一种基于物联网的公交实时车载信息服务系统技术研究

2019-03-26

福建质量管理 2019年20期

(1.郑州轻工业大学河南郑州 450000)(2.河南省淮阳中学河南周口 466700；3.淮阳县太昊陵管理处河南周口 466700)

引言

物联网概念的提出是信息科技技术的发展的必然，也为各个行业的发展注入新动力，改善着人们的生活质量和生产活动[1]。现阶段的物联网技术仍处在快速发展时期，未来的物联网将最终实现物理网络与社会网络的融合，对提高社会生产水平、智能化水平和人们生活质量具有重大意义[2]。

研究公交服务系统对于提高社会效益和出行效率具有重要现实意义，现阶段的电子站牌只显示该条路线上预计到达的公交车车次和时间，信息少，功能局限性大[3]，不能实时提供公交车实时车载信息，无法真正满足人们舒适、便利出行的目的。

一、系统设计原理

本系统基于物联网构架，结合物联网技术，在公交车门合适位置布置传感器，运用传感器技术对公交车进站后上下车人数数据进行实时采集，获得乘客信息，之后通过无线传感器汇聚节点和传输网络将信息存储并传递给终端分析平台，经过分析处理后再通过传输网络在各个公交站点显示平台显示即将到站车次的各种信息。

本系统利用公交站点显示平台LED信息提示屏和语音播报的方式实现公交车载信息服务系统的用户应用[4]。

二、系统设计实现方案

(一)车载人数数据采集

1.红外光线检测技术原理

红外光线检测技术原理是：用一个红外发光二极管与一个红外光敏三极管构造一条检测线，如果有人从这两段中间通过会挡住检测线，另一端的三极管接收不到红外光线便会处于截止状态，反之则导通，由此可以判断是否有人经过车门[5]。

2.利用红外光线传感器采集数据

本系统提出一种红外光线检测技术，在公交车上车门和下车门内侧距底部约1米处分别安装两个反向的红外光线传感器，两条检测线间距小于人体厚度。

在车门顶部中点和两边靠近车门侧边的地方也分别安装三个红外光线传感器。为防止红外线出现串传而进行交替布置。

由上文对红外光线检测技术检测统计人数方法可知:(1)若有一个人通过车门，首先半腰处靠近门外的检测线被挡住，之后靠近门内的检测线被挡住，此时车门半腰处两个红外光线传感器均处于截止状态。(2)若有两个人同时通过车门，处于顶部的三个传感器均会处于截止状态，单人通过车门的过程共有五种情况：处于车外两条线都不挡住；仅挡住靠门外一条线；挡住两条线；挡住靠门内一条线，处于车内两条线都不挡住。(3)由于标准型号公交车一次最多只能够两个人通过车门，故不用考虑多人同时出入车门的情况。

(二)数据上传和分析

由上述分析知，若将传感器处于接通状态设定输出电信号为U=1，断开状态设定为U=0。

当有人通过上车门时，会构成一个完整的逻辑关系，利用数学知识排列组合得出所有情况。单人通过时整个过程车门顶部传感器会有1个U顶=1，2个U顶=0；或2个U顶=1，1个U顶=0。若满足单人通过逻辑关系信号输出则车厢内人数+1；两人同时经过时整个过程车门顶部传感器均为U顶=1。若满足上表格两人同时通过逻辑关系信号输出则车厢内人数+2。

当有人通过下车门时，同样会构成一个与上车同样的逻辑关系，将上车门、下车门数据相加就得到了车上的实际人数。

传感器采集到相关数据后传递给传感器汇聚节点，进行数据的存储和分析，再利用GPRS无线传输手段将各汇聚节点数据传递给终端平台进行分析计算[6]。

三、案例分析

本次研究意为便利人们及时获取公交车实时信息，综合考虑郑州市交通流量、公交线路、运行站点数等因素，本文选取郑州市区两条比较有代表性的公交路线28路为研究对象，此次路线班次公交车标准为核载80人，座位数22个。根据此两条公交线路的站点地图信息，建立数个研究区域，为使其试验具有客观性、代表性，在每天人数高峰时段和人少的时段分别采集数据，采用本文提出的基于物联网的公交车实载人数信息技术能够更加及时、直观的为人们提供乘车信息，帮助人们选择合适、舒适的出行方式，避免乘坐拥挤车辆。交通部门也可根据数据分析不同时段、不同路段、不同班次路线的实时拥挤状况来合理增大或减小运力，提高公共资源利用率，实现公共资源的合理化配置[7]。