車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置

對“車載公交車運營狀態(tài)記錄及自動報站儀”的功能、組成原理和關(guān)鍵技術(shù)進行分析。介紹了由安裝在每臺運營車輛上的“車載公交車運營狀態(tài)記錄及自動報站儀”，和安裝在調(diào)度室內(nèi)的“運營信息匯總、分析、評價裝置”組成的公交車動態(tài)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)用IC卡記錄的車輛行駛數(shù)據(jù)，并對IC卡中記錄的數(shù)據(jù)進行分析處理。?
1 裝置所具備功能
“車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”可對公共汽車的運營狀況進行全程監(jiān)控并記錄，并可實現(xiàn)全自動報站。儀器監(jiān)控項目包括：公共汽車在各站間勻速運行狀態(tài)以及是否脫線行駛、車站外“停車撿客”和“超時等客”等。目前，公共交通管理部門采取了設(shè)定準點站、監(jiān)理人員不定期巡查等管理措施，但終因手段陳舊，收效不佳。本裝置如應(yīng)用于公共交通管理，將根本改變當前這一被動局面，并會取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
?只需在單程運營前，對“車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”一次性設(shè)定運營方向，運營過程中該裝置既可全自動報站名和各種提示信息，同時還可以自動記錄下各站或各準點站的實際運營時間、站外開車門情況、超速行駛、脫線行駛等不規(guī)范行為。?
大中城市新增公交車輛90%以上是無人售票。真正意義上的無人售票，車輛運營時車上應(yīng)只設(shè)一名駕駛員。而目前，車輛安裝的是半自動報站裝置，駕駛員在操縱車輛的同時還要操縱報站裝置。這樣既增加了駕駛員的勞動強度，又增加了不安全因素。本裝置可以在運營過程中進行全自動報站并自動為乘客提供各種提示信息，完全不需要駕駛員直接操縱。
2 系統(tǒng)組成概述及主要功能實現(xiàn)方法
? “車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”主要由7個模塊組成：微控制器、信號采集模塊、集成語音模塊、音頻功率放大器和揚聲器、到站信息和運行時間顯示模塊、運營信息記錄模塊（IC卡）、手動調(diào)整輸入模塊等?！败囕d公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”組成如圖1所示。

本裝置的工作原理為：事先保存到站信息和各種提示信息，其中語音信息保存于集成語音模塊中。信號采集模塊在運行中采集車輛的里程信號、轉(zhuǎn)向信號、車門開啟和關(guān)閉信號等。以上信號經(jīng)過微控制器綜合分析后，判斷出車輛的運營情況，如：車速、起車、途中、轉(zhuǎn)彎和到站等狀態(tài)。微控制器進一步依據(jù)當前狀態(tài)、控制顯示器顯示站號等信息，并從語音芯片中取出相應(yīng)語音信息放大送出。同時把各站點到站時間、運營狀態(tài)和不規(guī)范運營行為記錄在非易失、可移動存儲設(shè)備（IC卡）中。
?在運營線路的兩端還應(yīng)設(shè)置“運營信息匯總、分析、評價裝置”。該裝置設(shè)于調(diào)度室，由調(diào)度人員操作。當車輛單程運營結(jié)束，司機取出IC卡送至調(diào)度室?！斑\營信息匯總、分析、評價裝置”將IC卡中信息讀出，記錄匯總后，給出評價結(jié)果。隨后清除IC卡記錄信息，在下次運營前把運營任務(wù)下達到IC卡中，并預(yù)留出存放運營狀態(tài)的空間。該裝置與前述“運營狀態(tài)記錄及自動報站儀”配套使用。IC卡可以重復(fù)使用十萬次以上。
3 補充功能
? 為了保證裝置在特殊情況下能夠正常報站，還增設(shè)了手動調(diào)節(jié)功能。當?shù)缆窏l件惡劣，如冰雪路面路程計量出現(xiàn)較大誤差時，可手動消除誤差（注：較小的誤差，車載裝置可以自適應(yīng)，不必調(diào)整）?；蛘呓?jīng)批準臨時改變部分運營路線時，可手動調(diào)整報站時機，調(diào)整操作同時被記錄在IC卡中，備查。
?以上裝置還可以選擇增加其他功能。如：大屏幕顯示功能、播放廣告功能、介紹行車沿途的城市風貌等。
4 技術(shù)關(guān)鍵分析
?IC卡存儲、電腦語音報站及LED點陣屏幕顯示等都是成熟技術(shù)。車輛位置、狀態(tài)識別的智能化是實現(xiàn)全自動報站的關(guān)鍵。有人通過車門的開關(guān)來控制報站，但是車門的誤操作或多次開關(guān)會使自動報站失效。本裝置在綜合分析里程信號、開關(guān)門信號、轉(zhuǎn)向信號的基礎(chǔ)之上，準確確定車輛位置，實現(xiàn)全自動報站。
? 公共汽車每站都要經(jīng)歷4個過程。
·出站 在站臺上車門已關(guān)，打左轉(zhuǎn)向信號（我國右側(cè)通行），報告起車信息駛出站臺；
? ·前半程 介紹行車沿途的城市風貌、播放廣告、預(yù)報下站站名等；
? ·后半程 接近下站，打右轉(zhuǎn)向信號，報站名，進站停車；
? ·在站內(nèi) 報告到站信息，開車門下客，向車下乘客報告車輛行駛方向，上客結(jié)束，關(guān)車門。除了始點和終點稍有差別，其他各站都是這幾個過程的循環(huán)。
?根據(jù)這4個過程，將車輛一站的運行區(qū)間分成4個狀態(tài)：狀態(tài)0“站內(nèi)” 、狀態(tài)1 “出站”、狀態(tài)2“前半程”、狀態(tài)3“后半程”。這4個狀態(tài)除了狀態(tài)0，其他3個狀態(tài)車輛均處于行駛中。設(shè)定狀態(tài)1車輛駛過固定距離，即每站取相同距離（如100 m），然后進入狀態(tài)2。狀態(tài)2車輛駛過特征距離，特征距離是根據(jù)各站間的不同距離而事先設(shè)定。狀態(tài)3車輛理論駛過距離也是固定值（如60 m）。則狀態(tài)1、2、3的理論車輛行駛距離之和大于站間距離（20 m）。狀態(tài)定義如圖2所示。

