标准化的实时公交站级预报设计方法及产业应用

陶欢 陈晓霞 张卿

摘 要 公交实时信息预报是城市智慧公交系统的重要组成部分，它为人们的日常出行提供公交到站预报服务，能够使公众出行有预期和有计划。随着城市进程的加快，公交线路在大居配套、地铁接驳等方面逐步增加供应，公交线路的新辟、延长、调整十分频繁，对公交实时信息预报系统的适应性、开放性提出了更高的要求。本文研究了一种标准化的实时公交站级预报设计方法，并在浦东新区实现产业化应用。

关键词 公交实时预报;标准化设计;到站预报;太阳能电子站牌

引言

缓解交通拥堵、节约能源和道路资源、倡导绿色低碳出行是城市交通发展的必然选择，大力发展公共交通是改善城市交通出行的一项重要却又十分复杂的工作。公交出行信息服务系统将会显著提高出行便利性，各级交通运输主管部门高度重视，通过多种渠道和途径向出行者提供出行信息服务，取得了一定的成效。但与发达国家相比我国城市公交信息服务平台的建设还不是很完善，目前出行服务工作仍然面临着诸多困难和挑战，特别是在发展智慧公交信息服务的新形势要求下，现有公交出行服务方式和信息服务内容等方面还存在许多问题，主要表现在以下几个方面：①出行者对公交出行信息服务质量的满意度普遍不高;②出行者迫切需要的关键动态信息匮乏;③信息服务范围具有较大的局限性，信息内容更新不及时、不准确、不丰富;④信息资源缺乏有效整合与共享，服务方式单一;⑤服务缺乏创新性和灵活性;⑥信息服务相关标准尚不完善、服务不规范等。

1公交实时预报发展现状

笔者对国内现有公交电子站牌运行情况进行了广泛调研，公交电子站牌在运行过程中出现了各种各样的问题，如存在预报错误、信息准确性偏差是现有公交信息系统或者说是电子站牌普遍存在的问题。绝大多数电子站牌都是不符合现有公交站牌规范，自定义一套显示方式和设施，需要对现有的站牌做大幅改造或在车站增加显示设施来实现，不仅要开挖动土，有些甚至需要改变车站原有位置，移到空间更大，供电更完备的地方。现行的电子站牌基本依靠市电维系，但问题在于，一条公交线路不可能完全在可供市电范围内，对于市电的引线又需要大动土木，对于后续公交车站搬迁，道路拓宽等原因又会影响到已建设的站点，系统运行成本巨大[1]。

鉴于电子站牌供电问题，上海浦东地区和浦西地区分别采用两种方式建设，浦东地区主要采用绿色节能的太阳能作为电子站牌能源供应，以LED指示灯实时显示公交车辆位置，LED指示灯与线路站级一一对应，公交实时预报信息与线路途径信息集成于一体，信息获取非常方便，同时能够保证系统在连续阴雨天及有建筑物或树木轻微遮挡条件下能够保证至少10天正常工作;浦西主要采用电子墨水屏进行公交线路的预报，供电主要依靠定期人工更换电池的方案，需要配套专业的运维团队定期更换，另一方面受电子墨水屏技术限制，显示内容受限，因此公交线路途径信息与公交实时预报信息分散区域和设备显示。

2存在的问题

浦东新区公共交通在适应城镇化发展过程中，填补新开发区域公交空白、新建公交枢纽站启用、解决轨道交通站点周边居民换乘轨交需求和日常的出行需求等方面不断进行线路调整，2018年共计新辟线路15条，调整线路51条，撤线1条;2019年共计新辟线路6条，调整线路44条，撤线10条。大量线路延辟调给公交实时到站预报系统高可靠性和准确性带来了一些问题：

（1）印刷在候车区域的线路信息牌需要大量、及时更换;

（2）由于LED指示灯式公交电子站牌亮灯方式是在线路牌上固定打孔，灯珠孔位和线路站点一一对应。一旦线路变更，需要重新在线路牌上打孔，重新安装对应的led灯带板，费时费力，且存在大量灯带板的浪费[2]。

3标准设计方法

为了适应城市公交线网动态调整需要，本文设计了一种新一代公交电子站牌信息发布方法，成本低廉，具备多辆公交位置显示、公交到站时间预报信息发布功能，能够较低成本和代价适应当前所有城市公交延辟调等公交线网调整、公交途经信息牌与电子站牌同步建设需求。

