第二届全国大学生创新性实验 --- 基于射频技术和 GPS 的智能 公交网络系统设计

1. 第二届全国大学生创新性实验---基于射频技术和GPS的智能 公交网络系统设计 信息学院07级励拓精英科技团队 指导教师 ：焦斌亮

2. 目录 • 一. 立项背景 • 二. 系统组成 • 三.系统实现功能 • 四. 创新点 • 五. 进度安排 • 六. 预期效果 • 七. 应用前景 • 八. 团队组成 • 九. 参考资料

3. 一．立项背景 • 城市的扩大，及人口的迅速增多，未来的公交网络面临巨大挑战，智能公交系统能够更加便利、高效的提供服务，以及解决出现的各种交通问题，该系统将实现站牌和公交车、站牌和控制中心、公交车和控制中心以及各个公交车之间的通信，并且实现公交网络系统和交通管理系统的合作，从而建立起一个整体协调的系统。 • 考虑到城市的范围的不断扩大，可以设立多个分立的控制中心，实现区域化管理，从而将网络覆盖全城，实现整个城市的全局操控。 • 同时，我们在公交站外增设电子监控装置，引入到监控中心，监控中心能够直接地了解和掌握各个被监控点的情况，并能及时对发生的情况做出反应和处理。解决了目前倍受社会人们的关注的公交车站安全问题。

4. 二.智能公交系统有以下几部分组成： • 1 车站与车载双向自动报站系统 • 2 统一管理与调度 • 3 反恐及安全管理

5. 三 系统功能介绍1自动报站系统 （1）双向 ●电子站牌和公交车之间采用无线射频通信技术，其信号具有较强的稳定性和抗干扰性，太阳能技术的使用，射频部分框图如图1所示： 图 1 公交车自动报站管理系统射频部分框图

6. ●电子站牌和控制中心之间的无线通信，利用各公交车及其间的各个站点实现信息的远距离传送，其信息的传送速度及稳定性；●电子站牌和控制中心之间的无线通信，利用各公交车及其间的各个站点实现信息的远距离传送，其信息的传送速度及稳定性； （2）节能 采用新型太阳能公交车电子站牌报站显示系统。整个系统采用太阳能供电，蓄电池作为后备电源，可有效节约电能，防止环境污染。

7. 2 统一管理与调度 • 1、公交车与控制中心利用Internet的网络连接； • 2、同一电子站牌上的不同路数公交车其站点的静态显示、最新调动的动态显示； • 3、城市范围的扩大，设立多个控制中心，实现区域化管理，各控制中心之间信息交换与传输，信息的高效性和及时性，及整体的规划和统一； • 4、公交车和控制中心之间的GPS定位，线路改动时，实现GPS导航；

8. 3 反恐及安全管理 • 电子监控系统，监测各个公交车站的情况，能够针对爆发的紧急情况即使进行处理。 【备注】目前公交车站安全问题受到社会人们的关注，公交车站偷盗事件，恐怖分子制造爆炸事件时有发生。既严重影响了该区域的社会治安，也给市民加剧了心理负担。 我们在公交站外增设电子监控装置，引入到监控中心，它能将被监控系统的图像信息准确、清晰、快速、直观地传送到监控中心，监控中心能够直接地了解和掌握各个被监控点的情况，并能及时对发生的情况做出反应和处理。这样只要坐在监控室，车站内的一举一动就可尽收眼底。对于部分乘客担心的隐私问题，监控系统只能由工作人员操作，同时操作也有规范，只有发现现场有异常情况时，才会对图像进行放大处理。“隐私问题不可避免，会通过规范工作人员的行为来解决。

9. 智能公交系统总体方案

10. 四 创新之处 1. 双向自动报站系统 （1）实现了站点和公交车的双向无线通信。 （2）采用全自动的方式进行自动播报公交车或站点信息，完全不需要驾驶员在进站前操作键盘，防止司机分散注意力，真正实现自动报站功能完全自动 （3）站点增加显示功能，更加人性化设计。 （4）采用新型太阳能公交车电子站牌报站显示系统，有效节约电能。

11. 2. 统一管理与调度 （1）统一的管理与调度，实现了控制中心、公交车及车站之间的通信通过实现电子站牌和控制中心之间的通信，使得控制中心能够了解各个电子站牌乘客对各路公交车的需求情况，使公交车的调度更加灵活。并且，对各个电子站牌信息的统计处理，有利于更为合理的安排各个线路的公交车数量，从而大大了提高公交车的载客效率，更大的方便乘客，也使公交公司赚取更多的利益； （2）希望能和交通管理系统的统一合作，建立覆盖全城的交通网络系统，可以在设定的时刻，合理分配线路，并设置公交车专用车道，更大的利用道路资源，从而有效的解决交通状况。

