上海地铁拥挤状况_公交车运行时车内拥挤状况实时传递系统
时间：2019-04-12 03:14:46 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】 如今各地大力推行公共交通出行，但有时公交车资源得不到充分利用，有的车内乘客拥挤，有的却很松散。针对这一现象，本文介绍了一个公交车运行时车内拥挤信息实时传递的系统。该系统由三部分组成：车辆部分、调度中心部分、电子站牌部分。系统利用GPS获取得到公交车的地理位置坐标；利用传感器采集乘客上、下车信息，并将这一信息传入到单片机中处理后进行计数，用车载液晶显示屏显示前、后门上、下车人数；利用GPRS将车的坐标值、总人数传输到调度中心；调度中心计算出公交车距离下一站的距离和拥挤情况值，并利用GPRS模块将计算结果传输给公交车和电子站牌中，并在各自的显示模块上显示，从而告知乘客车内拥挤信息，让他们合理选择乘车车次和路线。
【关键词】 公交车；拥挤信息；GPS；实时传递；电子站牌
中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)04-133-02
近几年，为提高公交车的服务水平，智能交通技术在公交中的应用越来越广泛，美国、欧盟、日本和新加坡等发达国家应用ITS技术来改造传统的公交运营管理方式。
许多大城市的公交系统均进入了公交系统的综合管理时代，十分强调公交信息的采集、信息的处理和信息的输出服务。其中公交信息采集的手段日益完善，各类传感器、摄像设备、GPS接收设备等得到广泛应用，信息处理的功能变得日益强大，高性能的计算机、大型数据库技术、知识工程等得到了普遍使用，同时尽可能地利用各种媒体传播公交信息，车站LED站牌、车内的LCD显示板、KIOSK终端和Internet等都是传播公交信息的载体。
通过获得公交车内人数信息，判断拥挤程度，并将其拥挤情况和离站牌的距离反映给候车乘客，使他们合理选择要乘坐的公交车次和线路，从而缓解公交拥挤状况，避免盲目等待和集中乘坐某一辆车。这正是本文所要提供的。
一、系统设计原理
本系统运用GPS、传感器等相关技术，获得公交车的位置、乘客上下车信息，利用无线数据传输模块GPRS作为调度中心与运行中的公交车以及电子站牌之间的信息传输媒介，实现对公交车的位置、拥挤状况的实时传递，也为公交的调度工作及交通部门提供有用信息。数据采集使用的是弹簧式压力传感器；数据处理通过实际站立密度（站立人数除以车内除去座位可以供乘客站立的面积）与拥挤程度的范围作比较，判断属于何种拥挤程度；数据传输采用串口通信和GPRS无线技术；数据显示采用LCD12864液晶屏、数码管和LED灯等。
二、系统应用
（一）车辆部分
1.车辆位置信息的获取
在公交车上安装一个GPS模块，将模块的串口接收脚TxD和发送脚RxD与单片机的发送脚和接收脚相连，通过这两个管脚输出GPS卫星接收的数据，通过单片机中的程序解析接收到的数据，获得有效的地理信息，包括经度值、纬度值和海拔值。
2.车内人数的获取
利用弹簧式压力传感器进行前后门上、下车人数的采集。根据乘客上下车的实际情况，将乘客每一种可能会有的踩踏方式和过程所得到的电平数据构造成树型存储结构存储于单片机的程序存储器中，并将弹簧式压力传感器采集到的数据通过串口线传输给单片机，利用启发式搜索算法进行遍历搜索，匹配所要执行的操作，得到乘客通过公交车前后门上下车的情况。
3.车辆信息的传输
将GPS采集到车辆位置信息、弹簧式压力传感器采集到的人数信息（车内现有的总人数）和车牌信息通过单片机的串口通信传给GPRS模块，再通过GPRS模块间的无线传输，将数据传输给调度中心。
4.车辆信息的显示
将传感器采集到的数据，包括前门上车人数、前门下车人数、后门上车人数、后门下车人数、总人数以及从控制中心发回来的拥挤信息(0— 严重拥挤；1— 般拥挤；2— 不拥挤)通过单片机控制程序在液晶屏上显示，实时提示司机和乘客车内情况。
