CN111009149A - 基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能网联公交车辆领域，公开了一种基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，包括：路侧端和车载端，所述路侧端用于采集乘客的上车需求信息，与车载端进行信息交互，以及显示公交车辆离当前站点的剩余站点数量；所述车载端用于采集乘客下车需求信息和车辆运动状态信息，与路侧端进行信息交互，以及根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令。本发明可以为城乡公交越站运行提供系统支持，可以避免站点无上车乘客需求和车上无下车乘客需求时的不必要进站停车，进而减少公交车辆的能源消耗和污染排放，降低车辆磨损和运行时间，并提高运行服务可靠性。

Description

基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统

技术领域

本发明属于智能网联公交车辆领域，具体涉及一种基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统。

背景技术

城乡一体化的公交网络建设有利于促进城镇一体化建设，是打破城乡二元管理结构的重要环节。然而，受沿线乡村经济发展的约束，城乡公交离开市区进入郊区后，因郊区客流具有分散性、时段性、流量时大时小等特点，乘客的上/下车需求明显降低，直接结果是存在多个站点甚至是连续站点无上车和下车需求。课题组针对陕西省西安市城乡公交运行进行调研，其结果显示：无上车和下车需求的站点占全部站点的比例在20％-60％。

按照公交公司的要求，现有的行驶在道路上的公交车辆经过每个站点均需减速并进站停车，对于无上车和下车需求的站点来说，这样不仅浪费能源消耗、增加污染排放和运行时间，还会因反复启停对公交机械结构造成磨损，降低寿命。

现有技术CN103198645A，公开了一种基于乘客出行分布的高峰期公交线路越站方法，该方法是根据历史数据建立乘客出行的OD矩阵，通过统计客流量确定越站运行方案，但历史数据无法反应实时的上/下车需求，根据其确定的越站运行方案也无法用于实时越站。

现有技术CN101364299A，公开了一种公交线路活跃式快速行驶方法的设计方案，该方案采用奇数站或者偶数站进行越站的方式，缩短了公交线路的行驶周期，但按照固定的奇数站或者偶数站规则进行越站则无法满足实时的上/下车需求。

现有技术CN109544969A，公开了一种公交车辆智能越站运行方法及装置，该方法根据下车乘客数量以及需要上车的乘客数量判断目标公交车在下一站点是否需要越站，有效避免了公交车在早晚高峰期运行时间较长的问题；该研究是面向市区公交的，虽然是基于实时乘客需求的智能越站运行方法，但乘客上/下车需求信息的获取方法尚存在一些不足：①通过图像识别方法提取乘客的移动方向进而获取下车需求信息的方法不可靠，不能排除乘客不到站点不移动或将近站点才开始移动的情况，将会导致信息接收不准确或者不及时，进而导致进站前的频繁制动；②通过提前按门铃或刷卡的方法获取下车需求信息，这种方法早已普及但并未得到社会的强力响应；③其上车信息试图通过大数据和历史信息获得，鉴于郊区大多数人员无固定工作，偶尔也会面临走亲访友，因此这种方法并不能准确的获得上车需求信息；④通过摄像头实时采集下一站点的图像，通过统计人头数量获取上车乘客数量的方法，仅适用于前方站点只有一条公交线路途径的情况，无法满足多线路站点情况下的上车需求信息获取。

现有技术中的客流信息采集方法及装备和越站控制方法都是应用于市区高客流需求的情况，皆是用于缓解高客流需求站点的客流压力，且客流信息存在误差，尚不能用于网联城乡公交车辆的精确越站控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，用以解决现有技术中的城乡公交车辆在站点无乘客上车需求和车上无乘客下车需求时的不必要进站停车的问题，是一种不同于现有逢站必停式公交的需求响应预约式公交。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，包括：路侧端和车载端，所述路侧端用于采集乘客的上车需求信息，与车载端进行信息交互，以及显示公交车辆离当前站点的剩余站点数量；所述车载端用于采集乘客下车需求信息和车辆运动状态信息，与路侧端进行信息交互，以及根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令；

所述路侧端包括智能按钮模块，所述智能按钮模块用于采集乘客的上车需求信息，所述上车需求信息包括上车站点和需要乘坐的线路；

所述车载端包括车辆自动收费模块和智能越站模块，所述自动收费模块用于根据车辆运动状态感知模块获得获取公交车辆的位置，然后采集乘客下车需求信息，根据公交车辆的位置和下车需求信息计算费用并收取费用，以及通过收费结果向智能越站决策模块发送乘客下车需求信息；所述智能越站模块用于获得车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令。

