專利名稱：一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公交車輛運(yùn)營調(diào)度的優(yōu)化管理方法，更具體的說涉及通過無線射頻技術(shù)(RFID)實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車輛的位置感知及調(diào)度優(yōu)化的方法，屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公共交通管理是個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，依靠傳統(tǒng)的交通管理方式，單從道路和車輛的角度考慮，很難解決近年來不斷惡化的交通擁堵、事故頻發(fā)、環(huán)境污染等問題。在城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中，特別是城市普遍存在的交通擁堵問題，已成為困擾城市發(fā)展、影響民生的嚴(yán)重問題。針對(duì)這一現(xiàn)象，國家已將公交優(yōu)先提升到國家戰(zhàn)略層面上考慮。美國從1990年開始建立先進(jìn)的智能公共交通系統(tǒng)(ATPS)，該系統(tǒng)的目標(biāo)是通過先進(jìn)的信息發(fā)布技術(shù)、高效率的汽車使用率，為出行者提供高效公共交通的有效支撐。然而，在我國公交優(yōu)先遇到很多挑戰(zhàn)，隨著機(jī)動(dòng)車呈“爆炸式”增長，國家加快城鎮(zhèn)化發(fā)展步伐，使得城市人口飛速增力卩、公交運(yùn)營的基礎(chǔ)設(shè)施及管理手段還有待進(jìn)一步研究改進(jìn)和提升服務(wù)水平，因此，現(xiàn)在公交的服務(wù)吸引力還不高。目前，我國公交大多安裝了 GPS定位裝置，許多城市使用了公交調(diào)度系統(tǒng)，根據(jù)GPS信息獲取公交車位置，進(jìn)行調(diào)度。針對(duì)目前的車輛動(dòng)態(tài)調(diào)度和位置獲取技術(shù)，美國將位于5. 9GHz的75MHz專用于車車、車路協(xié)同通信，并在VII的基礎(chǔ)上成立了 htelliDrive項(xiàng)目，組織深化車路協(xié)同研究。 歐洲成立了車輛間通信聯(lián)盟，制定車路協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并開展了 PReVENT、Noff, CVIS等車路協(xié)同相關(guān)項(xiàng)目的研究。以道路和車輛為基礎(chǔ)、以傳感技術(shù)、信息處理與通信技術(shù)為核心、 以保證出行安全和提高行車效率為目的，并將道路交通基礎(chǔ)設(shè)施智能化及其與車載終端一體化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)合作為研發(fā)方向和突破重點(diǎn)，正在成為將來發(fā)展的趨勢(shì)和方向。然而，在現(xiàn)有的公交調(diào)度領(lǐng)域，僅有公交車的實(shí)時(shí)位置，并不能真正反映公交車的行駛狀態(tài)，未能考慮站站之間的距離，對(duì)于公交車通過路口的時(shí)間無法把握，未能準(zhǔn)確獲得公交車輛的位置信息、堵車情況、始發(fā)站乘客數(shù)等其它非正常情況的實(shí)際問題，影響了公交車的調(diào)度效率和運(yùn)營效益，并且不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)制定智能調(diào)度策略，處理手段復(fù)雜，應(yīng)用比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種公交車輛實(shí)時(shí)位置感知及調(diào)度優(yōu)化方法，該方法可以通過對(duì)公交車輛關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的感知技術(shù)，獲取公交車的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)線路公交車輛的實(shí)時(shí)調(diào)度策略優(yōu)化。同時(shí)，本發(fā)明的另一目的是提供一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，步驟如下
(1)分析線路狀態(tài)，確定線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處安裝位置感知設(shè)備和信息傳輸設(shè)備；
(2)在公交上安裝與步驟(1)中所述位置感知設(shè)備匹配的射頻卡；在調(diào)度中心安裝服務(wù)器，所述服務(wù)器與與步驟(1)中的信息傳輸設(shè)備連通；
(3)公交車在通過(1)的節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述位置感知設(shè)備感知公交車輛上的射頻卡信息，并通過信息傳輸設(shè)備傳輸至服務(wù)器；
(4)所述服務(wù)器接收信息后，結(jié)合預(yù)知行程時(shí)間，推算線路運(yùn)營公交車的運(yùn)營狀況，根據(jù)其運(yùn)營狀況發(fā)出指令；
(5)公交車接收調(diào)度信息后，司機(jī)做出響應(yīng)。對(duì)本發(fā)明方法的進(jìn)一步的限定方案為步驟(1)中分析線路狀態(tài)，確定線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的方法為公交車輛?？?、等待耗時(shí)的位置為線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在相鄰兩關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)間公交車正常、不間斷行駛，其平均速度和時(shí)間可以預(yù)知。進(jìn)一步的步驟(4)中服務(wù)器發(fā)出的指令包括發(fā)車、停車、加速、減速。本發(fā)明的另一技術(shù)方案為
