的停车时间，将所有计划时间表中的行驶时间t_nj修改为对应的当地时间作为基准时刻T_nj，形成该班次快速公交车辆不同限速值V_n对应的一组运行时刻表；将不同限速值V_ti对应的所述运行时刻表发送给对应班次的快速公交车辆；

III.调度中心实时的根据天气条件，设定当前时刻T应运行的最高限速值V_i（i=1，2……n）；

V.生成调度信息

S1、快速公交车辆接收调度中心发送的所有不同限速值V_n对应的运行时刻表；

S2、接收调度中心发送的当前时刻T天气和路况对应的最高限速值V_i；

S3、判断当前时刻T是否等于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间；若等于，立即向快速公交车辆下达出发指令；否则，判断当前时刻T是否大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间；

S4、若当前时刻T大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间，则判断快速公交车辆已经出发，读取当前时刻快速公交车辆的实际位置坐标（x_D，y_D），否则重复步骤S2；

S5、将快速公交车辆实际位置坐标（x_D，y_D）关联到所有不同限速值V_n对应的运行时刻表中与之距离最近的基准位置，将其对应的基准时刻设置为T_Dn；

S6、将限速值V_i对应的运行时刻表中的T_Di修改为T_D，快速公交车辆当前行驶的时间偏差值Cw=|T-T_D|；提取限速值V_i对应的运行时刻表中当前时刻T对应的基准位置（x_Ti，y_Ti），在其他限速值V_n对应的运行时刻表中查找与（x_Ti，y_Ti）最接近的基准位置，将其对应的基准时刻修改为当前时刻T，其前后的基准时刻做相应调整；

S7、将所述时间偏差值Cw=|T-T_D|与偏差报警阈值C进行比较：

若Cw≤C时，判断快速公交车辆正常行驶；

若Cw>C，且T-T_D为正值，判断快速公交车辆滞后行驶；

若Cw>C，且T-T_D为负值，判断快速公交车辆超前行驶；

S8、将时间偏差值提示给驾驶员；

S9、判断当前时刻是否等于某一运行时刻表中记录的到站时刻，若等于则执行步骤IV，若不等于则返回步骤S1；

IV.判断快速公交车是否到达终点站，如果到达终点站则任务结束；否则，返回步骤S1。

所述步骤I之前，还包括为每条快速公交路线及其每个站点分别编号的步骤；

所述步骤I中得到的每一所述计划时间表都具有与快速公交路线站点编号相关的标识号码。

所述步骤II中所述运行时刻表生成之后，显示快速公交车辆行驶路线的运行时刻表示意图；将当前时刻T对应的基准位置点和每一班次快速公交车辆实际位置或者实际行驶里程所对应的基准时刻T_D所对应的基准位置点区别显示。

所述步骤S6采用液晶显示的方式提醒驾驶员调整车速。

所述步骤S8中采用将信息投影在驾驶员前方的挡风玻璃上的方式提醒驾驶员。

所述步骤S8还包括采用播放声音信号的方式提醒驾驶员调整车速。

本发明的上述技术方案具有如下优点：

（1）采用本发明中的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统，由于预先存储了根据不同天气和路况时的限速值V_n的运行时刻表，在快速公交车辆运行的过程中，同时调取所有的运行时刻表，并且对限速值不相同的运行时刻表，每比较一次均做一次调整，使得所有的运行时刻表的第一个基准位置对应的基准时刻都是当前时刻，由此，一旦天气或者路况发生变化，导致快速公交车辆行驶的限速值发生变化时，可以立即调取相应限速值的运行时刻表继续执行即可，能够始终保持对快速公交的调度精确到秒。

