“互聯(lián)網(wǎng)+”共享公共交通系統(tǒng)

李秋韻 周鋆英 李非凡 李曉宇

摘? 要：該文涉及公共交通技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種智能車及智能公共交通系統(tǒng)。該智能車包括車身、安裝在車身上的智能控制系統(tǒng)和聯(lián)接機(jī)構(gòu)。車身前端安裝有電磁聯(lián)接桿，后端安裝有電磁套筒。智能控制系統(tǒng)包括：定位裝置，用于實(shí)時(shí)采集車身位置參數(shù);障礙物識(shí)別裝置，用于實(shí)時(shí)采集距離參數(shù);行駛控制裝置，用于控制車身按照控制指令以指定速度和方向行駛;通訊裝置，用于將車身的速度、方向和位置參數(shù)發(fā)送至調(diào)度中心，以及將接收的控制指令發(fā)送至行駛控制裝置。此智能控制系統(tǒng)便于調(diào)度中心根據(jù)乘客需求控制車身的行駛方向和速度，具有行車智能化、載客小型化、線路個(gè)性化的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：共享公交? 無(wú)人駕駛? 智能調(diào)度? 可連接智能車? 智慧城市

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車已成為城市家庭的剛性需求，汽車保有量以前所未有的速度增加，導(dǎo)致現(xiàn)有的堵車、停車難，及公交車地鐵線路固定、調(diào)度周期控制不靈活、維護(hù)成本高、城市交通污染嚴(yán)重等問(wèn)題。為符合未來(lái)公共交通發(fā)展趨勢(shì)，至少部分解決上述問(wèn)題并有效起到對(duì)私家車、出租車的替代作用，該文提供了一種可聯(lián)接的智能車共享公共交通系統(tǒng)方案，此系統(tǒng)主要包括：可聯(lián)接的智能車、專用通道、停放場(chǎng)所及充電設(shè)備、移動(dòng)終端APP、調(diào)度控制及運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。

可聯(lián)接的智能車為無(wú)人駕駛汽車，由車身本體、智能控制系統(tǒng)和聯(lián)接機(jī)構(gòu)構(gòu)成。

車身本體為四輪兩座車廂，右側(cè)設(shè)噴涂唯一的車輛編號(hào)及二維碼的滑動(dòng)車門一扇以供乘客識(shí)別預(yù)定車輛及上下車;左側(cè)座位可設(shè)計(jì)為翻折式座椅，內(nèi)含兒童座椅一個(gè)，滿足攜嬰、幼兒乘客出行需求。車身后端的電磁套筒為喇叭口形狀，能增大電磁聯(lián)接桿安裝在套筒中時(shí)，對(duì)細(xì)小偏差的容錯(cuò)能力，提高安裝效率。車身外部裝有LED燈帶，以在夜間行駛時(shí)提高安全性。

智能控制系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、障礙物識(shí)別系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為電力驅(qū)動(dòng)方式;定位系統(tǒng)采用衛(wèi)星定位模塊，用以對(duì)智能車實(shí)時(shí)定位;障礙物識(shí)別系統(tǒng)包括前行方向障礙物識(shí)別、快速靠近物體識(shí)別功能，用以判斷障礙物、靠近物體是否影響車輛行駛，從而進(jìn)行控制預(yù)判;行駛控制系統(tǒng)根據(jù)定位系統(tǒng)、障礙物識(shí)別系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以控制智能車行駛速度和方向;通訊系統(tǒng)采用無(wú)線通訊方式，實(shí)現(xiàn)智能車與調(diào)度控制中心的信息交互;安全控制系統(tǒng)根據(jù)障礙物識(shí)別系統(tǒng)反饋的信息降低車速或緊急制動(dòng);監(jiān)控系統(tǒng)分別記錄車輛行駛前后方、車內(nèi)視頻圖像，用以當(dāng)車輛出現(xiàn)事故、故障、人為破壞時(shí)可究其因。在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展，以提高車輛行駛安全性，主要包括：定位系統(tǒng)加入“智能車+電磁線”輔助定位方式，用以修正衛(wèi)星定位準(zhǔn)確度;障礙物識(shí)別系統(tǒng)可采用基于圖像檢測(cè)、結(jié)構(gòu)光檢測(cè)、激光雷達(dá)檢測(cè)、超聲波檢測(cè)等多種檢測(cè)手段綜合方式，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性;當(dāng)調(diào)度控制中心確定車輛行駛路線后，由行駛控制系統(tǒng)對(duì)車速、方向等進(jìn)行本地控制;安全控制系統(tǒng)加入安全帶使用情況監(jiān)測(cè)，乘客在未正確使用安全帶時(shí)，車輛無(wú)法啟動(dòng);監(jiān)控系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)采取本地儲(chǔ)存方式，智能車至少保存5天監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)。

