標(biāo)準(zhǔn)化的實時公交站級預(yù)報設(shè)計方法及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

陶歡 陳曉霞 張卿

摘 要 公交實時信息預(yù)報是城市智慧公交系統(tǒng)的重要組成部分，它為人們的日常出行提供公交到站預(yù)報服務(wù)，能夠使公眾出行有預(yù)期和有計劃。隨著城市進程的加快，公交線路在大居配套、地鐵接駁等方面逐步增加供應(yīng)，公交線路的新辟、延長、調(diào)整十分頻繁，對公交實時信息預(yù)報系統(tǒng)的適應(yīng)性、開放性提出了更高的要求。本文研究了一種標(biāo)準(zhǔn)化的實時公交站級預(yù)報設(shè)計方法，并在浦東新區(qū)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 公交實時預(yù)報;標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計;到站預(yù)報;太陽能電子站牌

引言

緩解交通擁堵、節(jié)約能源和道路資源、倡導(dǎo)綠色低碳出行是城市交通發(fā)展的必然選擇，大力發(fā)展公共交通是改善城市交通出行的一項重要卻又十分復(fù)雜的工作。公交出行信息服務(wù)系統(tǒng)將會顯著提高出行便利性，各級交通運輸主管部門高度重視，通過多種渠道和途徑向出行者提供出行信息服務(wù)，取得了一定的成效。但與發(fā)達國家相比我國城市公交信息服務(wù)平臺的建設(shè)還不是很完善，目前出行服務(wù)工作仍然面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)，特別是在發(fā)展智慧公交信息服務(wù)的新形勢要求下，現(xiàn)有公交出行服務(wù)方式和信息服務(wù)內(nèi)容等方面還存在許多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①出行者對公交出行信息服務(wù)質(zhì)量的滿意度普遍不高;②出行者迫切需要的關(guān)鍵動態(tài)信息匱乏;③信息服務(wù)范圍具有較大的局限性，信息內(nèi)容更新不及時、不準(zhǔn)確、不豐富;④信息資源缺乏有效整合與共享，服務(wù)方式單一;⑤服務(wù)缺乏創(chuàng)新性和靈活性;⑥信息服務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善、服務(wù)不規(guī)范等。

1公交實時預(yù)報發(fā)展現(xiàn)狀

筆者對國內(nèi)現(xiàn)有公交電子站牌運行情況進行了廣泛調(diào)研，公交電子站牌在運行過程中出現(xiàn)了各種各樣的問題，如存在預(yù)報錯誤、信息準(zhǔn)確性偏差是現(xiàn)有公交信息系統(tǒng)或者說是電子站牌普遍存在的問題。絕大多數(shù)電子站牌都是不符合現(xiàn)有公交站牌規(guī)范，自定義一套顯示方式和設(shè)施，需要對現(xiàn)有的站牌做大幅改造或在車站增加顯示設(shè)施來實現(xiàn)，不僅要開挖動土，有些甚至需要改變車站原有位置，移到空間更大，供電更完備的地方。現(xiàn)行的電子站牌基本依靠市電維系，但問題在于，一條公交線路不可能完全在可供市電范圍內(nèi)，對于市電的引線又需要大動土木，對于后續(xù)公交車站搬遷，道路拓寬等原因又會影響到已建設(shè)的站點，系統(tǒng)運行成本巨大[1]。

鑒于電子站牌供電問題，上海浦東地區(qū)和浦西地區(qū)分別采用兩種方式建設(shè)，浦東地區(qū)主要采用綠色節(jié)能的太陽能作為電子站牌能源供應(yīng)，以LED指示燈實時顯示公交車輛位置，LED指示燈與線路站級一一對應(yīng)，公交實時預(yù)報信息與線路途徑信息集成于一體，信息獲取非常方便，同時能夠保證系統(tǒng)在連續(xù)陰雨天及有建筑物或樹木輕微遮擋條件下能夠保證至少10天正常工作;浦西主要采用電子墨水屏進行公交線路的預(yù)報，供電主要依靠定期人工更換電池的方案，需要配套專業(yè)的運維團隊定期更換，另一方面受電子墨水屏技術(shù)限制，顯示內(nèi)容受限，因此公交線路途徑信息與公交實時預(yù)報信息分散區(qū)域和設(shè)備顯示。

2存在的問題

浦東新區(qū)公共交通在適應(yīng)城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中，填補新開發(fā)區(qū)域公交空白、新建公交樞紐站啟用、解決軌道交通站點周邊居民換乘軌交需求和日常的出行需求等方面不斷進行線路調(diào)整，2018年共計新辟線路15條，調(diào)整線路51條，撤線1條;2019年共計新辟線路6條，調(diào)整線路44條，撤線10條。大量線路延辟調(diào)給公交實時到站預(yù)報系統(tǒng)高可靠性和準(zhǔn)確性帶來了一些問題：

（1）印刷在候車區(qū)域的線路信息牌需要大量、及時更換;

（2）由于LED指示燈式公交電子站牌亮燈方式是在線路牌上固定打孔，燈珠孔位和線路站點一一對應(yīng)。一旦線路變更，需要重新在線路牌上打孔，重新安裝對應(yīng)的led燈帶板，費時費力，且存在大量燈帶板的浪費[2]。

3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方法

為了適應(yīng)城市公交線網(wǎng)動態(tài)調(diào)整需要，本文設(shè)計了一種新一代公交電子站牌信息發(fā)布方法，成本低廉，具備多輛公交位置顯示、公交到站時間預(yù)報信息發(fā)布功能，能夠較低成本和代價適應(yīng)當(dāng)前所有城市公交延辟調(diào)等公交線網(wǎng)調(diào)整、公交途經(jīng)信息牌與電子站牌同步建設(shè)需求。