（2）本发明中，预先采集的计划时间表中记载了快速公交车辆每秒钟应到达的位置，并以此计划时间表结合每一快速公交车辆的发车时间来制定每一快速公交车辆的运行时刻表，因此在运行时刻表中规定了快速公交车辆每秒钟应到达的位置的坐标。在快速公交车辆运行过程中，比较判断模块实时将快速公交车辆的实际位置的坐标与快速公交车辆当前状态下的运行时刻表进行比较，查找到当前时刻实际位置对应的运行时刻表中的基准时间，如果该基准时间与当前时刻有偏差则证明快速公交车辆没有正常的按照运行时刻表行驶，偏差显示模块将该偏差提示给驾驶员，由此驾驶员便可以即时调整自己的行车速度。由于对快速公交车辆进行调度时采用的计划时间表，以1秒钟为单位对快速公交车辆进行调度，在快速公交车辆行驶全程都是以1秒为周期进行实时调度的，因此可以保证在快速公交的行驶过程中任一时刻都能精确到秒地到达规定的位置。

（3）本发明中，根据计划时间表以及快速公交车辆出发时刻和到达终点站的时刻，得到的运行时刻表，在实际进行比较时将当前时刻与快速公交车辆当前实际位置或者实际里程对应的基准时刻进行比较，在调度的整个过程中，均是以时间作为调度的依据，通过偏差显示模块将两个时间点区别显示出来，驾驶员根据偏差显示模块显示的两个点之间的相差点数，可以实时知道自己是否按照规定的运行时刻表行驶；一旦快速公交车辆超前或者滞后的时间超过报警阈值，系统便会发出调度指令，从而保证快速公交车辆能够按照运行时刻表行驶，相对于现有技术中通过距离作为调度的依据精确度更高，更能保证调度精确到秒。

（4）本发明中，在通过偏差显示模块提示驾驶员的同时，还辅以声音提示，在行驶过程中实时提示司机当前车辆是否正常行进，令驾驶员随时可以自主获得调度指令，根据调度指令做出下一步动作。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统的框图；

图2为本发明的生成计划时间表的流程图；

图3为本发明的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的快速公交车辆偏差模块偏差结果显示示意图；

其中附图标记为：1-调度中心单元，10-计划时间表生成模块，11-计划时间表存储模块，12-运行时刻表生成模块，13-限速值采集模块，21-第一数据通讯单元，22-第二数据通讯单元，3-车载调度执行单元，31-运行时刻表存储模块，32-GPS定位模块，33比较判断模块，331-速度比判子模块，332-时间比判子模块，333-位置比判子模块，334-运行时刻表调整子模块，335-偏差计算子模块，34-偏差显示模块，35-语音提示模块。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例，在本实施例中涉及到的一些字符表示的意义如下：

V_n（n为自然数）：限速值，其中n为不同值代表不同天气和路况；

V_i（i为大于等于1小于等于n的自然数）：当前时刻天气和路况条件下的限速值；

（x_nj，y_nj）：表示在限速值为V_n时，第j秒时快速公交车辆的基准位置经纬度坐标信息，其中其中j=0,1，2,3……；

t_nj：表示在限速值为V_n时，快速公交车辆的行驶时间，也即第j秒；

T_nj：表示在限速值为V_n时，快速公交车辆到达第j个基准位置的时刻；

（x_D，y_D）：表示在当前时刻T，快速公交车辆位置的经纬度坐标；

T_Dn：表示在限速值为V_n对应的的运行时刻表中，与快速公交车辆当前时刻经纬度坐标（x_D，y_D）距离最近的基准位置所对应的基准时间；

T_D：表示当前时刻的天气和路况V_i条件下，与快速公交车辆当前时刻经纬度坐标（x_D，y_D）距离最近的基准位置所对应的基准时间；

Cw：表示快速公交车辆在实际运行过程中，当前时刻与当前时刻到达的基准位置所对应的基准时刻之间差值的绝对值；

C：表示偏差报警阈值，Cw超过偏差报警阈值时，系统下发调度指令提示驾驶员下一步动作。

本实施例提供一种天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统，如图1所示，包括：调度单元1，车载调度执行单元3，实现所述调度单元1和所述车载调度执行单元3之间数据传输的第一数据通讯单元21；车载GPS定位单元4，实现所述车载GPS定位单元4与所述调度单元1之间数据传输的第二数据通讯单元22；