　4個過程之間這樣切換：車輛處于狀態(tài)0，檢測到左轉(zhuǎn)向信號,系統(tǒng)進入狀態(tài)1；在狀態(tài)1行駛過程中記錄行駛距離，到固定值（如100 m）系統(tǒng)進入狀態(tài)2；處于狀態(tài)2再駛過事先設(shè)定特征距離后系統(tǒng)進入狀態(tài)3；處于狀態(tài)3檢測到停車開門，系統(tǒng)進入狀態(tài)0。切換邏輯如表1所示。

　 狀態(tài)3到狀態(tài)0之間不單單依靠里程變化來切換，系統(tǒng)允許車輛?？课恢迷谛》秶鷥?nèi)(如-40~+20 m)?變化。切換時遇到錯誤操作，系統(tǒng)能夠自適應(yīng)。一種情況，車輛處于狀態(tài)3，駕駛員越站沒有停車，當行駛里程超過狀態(tài)3固定值（60 m），系統(tǒng)自動跳過狀態(tài)0進入狀態(tài)1，此時相當于越站20 m，同前所述“狀態(tài)1、2、3的理論車輛行駛距離之和大于站間距離20m”相吻合。另一種情況，車輛處于狀態(tài)0，駕駛員沒有打左轉(zhuǎn)向直接起車，系統(tǒng)檢測到車輛位移超過1 m，自動進入狀態(tài)1。系統(tǒng)對上面2種錯誤操作自適應(yīng)后，將其記錄在IC卡中。
?　 語音信息發(fā)布分別位于：狀態(tài)1開始，進行起車提示；狀態(tài)2開始，介紹行車沿途的城市風貌、播放廣告、預(yù)報下站站名等；狀態(tài)3檢測到打右轉(zhuǎn)向信號，報站名；狀態(tài)0開始報到站信息、循環(huán)報車輛行駛方向等信息。
? 　　綜合里程信息、轉(zhuǎn)向信號和開門信號；判斷車輛位置和狀態(tài)；控制語音、文字信息發(fā)布是自動報站裝置的控制核心。車輛進站打右轉(zhuǎn)向信號、出站打左轉(zhuǎn)向信號是交通法規(guī)要求的規(guī)范操作，公共汽車駕駛員都能遵守，而且動作已經(jīng)“機械”化。由于只是在狀態(tài)0時左轉(zhuǎn)向信號可以促使系統(tǒng)切換到狀態(tài)1，行駛途中的其他左轉(zhuǎn)向信號不會引起誤切換。同時，只有在狀態(tài)3時檢測到打右轉(zhuǎn)向信號時報站名，此時車輛距站臺40 m以內(nèi)，其他的距站臺40 m以外右轉(zhuǎn)向信號也不會引起誤報站。而且一般十字路口40 m以內(nèi)不設(shè)公共汽車站臺。
?　IC卡可記錄下各站到站時間、各站發(fā)車時間、各站間最高車速、車速不為0和不在狀態(tài)0的開門操作、進出站不打轉(zhuǎn)向信號、手動調(diào)整誤差等，作為管理車輛和考核駕駛員的依據(jù)。
　5 結(jié)語
? 　本裝置一方面可以降低司乘人員的勞動強度；另一方面可以加大公共交通運營管理力度，增強車隊一級管理的科學性。對維護運營秩序，提高運營效率，保證運營安全都具有積極意義。投放市場后，將產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益?！⒖嘉墨I?。?］何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編(6)［M］.北京：北京航空航天大學出版社，1998
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