都市交通公眾服務體系設計

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作者：吳磊侯忠偉許登元單位：重慶交通大學研究生部重慶交通大學

公交查詢服務中心它運行了公交信息管理服務器，主要負責為乘客提供公交目的地查詢服務，該中心共享了指揮控制中心維護的全市GIS地圖以及天氣狀況等信息，并根據公交線路及公交站點為用戶提供直觀、準確的目的地查詢服務以及出行建議.氣象中心它主要負責對城市天氣情況進行預報，并將相關信息輸入到天氣狀況預報服務器中．設備維護中心它主要負責對系統基礎設施的維護，該中心共享了指揮控制中心的設備運行狀態服務器信息，對故障設備及時進行維修，對失效設備及時進行更換．除此之外，系統還采用了分布式處理技術，主要表現在以下幾個方面：（1）大量的信息采集傳感器節點，并在十字路口等有交通信號燈處設置了具備信息處理功能的傳感器節點，可根據路口車流情況自動進行交通信號等待時間計算，實時控制交通信號燈的變換時間［4］，其流程如圖2所示．（2）公路沿線安置的定位傳感器節點及GPS設備，通過與車載設備以無線方式連接，結合局部相對定位與GPS相結合的方式定位車輛位置．（3）公交車車載設備，可根據公交車的當前速度及歷史速度、距離下一站公交車站的距離以及通過無線方式獲取的服務器路況信息計算出公交車的預計到站時間，并通過無線方式傳送給附近的無線路由器，然后無線路由器以有線的方式傳送給位于相應公交站點的LED顯示設備［5－6］．（4）私家車、出租車車載設備，可根據駕駛員輸入的目的地信息計算出到達目的地的路程最短線路，也可以結合通過無線方式從遠程服務器獲取的路況信息計算行車的時間最優線路，進行路線導航，還可根據車輛剩余油量提示附近的加油站信息、根據用戶選擇提示附近的公共廁所等場所的位置信息，其工作流程如圖3所示．（5）查詢終端，可為用戶提供目的地到達查詢、公交線路查詢以及天氣狀況查詢等實用信息查詢．

在網絡布設方面，系統充分利用交通基礎設施以及電信基礎設施，最大化的減少投資成本．在整體圖3私家車、出租車車載終端工作流程圖上，指揮控制中心、交通事故處理中心、急救中心、公交查詢服務中心、氣象中心以及設備維護中心之間以虛擬專網（VPN）的方式連接，一方面保證了它們之間的通信質量，另一方面也保證了系統的通信安全．在分布式方面，信息采集傳感器以無線的方式連接，最終將信息匯聚到附近具有信息處理功能的Sink節點，組成無線傳感器網絡（WSN），Sink節點以有線或無線方式連接到互聯網（Internet），與指揮控制中心對傳信息；車載終端以無線方式連接到附近的無線接入點AP，組成無線局域網（WLAN），AP以有線方式接入互聯網，與指揮控制中心對傳信息；定位傳感器采用無線方式互聯，將相對定位的信息傳送給裝有GPS芯片的接入點進行絕對定位和相對定位的數據融合后接入互聯網，與指揮控制中心共享信息；查詢終端以有線方式連接到公交信息管理服務器，組成局域網（LAN）．具體的網絡布設如圖4所示．

（1）公交到站時間估計：在公交站點等候的乘客可根據公交站點的LED顯示屏了解即將到達本站點的公交到站時間．（2）公交目的地自助查詢：乘客根據出行目的地，在設立在公交站點以及其他區域的查詢終端上自助查詢公交線路及轉車情況．（3）出行天氣預報：公共交通乘客可在公交站點通過查詢終端查詢出行天氣情況，也可以在公共交通工具（公交車、出租車）上收聽由車載終端播放的天氣信息；自駕出行則可以直接通過車載終端收聽天氣信息．（4）車輛定位：任何登陸服務器的車輛均可通過接入定位服務器確定自身位置，交通管理部門也可根據車輛ID定位車輛位置．（5）交通事故預警及救援提示：指揮控制中心可根據系統提示的交通事故報警信息及時了解事故情況，交警和救護車也可根據此信息迅速、精確出警及施救．（6）目的地導航：自駕車司機可在車載終端上查詢車載終端根據駕駛員輸入的出行目的地信息、從附近AP接入點收到的路況信息而確定的路程最短路線及時間最優路線．（7）加油站、公共廁所等必須場所信息提示：自駕車車載終端在開啟后自動接入定位服務器，并在車輛汽油存量低于用戶設定的門限后接入指揮控制中心的GIS地圖自動查找提示附近的加油站信息并，也可根據用戶的設定，查找并提示附近的公共廁所等其他場所的信息，并在設備中顯示．

本文將物聯網技術應用到城市交通出行服務中，設計了城市交通公眾出行服務系統．但是在具體實現過程中尚有許多技術問題需要研究，比如：公交到站時間問題：公交車到站的距離是可以估計的，但是即使距離車站只有100米距離，但是由于堵車等原因也許會等待半小時，所以公交車到站時間如何精確估計是一個需要深入研究的問題．同時城市交通出行服務系統的實現尚有諸多非技術問題需要解決，比如交通事故處理中心、急救中心、公交查詢服務中心之間的數據共享問題，在技術上數據庫之間數據共享是可以實現的，但部門之間協調合作問題成為困擾城市交通公眾出行服務系統實現的難題之一．因此城市交通出行服務系統的最終實現不僅僅需要深入研究相關技術問題，更重要的是需要相關行政部門的有利支持．總之，物聯網代表中國各行業信息化的發展方向，城市交通公眾出行服務系統是物聯網技術在交通領域的具體應用，是城市交通信息化的發展趨勢．