馮敏　王穩(wěn)凱　李冰茜　任珂　倪雪莉

摘 要：為了避免公交車在無人上下車的?？空镜牟槐匾？浚矠榱撕喕籓D大數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作，本文基于無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了一套智慧公交?？肯到y(tǒng)。我們利用問卷調(diào)查法對其必要性及功能需求進(jìn)行分析，并通過合理的方案研究提出設(shè)計方案：將一定區(qū)域內(nèi)公交站牌與公交車及交管部門通過無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，乘客通過公交站牌輸入訖點信息，服務(wù)平臺實時傳輸、處理反饋信息，從而實現(xiàn)：（1）公交車司機(jī)提前知道下一站是否需要?？?（2）乘客獲取最優(yōu)的公交推薦，并得到到站提醒;（3）交管部門能很方便地獲取公交出行OD大數(shù)據(jù)，綜合統(tǒng)計各條道路站點客流量數(shù)據(jù)，為公交調(diào)度與路線規(guī)劃提供參考。最后，本文對設(shè)計方案的可行性做了簡單分析并指出了本系統(tǒng)的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：智慧公交?？肯到y(tǒng);公交站牌;無線網(wǎng)絡(luò);OD大數(shù)據(jù)

1 引言

同美國及其他歐盟國家相比，我國的智能交通事業(yè)起步較晚，但綜合我國國情來看，大力發(fā)展智能交通事業(yè)是非常有前景的。在有著13億人口的中國，交通擁擠早已成為了人們?nèi)粘３鲂兴仨毧紤]的問題之一。為響應(yīng)中央關(guān)于節(jié)能減排的各種號召，考慮到軌道交通方式并不適用于所有城市，推行公交優(yōu)先政策有極大的必要性。[1]

劉賓等設(shè)計了由無線傳輸模塊、信息處理模塊以及信息顯示模塊組成， 實現(xiàn)了能夠顯示、反饋實時公交狀態(tài)、位置信息、緊急信息的智能公交站牌顯示系統(tǒng)。[2]在此技術(shù)基礎(chǔ)上，本文主要關(guān)注系統(tǒng)的功能設(shè)計。

通過實際調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)：（1）在客流量稀少的路段或時間段，在某些站點并沒有上下車乘客，但由于司機(jī)不能提前預(yù)知此情況，導(dǎo)致公交車在每一站都需要經(jīng)歷減速?？吭偌铀賳拥倪^程，短途高頻率的加減速會增加能耗并且不利于行車的順暢和安全。（2）公交調(diào)度與線路規(guī)劃的數(shù)據(jù)資料目前主要由乘客上車刷卡提供，即只有起點數(shù)據(jù)，補(bǔ)全訖點數(shù)據(jù)對公交調(diào)度與線路規(guī)劃具有重要意義。

從此類問題入手，本文設(shè)計了一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的智慧公交停靠系統(tǒng)方案。

2 設(shè)計方案調(diào)查分析

2.1 調(diào)查方法

首先，要了解公交乘客的出行需求情況，因此本文設(shè)計了一套“面向乘客的智慧公交停靠系統(tǒng)的調(diào)查”的電子調(diào)查問卷，分為四部分：基本信息情況、問題感知調(diào)查、系統(tǒng)功能吸引程度調(diào)查、改進(jìn)需求調(diào)查。問卷鏈接通過社交網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，最后實際回收502份有效電子調(diào)查問卷，表1是調(diào)查問卷設(shè)計表。

2.2 調(diào)查結(jié)果分析

選取問卷中問題感知調(diào)查、系統(tǒng)功能吸引程度部分中的代表性的問題與結(jié)果如圖1。

對問卷結(jié)果進(jìn)行分析，圖1數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表2所示：整體來說，減少公交車多余?？渴怯斜匾?乘客有預(yù)知最優(yōu)公交選擇的意愿;本系統(tǒng)對乘客有較大的吸引力;目前從公交獲取OD數(shù)據(jù)很不方便，公交出行還不夠智慧，乘客滿意度還不夠高[2]。

3 系統(tǒng)設(shè)計方案研究

隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展以及無線網(wǎng)絡(luò)的大面積覆蓋，本文設(shè)想通過將公交乘客（公交站牌）、區(qū)域內(nèi)所有公交車以及交通運輸管理部門三方互聯(lián)減少公交的不必要?？恳约昂喕籓D大數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作。

