CN106448155A - 一种基于公交ic卡的实时传递公交车内拥挤程度的系统 - Google Patents

Abstract

一种基于公交IC卡的实时传递公交车内拥挤程度的系统，点击智能手机公交车APP图标，进入APP界面。在APP首页界面上输入目的地或公交线路，根据手机所在方位(或手动输入出发地)，APP显示一系列可选择公交路线。乘客点击选取一条公交线路。后台管理中心通过GPRS通信获取已出发该路线公交GPS定位信息、IC卡信息，并对数据进行处理，结合当时路况信息，输出该线路每辆公交预测到达时间、车上人数、拥挤程度。后台自动调用编解码模块对S4)中获得相应预测到达时间、拥挤程度进行编码，转换成可传输的数据包，并将这些数据包通过通信网络传输到手机APP上。界面显示已从终点站出发的所有该路公交预测到达时间，以及每车的人数和拥挤指数。

Description

一种基于公交IC卡的实时传递公交车内拥挤程度的系统

技术领域

本发明主要涉及通信技术、智能手机app领域，主要是一种基于公交IC卡信息的车内实时车内拥挤程度显示方法，并将其实施于智能手机app上。

背景技术

随着我国经济的迅速增长和人民生活水平的提高，人们对出行方式、交通状况也越来越关注，公共交通领域已经与人们的生活密切相关，特别是在北京、上海等特大城市，城市交通问题已成为城市顽疾，道路瘫痪、车内人满为患一直是交通领域亟待解决的问题。为此，智能交通领域的研究也越来越得到重视，但是如今的研究大多只针对交通运行状况，而很少有对交通工具内部信息进行研究与应用的。公交车作为公共交通的重要组成部分，对交通运营有重大意义。其中，公交内部人数是非常重要的信息，它不仅对旅客的出行选择有很大的影响，而且也可以作为后台实时调度的重要因素。

现有爱帮公交、车来了等一系列手机APP，但能提供给客户的信息仅限于路线查询、公交具体位置等，均以公交为基本单位，提供此公交在交通整体内的信息，而忽略了公交内部的重要信息，即车内人数，或称为拥挤程度。

目前，能提供实时人数统计的方法有人工统计、红外线检测、压力检测装置、视频图像识别等，但方法比较复杂、成本较高，因此本专利提出通过公交IC获取车内人数信息。而目前的IC卡数据只在每天车辆运行结束后(或第二天早晨)，工作人员通过数据采集盒将一整天的数据导出，导出的信息上传服务器后，仅被应用于乘车缴费管理，在科研方面，只用大量历史数据做交通流量、行程分析等，未利用好IC卡信息的实时性。

发明内容

本发明提出一种基于公交IC卡的车内拥挤程度的系统实现，整体系统结构如图1。首先，在公交车内安装GPRS DTU即数据传输终端，通过串口转换器将其与IC卡刷卡机连接。接着，将公交车内的DTU与后台服务器进行通信连接，进行实时IC卡信息的传递。后台服务器的管理系统将接收到的IC卡信息数据进行处理，对公交车内的拥挤程度进行估计，此信息加入到公交调度影响因素，并将其实时传递给公交车上乘客智能手机上的app，为乘客出行带来更加实时有效 的信息。

具体内容包括三部分：公交IC卡信息实时传递系统设计：实时车内拥挤程度分析与估计；智能手机app端通信设计。

1)公交IC卡信息实时传递系统设计

以北京公交运营状况为例，目前公交车上的IC卡刷卡机(如图2)串口均为RS232。由于每辆公交车有2或3部IC卡刷卡机，分别布置在公交车的前后两个门或者前中后三个门，由于RS232的通信距离为10米左右，且为点对点通信，而DTU接口有限，无法满足实际要求，而RS485支持多点通信，用一条总线将刷卡机串联起来，即可进行数据传输，且传输距离上千米。因此本系统选择给每个刷卡机配置一个RS232/RS485串口的转换器(如图3)。

DTU(Data Transfer Unit)(如图4)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备，在本系统内用于连接IC卡刷卡机与后台服务器，实现通信。

将DTU安装在公交车内驾驶室附近，以便插电。然后，用两端接口均为RS232的数据线线将读卡机与转换器的232接口相连，再将三个转换器的正极、负极接口分别串联起来，前门刷卡机再与公交车前端的DTU相连，DTU支出天线，等待与后台管理中心进行数据传输，其中数据线接出后均安装在车顶。DTU端与服务器端的通信和协议转换过程如图5所示，通常GPRS-DTU终端获得的IP地址为GSM网络运营商随机分配的其内网IP地址，通过移动运营商的网关访问Internet网，DTU端预先知道服务器端的IP地址和端口号，发起通信请求，建立通信。

最后，后台服务器通过与路由器相连，进行数据接收，工作站提取服务器内信息，对数据进行分析，即对车内人数进行统计，并计算拥挤程度。

2)车内拥挤程度分析与估计

以北京市公交运营情况为例，虽然公交IC卡已普遍使用，但还有一小部分乘客会由于某种原因采取上车买票的形式缴费乘车，因此人数估计需要知道本线路公交车30天内的两种缴费情况来估计车内实时人数A，具体公式如下：