所述车载GPS定位单元4设置于快速公交车辆上，根据不同天气和路况时的限速值V_n（n为自然数），驾驶员预先驾驶设置有所述车载GPS定位单元4的快速公交车辆在快速公交路线的每两个相邻站点之间按照规定的速度行驶，所述车载GPS定位单元4每秒钟采集一次快速公交车辆的位置坐标（x_nj,y_nj）；其中V_n用来表示限速值，例如天气晴朗，能见度很高，路面没有湿滑的情况出现，快速公交车辆行驶过程中的限速值V₁为60Km/小时；而雨天道路湿滑或者雾天能见度较低的情况下，快速公交车辆行驶过程中的限速值V₂为40Km/小时等，交通控制中心针对不同天气和路况都会有一个固定的限速值V_n；因此不同限速值时，对快速公交车辆的调度根据不同的运行时刻表。

本实施例中，所述调度单元1设置于调度中心内，从图1中可以看出，所述调度单元1包括：计划时间表生成模块10，通过所述第二数据通讯单元22接收限速值为V_n时所述车载GPS定位单元4每秒钟采集到的快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）与车辆行驶时间t_nj关联后形成与限速值为V_n对应的计划时间表；所述计划时间表记录着在限速值为V_n时快速公交车辆在相邻站点之间行驶的过程中每秒钟应到达的基准位置的坐标（x_nj，y_nj）和行驶时间t_nj；关联后形成与不同天气和路况对应的计划时间表，所述计划时间表中记录的第一个基准位置为起始位置，对应的行驶时间为起始时间；所述计划时间表中记录的最后一个基准位置为到达位置，对应的行驶时间为到达时间；

计划时间表存储模块11，接收并存储所述计划时间表生成模块10生成的所述计划时间表；运行时刻表生成模块12，快速公交车辆在始发站等待发车时，所述运行时刻表生成模块12从所述计划时间表存储模块11中调取不同限速值V_n条件下与该快速公交路线相关的所有计划时间表，根据本条路线各班次快速公交车辆的发车时刻、各停靠站点的停车时间，将所有计划时间表中的行驶时间t_nj修改为对应的当地时间作为基准时刻T_nj，形成该班次快速公交车辆不同限速值V_n对应的一组运行时刻表；并通过所述第一数据通讯单元21将所有的所述运行时刻表发送至对应的快速公交车辆上设置的所述车载调度执行单元3；

限速值采集模块13，实时根据天气和路况获取快速公交车辆行驶的最高限速值V_i，通过所述第一数据通讯单元21传输至对应的所述车载调度执行单元3；

所述车载调度执行单元3设置于快速公交车辆上，其包括：

运行时刻表存储模块31，接收所述第一数据通讯单元21传输的不同限速值V_n对应的所述运行时刻表并存储；

GPS定位模块32，以1秒钟为周期采集快速公交车辆的实际位置的坐标（x_D，y_D）；为了尽可能的减小误差，可以选择所述车载GPS定位单元4与所述GPS定位模块32具有相同的规格参数；

比较判断模块33，其包括：

速度比判子模块331，实时接收所述第一数据通讯单元21传输的当前时刻快速公交车辆行驶的最高限速值V_i，与所有的限速值V_n进行比较，确定限速值V_i对应的一组运行时刻表；

时间比判子模块332，判断当前时刻T是否等于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间；若等于，立即向快速公交车辆下达出发指令；否则，判断当前时刻T是否大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间；若当前时刻T大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间，则判断快速公交车辆已经出发；

位置比判子模块333，接收所述GPS定位模块32输出的数据，将快速公交车辆实际位置坐标（x_D，y_D）关联到所有不同限速值V_n对应的运行时刻表中与之距离最近的基准位置，将其对应的基准时刻设置为T_Dn；运行时刻表调整子模块334，根据所述速度比判子模块331的比较结果，确定限速值V_i对应的运行时刻表，将限速值V_i对应的运行时刻表中的T_Di修改为T_D，快速公交车辆当前行驶的时间偏差值Cw=|T-T_D|；提取限速值V_i对应的运行时刻表中当前时刻T对应的基准位置（x_Ti，y_Ti），在其他限速值V_n对应的运行时刻表中查找与（x_Ti，y_Ti）最接近的基准位置，将其对应的基准时刻修改为当前时刻T，其前后的基准时刻做相应调整；

