一种基于GIS的公交电子站牌系统

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技术领域\n本发明属于无线通讯技术领域，具体涉及一种基于GIS系统的公交电子 站牌。\n背景技术\n伴随着国民经济的飞速发展，城市人口日益膨胀，机动车辆急剧增加， 城市交通运输的压力也越来越大。无论是发达国家还是发展中国家，这一瓶 颈都已经严重地影响了城市的综合发展。美日欧等发达国家很早便投入巨资 进行公交信息技术的研究与开发。我国政府对此也给予了高度重视，已将ITS (智能交通系统)建设列入国家国民经济和社会发展＂十五＂计划纲要，并作 为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持。这对实现由单一依赖基础 设施扩张的粗放型交通增长为依靠科技进步，以提高效率和效益为核心的集 约式交通发展的转变，实现对交通资源的充分利用和交通环境，特别是城市 交通环境的不断改善，实施社会经济的可持续发展战略，保障交通运输的健 康发展将起到巨大的促进作用。其中大力发展公共交通，可以吸引出行量， 改变人们出行方式，减少路面的交通流量，消除混合交通，可以彻底解决我 国交通拥挤的局面。\n据美国工业与制造学会统计，完善的信息化可为企业降低12％的成本、 减少10％的管理人员、提高10％～15％生产能力、增加4％～20％的利润。而 公交企业内部的数据处理和信息处理占整个企业决策的70％，通过计算机技 术集中处理，可使管理人员从面向数据和报表转向面向为实物和市场。\n公共交通智能化调度管理系统是公交信息化系统的重要组成部分，是提 高公共交通服务水平、吸引出行量的必要手段，体现了一个城市的现代化交 通管理水平，是中国解决交通问题的重要措施之一。\n1、国产3S技术的发展\n3S技术是GIS、GPS、RS技术的简称。为保证空间数据的及时更新，适 应日新月异的城市建设带来的变化要求，必须综合采用3S技术，利用RS、 GPS技术进行地形、地貌变化信息的跟踪与测量，实现城市GIS基础资源的 及时更新与维护，保证空间资源基础数据的时效性。国产3S核心技术将在城 市空间基础资源数据平台建设中扮演重要角色。\n2、空间信息获取与处理技术\n已实现对无线数据通信、基础地理信息(GIS)、定位技术(GPS)和综合 信息处理技术等的集成应用，建立旅游信息服务子系统和城市空间定位与交 通信息服务子系统，支持各类车载导航、掌上电脑、手机等移动信息终端。\n已经实现统一的导航定位服务中心系统，对移动目标进行集中指挥和监 控，在为公安、消防、救护及其它特种车辆提供服务的同时，也为公众提供 导航定位服务。建立交通信息服务子系统，提供城市交通综合信息的收集、 管理与服务，向公众提供城市交通和路况信息，调控交通资源，挖掘交通潜 能，服务社会公众。\n3、智能公共交通系统(Intelligent Public Transportation System， IPTS)\nIPTS不仅为我们带来一个全新的系统，还带来了全新的理念和全新的设 计方法。IPTS的系统设计者必须运用系统工程的理论和方法，站在ITS的高度， 从全局的角度构建IPTS。并遵守ITS的框架，以及相关的标准和协议。\n4、现有“电子站牌”研究成果丰富\n近年来，“电子站牌”的研究成果丰富，简单概括如下：\n电子站牌组成部件由原来的几个简单的模块已经逐渐转化成分工细致的 模块：列举几个例子\n(1)、远程维护更新模块、处理数据信息模块、接收控制中心数据信息 模块、文件传输模块、剩余时间指示灯显示模块、LED广播信息显示模块、 定时自动开关主机模块、以及温度控制调节模块\n(2)、主控处理器、公交车线路停靠站地图板、信息显示屏、无线调制 解调器和语音自动播报模块构成。