CN102855599B - 智慧巴士*** - Google Patents

Abstract

一种智慧化的公共巴士运营管理***及方法。以车辆为基础，利用车载数据、车辆定位数据、信息技术与通信技术，以及信息管理***技术，形成一个综合的后台应用***，它可比较根据经验数据建立的专家***发出提示或执行特定的操作，并可逐渐建立优化经验模式，自动生成各种报告。利用该***提供的车辆技术管理、驾驶员管理、运营调度管理、乘客实时信息获取、公共巴士监管等基本功能，可为巴士运营商提供简单有效的车辆及驾驶员管理方法，为乘客提供实时的公共交通信息，为管理机构提供车辆安全监督信息等。

Description

智慧巴士***

技术领域

本专利是一种智慧化的公共巴士运营管理***及方法

背景技术

20世纪80年代出现的智能交通***技术(ITS)结合驾驶员、车辆和道路环境因素，融合先进的通讯与网路技术、计算机信息技术及感测技术，为解决道路上车辆驾驶的各种问题提供一个综合性的方案，以增进道路运输的安全性、移动性与生产力。

世界各国利用智能交通***技术解决城市交通问题，先进公共交通***(APTS)即是针对公共交通***所发展出来的子***，它利用全球卫星定位***或其它定位技术来取得车辆的立即寻址资料，并据以建立一套提供巴士乘客信息***，为出行者提供更加安全、舒适、便捷的公共交通服务，从而吸引更多的人选择公共交通出行，缓解道路交通拥挤，有效解决城市交通问题，创造更大的社会和经济效益。同时，公共交通运营商也利用车辆定位资料作为改善车队管理、车辆调度、以及营运管理的有效方式。

巴士快速交通***(BRT)是在城市道路上设置或修建一条供公共巴士运营的通道，采用现代技术装备的大容量巴士，在公共交通优先通行的智能交通***技术支持下，按照快速交通模式组织运营的大容量快速交通方式，其服务质量和水平接近轻轨***，而投资和运营成本远低于轨道交通***。

控制器局域网(CAN)作为汽车内部电控单元(ECU)地址配置、命名、通讯方式以及报文发送优先级等的网络核心协议及行业标准，它使用多路复用技术，为汽车上的各种传感器、执行器和控制器提供建立在控制器局域网总线基础上的标准化的高速网络连接，在车载电子装置之间实现高速数据共享，有效地减少了电子线束的数量，提高了车辆电子控制***的灵活性、可靠性、可维修性和标准化程度，更大程度地发挥了控制器局域网优异的性能。

车载通讯电脑(Telematics)是结合电子通讯(Telecommunications)与信息(Informatics)技术，以汽车作为与外在环境资源互动的主体，其主要概念是指汽车的通讯及信息，因此，可将车载通讯定义为“以无线方式向车载设备提供的行动服务”，车载通讯源于汽车消费者对于汽车安全性、舒适性等多方面不断增长的需求。同时，无线通讯技术的不断成熟与广泛运用，使各大汽车厂商有了将汽车与无线通讯技术相结合的想法，从而实现向汽车消费者提供相关服务的目的。

云计算(Cloud Computing)的核心是将用大量网络联接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。智慧化的公共巴士运营管理***要依托繁复的后台应用***，少不了每天不间断运作的高端服务器；此外，后台应用***的研发及运营团队也需高额投入。借助云计算技术，意味着巴士运营商无需花费大量资金去购买可瞬间定位、并可记录驾驶习惯的***设备，同时也无需支付全程服务的人工成本，实时提供所需信息的成本和使用费用都是可支付的，公共巴士瞬间变成一台计算机，如果说传统车载装备是单片机的概念，车载信息管理***和车载控制模块则类似于云计算的概念。

基于这些技术，可以建构智慧化的公共巴士运营管理***及方法。

目前的公共巴士运营管理***存在以下缺点：

1针对巴士服务单一功能的应用模块很多，缺乏综合集成的***；

2驾驶员的操作存在普遍的任意性，缺乏有效的监控与培训制度；

3乘客所能了解到的公共巴士信息基本都是静态的，不能得到实时的动态信息，以至于不能高效率地安排乘车和候车时间；

4公共巴士和车站的功能单一，没有提供乘客享受数字化生活与服务的便利。

由此可见，上述现有模式仍有诸多缺失，需要加以重新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智慧化的公共巴士运营管理***及方法，为巴士运营商提供简单有效的车辆及驾驶员管理方法，为乘客提供实时的公共交通信息，为管理机构提供车辆安全监督信息等。本发明的创新之处在于它可比较根据经验数据建立的专家***模型而发出提示或执行特定操作，并可逐渐优化经验数据模型。