新一代公交電子站牌信息發(fā)布方法包括一套標(biāo)準(zhǔn)化線路牌生成系統(tǒng)（用于自動生成線路燈片）、標(biāo)準(zhǔn)化LED燈帶單元、LED燈帶控制模塊及與控制模塊相連的相應(yīng)站點終端設(shè)備、終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理平臺。標(biāo)準(zhǔn)化線路牌生成系統(tǒng)按照浦東新區(qū)線路牌建設(shè)規(guī)范統(tǒng)一布局和自動生成及印刷。標(biāo)準(zhǔn)化LED燈帶將公交電子站牌燈珠間隔按照如下方法進行設(shè)計。

（1）線路站點初設(shè)或者線路站點變更。

（2）根據(jù)線路總站點數(shù)及擬顯示的燈片長度，計算出站點指示燈（珠）的合適間距，然后根據(jù)站點指示燈的合適間距結(jié)合燈珠最小間距，計算出合適的間隔燈珠數(shù)n，在軟件平臺上輸入間隔燈珠數(shù)n并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給相應(yīng)站點終端設(shè)備，具體計算公式如下：

其中，A為線路牌站點顯示總長，單位為mm;a為該線路站點總數(shù)，單位為個;b為相鄰燈珠標(biāo)準(zhǔn)間距，標(biāo)準(zhǔn)間距設(shè)定為10，單位為mm;n為相鄰站點指示燈之間的間隔燈珠數(shù)，單位為個，m為燈帶余下未使用長度，在公式代表余數(shù)，單位為mm。

下面結(jié)合圖1進行說明，圖1中燈片1包括站點信息1.1，用于顯示線路包含站點信息;同時還包括站點指示燈光孔1.2，用于顯示對應(yīng)站點的亮燈信息，提醒乘客車輛到站信息。燈光孔是標(biāo)準(zhǔn)化LED燈帶的一個孔位，如圖2所示，安裝部署時位于線路燈片下層，與線路燈片第一個站點1.1保持對齊，按上述公式求解計算出線路站點間對應(yīng)燈珠間隔。LED燈帶板與用于控制燈珠的控制模塊相連接，用于接收站點終端設(shè)備的指令，控制燈帶中相應(yīng)燈珠的開/關(guān)，同時站點終端設(shè)備可以接收外界輸入的指令，并將其轉(zhuǎn)化為指令信息發(fā)送至燈帶板控制模塊，用于選擇指定的燈珠作為站點指示燈。

（3）線路牌自動生成系統(tǒng)根據(jù)使用情景選擇排列方向，三角站桿時線路信息牌為豎直排列，候車亭時線路信息牌為水平排列。

（4）終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理平臺發(fā)送燈珠間隔指令至站點終端設(shè)備，站點終端設(shè)備轉(zhuǎn)化為指令信息并傳遞給控制模塊。

（5）控制模塊根據(jù)指令信息控制相應(yīng)燈珠的開/關(guān)以作為站點指示燈;根據(jù)燈珠間距在燈片上設(shè)定相對應(yīng)的站點指示燈光孔，如間隔燈珠數(shù)為1，則圖2中最上部的第一燈珠為選定的站點指示燈4.1，對應(yīng)圖1中的站點1;第三燈珠為另一選定的站點指示燈，對應(yīng)圖1中的站點2。

（6）根據(jù)燈珠間距在燈片上設(shè)定相對應(yīng)的站點指示燈光孔，如圖1所述的站點指示燈光孔1.2[3]。

4應(yīng)用總結(jié)

電子站牌在實際應(yīng)用中水土不服的最大問題是電力供應(yīng)問題，采用LED指示燈進行站級預(yù)報功耗低，借助光伏供電能夠維持連續(xù)陰雨天氣下穩(wěn)定運行。本文提出標(biāo)準(zhǔn)化實時公交站級預(yù)報方法通過燈帶板標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和線路燈片標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，通過平臺配置即可完成LED指示燈與線路途經(jīng)站的自動映射，報站不會發(fā)生移位。目前，浦東新區(qū)公交站牌主要采用亭牌合一及三角站桿式電子站牌，而這兩類電子站牌的線路顯示分為水平和豎直的，而本實施例針對水平及豎直設(shè)置的電子站牌的燈珠均可以采用同樣的方法進行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

目前上海浦東新區(qū)建立公交實時預(yù)報信息服務(wù)平臺在環(huán)境自適應(yīng)性、用戶需求高度穩(wěn)合性、系統(tǒng)開放性和運維高效性等方面逐步形成了電子站牌生態(tài)系統(tǒng)。能夠根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行光伏供電和市電供電的公交預(yù)報;線路信息與到站預(yù)報信息融合顯示與用戶需求高度穩(wěn)合;公眾通過掃描線路牌上提供的二維碼登錄到浦東市民服務(wù)云系統(tǒng)，上報當(dāng)前故障信息或進行評價反饋，讓每個人都成為電子站牌系統(tǒng)的監(jiān)督者;配套提供遠程運維移動程序，支持維護、巡檢、安裝、收藏、任務(wù)提醒等多種應(yīng)用模式，結(jié)合GIS地理信息和自動導(dǎo)航實現(xiàn)電壓監(jiān)測、燈珠故障檢測、掉線監(jiān)測等信息化運維手段。

參考文獻

[1] 郭征茜.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的上海市智能公共交通系統(tǒng)[J].計算機應(yīng)用與軟件，2017，34（8）：130-135.

[2] 黃檳凌，章杰，程樹英.太陽能電子公交站牌設(shè)計[J].電子技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用，2013，40（2）：39-41.

[3] 劉鋰，段芃芃.智慧公交系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].計算機技術(shù)與發(fā)展，2019，29（10）：6-10.