机场出租车联寻系统研究

□王维 周密 邓鑫峰 李龙匡 代厅

机场出租车联寻系统研究

□王维 周密 邓鑫峰 李龙匡 代厅

出租车联寻；机场；车辆呼叫系统；首都机场

随着科学水平的不断提高，当今电召出租车技术（即通过电话、网上、路边呼叫装置、人群密集处的呼叫终端等方式呼叫出租车）已经发展得比较完善。但是，现存的“召车”技术绝大部分为个人或单独群体的自主呼叫，而在人群密集处设计出租车的联寻系统，旨在为目的地相同或相似以及多目的地位于同一优化路线上的乘客们找寻到彼此的“伴侣”。

一、系统结构和功能设计

1.系统总体框架设计

机场出租车联寻系统总体由路边终端装置、运行控制中心和调度终端装置组成，共同作用而实现出租车的联寻功能。机场航站楼出口处依出租车站台设置路边终端装置，在出租车等候区的前端设置调度终端装置，运行控制中心可据情况设置在该机场航站楼内。三者有机结合，共同实现各项功能。乘客可在航站楼出口处的路边终端装置呼叫车辆，而调度终端装置在实时记录出租车等候区最前排的车辆信息，由运行控制中心做好“人车匹配”后将信息分别下发给乘客们与司机。呼叫成功的乘客只需在原地等待目标车辆的到来。

2.各子系统功能设计

该系统由车辆呼叫子系统、智能计费子系统、信息输出子系统和预防恶意行为子系统组成。

（1）车辆呼叫子系统设计。本系统是机场出租车联寻系统的核心，其主要功能是为需要结伴同行的乘客提供联寻呼叫平台。为实现出租车联寻功能，乘客可在路边终端装置输入乘客人数及目的地信息，然后进行车辆呼叫。当运行控制中心接收到来自多个路边装置的呼叫信号后，会依照内部程序以双方利益最大化为目的将乘客信息进行优化组合，没有搭配成功的乘客信息将继续搜索直到规定时间的上限为止。若配对成功，将向路边终端装置寻求已搭配成功的乘客们的反馈确认信号；若配对失败，则向路边终端装置发出呼叫失败信号。一旦运控中心接收到一组完整的反馈信号，便将其与已录入数据库的等待车辆的车牌信息进行匹配，最后将车辆信息与乘客信息分别发送至路边终端装置和调度终端装置（车辆信息主要是匹配车辆的车牌号码；乘客信息主要是乘客的呼叫序号、人数及目的地）。

（2）智能计费子系统设计。该子系统的主要功能是为乘客们制定最优的“结伴”乘车方案并确定各自的优惠折扣。此系统作为一个独立单元存在于运行控制中心内，主要体现为一个最优化的计算过程。首先，程序将读取已接收的乘客信息（乘客人数和目的地）显示在电子地图上，通过路程可能性的程序代码配对合适乘客；然后使用费用函数进行筛选，从中选出最优配对方案。

（3）信息输出子系统。该子系统的主要功能是为使用者打印出所需信息。其主要包含3个打印出口，其中2个设置在路边终端装置，另外1个设置在调度终端装置。

第1个打印出口的打印内容为乘客的排队序号信息，每张序号单上还含有一个二维码图形，其格式如A018，表示A号路边装置等候的第18号乘客。第2个打印出口的打印内容为车辆信息（由乘客于成功呼叫时在路边终端装置处领取），每张车辆信息单上包含乘客的排队序号和目标车辆车牌号，乘客凭此信息单在原地等候对应车辆的到来，可方便双方的互相确认。第3个打印出口的打印内容为乘客的详细信息。

（4）预防恶意行为子系统。该子系统作为一个独立单元安装在路边终端装置处，主要是针对一些道德低下的市民和某些突发事件而设计的，其功能是防止司机的利益遭受损害。系统设计较简单方便，乘客仅需将1元的纸币放入投币口便可启动系统进行车辆呼叫。当车辆呼叫成功后，可将乘客排队序号单（其中的二维码图形）放入识别处启动系统来确认呼叫信息，乘客可以一同取到之前投入的纸币和车辆信息单。

二、系统硬软件的初步设计

1.系统的硬件初步设计

本系统硬件的初步设计主要是针对路边终端装置和调度终端装置，它们的硬件结构相似，主要包括控制模块和收发模块。而运行控制中心的硬件部分较简单，可视为一套齐全的计算机设备。

路边终端装置主要为2台背对立式平板显示器，第1台显示器（用于出租车起始呼叫）的硬件主要由电源模块、控制模块（单片机AT89S52）、收发模块（射频芯片CC2500）、触屏显示器、纸币识别电路、打印电路和外部RAM等组成。其中，控制单元选用的是51系列的单片机AT89S52。该单片机功耗低、性能高，拥有灵巧的8位CPU，用于负责控制收发模块发送信息、接收信息，以及把获得的信息及时地反馈给乘客。收发模块选用的是CC2500射频芯片，该芯片是一种低成本真正单片的2.4GHz收发器，传输距离可超过1公里，负责信息通信。该显示器的操作页面的一级页面需要操作者选择乘客人数信息后方可进入二级操作页面——目的地的选择：操作者可手动缩放屏幕上的市区地图，或通过选择区名和路面来缩放地图，找到目标后即可将目的地标签拖至此处，然后会弹出一个信息确认的对话框供操作者进行选择，确认后便呼叫成功并且会提醒乘客在打印出口去取自己的排队号码牌。

