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一种公交车辆位置 感知及调度优化方法及其系统

阅读：803发布：2023-01-08

专利汇可以提供一种公交车辆位置感知及调度优化方法及其系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种公交车辆位置感知及调度优化方法，包括步骤：（1）分析线路状态，确定线路关键节点，在关键节点处安装位置感知设备和信息传输设备；（2）在公交车上安装与位置感知设备匹配的射频卡；在调度中心安装服务器，将服务器与信息传输的接受设备连接；（3）公交车通过节点时，所述位置感知设备采集公交车辆上射频卡的信息，并通过信息传输设备发送至服务器；（4）服务器在接收信息后，结合预知行程时间推算线路运营公交车的运营状况，根据运营状况发出指令。（5）公交车接收调度信息，司机做出响应。同时，本发明通过公交车辆关键节点的感知技术，获取公交车的动态信息，实现线路公交车辆的调度策略优化，其设备系统简单、灵活度强、易于操作。，下面是一种公交车辆位置感知及调度优化方法及其系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种公交车辆位置感知及调度优化方法，其特征在于，步骤如下：
（1）分析线路状态，确定线路关键节点，并在关键节点处安装位置感知设备和信息传输设备；
（2）在公交上安装与步骤（1）中所述位置感知设备匹配的射频卡；在调度中心安装服务器，所述服务器与与步骤（1）中的信息传输设备连通；
（3）某公交车在通过（1）中节点时，所述位置感知设备感知该公交车上的射频卡信息，并通过信息传输设备传输至服务器；
（4）所述服务器在接收信息后，结合预知行程时间推算线路运营公交车的运营状况，根据运营状况发出指令；
（5）公交车接收调度信息后，司机做出响应。
2.根据权利要求1所述的一种公交车辆感知及调度优化方法，其特征在于：步骤（1）中分析线路状态，确定线路关键节点的方法为：公交车辆停靠、等待耗时的位置为线路关键节点，在相邻两关键节点间公交车正常、不间断行驶，且平均速度和时间为预知。
3.根据权利要求1所述的一种公交车辆感知及调度优化方法，其特征在于：步骤（4）中服务器发出的指令包括发车、停车、加速、减速。
4.一种公交车辆位置感知及调度优化系统，其特征在于：包括设置在线路关键节点处的位置感知设备和信息传输设备、安装在公交车上的射频卡和设置在调度中心的服务器，其中，所述射频卡与所述位置读取设备匹配，所述位置读取设备与所述信息传输设备连接，所述信息传输设备与所述服务器连通。
5.根据权利要求4所述的一种公交车辆感知及调度优化系统，其特征在于：所述信息传输设备包括微控制单元和与微控制单元连接的无线通讯模块、3G模块、有线传输接口、存储模块和路侧电源。
6.根据权利要求4所述的一种公交车辆感知及调度优化系统，其特征在于：所述位置读取设备与至少一个射频卡匹配，所述服务器与至少一个信息传输设备连通。
7.根据权利要求4所述的一种公交车辆感知及调度优化系统，其特征在于：所述的位置读取设备和射频卡均为半有源设备，其有效读取距离为3至300米。
8.根据权利要求4所述的一种公交车辆感知及调度优化系统，其特征在于：所述信息传输设备与位置读取设备之间采用有线和（或）无线的方式连通。
9.根据权利要求4所述的一种公交车辆感知及调度优化系统，其特征在于：所述信息传输设备与服务器之间采用有线和（或）无线的方式连通。

说明书全文

一种公交车辆位置 感知及调度优化方法及其系统

技术领域

[0001] 本发明涉及公交车辆运营调度的优化管理方法，更具体的说涉及通过无线射频技术(RFID)实现对公交车辆的位置感知及调度优化的方法，属于智能交通技术领域。

背景技术

[0002] 公共交通管理是个复杂的巨系统，依靠传统的交通管理方式，单从道路和车辆的角度考虑，很难解决近年来不断恶化的交通拥堵、事故频发、环境污染等问题。在城镇化发展过程中，特别是城市普遍存在的交通拥堵问题，已成为困扰城市发展、影响民生的严重问题。

[0003] 针对这一现象，国家已将公交优先提升到国家战略层面上考虑。美国从1990年开始建立先进的智能公共交通系统（ATPS），该系统的目标是通过先进的信息发布技术、高效率的汽车使用率，为出行者提供高效公共交通的有效支撑。然而，在我国公交优先遇到很多挑战，随着机动车呈“爆炸式”增长，国家加快城镇化发展步伐，使得城市人口飞速增加、公交运营的基础设施及管理手段还有待进一步研究改进和提升服务水平，因此，现在公交的服务吸引力还不高。目前，我国公交大多安装了GPS定位装置，许多城市使用了公交调度系统，根据GPS信息获取公交车位置，进行调度。

