童 偉

(?？诮?jīng)濟(jì)學(xué)院騰競(jìng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院,海南 ?？?570127)

0 引言

本研究設(shè)計(jì)是在國(guó)家和行業(yè)的車(chē)載終端的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,基于現(xiàn)代化城市建設(shè)規(guī)范方案中新一輪信息化和智慧城市建設(shè)的需求,升級(jí)原有的公交企業(yè)車(chē)載終端標(biāo)準(zhǔn)。升級(jí)的調(diào)度終端和原有的城市智能調(diào)度系統(tǒng)兼容,使運(yùn)營(yíng)公司可以根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同的供應(yīng)商進(jìn)行篩選,避免了單一供貨商的壟斷地位,促進(jìn)了車(chē)載設(shè)備的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和功能優(yōu)選。實(shí)現(xiàn)了車(chē)載協(xié)議統(tǒng)一、信息設(shè)備報(bào)修統(tǒng)一,高標(biāo)準(zhǔn)要求的車(chē)載設(shè)備,為電子路單采集、智能調(diào)度、到站預(yù)報(bào)提供了有力的技術(shù)支撐[1]。

1 通智能營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)框

智能營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)可由感知層、中心平臺(tái)、應(yīng)用層和接入層構(gòu)成。

感知層通過(guò)車(chē)載信息系統(tǒng)、RFID、DVR、POS機(jī)等基本設(shè)備實(shí)現(xiàn)車(chē)輛位置數(shù)據(jù)、班次數(shù)據(jù)、客流數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集。

中心平臺(tái)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控、認(rèn)證服務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換系統(tǒng),為巴士智能營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的支撐。

應(yīng)用層包括營(yíng)運(yùn)資源、自動(dòng)排班系統(tǒng)、智能調(diào)度系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)、電子路單、營(yíng)運(yùn)報(bào)表系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)修平臺(tái)系統(tǒng)、供應(yīng)保障系統(tǒng)、線網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)、客流分析系統(tǒng)和到站預(yù)報(bào)系統(tǒng),覆蓋了公交營(yíng)運(yùn)的計(jì)劃排班、實(shí)時(shí)調(diào)度、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、信息服務(wù)等所有方面。

接入層包括與面向運(yùn)營(yíng)公司和分公司層面的站點(diǎn)調(diào)度室,集中調(diào)度中心的數(shù)據(jù)交互;與面向政府監(jiān)管的監(jiān)管數(shù)據(jù)交互;以及面向公眾服務(wù)的基于電子站牌/候車(chē)亭、手機(jī)App的到站預(yù)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交互[2]。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 智能車(chē)載信息系統(tǒng)功能

設(shè)計(jì)包括:定位及輔助定位、移動(dòng)無(wú)線通信、WiFi無(wú)線通信、車(chē)輛調(diào)度、錄像功能、自動(dòng)報(bào)站及服務(wù)用語(yǔ)播報(bào)、走字屏報(bào)站信息顯示、客流及營(yíng)收數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)自檢與狀態(tài)顯示、CAN總線接口、司機(jī)顯示屏、司機(jī)專(zhuān)用鍵盤(pán)、報(bào)警提示。

2.2 定位方式

設(shè)計(jì)車(chē)載信息系統(tǒng)支持GPS/北斗/LBS/WiFi等多種定位方式,實(shí)現(xiàn)公交線路班次公里自動(dòng)采集,能自動(dòng)生成班次公里數(shù)據(jù)。通過(guò)記錄GPS/LBS進(jìn)入或離開(kāi)線路圍欄、起訖站圍欄以及過(guò)境站圍欄并被WiFi讀入,判定班次的開(kāi)始和結(jié)束,精確計(jì)算班次,支持自動(dòng)識(shí)別全程班次、區(qū)間班次等不同班次形式。