进一步的，所述智能越站模块中获得车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令包括如下步骤：

步骤1：判断当前站点是否存在下车需求信息，若存在下车需求信息则发送减速进站服务乘客指令，否则执行步骤2；

步骤2：判断当前站点是否存在上车需求信息，若存在上车需求信息则发送减速进站服务乘客指令，否则执行步骤3；

步骤3：发送越站指令。

进一步的，所述智能按钮模块包括控制器、按键单元、消抖单元和语音播报单元；

所述控制器用于控制其余三个模块正常工作，所述按键模块用于通过与公交线路一一对应的按键获取路线选择信息，所述消抖模块用于消除按键后的抖动，所述语音播报单元用于告知是否成功按下按键。

进一步的，所述自动收费模块包括主控单元、站点选择单元和付费处理单元；

所述主控单元用于通过车辆运动状态感知模块获取公交车辆的位置，然后将与当前公交车辆位置距离最近的站点作为起始站点；

所述站点选择按键单元用于根据与所有站点一一对应的按键获取乘客的目标站点，并传输起始站点到目标站点的购票信息至主控单元；

所述付费处理单元用于获取付费信息并与从主控单元得到的购票信息进行核对，若核对结果正确，则发送目标站点信息和车辆位置信息至智能越站决策模块，否则付费失败重新获取付费信息。

进一步的，所述路侧端还包括公交预告显示模块和路侧通信模块，所述公交预告显示模块用于通过路侧通信模块得到的车载端信息，计算公交车辆距离当前站点的剩余站点数量并在站台展示；所述路侧通信模块用于获取车载端的车辆运动状态信息，并将智能按钮模块的上车需求信息发送给车载通信模块；

更进一步的，所述车载端还包括运动状态感知模块和车载通信模块，所述车辆运动状态感知模块用于获取车辆运动状态信息，包括公交车辆的位置和速度信息；所述车载通信模块用于获得路测端的上车需求信息，并将述车辆运动状态感知模块获取的车辆运动状态信息发送给路测通信模块。

更进一步的，所述智能越站模块包括乘客服务判断单元和人机交互单元；

所述乘客服务判断单元通过路侧通信模块获取车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据乘客上车需求信息和下车需求信息判断下一站点是否越站；

所述人机交互单元用于接收到服务乘客模块发送的指令后将下一站越站与服务乘客的信息呈现在显示屏上，在接收到越站指令时通过TTS语音自动播报提醒驾驶员越站信息。

本发明与现有技术相比具有以下技术特点：

1、本发明可以为城乡公交越站运行提供系统支持，可以避免站点无上车乘客需求和车上无下车乘客需求时的不必要进站停车，进而减少公交车辆的能源消耗和污染排放，降低车辆磨损和运行时间，并提高运行服务可靠性。

2、本发明根据统计是否需要服务乘客的信息进而选择站点等候或越站，减少公交车辆的能源消耗和污染排放，降低车辆磨损和运行时间。通过自动收费模块收费更加快捷、便捷，提高客流通行能力，降低人工工作量。自动收费模块还可以提供更为灵活的票务管理方式和支持复杂的票制票价体系。通过公交预告显示模块显示公交剩余站点数量和是否成功预约，缓解乘客等车焦虑，防止重复按键和错过公交。

附图说明

图1为本发明的系统示意图；

图2为越站的判断准则流程图；

图3为驾驶员人机交互屏幕示意图；

图4为路侧端的智能按钮模块示意图；

图5为车载端的自主收费模块示意图；

图6为车载端的车载通信模块示意图。

具体实施方式

在本实施例中公开了一种基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，包括：路侧端和车载端，所述路侧端用于采集乘客的上车需求信息，与车载端进行信息交互，以及显示公交车辆离当前站点的剩余站点数量；所述车载端用于采集乘客下车需求信息和车辆运动状态信息，与路侧端进行信息交互，以及根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令；

所述路侧端包括智能按钮模块，所述智能按钮模块用于采集乘客的上车需求信息，所述上车需求信息包括上车站点和需要乘坐的线路；

所述车载端包括车辆自动收费模块和智能越站模块，所述自动收费模块用于根据车辆运动状态感知模块获得获取公交车辆的位置，然后采集乘客下车需求信息，根据公交车辆的位置和下车需求信息计算费用并收取费用，以及通过收费结果向智能越站决策模块发送乘客下车需求信息；所述智能越站模块用于获得车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令。

