標準化的實時公交站級預報設計方法及產業應用

陶歡 陳曉霞 張卿

摘 要 公交實時信息預報是城市智慧公交系統的重要組成部分，它為人們的日常出行提供公交到站預報服務，能夠使公眾出行有預期和有計劃。隨著城市進程的加快，公交線路在大居配套、地鐵接駁等方面逐步增加供應，公交線路的新辟、延長、調整十分頻繁，對公交實時信息預報系統的適應性、開放性提出了更高的要求。本文研究了一種標準化的實時公交站級預報設計方法，并在浦東新區實現產業化應用。

關鍵詞 公交實時預報;標準化設計;到站預報;太陽能電子站牌

引言

緩解交通擁堵、節約能源和道路資源、倡導綠色低碳出行是城市交通發展的必然選擇，大力發展公共交通是改善城市交通出行的一項重要卻又十分復雜的工作。公交出行信息服務系統將會顯著提高出行便利性，各級交通運輸主管部門高度重視，通過多種渠道和途徑向出行者提供出行信息服務，取得了一定的成效。但與發達國家相比我國城市公交信息服務平臺的建設還不是很完善，目前出行服務工作仍然面臨著諸多困難和挑戰，特別是在發展智慧公交信息服務的新形勢要求下，現有公交出行服務方式和信息服務內容等方面還存在許多問題，主要表現在以下幾個方面：①出行者對公交出行信息服務質量的滿意度普遍不高;②出行者迫切需要的關鍵動態信息匱乏;③信息服務范圍具有較大的局限性，信息內容更新不及時、不準確、不豐富;④信息資源缺乏有效整合與共享，服務方式單一;⑤服務缺乏創新性和靈活性;⑥信息服務相關標準尚不完善、服務不規范等。

1公交實時預報發展現狀

筆者對國內現有公交電子站牌運行情況進行了廣泛調研，公交電子站牌在運行過程中出現了各種各樣的問題，如存在預報錯誤、信息準確性偏差是現有公交信息系統或者說是電子站牌普遍存在的問題。絕大多數電子站牌都是不符合現有公交站牌規范，自定義一套顯示方式和設施，需要對現有的站牌做大幅改造或在車站增加顯示設施來實現，不僅要開挖動土，有些甚至需要改變車站原有位置，移到空間更大，供電更完備的地方。現行的電子站牌基本依靠市電維系，但問題在于，一條公交線路不可能完全在可供市電范圍內，對于市電的引線又需要大動土木，對于后續公交車站搬遷，道路拓寬等原因又會影響到已建設的站點，系統運行成本巨大[1]。

鑒于電子站牌供電問題，上海浦東地區和浦西地區分別采用兩種方式建設，浦東地區主要采用綠色節能的太陽能作為電子站牌能源供應，以LED指示燈實時顯示公交車輛位置，LED指示燈與線路站級一一對應，公交實時預報信息與線路途徑信息集成于一體，信息獲取非常方便，同時能夠保證系統在連續陰雨天及有建筑物或樹木輕微遮擋條件下能夠保證至少10天正常工作;浦西主要采用電子墨水屏進行公交線路的預報，供電主要依靠定期人工更換電池的方案，需要配套專業的運維團隊定期更換，另一方面受電子墨水屏技術限制，顯示內容受限，因此公交線路途徑信息與公交實時預報信息分散區域和設備顯示。

2存在的問題

浦東新區公共交通在適應城鎮化發展過程中，填補新開發區域公交空白、新建公交樞紐站啟用、解決軌道交通站點周邊居民換乘軌交需求和日常的出行需求等方面不斷進行線路調整，2018年共計新辟線路15條，調整線路51條，撤線1條;2019年共計新辟線路6條，調整線路44條，撤線10條。大量線路延辟調給公交實時到站預報系統高可靠性和準確性帶來了一些問題：

（1）印刷在候車區域的線路信息牌需要大量、及時更換;

（2）由于LED指示燈式公交電子站牌亮燈方式是在線路牌上固定打孔，燈珠孔位和線路站點一一對應。一旦線路變更，需要重新在線路牌上打孔，重新安裝對應的led燈帶板，費時費力，且存在大量燈帶板的浪費[2]。

3標準設計方法

為了適應城市公交線網動態調整需要，本文設計了一種新一代公交電子站牌信息發布方法，成本低廉，具備多輛公交位置顯示、公交到站時間預報信息發布功能，能夠較低成本和代價適應當前所有城市公交延辟調等公交線網調整、公交途經信息牌與電子站牌同步建設需求。