一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，包括設(shè)置在線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的位置感知設(shè)備和信息傳輸設(shè)備、安裝在公交車上的射頻卡和設(shè)置在調(diào)度中心的服務(wù)器，其中，所述射頻卡與所述位置讀取設(shè)備匹配，所述位置讀取設(shè)備與所述信息傳輸設(shè)備連接，所述信息傳輸設(shè)備與所述服務(wù)器連通。對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的限定方案為所述信息傳輸設(shè)備包括微控制單元和與微控制單元連接的無線通訊模塊、3G模塊、有線傳輸接口、存儲(chǔ)模塊和路側(cè)電源。進(jìn)一步的所述位置讀取設(shè)備與至少一個(gè)射頻卡匹配，所述服務(wù)器與至少一個(gè)信息傳輸設(shè)備連通。進(jìn)一步的所述的位置讀取設(shè)備和射頻卡均為半有源設(shè)備，其有效讀取距離為3 至300米。進(jìn)一步的所述信息傳輸設(shè)備與位置讀取設(shè)備之間采用有線和(或)無線的方式連
ο進(jìn)一步的所述信息傳輸設(shè)備與服務(wù)器之間采用有線和(或)無線的方式連通。本發(fā)明的有益效果是
(1)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)公交線路及行車狀況的分析，事先獲取公交線路的地圖，并經(jīng)過路況分析，確定路口、公交站點(diǎn)、易擁堵路段的情況，之后確定線路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。(2)通過采集關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)公交車通過的時(shí)間，考慮關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的距離，對(duì)于公交車通過關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)間的準(zhǔn)確把握，獲得公交車輛的位置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)公交車輛運(yùn)行情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，依據(jù)公交車位置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)度優(yōu)化策略；
(3)本發(fā)明對(duì)公交車的調(diào)度實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作；關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的選取自由，靈活度強(qiáng)，可適應(yīng)各種路段；
(4)本發(fā)明的后臺(tái)服務(wù)器獲取的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，減少了分析的時(shí)間和成本，有利于提高公交調(diào)度的效率和改進(jìn)公交服務(wù)質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明的公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明中信息傳輸設(shè)備結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明的公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，包括位置感知設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、射頻卡和服務(wù)器。所述位置讀取設(shè)備和信息傳輸設(shè)備設(shè)置在線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處，所述射頻卡設(shè)置在公交車輛或始、終發(fā)站臺(tái)上，所述服務(wù)器設(shè)置在調(diào)度中心。位置感知設(shè)備與多個(gè)射頻卡匹配，并且均為半有源設(shè)備，在本實(shí)施例中，射頻卡使用RDC-900S標(biāo)準(zhǔn)卡，超高頻無源電子標(biāo)簽，其讀卡距離可達(dá)11米；位置讀取設(shè)備推薦使用 RDR-2I00W 2. 4G讀卡一體機(jī)，讀卡距離可達(dá)3至300米。位置感知設(shè)備與信息傳輸設(shè)備連接，信息傳輸設(shè)備結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，包括微控制單元，和其相連接的無線通訊模塊、3G模塊、有線傳輸接口、存儲(chǔ)模塊及路側(cè)電源。在本實(shí)施例中，微控制單元使用LPC2210、32位ARM7TDMI-S架構(gòu)的CPU ；短程無線通訊模塊使用 STR30微功率無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，免干擾；有線傳輸接口為UART串口或者RS232 ；路側(cè)電源使用DC-DC的MV-5V電源；3G模塊使用WCDMA模塊，型號(hào)為MF200 ；存儲(chǔ)模塊使用FLASH模塊，型號(hào)為K6F8016U6D。