CN1710578A - 车载终端自主式车辆综合智能管理系统 - Google Patents

Abstract

一种车载终端自主式车辆综合智能管理系统，包括车载终端及自动报站机构，车辆动态监控管理机构，计算机中心服务器，所述智能管理系统还包括：车场调度机构，接受计算机中心服务器传输的信息，所述调度机构发出的车辆发车指令通过计算机中心服务器传送到车载终端及自动报站机构；运营管理机构，通过计算机中心服务器接受车载及自动报站机构采集的各类动态数据，将接受数据生成公交运营管理所需的各类报表。本发明对车辆定位的准确性高、时实性强、具有很强的实用性、使用成本低。本系统适用于公交、长途客运及物流系统的智能化管理，并具有良好的扩展性，本系统可增加和延伸多种服务功能。

Description

车载终端自主式车辆综合智能管理系统

技术领域

本发明涉及车辆智能管理系统，尤其是一种应用于公交、客运、物流车辆的车载终端自主式车辆综合智能管理系统。

背景技术

目前，如何实现交通的现代化管理已成为当今世界各国共同关心的问题，随社会的进步以及人民生活水平的提高，机动车辆大幅度增加。交通与环境的矛盾、交通与道路的矛盾、交通与安全的矛盾日益突出。对车辆进行动态跟踪定位，现已广泛用于机动车辆的跟踪监督、调度管理。车辆动态跟踪定位系统可以及时对行驶车辆进行所在地理位置的确定。目前常用的定位方式有两种：卫星定位(GPS)和手机定位。卫星定位是采用通信卫星来确定行驶车辆瞬间所处位置的经纬度，并在电子地图(GIS)上显示出车辆位置，因此卫星定位的核心是车辆的位置经纬度参数。卫星定位应用地理范围广，使用方便，适用于各种类型车辆的定位跟踪；但目前卫星定位价格较高，定位精度与车辆运行的环境有很大关系，如在城市中由于高楼林立，车辆接收到的卫星定位信号较弱，车辆的定位误差有时就较大，误差可以达到几十米甚至上百米，因此目前应用卫星定位的车辆一般均是一些特种车辆。近几年随移动通信的发展，出现了一种新的定位方式即用手机进行定位。根据手机接收到不同基站的信号强弱来确定车辆的位置。这种定位方式虽然十分简单，但误差很大，从几十米到几百米，而且功能单一，因此目前应用范围较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种定位跟踪效果好、使用成本低的车载终端自主式车辆综合智能管理系统。

为了达到本发明的上述目的，本发明的技术方案为：车载终端自主式车辆综合智能管理系统，包括

车载终端及自动报站机构，实现各种数据的自动采集、分析及处理，时实准确传送到计算中心服务器，并实现自动报站；

车辆动态监控管理机构，通过电子地图显示计算机中心服务器提供的信息，实现对运行车辆的实时监控管理；

计算机中心服务器，接受车载终端及自动报站机构中的智能里程表发送的数据，将该数据进行分析、处理、存储并将数据发送至车辆动态监控管理机构；

所述智能管理系统还包括：

车场调度机构，接受计算机中心服务器传输的信息，显示车场车辆状况，所述调度机构发出的车辆发车指令通过计算机中心服务器传送到车载终端及自动报站机构；

运营管理机构，通过计算机中心服务器接受车载终端及自动报站机构中的智能里程表采集的各类动态数据，将接受数据自动、准确生成公交运营管理所需的各类报表，所述车场调度机构并通过计算机中心服务器将下传指令传送到车载终端及自动报站机构。

