基于移动互联网的智能公交系统研究

摘 要

智能公交系统就是将信息技术、网络技术、电子电力技术等运用到城市公交运输系统中，形成智能化、自动化、现代化的新型公交系统，实现人、道路、车辆的合一。本文介绍一种基于移动互联网的智能公交系统，详细阐述该系统的总体框架和三层体系结构，介绍系统实现的功能，最后再简单阐述该系统中运用到的关键技术。

【关键词】移动互联网 智能公交系统 数据 技术

智能公交系统是一种先进的全方位公交管理控制系统，是一种实时有效的公交管理系统。美国从上世纪60年代开始研究智能公交系统，并取得突出成就，随后，日本、英国、德国等也加入该研究行列，目前已在日本、美国和欧洲建立起三大研究基地。

我国社会经济的快速发展带来了城市规模的扩大，城市交通运输系统越来越复杂，公众对城市交通的服务质量也提出更高要求。我国公交管理存在严重超员、车辆性能差、开快车、开野蛮车、不按规定车道行驶等问题，影响公交安全。。而网络技术的发展为智能公交系统建设提供解决契机。我国的智能公交系统虽然起步较晚，但在近年来也得到迅猛发展，基于GPS技术、GIS技术技术、无线通信技术等的智能公交系统在城市公交运输管理和控制上发挥重大作用，实现数据实时采集、远程控制、快速通信、公交生产运营调度、公交监控、公交信息发布等，为人们带来更满意的公交服务，提高公交车辆的使用价值。

1 智能公交系统结构

1.1 总体框架

智能公交系统要为相关管理部门提供实时的路况信息，基于这一基本需求，智能公交系统需要有信息采集、公交运营调度、公交监控和公交信息步伐，这四个基本业务相辅相成，互相渗透和协调。公交车上的终端设备每隔1s采集实时路况信息，包括经纬度、行车速度、方向等，采集车上乘客数、视频、温湿度等基本信息，发送给信息中心。调度中心根据信息中心发布过来的经过处理的信息，对公交车的运营进行实时调度，将调度信息发布给公交车的车载终端设备。信息中心将处理过的信息传递给电子公交站牌、车载导航终端、公交信息门户站等，这些信息发布平台向市民实时传递公交信息，一般包括目前车辆位置、到站时间、出行方案查询、位置查询、路况信息等。监控中心对处理好的信息进行公交系统的实时监控管理。基于这一业务需求，智能公交系统的业务非常广，数据资源多，需要采集技术、无线通信等技术支持，需要复杂的系统支持业务运转。本文基于移动互联网技术，在安全性、先进性、易操作性等原则基础上设计出如图1所示的智能公交系统总体框架。

1.2 三层体系结构

在软件系统设计上，将智能公交系统分成三层体系结构：应用层、中间层和数据层。应用层也就是用户界面层，其中的车载终端设备以无线通信方式与中间层的网关建立连接，发送采集到的车辆位置、速度、温度、路况信息、车上人数、报警、车厢监控等信息，并接收由网关转发过来的调度中心调度指令。应用层上的client代表调度和监控，它一方面通过网关向车载终端发送加速、减速等控制指令，一方面访问Web service接口。最后，应用层上的browser代表信息门户网站，它实现智能公交系统的信息发布功能。

中间层又被称为业务逻辑层，是应用层与数据层之间沟通的桥梁，响应和执行用户请求，在总结构中起到承上启下的作用。中间层以Web service封装方式对数据进行逻辑处理，实现松散耦合。Gateway以无线通信方式接收车载终端传递过来的信息，并以SOAP/XML方式访问Web service接口存储的信息，并负责将调度中心发送过来的调度指令传递给应用层上的车载终端设备。作为所有数据访问的唯一接口——Web service以C#编写逻辑处理组件、数据访问组件。简单来说，中间层的功能就是信息查询、信息管理、信息维护、远程通信、车辆监控等，它将数据层与应用层连接起来，保证智能公交系统的正常稳定运行。