由以上設(shè)備組成的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)信息的有線和(或)無線傳輸，并可以存儲(chǔ)一定時(shí)間段的信息。服務(wù)器與多個(gè)信息傳輸設(shè)備可以通過無線和(或)有線兩種方式連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)有效通信。實(shí)現(xiàn)方式一，有線方式，利用道路兩側(cè)預(yù)埋的光纜；實(shí)現(xiàn)方式二，無線方式，使用 CDMA與因特網(wǎng)的通信方式。圖3為本發(fā)明系統(tǒng)工作時(shí)的流程圖。如圖3所示一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化方法，包括如下步驟
(1)分析線路狀態(tài)，確定線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處安裝位置感知設(shè)備和信息傳輸設(shè)備；
線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為公交車輛?？俊⒌却臅r(shí)的路段，兩個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)間公交車不間斷行駛， 平均速度和時(shí)間可以預(yù)知。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的選取需經(jīng)過數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)研究，選定的節(jié)點(diǎn)為公交車通過時(shí)間變化較大的路段，如站臺(tái)，公交車一般需要?？可?、下客；平交路口，公交車會(huì)需要等待紅綠燈時(shí)間；場(chǎng)站，公交車需要等待放行指令。在通行時(shí)間變化不大的非關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)路段，用平均時(shí)間是進(jìn)行調(diào)度指令選擇的依據(jù)。(2)在公交車上安裝與步驟(1)中所述位置感知設(shè)備匹配的射頻卡；在調(diào)度中心安裝服務(wù)器，所述服務(wù)器與與步驟(1)中的信息傳輸設(shè)備連通；
一個(gè)位置讀取設(shè)備與多個(gè)射頻卡匹配，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)位置讀取設(shè)備可以同時(shí)讀取多輛公交車的信息，節(jié)省能源。一個(gè)服務(wù)器與多個(gè)信息傳輸設(shè)備通過無線和(或)有線方式連通。(3)公交車通過節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述位置感知設(shè)備感知公交車輛上的射頻卡的信息，并通過信息傳輸設(shè)備傳輸至服務(wù)器；信息傳輸設(shè)備通過無線和有線相結(jié)合的方式將信息傳送至服務(wù)器，以保證信息準(zhǔn)確安全的傳輸。(4)所述服務(wù)器接收信息后，結(jié)合預(yù)知行程時(shí)間智能推定線路運(yùn)營公交車的運(yùn)營狀況，根據(jù)運(yùn)營狀況發(fā)出指令。感知到位置信息時(shí)，信息傳輸至后臺(tái)服務(wù)器，依據(jù)“該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)到下一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的平均速度穩(wěn)定在15 25公里/小時(shí)”這一調(diào)度思想進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化。平均速度穩(wěn)定在15 25公里/小時(shí)是指高峰時(shí)段15公里/小時(shí)，平峰20公里/小時(shí)，低谷25公里/小時(shí)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度指令的發(fā)布。確定線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之后，各節(jié)點(diǎn)之間的公交車不間斷行駛，行駛的平均速度和行程時(shí)間可以預(yù)知。服務(wù)器根據(jù)接收到的信號(hào)時(shí)間，確定公交車通過關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，結(jié)合預(yù)知的行程時(shí)間，推算出線路運(yùn)營公交車的運(yùn)營狀況。根據(jù)運(yùn)營狀況發(fā)出公交車的發(fā)車、停車、加速、減速等指令。(5)公交車接收調(diào)度信息，司機(jī)做出響應(yīng)。司機(jī)接收到調(diào)度信息后，根據(jù)發(fā)車、停車、加速、減速等指令控制車速，實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車的控制，從而避免因道路擁堵或者公交站臺(tái)?？康⒄`過多時(shí)間而導(dǎo)致兩輛公交車之間間隔太遠(yuǎn)或太近，真正實(shí)現(xiàn)公交車輛的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)度。