所述智能管理系统还包括

应急事件处理机构，所述机构准确，时实的对安全事件、车辆事故、交通事故、交通拥堵进行处理。

道路交通信息采集机构，自动采集汇总由公交车辆采集的城市道路交通信息。

本发明通过车载终端及自动报站机构、车辆动态监控管理机构、计算机中心服务器、车场调度机构、运营管理机构、道路交通信息采集机构、应急事件处理机构七部分实现对公交车辆(客运、物流)运行、营运、调度等进行智能化管理的系统。该系统融合统了信息采集、处理技术、计算机技术、现代通信技术为一体，构成了一个完整的智能管理系统。实现对运行车辆的时实动态监控管理、各类运行数据的自动采集、自动报站、计算机调度、营运数据自动统计打印及查询、道路交通信息自动采集等多种功能。该系统引入了与常用的GPS(卫星定位)系统完全不同的理念，采用了通过车辆行驶里程来对行驶车辆进行定位跟踪，把车辆用GPS被动定位方式转换为用行驶里程的主动定位方式，不受使用环境影响，使车辆定位更准确、时实性更强、功能更完善。不仅解决了GPS用于公交车辆管理难以克服的困难，而且功能完善、使用维护成本低。这一系统已成功用于公交车管理、在国内属于首创，受到企业肯定和欢迎。该系统只需对现有功能根据需要进行适当修改也适用于长途客运车辆、物流车辆等的智能化管理。

本发明实现智能化管理就是通过对采集到的车辆运行数据进行处理、分析，自动实现通过电子地图时实准确的对车辆运行状态的跟踪监控，对车辆营运数据的自动生存与统计，自动报站等。把过去无法实现的管理内容及必须由人工直接操作实现的管理内容，通过采用现代通信技术、计算机技术及自动控制技术自动实现和完成。从而达到提高管理水平及企业效益的目的。

本项目已进行了两年多的研究开发工作，现就其成熟性和可靠性论述如下

1：市场调研表明“公交智能管理系统”是国内创新产品，该系统中采用了本人以前申请的两项专利技术：OPS车辆跟踪定位技术(里程表定位技术)，智能里程表技术。这两项技术解决了在公交系统中采用GPS卫星定位系统难以克服的困难。

2：科学立项，本项目是经过长期对运输市场调研而开发出的产品，得到了企业、专家一致认可。项目组还进行了科技项目的查新，国内没有类产品的报道，国内尚未见该类产品和生产厂商的相关报道。通过科学论证，本项目得到了重庆市科委的肯定，专家门一致认为，本项目产品对车辆进行准确跟踪定位具有创新性，能满足公交车及长途客运车辆的特殊要求，为实现城市窗口行业的信息化与一体化又迈进了一大步！具有巨大的市场潜力。

2004年1月，本项目通过了重庆市科委组织的专家鉴定验收。验收专家组一致认为，采用智能里程表来实现定线行驶车辆跟踪定位及动态管理，技术成熟、先进，功能实用，操作简便，使用成本低，市场前景广阔，并建议在项目研究成果基础上进一步完善系统功能，推向市场应用，尽快实现产业化。研制完成的产品并经过车辆的实际使用证明所有功能均能满足公交车及长途客运车辆智能化管理的需求，达到预期目标。

2003年7月，完成了车载终端及电子地图的设计与制作，本人于2003年9月获得国家专利受理，受理号为03252842.6，发明创造名称为：智能里程表。

2003年9月，成功研制出了“用智能里程表对定线车辆跟踪定位系统”，获国家专利受理。并于2004年3月2号被正式授予专利权，申请号为：03252843.4，发明创造名称为：用智能里程表对定线车辆跟踪定位装置。该专利在车辆上进行了长达6个月的性能试验。试验证明系统完全达到设计要求。

2004年7月开始，重庆市冠忠(第三)公交公司在公交运行线路上对“公交智能管理系统”进行中试。公司一致认为这是目前唯一能满足公交车辆智能化管理的产品。在重庆第三公交公司304路建成了国内第一条公交智能管理线路。受到公司领导及员工一致好评。2004年12月10日我市多家新闻媒体作了报导(重庆时报、重庆晚报、重庆商报)