\n现有同类的专利所运用的技术具有服务区域小，缺乏灵活性，数据传输 困难，开发成本大且易受干扰，误差大，数据量小等缺点，更为重要的是由 于技术的限制，电子站牌所希望实现的目标：精确性显示车辆运行情况并没 有得到很好的实现，造成一定的时间延迟和错误预报，从而使得乘客对电子 站牌的信赖程度不高，电子站牌也失去了它的作用。\n发明内容\n本发明的目的在于向候车乘客提供更为精确的公交车位置报告信息和公 交车车内相关信息，从而方便在站台等待的乘客能够及时根据电子站牌的显 示信息，采取对自己最有效的乘车方案，让公交站台的候车乘客能有秩序的 候车的一种基于GIS的公交电子站牌系统。\n为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括车载终端、GIS基站 和电子广播站牌，其特点是，所说的车载终端包括安装于车体内的车载控制 处理芯片以及与车载控制处理芯片相连接的向GIS基站发送车辆位置信息的 车辆信息发送芯片、记录上下车人数的红外探测器和存储车辆编号、车载人 数的车辆状态存储器、发送车辆即时状态的终端控制按钮；\n所说的电子广播站牌包括站牌控制处理芯片以及与站牌控制处理芯片相连接 的用于接受GIS基站传送的车辆信息，同时应答确认信息的信息接收芯片、 将GIS基站更新的最新地图显示出来的电子地图处理芯片、根据GIS基站提 供的信息计算车辆位置信息的车辆位置计算芯片、处理由车载终端发送的车 辆信息和GIS基站传递的天气信息和广播信息显示芯片和将电子地图、车辆 位置显示出来的车辆位置显示模块。\n本发明的站牌控制处理芯片包括一个命令执行芯片和一个缓冲存储器； 信息接收芯片包括信息接收器和信息缓存器，其中信息缓存器为每个车辆安 排固定的存储空间，其总容量大于一个时间点所有车辆信息的数据总量，采 用GPRS通信方式，每个车辆对应一个频道，而信息接收器接收“过站”车辆 的信号；电子地图处理芯片固化有GIS系统的电子地图处理模块，构成独立 的固件，使用标准为：20020557-T-466车载GPS导航电子地图规范，将地图 信息进行点阵化处理，提交站牌控制处理芯片并交予车辆位置显示模块处理； 车辆位置计算芯片固化有GIS系统的车辆位置计算模块，构成独立的固件， 使用标准为：20010486-T-466车载GPS导航电子地图规范，将所有在起点和 终点之间的该路公交车的位置信息交由车辆位置计算芯片处理，并将处理结 果提交给站牌控制处理芯片，并交给车辆位置显示模块处理，该车辆位置计 算芯片包括并行计算五辆不同车辆的位置信息的五个计算单元、用于存储尚 未处理的汽车信号的缓冲存储单元和对各个时间点的信息分配计算的调度处 理芯片；广播信息显示芯片包括用于识别信息的来源和类型信息的识别芯片、 用于对相关信息进行标准化处理的信息处理芯片和滚动显示广播信息的液晶 显示屏；车辆位置显示模块采用点阵显示。\n本发明经过电子站牌计算处理后，对每条线路上的所有公交车进行位置 的精确定点显示，并即时更新；同时将公交车上的人流信息，车辆运转情况 等信息在电子站牌广播栏进行滚动显示。从而让乘客能方便的清楚即将进站 的车辆到站时间和车辆运行、人流情况，从而选择好的乘车方式。\n附图说明\n图1是本发明的结构示意图；\n图2是本发明的工作流程图。\n具体实施方式\n下面结合附图对本发明作进一步详细说明。\n参见图1，本发明包括车载终端、GIS基站和电子广播站牌，所说的 车载终端包括执行各种命令，调用车载终端的其他零部件的车载控制处理芯 片4以及与车载控制处理芯片4相连接的采用GPRS通信方式向GIS基站发送 车辆位置信息的车辆信息发送芯片1、记录上下车人数的红外探测器2和存 储车辆司机编号、汽车编号、车载人数等信息的车辆状态存储器3、发送车 辆即时状态的终端控制按钮11；\n所说的电子广播站牌包括站牌控制处理芯片5以及与站牌控制处理芯片 5相连接信息接收芯片6、电子地图处理芯片7、车辆位置计算芯片8、天气 