聯(lián)接機(jī)構(gòu)由安裝在車身本體前方的聯(lián)接桿和安裝在車身本體后方的套筒組成。在車身本體進(jìn)行前后聯(lián)接時(shí)，連接桿和套筒通過(guò)電磁技術(shù)相互吸附，實(shí)現(xiàn)兩兩聯(lián)接。聯(lián)接桿為兩段式設(shè)計(jì)，采用萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)車身本體聯(lián)接后，萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)處于兩車身本體之間，便于左右轉(zhuǎn)動(dòng)。套筒為喇叭口形狀設(shè)計(jì)，增大聯(lián)接機(jī)構(gòu)對(duì)細(xì)小偏差的容錯(cuò)能力。聯(lián)接機(jī)構(gòu)具備充換電接口功能，當(dāng)多個(gè)智能車聯(lián)接后，可相互充電，補(bǔ)充電能給電量過(guò)低車輛。當(dāng)多個(gè)智能車實(shí)現(xiàn)聯(lián)接或分解后，由首車作為主要?jiǎng)恿敵觯溆嘬囕v減小輸出功率，以降低整體功耗，聯(lián)接機(jī)構(gòu)最大承受10輛智能車聯(lián)接所需拉力。

專用通道是上述智能車專用行駛通道，為避免智能車與其他車輛、行人混行，以顏色作為標(biāo)識(shí)區(qū)分并提供可視化信息。通道預(yù)埋電磁線作為驅(qū)動(dòng)及定位裝置，采用電磁線傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能車本地路徑識(shí)別功能;通道為雙車道設(shè)計(jì)，滿足兩輛智能車并列行駛寬度，一條為行駛通道即快速通道，一條為乘降通道即慢速車道。為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，專用通道分為兩種模式。模式一適用于單向三車道及以上的寬闊馬路，馬路中央靠近人行通道處設(shè)有月臺(tái)，乘客可在此乘降;模式二適用于單向三車道以下的較狹窄馬路，通道位于馬路兩側(cè)，乘客可隨時(shí)乘降。專用通道經(jīng)過(guò)路口時(shí)，采取地下通過(guò)方式，避免與其他車輛、行人交叉行進(jìn)，實(shí)現(xiàn)乘客從乘車到下車期間不間斷行駛。

停放場(chǎng)所及充電設(shè)備是上述智能車專用的停放及充電場(chǎng)所。停放場(chǎng)所設(shè)有充電樁若干，當(dāng)智能車以首尾相接方式停放時(shí)，每個(gè)充電樁可最多同時(shí)為10輛智能車充電。采用夜間集中充電方式有助于消納風(fēng)能等利用率較低的清潔能源，提升能源利用效率并緩解城市污染問(wèn)題。此外，停放場(chǎng)所可采用立體停車設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升空間利用率，并按其容量的10%設(shè)置專用停車位，用以停放故障車輛。

移動(dòng)終端APP如同市面滴滴APP，使用時(shí)，乘客應(yīng)輸入目的地、乘車人數(shù)、是否同意拼車等信息，并完成網(wǎng)上支付，APP自動(dòng)上傳相關(guān)信息至調(diào)度控制及運(yùn)行監(jiān)控中心;乘客需站在專用通道標(biāo)識(shí)的乘降位置，開(kāi)啟移動(dòng)終端定位功能，智能車將根據(jù)定位信息行駛至乘客所在位置;當(dāng)智能車到達(dá)，乘客需使用APP掃描車身的二維碼以確認(rèn)，成功后方可開(kāi)門乘車;為提升用戶體驗(yàn)，APP需顯示預(yù)訂車輛當(dāng)前位置。

調(diào)度控制及運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)用于接收移動(dòng)終端APP信息，并向符合最優(yōu)條件的智能車發(fā)出指令，前往乘客所在地。當(dāng)出現(xiàn)區(qū)域性用車緊張或時(shí)段性用車緊張時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析提前進(jìn)行車輛調(diào)配;系統(tǒng)監(jiān)控智能車行駛軌跡、狀態(tài)，當(dāng)智能車出現(xiàn)電池不足、硬件故障等情況導(dǎo)致無(wú)法正常行駛時(shí)，能自動(dòng)派遣附近閑置智能車以聯(lián)接方式將其送至停放場(chǎng)所充電或?qū)Ｓ猛＼囄坏却S修;系統(tǒng)設(shè)有黑名單檔案，將存在故意損壞車輛等行為的乘客納入黑名單，并不再受理黑名單乘客的乘車請(qǐng)求;系統(tǒng)可接收乘客乘車、下車等狀態(tài)信息;當(dāng)乘客完成付費(fèi)，由系統(tǒng)對(duì)乘客進(jìn)行定位，并向選定的智能車下發(fā)行駛路徑及前往指令，當(dāng)乘客乘車后，系統(tǒng)向智能車下發(fā)乘客目的地行駛路徑及前往指令。

該文所述的“互聯(lián)網(wǎng)+”共享公共交通系統(tǒng)創(chuàng)新性地提出通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)做出最優(yōu)分析以安排私人定制路線、智能車可聯(lián)接進(jìn)行充放電、設(shè)地下通道避免交互及減少等待紅綠燈的耗時(shí)、采用夜間供電最大效益化，不僅滿足用戶的個(gè)性化需求，且能促進(jìn)智慧城市建設(shè)步伐，促進(jìn)交通系統(tǒng)智能化發(fā)展。

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