基于NB‑IOT的公交车到站时刻预报方法及其系统与流程

本发明涉及城市智能交通服务领域，具体而言，涉及一种公交车到站时刻预报系统。

背景技术：

nb-iot是一种基于蜂窝网络的窄带物联网技术，聚焦于低功耗广域网，支持物联网设备在广域网的蜂窝数据连接，可直接部署于lte网络，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术，具有广覆盖、低功耗、低成本、大连接等特点。

公交车作为一种大众出行交通工具，是城市交通中重要的一环，公交车给市民的出行带来了许多便利，但公交车却也容易受到交通路况、天气变化等各种因素影响，导致时时出现市民需要等待很久才能坐上公交车的情况，对市民规划出行时间制定出行计划带来了不便。随着物联网技术的发展，智慧公交车也提上了日程，为了提高市民选择公交出行的可能性，越来越多的城市开始安装公交车站台led显示屏，通过公交车站台led显示屏，市民可以提前了解公交车到站所需时间，从而合理安排自己的行程。

技术实现要素：

鉴以此，本发明的发明目在于提供一种基于nb-iot的公交车到站时刻预报方法及其系统，对于公交车到站时间的预报更为准确，方便市民选择公交线路，合理规划出行。

一种nb-iot的公交车到站时刻预报系统，包括车载nb-iotue设备、行驶速度测定模块、nb-iot基站、nb-iot服务器和公交车站台端，所述车载nb-iotue设备和行驶速度测定模块安装在公交车上，所述车载nb-iotue设备和行驶速度测定模块相连接，所述车载nb-iotue设备与所述nb-iot基站无线连接，所述nb-iot基站与nb-iot服务器通过光纤连接，所述公交车站台端与所述nb-iot基站无线连接。

优选地，所述nb-iot服务器包括nb-iotepc处理单元、交通状况信息处理模块和gis模块，所述nb-iotepc处理单元分别与所述交通状况信息处理模块和gis模块相连接。

优选地，所述公交车站端设有nb-iot通信模块和led显示屏，所述nb-iot通信模块与所述led显示屏相连接，所述led显示屏显示各个线路公交车到站时刻预报信息。

一种基于nb-iot的公交车到站时刻预报方法，其特征在于，包括以下步骤，

s1：行驶速度测定模块获取公交车当前行驶平均速度，车载nb-iot设备获取当前公交车实时位置，车载nb-iot设备将行驶平均速度、公交车线路、公交车实时位置、公交车编号发送到nb-iot基站；

s2：所述nb-iot基站将行驶平均速度、公交车线路、公交车实时位置、公交车编号发送到nb-iot服务器，nb-iotepc处理单元根据公交车实时位置和公交车行驶路线信息，可得知公交车距离公交车站台距离为d(i，j)(j＝1,2,3……)，其中i表示车辆行驶路线名称及车辆名称，j表示公交车沿行驶方向的公交车站台的顺序数，以1路车为例，d(1-1,1)表示1路车的第1辆车距离该线路上第1个公交车站台的距离，d(1-2，2)表示1路车的第2辆车距离该线路上第2个公交车站台的距离，以此类推；

s3：交通状况信息处理模块根据交通路况得出公交车到站延迟时间，并传输给nb-iotepc处理单元按照公式(1)计算出公交车到站所需时间；

s4:公交车站台端向nb-iot服务器发送请求获取经过该站台的所有线路的公交车预计到站时刻并通过led显示屏显示。

5、根据权利要求4所述的一种基于nb-iot的公交车到站时刻预报方法，其特征在于，所述车载nb-iotue设备使用服务小区以及邻近的2个小区nb-iot基站收到的参考信号时间差作为初始数据，信号到达时间差为△t，则距离差a＝△t*c，c为电磁波传播速度，由于两个nb-iot基站之间距离差为定值，得到一对双曲线方程(2)，

由双曲线方程性质可得a2+b2＝s2，2s为两个nb-iot基站间距离，双曲线方程(2)表示以2个nb-iot基站连线为x轴、连线中点为原点的双曲线方程，服务小区以及邻近的2个小区nb-iot基站组成的两个双曲线方程解出的交点即为当前公交车实时位置。

优选地，所述公交车行驶路线信息由所述gis模块获取并发送到所述nb-iotepc处理单元。

优选地，所述nb-iot通信模块与车载nb-iotue设备同步以edrx模式的默认最小寻呼周期周期性地向nb-iot基站3发送公交车站台所在位置信息、公交车站台名称、经过该站台的所有公交线路名，nb-iotepc处理单元检测nb-iot通信模块发送的经过该站台的所有公交线路名是否包含车载nb-iotue设备发送的公交车线路，若检测不到，则丢弃公交车预计到站时间数据；若检测到，则继续检测是否与该公交车站台名称相符，若不相符，则丢弃公交车预计到站时间数据；若相符则nb-iot服务器通过nb-iot基站向nb-iot通信模块发送公交车预计到站时间数据并在led显示屏上实时显示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所采用的nb-iot设备可以长时间待机，功耗低，更加节能环保，且只占用很少的带宽，可以直接部署于gsm网络、umts网络或者lte网络，减少了部署成本，容易在原先的基础上进行平滑升级，基于nb-iot的公交车到站时刻预报方法及其系统可以更准确地获取公交车实时位置、计算公交车预计到站时间，市民出行时可以通过lec显示屏获取各个线路公交车的预计到站时间，合理选择出行路线、制定出行计划，不必再盲目等待，对城市交通的良性发展起到了积极的推进作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的系统整体结构示意图。