实时车内估计人数＝A×实时刷一次卡人数

本系统采用国际通用的立席密度反映乘客对拥挤程度的感受。车辆的立席密度为扣除坐席面积后车内站立乘客数与立席面积的比值。车辆的定员标准由座席和立席两部分组成，在国际上，对车辆立席标准概括为2种概念：一个是舒适度标准，为3人/m²；另一个是拥挤度标准，为6人/m²。当前国内应用最多的是由《地铁设计规范》规定的的立席密度标准：《地铁设计规范》规定车辆立席按6人/m²、超员按9人/m²考虑。这些标准并未考虑人的主观感受，并不能直接拿来做拥挤程度的划分与定义。

本系统采用对公交拥挤程度进行调查问卷形式，将拥挤程度分为不拥挤、拥挤、非常拥挤三个等级，分别让被调查者在立席密度为1-10人/m²分十次进行投票，投票结果如图6，最后得出利息密度小于3人/m²为不拥挤，3-8人/m²为拥挤，大于8人/m²则为非常拥挤，每辆车可根据车型、车内设施计算相应人数。

例如29路公交车12m*2.5m，坐席0.8m*0.6cm，25个车座，去除驾驶室、设备占用面积，则立席可用面积为7m²，乘以拥挤程度，可以得出以下结果：

人数	拥挤程度
		<25	有座
25-45	无座，不拥挤
		46-80	拥挤
>80	非常拥挤

3)智能手机app端通信设计

该部分由智能手机终端、通信网络、公交实时信息、后台管理中心四部分组成。所述智能手机终端装有APP软件，包括定位模块、网络连接模块、路线生成模块，定位模块通过网络连接模块与路线生成模块连接组成APP软件的控制整体；所述通信网包括2G、3G或4G移动通信网络，或GPRS通信或WIFI网络；所述后台管理中心包含公交的运营调度、信息实时接收与处理，且当遇到客户端提出需求时，给出准确信息。

一种基于手机APP的每辆公交车内拥挤程度预测是在上述系统的基础上来实现的，对于装有Android系统的智能手机终端而言，所采用的技术方案是：在配置有AndroidSDK的Eclipse开发环境下，利用Java、Android编程预先开发 手机公交车APP软件并安装在智能手机终端，当需要查询时，智能手机终端持有人通过手机APP来获得实时公交信息，其使用步骤包括如图7，具体内容如下：

S1)点击智能手机公交车APP图标，进入APP界面。

S2)在APP首页界面上输入目的地或公交线路，根据手机所在方位(或手动输入出发地)，APP显示一系列可选择公交路线。

S3)乘客点击选取一条公交线路。

S4)后台管理中心通过GPRS通信获取已出发该路线公交GPS定位信息、IC卡信息，并对数据进行处理，结合当时路况信息，输出该线路每辆公交预测到达时间、车上人数、拥挤程度。

S5)后台自动调用编解码模块对S4)中获得相应预测到达时间、拥挤程度进行编码，转换成可传输的数据包，并将这些数据包通过通信网络传输到手机APP上。

S6)界面显示已从终点站出发的所有该路公交预测到达时间，以及每车的人数和拥挤指数。

附图说明

图1为一种基于公交IC卡的车内拥挤程度的系统整体结构图。

图2为公交车上的IC卡刷卡机串口结构图。

图3为本系统给每个刷卡机配置的转换器。

图4为DTU结构图。

图5为DTU端与服务器端的通信和协议转换过程

图6为投票结果图。

图7为通过手机APP来获得实时公交信息使用步骤。

具体实施方式

本发明上述的步骤中，具体实现方法如下：

S2)中所述的APP图标存放在工程目录下的res/drawable文件夹下，用户可输入目的地或公交线路，点击搜索。其核心代码是在res/layout/activity_main.xml文件中完成，重要部分如下：

之后后台管理中心通过GPS获取用户所在位置，具体代码如下

S3)中界面显示可选择公交类型，代码如下：

S5)中所述的对S4)中所得到的相应拥挤程度进行编码，是基于H.264的开源Encoder中的X264完成的，其核心代码如下：

该方法适于装有Android系统的智能手机终端或iOS或WindowsPhone系统的智能手机终端。

Claims (3)

1.一种基于公交IC卡的实时传递公交车内拥挤程度的系统，其特征在于：

首先，在公交车内安装GPRS DTU即数据传输终端，通过串口转换器将其与IC卡刷卡机连接；接着，将公交车内的DTU与后台服务器进行通信连接，进行实时IC卡信息的传递；后台服务器的管理系统将接收到的IC卡信息数据进行处理，对公交车内的拥挤程度进行估计，此信息加入到公交调度影响因素，并将其实时传递给公交车上乘客智能手机上的app，为乘客出行带来更加实时有效的信息；