达成上述发明目的的智慧化公共巴士运营管理***及方法是以车辆为基础，整合车辆行驶数据记录(车辆与驾驶信息)、车辆自动定位(道路与车站信息)和数据交换通信(运营与管理经验)等功能，形成一个综合的后台应用***，它可比较经验数据模型而发出提示或执行特定操作，并可逐渐优化经验模式，使公共巴士的驾驶员就业与运营信息透明化，为巴士运营商提供简单有效的车辆及驾驶员管理方法，为乘客提供实时的交通信息，为管理机构提供车辆监管信息。

具体方案如下：

智慧巴士***的组成包括一个以上的记忆存储区和一个以上的中央处理器；***配置的主要功能是：

1车辆技术管理模块：故障诊断、油耗、行程、指示无效或危险的状态；

2驾驶员管理模块：驾驶行为、数字行车记录、指示无效或危险的操作；

3运营调度管理模块：车辆跟踪、机械诊断、远程车辆禁用***、停放管理、防盗管理；

4乘客实时信息模块：电子车票、到站显示、智能站牌、路线监管、运行状况监管、特殊状态处理：

5公共巴士监管模块：城市公共交通行业管理、公安道路交通安全管理、环保排放标准管理、燃料消耗量标准管理。

各模块的具体阐述

车辆技术管理模块：故障诊断、油耗、行程、油压监测、冷却***监测、指示无效或危险状态等；

驾驶员管理模块：驾驶行为、数字行车记录、指示无效或危险的操作、提高行车安全、减少事故率、出勤管理、奖惩制度的建立及执行、提高车队效率、优化驾车行为等；

运营调度管理模块：车辆跟踪、机械诊断、远程车辆禁用***、车辆使用负荷管理、追踪车辆行驶路径、与车辆保持联系、防盗功能、路线旅程管理、行车动态位置管理；

乘客实时信息模块：电子车票、到站显示、智能站牌、场站信息传输与管理、乘客实时查询、乘客出行路线优化、与公共交通信息网接口；

公共巴士监管模块：城市公共交通行业管理、公安道路交通安全管理、环保排放标准管理、以及燃料消耗量标准管理等。

本发明提供的智慧化的公共巴士运营管理***及方法，与其他现有技术相比较时，具备以下优点：

综合性的巴士运营管理***，可以为各种应用步骤提供开放性的***接口；

智慧化的巴士运营管理***，可实现巴士车队的自动运营管理，及公共巴士的智慧运行管理；

智慧化的巴士运营管理***，可将车辆行驶的实时数据与经验数据的专家***模型相比较，提高行车安全，规范驾驶行为，并节省油耗和减少污染排放；

智慧化的巴士运营管理***，可开放给乘客实时查询公共巴士的运行信息，并推荐出行线路；

传统的行车记录仪只是对车辆实现驾驶时间和速度的监控，记录结果仅作为公安道路交通管理部门执法的依据，是强制要求运营商对驾驶员进行的被动管理；智慧化的巴士运营管理***则是主动式的全方位管理，从巴士运营商的角度出发，实施车队调度、运行路径设计、追踪、监控；提高车队运营安全性、预防事故发生；控制车队运营成本，提升整体效益。同时通过科学的数据采集与分析、纠正驾驶行为的指引以及透明的管理，达到建立公平公正的管理。