偏差计算子模块335，将T_D与当前时刻T进行比较，计算时间偏差值Cw=|T-T_D|，与偏差报警阈值C进行比较：若Cw≤C时，判断当前快速公交车辆正常行驶；若Cw>C，且T-T_D为正值时，判断当前快速公交车辆滞后行驶；若Cw>C，且T-T_D为负值时，判断当前快速公交车辆超前行驶；

偏差显示模块34，接收所述偏差计算子模块335的输出结果，提示驾驶员当前时刻快速公交车辆是否按照运行时刻表行驶。

利用本实施例上述天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统进行调度的方法，包括如下步骤：

I.生成不同天气和路况下的计划时间表

①对于每一条快速公交路线，根据不同天气和路况时的限速值V_n（n为自然数），由驾驶员驾驶快速公交车辆在每两个相邻站点之间按照规定速度行驶，每秒钟采集一次快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）；

②将每秒钟采集到的快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）作为基准位置坐标、将行驶时间t_nj作为基准时间，关联后形成与不同天气和路况对应的计划时间表，所述计划时间表中记录的第一个基准位置为起始位置，对应的行驶时间为起始时间；所述计划时间表中记录的最后一个基准位置为到达位置，对应的行驶时间为到达时间；

为了方便区分不同的快速公交路线和不同的站点，本实施例中，还包括为每条快速公交路线及其每个站点分别编号的步骤；由此本步骤中得到的每一所述计划时间表都具有与快速公交路线站点编号相关的标识号码。在为快速公交车道路线进行编号时，可以采用多种方式，只要能够将不同的快速公交车道路线区分开来即可，本实施例中可以阿拉伯数字对不同快速公交车道路线进行编号。

以快速公交1路车（以下称为快1）为例，快1途经的停靠站点有：德茂庄-东营房-六营门-东高地-西洼地-三营门-和义南站-和义农场-久敬庄-大红门桥-大红门西里-南苑路果园-木樨园桥-沙子口-永定门内-天坛-前门；

设快1所对应的公交路线编号为“1”，其中德茂庄站的编号为“101”，东营房站的编号为“102”，依此类推，前门站的编号为“117”。

在天气晴朗路况良好的情况下，限速值为V₁=60Km/小时的情况下，在获取计划时间表时，由驾驶员驾驶设置车载GPS定位单元4的快速公交车辆按照限速值为V₁=60Km/小时的规定，从德茂庄站（101）行驶至东营房站（102），获得表1所示的计划时间表，则限速值V₁=60Km/小时对应的计划时间表为表1，其标识号码为“10011”，同样得到表2所示的计划时间表为在限速值为V₁=60Km/小时从东营房站（102）到六营门站（103）的计划时间表，设其标识号码为“10012”。而当天气情况或者路况的原因使得车辆行驶时的限速值下降时，例如限速值为V₂=40Km/小时的情况下，从德茂庄站（101）到东营房站（102）的计划时间表如表3所示，对于其他的限速值采取同样的方法获得计划时间表。如表1至表3所示，在计划时间表中记录着V₁=60Km/小时的条件下，快速公交车辆每秒钟应到达的基准位置的坐标（x_1j，y_1j），并且将第一个所述基准位置设为起始位置，对应的行驶时间为起始时间；所述计划时间表中记录的最后一个所述基准位置为到达位置，对应的行驶时间为到达时间；

表1计划时间表-10011

出发站：德茂庄（101）到达站：东营房（102）

表2计划时间表-10012

出发站：东营房（102）到达站：六营门（103）

表3计划时间表-10021

出发站：德茂庄（101）到达站：东营房（102）

如表1至表3所示的计划时间表，所述经纬度的值都是通过GPS定位模块32检测得到的，不与电子地图道路相关联。需要注意的是，1001号的计划时间表中的到达位置其实就是1002号的计划时间表中的起始位置，只是由于在不同的计划时间表中，因此采用的表示方式不同。

