基于车路协同的轨道列车到站提醒系统设计*

［杨峰 杜翠凤 蔡十华 王新宇］

1 前言

近年来，随着我国城镇化加速发展，城市交通发展面临新的挑战。城市公共交通具有集约高效、节能环保等优点，而发展公共交通是缓解交通拥堵、构建资源节约型、环境友好型社会的优先选择。现阶段公共交通主要以公交、地铁、高铁为主。随着公共交通系统的不断发展和完善，越来越多的市民愿意以公共交通工具作为出行的首选。

但是，我们会经常发现有乘客坐过站的情况，主要场景如下：乘客专注于手机游戏、看电子书、浏览网页等，没发现已经到站，而坐过站；乘客长途旅行十分疲劳，想在车上休息一下，结果睡着而坐过站；乘客因疏忽等其他原因坐过站。乘客坐过站会带来很多不便，需要下车再做回去，费时费力。如果是高铁，则需要另外购置车票，增加额外不必要的成本。而导致乘客坐过站的主要原因在于轨道列车没有信息化的到站提醒系统。

目前在高铁上到站提醒主要通过语音播报和人工在车厢提醒来实现，如果乘客睡着或者带着耳机看视频等，很可能没发现到站；而在地铁目前还没有任何提醒措施，完全靠乘客到站观察是否到达目的车站，有些看不清楚车站标牌，还要询问其它乘客来确认是否到站，对于专注于手机游戏等或者睡着的乘客很容易坐过站。故而，实际生活中需要一种轨道列车站提醒系统以解决目前的轨道列车没有信息化的到站提醒系统的问题。

2 研究现状

目前的到站提醒装置通常是基于移动终端的定位实现的，文献[1]提出了一种基于无线传感网络、服务器、人体红外传感器、手机APP 及语音提醒构成的乘客到站智能提醒系统，需要部署大量传感器节点采集乘客的座位信息，成本较高。文献[2]提出了一种基于STM32 单片机无线自动报站的系统，通过红外无线通信，完成数据的传输。该系统是一种通用的提醒系统，无法针对到具体的个人，无法实现精准提醒。文献[3]提出基于Android 平台的WiFi 定位地铁到站提醒系统，通过采集WiFi 信号强度与WiFi信号指纹数据库的匹配计算实现地铁站点的定位，从而实现个人的到站提醒。参考文献[4]提出了一种包含乘客端的座位系统和司机端的显示软件界面设计。乘客端的座位系统以单片机为主控器，通过检测座位压力值判断座位上是否有乘客；乘客通过按键可预约目的站点，当公交车到达目的站点时，座椅背后的振动模块开启振动模式提醒乘客下车。司机可通过司机端的软件显示界面查看乘客人数和乘客的目的站点。该系统设计需要在各个座椅安装传感器，成本较高。

与现有技术相比，本文提出了一种轨道列车站提醒系统，不需要移动终端进行定位和在每个座位安装传感器，而是通过基于WiFi 的无线连接和信息交互，实现特定用户的精准提醒。通过在各个车站安装车站提醒装置，该装置通过互联网与车辆管理后台连接，可以准确的确定各个站台与装置的绑定关系，网络的实时性也可以保障。另外通过采用WiFi 传输，可以保障只有乘客到达目的车站才能收到提醒消息，避免误提醒。由用户确定需要提醒的目的站点，在目的站点进行到站提醒广播，用户接收到站提醒广播即表示用户到站，此系统中无需移动终端进行数据处理，仅仅是发送请求信息和接收到站广播，并不会因为移动终端的数据处理速度致使到站提醒的延时，导致用户未能及时下车。