附图说明

图1为***总体架构图

图2为车辆内部***结构图

图3为后台应用***结构图

图4为后台应用***架构图

图5为车辆技术管理模块功能示意图

图6为驾驶员管理模块功能结构图

图7为乘客实时信息模块功能示意图

图8为车队运行管理模块功能图

图9为公共巴士监管模块示意图

附图标记说明：

1 车辆

2 车站

3 后台应用***

4 车载传感器模块

5 巴士终端模块

6 车载GPS、GIS模块

7 车内无线网络模块

8 车内电子报站模块

9 车载数据无线通信模块

10 车站无线网络模块

11 车站电子显示与乘客信息查询模块

12 中央处理器

13 后台应用***GIS电子地图模块

14 公共网络接口模块

15 乘客实时信息模块

16 车辆位置实时信息模块

17 公共巴士社会监管模块

18 车载信息处理模块

19 控制命令传输模块

20 驾驶员出勤管理模块

21 奖惩管理模块

22 专家诊断***

23 驾驶培训模块

24 车辆实时位置信息传输模块

25 公共网络信息更新模块

26 运营调度管理模块

27 执行总结报表

28 活动报表

29 怠速报表

30 超速报表

31 车速分析报表

32 行程报表

33 车辆超速报警

34 车辆怠速报警

35 电子围篱报警

36 未授权事件报警

37 公共交通行业管理

38 公共交通安全管理

39 环保排放标准管理

40 燃油消耗量标准管理

41 后台应用***存储器

42 后台应用***显示器

具体实施方式(各主要功能的应用举例)

实施例1车辆技术管理模块

通过车载感应器模块4获取信息来检测车辆的状况，包括发动机速度、车速、油耗、安全性等，提供传输接口，通过车载终端向后台应用***3传输车载信息数据，以完成后台控制与管理的相关功能。车辆技术管理模块连接巴士终端模块5、车载GPS与GIS模块6、和后台应用***3。