上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，步驟如下(1)分析線路狀態(tài)，確定線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處安裝位置感知設(shè)備和信息傳輸設(shè)備；(2)在公交上安裝與步驟(1)中所述位置感知設(shè)備匹配的射頻卡；在調(diào)度中心安裝服務(wù)器，所述服務(wù)器與與步驟(1)中的信息傳輸設(shè)備連通；(3)某公交車在通過(1)中節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述位置感知設(shè)備感知該公交車上的射頻卡信息， 并通過信息傳輸設(shè)備傳輸至服務(wù)器；(4)所述服務(wù)器在接收信息后，結(jié)合預(yù)知行程時(shí)間推算線路運(yùn)營公交車的運(yùn)營狀況，根據(jù)運(yùn)營狀況發(fā)出指令；(5)公交車接收調(diào)度信息后，司機(jī)做出響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于步驟(1)中分析線路狀態(tài)，確定線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的方法為公交車輛?？?、等待耗時(shí)的位置為線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在相鄰兩關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)間公交車正常、不間斷行駛，且平均速度和時(shí)間為預(yù)知。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于步驟(4)中服務(wù)器發(fā)出的指令包括發(fā)車、停車、加速、減速。
4.一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)置在線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的位置感知設(shè)備和信息傳輸設(shè)備、安裝在公交車上的射頻卡和設(shè)置在調(diào)度中心的服務(wù)器， 其中，所述射頻卡與所述位置讀取設(shè)備匹配，所述位置讀取設(shè)備與所述信息傳輸設(shè)備連接， 所述信息傳輸設(shè)備與所述服務(wù)器連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述信息傳輸設(shè)備包括微控制單元和與微控制單元連接的無線通訊模塊、3G模塊、有線傳輸接口、存儲(chǔ)模塊和路側(cè)電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述位置讀取設(shè)備與至少一個(gè)射頻卡匹配，所述服務(wù)器與至少一個(gè)信息傳輸設(shè)備連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述的位置讀取設(shè)備和射頻卡均為半有源設(shè)備，其有效讀取距離為3至300米。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述信息傳輸設(shè)備與位置讀取設(shè)備之間采用有線和(或)無線的方式連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種公交車輛感知及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述信息傳輸設(shè)備與服務(wù)器之間采用有線和(或)無線的方式連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種公交車輛位置感知及調(diào)度優(yōu)化方法，包括步驟(1)分析線路狀態(tài)，確定線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處安裝位置感知設(shè)備和信息傳輸設(shè)備；(2)在公交車上安裝與位置感知設(shè)備匹配的射頻卡；在調(diào)度中心安裝服務(wù)器，將服務(wù)器與信息傳輸?shù)慕邮茉O(shè)備連接；(3)公交車通過節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述位置感知設(shè)備采集公交車輛上射頻卡的信息，并通過信息傳輸設(shè)備發(fā)送至服務(wù)器；(4)服務(wù)器在接收信息后，結(jié)合預(yù)知行程時(shí)間推算線路運(yùn)營公交車的運(yùn)營狀況，根據(jù)運(yùn)營狀況發(fā)出指令。(5)公交車接收調(diào)度信息，司機(jī)做出響應(yīng)。同時(shí)，本發(fā)明通過公交車輛關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的感知技術(shù)，獲取公交車的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)線路公交車輛的調(diào)度策略優(yōu)化，其設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)單、靈活度強(qiáng)、易于操作。
文檔編號(hào)G08G1/127GK102568192SQ20111040016
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者季錦章, 施展, 曹玫, 王維鋒, 肖全, 臧正保, 郭亞中 申請(qǐng)人:江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司