专利名称：公交动态信息采集处理及无线传输方法
技术领域：
本发明涉及一种利用GPS定位信息、公交IC卡和无线通信技术进行公交车辆运营信息的采集与处理方法。可应用于其它客运车辆管理和信息采集及处理的领域。 公交车辆具有线路固定、发车频率高、客运量大等特点特点，公交运营服务的好坏直接到关系百姓的切身利益。准确掌握公交运营中的车辆运行信息能够大大地提高公交服务质量，提升行业管理水平。 公交信息包括车辆运行位置、站点停靠时间、上下乘客信息、行驶速度等等，这些信息对公交调度，运营和公交线网规划有极为重要的作用，为公交规划提供决策依据。这些信息的采集和获取通常是由人工完成，往往采集量大且准确率不高，达不到实时性的要求。现有的车辆车载调度系统只是监控车辆位置的作用，没有完全实现运行数据的采集和处理。 如目前的公交IC卡信息以二进制数据文件的形式存储于IC卡读卡器上，每天下班前由人工用移动存储器将这些数据文件转移到后台计算机内。再由专业人员将这些数据文件中的数据读出，进行分类处理，存储到数据库中。由于公交线路和车辆班次较多，导致数据文件较多，处理数据的工作量较大。这种方式下尽管IC卡数据是实时得到的，但是数据是后处理，所以数据是非实时的，数据难以有效地加以利用。本发明将这些信息通过一定的方法进行有效的采集及处理，并通过无线通信技术实时传送回后台管理中心，使得公交管理人员能够快速掌握公交车辆的运行状态，对公交车辆进行调控。 随着卫星定位技术和移动通信技术的发展及其应用的扩展，以及移动位置服务不断进步，公交信息实时动态采集成为可能。 本发明提出一种利用GPS定位和无线通信技术实时采集公交信息的新方法。能够将公交车辆运行中采集到的信息和IC卡乘客刷卡信息经过处理，通过无线通信实时传输到后台管理中心。该方法克服了传统车辆监控中频繁上传位置数据耗费通信资源的缺陷，而是通过与公交站点的匹配，分站点处理和传递满足车辆调度所需要的公交运行信息。从而减轻了后台管理中心的压力及节省了上传通信资源。 本发明所述是基于车载设备运行的信息采集和处理方法，该车载设备包括CPU处理器，GPS定位模块，IC卡信息读取模块和GSM/GPRS通信模块，存储有该公交线路的公交站点地图。在车辆运行中车载设备程序接收GPS每秒传送的车辆位置信息，和车载公交站点地图进行匹配判断，采集站点停留时间和读取IC卡刷卡等信息，计算运行速度，预测下站到达时间。最后将这些信息通过GSM/GPRS模块传送到后台管理中心。
本发明的效果如下 采集车辆所在站点位置、站点的停靠时间、IC卡上下客人数、车辆经过各路段行驶
背景技术：
发明内容
3速度，在保证信息完整的情况下，采用全路程信息采集，按站点无线发送数据的方式，最大限度的减少了发送信息量，减轻后台压力。 本发明在站点匹配时涉及站点范围的设定和站点标示值的设定。其中，站点范围是车辆可能在站点周围停靠时的位置距站点位置的最大距离。由于车辆有时进入站点时站点拥挤情况，可能造成车辆在站点前后停靠上下乘客，另外GPS精度的误差情况，所以需要适当扩大站点范围，避免由于站点拥挤原因造成车辆停靠点的遗漏。根据实际现场观察和测量的结果，取站点周边范围为以站点为中心，半径在60米 IOO米的范围。站点标示值是判断车辆进入站点和离开站点的依据。站点标示值为l，车辆在站点范围内；站点标示值为O，车辆离开站点。 以下为本发明的具体方案的详细说明。 —种公交动态信息采集处理及无线传输方法，其特征在于，包括以下流程 站点标示值是判断车辆进入站点和离开站点的依据；站点标示值为l，车辆在站
