智能公交系统

韩妞妞　方玲

摘要：该文详细介绍了智能公交系统方案的设计来源以及功能模块的分析结果。该系统通过无线通讯，将公交车、公交站台与系统服务终端紧密地联系在一起；借助智能传感器、GPS、单片机等工具，实现实时报站、乘客计数、过滤站点等主要功能，从而形成智能公交系统。公交车上的车载控制器接收乘客上下车的信息，电子站牌采集的乘客上车的需求信号，都发送到系统服务终端，经过数据分析处理后，再反馈给公交车与站台，司机与乘客都可根据获得的信息做出相应的判断，可大大改善了我国的公交系统。

关键词：智能传感器；GPS；智能公交；车载控制器；电子站牌

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）10-0182-02

1概述

随着我国经济的快速发展，国民的衣食住行都得到了明显的改善。尤其在出行方面，据调查，近年来私家车的需求量越来越大。而随着私家车的普遍，城市拥堵、尾气污染等问题都应迹而生。为了缓解城市交通压力，响应国家节能减排的号召，各大城市都相继推出了相关政策。在这些政策的指引下，公共交通走进了人们的生活。具有集约高效及节能环保的公共交通已逐渐成为各大城市为缓解城市拥堵而主推的出行方式[1]。虽然公交车的数量增加了，但是公交车的舒适度、快速性等并不能满足人们的需求。本文所提出的智能公交在创新的前提下迈向了人工智能的领域，大大提高了公交车的性能，还给乘客一个更加舒适的乘车环境。

2 系统方案总设计

2.1两大设备介绍

车载控制器：内部使用STM32系列单片机。STM32系列的单片机具有一流的外设，低功耗，低成本，72MHz的处理频率，不仅符合节能环保的主题，而且能够快速处理乘客的数据 。

电子站牌：电子站牌相比于传统站牌，包含了更多的信息，并能实时更新。触摸式LED屏，使用时更加便利。

2.2功能需求

对基于GPS（Global Position System）全球定位系统、智能传感器、4G无线通讯等建立的智能公交系统，提出以下三点功能需求。

1） 乘客计数以及显示；

2） 实时显示公交车站点；

3） 自动过滤无人上下车的站点（以下简称“过滤站点”）， 节约能源、提高公交车的运行效率以及乘客的乘车体验[2]。

3功能模块分析

3.1实时显示站点模块

实时确定公交车的位置需要借助地图软件以及车载导航定位系统，目前常用的地图软件有高德地图与百度地图，而应用广泛的定位系统是GPS和北斗卫星导航。在该公交系统中选择高德地图和GPS导航定位系统来实时采集公交车辆的位置，并发送到手机客户端以及电子站牌。

3.2乘客计数模块

公交车最大的特点便是“拥挤”。而大部分人都对这一特点十分抵触，甚至会因为公交拥挤而选择其他的出行方式。这些人往往都是辛苦地等来了公交，最后却决定换乘。这样一来，就会使乘客浪费大量的时间候车。为解决这一问题，智能公交系统提出了乘客计数功能，将车内乘客人数实时显示在手机客户端以及电子站牌上，以方便乘客选择是否乘坐这趟公交。

乘客人数=上车人数-下车人数。

上车人数：基于地铁先选择站点后上车的设计，我们在公交车上安装一个可触摸显示屏，上面显示各个站点。当有人上车时，刷卡（或投币）并在选站屏上选择自己的下车点。这样，每选择一次，车载控制器就会自动计数，将上车人数实时发送到系统服务终端。

下车人数：根据上车选择的站点，可以清楚地知道每一站的下车人数。但是遇到特殊情况，一些乘客可能会提前下车或者坐过站点，这时下车人数就不能仅仅依靠乘客上车时的选择，理应设置矫正装置。在后门两侧安装温度传感器，并在阶梯处设置压力传感器，用来检测真正下车人数，及时更新手机APP以及电子站牌上的人数。

3.3 过滤站点模块

3.3.1功能简介

我国目前公共交通系统存在某些漏洞，公交车几乎是到站即停（即使没有乘客上下车）。在非高峰乘车时间内，这种现象的存在一方面会大大降低乘客的乘车质量，另一方面也会增加能源的消耗，加剧电动机等设备的磨损。为解决这一问题，本文提出的智能公交利用无线通讯，将来自电子站牌的上车信号与来自车载控制器的下车信号发送到系统服务终端，当收到任一信号，公交车便会在对应的站台停靠，否则不停靠，继续前行。

3.3.2过滤站点的来源

“过滤站点”的提出思路来源于电梯工作情况，电梯里的人按键后，若中间无人搭乘，电梯会直接到达相应的楼层，相当于公交车中发出“下车信号”；当电梯外有人按键，而无人出电梯时，电梯只会在该楼层停下，相当于电子站牌上发出的“上车信号”。

3.3.3设计方案

电子站牌内设有信号发送器，触发条件为乘客候车时，在站牌LCD屏上选择相应的公交线路，点击“确定”，上车需求信号就会发送出去了。上车后选择的下站点，经以STM32系列单片机为核心的车载控制系统，发送给系统服务终端。综合两者，车载控制器收到来自系统服务终端的指令，并按要求给予司机与乘客提示。若有人需要上车或下车，广播“a站到达，即将停靠”，同时点亮红色信号灯；反之，广播“a站到达，继续直行”，同时点亮绿色信号灯。

4总结

随着社会的发展，越来越多的智能化设备将运用到各行各业。我们笃信节能环保、智能化的公交系统是必然发展的趋势[3]。本文的智能公交系统运用先进的无线通讯技术，使站台、公交车与系统服务终端进行实时交互，站台能实时显示公交车的位置；利用STM32系列单片机实时记录乘客人数，发送到电子站牌；系统服务终端分析处理来自电子站牌与车载控制系统的信息，然后下达相应的指令，继而执行指令。而这些处理信息的结果都将及时地上传到手机APP客户端，反馈给乘客，从而真正实现了公交系统智能化。最后本文认为该智能公交系统原理简单、成本低、易实现，适合推广。

参考文献：

[1] 孙贻宝.智能公交信息服务系统IOS终端的构建与关键技术研究[D].湖北：武汉大学，2017.

[2] 王林涵.一种新型智能公交站臺交互系统的设计与研究[J].现代商贸工业，2017（31）：190-191.

[3] 任晓莉.基于物联网的智能公交系统设计[J].电子设计工程，2013，21（12）：60-62.