3 基于车路协同的轨道列车到站提醒系统

本文提出了一种基于车路协同的轨道列车到站提醒系统，通过信息化的手段来提醒乘客，防止乘客坐过站，从而可以使乘客放心休息或做自己喜欢的事情。

该方案由车辆到站提醒管理平台、车站提醒装置和手机到站提醒APP 软件三部分构成，其中车站提醒装置部署在各个车站，平台和各个车站提醒装置之间通过互联网进行连接，车站提醒装置和手机APP 之间通过Wi-Fi 传输方式进行连接，如图1 所示。本到站提醒系统可以应用在地铁、高铁、轻轨等有固定站点的轨道列车。

图1 车路协同轨道列车到站提醒系统架构

车辆到站提醒管理平台：

车辆到站提醒管理平台是整个列车到站提醒系统的核心，该平台在部署时加载轨道交通图，负责接收车站提醒装置发送的到站提醒请求信息，解析该信息内容，并向目的车站点的车站提醒装置发送到站提醒信息。

目的车站的到站提醒装置收到该到站提醒信息后，记录下需要提醒的乘客相关信息，以及乘客所乘列车信息，然后周期性的广播到站提醒消息。

车站提醒装置：

该装置安装在各个轨道交通车站，安装时需要将该设备的编号与对应车站做映射，每个设备对应一个车站，但根据车站大小的不同，每个车站可部署多个车站提醒装置，同一个车站的不同车站提醒装置设置不同的设备编码，但具有相同的车站编码。车站提醒装置信息交互图如图2所示。

图2 车站提醒装置信息交互图

车站提醒装置通过WiFi 网络与用户终端进行无线连接，通过以太网有线方式与车辆到站提醒管理平台连接。在整个列车到站提醒系统中，车站提醒装置主要提供信息转发功能，将用户的到站提醒请求消息转发给车辆到站提醒管理平台。同时，如果是目的车站的装置，则周期性的广播到站提醒，当需要在该站下车的用户到达该车站时，可以及时接收到提醒消息。其他用户由于目的站点不是该站，则用户终端忽略该站提醒装置广播的到站提醒消息。

该装置通过WiFi 无线方式接收手机发送的到站提醒请求信息，并转发该信息给到站提醒平台。另外，接收平台发送的到站提醒请求信息，并通过无线方式周期性的广播该提醒信息。

4 具体实施方式

下面结合图1 来说明本文的具体实施方式。

（1）乘客上车后，如果需要到站提醒，则需要打开手机Wi-Fi 和到站提醒APP 软件，登录到站提醒系统，输入目的车站，并提交申请信息。该到站提醒请求信息通过WiFi 无线方式发送给车站提醒装置，车站提醒装置转发该请求信息给车辆到站提醒管理平台。其中该到站提醒请求消息包含乘客当前所乘车辆、目的车站和乘客手机IMEI 号。

（2）车辆到站提醒管理平台收到该到站提醒请求消息后，解析该消息内容，获取乘客相关信息，目的站点信息，并转发给到站提醒请求消息给目的站点。

（3）目的车站的车站提醒装置收到该请求信息后，记录下需要提醒的乘客相关信息，以及乘客所乘列车信息，然后周期性的广 播到站提醒消息。该到站提醒信息的内容包括本站站台名称，乘客的手机IMEI 号。

（4）乘客只要保持手机的WIFI 和到站提醒APP 软件打开，每次进入下一个车站，手机就可以通过WIFI 连接车站提醒装置，并接收到该装置的广播消息，通过比对该信息包含的IMEI 号，判断是否接收该消息并做进一步处理。如果该IMEI 号与本手机一致，则接收该提醒消息，并振动手机或闹铃提醒乘客到站。如果IMEI 号不一致，则丢弃该提醒消息。

5 结论

本文提供了一种信息化的到站提醒系统，可以实现对乘客的精准提醒，使需要的乘客在指定的站点被提醒，大大缓解乘客担心坐过站的压力，防止乘客坐过站；并且，通过该系统，列车到站后不再需要列车员进行到站提醒，可以减少列车工作人员，降低列车运营成本；解决了目前的轨道列车缺乏信息化到站提醒系统的问题。