CN1641673A - 公交集成电路卡***信息平台设计方法 - Google Patents

Abstract

公交集成电路卡***信息平台设计方法涉及城市公交IC卡收费***、城市公交运营调度和公交线网规划；新公交IC卡***由非接触感应IC卡硬件模块和IC卡***信息平台组成；IC卡硬件模块分别通过IC卡制作初始化、公交车载机、后台网络与IC卡***信息平台相连；公交线网及运营调度信息模块、IC卡信息管理模块、乘客消费信息模块、居民公交出行特征信息模块、公交线网客流统计及分布信息模块直接与IC卡***信息平台相连；公交***规划模块接受来自居民公交出行特征信息模块的信息，公交运营调度模块接受来自公交线网客流统计及分布信息模块的信息，并为服务应用对象中的公交企业提供信息；IC卡信息管理模块和乘客消费信息模块则为服务应用对象中的公交乘客提供信息。

Description

公交集成电路卡***信息平台设计方法

                          技术领域

本发明涉及城市公交IC卡收费***、城市公交运营调度和公交线网规划，属于城市客运交通管理和调度的技术领域。

                          背景技术

目前，仅限于公交收费的公交IC卡已在我国很多城市得到广泛应用，持卡出行消费的居民也不断增多，很多大中城市持公交卡出行消费的乘客比例达到60％以上(南京市已接近80％)。公交IC卡自动收费***，不仅减少了收费时间，节省了乘客的乘车时间，同时也使公交企业收费管理实现了网络计算机化。

目前投入使用的公交IC卡，应用仅停留在公交企业的收费管理上，***的主要功能分为乘客的IC卡费用管理、乘客的刷卡记录、公交线路刷卡客流及收费统计。与银行联网的公交IC卡收费***(一卡通)还包括了公交IC卡***与银行的帐务转移功能。现状这种公交IC卡***，虽然被公交公司使用，但由于设计应用的目的在于公交收费，使得***在公交运营管理、公交***规划功能方面存在先天的盲区。现状应用的公交IC卡***虽然记录了乘客的出行消费信息，然而由于没有将公交线网信息和乘客的基本信息进行融合，不能通过信息处理得到城市居民的公交出行特征和公交线网的客流的分布信息，使得现状使用的公交IC卡***的庞大信息资源不能被应用到公交运营管理和公交线网规划方面。

                          发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种公交集成电路卡***信息平台设立方法，将公交乘客出行信息和公交运营客流信息融入到公交IC卡收费***中，建立一种面向公交乘客服务、公交企业经营管理以及公交***发展规划等应用领域的***信息平台设计方法。

技术方案：本发明的公交集成电路卡***设计方法为：

通过扩展公交IC卡***的收费信息，设立构造由乘客IC卡基本信息、公交车运营调度信息、公交线路信息、乘客出行消费信息构成的公交IC卡***信息平台的基础信息数据库；利用基础信息数据库，设立居民公交出行特征和公交线网客流的结构化查询语言SQL(Structured Query Language)的查询统计语句，构造得到公交IC卡***信息平台的居民出行特征信息模块和公交线网客流统计及分布信息模块；并设计公交IC卡***信息平台的公交运营管理、公交***规划的信息接口模块；设立方法具体为：公交IC卡***由非接触感应IC卡硬件模块和IC卡***信息平台组成。IC卡硬件模块分别通过IC卡制作初始化、公交车载机、后台网络与IC卡***信息平台相连；公交线网及运营调度信息模块、IC卡信息管理模块、乘客消费信息模块、居民公交出行特征信息模块、公交线网客流统计及分布信息模块直接与IC卡***信息平台相连；公交***规划模块接受来自居民公交出行特征信息模块的信息，并为服务应用对象中的公交规划管理部门提供信息，公交运营调度模块接受来自公交线网客流统计及分布信息模块的信息，并为服务应用对象中的公交企业提供信息，IC卡信息管理模块和乘客消费信息模块则为服务应用对象中的公交乘客提供信息。

