□王維 周密 鄧鑫峰 李龍匡 代廳

機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)研究

□王維 周密 鄧鑫峰 李龍匡 代廳

出租車聯(lián)尋；機(jī)場(chǎng)；車輛呼叫系統(tǒng)；首都機(jī)場(chǎng)

隨著科學(xué)水平的不斷提高，當(dāng)今電召出租車技術(shù)（即通過(guò)電話、網(wǎng)上、路邊呼叫裝置、人群密集處的呼叫終端等方式呼叫出租車）已經(jīng)發(fā)展得比較完善。但是，現(xiàn)存的“召車”技術(shù)絕大部分為個(gè)人或單獨(dú)群體的自主呼叫，而在人群密集處設(shè)計(jì)出租車的聯(lián)尋系統(tǒng)，旨在為目的地相同或相似以及多目的地位于同一優(yōu)化路線上的乘客們找尋到彼此的“伴侶”。

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)總體由路邊終端裝置、運(yùn)行控制中心和調(diào)度終端裝置組成，共同作用而實(shí)現(xiàn)出租車的聯(lián)尋功能。機(jī)場(chǎng)航站樓出口處依出租車站臺(tái)設(shè)置路邊終端裝置，在出租車等候區(qū)的前端設(shè)置調(diào)度終端裝置，運(yùn)行控制中心可據(jù)情況設(shè)置在該機(jī)場(chǎng)航站樓內(nèi)。三者有機(jī)結(jié)合，共同實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。乘客可在航站樓出口處的路邊終端裝置呼叫車輛，而調(diào)度終端裝置在實(shí)時(shí)記錄出租車等候區(qū)最前排的車輛信息，由運(yùn)行控制中心做好“人車匹配”后將信息分別下發(fā)給乘客們與司機(jī)。呼叫成功的乘客只需在原地等待目標(biāo)車輛的到來(lái)。

2.各子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由車輛呼叫子系統(tǒng)、智能計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)、信息輸出子系統(tǒng)和預(yù)防惡意行為子系統(tǒng)組成。

（1）車輛呼叫子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)是機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)的核心，其主要功能是為需要結(jié)伴同行的乘客提供聯(lián)尋呼叫平臺(tái)。為實(shí)現(xiàn)出租車聯(lián)尋功能，乘客可在路邊終端裝置輸入乘客人數(shù)及目的地信息，然后進(jìn)行車輛呼叫。當(dāng)運(yùn)行控制中心接收到來(lái)自多個(gè)路邊裝置的呼叫信號(hào)后，會(huì)依照內(nèi)部程序以雙方利益最大化為目的將乘客信息進(jìn)行優(yōu)化組合，沒(méi)有搭配成功的乘客信息將繼續(xù)搜索直到規(guī)定時(shí)間的上限為止。若配對(duì)成功，將向路邊終端裝置尋求已搭配成功的乘客們的反饋確認(rèn)信號(hào)；若配對(duì)失敗，則向路邊終端裝置發(fā)出呼叫失敗信號(hào)。一旦運(yùn)控中心接收到一組完整的反饋信號(hào)，便將其與已錄入數(shù)據(jù)庫(kù)的等待車輛的車牌信息進(jìn)行匹配，最后將車輛信息與乘客信息分別發(fā)送至路邊終端裝置和調(diào)度終端裝置（車輛信息主要是匹配車輛的車牌號(hào)碼；乘客信息主要是乘客的呼叫序號(hào)、人數(shù)及目的地）。

（2）智能計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該子系統(tǒng)的主要功能是為乘客們制定最優(yōu)的“結(jié)伴”乘車方案并確定各自的優(yōu)惠折扣。此系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立單元存在于運(yùn)行控制中心內(nèi)，主要體現(xiàn)為一個(gè)最優(yōu)化的計(jì)算過(guò)程。首先，程序?qū)⒆x取已接收的乘客信息（乘客人數(shù)和目的地）顯示在電子地圖上，通過(guò)路程可能性的程序代碼配對(duì)合適乘客；然后使用費(fèi)用函數(shù)進(jìn)行篩選，從中選出最優(yōu)配對(duì)方案。