通过各类试验证明：公交智能管理系统构思新颖，具有创意，其功能完全能满足公交系统现代化管理的要求，技术成熟，已具产业化的条件。

本发明和当前一些公交管理系统相比较：

目前国内外也有一些公交管理系统，大致有两类：以GPS卫星定位为核心的公交管理系统及公交计算机管理系统。以GPS为核心的公交管理系统实现功能较多，已在一些城市试用。公交计算机管理系统功能简单一般只用于办公管理及运营管理。下面将研发的公交智能管理系统与以GPS为核心的公交智能系统作一比较：

比较内容           公交智能管理系统           公交智能管理系统

                        (本项目)                (以GPS为核心)

1：核心技术          里程定位跟踪              卫星定位跟踪

2：定位方式          主动式                    被动式

3：适用范围          一切定线行驶车辆          任意车辆

4：使用条件          与使用环境无关            与使用环境有关

5：功能              多而全面                  较少

6：自动报站          可以                      困难

7：定位跟踪效果      准确                      有漂移

7：使用成本          低                        较高

8：功能扩展          好                        较困难

本发明的优点是：

1：采用了一种主动定位技术即里程定位技术，它和传统的GPS车辆跟踪定位技术相比，保证了车辆定位的准确性及稳定性且不受使用环境影响。由于这是一种车辆主动定位方式，能实现GPS技术难以实现的功能。

2：时实性强、功能完善，车辆行进中的任何状态都可时实反映在电子地图上。共有十余项功能，可以充分满足公交系统管理的要求。

3：具有很强的实用性，所有实现的功能均是公交系统急需的，而且系统具有良好的功能扩展性。

4：交通信息自动采集，系统可自动采集交通道路信息，包括车速、堵车、事故等。

5：使用成本低，使用成本是用户最关心的问题，本系统使用成本仅为GPS的1/5左右。

附图说明

图1是本发明的结构示意框图。

具体实施方式

本发明车载终端自主式车辆综合智能管理系统见图1可知：该系统主要由七大部份构成即：车载终端及自动报站机构、车辆动态监控管理机构、计算机中心服务器、车场调度机构、运营管理机构、道路交通信息采集机构、应急事件处理机构构成，先将其个部分构成进行详细说明：

1：车辆动态监控管理机构，通过电子地图显示计算机中心服务器传输的信息，实现对运行车辆的实时监控管理。

车辆动态监控管理系统主要用于对运行车辆的状态监控，该系统应用了“用里程对定线行驶车辆进行跟踪定位装置”专利技术(专利号：ZL03252843.4)，通过电子地图能时实、准确的对车辆的运行状况进行监控管理。

系统主要功能

电子地图显示的功能：

公交线路号、车辆编号

运行线路图，沿线起点站、终点站、及中途仃靠站站名

车辆运行过程中运行区间、到各仃靠站、离站时间。

赖站显示及告警。

车辆运行速度。

车辆超速自动提示、告警，超速发生时间及路段、超速的实际车速。

车辆行驶里程。

堵车信息显示：堵车路段、时间。

特殊信息显示：治安事件、车辆事故、交通事故。以上事件发生路段、时间。

在显示事件的同时并告警。

电子地图可以实现对运行线路所有车辆进行动态监控，如遇特殊事件也可对单个车辆实现动态监控。

2：车载终端及自动报站机构，实现各种数据的自动采集、分析处理、时实准确传送到计算中心服务器，并实现自动报站。智能里程表、GPRS组成车载终端，自动报站器、车载终端组成车载终端及自动报站机构，在智能里程表上设置有人工按键。车载终端及自动报站机构与计算机中心服务器移动网进行传输信号。

该系统的核心是专利技术“智能里程表”(专利号：ZL03252842.6)，实现的主要功能：

2-1：车辆运行数据自动采集(里程、人数等)；

2-2：对采集数据进行处理、运算形成有用信息；

2-3：根据预设的门限值(超速门限、堵车、赖站)并结合其他因素进行判决，形成超速、堵车、赖站等数据；

2-4：通过人工按键形成治安、车辆事故、交通事故数据；

2-5：其他接口输入数据处理(GPS数据、图像数据)；

2-6：沿线站点数据形成及存储；

2-7：自动报站。

3、计算机中心服务器，接受车载终端及自动报站机构发送的数据，将该数据进行分析、处理、存储并将数据发送至车辆动态监控管理机构；计算机中心服务器也可以将数据存储在数据库中。