新一代公交電子站牌信息發布方法包括一套標準化線路牌生成系統（用于自動生成線路燈片）、標準化LED燈帶單元、LED燈帶控制模塊及與控制模塊相連的相應站點終端設備、終端設備網絡管理平臺。標準化線路牌生成系統按照浦東新區線路牌建設規范統一布局和自動生成及印刷。標準化LED燈帶將公交電子站牌燈珠間隔按照如下方法進行設計。

（1）線路站點初設或者線路站點變更。

（2）根據線路總站點數及擬顯示的燈片長度，計算出站點指示燈（珠）的合適間距，然后根據站點指示燈的合適間距結合燈珠最小間距，計算出合適的間隔燈珠數n，在軟件平臺上輸入間隔燈珠數n并通過網絡傳遞給相應站點終端設備，具體計算公式如下：

其中，A為線路牌站點顯示總長，單位為mm;a為該線路站點總數，單位為個;b為相鄰燈珠標準間距，標準間距設定為10，單位為mm;n為相鄰站點指示燈之間的間隔燈珠數，單位為個，m為燈帶余下未使用長度，在公式代表余數，單位為mm。

下面結合圖1進行說明，圖1中燈片1包括站點信息1.1，用于顯示線路包含站點信息;同時還包括站點指示燈光孔1.2，用于顯示對應站點的亮燈信息，提醒乘客車輛到站信息。燈光孔是標準化LED燈帶的一個孔位，如圖2所示，安裝部署時位于線路燈片下層，與線路燈片第一個站點1.1保持對齊，按上述公式求解計算出線路站點間對應燈珠間隔。LED燈帶板與用于控制燈珠的控制模塊相連接，用于接收站點終端設備的指令，控制燈帶中相應燈珠的開/關，同時站點終端設備可以接收外界輸入的指令，并將其轉化為指令信息發送至燈帶板控制模塊，用于選擇指定的燈珠作為站點指示燈。

（3）線路牌自動生成系統根據使用情景選擇排列方向，三角站桿時線路信息牌為豎直排列，候車亭時線路信息牌為水平排列。

（4）終端設備網絡管理平臺發送燈珠間隔指令至站點終端設備，站點終端設備轉化為指令信息并傳遞給控制模塊。

（5）控制模塊根據指令信息控制相應燈珠的開/關以作為站點指示燈;根據燈珠間距在燈片上設定相對應的站點指示燈光孔，如間隔燈珠數為1，則圖2中最上部的第一燈珠為選定的站點指示燈4.1，對應圖1中的站點1;第三燈珠為另一選定的站點指示燈，對應圖1中的站點2。

（6）根據燈珠間距在燈片上設定相對應的站點指示燈光孔，如圖1所述的站點指示燈光孔1.2[3]。

4應用總結

電子站牌在實際應用中水土不服的最大問題是電力供應問題，采用LED指示燈進行站級預報功耗低，借助光伏供電能夠維持連續陰雨天氣下穩定運行。本文提出標準化實時公交站級預報方法通過燈帶板標準化設計和線路燈片標準化設計，通過平臺配置即可完成LED指示燈與線路途經站的自動映射，報站不會發生移位。目前，浦東新區公交站牌主要采用亭牌合一及三角站桿式電子站牌，而這兩類電子站牌的線路顯示分為水平和豎直的，而本實施例針對水平及豎直設置的電子站牌的燈珠均可以采用同樣的方法進行標準化設計。

目前上海浦東新區建立公交實時預報信息服務平臺在環境自適應性、用戶需求高度穩合性、系統開放性和運維高效性等方面逐步形成了電子站牌生態系統。能夠根據現場環境進行光伏供電和市電供電的公交預報;線路信息與到站預報信息融合顯示與用戶需求高度穩合;公眾通過掃描線路牌上提供的二維碼登錄到浦東市民服務云系統，上報當前故障信息或進行評價反饋，讓每個人都成為電子站牌系統的監督者;配套提供遠程運維移動程序，支持維護、巡檢、安裝、收藏、任務提醒等多種應用模式，結合GIS地理信息和自動導航實現電壓監測、燈珠故障檢測、掉線監測等信息化運維手段。

參考文獻

[1] 郭征茜.基于物聯網技術的上海市智能公共交通系統[J].計算機應用與軟件，2017，34（8）：130-135.

[2] 黃檳凌，章杰，程樹英.太陽能電子公交站牌設計[J].電子技術設計與應用，2013，40（2）：39-41.

[3] 劉鋰，段芃芃.智慧公交系統的研究與應用[J].計算機技術與發展，2019，29（10）：6-10.