点范围内；站点标示值为O，车辆离开站点； 步骤一、车载设备启动，载入公交线路信息，包括公交站点坐标，站点编号及站点顺序；站点标示值设置为0， IC卡上下客信息初始值设置为0 ; 步骤二、行驶中车载设备GPS接收模块以每秒一次的频率接收GPS车辆定位位置信息，并和车载地图上公交站点位置进行匹配，即判断车辆是否在站点范围内；同时IC卡采集模块接收各个IC卡刷卡器传来的信息，根据IC卡信息传输次数和上下客类型，进行上下客统计； 步骤三、站点停靠GPS漂移点判断如果满足站点标示值为O，GPS车辆位置在站点范围内，且车辆速度为0三个条件，则进行站点停靠判断；如果该站点已经过，而且不是上一个站点，或者该站点和上一站点没有连续的上下站关系，则可以判断该点为漂移点，返回步骤二 ；否则执行步骤四； 步骤四、同一站点多次停靠判断车辆有时会由于在站前有车辆阻挡或乘客上下车等情况在同一站点多次停靠，这类情况较多，需专门处理；如果该点在站点范围内，该站点为上一站点，且站点标示值为l，则判断为同一站点多次停靠； 步骤五、同一站点多次停靠数据处理将站点内各个车辆0速度停留的时间相加计算站点停靠时间；执行步骤八； 步骤六、站点正常停靠判断如果满足站点标示值为0， GPS车辆位置进入与上一站点有下行连续关系的期望站点范围内，车辆速度为0三个条件，则判断站点正常停靠，站点标示值置1 ;执行步骤七； 步骤七、站点停靠时间计算累计计算车辆速度等于0时的车辆停靠时间；当车速大于O时，计时停止； 步骤八、车辆离开站点后，数据整理及计算如果站点标示值为l，车辆离开公交
站点范围，则判断车辆驶离站点，进行数据整理及计算，记录车辆在该站点位置坐标、站点
号及时间，记录本站点上车刷卡次数得到本站点上车乘客数，记录下车刷卡次数得到本站点下车乘客数；通过本站点和上一站点记录的信息计算上一站点间车辆行驶速度，利用起
始站点的信息和本站点的信息计算车辆已行驶路线的平均速度，通过车辆上一站点间的速度和到下一站点的距离计算预计到达下一站点时间；当车辆为一次刷卡时，仅记录本站点
4上车刷卡次数并得到本站点上车乘客数； 步骤九、车辆信息发送将车辆线路号，站点号及时间、停靠时间、上车人数、下车 人数、上一站点间的行驶速度、车辆行驶的平均速度、预计到达下一站点的时间等参数通过 GPRS无线传回到后台管理中心；站点标示值置0， IC卡上下客信息值设置为0 ;
步骤十、如果本站点为终点站，程序结束，否则返回步骤二。
本发明的技术效果为 1..采集车辆行驶中的运行信息，包括车辆所处站点位置、上传时间、站点停靠时 间、上下客人数、行驶速度。 2.计算车辆经过的各个站点间的速度及行程平均速度，估计下一个站点的到达时 间。将部分数据处理功能放在车载终端完成，减轻后台管理中心压力。 3.公交信息无线传送频率为每站点信息发送一次，在判断离开站点范围后传输。 克服了传统车辆监控中频繁上传位置数据耗费资源的缺陷，减轻了后台管理中心的压力。
4.针对城市中常见的GPS信号漂移和车辆同一站点多次停靠的情况进行有针对 性地信息处理。保证信息在上述两种情况下的可靠性。 5.在信息上传的基础上，保留本地信息存储备份，提高了数据的可靠性。
图1是公交信息采集处理程序流程图。
图2是公交车载设备构成图。
图3是公交车辆与公交站点匹配示意图。
图4是采集处理后的公交信息结果表图。
具体实施例方式
公交车载设备包括处理器单元、GPS定位模块、IC卡读写模块和GSM/GPRS无线传 输模块，并存储有公交站点地图，如图2车载设备的构成图所示，其中GPS定位模块以每秒 一次的频率接收车辆当前位置信息，包括车辆位置坐标、行驶速度、方位角和回传时间等； IC卡读写模块和公交车辆上各个IC卡刷卡器相连，实时接收乘客刷卡信息，刷卡信息仅记 录刷卡次数和上下车类型；GSM/GPRS模块负责将采集处理后的数据通过无线通信传输到 后台管理中心。 根据公交车辆乘客使用IC卡的情况，通常是车辆在公交站点停车时，乘客上车先 刷卡。而乘客下车时，部分乘客在到站前提前刷卡等待下车。因此乘客上车信息可以在上 车的站点采集到。而乘客下车信息需要在车辆到达站点前进行采集，离开站点后采集结束。