公交IC卡***信息平台基础信息数据库中的乘客IC卡基本信息包括有***、卡型、姓名、身份证号、年龄、家庭住址、职业、余额、银行编号，***为关键字段；公交线路信息包括有线路、站点数、起点站、第二站、第三站、…、终点站，线路为关键字段；公交车运营调度信息包括有调度编号、车号、线路、班次、日期、发车时间、到达时间，调度编号为关键字段；乘客出行消费信息包括有消费编号、刷卡时间、***、车号、线路、日期、上车站点、下车站点，消费编号为关键字段。

乘客消费信息模块中设置了两种方式生成乘客上下车站点：结合现有公交车辆使用的到站语音报站设施，当公交车辆到达公交站点按下语音报站按钮时，直接为公交车载刷卡终端机发送到站信息，以硬件的方式生成的乘客上下车站点；或将同一班次乘客出行消费数据库中的刷卡时间进行排序，并根据公交线路各站点之间的距离推算最大刷卡时间间隔，以软件的方式生成乘客上下车站点。

利用公交IC卡***信息平台基础信息数据库中的乘客IC卡信息和乘客出行消费信息，设立区域居民、各年龄段、各职业公交乘客在指定时间段的公交出行次数、公交出行起终点矩阵(OD矩阵)、公交出行总量的SQL查询统计语句，扩展得到公交IC卡***信息平台的城市居民公交出行特征信息模块；利用公交IC卡***信息平台基础信息数据库中的乘客出行消费信息和公交线网信息、公交车运营调度信息，设立指定公交站点、公交线路在指定时间段客流信息的SQL查询统计语句，扩展得到公交IC卡***信息平台的公交线网客流信息统计及分布信息模块。

公交IC卡***信息平台中的公交运营管理信息接口模块是根据公交IC卡***信息平台设定的公交线网客流的评价分析指标，通过程序将公交线网客流信息统计及分布信息模块中的公交线路客流值与评价指标进行比较，实现现状公交调度方案评价分析；根据公交IC卡***信息平台设定的线路发车调度标准，通过程序将公交线网客流信息统计及分布信息模块中的公交线路客流值及沿线公交站点的客流值与信息平台设定的基本值进行比较得出线路客流量与公交站点需求量间的差值，实现运营调度方案调整；公交***规划信息接口模块是根据城市居民公交出行特征信息模块的公交OD信息和公交IC卡***信息平台设定的公交场站和线路布设标准，通过程序产生公交场站的选址、规模确定和公交线路的布设。

本发明的主要目的是优化设计公交IC卡***。通过扩展IC卡***存储数据信息，建立起由乘客基本信息、公交车运营信息、公交线网信息构成的公交IC卡基础信息数据库，并为公交运营管理、公交***规划进行相应的应用功能设计。发明设计的新公交IC卡***信息平台可为智能化、信息化公交的发展提供关键技术支持，主要可实现以下功能：

(1)面向乘客服务，可满足公交乘客出行及消费信息的管理和查询。

(2)面向公交企业，可提供线路、公交站点及公交车辆的客流信息，并为提高公交服务质量和经营效益、降低运营成本、科学制定运营调度计划提供数据依据。

(3)面向公共交通规划、管理部门，可提供城市居民公交出行特征的基本信息(如出行次数、起讫点分布、出行时间分布及出行距离等)，并以此为基础建立公交客流分布与需求预测分析模型，从而可为公交***规划建设与管理提供经济、可靠的数据支持。

有益效果：本发明设计的公交IC卡***信息平台将具有如下优点：

(1)将公交运营管理、公交***规划所需要的信息扩展到公交IC卡***信息平台中，建立了由乘客基本信息、公交车运营信息、公交线网信息构成的公交IC卡基础信息数据库，从而优化设计公交IC卡***。

(2)基于公交IC卡***信息平台获取的城市居民公交出行特征及客流信息，不仅满足调查样本数量和特征的需求，同时也可实现信息获取的实时性和连续性。

根据城市交通调查与分析中居民出行调查抽样率的取值一般为城市居民总量的3％～5％，并满足抽样居民不同职业、年龄、收入情况等的合理分布。目前采用公交IC卡***的城市，持卡出行消费的居民比例都在30％以上，很多城市都达到60％以上。持卡消费的居民在职业、年龄、收入情况等方面均具有一定的比例。因此，采用基于公交IC卡***获取的居民公交出行信息，完全达到调查样本数量和特征的需求。