以此类推，可以得到整条路线上的所有相邻两个站之间的计划时间表，并且前一个计划时间表的到达位置与下一个计划时间表的起始位置坐标相同。

为了叙述方便，在本实施例中就以两个限速值为例进行说明，但是在实际运行过程中，限速值不仅限于两个，其运行方法是相同的。

II.生成运行时刻表

调度中心调取与一条快速公交路线相关的不同限速值V_n对应的所有计划时间表，根据本条路线各班次快速公交车辆的发车时刻、各停靠站点的停车时间，将所有计划时间表中的行驶时间t_nj修改为对应的当地时间作为基准时刻T_nj，形成该班次快速公交车辆不同限速值V_n对应的一组运行时刻表；将不同限速值V_ti对应的所述运行时刻表发送给对应班次的快速公交车辆；

设某一班次的快1路车从德茂庄（101）站的出发时刻为12:30:00，即起始时间应对应12:30:00，加上10011号计划时间表中的行驶时间，即可推出在V₁=60Km/小时的条件下，快速公交车辆在两站之间到达任何一个基准位置时所对应的当地时间，则根据表1可得到该班次的快1路车的10011号运行时刻表如表4所示。

表4运行时刻表-10011

出发站：德茂庄（101）到达站：东营房（102）

在限速值为V₂=40Km/小时的情况下，则根据表3可得到该班次的快1路车的10021号运行时刻表如表5所示。

表5运行时刻表-10021

出发站：德茂庄（101）到达站：东营房（102）

III.调度中心实时的根据天气条件，设定当前时刻T应运行的最高限速值V_i（i=1，2……n）；例如当前时刻的最高限速值为V₁=60Km/小时；

VI.生成调度信息

S1、快速公交车辆接收调度中心发送的所有不同限速值V_n对应的运行时刻表；

S2、接收调度中心发送的当前时刻T天气和路况对应的最高限速值V_i，在本实施例中限速值为V₁=60Km/小时；

S3、判断当前时刻T是否等于V₁=60Km/小时对应的某一运行时刻表中记录的起始时间；若等于，立即向快速公交车辆下达出发指令；否则，判断当前时刻T是否大于V₁=60Km/小时对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间；

对于每一个限速值来说，对应的运行时刻表都是多个的，因为每一条快速公交线路都是由多个站组成，而每两个站之间都会对应一个运行时刻表，因此每一条快速公交路线的每一个限速值条件下对应的运行时刻表都是一组。

S4、若当前时刻T大于V₁=60Km/小时对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间，则判断快速公交车辆已经出发，读取当前时刻快速公交车辆的实际位置坐标（x_D，y_D），否则重复步骤S2；

当限速值为V₁=60Km/小时的条件下，以表4为例，起始时间为12:35:30，到达时间为12:41:30，如果当前时刻T为12:35:31，则车辆已经出发；

S5、将快速公交车辆实际位置坐标（x_D，y_D）关联到所有不同限速值V_n对应的运行时刻表中与之距离最近的基准位置，将其对应的基准时刻设置为T_Dn；例如读取当前时刻快速公交车辆实际位置坐标，对应V₁=60Km/小时情况下的为基准位置（X₁₃，Y₁₃），则（X₁₃，Y₁₃）对应的时刻即为T_D1，对应V₂=40Km/小时情况下的为基准位置（X₂₅，Y₂₅），则（X₂₅，Y₂₅）对应的时刻即为T_D2；

S6、本实施例中限速值为V₁=60Km/小时，则将限速值V₁=60Km/小时对应的运行时刻表中的T_D1修改为T_D，快速公交车辆当前行驶的时间偏差值Cw=|T-T_D|；提取限速值V₁=60Km/小时对应的运行时刻表中当前时刻12:35:31对应的基准位置（x₁₁，y₁₁），在限速值V₂=40Km/小时对应的运行时刻表中，查找到与（x₁₁，y₁₁）最接近的基准位置，将其对应的基准时刻修改为当前时刻T，其前后的基准时刻做相应调整；