巴士终端模块5，连接车辆技术管理模块与后台应用***，用以接收车载信息数据，实时显示发动机速度、车速、油耗、安全性；以及车内乘客人数、温度、湿度等信息。

GPS与GIS模块6与后台应用***3相连接，用以追踪车辆位置信息，实时记录运营调度轨迹，并通过与巴士终端模块5的接口，显示车辆实时位置，以及为车辆导航功能；

后台应用***3与车辆技术管理模块1相连接，通过接收到的车载信息数据，结合经验数据的专家***模型，判断车辆的运行状态，进行后台管理的相关操作。

另外，巴士终端模块、GPS模块可为车载设备、个人数字助理(PDA)、智能电话、及其混合构成的群组等。

车辆技术管理模块包括一个以上的传感器和一个处理器，一个显示器和一组操作命令按钮。

实施例2驾驶员管理

驾驶员管理功能是通过与车载数据通信模块9相连接，获取驾驶行为记录、行车记录，用以建立出勤管理20和奖惩制度21，及其执行；

驾驶员管理功能是通过与后台应用***3相连接，用以评价驾驶员行为是否合格、驾驶行为的安全性等级，提高车队效率和优化驾驶行为。

驾驶员管理模块提供的驾驶数据可作为驾驶员安全驾驶、节能减排的培训材料23。

驾驶员管理模块包括一个以上的数据接口与处理机制、一个以上的存储单元。

实施例3运营调度管理模块26

运营调度管理模块26提供车辆跟踪数据、机械诊断数据、运营路线数据，用以实现车辆实用负荷管理、远程车辆禁用功能、防盗功能。

运营调度管理模块26根据经验数据模型发出提示或执行特定操作，并可逐渐建立优化经验数据模型，自动生成相关报告，主要包括以下六种报表：

执行总结报表27：可区分出在既定站点停留的时间总和，与在非使用者所定义的站点停留(非站点停留)所花费的时间总和，以及所有停留时间的总和。

活动报表28：提供每个工作日内的行车及停车区段，检视每个事件之间的行程里数，查看每一个位置的时间，更准确计算每辆公共巴士的运载效率。

怠速报表29：提供车辆怠速或闲置的燃油节省量分析，计算每辆公共巴士的运载效率。

超速报表30：设定车辆最高车速后，***会主动监控不安全驾驶行为，通知超速车辆的位置、时间及车速，也会根据超速驾驶的时间监控燃油消耗量。

车速分析报表31：记录驾驶员的驾驶过程数据，并提供统计数据上所表示的驾驶行为，可以显示驾驶员在规定的不同速度区间内，各使用了多少时间。

行程报表32：包括每一个行程(在车辆发动和熄火之间)的行车距离、行车时间和停靠车站的时间，使用此报告来验证行车时刻表和工作日志。

运营调度管理模块26为智慧巴士***提供以下四种报警：

车辆超速报警33：根据设定的门限，可通过弹出窗口、声音，自动发送超速报警给管理者，掌控燃油成本与行车安全。

车辆怠速报警34：根据设定的门限，可通过弹出窗口、声音，自动发送怠速报警给管理者，掌控燃油成本。

电子围篱报警35；当车辆进入或离开设定的特定区域时(电子围篱)，***会自动发出报警通知，帮助了解车辆何时进入或驶出这些特定区域。

未经授权事件报警36：当车辆在设定的非工作时间行车，***自动发出报警，帮助很快地知道车辆是否被盗窃，同时防止驾驶员在非工作时间用车，进而减少不必要的燃油及车辆维护成本。

运营调度管理模块26提供该模块与车辆技术模块的接口、与后台应用***3的接口，硬件上包括一个以上的存储器，一个以上的显示器和一个以上的报警器。

实施例4乘客实时信息管理15

乘客实时信息模块15用以显示乘客需要的实时信息，包括巴士车站智能电子显示牌、公共巴士到站与报站***、乘客出行路线优化功能、公共巴士信息实时查询功能11。

乘客实时信息模块与车辆技术管理模块相连接，通过公共巴士站的电子信息传输模块实现车站获取相关车载数据的功能，实时显示各巴士线路的下一车辆的预计到站时间及车内人数。

乘客实时信息模块要实现乘客查询及路线优化功能，需要后台应用***给乘客提供公共网络的接口，并能实时更新网络信息。或者通过车站的网络接口直接访问后台应用***。

乘客实时信息模块包括一个信息传输与接收单元，一个以上的显示器，一个以上的网络终端设备、及公共网络接口硬件和软件。

实施例5公共巴士监管模块17

公共巴士监管模块用以实现智慧巴士***的社会功能和效应，包括适应城市公共交通行业管理37、公安道路交通安全管理38、环保排放标准管理39、燃料消耗量标准管理40等社会要求。

公共巴士监管模块与车辆技术模块相连接，利用车载的燃料消耗数据，结合国家燃料消耗量标准，评估车辆的燃料消耗水平。

公共巴士监管模块设置专用的处理单元与城市公共交通管理机构、公安道路交通安全管理部门、环保部门相连接，并根据相应标准评估智慧巴士***的整体运营状态。

公共巴士监管模块互联网相连接，向社会大众沟通公共巴士服务状态，以便人们选择和乘坐公共巴士。

公共巴士监管模块的功能均在后台应用***中实现，包括一个以上的信息接收与传送单元、一个以上的显示器、一个以上的呼叫处理单元、一个以上的存储器。

Claims (7)

1.一种智慧化的公共巴士运营管理***，由车辆、车站和后台应用***三部分组成，其特征为，***包括：

(1)车辆技术管理模块，用以故障诊断、油耗、行程、指示无效或危险的操作；并连接驾驶员管理模块和后台应用***；

(2)驾驶员管理模块，用以管理驾驶行为、数字行车记录；并连接车辆技术管理模块和后台应用***；

(3)车辆运行管理模块，用以实现车辆跟踪、机械诊断、远程车辆禁用***、停放管理、防盗管理；并连接车辆技术管理模块，属于后台应用***的一部分；

(4)乘客实时信息模块，用以实现电子车票、到站显示、智能站牌、路线监管、运行状况监管以及特殊状态处理；并连接车辆技术管理模块和车站通信模块，通过无线网络在车辆、车站和后台应用***之间传输信息；

(5)公共巴士监管模块，用以实现***的社会管理功能，包括城市公共交通行业管理、公安道路交通安全管理、环保排放标准管理、燃料消耗量标准管理；

所述车辆运行管理模块提供车辆跟踪数据、机械诊断数据、路线行程数据，用以实现车辆实时调度管理、远程车辆禁用功能、防盗功能；并根据经验数据模型发出提示或执行特定操作，并逐渐建立优化经验数据模型，自动生成报表和警告报告；