[0004] 针对目前的车辆动态调度和位置获取技术，美国将位于5.9GHz的75MHz专用于车车、车路协同通信，并在VII的基础上成立了IntelliDrive项目，组织深化车路协同研究。欧洲成立了车辆间通信联盟，制定车路协同标准和规范，并开展了PReVENT、NoW、CVIS等车路协同相关项目的研究。以道路和车辆为基础、以传感技术、信息处理与通信技术为核心、以保证出行安全和提高行车效率为目的，并将道路交通基础设施智能化及其与车载终端一体化系统的协调合作为研发方向和突破重点，正在成为将来发展的趋势和方向。

[0005] 然而，在现有的公交调度领域，仅有公交车的实时位置，并不能真正反映公交车的行驶状态，未能考虑站站之间的距离，对于公交车通过路口的时间无法把握，未能准确获得公交车辆的位置信息、堵车情况、始发站乘客数等其它非正常情况的实际问题，影响了公交车的调度效率和运营效益，并且不能实时动态制定智能调度策略，处理手段复杂，应用比较困难。

发明内容

[0006] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种公交车辆实时位置感知及调度优化方法，该方法可以通过对公交车辆关键节点的感知技术，获取公交车的动态信息，实现线路公交车辆的实时调度策略优化。

[0007] 同时，本发明的另一目的是提供一种公交车辆位置感知及调度优化系统。

[0008] 为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：一种公交车辆位置感知及调度优化方法，其特征在于，步骤如下：
（1）分析线路状态，确定线路关键节点，并在关键节点处安装位置感知设备和信息传输设备；
（2）在公交上安装与步骤（1）中所述位置感知设备匹配的射频卡；在调度中心安装服务器，所述服务器与与步骤（1）中的信息传输设备连通；
（3）公交车在通过（1）的节点时，所述位置感知设备感知公交车辆上的射频卡信息，并通过信息传输设备传输至服务器；
（4）所述服务器接收信息后，结合预知行程时间，推算线路运营公交车的运营状况，根据其运营状况发出指令；
（5）公交车接收调度信息后，司机做出响应。

[0009] 对本发明方法的进一步的限定方案为：步骤（1）中分析线路状态，确定线路关键节点的方法为：公交车辆停靠、等待耗时的位置为线路关键节点，在相邻两关键节点间公交车正常、不间断行驶，其平均速度和时间可以预知。

[0010] 进一步的：步骤（4）中服务器发出的指令包括发车、停车、加速、减速。

[0011] 本发明的另一技术方案为：一种公交车辆位置感知及调度优化系统，包括设置在线路关键节点处的位置感知设备和信息传输设备、安装在公交车上的射频卡和设置在调度中心的服务器，其中，所述射频卡与所述位置读取设备匹配，所述位置读取设备与所述信息传输设备连接，所述信息传输设备与所述服务器连通。

[0012] 对本发明进一步的限定方案为：所述信息传输设备包括微控制单元和与微控制单元连接的无线通讯模块、3G模块、有线传输接口、存储模块和路侧电源。

[0013] 进一步的：所述位置读取设备与至少一个射频卡匹配，所述服务器与至少一个信息传输设备连通。

[0014] 进一步的：所述的位置读取设备和射频卡均为半有源设备，其有效读取距离为3至300米。

[0015] 进一步的：所述信息传输设备与位置读取设备之间采用有线和（或）无线的方式连通。

[0016] 进一步的：所述信息传输设备与服务器之间采用有线和（或）无线的方式连通。

[0017] 本发明的有益效果是：（1）本发明可实现公交线路及行车状况的分析，事先获取公交线路的地图，并经过路况分析，确定路口、公交站点、易拥堵路段的情况，之后确定线路的关键节点。

[0018] （2）通过采集关键节点公交车通过的时间，考虑关键节点之间的距离，对于公交车通过关键节点时间的准确把握，获得公交车辆的位置，实现实时对公交车辆运行情况的动态监测，依据公交车位置，实现实时动态的调度优化策略；（3）本发明对公交车的调度实时、准确，并且设备简单，易于操作；关键节点的选取自由，灵活度强，可适应各种路段；
（4）本发明的后台服务器获取的数据简单准确，减少了分析的时间和成本，有利于提高公交调度的效率和改进公交服务质量。
附图说明