同时由于公交IC卡***信息平台的消费信息完全是实时和连续的，因此，也实现了城市居民公交出行信息的实时性和连续性。

本发明设计的公交IC卡***信息平台将获得的有益效果：

(1)对目前使用的公交IC卡***进行信息扩展和***的优化设计，可为城市公交运营调度管理、公交***规划建设提供实时、连续的基础信息和数据支持。

(2)可为城市的公交企业提供线路、公交站点及公交车辆的客流信息，从而可提高公交企业的服务质量和经营效益，降低其运营成本，提高其运营调度计划制定的科学性。

(3)可为公共交通规划、管理部门，提供城市居民公交出行特征信息，从而为公交***规划建设与管理提供了经济、可靠的数据支持。

(4)发明设计的新公交IC卡***信息平台可为智能化、信息化公交的发展提供关键技术支持。

                          附图说明

图1是本发明公交IC卡***信息平台基础信息数据库结构图。

图2是现状公交调度方案评价分析程序流程图。

图3是运营调度方案调整程序流程图。

图4是公交场站选址、规模确定程序流程图。

图5是公交线路布设程序流程图。

图6是公交IC卡***信息平台应用功能分级图。

图7是公交IC卡***信息平台具体实施流程图。

                        具体实施方式

附图7给出了本发明设计的新公交IC卡***信息平台的具体实施流程。***包括公交IC卡***的硬件***和软件***(IC卡***信息平台)两大部分。

IC卡硬件模块包括IC卡制作初始化、公交车载机和后台网络。其中后台网络是IC卡***信息平台基础信息处理的硬件环境。

IC卡信息管理模块(即乘客信息)、公交车载机数据的采集汇总和公交线网及运营调度信息模块是IC卡***信息平台的信息输入流。IC卡***信息平台通过信息处理得到乘客消费信息模块、公交线网客流统计及分布信息模块、居民公交出行特征信息模块。基于公交线网客流统计及分布信息模块的公交运营调度接口模块直接面向公交企业提供服务，而基于居民出行特征信息模块的公交***规划接口模块则直接面向公交规划管理部门提供服务。

新公交IC卡***信息平台以Client/Server客户服务器方式运行，后台数据库选用Microsoft公司的SQL server数据库。

新公交IC卡***信息平台的设计方法包括四个方面的内容：一是公交IC卡的选择与分型；二是公交IC卡***信息平台基础信息数据库设计；三是基于公交IC卡***信息平台的城市居民公交出行特征及客流信息的获取方法和途径；四是面向公交运营管理、公交***规划的公交IC卡***信息平台的应用功能设计。

1.公交IC卡的选择与分型

新公交IC卡***选择技术先进的Mifare感应卡。Mifare卡有多个存储区，适合公交的多种票制(单次乘车消费金额不同)；由于其感应操作，乘客刷卡速度快，可满足大的公交客流需求。同时Mifare感应卡在国内已有成熟的***应用。新公交Mifare卡中应存储***、卡型和余额信息。

***中包括乘车卡、司机卡和管理卡三种卡类，其中乘车卡又可根据当地城市的票制需求分为普通卡、优惠卡、月票卡、学生卡、员工卡等多种卡型。管理卡根据授权不同应用于各个管理部门的工作。

2.公交IC卡***信息平台基础信息数据库设计

公交IC卡***信息平台基础信息数据库涉及的实体主要有：

(1)乘客  公交出行的主体，也即数据库信息处理的直接对象。

(2)公交车  公交运营的主体，也即公交乘客出行的载体。

(3)公交线路  其包含的属性能反映出城市的公交线网信息。

乘客与公交车之间通过乘客公交出行进行联系，而公交车与公交线路通过公交调度联系起来。乘客的出行消费是城市公交运营信息的核心。乘客的出行消费反映了乘客在公交线网上的流动信息，其包含的属性结合乘客信息能够服务于居民公交出行特征的查询和分析。而乘客的出行消费信息结合公交车信息能够进行公交线路、站点的客流统计和分析。公交IC卡***信息平台基础信息数据库包括乘客IC卡信息表、公交线网信息表、公交车运营调度信息表和乘客出行消费信息表。附图1给出了公交IC卡***信息平台基础信息数据库的结构图。

