一种新型智能公交站台交互系统的设计与研究

王林涵

摘 要：设计一种公交与公交站台的实时智能交互系统，该系统主要由发送模块与接收模块组成，接收模块通过接收发送模块的无线信号，通过中央处理器发送指令，将公交站台与公交内部乘客的反馈信息进行传输与处理，汇集下一站台的上下客实时信息，判断下一站台是否停车上下客，以给予驾驶员是否靠站停车的指令。智能公交站台交互系统杜绝了不必要的停车，实现了公交系统的智能运行，从而提高了公交车的运行效率与乘客的乘车体验，并降低了公交车的油耗与磨损。

关键词：交互系统；发射模块；接收模块；智能运行

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.31.092

1 概述

在能源日益短缺和环境不断恶化的今天，随着城市化的不断推进，家庭轿车的迅速增长给人们的出行带来了诸多不便。公交作为城市中不可或缺的公共交通工具，发挥着举足轻重的作用。公交由于体型庞大，其运行效率直接影响着道路运行状况、油耗比与环境状况。而在诸多城市的公交运行系统中普遍存在着公交运行效率低下、资源浪费、乘车体验差等问题，不利于城市化的推进与快节奏的城市生活。例如，在非上下班高峰时段，公交车在许多站台并不上下客，但是每一个站台依旧都要停车、启动，这种情况不仅大大增加了油耗和车辆的磨损速度，而且也严重影响乘客的乘车体验和道路的运行效率。在此背景之下，为了节约能源、提高公交车的运行效率与乘客的乘车体验，让更多的市民选择公交出行，本文提出了智能公交站台交互系统的概念。

2 系统功能需求

本文的目的是建立一套基于公交与公交站台实时交互的信息共享系统，并将下一站的实时上下客信息通过调度中心（中央处理器）处理并传送给驾驶员，以告知下一站是否停车靠站，从而减少公交车在非上下客公交站台的不必要停车。建立起人、车、站台之间的实时信息交互是该系统的主要任务。

2.1 公交站台乘客信息反馈功能

公交站台乘客信息即为乘客在某站台对某路公交车的需求信息。公交站台通过无线传输技术将该信息反馈到调度中心，进行进一步的处理。

2.2 公交内部乘客信息反馈功能

公交内部乘客信息即为公交内部乘客对于在某站台下车的需求信息。公交车通过无线传输技术将该信息反馈到调度中心，进行进一步的处理。

2.3 实时通信与定位基本功能

公交、站台、调度中心的实时交互是经由各种无线网络实现的。公交车的实时定位是由车载GPS实现的。

2.4 数据汇总分析的基本功能

利用中央处理器（CPU）进行乘客反馈信息的汇总与分析，以判断某路公交车在某个站台是否停车上下客。

2.5 指令展现功能

在即将到达某站时，调度中心将处理后的信息以“下一站是否停靠”的指令传达给驾驶员以确定下一站是否停靠。

3 系统设计

系统设计就是如何实现系统功能需求而进行的技术架构与软硬件设计，一切以系统功能需求的实现为目的。

3.1 系统技术架构设计

系统技术架构设计主要包括中央处理器（CPU）、站牌信号发射模块、车载信号发射模块与司机指令展现模块，如图1所示。

3.2 系统硬件设计

系统硬件设计主要包括公交站台乘客信息反馈装置设计、公交内部乘客信息反馈装置设计、指令展现装置设计与中央处理器。

3.2.1 公交站台乘客信息反馈装置设计

在公交导航栏原有的外观样式上增加对应的物理按键，在不考虑成本的情况下，也可发展成电子触摸屏式导航栏，如图2所示。

公交站台乘客信息反馈装置由单板机与信号发射模块组成，当乘客按下某路公交车的按钮时，信息（乘客在该站台等候某路公交车）会通过信号发射模块传输给中央处理器。

3.2.2 公交内部乘客信息反馈装置设计

对原有投币箱进行改造，增加对应站台按键，在不考虑成本的情况下也可发展成电子触摸式按键，如图3所示。

投币箱内部空腔与外壳之间镶入单板机与无线发射模块，当车辆内部乘客按下需要到达的公交站台时，该反馈信息将通过内部无线发射模块传输给中央控制台。

3.2.3 指令展现装置设计

指令展现装置镶嵌在驾驶员前方的操作台中，由无线接收模块、单板机与喇叭组成，如图4。

待中央处理器对乘客反馈信息进行处理分析后，将最终指令（下一站停车/下一站直行）通过无线传输给指令展现装置，由指令展现装置通过喇叭播报指令。

3.2.4 中央处理器设计

中央处理器由无线接收模块、服务器与无线发射模块组成，如图5。

无线接收模块接收来自公交站台与公交内部乘客信息反馈装置的信息，经服务器汇总、分析、处理，由无线发射模块将指令发出。

3.3 系统详细设计

系统详细设计主要为电子站牌与车载终端以及中央处理器之间的数据流设计。在实现电子站牌、车载设备以及中央处理器的通信交互过程中考虑使用RSSI算法，以实现公交车在公交站台的智能停靠。

电子站牌与车载终端以及中央处理器之间的通讯流程设计，如图6所示。

RSSI算法的具体步骤：

a） 每2秒，电子站牌反馈装置与车内乘客信息反馈装置就会对外广播信号，包括下车乘客所在车辆的位置以及需要下车的站台、上车乘客所在站台以及需要乘坐的公交车的ID。

b） 信息传送至调度中心，经中央处理器，进行分析汇总预处理。

c） 中央处理器获取公交即将到达的站台位置，以确定下一站台是否上下客。

d） 中央处理器发送下一站台直行/停车指令至指令展现装置。

e） 指令展现装置以视觉或听觉的形式呈献给驾驶员，以采取相应的操作。

4 系统实现

对各个模块进行软硬件设计后，利用无线网络将站牌信号发射模块、车在信号发射模块、中央处理器三者连接在一起，调试运行后，达到公交与公交站台的实时交互，驾驶员获取下一站台上下客的实时信息，以实现公交车的智能停靠。

5 结语

本文設计了一种智能化的公交站台交互系统，实现了公交车在下一站台的智能停靠。该系统建立了公交与公交站台之间的相互关联，汇集了下一站台上下客的实时信息，经系统处理分析，判断下一站是否停车上下客，以给予驾驶员是否停车的指令，以此杜绝不必要的停车靠站，从而提高公交车的运行效率和乘车体验，降低油耗和磨损。预计在2020年，我国将进入智能公交车的大发展，人、车、路之间将形成一个智能整体，为城市化进程的推进提供坚实的后盾。

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