基于GPS定位和WIFI通信的智能公交实时调度系统
来源:用户上传
作者:吴小蝶 焦亚泰
摘 要：系统主要用于公交车调度中心的工作人员通过查看监控系统采集的各公交站台的客流量情况和各辆公交车的实时运行情况，实时对车辆的排班以及车辆行车计划做出合理的调整措施。系统的物理结构分为四个层次，包括前端设备层，网络传输层，中心服务层和业务应用层。通过车辆和站台（前端设备层）的信息采集设备和控制设备获取实时数据，将获取的数据通过网络传输层与中心服务器实现数据交互，中心服务器将获取的信息转发至公交车调度中心（业务应用层），调度中心调整了行车计划以后通过中心服务器和网络传输层将指令下达至终端（站台和车辆）。
关键词：公交车调度 中心服务器 行车计划
中图分类号：U491.1+7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）03（b）-0029-02
该系统主要用于公交车调度中心的工作人员通过查看监控系统（图像处理模块和GPS模块）采集的各公交站台的客流量情况和各辆公交车的实时运行情况，实时对车辆的排班以及车辆行车计划做出合理的调整措施。通过智能化的实时调度策略，主要有两个优势，第一可以对偏离行车计划的车辆及时调整，第二可以对各种突发事件进行准确快速的响应，这样既能保证公交系统的正常运营，又能提高服务质量。实时调度系统包含两个模块，分别是正常发车调度和特殊调度。 其中特殊调度主要用于解决公交车行车过程中的不正常的不可预知的情况。对这些问题进行统一分类，分为以下 7类问题：（1）车辆临时事故;（2）客流量突变;（3）车辆突发故障;（4）车辆之间大间隔;（5）车辆晚点;（6）服务纠纷;（7）线路严重堵塞。
1 工作原理
智能公交实时调度系统的物理结构分为四个层次，包括前端设备层，网络传输层，中心服务层和业务应用层。通过车辆和站台（前端设备层）的信息采集设备和控制设备获取实时数据，将获取的数据通过网络传输层与中心服务器实现数据交互，中心服务器将获取的信息转发至公交车调度中心（业务应用层），调度中心调整了行车计划以后通过中心服务器和网络传输层将指令下达至终端（站台和车辆）。
2 系统整体框图
系统整体框图如图1所示。
3 硬件设计
3.1 主控芯片
所用主控芯片为STM32F0系列芯片，该芯片基于超低功耗的 ARM Cortex-M0 处理器内核，整合增强的技术和功能，瞄准超低成本预算的应用。该系列微控制器缩短了采用 8 位和 16 位微控制器的设备与采用32位微控制器的设备之间的性能差距，能够在经济型用户终端产品上实现先进且复杂的功能。图2为STM32F0最小系统外观图。
3.2 WIFI模块
ATK-ESP8266是正点原子团队推出的一款高性能的UART-WiFi（串口-无线）模块，ATK-ESP8266板载了正点原子团队自主開发的ATK-ESP-01模块，该模块通过FCC、CE认证，可直接出口欧美地区。
ATK-ESP8266模块采用串口（LVTTL）与MCU（或其他串口设备）通信，内置TCP/IP协议栈，能够实现串口与WIFI之间的转换。
通过ATK-ESP8266模块，传统的串口设备只是需要简单的串口配置，即可通过网络（WIFI）传输自己的数据。
图3为ATK-ESP8266模块外观图。
3.3 GPS模块
NE0-7M GPS模块，具有高灵敏度、低功耗、小型化、其极高追踪灵敏度大大扩大了其定位的覆盖面，在普通GPS接收模块不能定位的地方，如狭窄都市天空下、密集的丛林环境，NE0-7M都能高精度定位。模块的高灵敏度、小静态漂移、低功耗及轻巧的体积，适用于车载、手持设备如PDA，车辆监控、手机、摄像机及其他移动定位系统的应用，是GPS产品应用的最佳选择。图4为NE0-7M GPS模块的正面图。
3.4 图像处理模块
所用图像传感器体积小、工作电压低，有单片VGA和影像处理器的功能。通过SCCB总线控制，可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率8位影响数据。该产品VGA图像高达到30帧/s。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等都可以通过SCCB接口编程。图5为图像模块的正面图。
4 程序流程图
系统程序流程图如图6所示。
5 结语
该系统实现实时性的智能调度，从根本上节约人力和物力，大大降低了公交车运营管理成本和提高运营管理水平。高效且实时的运营数据传输，大大提高了公交服务的准时性，提高了公交车运营的服务质量，从而使整个城市的整体服务水平得到改善，推进了公共交通信息化建设。
参考文献
[1] 李志廷.基于粒子群与蚁群混合算法的公交调度研究[D].大连理工大学，2013.
[2] 李浩东.基于RFID的智能公交调度与优先控制技术研究[D].吉林大学，2011.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15257040.htm