(1)乘客IC卡信息表

字段类型有：***(数值型，20位)、卡型(字符型，1位)、姓名(字符型，20位)、身份证号(数值型，20位，针对可挂失卡)、年龄(数值型，3位)、家庭住址(字符型，60位)、职业(字符型，6位)、余额(数值型，8位)、银行编号(字符型，1位，针对公交IC卡集成银行一卡通形式)。其中***为关键字段。

(2)公交线网信息表

公交线网信息由城市各条公交线路站点表组成。每条公交线路的信息表字段类型为：线路(数值型，4位)、站点数(数值型，2位)、起点站(字符型，12位)、第二站(字符型，12位)、第三站、…、第十九站、终点站(字符型，12位)。其中线路为关键字段。

(3)公交车运营调度信息表

字段类型有：调度编号(数值型，20位)、车号(数值型，10位)、线路(数值型，4位)、班次(数值型，3位)、日期(日期型<含年、月、日>)、发车时间(数值型<含小时、分钟、秒>，6位)、到达时间(数值型<含小时、分钟、秒>，6位)。其中调度编号为关键字段。

(4)乘客出行消费表

字段类型有：消费编号(数值型，20位)、刷卡时间(数值型<含小时、分钟、秒>，6位)、***(数值型，20位)、车号(数值型，10位，或者刷卡机终端机号)、线路(数值型，4位)、日期(日期型<含年、月、日>)、上车站点(字符型，12位)、下车站点(字符型，12位)。其中消费编号为关键字段。

3.城市居民公交出行特征及客流信息的获取

城市公交企业的经营管理以及公交***的发展规划需要获取城市居民的公交出行特征及公交线网客流统计及分布信息。目前交通工程师往往通过大量的居民出行调查来获得居民的公交出行特征信息；通过随车统计调查获得公交线网客流统计及分布信息。上述调查方法不仅需要投入大量的调查和统计分析工作量，而且也将投入大量的调查分析费用。

利用本发明设计的公交IC卡基础信息数据库，通过计算机化信息存储和统计分析即可实时、连续的获得应用该***城市的居民公交出行特征及公交线网客流统计及分布信息。

(1)乘客上下车站点的生成

城市居民的公交出行特征及公交线网客流统计及分布信息的获取，需要根据持卡乘客出行刷卡的消费信息自动生成乘客的上下车站点。本发明设计的公交IC卡***可通过软、硬件两种方式来实现上车站点的生成。

硬件方式：结合现有公交车辆使用的到站语音报站设施，当公交车辆到达公交站点按下语音报站按钮时，直接为公交车载刷卡终端机发送到站信息，从而在乘客出行消费表中自动生成乘客的上车站点。

软件方式：根据乘客出行消费数据库中的刷卡时间和车号与公交车运营调度数据库中的车号和发车时间和到达终点时间，进行乘客上车公交站点的确定。具体方法为将同一班次乘客出行消费数据库中的刷卡时间进行排序，并根据公交线路各站点之间的距离推算最大刷卡时间间隔，模糊生成公交乘客上车站点。

下车站点的生成：针对下车刷卡、按站收费的IC卡***，同上述上车站点软、硬件实现方法一样，可自动生成公交乘客下车站点。针对一票制IC卡***，***可根据乘客连续出行刷卡记录进行分析得到公交乘客下车站点。

(2)居民公交出行特征信息

科学合理的规划建设城市公交线网，需要掌握城市居民的公交出行OD、居民的主要公交客流走廊、居民的公交客运总量、各职业、年龄段的居民公交出行特征等方面的居民公交出行信息。这些信息的获得可通过对本发明设计的IC卡***基础信息数据库进行乘客区域公交出行情况、各职业乘客出行情况、各年龄段乘客出行情况、乘客出行时间的查询统计分析得到。

区域居民公交出行情况查询统计分析

具体为：查询某时间段(如某一天)乘客信息数据库中家庭住址为指定的城市区、街道的乘客记录对应的***在乘客出行消费数据库中对应有关公交出行(即出行消费)信息。信息包括出行公交线路记录、刷卡时间(即一次公交出行)记录的查询统计分析。

SQL语句为：

Select Count(*)As总数From乘客IC卡信息表a

Inner Join乘客出行消费表b

On a.***＝b.***

Where(b.日期Between’起始日期变量’And’结束日期变量’)And(a.家庭住址＝’地址变量’)