路边终端装置第2台显示器（用于确认反馈信息）的硬件组成与前者基本相似，在除去纸币识别电路的基础上增加了条码识别电路和音响电路。该显示屏幕上最多同时显示8名乘客的联寻结果，等待乘客人数一旦到达第2台显示器的上限，第1台显示器便暂停接受新乘客的呼叫。一旦有乘客联寻成功便会显示在屏幕上并且有语音提示该乘客的排队序号，该乘客只需将排队号码牌放入条码识别口便可在屏幕上属于自己的板块确认反馈信息。若在规定时间内未成功匹配则默认为联寻失败，此时可选择取消呼叫或继续呼叫，其他操作同上。

调度终端装置的硬件组成与路边装置基本相似，只是在除去纸币识别电路和触屏显示器的基础上增加了响铃电路、摄像头电路和按钮电路。该装置的摄像头在实时记录出租车等候区最前排的车辆信息并传送至控制中心，一旦有乘客联寻成功，装置上会有红色指示灯闪烁和语音提示，司机此时便可通过按下装置上面的按钮以打印目标乘客们的详细信息。

2.系统的软件初步设计

该系统的软件设计主要针对车辆呼叫子系统和智能计费子系统，而设计关键在于对射频芯片CC2500的控制，使其完成系统内部的通信，软件控制的实现都是通过单片机AT89S52完成的。通信的数据包格帧头、目的地址、数据和CRC校验。

（1）车辆呼叫子系统的软件初步设计。该子系统的软件设计主要涉及到路边终端装置、调度终端装置和控制中心。其中调度终端装置和控制中心的程序流程设计如图1所示。

（2）智能计费子系统的软件初步设计。该子系统的软件设计遵循“少数服从多数”和“先来后到”的最优化原则。“少数服从多数”原则指的是一旦有乘客信息输入（假如乘客为1人），首先与已存在的人数最多的（假如为3人）路线方案进行匹配，若匹配不成功再与已存在的人数较少的路线方案（假如为2人）进行匹配，以此类推。“先来后到”原则指的是假如新输入的B乘客与已存在的A乘客匹配成功，即使紧随后到的C乘客单独与已存在的A乘客匹配能够使利益进一步最大化也不考虑此方案，只能将其与已存在的A和B乘客方案或其他方案进行匹配来进行最优化搜寻。简而言之，已存在的各种路线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、基于首都机场的系统应用研究

1.系统布局规划研究

首都机场共有3个航站楼，由于2号站楼的服务功能主要面向于国内到达以及其他方面的影响因素，笔者选择2号航站楼为研究对象。

T2航站楼的1楼为到达层，包括国内到达和国际到达，其中以国内到达为主。该层共有8个出口通道。出口外由近到远依次相邻：一条两车道且方向为自南向北的单向车道，主要供机场巴士的接送；一条隔离带，乘坐出租车的乘客可在此区排队等待；一条三车道且方向也为自南向北的单向车道，主要供出租车载客；T2航站楼停车场。依此布局，机场出租车联寻系统的路边终端装置可并排设置在隔离带中央，调度终端装置可设置在出租车等候区的最前端停车线处，而运行控制中心则可设置在T2航站楼内办公处。

2.首都机场客流量数据调查

首都机场T2航站楼到达层可供旅客选择的交通工具主要包括：机场巴士、机场专线（地铁）、出租车、空港巴士、摆渡车和私家车。考虑到人力和物力等因素，最终客流量数据调查主要记录高峰小时国内到达旅客到达人数、国际到达旅客人数、乘坐出租车人数、乘坐机场巴士人数和乘坐机场专线人数（见表1所列）。

在一定程度上客流量的模型可近似看做车流量模型，因此，在进行客流量调查时也引用高峰小时系数这一概念，此处高峰小时系数为10秒，即每隔10秒进行一次数据统计。本次调查选择于晚高峰时进行，调查数据见表2所列。

3.系统可行性分析

基于以上调查数据，针对机场出租车联寻系统的可行性分析主要为市场分析。在调查中调查员发现有将近一半的旅客有私家车接送，因此总人数的一半即为选择公共交通工具的总人数。人数排在第二的交通方式为机场巴士。机场巴士包括市内巴士和省际巴士，这里主要考虑市内巴士。首都机场的市内巴士共有11条不同线路，其根据站点设置实行阶梯票价，共分4档。据调查，目的地属于21元档的旅客人数最多。因此，可以认为机场出租车联寻系统的设立会使部分选择机场巴士的乘客改选“合伙搭乘”出租车。人数排在第三的机场专线票价为统一价25元/人，对于部分中等距离的乘客，机场出租车联寻系统同样也有着强大的诱惑力。

表1 T2航站楼到达人数调查表/人

表2 主要公共交通方式乘客人数调查表/人

综上所述，若在首都机场T2航站楼设立机场出租车联寻系统，在一定程度上能够大大吸引目的地距离机场为中等距离的旅客，设备的未来使用人数将不会成为推行该系统的一大难题，具有较乐观的可行性。

（作者单位：中国民航大学）

10.3963/j.issn.1006-8864.2014.10.023

中央高校基本科研业务费资助项目（编号3122013SY37）