（3）信息輸出子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)的主要功能是為使用者打印出所需信息。其主要包含3個(gè)打印出口，其中2個(gè)設(shè)置在路邊終端裝置，另外1個(gè)設(shè)置在調(diào)度終端裝置。

第1個(gè)打印出口的打印內(nèi)容為乘客的排隊(duì)序號(hào)信息，每張序號(hào)單上還含有一個(gè)二維碼圖形，其格式如A018，表示A號(hào)路邊裝置等候的第18號(hào)乘客。第2個(gè)打印出口的打印內(nèi)容為車輛信息（由乘客于成功呼叫時(shí)在路邊終端裝置處領(lǐng)?。?，每張車輛信息單上包含乘客的排隊(duì)序號(hào)和目標(biāo)車輛車牌號(hào)，乘客憑此信息單在原地等候?qū)?yīng)車輛的到來(lái)，可方便雙方的互相確認(rèn)。第3個(gè)打印出口的打印內(nèi)容為乘客的詳細(xì)信息。

（4）預(yù)防惡意行為子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立單元安裝在路邊終端裝置處，主要是針對(duì)一些道德低下的市民和某些突發(fā)事件而設(shè)計(jì)的，其功能是防止司機(jī)的利益遭受損害。系統(tǒng)設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單方便，乘客僅需將1元的紙幣放入投幣口便可啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行車輛呼叫。當(dāng)車輛呼叫成功后，可將乘客排隊(duì)序號(hào)單（其中的二維碼圖形）放入識(shí)別處啟動(dòng)系統(tǒng)來(lái)確認(rèn)呼叫信息，乘客可以一同取到之前投入的紙幣和車輛信息單。

二、系統(tǒng)硬軟件的初步設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)的硬件初步設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件的初步設(shè)計(jì)主要是針對(duì)路邊終端裝置和調(diào)度終端裝置，它們的硬件結(jié)構(gòu)相似，主要包括控制模塊和收發(fā)模塊。而運(yùn)行控制中心的硬件部分較簡(jiǎn)單，可視為一套齊全的計(jì)算機(jī)設(shè)備。

路邊終端裝置主要為2臺(tái)背對(duì)立式平板顯示器，第1臺(tái)顯示器（用于出租車起始呼叫）的硬件主要由電源模塊、控制模塊（單片機(jī)AT89S52）、收發(fā)模塊（射頻芯片CC2500）、觸屏顯示器、紙幣識(shí)別電路、打印電路和外部RAM等組成。其中，控制單元選用的是51系列的單片機(jī)AT89S52。該單片機(jī)功耗低、性能高，擁有靈巧的8位CPU，用于負(fù)責(zé)控制收發(fā)模塊發(fā)送信息、接收信息，以及把獲得的信息及時(shí)地反饋給乘客。收發(fā)模塊選用的是CC2500射頻芯片，該芯片是一種低成本真正單片的2.4GHz收發(fā)器，傳輸距離可超過(guò)1公里，負(fù)責(zé)信息通信。該顯示器的操作頁(yè)面的一級(jí)頁(yè)面需要操作者選擇乘客人數(shù)信息后方可進(jìn)入二級(jí)操作頁(yè)面——目的地的選擇：操作者可手動(dòng)縮放屏幕上的市區(qū)地圖，或通過(guò)選擇區(qū)名和路面來(lái)縮放地圖，找到目標(biāo)后即可將目的地標(biāo)簽拖至此處，然后會(huì)彈出一個(gè)信息確認(rèn)的對(duì)話框供操作者進(jìn)行選擇，確認(rèn)后便呼叫成功并且會(huì)提醒乘客在打印出口去取自己的排隊(duì)號(hào)碼牌。