信息和广播信息显示芯片9和车辆位置显示模块10；\n站牌控制处理芯片5用于执行各种命令，调用电子广播站牌其它部件， 该站牌控制处理芯片5包括一个命令执行芯片和缓冲存储器；\n信息接收芯片6用于接受基站传送的车辆信息和其他广告信息，同时应 答确认信息，该信息接收芯片6信息接收器和信息缓存器，其中信息缓存器 为每个车辆安排固定的存储空间，其总容量大于一个时间点所有车辆信息的 数据总量，采用GPRS通信方式，每个车辆对应一个频道，而信息接收器接收 “过站”车辆的信号；\n电子地图处理芯片7将GIS基站更新的最新地图显示出来，由GIS系统 固化到芯片上，构成独立的固件，使用标准为：20020557-T-466(车载GPS 导航电子地图规范)，将地图信息进行点阵化处理，提交站牌控制处理芯片5 并交予车辆位置显示模块10处理；\n车辆位置计算芯片8是根据固化的GIS系统计算车辆位置信息，由GIS 系统固化到芯片上，构成独立的固件，使用标准为：20010486-T-466(车载 GPS导航电子地图规范)，将所有在起点和终点之间的该路公交车的位置信息 交由车辆位置计算芯片8处理，该车辆位置计算芯片8包括可以并行计算五 辆不同车辆的位置信息的五个计算单元；用于存储尚未处理的汽车信号的缓 冲存储单元；对各个时间点的信息分配计算的调度处理芯片提交站牌控制处 理芯片5，并交给车辆位置显示模块10处理。\n广播信息显示芯片9是处理由车载终端发送的车辆信息和GIS基站传递 的天气信息和其他信息，广播信息显示芯片9包括用于识别信息的来源和类 型信息识别芯片；用于对相关信息进行标准化处理的信息处理芯片；滚动显 示广播信息的液晶显示屏；显示的天气信息包括天气情况、温度情况和湿度 情况；车载特殊信息：目标车辆编号、发送原因(交通事故、车辆故障、服 务纠纷、紧急求助、车辆堵塞)；\n车辆位置显示模块10是将电子地图、车辆位置显示。采取网格精确显示 技术，点阵显示，具有清晰度好，准确度高的优点。\nGIS基站包括卫星导航系统、GIS系统、广告信息发布系统等多种支持系 统。\n其中车载终端的红外探测器2和终端控制按钮11为电子广播站牌的广播 信息显示芯片9提供部分显示数据来源；车辆状态存储器3为电子广播站牌 的车辆位置计算芯片8提供计算参数。GIS基站为电子广播站牌的广播信息 显示芯片9提供部分显示数据来源；GIS基站为电子广播站牌的电子地图处 理芯片7提供计算参数。而上述数据都由电子广播站牌的信息接收芯片6统 一接收后提交控制芯片5，由控制芯片5分配给各个显示、计算芯片。\n参见图2，本发明的信息接收芯片6通过信息接收器接收来自GIS基站 的车辆信息和其他广播信息，存入信息缓存器中。当有新的相同类型数据到 来时，信息缓存器将丢弃旧的数据，存储新的数据；\n站牌控制处理芯片5在每个时钟周期通过命令执行芯片向信息接收芯片 6提出数据接受申请，并将信息缓存器中的存储数据写入缓冲存储器中；\n站牌控制处理芯片5利用命令执行芯片判断信息来源，并作如下安排： 如果是车辆信息，则调用车辆位置计算芯片8计算车辆的位置；如果是广播 信息，则调用广播信息显示芯片9显示广播信息；\n车辆位置计算模块8将站牌控制处理芯片5中的数据写入缓冲存储单元， 并通过调度处理芯片将信息分配给计算单元，计算出车辆的位置信息；\n车辆位置计算模块将计算结果返回缓冲存储单元，并通知站牌控制处理 芯片5计算操作已经完成；\n站牌控制处理芯片5通过命令执行芯片向电子地图处理芯片7提出地图 点阵化处理；\n电子地图处理芯片7完成地图点阵化处理，并通知站牌控制处理芯片5 已经完整点阵计算；\n站牌控制处理芯片5通过命令执行芯片向车辆位置显示模块10提出电子 地图刷新处理，并将“缓冲存储器的数据提交车辆位置显示模块10。\n车辆位置显示模块10刷新电子地图；\n广播信息显示芯片9将广播信息提交信息识别芯片，进行分类后提交进 行标准化处理，并通过液晶显示屏显示。