图2是本发明实施例的nb-iot服务器结构示意图。

图3是本发明实施例的公交车站台端结构示意图。

图中，1是车载nb-iotue设备，2是行驶速度测定模块，3是nb-iot基站，4是nb-iot服务器，5是公交车站台端，41是nb-iotepc处理单元，42是交通状况信息处理模块，43是gis模块，51是nb-iot通信模块，52是led显示屏。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参照图1，本发明提供一种基于nb-iot的公交车到站时刻预报系统，包括车载nb-iotue设备1、行驶速度测定模块2、nb-iot基站3、nb-iot服务器4和公交车站台端5，所述车载nb-iotue设备1和行驶速度测定模块2安装在公交车上，所述车载nb-iotue设备1和行驶速度测定模块2相连接，所述车载nb-iotue设备1与所述nb-iot基站3无线连接，所述nb-iot基站3与nb-iot服务器4通过光纤连接，所述公交车站台端5与所述nb-iot基站4无线连接。所述车载nb-iotue设备1将公交车行驶平均速度、公交车线路、公交车实时位置、公交车编号信息通过无线网络传输到所述nb-iot基站3，nb-iot基站3将所接收信息转发到所述nb-iot服务器4，nb-iot服务器4对信息进行处理后将公交车预计到站时刻发送到公交车站台端5以供市民查看。

参照图2，所述nb-iot服务器4包括nb-iotepc处理单元41、交通状况信息处理模块42和gis模块43，所述nb-iotepc处理单元41分别与所述交通状况信息处理模块42和gis模块43相连接。所述交通状况信息处理模块用于根据交通堵塞情况得出公交车到站预计延迟时间；所述gis模块43用于提供公交车行驶路线信息；所述nb-iotepc处理单元41根据公交车到站预计延迟时间、公交车行驶路线信息和nb-iot基站3发送的公交车行驶平均速度、公交车线路、公交车实时位置、公交车编号信息，进行处理后得出公交车预计到站时刻，并发送到公交车站台端5。

参照图3，所述公交车站台端5包括nb-iot通信模块51和led显示屏52，所述nb-iot通信模块51和led显示屏52相连接。所述nb-iot通信模块51用于与所述nb-iot服务器4进行数据交互；led显示屏52用于显示各个线路公交车的预计到站时刻。nb-iot通信模块51接收到所述nb-iot服务器4发送的公交车预计到站时刻信息后传输给led显示屏52进行显示。

具体的，一种基于nb-iot的公交车到站时刻预报方法，包括如下步骤，

s1：行驶速度测定模块2获取公交车当前行驶平均速度，车载nb-iotue设备1获取当前公交车实时位置，车载nb-iotue设备1将行驶平均速度、公交车线路、公交车实时位置、公交车编号发送到nb-iot基站3；

s2：所述nb-iot基站3将行驶平均速度、公交车线路、公交车实时位置、公交车编号发送到nb-iot服务器4，nb-iotepc处理单元41根据公交车实时位置和公交车行驶路线信息，可得知公交车距离公交车站台距离为d(i，j)(j＝1,2,3……)，其中i表示车辆行驶路线名称及车辆名称，j表示公交车沿行驶方向的公交车站台的顺序数，以1路车为例，d(1-1,1)表示1路车的第1辆车距离该线路上第1个公交车站台的距离，d(1-2，2)表示1路车的第2辆车距离该线路上第2个公交车站台的距离，以此类推；

s3：交通状况信息处理模块42根据交通路况得出公交车到站延迟时间，并传输给nb-iotepc处理单元41按照公式(1)计算出公交车到站所需时间；

s4:公交车站台端5向nb-iot服务器4发送请求获取经过该站台的所有线路的公交车预计到站时刻并通过led显示屏52显示。

具体的，车载nb-iotue设备1使用服务小区以及邻近的2个小区nb-iot基站收到的参考信号时间差作为初始数据，信号到达时间差为△t，则距离差a＝△t*c，c为电磁波传播速度，由于两个nb-iot基站之间距离差为定值，得到一对双曲线方程(2)，

由双曲线方程性质可得a2+b2＝s2，2s为两个nb-iot基站3间距离，双曲线方程(2)表示以2个nb-iot基站3连线为x轴、连线中点为原点的双曲线方程，服务小区以及邻近的2个小区nb-iot基站3组成的两个双曲线方程解出的交点即为当前公交车实时位置。

具体的，所述nb-iot通信模块与车载nb-iotue设备同步以edrx模式的默认最小寻呼周期周期性地向nb-iot基站3发送公交车站台所在位置信息、公交车站台名称、经过该站台的所有公交线路名，nb-iotepc处理单元检测nb-iot通信模块发送的经过该站台的所有公交线路名是否包含车载nb-iotue设备发送的公交车线路，若检测不到，则丢弃公交车预计到站时间数据；若检测到，则继续检测是否与该公交车站台名称相符，若不相符，则丢弃公交车预计到站时间数据；若相符则nb-iot服务器通过nb-iot基站向nb-iot通信模块发送公交车预计到站时间数据并在led显示屏上实时显示。edrx模式使所述nb-iot通信模块与车载nb-iotue设备的耗电量大大降低，实现公交车到站时刻预报系统的长时间稳定工作，同时更加节能环保。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。