如此设置，是为了保证当天气和路况发生变化使得限速值突然发生变化时，调用其他限速值对应的运行时刻表时，可以直接根据修订后的运行时刻表进行调度，依然保证精确到秒；

S7、将所述时间偏差值Cw=|T-T_D|与偏差报警阈值C进行比较：

若Cw≤C时，判断快速公交车辆正常行驶；

若Cw>C，且T-T_D为正值，判断快速公交车辆滞后行驶；

若Cw>C，且T-T_D为负值，判断快速公交车辆超前行驶；

例如当前时刻T为12:35:31，而T_D为12:35:33，显然滞后两秒钟；

S8、将时间偏差值提示给驾驶员；作为可选的实施方式，采用液晶显示的方式提醒驾驶员调整车速，也可以采用将信息投影在驾驶员前方的挡风玻璃上的方式提醒驾驶员；

更为优选地，所述车载调度执行单元3还包括声音提示模块35，与所述比较判断模块33的信号输出端连接，根据所述比较判断模块33的判断结果，通过声音信号提示驾驶员快速公交车辆是否按照运行时刻表行驶；

S9、判断当前时刻是否等于某一运行时刻表中记录的到站时刻，若等于则执行步骤IV，若不等于则返回步骤S1；

IV.判断快速公交车是否到达终点站，如果到达终点站则任务结束；否则，返回步骤S1。

提示驾驶员要始终保持当前时刻T对应的基准位置点与快速公交车辆当前时刻实际位置或者实际行驶里程所对应的基准时刻T_D所对应的基准位置点处于重合状态；

如图4所示为一种表现形式，图4中采用“●”表示快速公交车辆当前实际位置对应的基准时刻所对应的基准位置点，采用表示当前时刻对应的基准位置点，图4所示为所述偏差显示模块34区别显示的当前时刻对应的基准位置点和快速公交车辆当前时刻实际位置所对应的基准位置点T_D的示意图；如图所示当前时刻T对应的时间是08:00:11，快速公交车辆当前实际位置对应的基准时刻TD对应的时间是08:00:14，显然快速公交车辆超前3秒钟行驶。本实施例中，所述偏差显示模块34显示的位置点为9个，并且将当前时刻对应的基准位置点于中间位置，在快速公交车辆运行过程中，随着时间的推移，基准位置点所代表的时刻也向后推移。并且，在实际运行过程中，可以将更多的基准位置点显示出来。当快速公交车辆超前或者滞后时间超过上述基准点的范围时，可以直接采用数字提示，例如，根据图4所示，当快速公交车辆超前13秒时，通过图4所示的基准位置点不能提示给驾驶员，此时所述偏差显示模块可直接将偏差结果显示出来提示给驾驶员，如“超前13秒”。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统，包括：

调度单元（1），车载调度执行单元（3），实现所述调度单元（1）和所述车载调度执行单元（3）之间数据传输的第一数据通讯单元（21）；

车载GPS定位单元（4），实现所述车载GPS定位单元（4）与所述调度单元（1）之间数据传输的第二数据通讯单元（22）；

其特征在于：

所述车载GPS定位单元（4）设置于快速公交车辆上，根据不同天气和路况时的限速值V_n（n为自然数），驾驶员预先驾驶设置有所述车载GPS定位单元（4）的快速公交车辆在快速公交路线的每两个相邻站点之间按照规定的速度行驶，所述车载GPS定位单元（4）每秒钟采集一次快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）；

所述调度单元（1）设置于调度中心内，其包括：

计划时间表生成模块（10），通过所述第二数据通讯单元（22）接收限速值为V_n时所述车载GPS定位单元（4）每秒钟采集到的快速公交车辆的位置坐标（x_nj,y_nj）与车辆行驶时间t_nj关联后形成与限速值为V_n对应的计划时间表；所述计划时间表记录着在限速值为V_n时快速公交车辆在相邻站点之间行驶的过程中每秒钟应到达的基准位置的坐标（x_nj，y_nj）和行驶时间t_nj；关联后形成与不同天气和路况对应的计划时间表，所述计划时间表中记录的第一个基准位置为起始位置，对应的行驶时间为起始时间；所述计划时间表中记录的最后一个基准位置为到达位置，对应的行驶时间为到达时间；