所述自动生成的报表包括以下六种报表：

执行总结报表：区分出在既定站点停留的时间总和，与在非使用者所定义的站点停留所花费的时间总和，以及所有停留时间的总和；

活动报表：提供每个工作日内的行车及停车区段，检视每个事件之间的行程里数，查看每一个位置的时间，更准确计算每辆公共巴士的运载效率；

怠速报表：提供车辆怠速或闲置的燃油节省量分析，计算每辆公共巴士的运载效率；

超速报表：设定车辆最高车速后，***会主动监控不安全驾驶行为，通知超速车辆的位置、时间及车速，也会根据超速驾驶的时间监控燃油消耗量；

车速分析报表：记录驾驶员的驾驶过程数据，并提供统计数据上所表示的驾驶行为，显示驾驶员在规定的不同速度区间内，各使用了多少时间；

行程报表：包括每一个行程的行车距离、行车时间和停靠车站的时间，使用此报告来验证行车时刻表和工作日志；

所述自动生成的警告报告包括以下四种报警：

车辆超速报警：根据设定的门限，通过弹出窗口、声音，自动发送超速报警给管理者，掌控燃油成本与行车安全；

车辆怠速报警：根据设定的门限，通过弹出窗口、声音，自动发送怠速报警给管理者，掌控燃油成本；

电子围篱报警：当车辆进入或离开设定的特定区域即电子围篱时，***会自动发出报警通知，帮助了解车辆何时进入或驶出这些特定区域；

未经授权事件报警：当车辆在设定的非工作时间行车，***自动发出报警，帮助很快地知道车辆是否被盗窃，同时防止驾驶员在非工作时间用车，进而减少不必要的燃油及车辆维护成本；

所述公共巴士监管模块用以实现智慧巴士***的社会管理功能和效应，包括适应城市公共交通行业管理、公安道路交通安全管理、环保排放标准管理、燃料消耗量标准管理社会要求；与车辆技术模块相连接，利用车载的燃料消耗数据，结合国家燃料消耗量标准，评估车辆的燃料消耗水平；设置专用的处理单元与城市公共交通管理机构、公安道路交通安全管理部门、环保部门相连接，并根据相应标准评估智慧巴士***的整体运营状态；其功能均在后台应用***中实现。

2.根据权利要求1所述智慧化的公共巴士运营管理***，其特征为，所述车辆技术管理模块管理的数据是车载数据，通过车载传感器和自动车辆定位模块获取，通过无线网络传输至后台应用***，实现数据处理，并由后台应用***实现***的数据互通。

3.根据权利要求1所述智慧化的公共巴士运营管理***，其特征为，车辆技术管理模块连接驾驶员管理模块和后台应用***，显示并记录油耗、行程、路线车载数据，以实现车辆节能、安全运行的管理。

4.根据权利要求1所述智慧化的公共巴士运营管理***，其特征为，所述驾驶员管理模块的功能包括：通过车载数据获取驾驶行为记录、通过GPS和GIS电子地图获取行车记录，用于出勤管理管与奖惩制度的执行；与后台应用***相连接，结合专家***的经验数据评价驾驶员行为是否合格、驾驶行为的安全性等级，用以提高车队管理效率和优化驾驶行为；提供驾驶行为数据作为驾驶员安全驾驶、节能减排培训的材料。

5.根据权利要求1所述智慧化的公共巴士运营管理***，其特征为，所述乘客实时信息管理模块用以显示乘客需要的实时信息，包括车辆与车站的智能电子显示牌、车辆到站与报站***、公共巴士信息实时查询、乘客出行路线优化功能；与车辆技术管理模块相连接，通过车站电子信息传输模块实现车站获取相关车载数据的功能，并在车内和车站建立无线网络，使乘客通过车内无线网络节点访问公共网络。

6.根据权利要求1所述智慧化的公共巴士运营管理***，其特征为，后台应用***包括一个根据经验数据建立的专家***模型，用于比较和衡量实际的车载信息与经验数据模型之间的差异。

7.根据权利要求1所述的智慧化的公共巴士运营管理***，其特征为，还包括车载终端模块，所述车载终端模块包括：

(1)处理器，用以执行程序、处理数据及控制电路；

(2)显示器模块，连接处理器，用于显示车辆信息与运行状态；

(3)接口电路，用以连接车载传感器、GPS模块；

(4)通讯模块，用以与后台应用***传输车载信息与控制数据；

(5)存储模块，用以存储车载信息与控制数据、GIS信息；

(6)按键模块，连接处理器，用以驾驶员实现控制及通话相关操作；

(7)GPS模块，实现卫星定位功能，与GIS信息结合实现导航功能。