各年龄段乘客出行情况查询

具体为：能够根据输入乘客年龄范围(如15到20岁之间)查询某日期时间段(如某一天)的出行次数总和、平均次数。即查询乘客信息数据库中年龄在给定范围的***在乘客出行消费数据库中有刷卡时间记录的个数。

SQL语句：

Select Count(*)As出行次数总和，Average(*)As平均次数From乘客IC卡信息表a

Inner Join乘客出行消费表b

On a.***＝b.***

Where(a.年龄Between起始年龄变量And结束年龄变量)And(b.日期Between’起始日期变量’And’结束日期变量’)

各职业乘客出行情况查询统计分析

具体为：能够根据输入乘客职业查询某日期时间段(如某一天)的出行次数总和、平均次数。即查询乘客信息数据库中职业指定职业的***在乘客出行消费数据库中有刷卡时间记录的个数)。

SQL语句：

Select Count(*)As出行次数总和，Average(*)As平均次数From乘客IC卡信息表a

Inner Join乘客出行消费表b

On a.***＝b.***

Where(a.职业＝’职业变量’)And(b.日期Between’起始日期变量’And’结束日期变量’)

(3)公交线网客流统计及分布信息

公交线网的客流统计及分布信息，是进行城市公交运营调度管理所需的基础数据。这些信息的获得可通过对本发明设计的IC卡***基础信息数据库进行公交站点、线路的客流信息查询统计分析得到。

公交站点客流信息查询统计分析

查询指定公交站点的某一时段(如某一天)客流信息，可利用乘客出行消费数据库，根据指定的线路、公交站点进行某线路公交站点记录数(即某公交站点的上车人数)的查询统计分析。同时也可得到城市各个公交站点客流随时间(以小时或15分钟为单位)的变化过程。

SQL语句：

Select Count(*)As总数From乘客出行消费表

Where(日期Between’起始日期变量’And’结束日期变量’)And(线路＝’线路变量’)And(站点＝’站点变量’)

公交线路客流信息查询统计分析

查询指定公交线路的某一时段(如某一天)客流信息，可利用乘客出行消费数据库，根据指定的公交线路进行指定时段记录数(即指定公交线路的周转客运量)的查询统计分析。同时也可得到城市各个公交线路客流随时间(以小时或天、星期为单位)的变化过程。

SQL语句：

Select Count(*)As总数From乘客出行消费表

Where(日期Between’起始日期变量’And’结束日期变量’)And(线路＝’线路变量’)

4.面向公交运营管理、公交***规划的公交IC卡***信息平台应用功能设计

基于上述公交IC卡信息平台基础信息数据库、城市居民公交出行特征及客流信息的获取，本发明设计的面向公交运营管理、公交***规划的公交IC卡***信息平台的应用功能如下。

(1)乘客IC卡信息管理模块：包括办新卡，卡过户，乘客信息修改。

(2)公交线网及运营信息模块：包括公交线网数据的录入、修改，公交运营调度数据的录入、修改。

(3)乘客消费信息模块：包括车载终端乘客消费信息的计算机导入，乘客上下车站的自动生成。

(4)居民公交出行特征信息模块：包括基于出行时间的乘客区域公交出行情况、各职业乘客出行情况、各年龄段乘客出行情况的查询统计分析，并通过分析得到城市居民的公交出行OD、居民的主要公交客流走廊和居民的公交客运总量。

(5)公交线网客流统计及分布信息模块：包括公交站点客流信息查询统计分析，公交线路客流信息查询统计分析。

公交运营调度模块：主要利用公交线网客流的统计及分布信息，进行现状公交运营调度方案的评价分析和运营调度方案的自动调整。附图2给出了现状公交调度方案评价分析程序流程图；附图3给出了运营调度方案调整程序流程图。

公交***规划模块：主要利用城市居民公交出行OD、居民的主要公交客流走廊和居民的公交客运总量，进行城市公交场站的规划(包括公交场站的选址和规模)、公交线网的规划(包括公交线路等级的选择和线路走向)。附图4给出了公交场站选址、规模确定程序流程图；附图5给出了公交线路布设程序流程图。