（二）调度中心部分
1.数据接收
通过控制中心的GPRS模块接收从公交车传输过来的数据，解析分离其中的数据，得到公交车的地理信息，包括经度值、纬度值、海拔，车内总人数和车牌号。
2.公交车拥挤情况的判断
拥挤判定标准：通过多次试验发现公交车内拥挤状况可由公交车内可供乘客站立面积中单位面积上的人数（即站立密度）来判定。
拥挤情况可分为： 不拥挤：车内乘客少，乘客在车内走动不受或很少受影响，乘客感到舒适；一般拥挤：车内乘客较多，乘客在车内走动开始受到影响，舒适质量下降； 严重拥挤：车内乘客很多，乘客不能自由在车内走动，人与人之间的距离很小（甚至一个挨着一个站立），乘客感到很不舒适。
3.数据发布
中心的数据处理，得到公交车上所需的数据，即拥挤值，将此值通过GPRS模块发送到对应车牌的公交车上，以及电子站牌上所需的数据，即车牌号、车内总人数、离本站的距离、拥挤值，同样使用GPRS模块发送到公交车所要到达的站牌上的GPRS模块中。
（三）电子站牌部分
电子站牌主要完成数据接收和数据显示功能，具体分析如下：
1.数据接收。通过电子站牌上的GPRS模块接收从调度中心发来的数据，解析分离其各部分数据内容，得到车牌号、车内总人数、离本站的距离、拥挤值，并将这些值存储到单片机中的指定地址单元中，为单片机程序控制电子站牌的显示提供数据。
2.数据显示。数据主要通过液晶屏和LED灯来显示，其中车牌号、车内总人数和离本站的距离可以直接通过液晶屏显示，而拥挤值，即拥挤情况则需通过3盏LED灯表示出来，当拥挤值为0时，红灯亮，表示严重拥挤，当为1时，黄灯亮，表示一般拥挤，当为2时，绿灯亮，表示不拥挤，这样乘客可以通过车内总人数数值和3盏LED灯的点亮情况清楚地判断出驶来车辆内部的情况。
3.创新特色
（1）弹簧式压力传感器安放于第二台阶，除去踩踏板外台阶其余部分用橡胶填充，使乘客同时踏上踩踏板和间隙部分时感觉不到有下降3mm的感觉，在弹簧外面套上橡胶起固定作用。因为前门小，设计简单，而后门设计理念：当一人通过时，一般踏台阶的中间部分，而两人通过时，一般踏两边；中间板块设计成六边形可以更加准确地采集到当乘客踩到间隙部分时的上下车数据。
（2）公交车服务水平：城市公交车内拥挤状况普遍非常严重，由于超载严重往往存在安全隐患，这不仅降低了公交车的服务质量，而且影响了城市的可持续发展。本系统采集公交车上的人数，通过拥挤程度来评价公交车服务水平，并将拥挤信息反映到电子站牌上，让乘客可以合理选择乘坐公交车，这点是本课题创新之处。大部分评价公交车服务水平是通过公交的正点率、到达率以及排队长，忽视了乘客在乘坐公交车过程中的舒适程度。通过我们的装置，可以采集到公交车上的人数，然后通过计算单位面积上的站立人数来评判对应的拥挤程度（拥挤程度分为不拥挤、一般拥挤和严重拥挤），方便乘客选择，同时可以促进公交公司从拥挤方面入手，来提升公交的服务水平。
（3）站牌的设计：按照距本站距离的远近在站牌上显示最近两辆车的信息，显示信息包括车次、车内人数、拥挤程度、距本站距离。对应的拥挤程度有对应的LED灯提示，明确直观、简单易懂。
4.应用前景
本系统适用于公交车分布密集，发车频率高的地区。可以通过公交电子站牌告知乘客公交车距本站的距离、拥挤情况等，增加了乘客对公交的选乘时间，使得乘客对不同的公交乘坐有更多的选择机会，引导乘客合理的选择要乘坐的公交车，一定程度上平衡了公交车内人数，提高了公共交通的服务质量。
可以推广本技术用于公交调查、自动统计数据，配合公交调度站信息化，这将大大减少了公交车管理、公共交通人流辆统计的人力与物力，达到信息的即时获取。从而促进了社会的和谐，增进了城市的可持续发展；极大的提高了公交车的服务水平和智能化水平，增强了乘客选择公交车的信心；完善了公共交通体系，缓解交通压力，减少交通拥堵。
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