具体的，所述智能越站模块中获得车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令包括如下步骤：

步骤1：判断当前站点是否存在下车需求信息，若存在下车需求信息则发送减速进站服务乘客指令，否则执行步骤2；

步骤2：判断当前站点是否存在上车需求信息，若存在上车需求信息则发送减速进站服务乘客指令，否则执行步骤3；

步骤3：发送越站指令。

优选的，所述智能按钮模块包括控制器、按键单元、消抖单元和语音播报单元；如果途经这一站点的公交线路数有N条，则设置N个按键，每个按键上标有相应的公交线路编号，需要乘坐哪路公交就按对应按键。

所述控制器用于控制其余三个模块正常工作，控制器选用体积小且功能强大的ARM处理器，所述按键模块用于通过与公交线路一一对应的按键获取路线选择信息，所述消抖模块用于消除按键后的抖动，所述语音播报单元用于告知是否成功按下按键。

优选的，所述自动收费模块包括主控单元、站点选择单元和付费处理单元；

所述主控单元用于通过车辆运动状态感知模块获取公交车辆的位置，然后将与当前公交车辆位置距离最近的站点作为起始站点；

所述站点选择按键单元用于根据与所有站点一一对应的按键获取乘客的目标站点，并传输起始站点到目标站点的购票信息至主控单元；

所述付费处理单元用于获取付费信息并与从主控单元得到的购票信息进行核对，若核对结果正确，则发送目标站点信息和车辆位置信息至智能越站决策模块，否则付费失败重新获取付费信息。

通过车辆运动状态感知模块定位公交所在位置，并将动态定位信息通过系统通信模块传输至自动收费模块，经过主控模块将此时的位置信息(距离较近的站点)即起始站点及时更新，乘务员或乘客只需选择所到站点的按键即可。所述站点选择按键模块，其按键一一对应公交所经站点，乘客只需按下目标站点，并将购票信息发送至主控单元模块。随后弹出选择支付方式(自动收费模块事先设置好路段费用即可)。所述付费处理单元包括：人工投币单元、二维码扫描仪、RFID阅读器。二维码扫描仪与所述主控单元相连，用于手机收付款；RFID阅读器与所述主控单元相连接，用于公交卡支付。其将付费信息发送至主控单元模块

具体的，所述路侧端还包括公交预告显示模块和路侧通信模块，所述公交预告显示模块用于通过路侧通信模块得到的车载端信息，计算公交车辆距离当前站点的剩余站点数量并在站台展示；所述路侧通信模块用于获取车载端的车辆运动状态信息，并将智能按钮模块的上车需求信息发送给车载通信模块。

公交预告显示模块由预告算法单元和LCD显示单元组成，预告算法单元内嵌有沿线所有站点的位置信息，结合车载端的车辆运动状态感知模块获取公交车辆的站点位置信息(车辆距离较近的站点)，并通过车载通信模块将实时位置信息发送至路侧通信模块，再由路侧通信模块传输至该预告算法模块的已获得的公交位置信息计算得出公交车辆距离前方所有剩余站点的站点数量，并将该信息传输至LCD显示单元。

LCD显示单元将预告算法模块传输来的上游最近的公交车辆离当前站点的剩余站点数量和语音播报模块反馈的信息显示出来，其更新信息间隔设定为20秒。

具体的，所述车载端还包括运动状态感知模块和车载通信模块，所述车辆运动状态感知模块用于获取车辆运动状态信息，包括公交车辆的位置和速度信息；所述车载通信模块用于获得路测端的上车需求信息，并将述车辆运动状态感知模块获取的车辆运动状态信息发送给路测通信模块。

具体的，所述智能越站模块包括乘客服务判断单元和人机交互单元；

所述乘客服务判断单元通过路侧通信模块获取车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据乘客上车需求信息和下车需求信息判断下一站点是否越站；

所述人机交互单元用于接收到服务乘客模块发送的指令后将下一站越站与服务乘客的信息呈现在显示屏上，在接收到越站指令时通过TTS语音自动播报提醒驾驶员越站信息并加一红点作为标注。

