摘 要：本文研究了GPS非智能車載終端如何將定位信息識別為公交車輛實時到離站信息的算法，實現(xiàn)后臺核心報站功能，以及基于GPS非智能車載終端掌上公交系統(tǒng)的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：公交系統(tǒng)；GPS；非智能車載終端

中圖分類號：TP399

眾所周知，智能公交管理系統(tǒng)、掌上公交系統(tǒng)、電子站牌系統(tǒng)等，這些公交行業(yè)的熱門信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源離不開公交車輛的定位信息、實時到、離站信息。這些信息來自于安裝在公交車上的GPS智能車載終端設(shè)備。當下市場主打的GPS智能車載終端設(shè)備都具備提供以上信息的能力且實現(xiàn)智能語音報站并上傳到離站信息。

掌上公交，用一句話來概述，就是：“手機上的實時公交電子站牌”。用戶使用手機即可查詢到要乘坐的公交車的實時位置、實時到站、實時離站等信息，通過項目的實際運營數(shù)據(jù)分析，該業(yè)務得到了廣大市民的喜愛，已經(jīng)在一定程度上改變了大量市民的日常出行體驗，也實實在在地為數(shù)字城市深入市民生活，以及為城市智能交通建設(shè)起到了添磚加瓦的作用；

鑒于保護前期投資，舊物利用的原則，如何實現(xiàn)基于早期GPS非智能化設(shè)備來實現(xiàn)先進的掌上公交系統(tǒng)，既有技術(shù)、學術(shù)研究的意義，同時也具有社會效益及經(jīng)濟效益。

1 背景分析

隨著國家大力倡導節(jié)約消費、低碳經(jīng)濟、綠色出行等新理念，無線城市、綠色公共交通成了各個城市政府、移動運營商努力發(fā)展的方向。政府也一直鼓勵市民少開私家車，多乘坐公共交通工具出行，因此，如何提升城市的公共交通服務水平，作到真正的人性化、個性化公共交通，成了各方思考的主要問題之一；同時，隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以及手機的普及，使得使用手機這種及時性、便攜性、個性化都很強的工具來提升市民的日常出行體驗成為可能。

掌上公交結(jié)合“移動互聯(lián)、綠色出行”理念，目標是建設(shè)公交實時位置信息接入平臺，用戶可以通過自己的手機，隨時隨地查詢本市各公交車輛的：實時位置信息、實時到離站信息等，方便用戶適時安排自己的乘車計劃。同時，該系統(tǒng)也符合打造城市智能交通系統(tǒng)（ITS）的發(fā)展思路，并作為城市智能交通的有力補充。

（1）掌上公交的實施將推動數(shù)字城市建設(shè)，進一步使得數(shù)字城市更貼近民生，貼近大眾；從技術(shù)層面上看，掌上公交適用于2G、3G通信制式，終端手機的機型選擇可支持市面上各種操作系統(tǒng)的高、中、低端手機，普及率高、適應面廣；（2）對公交企業(yè)而言，可將智能公交系統(tǒng)從管理手段延伸到服務上，提高智能系統(tǒng)的使用率，讓市民進一步感受到公交信息化帶來的好處充分發(fā)揮智能公交的作用；提升公交服務的科技含量及用戶體驗，擴大服務范圍，樹立良好的公交形象；（3）掌上公交對市民而言，讓市民隨時隨地掌握公交車輛的實時信息，為市民的出行帶來極大的方便。

2 整體系統(tǒng)概述

2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（1）實時數(shù)據(jù)采集服務器接收前置機發(fā)送過來的實時原始數(shù)據(jù)，并對其進行實時解析、處理、匹配等；同時將采集處理后的實時數(shù)據(jù)進行二次轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換為MyBus系統(tǒng)標準格式），并實時發(fā)送到用戶訪問服務器；（2）訪問服務器負責接入手機用戶的訪問，及控制對地圖數(shù)據(jù)、公交實時及靜態(tài)數(shù)據(jù)的訪問等；（3）數(shù)據(jù)庫服務器保存并管理公交各種靜態(tài)數(shù)據(jù)，如：線路、站點、上下行對應數(shù)據(jù)等，同時保存用戶訪問記錄、及其它管理性質(zhì)的數(shù)據(jù)等。

2.2 原理概述。由采集服務器先進行系統(tǒng)端的智能化預處理，形成常規(guī)智能公交的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元素，然后由采集服務器進行二次解析之后，形成掌上公交專用的標準協(xié)議格式數(shù)據(jù)，再由采集服務器傳送給用戶訪問服務器中的實時存儲服務器存儲進行Map映像存儲，以提供給用戶高速訪問；該方式中，前置機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并沒有智能化公交所應該具有的各種數(shù)據(jù)元素，而只有GPS經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，大量的預處理工作都需要在采集服務器中進行，包括：報站、離站、上下行分析、數(shù)據(jù)配對、狀態(tài)保存等。

3 核心算法研究

3.1 目標：對于非智能化車載終端，由于其不是智能化報站設(shè)備，必須要后臺承擔智能化報站處理工作，即輸入：車輛ID號及經(jīng)緯度，輸出如下相關(guān)報站信息：車輛編號、經(jīng)緯度、上下行（1為上行、2為下行）、離開或到達的站點編號（從1開始）、到離站狀態(tài)（0在站內(nèi)、1離開站點、2行進中）、線路編號。

3.2 算法實現(xiàn)：由于輸入只有車輛ID號及經(jīng)緯度，要實現(xiàn)后臺報站，后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中必須要具備如下信息元素：車輛ID號與線路對照表、線路經(jīng)緯度坐標數(shù)據(jù)、線路早晚班排班表等；公交車輛在正常行駛、進出站時，后臺系統(tǒng)通過如下圖所示流程的算法，結(jié)合靜態(tài)站點數(shù)據(jù)、排班表等，實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)與靜態(tài)數(shù)據(jù)的自動匹配，從而實現(xiàn)后臺報站功能，如：車輛進站前50米（可設(shè)置）會有進站狀態(tài)記錄、出站50米（可設(shè)置）后也有相應的狀態(tài)記錄等；這些到離站的狀態(tài)信息，將作為其它后續(xù)一系列的自動計算、車輛狀態(tài)等的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，進而實現(xiàn)比如：車輛是否正?？空尽⑹欠裨谝?guī)定線路上運行、以及作為掌上公交的前置數(shù)據(jù)來源等等；

值得注意的是：第一次接收到的實時經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，是沒有方向的，就是說此時不知道該車的行進方向，首要的任務是計算出其形式方向，對于第一接收到的數(shù)據(jù)包，應該存儲于內(nèi)存中，以車輛ID號做為唯一索引標志；第二次接收到同樣ID號的包時，通過其所靠近的站點序號及所在線路方向，獲得其行駛方向；一般而言，第二個站點前是不能確認車輛行駛方向的；

獲得行駛方向后，車輛到達離開站點序號、或正常行進狀態(tài)即可比較容易地獲得，獲得狀態(tài)的數(shù)據(jù)先是存在內(nèi)容中，再轉(zhuǎn)發(fā)給掌上公交后臺系統(tǒng)，這樣手機便能夠訪問到實時報站數(shù)據(jù)。

參考文獻：

[1]林綠洲，王力超，陸起涌.基于GPS與GPRS的公交智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].儀器儀表學報，2006（12）.

作者單位：同濟大學，上海 200092