4：车场调度机构，接受计算机中心服务器传输的信息，显示车场车辆状况，所述调度机构发出的车辆发车指令通过计算机中心服务器传送到车载终端及自动报站机构；

车场调度系统主要用于每条线路调度人员对车辆进行发车调度，主要功能有：

4-1：车辆状态显示：在计算机屏幕调度框内可显示本线路车辆所处的状况，待发车辆编号及数量，已启动车辆编号及数量，上路运行车辆编号及数量；

4-2：发送调度发车指令：线路调度只需在发车指令框内键入车辆编号并按回车键，待发车辆车载终端即发出“发车”提示音，通知驾乘人员发车离站，自动报站器并自动开始报站。

5：运营管理机构，通过计算机中心服务器接受车载及自动报站机构采集的各类动态数据，将接受数据自动、准确生成公交运营管理所需的各类报表，所述车场调度机构并通过计算机中心服务器将下传指令传送到车载终端及自动报站机构。

计算机运营管理系统是公交企业十分重要的管理平台。公交企业管理的一个特点是报表较多，通过这些复杂的报表才能充分反映出车辆的运行状态，从而核算出运行成本及利润。传统的管理模式所有报表均是人工填写，不仅效率低而且缺泛准确客观性。计算机运营管理系统能根据车载终端采集的各类数据，自动按公交系统要求生存各类报表。其主要功能：

5-1：对车载终端采集上传数据的分析、处理及存储；

5-2：对数据进行统计、综合自动生存各类报表(日报表、月报表)如单车运行报表可自动统计打印出：车号、每趟车发车时间、到终点站时间、当日运行趟次、当日运行公里数、当日超速次数及时间、当日赖站次数及站名等；

5-3：数据自动查询。

6：应急事件处理机构：所述机构准确，时实的对安全事件、车辆事故、交通事故、交通拥堵进行处理。该系统和公司维护中心、安全管理中心、城市交通管理中心、110.120等构成一个紧急事件处理系统，以保证能准确，时实的对安全事件、车辆事故、交通事故、交通拥堵进行处理。

该系统主要用于对应急事件处理，应急事件包括：治安事件(车上出现盗窃、抢劫、暴力等)，车辆事故(机械事故、火灾)，交通事故。对应急事件必须进行紧急处理，本系统主要功能：

6-1：应急事件显示及告警，在电子地图上应有特殊显示并告警；

6-2：应急事件发生后自动通知相关部门，包括事件性质、发生路段、车号、发生时间；

6-3：事件处理记录。

7：道路交通信息采集机构：可自动采集汇总由公交车辆采集的城市道路交通信息。

道路交通信息是城市对交通进行科学管理的重要信息，目前城市道路交通信息主要依靠公安交管部门在城市一些主要路段设置的信息采集点，或通过人工来获取。不仅信息量少而不全而且时实性差。本系统可以将公交车辆自动采集的各条道路的交通信息进行汇总、综合形成城市时实的交通信息，公交车辆可根据人们预设的道路交通信息采集门限，自动采集道路交通信息，包括：堵车、车辆拥堵(可定义车速低于某门限即意味着车辆拥堵)，道路畅通(车速高于某一门限)。系统主要功能：

7-1：汇总信息装置，汇总各条公交线车辆采集传回的交通信息；

7-2：显示信息装置，在全市交通信息显示图上显示城市道路交通信息状况。

本发明通过道路交通信息采集机构可以连接城市交通监管中心，时时为城市交通监管中提供信息，道路交通信息采集机构也可要求城市交通监管中心提供一些特定信息。

公交智能管理系统是在自主知识产权的基础上，利用公司专利技术，采用车辆行驶里程与GIS技术相融合(OPS车辆跟踪定位技术)，通过电子地图及计算机软件平台实现对公交车辆进行动态监控管理及运营管理，以创新的理念解决了公交系统科学管理中遇到的困难，本系统在重庆冠忠(第三)公交公司已得到成功应用，建成了国内第一条公交智能管理线路，受到了公交系统高度评价。