具体的，所述路侧端设置在公交站点处，所述车载端设置在公交车辆上；

所述自动收费模块安装在在公交车驾驶员右侧，其安置在公交车驾驶员右侧或者右后侧，方便驾驶员留意乘客购票。驾驶车门固定，若无架式车门则采用支架固定。其操作界面面朝群众。大小约为30*20cm即可，这样每一站点均清晰可见，方便乘客操作；

所述人机交互单元为TFT彩屏，其显示屏上集成有该线路的所有站点，其按照线路经过的站点顺序排列，且通过自动收费模块传输的当下位置信息用黑点在该路径上标注完成定位工作，旁边装有上下行按钮可颠倒顺序；

所述主控单元模块采用体积小功能强大的FPGA处理器；

所述路侧通信模块安装在公交预告显示模块顶部，所述车载通信模块安装在车体上且靠近车站一侧，路侧通信模块与车载通信模块采用华为LTE-V直通模块。

Claims (7)

1.基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，包括：路侧端和车载端，所述路侧端用于采集乘客的上车需求信息，与车载端进行信息交互，以及显示公交车辆离当前站点的剩余站点数量；所述车载端用于采集乘客下车需求信息和车辆运动状态信息，与路侧端进行信息交互，以及根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令；

所述路侧端包括智能按钮模块，所述智能按钮模块用于采集乘客的上车需求信息，所述上车需求信息包括上车站点和需要乘坐的线路；

所述车载端包括车辆自动收费模块和智能越站模块，所述自动收费模块用于根据车辆运动状态感知模块获得获取公交车辆的位置，然后采集乘客下车需求信息，根据公交车辆的位置和下车需求信息计算费用并收取费用，以及通过收费结果向智能越站决策模块发送乘客下车需求信息；所述智能越站模块用于获得车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令。

2.如权利要求1所述的基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，所述智能越站模块中获得车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据上车需求信息和下车需求信息执行越站指令包括如下步骤：

步骤1：判断当前站点是否存在下车需求信息，若存在下车需求信息则发送减速进站服务乘客指令，否则执行步骤2；

步骤2：判断当前站点是否存在上车需求信息，若存在上车需求信息则发送减速进站服务乘客指令，否则执行步骤3；

步骤3：发送越站指令。

3.如权利要求1所述的基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，所述智能按钮模块包括控制器、按键单元、消抖单元和语音播报单元；

所述控制器用于控制其余三个模块正常工作，所述按键模块用于通过与公交线路一一对应的按键获取路线选择信息，所述消抖模块用于消除按键后的抖动，所述语音播报单元用于告知是否成功按下按键。

4.如权利要求1所述的基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，所述自动收费模块包括主控单元、站点选择单元和付费处理单元；

所述主控单元用于通过车辆运动状态感知模块获取公交车辆的位置，然后将与当前公交车辆位置距离最近的站点作为起始站点；

所述站点选择按键单元用于根据与所有站点一一对应的按键获取乘客的目标站点，并传输起始站点到目标站点的购票信息至主控单元；

所述付费处理单元用于获取付费信息并与从主控单元得到的购票信息进行核对，若核对结果正确，则发送目标站点信息和车辆位置信息至智能越站决策模块，否则付费失败重新获取付费信息。

5.如权利要求1所述的基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，

所述路侧端还包括公交预告显示模块和路侧通信模块，所述公交预告显示模块用于通过路侧通信模块得到的车载端信息，计算公交车辆距离当前站点的剩余站点数量并在站台展示；所述路侧通信模块用于获取车载端的车辆运动状态信息，并将智能按钮模块的上车需求信息发送给车载通信模块。

6.如权利要求5所述的基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，

所述车载端还包括运动状态感知模块和车载通信模块，所述车辆运动状态感知模块用于获取车辆运动状态信息，包括公交车辆的位置和速度信息；所述车载通信模块用于获得路测端的上车需求信息，并将述车辆运动状态感知模块获取的车辆运动状态信息发送给路测通信模块。

7.如权利要求6所述的基于实时客流需求反馈的网联城乡公交车辆越站运行系统，其特征在于，所述智能越站模块包括乘客服务判断单元和人机交互单元；

所述乘客服务判断单元通过路侧通信模块获取车载端的上车需求信息，通过自动收费模块得到下车需求信息，根据乘客上车需求信息和下车需求信息判断下一站点是否越站；

所述人机交互单元用于接收到服务乘客模块发送的指令后将下一站越站与服务乘客的信息呈现在显示屏上，在接收到越站指令时通过TTS语音自动播报提醒驾驶员越站信息。

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