[0019] 图1为本发明的公交车辆位置感知及调度优化系统的结构图；图2为本发明中信息传输设备结构图；
图3为本发明的公交车辆位置感知及调度优化方法的流程图。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

[0021] 图1为本发明一实施例的结构示意图。

[0022] 如图1所示：一种公交车辆位置感知及调度优化系统，包括位置感知设备、信息传输设备、射频卡和服务器。所述位置读取设备和信息传输设备设置在线路关键节点处，所述射频卡设置在公交车辆或始、终发站台上，所述服务器设置在调度中心。

[0023] 位置感知设备与多个射频卡匹配，并且均为半有源设备，在本实施例中，射频卡使用RDC-900S标准卡，超高频无源电子标签，其读卡距离可达11米；位置读取设备推荐使用RDR-2I00W 2.4G读卡一体机，读卡距离可达3至300米。

[0024] 位置感知设备与信息传输设备连接，信息传输设备结构图如图2所示，包括微控制单元，和其相连接的无线通讯模块、3G模块、有线传输接口、存储模块及路侧电源。在本实施例中，微控制单元使用LPC2210、32位ARM7TDMI-S架构的CPU；短程无线通讯模块使用STR30微功率无线数据传输模块，免干扰；有线传输接口为UART串口或者RS232；路侧电源使用DC-DC的24V-5V电源；3G模块使用WCDMA模块，型号为MF200；存储模块使用FLASH模块，型号为K6F8016U6D。由以上设备组成的结构，可以实现信息的有线和（或）无线传输，并可以存储一定时间段的信息。

[0025] 服务器与多个信息传输设备可以通过无线和（或）有线两种方式连接，实现实时有效通信。实现方式一，有线方式，利用道路两侧预埋的光缆；实现方式二，无线方式，使用CDMA与因特网的通信方式。

[0026] 图3为本发明系统工作时的流程图。

[0027] 如图3所示：一种公交车辆感知及调度优化方法，包括如下步骤：（1）分析线路状态，确定线路关键节点，并在关键节点处安装位置感知设备和信息传输设备；
线路关键节点为公交车辆停靠、等待耗时的路段，两个关键节点间公交车不间断行驶，平均速度和时间可以预知。关键节点的选取需经过数据采集和统计研究，选定的节点为公交车通过时间变化较大的路段，如站台，公交车一般需要停靠上、下客；平交路口，公交车会需要等待红绿灯时间；场站，公交车需要等待放行指令。在通行时间变化不大的非关键节点路段，用平均时间是进行调度指令选择的依据。

[0028] （2）在公交车上安装与步骤（1）中所述位置感知设备匹配的射频卡；在调度中心安装服务器，所述服务器与与步骤（1）中的信息传输设备连通；一个位置读取设备与多个射频卡匹配，以实现一个位置读取设备可以同时读取多辆公交车的信息，节省能源。一个服务器与多个信息传输设备通过无线和（或）有线方式连通。

[0029] （3）公交车通过节点时，所述位置感知设备感知公交车辆上的射频卡的信息，并通过信息传输设备传输至服务器；信息传输设备通过无线和有线相结合的方式将信息传送至服务器，以保证信息准确安全的传输。

[0030] （4）所述服务器接收信息后，结合预知行程时间智能推定线路运营公交车的运营状况，根据运营状况发出指令。

[0031] 感知到位置信息时，信息传输至后台服务器，依据“该关键节点到下一关键节点的平均速度稳定在15～25公里/小时”这一调度思想进行调度优化。平均速度稳定在15～25公里/小时是指高峰时段15公里/小时，平峰20公里/小时，低谷25公里/小时，实现动态调度指令的发布。

[0032] 确定线路关键节点之后，各节点之间的公交车不间断行驶，行驶的平均速度和行程时间可以预知。服务器根据接收到的信号时间，确定公交车通过关键节点的时间，结合预知的行程时间，推算出线路运营公交车的运营状况。根据运营状况发出公交车的发车、停车、加速、减速等指令。

[0033] （5）公交车接收调度信息，司机做出响应。

[0034] 司机接收到调度信息后，根据发车、停车、加速、减速等指令控制车速，实现对公交车的控制，从而避免因道路拥堵或者公交站台停靠耽误过多时间而导致两辆公交车之间间隔太远或太近，真正实现公交车辆的动态实时调度。

[0035] 上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

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