公交车智能管理系统主要技术指标：

车辆定位方式：车辆行驶里程定位；

定位精度：定位误差小于每公里2米，即每公里小于0.2％误差；

车辆到站判别：以车站中心位置为参考点前后20米-100米(可根据实际情况更改)；

车辆动态状况显示方式：电子地图；

显示内容：公交线路图，站点设置及站名，车辆(起点站至终点站行驶车辆为绿色，返回车辆为紫色)，线路号，车辆编号、出现治安、超速、事故时车辆颜色为红色并有告警声音，堵车为黄色；

车载终端发送信息内容：线路号，车号，行驶里程，站名，特种信息(堵车、超速，治安、事故、故障)，车速，时间；

发车指令：键入车辆编号；

响应时间：(时实性)：正常工作状态电子地图对车载终端发送数据的响应时间小于3秒；

显示错误：小于0.1％；

超速门限：根据相关规定设置；

堵车定义：根据相关规定设置；

电源：直流7至36伏；

工作温度：摄氐+70度至0度；

五：车载终端的主要技术指标；

里程误差：每公里小于0.2％；

站点确认：通过人工按键设置，自动确认；

站点识别范围：中心站点位置前后20至100米(可根据需要设定)；

超速门限：根据需要设置；

堵车定义：根据需要确定；

行车速度：平均速度；

赖站定义：企业确定；

信息发送规则：凡到、离站，赖站，堵车，超速能自动发送信息。治安，事故，故障等人工按键发送信息。亦可以根据用户需要确定自动信息发送频率；

扩展接口：TTL电平接口(自动报站、乘客统计等)；

RS-232接口(GPS)；

电源：+7V～36V；

工作温度：摄氐+70度至0度；

基本单位工耗：小于0.5A。

公交智能管理系统内各部份关系及流程

公交智能管理系统方框结构图如图1所示：

本发明的工作流程：

1：上传信息

由车载终端形成的上传数据经GPSS及移动网传送到计算中心，经分析处理后将数据分别传送到电子地图、运营管理系统、道路交道信息采集系统、应急系统及调度系统。所有上传数据将进行存储。各系统对接收数据再次进行处理并应用于实现各类管理功能。