新一代公交电子站牌信息发布方法包括一套标准化线路牌生成系统（用于自动生成线路灯片）、标准化LED灯带单元、LED灯带控制模块及与控制模块相连的相应站点终端设备、终端设备网络管理平台。标准化线路牌生成系统按照浦东新区线路牌建设规范统一布局和自动生成及印刷。标准化LED灯带将公交电子站牌灯珠间隔按照如下方法进行设计。

（1）线路站点初设或者线路站点变更。

（2）根据线路总站点数及拟显示的灯片长度，计算出站点指示灯（珠）的合适间距，然后根据站点指示灯的合适间距结合灯珠最小间距，计算出合适的间隔灯珠数n，在软件平台上输入间隔灯珠数n并通过网络传递给相应站点终端设备，具体计算公式如下：

其中，A为线路牌站点显示总长，单位为mm;a为该线路站点总数，单位为个;b为相邻灯珠标准间距，标准间距设定为10，单位为mm;n为相邻站点指示灯之间的间隔灯珠数，单位为个，m为灯带余下未使用长度，在公式代表余数，单位为mm。

下面结合图1进行说明，图1中灯片1包括站点信息1.1，用于显示线路包含站点信息;同时还包括站点指示灯光孔1.2，用于显示对应站点的亮灯信息，提醒乘客车辆到站信息。灯光孔是标准化LED灯带的一个孔位，如图2所示，安装部署时位于线路灯片下层，与线路灯片第一个站点1.1保持对齐，按上述公式求解计算出线路站点间对应灯珠间隔。LED灯带板与用于控制灯珠的控制模块相连接，用于接收站点终端设备的指令，控制灯带中相应灯珠的开/关，同时站点终端设备可以接收外界输入的指令，并将其转化为指令信息发送至灯带板控制模块，用于选择指定的灯珠作为站点指示灯。

（3）线路牌自动生成系统根据使用情景选择排列方向，三角站杆时线路信息牌为竖直排列，候车亭时线路信息牌为水平排列。

（4）终端设备网络管理平台发送灯珠间隔指令至站点终端设备，站点终端设备转化为指令信息并传递给控制模块。

（5）控制模块根据指令信息控制相应灯珠的开/关以作为站点指示灯;根据灯珠间距在灯片上设定相对应的站点指示灯光孔，如间隔灯珠数为1，则图2中最上部的第一灯珠为选定的站点指示灯4.1，对应图1中的站点1;第三灯珠为另一选定的站点指示灯，对应图1中的站点2。

（6）根据灯珠间距在灯片上设定相对应的站点指示灯光孔，如图1所述的站点指示灯光孔1.2[3]。

4應用总结

电子站牌在实际应用中水土不服的最大问题是电力供应问题，采用LED指示灯进行站级预报功耗低，借助光伏供电能够维持连续阴雨天气下稳定运行。本文提出标准化实时公交站级预报方法通过灯带板标准化设计和线路灯片标准化设计，通过平台配置即可完成LED指示灯与线路途经站的自动映射，报站不会发生移位。目前，浦东新区公交站牌主要采用亭牌合一及三角站杆式电子站牌，而这两类电子站牌的线路显示分为水平和竖直的，而本实施例针对水平及竖直设置的电子站牌的灯珠均可以采用同样的方法进行标准化设计。

目前上海浦东新区建立公交实时预报信息服务平台在环境自适应性、用户需求高度稳合性、系统开放性和运维高效性等方面逐步形成了电子站牌生态系统。能够根据现场环境进行光伏供电和市电供电的公交预报;线路信息与到站预报信息融合显示与用户需求高度稳合;公众通过扫描线路牌上提供的二维码登录到浦东市民服务云系统，上报当前故障信息或进行评价反馈，让每个人都成为电子站牌系统的监督者;配套提供远程运维移动程序，支持维护、巡检、安装、收藏、任务提醒等多种应用模式，结合GIS地理信息和自动导航实现电压监测、灯珠故障检测、掉线监测等信息化运维手段。

参考文献

[1] 郭征茜.基于物联网技术的上海市智能公共交通系统[J].计算机应用与软件，2017，34（8）：130-135.

[2] 黄槟凌，章杰，程树英.太阳能电子公交站牌设计[J].电子技术设计与应用，2013，40（2）：39-41.

[3] 刘锂，段芃芃.智慧公交系统的研究与应用[J].计算机技术与发展，2019，29（10）：6-10.