附图6给出了本发明设计的公交IC卡***信息平台的应用功能分级图。

Claims (5)

1、一种公交集成电路卡***信息平台设立方法，其特征在于：通过扩展公交IC卡***的收费信息，设立构造由乘客IC卡基本信息、公交车运营调度信息、公交线路信息、乘客出行消费信息构成的公交IC卡***信息平台的基础信息数据库；利用基础信息数据库，设立居民公交出行特征和公交线网客流的结构化查询语言查询统计语句，构造得到公交IC卡***信息平台的居民出行特征信息模块和公交线网客流统计及分布信息模块；并设计公交IC卡***信息平台的公交运营管理、公交***规划的信息接口模块；设立方法具体为：公交IC卡***由非接触感应IC卡硬件模块和IC卡***信息平台组成，IC卡硬件模块分别通过IC卡制作初始化、公交车载机、后台网络与IC卡***信息平台相连；公交线网及运营调度信息模块、IC卡信息管理模块、乘客消费信息模块、居民公交出行特征信息模块、公交线网客流统计及分布信息模块直接与IC卡***信息平台相连；公交***规划模块接受来自居民公交出行特征信息模块的信息，并为服务应用对象中的公交规划管理部门提供信息，公交运营调度模块接受来自公交线网客流统计及分布信息模块的信息，并为服务应用对象中的公交企业提供信息，IC卡信息管理模块和乘客消费信息模块则为服务应用对象中的公交乘客提供信息。

2、根据权利要求1所述的公交集成电路卡***信息平台设立方法，其特征在于：乘客IC卡基本信息包括有***、卡型、姓名、身份证号、年龄、家庭住址、职业、余额、银行编号，***为关键字段；公交线路信息包括有线路、站点数、起点站、第二站、第三站、…、终点站，线路为关键字段；公交车运营调度信息包括有调度编号、车号、线路、班次、日期、发车时间、到达时间，调度编号为关键字段；乘客出行消费信息包括有消费编号、刷卡时间、***、车号、线路、日期、上车站点、下车站点，消费编号为关键字段。

3、根据权利要求1所述的公交集成电路卡***信息平台设立方法，其特征在于：乘客消费信息模块中设置了两种方式生成乘客上下车站点：结合现有公交车辆使用的到站语音报站设施，当公交车辆到达公交站点按下语音报站按钮时，直接为公交车载刷卡终端机发送到站信息，以硬件的方式生成乘客上下车站点；或将同一班次乘客出行消费数据库中的刷卡时间进行排序，并根据公交线路各站点之间的距离推算最大刷卡时间间隔，软件的方式生成乘客上下车站点。

4、根据权利要求1所述的公交集成电路卡***信息平台设立方法，其特征在于：利用公交IC卡***信息平台基础信息数据库中的乘客IC卡信息和乘客出行消费信息，设立区域居民、各年龄段、各职业公交乘客在指定时间段的公交出行次数、公交出行矩阵、公交出行总量的结构化查询语言查询统计语句，扩展得到公交IC卡***信息平台的城市居民公交出行特征信息模块；利用公交IC卡***信息平台基础信息数据库中的乘客出行消费信息和公交线网信息、公交车运营调度信息，设立指定公交站点、公交线路在指定时间段客流信息的结构化查询语言查询统计语句，扩展得到公交IC卡***信息平台的公交线网客流信息统计及分布信息模块。

5、根据权利要求1所述的公交集成电路卡***信息平台设立方法，其特征在于：公交运营管理信息接口模块是根据公交IC卡***信息平台设定的公交线网客流的评价分析指标，通过程序将公交线网客流信息统计及分布信息模块中的公交线路客流值与评价指标进行比较，实现现状公交调度方案评价分析；根据公交IC卡***信息平台设定的线路发车调度标准，通过程序将公交线网客流信息统计及分布信息模块中的公交线路客流值及沿线公交站点的客流值与信息平台设定的基本值进行比较得出线路客流量与公交站点需求量间的差值，实现运营调度方案调整；公交***规划信息接口模块是根据城市居民公交出行特征信息模块的公交OD信息和公交IC卡***信息平台设定的公交场站和线路布设标准，通过程序产生公交场站的选址、规模确定和公交线路的布设。

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