由车载公交站点地图可知各个站点位置坐标，各个站点间的距离等站点地理信 息。 1、一种利用GPS定位信息、IC卡乘客换乘信息和无线通信技术相结合进行公交车 辆运营信息的采集与处理方法，包括以下流程，流程框图如图1所示 步骤一、车载设备启动，载入公交线路信息，包括公交站点坐标，站点编号及站点
顺序。站点标示值设置为0， IC卡上下客信息初始值设置为0。 车辆启动，车载设备通电启动，程序初始化，自动读取公交站点信息。
步骤二、行驶中车载设备GPS接收模块以每秒一次的频率接收GPS车辆定位位置信息，并和车载地图上公交站点位置进行匹配，即判断车辆是否在站点范围内。同时ic卡采集模块接收各个IC卡刷卡器传来的信息，根据IC卡信息传输次数和上下客类型，进行上下客统计。 通常会有多个线路共用一个公交站点，经常出现车辆排队停靠的情况，所以站点
匹配范围应设置较大值，本示例设定站点范围为ioo米，站点范围及车辆进入站点情况如图3所示，虚线圆圈为站点范围。 步骤三、站点停靠GPS漂移点判断如果站点标示值为0， GPS车辆位置在站点范围内，且车辆速度为O三个条件，则进行站点停靠判断。GPS信号失真的情况下，GPS位置会在站点周围漂移，有时会回跳到已计算过的站点，造成误计，需要对比已计算过的站点记录，判断站点是否已经计算。如果该站点已经过，而且不是上一个站点，或者该站点和上一站点没有连续的上下站关系，则可以判断该点为漂移点，返回步骤二。否则执行步骤四。
步骤四、同一站点多次停靠判断车辆有时会由于在站前有车辆阻挡或乘客上下车等情况在同一站点多次停靠，这类情况较多，需专门处理。如果该点在站点范围内，该站点为上一站点，且站点标示值为l，则判断为同一站点多次停靠。执行步骤五。
由于某一时间内会出现多辆公交车排队进站的情况，由此会出现车辆在站点范围内不同位置停止上下客的情况，这些属于车辆多次停靠。
步骤五、同一站点多次停靠数据处理计算站点停靠时间。(站点前等待进站同样耗费时间，也计算在正常停靠时间内，可以计算同一站点多次停靠的情况。站点停靠时间为站点内各个车辆0速度停留的时间相加之和)。执行步骤八。
各次停靠的时间之和是车辆在该站点停靠的时间。 步骤六、站点正常停靠判断如果满足站点标示值为0， GPS车辆位置进入站点范围内，且车辆速度为0三个条件，不满足步骤三和步骤四，则为站点正常停靠，站点标示值置1。执行步骤七。 步骤七、站点停靠时间计算累计计算车辆速度等于0时的车辆停靠时间。当车速大于0时，计时停止。 步骤八、车辆离开站点后，数据整理及计算如果站点标示值为l，车辆离开公交站点范围，则判断车辆驶离站点，进行数据整理及计算，记录车辆在该站点位置坐标、站点号及时间，记录本站点上车刷卡次数得到本站点上车乘客数，记录下车刷卡次数得到本站点下车乘客数。通过本站点和上一站点记录的信息计算上一站点间车辆行驶速度，利用起
始站点的信息和本站点的信息计算车辆已行驶路线的平均速度，通过车辆上一站点间的速度和到下一站点的距离计算预计到达下一站点时间。 步骤九、车辆信息发送将车辆线路号、站点号及到达时间、停靠时间、上车人数、下车人数、上一站点间的行驶速度、车辆行驶的平均速度，预计到达下一站点的时间等参数通过GPRS无线传回到后台管理中心。站点标示值置0， IC卡上下客信息值设置为0。