2.3 RFID讀寫(xiě)基站自組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)檢測(cè)區(qū)域的覆蓋

公交車(chē)電子標(biāo)簽安裝在公交運(yùn)營(yíng)車(chē)輛上,每輛公交車(chē)上都安裝行業(yè)統(tǒng)一發(fā)放的RFID電子標(biāo)簽。采取專(zhuān)線或GPRS/CDMA/4G/5G通訊方式,無(wú)線通信選用與一體化車(chē)載終端的無(wú)線通信方式不一樣的運(yùn)營(yíng)商。RFID檢測(cè)的車(chē)輛進(jìn)出站時(shí)間傳送到城市公交集團(tuán)中心機(jī)房的接入路由,GPS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過(guò)Socket方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā),行業(yè)管理部門(mén)和公交企業(yè)同時(shí)獲得RFID檢測(cè)的原始數(shù)據(jù),行業(yè)用于監(jiān)管考核,公交企業(yè)用于調(diào)度管理、公交信息服務(wù)以及面向其他公交企業(yè)的數(shù)據(jù)交換。

通過(guò)設(shè)計(jì)和搭建車(chē)載信息系統(tǒng),如圖1所示,系統(tǒng)包含:定位及輔助定位、移動(dòng)無(wú)線通信、WiFi無(wú)線通信、車(chē)輛調(diào)度、錄像功能、自動(dòng)報(bào)站及服務(wù)用語(yǔ)播報(bào)、走字屏報(bào)站信息顯示、客流及營(yíng)收數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)自檢與狀態(tài)顯示、CAN總線接口、司機(jī)顯示屏、司機(jī)專(zhuān)用鍵盤(pán)、報(bào)警提示。在信息化建設(shè)示范工程中,提出可實(shí)施的自貿(mào)港?？诠还镜囊惑w化車(chē)載信息系統(tǒng)的全覆蓋方案[3]。

圖1 智能車(chē)載信息營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 設(shè)計(jì)方法

3.1 搭建和設(shè)計(jì)車(chē)載信息系統(tǒng)

通過(guò)搭建和設(shè)計(jì)車(chē)載信息系統(tǒng),采用電子路單對(duì)公交運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集,從調(diào)度員靠人工記錄的手工路單到計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄的電子路單是一個(gè)質(zhì)的飛躍,數(shù)據(jù)的及時(shí)性、真實(shí)性、準(zhǔn)確性得到了充分的保證。如果電子路單能夠采集80%以上,使用RFID定點(diǎn)信號(hào)和GPS/北斗定時(shí)信號(hào)趨勢(shì)并行計(jì)算,GPS/北斗定時(shí)信號(hào)為主,RFID進(jìn)行補(bǔ)充穩(wěn)定采集電子路單,電子路單可以準(zhǔn)確地替代人工路單,可以作為政府部門(mén)審計(jì)的依據(jù)[4]。

電子路單的采用減少了人工操作的工作量,同時(shí)通過(guò)GPS/北斗定位系統(tǒng)精確采集公交車(chē)輛的進(jìn)出站信息、公交車(chē)輛的行駛里程以及油耗信息等,實(shí)現(xiàn)了公交運(yùn)營(yíng)信息的自動(dòng)采集,為運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析與行業(yè)監(jiān)管提供了有力的支撐。

3.2 設(shè)計(jì)多源數(shù)據(jù)源的自動(dòng)采集

通過(guò)設(shè)計(jì)多源數(shù)據(jù)源的自動(dòng)采集,當(dāng)車(chē)載設(shè)備故障出現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)丟失,定位不準(zhǔn)的時(shí)候,會(huì)導(dǎo)致電子路單數(shù)據(jù)的丟失與不準(zhǔn)確。所以城市公交系統(tǒng)可以對(duì)實(shí)時(shí)采集的電子路單進(jìn)行人工修正,并記錄每次的修正記錄。為了保證數(shù)據(jù)的有效性,電子路單的修改只能改3天內(nèi)的數(shù)據(jù),超過(guò)時(shí)限將不能再修改[5]。

3.3 基于DVB-T數(shù)字廣播技術(shù)模式

基于DVB-T數(shù)字廣播技術(shù)公交信息服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),通過(guò)無(wú)線傳輸,由公交電子站牌上內(nèi)置的數(shù)字機(jī)頂盒(DVB-T廣播數(shù)據(jù)接收終端)接收前端系統(tǒng)發(fā)送的電子站牌顯示信息。并通過(guò)總控電路在LED 顯示屏上顯示車(chē)輛位置信息,通過(guò)串行LED 顯示車(chē)輛實(shí)際路線和到站時(shí)間預(yù)報(bào)信息。同時(shí)通過(guò)DVB-T電子站牌上的LED顯示屏幕可以發(fā)布時(shí)事新聞和政務(wù)信息,實(shí)現(xiàn)政府與市民之間信息溝通渠道的有效暢通。