12. 3. 反恐/站台上的视频监控 安装电子监控系统，监测各个公交车站的情况，能够针对爆发的紧急情况即使进行处理 通过在公交站外增设电子监控装置，将公交车站的情况被监控系统的图像信息准确、清晰、快速、直观地传送到监控中心，监控中心能够直接地了解和掌握各个被监控点的情况，并能及时对发生的情况做出反应和处理。这样只要坐在监控室，车站内的一举一动就可尽收眼底，其中的“室外一体化智能球”探头，甚至能看清站内乘客手中报纸的标题。此外，如果乘客与司机在站内发生纠纷，有录像为证，可以更好地解决司乘人员之间的纠纷。对于部分乘客担心的隐私问题，监控系统只能由工作人员操作，同时操作也有规范，只有发现现场有异常情况时，才会对图像进行放大处理。“隐私问题不可避免，会通过规范工作人员的行为来解决。

13. 五.进度安排 2009年10月—2009年11月 搜集各相关资料，确定具体的实施方案； 2009年12月—2010年 2月 设计电子站牌和公交车、及公交车之间的信息通讯的硬件、软件设计； 2010年 3月—2010年 5月 设计新型电子站牌，完成其显示及微处理功能； 2010年 6月—2010年 7月 完成控制中心信息处理及数据计算平台的软件设计，实现电子站牌与控制中心、公交车与控制中心的信息通信； 2010年 8月—2010年 9月 编写设计报告，整理研究结果并撰写论文，最后整理材料，准备验收。

14. 六.预期成果 1、设计制作公交车自动报站管理系统一套，实现电子站牌的显示及语音提示功能，站牌与公交车及其与控制中心的信息通信功能，公交车自动报站、GPS定位及与控制中心的GPRS的网络连接功能，反恐监视系统正常运行等； 2、提供系统性能技术报告、主要性能指标、关键技术解决方法和操作使用说明书，提交成果鉴定报告； 3、发表相关学术论文两篇； 4、是否申请专利取决与时间； 通过本课题的研究，锻炼团队的科研能力。

15. 七.应用前景 • 利用自动控制下的射频技术，实现公交车与站台间的远程自动通信，为乘客提供提示或警示服务，使乘客能够方便、安全地上下车，对于公交系统管理自动化具有很高的应用价值。 • 高效的城市公交车管理系统不但可以提高服务质量，而且可以提高整个城市的品味，尤其对于秦皇岛这样的旅游城市，此技术更加具有很高的应用价值。目前，国内尚未见到类似技术的应用报道，因而设计开发出适应目前需要的公交车自动报站装置将有着巨大的市场需求和很好的应用前景。

16. 八.团队介绍 　　　理论方面：我们做为大三的学生，已学习了电路、模拟电路与数字电路知识，具备了相关的电子基础。做为科学技术协会或无线电爱好者协会的会员，我们对电子有着浓厚的兴趣，，经常在协会进行各种电子制作并积累了一定的制作经验，锻炼了我们的动手实践能力，现在我们已熟练使用51、spce061a单片机，并学习了DXP电路制版，VHDL，VC及其可视化编程和图形数据处理，基本掌握各种单片机编程方法，可以熟练使用C语言完成单片机控制和算法。 　　　实践方面：团队有着丰富的配合经验，曾一起参加科技立项、电子小制作及社会实践，各成员之间配合默契，责任心和团队意识强。优异的学习成绩证明我们有很好的学习能力，综合以上，我们相信我们有能力应对这次的挑战和机遇。

17. 团队介绍 我们做为大三的学生，已学习了电路、模拟电路与数字电路知识，具备了相关的电子基础。做为科学技术协会或无线电爱好者协会的会员，我们对电子有着浓厚的兴趣，，经常在协会进行各种电子制作并积累了一定的制作经验，锻炼了我们的动手实践能力，现在我们已熟练使用51、spce061a单片机，并学习了DXP电路制版，VHDL，VC及其可视化编程和图形数据处理，基本掌握各种单片机编程方法，可以熟练使用C语言完成单片机控制和算法。团队有着丰富的配合经验，曾一起参加科技立项、电子小制作及社会实践，各成员之间配合默契，责任心和团队意识强。优异的学习成绩证明我们有很好的学习能力，综合以上，我们相信我们有能力应对这次的挑战和机遇。

18. 九.参考资料 • [1]王炜，杨新苗，陈学武.《城市公共交通系统规划方法与管理技术》 科学出版社 • [2]裘实，阳光，晓文.《TCP/IP与网络互联技术》 国防工业出版社 • [3]TRE PANIER M，CHAPLEAU R，Link transit operational data to road network with a tansportation object-oriented GIS[J]. URISA Journal • [4]刘基余.《GPS卫星导航定位原理与方法》（第二版） 科学出版社 • [5]李明峰, 冯宝红, 刘三枝. 《GPS定位技术及其应用》 国防工业出版社 • [6]蔡涛, 李旭, 杜振民.《无线通信原理与应用》 电子工业出版社 • [7]路德维格（美）.《射频电路设计理论与应用》 电子工业出版社 • [8]王志文.《GPRS网络技术》 电子工业出版社

19. 结束 谢谢各位评委