路邊終端裝置第2臺(tái)顯示器（用于確認(rèn)反饋信息）的硬件組成與前者基本相似，在除去紙幣識(shí)別電路的基礎(chǔ)上增加了條碼識(shí)別電路和音響電路。該顯示屏幕上最多同時(shí)顯示8名乘客的聯(lián)尋結(jié)果，等待乘客人數(shù)一旦到達(dá)第2臺(tái)顯示器的上限，第1臺(tái)顯示器便暫停接受新乘客的呼叫。一旦有乘客聯(lián)尋成功便會(huì)顯示在屏幕上并且有語(yǔ)音提示該乘客的排隊(duì)序號(hào)，該乘客只需將排隊(duì)號(hào)碼牌放入條碼識(shí)別口便可在屏幕上屬于自己的板塊確認(rèn)反饋信息。若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未成功匹配則默認(rèn)為聯(lián)尋失敗，此時(shí)可選擇取消呼叫或繼續(xù)呼叫，其他操作同上。

調(diào)度終端裝置的硬件組成與路邊裝置基本相似，只是在除去紙幣識(shí)別電路和觸屏顯示器的基礎(chǔ)上增加了響鈴電路、攝像頭電路和按鈕電路。該裝置的攝像頭在實(shí)時(shí)記錄出租車等候區(qū)最前排的車輛信息并傳送至控制中心，一旦有乘客聯(lián)尋成功，裝置上會(huì)有紅色指示燈閃爍和語(yǔ)音提示，司機(jī)此時(shí)便可通過(guò)按下裝置上面的按鈕以打印目標(biāo)乘客們的詳細(xì)信息。

2.系統(tǒng)的軟件初步設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要針對(duì)車輛呼叫子系統(tǒng)和智能計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)，而設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于對(duì)射頻芯片CC2500的控制，使其完成系統(tǒng)內(nèi)部的通信，軟件控制的實(shí)現(xiàn)都是通過(guò)單片機(jī)AT89S52完成的。通信的數(shù)據(jù)包格幀頭、目的地址、數(shù)據(jù)和CRC校驗(yàn)。

（1）車輛呼叫子系統(tǒng)的軟件初步設(shè)計(jì)。該子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要涉及到路邊終端裝置、調(diào)度終端裝置和控制中心。其中調(diào)度終端裝置和控制中心的程序流程設(shè)計(jì)如圖1所示。

（2）智能計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)的軟件初步設(shè)計(jì)。該子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)遵循“少數(shù)服從多數(shù)”和“先來(lái)后到”的最優(yōu)化原則?！吧贁?shù)服從多數(shù)”原則指的是一旦有乘客信息輸入（假如乘客為1人），首先與已存在的人數(shù)最多的（假如為3人）路線方案進(jìn)行匹配，若匹配不成功再與已存在的人數(shù)較少的路線方案（假如為2人）進(jìn)行匹配，以此類推?！跋葋?lái)后到”原則指的是假如新輸入的B乘客與已存在的A乘客匹配成功，即使緊隨后到的C乘客單獨(dú)與已存在的A乘客匹配能夠使利益進(jìn)一步最大化也不考慮此方案，只能將其與已存在的A和B乘客方案或其他方案進(jìn)行匹配來(lái)進(jìn)行最優(yōu)化搜尋。簡(jiǎn)而言之，已存在的各種路線方案只能添加乘客信息而不能更改方案中原有乘客信息。

三、基于首都機(jī)場(chǎng)的系統(tǒng)應(yīng)用研究

1.系統(tǒng)布局規(guī)劃研究

首都機(jī)場(chǎng)共有3個(gè)航站樓，由于2號(hào)站樓的服務(wù)功能主要面向于國(guó)內(nèi)到達(dá)以及其他方面的影響因素，筆者選擇2號(hào)航站樓為研究對(duì)象。