DVB-T公交信息發(fā)布技術(shù)是采用群發(fā)方案,因此對(duì)于所有電子站牌接收機(jī)而言是同時(shí)接收到一個(gè)大的數(shù)據(jù)包。根據(jù)內(nèi)部的地址字段來(lái)得到其所需內(nèi)容,所有站牌信息更新是同一時(shí)間完成的。DVB-T系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸需求來(lái)分配帶寬,在本項(xiàng)目中其傳輸帶寬可以達(dá)到1 Mbps以上。同時(shí)DVB-T所分配給每個(gè)業(yè)務(wù)的帶寬是可以恒定的,同時(shí)只有該指定業(yè)務(wù)可以使用該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬資源,不與任何業(yè)務(wù)共享帶寬資源,保證了在大數(shù)據(jù)流量傳輸條件下傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性,如圖2所示。

圖2 基于DVB-T(數(shù)字廣播)實(shí)時(shí)公交信息發(fā)布

3.4 DVR視頻監(jiān)控

系統(tǒng)整合公交車(chē)輛上安裝的DVR視頻設(shè)備,對(duì)車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,支持多畫(huà)面以浮動(dòng)窗口方式同時(shí)顯示,并支持視屏畫(huà)面截圖,錄制,自動(dòng)保存錄制信息。

3.5 基于手機(jī)App的動(dòng)態(tài)信息服務(wù)

智能車(chē)載信息擬實(shí)現(xiàn)與城市交通委信息中心信息交換,將公交到站信息依據(jù)城市地方標(biāo)準(zhǔn)《公共汽(電)車(chē)動(dòng)態(tài)信息發(fā)布服務(wù)數(shù)據(jù)交換與接口規(guī)范》實(shí)時(shí)上傳至城交通委信息中心。

借助官方“城市公交”手機(jī)App發(fā)布到站信息預(yù)報(bào),擬覆蓋城市全部公交線路。同時(shí)還提供“城市發(fā)布”微信公眾號(hào),發(fā)布城市公交實(shí)時(shí)到站信息,包括距離當(dāng)前站點(diǎn)的站級(jí)數(shù)與預(yù)計(jì)到站時(shí)間信息[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)公交信息發(fā)布手段單一,主要通過(guò)公交站牌發(fā)布公交服務(wù)信息,無(wú)法滿足乘客多樣化的公交信息服務(wù)需求。同時(shí)乘客在出行前、出行中以及出行后的不同階段對(duì)公交信息服務(wù)需求有較大的差異,所以乘客對(duì)不同的模式的公交信息發(fā)布有較大的需求。本文研究基于公交站點(diǎn)的動(dòng)態(tài)信息服務(wù),為市民提供了多種方式的到站時(shí)間預(yù)報(bào)服務(wù),如:公交電子站牌、手機(jī)App、微信公眾號(hào)等信息發(fā)布手段。

通過(guò)設(shè)計(jì)能夠?qū)崟r(shí)發(fā)布車(chē)輛預(yù)計(jì)到達(dá)信息,在城市公交站點(diǎn)設(shè)置二維碼標(biāo)識(shí),實(shí)現(xiàn)手機(jī)掃描即可知曉該站點(diǎn)經(jīng)停公交車(chē)的信息。公交到站預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)會(huì)15 s鐘刷新一次,如果預(yù)報(bào)時(shí)間誤差超過(guò)2 min,信息會(huì)自動(dòng)更新。公交到站時(shí)間預(yù)報(bào)融合了實(shí)時(shí)車(chē)輛位置信息、實(shí)時(shí)道路交通狀態(tài)信息,以及公交線路的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),進(jìn)行到站時(shí)間的預(yù)測(cè)。結(jié)合車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置與車(chē)速,實(shí)時(shí)道路信息,以及歷史公交運(yùn)營(yíng)和道路狀態(tài)數(shù)據(jù),通過(guò)公交大數(shù)據(jù)和自我修正的預(yù)測(cè)算法,為乘客提供到站時(shí)間預(yù)測(cè)服務(wù),也是實(shí)現(xiàn)難度最大,最貼近乘客需求最直觀的服務(wù)模式。