该系统包括三部分：公交IC卡信息实时传递系统设计：实时车内拥挤程度分析与估计；智能手机app端通信设计；

1)公交IC卡信息实时传递系统设计

目前公交车上的IC卡刷卡机串口均为RS232；由于每辆公交车有2或3部IC卡刷卡机，分别布置在公交车的前后两个门或者前中后三个门，由于RS232的通信距离为10米，且为点对点通信，而DTU接口有限，无法满足实际要求，而RS485支持多点通信，用一条总线将刷卡机串联起来，即可进行数据传输，且传输距离上千米；因此本系统选择给每个刷卡机配置一个RS232/RS485串口的转换器；

DTU是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备，在本系统内用于连接IC卡刷卡机与后台服务器，实现通信；

将DTU安装在公交车内驾驶室附近，以便插电；然后，用两端接口均为RS232的数据线线将读卡机与转换器的232接口相连，再将三个转换器的正极、负极接口分别串联起来，前门刷卡机再与公交车前端的DTU相连，DTU支出天线，等待与后台管理中心进行数据传输，其中数据线接出后均安装在车顶；DTU端与服务器端的通信和协议转换过程中，通常GPRS-DTU终端获得的IP地址为GSM网络运营商随机分配的其内网IP地址，通过移动运营商的网关访问Internet网，DTU端预先知道服务器端的IP地址和端口号，发起通信请求，建立通信；

最后，后台服务器通过与路由器相连，进行数据接收，工作站提取服务器内信息，对数据进行分析，即对车内人数进行统计，并计算拥挤程度；

2)车内拥挤程度分析与估计

虽然公交IC卡已普遍使用，但还有一小部分乘客会由于某种原因采取上车买票的形式缴费乘车，因此人数估计需要知道本线路公交车30天内的两种缴费情况来估计车内实时人数A，具体公式如下：

实时车内估计人数＝A×实时刷一次卡人数

本系统采用国际通用的立席密度反映乘客对拥挤程度的感受；车辆的立席密度为扣除坐席面积后车内站立乘客数与立席面积的比值；车辆的定员标准由座席和立席两部分组成，在国际上，对车辆立席标准概括为2种概念：一个是舒适度标准，为3人/m²；另一个是拥挤度标准，为6人/m²；当前国内应用最多的是由《地铁设计规范》规定的的立席密度标准：《地铁设计规范》规定车辆立席按6人/m²、超员按9人/m²考虑；这些标准并未考虑人的主观感受，并不能直接拿来做拥挤程度的划分与定义；

本系统采用对公交拥挤程度进行调查问卷形式，将拥挤程度分为不拥挤、拥挤、非常拥挤三个等级，分别让被调查者在立席密度为1-10人/m²分十次进行投票，通过投票结果最后得出利息密度小于3人/m²为不拥挤，3-8人/m²为拥挤，大于8人/m²则为非常拥挤，每辆车可根据车型、车内设施计算相应人数；

29路公交车12m*2.5m，坐席0.8m*0.6cm，25个车座，去除驾驶室、设备占用面积，则立席可用面积为7m²，乘以拥挤程度，可以得出以下结果：

人数 拥挤程度 <25 有座 25-45 无座，不拥挤 46-80 拥挤 >80 非常拥挤

3)智能手机app端通信设计

该部分由智能手机终端、通信网络、公交实时信息、后台管理中心四部分组成；所述智能手机终端装有APP软件，包括定位模块、网络连接模块、路线生成模块，定位模块通过网络连接模块与路线生成模块连接组成APP软件的控制整体；所述通信网包括2G、3G或4G移动通信网络，或GPRS通信或WIFI网络；所述后台管理中心包含公交的运营调度、信息实时接收与处理，且当遇到客户端提出需求时，给出准确信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于公交IC卡的实时传递公交车内拥挤程度的系统，其特征在于：基于手机APP的每辆公交车内拥挤程度预测是在一种基于公交IC卡的实时传递公交车内拥挤程度的系统的基础上来实现的，对于装有Android系统的智能手机终端而言，所采用的技术方案是：在配置有AndroidSDK的Eclipse开发环境下，利用Java、Android编程预先开发手机公交车APP软件并安装在智能手机终端，当需要查询时，智能手机终端持有人通过手机APP来获得实时公交信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于公交IC卡的实时传递公交车内拥挤程度的系统，其特征在于：智能手机终端持有人通过手机APP来获得实时公交信具体内容如下：

S1)点击智能手机公交车APP图标，进入APP界面；

S2)在APP首页界面上输入目的地或公交线路，根据手机所在方位或手动输入出发地，APP显示一系列可选择公交路线；

S3)乘客点击选取一条公交线路；

S4)后台管理中心通过GPRS通信获取已出发该路线公交GPS定位信息、IC卡信息，并对数据进行处理，结合当时路况信息，输出该线路每辆公交预测到达时间、车上人数、拥挤程度；

S5)后台自动调用编解码模块对S4)中获得相应预测到达时间、拥挤程度进行编码，转换成可传输的数据包，并将这些数据包通过通信网络传输到手机APP上；

S6)界面显示已从终点站出发的所有该路公交预测到达时间，以及每车的人数和拥挤指数。