T2航站樓的1樓為到達(dá)層，包括國(guó)內(nèi)到達(dá)和國(guó)際到達(dá)，其中以國(guó)內(nèi)到達(dá)為主。該層共有8個(gè)出口通道。出口外由近到遠(yuǎn)依次相鄰：一條兩車道且方向?yàn)樽阅舷虮钡膯蜗蜍嚨?，主要供機(jī)場(chǎng)巴士的接送；一條隔離帶，乘坐出租車的乘客可在此區(qū)排隊(duì)等待；一條三車道且方向也為自南向北的單向車道，主要供出租車載客；T2航站樓停車場(chǎng)。依此布局，機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)的路邊終端裝置可并排設(shè)置在隔離帶中央，調(diào)度終端裝置可設(shè)置在出租車等候區(qū)的最前端停車線處，而運(yùn)行控制中心則可設(shè)置在T2航站樓內(nèi)辦公處。

2.首都機(jī)場(chǎng)客流量數(shù)據(jù)調(diào)查

首都機(jī)場(chǎng)T2航站樓到達(dá)層可供旅客選擇的交通工具主要包括：機(jī)場(chǎng)巴士、機(jī)場(chǎng)專線（地鐵）、出租車、空港巴士、擺渡車和私家車?？紤]到人力和物力等因素，最終客流量數(shù)據(jù)調(diào)查主要記錄高峰小時(shí)國(guó)內(nèi)到達(dá)旅客到達(dá)人數(shù)、國(guó)際到達(dá)旅客人數(shù)、乘坐出租車人數(shù)、乘坐機(jī)場(chǎng)巴士人數(shù)和乘坐機(jī)場(chǎng)專線人數(shù)（見表1所列）。

在一定程度上客流量的模型可近似看做車流量模型，因此，在進(jìn)行客流量調(diào)查時(shí)也引用高峰小時(shí)系數(shù)這一概念，此處高峰小時(shí)系數(shù)為10秒，即每隔10秒進(jìn)行一次數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。本次調(diào)查選擇于晚高峰時(shí)進(jìn)行，調(diào)查數(shù)據(jù)見表2所列。

3.系統(tǒng)可行性分析

基于以上調(diào)查數(shù)據(jù)，針對(duì)機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)的可行性分析主要為市場(chǎng)分析。在調(diào)查中調(diào)查員發(fā)現(xiàn)有將近一半的旅客有私家車接送，因此總?cè)藬?shù)的一半即為選擇公共交通工具的總?cè)藬?shù)。人數(shù)排在第二的交通方式為機(jī)場(chǎng)巴士。機(jī)場(chǎng)巴士包括市內(nèi)巴士和省際巴士，這里主要考慮市內(nèi)巴士。首都機(jī)場(chǎng)的市內(nèi)巴士共有11條不同線路，其根據(jù)站點(diǎn)設(shè)置實(shí)行階梯票價(jià)，共分4檔。據(jù)調(diào)查，目的地屬于21元檔的旅客人數(shù)最多。因此，可以認(rèn)為機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)的設(shè)立會(huì)使部分選擇機(jī)場(chǎng)巴士的乘客改選“合伙搭乘”出租車。人數(shù)排在第三的機(jī)場(chǎng)專線票價(jià)為統(tǒng)一價(jià)25元/人，對(duì)于部分中等距離的乘客，機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)同樣也有著強(qiáng)大的誘惑力。

表1 T2航站樓到達(dá)人數(shù)調(diào)查表/人

表2 主要公共交通方式乘客人數(shù)調(diào)查表/人

綜上所述，若在首都機(jī)場(chǎng)T2航站樓設(shè)立機(jī)場(chǎng)出租車聯(lián)尋系統(tǒng)，在一定程度上能夠大大吸引目的地距離機(jī)場(chǎng)為中等距離的旅客，設(shè)備的未來(lái)使用人數(shù)將不會(huì)成為推行該系統(tǒng)的一大難題，具有較樂(lè)觀的可行性。

（作者單位：中國(guó)民航大學(xué)）

10.3963/j.issn.1006-8864.2014.10.023

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