一種基于物聯網的公交實時車載信息服務系統技術研究

(1.鄭州輕工業大學 河南 鄭州 450000)(2.河南省淮陽中學 河南 周口 466700；3.淮陽縣太昊陵管理處 河南 周口 466700)

引言

物聯網概念的提出是信息科技技術的發展的必然，也為各個行業的發展注入新動力，改善著人們的生活質量和生產活動[1]?，F階段的物聯網技術仍處在快速發展時期，未來的物聯網將最終實現物理網絡與社會網絡的融合，對提高社會生產水平、智能化水平和人們生活質量具有重大意義[2]。

研究公交服務系統對于提高社會效益和出行效率具有重要現實意義，現階段的電子站牌只顯示該條路線上預計到達的公交車車次和時間，信息少，功能局限性大[3]，不能實時提供公交車實時車載信息，無法真正滿足人們舒適、便利出行的目的。

一、系統設計原理

本系統基于物聯網構架，結合物聯網技術，在公交車門合適位置布置傳感器，運用傳感器技術對公交車進站后上下車人數數據進行實時采集，獲得乘客信息，之后通過無線傳感器匯聚節點和傳輸網絡將信息存儲并傳遞給終端分析平臺，經過分析處理后再通過傳輸網絡在各個公交站點顯示平臺顯示即將到站車次的各種信息。

本系統利用公交站點顯示平臺LED信息提示屏和語音播報的方式實現公交車載信息服務系統的用戶應用[4]。

二、系統設計實現方案

(一)車載人數數據采集

1.紅外光線檢測技術原理

紅外光線檢測技術原理是：用一個紅外發光二極管與一個紅外光敏三極管構造一條檢測線，如果有人從這兩段中間通過會擋住檢測線，另一端的三極管接收不到紅外光線便會處于截止狀態，反之則導通，由此可以判斷是否有人經過車門[5]。

2.利用紅外光線傳感器采集數據

本系統提出一種紅外光線檢測技術，在公交車上車門和下車門內側距底部約1米處分別安裝兩個反向的紅外光線傳感器，兩條檢測線間距小于人體厚度。

在車門頂部中點和兩邊靠近車門側邊的地方也分別安裝三個紅外光線傳感器。為防止紅外線出現串傳而進行交替布置。

由上文對紅外光線檢測技術檢測統計人數方法可知:(1)若有一個人通過車門，首先半腰處靠近門外的檢測線被擋住，之后靠近門內的檢測線被擋住，此時車門半腰處兩個紅外光線傳感器均處于截止狀態。(2)若有兩個人同時通過車門，處于頂部的三個傳感器均會處于截止狀態，單人通過車門的過程共有五種情況：處于車外兩條線都不擋??；僅擋住靠門外一條線；擋住兩條線；擋住靠門內一條線，處于車內兩條線都不擋住。(3)由于標準型號公交車一次最多只能夠兩個人通過車門，故不用考慮多人同時出入車門的情況。

(二)數據上傳和分析

由上述分析知，若將傳感器處于接通狀態設定輸出電信號為U=1，斷開狀態設定為U=0。

當有人通過上車門時，會構成一個完整的邏輯關系，利用數學知識排列組合得出所有情況。單人通過時整個過程車門頂部傳感器會有1個U頂=1，2個U頂=0；或2個U頂=1，1個U頂=0。若滿足單人通過邏輯關系信號輸出則車廂內人數+1；兩人同時經過時整個過程車門頂部傳感器均為U頂=1。若滿足上表格兩人同時通過邏輯關系信號輸出則車廂內人數+2。

當有人通過下車門時，同樣會構成一個與上車同樣的邏輯關系，將上車門、下車門數據相加就得到了車上的實際人數。

傳感器采集到相關數據后傳遞給傳感器匯聚節點，進行數據的存儲和分析，再利用GPRS無線傳輸手段將各匯聚節點數據傳遞給終端平臺進行分析計算[6]。

三、案例分析

本次研究意為便利人們及時獲取公交車實時信息，綜合考慮鄭州市交通流量、公交線路、運行站點數等因素，本文選取鄭州市區兩條比較有代表性的公交路線28路為研究對象，此次路線班次公交車標準為核載80人，座位數22個。根據此兩條公交線路的站點地圖信息，建立數個研究區域，為使其試驗具有客觀性、代表性，在每天人數高峰時段和人少的時段分別采集數據，采用本文提出的基于物聯網的公交車實載人數信息技術能夠更加及時、直觀的為人們提供乘車信息，幫助人們選擇合適、舒適的出行方式，避免乘坐擁擠車輛。交通部門也可根據數據分析不同時段、不同路段、不同班次路線的實時擁擠狀況來合理增大或減小運力，提高公共資源利用率，實現公共資源的合理化配置[7]。

四、結束語

本系統基于物聯網構架，采用紅外光線檢測、RFID等技術，將公交車實載人數、擁擠程度等信息及時的顯示在公交站臺，不僅能夠讓乘車人更多的了解乘車信息，從而選擇便利、舒適的出行方式，更是進一步完善了智能交通服務系統，增強了城市公交信息系統的性能，實用性極強，具有廣闊的應用前景。

本系統基于物聯網是信息科學技術領域內的新興研究方向，對物聯網技術進一步探索和應用，也為物聯網在其他領域應用、解決實際問題提供了依據。