2：下传信息

下传信息包括调度信息及其他控制信息，调度信息同样是通过移动网下传至车载终端，车载终端接收到下传数据及指令后将根据信息内容完成相应任务。

自动报站及超速提示指令由车载终端根据预设程序自动发出。

本系统以两项专利技术：车载终端及自动报站机构中的“智能里程表”(专利号ZL03252842.6)及车辆动态监控管理机构中的“用里程表对定线车辆跟踪定位的装置”(专利号ZL03252843.4)为核心，结合计算机中心服务器、车场调度机构、运营管理机构、道路交通信息采集机构、应急事件处理机构，实现对公交、长途客运、物流等定线行驶车辆的智能化管理。系统采集的主要原始数据为传感器采集的车辆行驶时的车轮转速，智能里程表通过对原始数据的处理及分析得到车辆运行里程及运行速度，这是本系统的基本数据。有了这两项基本数据可以生存其他数据，如超速、堵车两项数据可根据交通管理相关规范，通过在智能里程表中设置门限值，只要车速超过或达到这一门限，智能里程表就形成超速告警及堵车信息数据。车辆到站、离站数据也是根据智能里程表预存的线路站点数据(该站点与起点站的距离)和车辆实际运行数据进行比较、判决自动生存的。一些特殊数据如“治安”“事故”“故障”等数据可通过人工键入形成。有的数据如“赖站”，为了保证信息的准确合理，智能里程表除了根据车辆在车站停车时间外，还考虑其他因素(如是否堵车)进行综合判决形成赖站数据。以上这些数据是整个系统实现智能化管理的依据。这些数据通过GPRS终端传送到计算中心，经计算中心处理后提供给各分系统使用。“车辆动态监控管理系统”通过这些数据在电子地图上时实、准确显示出车辆运行状况，包括车辆到、离站状况、车辆行驶状况、特殊事件等。“运营管理系统”对这些数据进行分析、整理及统计，可根据车辆运行时间、运行里程、到离站数据、运行状态(超速、赖站、特殊事件等)自动生存各类统计报表。而这些报表在运输企业一直是依靠人工填写，不仅效率低，也缺乏公平和准确。“道路交通信息采集系统”通过堵车、速度数据可在电子地图上显示出道路交通状况。“车场调度系统”也是根据“智能里程表”传到中心的数据显示出车场车辆状况，包括运行车辆，待发车辆等。并可通过系统调度框发出发车指令。只需在调度框内键入车牌号，按回车键，发车指令即可由计算中心通过GPRS传送到“智能里程表”，“智能里程表”即发出发车提示音指挥驾驶员发车，并自动启动报站器开始报站。由于调度人员也可以通过电子地图非常直观了解线路上车辆运行状态及道路交通状况，可以科学的对车辆进行调度。自动报站是智能里程表根据车辆行驶里程判决并发出控制指令来实现的。“应急事件处理系统”是通过计算中心提供的车辆行驶线路号、行驶区间、特殊事件性质、时间等基本数据进行分析处理，并通过互联网将数据传送到相关部门。可以实现对各类事故的迅速、时实处理。这可大大改善城市道路交通状况。解决了目前难以解决的难题。

Claims (5)

1、一种车载终端自主式车辆综合智能管理系统，包括

车载终端及自动报站机构，实现各种数据的自动采集、分析处理、时实准确传送到计算中心服务器，并实现自动报站；

车辆动态监控管理机构，通过电子地图显示计算机中心服务器传输的信息，实现对运行车辆的实时监控管理；

计算机中心服务器，接受车载终端及自动报站机构中的智能里程表发送的数据，将该数据进行分析、处理、存储并将数据发送至车辆动态监控管理机构；

其特征在于：所述智能管理系统还包括：

车场调度机构，接受计算机中心服务器传输的信息，显示车场车辆状况，所述调度机构发出的车辆发车指令通过计算机中心服务器传送到车载终端及自动报站机构；

运营管理机构，通过计算机中心服务器接受车载终端及自动报站机构中的智能里程表采集的各类动态数据，将接受数据自动、准确生成公交运营管理所需的各类报表。

2、根据权利要求1所述的车载终端自主式车辆综合智能管理系统，其特征在于：所述智能管理系统还包括

应急事件处理机构，所述机构准确，时实的对安全事件、车辆事故、交通事故、交通拥堵进行处理。

3、根据权利要求1或2所述的车载终端自主式车辆综合智能管理系统，其特征在于：所述智能管理系统还包括

道路交通信息采集机构，自动采集汇总由公交车辆采集的城市道路交通信息。

4、根据权利要求1所述的车载终端自主式车辆综合智能管理系统，其特征在于：所述车场调度机构由车辆状态显示装置和发送调度发车指令装置构成，其中

车辆状态显示装置，在计算机上显示本线路车辆所处的状况，待发车辆编号及数量，己启动车辆编号及数量以及上路运行车辆编号及数量；

发送调度发车指令装置，待发车辆车载终端得到“发车”提示音后离站，自动报站器自动开始报站。

5、根据权利要求1所述的车载终端自主式车辆综合智能管理系统，其特征在于：所述道路交通信息采集机构由汇总信息装置和显示信息装置构成，其中汇总信息装置，汇总各条公交线车辆采集传回的交通信息；

显示信息装置，在全市交通信息显示图上显示城市道路交通信息状况。

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