计划时间表存储模块（11），接收并存储所述计划时间表生成模块（10）生成的所述计划时间表；

运行时刻表生成模块（12），快速公交车辆在始发站等待发车时，所述运行时刻表生成模块（12）从所述计划时间表存储模块（11）中调取不同限速值V_n条件下与该快速公交路线相关的所有计划时间表，根据本条路线各班次快速公交车辆的发车时刻、各停靠站点的停车时间，将所有计划时间表中的行驶时间t_nj修改为对应的当地时间作为基准时刻T_nj，形成该班次快速公交车辆不同限速值V_n对应的一组运行时刻表；并通过所述第一数据通讯单元（21）将所有的所述运行时刻表发送至对应的快速公交车辆上设置的所述车载调度执行单元（3）；

限速值采集模块（13），实时根据天气和路况获取快速公交车辆行驶的最高限速值V_i，通过所述第一数据通讯单元（21）传输至对应的所述车载调度执行单元（3）；

所述车载调度执行单元（3）设置于快速公交车辆上，其包括：

运行时刻表存储模块（31），接收所述第一数据通讯单元（21）传输的不同限速值V_n对应的所述运行时刻表并存储；

GPS定位模块（32），以1秒钟为周期采集快速公交车辆的实际位置的坐标（x_D，y_D）；

比较判断模块（33），其包括：

速度比判子模块（331），实时接收所述第一数据通讯单元（21）传输的当前时刻快速公交车辆行驶的最高限速值V_i，与所有的限速值V_n进行比较，确定限速值V_i对应的一组运行时刻表；

时间比判子模块（332），判断当前时刻T是否等于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间；若等于，立即向快速公交车辆下达出发指令；否则，判断当前时刻T是否大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间；若当前时刻T大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间，则判断快速公交车辆已经出发；

位置比判子模块（333），接收所述GPS定位模块（32）输出的数据，将快速公交车辆实际位置坐标（x_D，y_D）关联到所有不同限速值V_n对应的运行时刻表中与之距离最近的基准位置，将其对应的基准时刻设置为T_Dn；

运行时刻表调整子模块（334），根据所述速度比判子模块（331）的比较结果，确定限速值V_i对应的运行时刻表，将限速值V_i对应的运行时刻表中的T_Di修改为T_D，快速公交车辆当前行驶的时间偏差值Cw=|T-T_D|；提取限速值V_i对应的运行时刻表中当前时刻T对应的基准位置（x_Ti，y_Ti），在其他限速值V_n对应的运行时刻表中查找与（x_Ti，y_Ti）最接近的基准位置，将其对应的基准时刻修改为当前时刻T，其前后的基准时刻做相应调整；

偏差计算子模块（335），将T_D与当前时刻T进行比较，计算时间偏差值Cw=|T-T_D|，与偏差报警阈值C进行比较：若Cw≤C时，判断当前快速公交车辆正常行驶；若Cw>C，且T-T_D为正值时，判断当前快速公交车辆滞后行驶；若Cw>C，且T-T_D为负值时，判断当前快速公交车辆超前行驶；

偏差显示模块（34），接收所述偏差计算子模块（335）的输出结果，提示驾驶员当前时刻快速公交车辆是否按照运行时刻表行驶。

2.根据权利要求1所述的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统，其特征在于：

所述车载调度执行单元（3）还包括声音提示模块（35），与所述比较判断模块（33）的信号输出端连接，根据所述比较判断模块（33）的判断结果，通过声音信号提示驾驶员快速公交车辆是否按照运行时刻表行驶。

3.根据权利要求1或2所述的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统，其特征在于：

所述车载GPS定位单元（4）与所述GPS定位模块（32）具有相同的规格参数。

4.一种利用权利要求1-3任一所述天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度系统进行调度的方法，包括如下步骤：

I.生成不同天气和路况下的计划时间表

①对于每一条快速公交路线，根据不同天气和路况时的限速值V_n（n为自然数），由驾驶员驾驶快速公交车辆在每两个相邻站点之间按照规定速度行驶，每秒钟采集一次快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）；