数据层集中处理整个系统中的所有数据，响应中间层的数据请求和访问。本系统中的数据层分成两个板块：数据库和数据挖掘。数据库中含有业务信息数据库、公交实时数据库、地理信息数据库、文档数据库。数据挖掘通过C#方式实现，对采集到的实时信息进行数据挖掘处理，在纷繁复杂的数据中理清思路，忽略没有价值的信息，更好为调度中心服务，体现智能公交系统的智能化、自动化特点。

1.3 系统功能

网络及通信系统主要采用移动无线通信技术，连接公交调度中心、站台、首尾站、车辆、公交公司等各个业务点，传输实时动态数据，传输监控云图和报警信号，传输对讲信息和广播信号，为整个智能公交系统提供稳定高速的通信渠道和平台。

为保证系统的不间断运行，设置UPS电源，在市电停电情况下，各个业务点依然能保持一段时间关键业务和公交系统的正常运转。乘客信息系统通过车载终端设备和站台显示屏等向市民提供车辆上的乘客信息。时钟系统为各个业务点、调度中心、信息中心等提供统一的精确时间信息，确保各个业务点时间的一致性，使得时间信息成为调度中心进行实时生成调度和数据统计分析的重要资料。车辆定位系统运用地理信息系统实现对车辆的实时跟踪定位，通过GPS技术采集车辆当前的行驶状态，包括经纬度、方向、速度、时间等，对这些信息进行运算、差分、校正处理，从而实现对车辆的准确定位，向市民提供车辆信息，为调度中心进行生产调度提供信息支持。自动报站系统将采集到的车辆位置信息与公交线路站点进行对比，确定车辆的出入站情况，利用语音报站。当车辆出现火灾、交通事故、突发故障等突发性事件时，司机可启动公交车上的报警装置向调度中心发布报警信号。当车辆时速超过预设值时，车载终端设备自动发出超速报警，提醒司机减速。

2 关键技术

本文提出的智能公交系统是基于移动互联网、GPS技术实现的，其中运用到的移动互联网技术主要有：无线数据广播通信、卫星通信、蜂窝式移动通信、专用数据通过信等，这些移动通信技术各有优缺点。卫星通信就是利用人造地球卫生为基站，利用其转发的无线电信号实现两个及以上的地面站之间通信，通信距离远、容量大、可靠性高，但车载终端以及通信费用较高，且实时性不好。蜂窝式移动通信采用无线通信组网方式，将网络设备、车载终端等连接起来，实现智能公交系统各个子系统之间的实时通信。该通信方式覆盖范围广、价格低、无需建网、容量大，是广大人民群众喜爱的一种无线通信网络系统。蜂窝式移动通信方式又主要是通过短消息业务、无线分组业务GPRS、码分多址技术、3G、4G等多种方式，本文考虑到传输速率高、范围广、应用普遍、组网简单、价格低廉等因素，最终决定选择3G技术建立智能公交系统。

GPS定位技术是智能公交系统中的又一关键技术，几乎所有工作和业务的开展都离不开GPS的定位服务，如：车辆的自动报站功能，车载终端接收传输过来的车辆定位信息，将其与公交线路对比起来，进行站点信息对比，通过系列运算判断公交车辆的出入站情况，然后再通过车载终端设备向市民报站。车辆监控系统利用GPS技术定位的车辆信息了解到车辆当前行驶状态以及位置，将其放置到电子地图中进行实时显示，然后再将车辆的行驶状态等信息发送到车载终端设备和站台的电子显示屏上，既实现对公交车的实时监控指挥，又为市民提供更完善的公交信息。

3 结束语

随着信息技术、网络技术的快速发展，智能公交系统必将逐步完善，为市民提供更好的公交服务。大力整顿公交运营的客观环境，创新运营模式，杜绝公交超员现象，强化公交企业自身的监管改革，推行人性化管理方式。

参考文献

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作者单位

广东省电信规划设计院有限公司 广东省广州 市 510000