3.1 功能定位

簡而言之，本系統(tǒng)以給乘客提供更為智慧化與個性化的出行信息服務(wù)為設(shè)計宗旨，擁有三大基礎(chǔ)功能。第一，減少公交不必要的?？俊５诙槌丝吞峁┳顑?yōu)車輛推薦服務(wù)。獲取公交乘客出行的OD數(shù)據(jù)。

3.2 硬件設(shè)計

3.2.1 停靠站處設(shè)施

如圖2中a所示，每個公交?？空咎幵O(shè)置智能公交站牌，它主要由上方液晶最優(yōu)公交指示屏以及每一站下方目的地按鈕組成。

3.2.2 公交車內(nèi)設(shè)備

如圖2中b所示，在公交車司機(jī)駕駛處設(shè)置一個小型電子顯示屏，實時以紅色顯示線路中需要停靠的?？空?，綠色標(biāo)記無需停靠的?？空尽２⒃O(shè)有語音提示，提示司機(jī)下一站是否需要停靠。同時，可以避免乘客操作有錯使公交不停靠而導(dǎo)致錯過下車。

3.2.3 服務(wù)平臺

如圖2中c所示，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺，實時傳遞、處理、反饋和存儲信息，為乘客匹配最優(yōu)公交，讓司機(jī)實時掌握?？啃畔?，并同時對公交出行OD大數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。

3.3 功能實現(xiàn)流程設(shè)計

項目流程如圖3所示：

例如：

（1）某乘客在?？空咎幍溶嚂r先按下對應(yīng)自己公交線路的目的地的按鈕，如在D站按下對應(yīng)K站的按鈕。為不給后面乘客使用造成干擾，設(shè)置按鈕紅燈亮起后兩秒即滅。

（2）乘車信息實時地傳遞給服務(wù)平臺。服務(wù)平臺根據(jù)對應(yīng)線路上的公交車信息，利用算法選出交通阻抗最小的公交車。將公交車信息通過站牌設(shè)備實時地反饋給乘客，例如此時乘客在最優(yōu)公交顯示屏上看到B12及其到站所需時間。

（3）系統(tǒng)實時地將乘客的上下車信息傳給B12公交車的公交司機(jī)。

（4）公交司機(jī)面前的車載顯示器實時地顯示當(dāng)前更新的下游所有需要?？康恼军c，其中必然包括D與K。

（5）公交司機(jī)在到達(dá)D停靠站前100米處收到關(guān)于前方站臺需要停車的語音提醒。

（6）所有的數(shù)據(jù)都將錄入系統(tǒng)，如起訖點對D-K。

3.4 核心功能軟件設(shè)計

圖4為本系統(tǒng)的軟件界面。

4 設(shè)計方案可行性分析

4.1 系統(tǒng)可靠性分析

對于整個系統(tǒng)而言，在各個環(huán)節(jié)上均有可能出現(xiàn)使系統(tǒng)可靠度降低的因素，影響本系統(tǒng)可靠性的主要因素及對策見表4，通過現(xiàn)有手段可以減少這些影響，使本系統(tǒng)可靠性可以滿足日常應(yīng)用需求。

5 結(jié)論

（1）公交能根據(jù)乘客信息智慧?？勘貙p少資源的浪費，提高乘客公交出行舒適度，進(jìn)而提高城市公交出行率。這有利于達(dá)到推動公交優(yōu)先政策的目的。

（2）公交作為綠色高效的城市交通運輸方式，受到國家和政府的大力扶植，本系統(tǒng)具有出色的實用功能與社會效益，符合時代需求。

（3）人性化智慧化創(chuàng)新化的設(shè)計是行業(yè)的追求目標(biāo)，所以亦很有市場前景。

（4）系統(tǒng)操作簡單，功能實用，易于被接受。我們相信基于互聯(lián)網(wǎng)的智慧公交?？肯到y(tǒng)未來可以推廣于各大中小型城市甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的公交系統(tǒng)。

項目資助：中國博士后科學(xué)基金面上資助項目2018M642790

參考文獻(xiàn)：

[1]方蘭.基于嵌套C/S架構(gòu)的智能公交電子站牌的研究與設(shè)計[D].武漢工程大學(xué)，2013.

[2]劉賓，陳占帥，褚志鵬，任會權(quán).基于GPRS的智能公交站牌顯示系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2014，22（11）：134-136.

[3]王煒，陳學(xué)武.交通規(guī)劃[M].人民交通出版社，2017.

[4]方加寶，夏天，劉欣，梁曉成.智能公交系統(tǒng)中電子站牌的研究[J].中國儀器儀表，2006（10）：73-75.