②将每秒钟采集到的快速公交车辆的位置坐标（x_nj，y_nj）作为基准位置坐标、将行驶时间t_nj作为基准时间，关联后形成与不同天气和路况对应的计划时间表，所述计划时间表中记录的第一个基准位置为起始位置，对应的行驶时间为起始时间；所述计划时间表中记录的最后一个基准位置为到达位置，对应的行驶时间为到达时间；

II.生成运行时刻表

调度中心调取与一条快速公交路线相关的不同限速值V_n对应的所有计划时间表，根据本条路线各班次快速公交车辆的发车时刻、各停靠站点的停车时间，将所有计划时间表中的行驶时间t_nj修改为对应的当地时间作为基准时刻T_nj，形成该班次快速公交车辆不同限速值V_n对应的一组运行时刻表；将不同限速值V_ti对应的所述运行时刻表发送给对应班次的快速公交车辆；

III.调度中心实时的根据天气条件，设定当前时刻T应运行的最高限速值V_i（i=1，2……n）；

IV.生成调度信息

S1、快速公交车辆接收调度中心发送的所有不同限速值V_n对应的运行时刻表；

S2、接收调度中心发送的当前时刻T天气和路况对应的最高限速值V_i；

S3、判断当前时刻T是否等于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间；若等于，立即向快速公交车辆下达出发指令；否则，判断当前时刻T是否大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间；

S4、若当前时刻T大于限速值V_i对应的某一运行时刻表中记录的起始时间，同时小于该运行时刻表记录的到达时间，则判断快速公交车辆已经出发，读取当前时刻快速公交车辆的实际位置坐标（x_D，y_D），否则重复步骤S2；

S5、将快速公交车辆实际位置坐标（x_D，y_D）关联到所有不同限速值V_n对应的运行时刻表中与之距离最近的基准位置，将其对应的基准时刻设置为T_Dn；

S6、将限速值V_i对应的运行时刻表中的T_Di修改为T_D，快速公交车辆当前行驶的时间偏差值Cw=|T-T_D|；提取限速值V_i对应的运行时刻表中当前时刻T对应的基准位置（x_Ti，y_Ti），在其他限速值V_n对应的运行时刻表中查找与（x_Ti，y_Ti）最接近的基准位置，将其对应的基准时刻修改为当前时刻T，其前后的基准时刻做相应调整；

S7、将所述时间偏差值Cw=|T-T_D|与偏差报警阈值C进行比较：

若Cw≤C时，判断快速公交车辆正常行驶；

若Cw>C，且T-T_D为正值，判断快速公交车辆滞后行驶；

若Cw>C，且T-T_D为负值，判断快速公交车辆超前行驶；

S8、将时间偏差值提示给驾驶员；

S9、判断当前时刻是否等于某一运行时刻表中记录的到站时刻，若等于则执行步骤IV，若不等于则返回步骤S1；

IV.判断快速公交车是否到达终点站，如果到达终点站则任务结束；否则，返回步骤S1。

5.根据权利要求4所述的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度方法，其特征在于：

所述步骤I之前，还包括为每条快速公交路线及其每个站点分别编号的步骤；

所述步骤I中得到的每一所述计划时间表都具有与快速公交路线站点编号相关的标识号码。

6.根据权利要求4或5所述的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度方法，其特征在于：

所述步骤II中所述运行时刻表生成之后，显示快速公交车辆行驶路线的运行时刻表示意图；将当前时刻T对应的基准位置点和每一班次快速公交车辆实际位置或者实际行驶里程所对应的基准时刻T_D所对应的基准位置点区别显示。

7.根据权利要求4-6任一所述的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度方法，其特征在于：

所述步骤S6采用液晶显示的方式提醒驾驶员调整车速。

8.根据权利要求4-6任一所述的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度方法，其特征在于：

所述步骤S8中采用将信息投影在驾驶员前方的挡风玻璃上的方式提醒驾驶员。

9.根据权利要求7或8所述的天气或路况突变时能精确到秒的快速公交调度方法，其特征在于：

所述步骤S8还包括采用播放声音信号的方式提醒驾驶员调整车速。

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