图4是53路公交车运行过程中系统经过信息采集和处理，发送到后台的公交信息结果表图。 步骤十、如果本站点为终点站，程序结束，否则返回步骤二。
权利要求
一种公交动态信息采集处理及无线传输方法，其特征在于，包括以下流程站点标示值是判断车辆进入站点和离开站点的依据；站点标示值为1，车辆在站点范围内；站点标示值为0，车辆离开站点；步骤一、车载设备启动，载入公交线路信息，包括公交站点坐标，站点编号及站点顺序；站点标示值设置为0，IC卡上下客信息初始值设置为0；步骤二、行驶中车载设备GPS接收模块以每秒一次的频率接收GPS车辆定位位置信息，并和车载地图上公交站点位置进行匹配，即判断车辆是否在站点范围内；同时IC卡采集模块接收各个IC卡刷卡器传来的信息，根据IC卡信息传输次数和上下客类型，进行上下客统计；步骤三、站点停靠GPS漂移点判断如果满足站点标示值为0，GPS车辆位置在站点范围内，且车辆速度为0三个条件，则进行站点停靠判断；如果该站点已经过，而且不是上一个站点，或者该站点和上一站点没有连续的上下站关系，则可以判断该点为漂移点，返回步骤二；否则执行步骤四；步骤四、同一站点多次停靠判断车辆有时会由于在站前有车辆阻挡或乘客上下车等情况在同一站点多次停靠，这类情况较多，需专门处理；如果该点在站点范围内，该站点为上一站点，且站点标示值为1，则判断为同一站点多次停靠；步骤五、同一站点多次停靠数据处理将站点内各个车辆0速度停留的时间相加计算站点停靠时间；执行步骤八；步骤六、站点正常停靠判断如果满足站点标示值为0，GPS车辆位置进入与上一站点有下行连续关系的期望站点范围内，车辆速度为0三个条件，则判断站点正常停靠，站点标示值置1；执行步骤七；步骤七、站点停靠时间计算累计计算车辆速度等于0时的车辆停靠时间；当车速大于0时，计时停止；步骤八、车辆离开站点后，数据整理及计算如果站点标示值为1，车辆离开公交站点范围，则判断车辆驶离站点，进行数据整理及计算，记录车辆在该站点位置坐标、站点号及时间，记录本站点上车刷卡次数得到本站点上车乘客数，记录下车刷卡次数得到本站点下车乘客数；通过本站点和上一站点记录的信息计算上一站点间车辆行驶速度，利用起始站点的信息和本站点的信息计算车辆已行驶路线的平均速度，通过车辆上一站点间的速度和到下一站点的距离计算预计到达下一站点时间；当车辆为一次刷卡时，仅记录本站点上车刷卡次数并得到本站点上车乘客数；步骤九、车辆信息发送将车辆线路号，站点号及时间、停靠时间、上车人数、下车人数、上一站点间的行驶速度、车辆行驶的平均速度、预计到达下一站点的时间等参数通过GPRS无线传回到后台管理中心；站点标示值置0，IC卡上下客信息值设置为0；步骤十、如果本站点为终点站，程序结束，否则返回步骤二。
全文摘要
本发明涉及一种公交动态信息采集处理及无线传输方法，利用GPS定位、公交IC卡和无线GSM/GPRS技术，实现公交车辆信息及IC卡乘客信息的实时采集和发送的方法。公交车辆实时信息和IC卡乘客信息采集和发送处理过程运行于车载设备上。通过GPS定位信息和公交站点的匹配技术，结合IC卡刷卡信息，判断公交车辆站点停靠时间，上下客人数，计算路段运行速度等信息。并以每站点一次的频率将信息发送到后台公交管理中心，为公交调度和管理提供数据支持。本发明能够准确采集车辆所在站点位置、站点的停靠时间、上下客人数、车辆经过各路段行驶速度，在保证信息完整的情况下，采用全路程信息采集，按站点无线发送数据的方式，减少了发送信息量，减轻后台压力。
文档编号H04W64/00GK101763721SQ20091024312
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者王东柱, 陈艳艳 申请人:北京工业大学