車(chē)載公共汽車(chē)運營(yíng)狀態(tài)記錄及自動(dòng)報站裝置

一、裝置所具備功能

    “車(chē)載公共汽車(chē)運營(yíng)狀態(tài)記錄及自動(dòng)報站裝置”可對公共汽車(chē)的運營(yíng)狀況進(jìn)行全程監控并記錄，并可實(shí)現全自動(dòng)報站。儀器監控項目包括：公共汽車(chē)在各站間勻速運行狀態(tài)以及是否脫線(xiàn)行駛、車(chē)站外“停車(chē)撿客”和“超時(shí)等客”等。目前，公共交通管理部門(mén)采取了設定準點(diǎn)站、監理人員不定期巡查等管理措施，但終因手段陳舊，收效不佳。本裝置如應用于公共交通管理，將根本改變當前這一被動(dòng)局面，并會(huì )取得良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

  只需在單程運營(yíng)前，對“車(chē)載公共汽車(chē)運營(yíng)狀態(tài)記錄及自動(dòng)報站裝置”一次性設定運營(yíng)方向，運營(yíng)過(guò)程中該裝置既可全自動(dòng)報站名和各種提示信息，同時(shí)還可以自動(dòng)記錄下各站或各準點(diǎn)站的實(shí)際運營(yíng)時(shí)間、站外開(kāi)車(chē)門(mén)情況、超速行駛、脫線(xiàn)行駛等不規范行為。

    大中城市新增公交車(chē)輛90%以上是無(wú)人售票。真正意義上的無(wú)人售票，車(chē)輛運營(yíng)時(shí)車(chē)上應只設一名駕駛員。而目前，車(chē)輛安裝的是半自動(dòng)報站裝置，駕駛員在操縱車(chē)輛的同時(shí)還要操縱報站裝置。這樣既增加了駕駛員的勞動(dòng)強度，又增加了不安全因素。本裝置可以在運營(yíng)過(guò)程中進(jìn)行全自動(dòng)報站并自動(dòng)為乘客提供各種提示信息，完全不需要駕駛員直接操縱。

二、系統組成概述及主要功能實(shí)現方法

  “車(chē)載公共汽車(chē)運營(yíng)狀態(tài)記錄及自動(dòng)報站裝置”主要由7個(gè)模塊組成：微控制器、信號采集模塊、集成語(yǔ)音模塊、音頻功率放大器和揚聲器、到站信息和運行時(shí)間顯示模塊、運營(yíng)信息記錄模塊（IC卡）、手動(dòng)調整輸入模塊等?！败?chē)載公共汽車(chē)運營(yíng)狀態(tài)記錄及自動(dòng)報站裝置”組成如圖1所示。

    本裝置的工作原理為：事先保存到站信息和各種提示信息，其中語(yǔ)音信息保存于集成語(yǔ)音模塊中。信號采集模塊在運行中采集車(chē)輛的里程信號、轉向信號、車(chē)門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉信號等。以上信號經(jīng)過(guò)微控制器綜合分析后，判斷出車(chē)輛的運營(yíng)情況，如：車(chē)速、起車(chē)、途中、轉彎和到站等狀態(tài)。微控制器進(jìn)一步依據當前狀態(tài)、控制顯示器顯示站號等信息，并從語(yǔ)音芯片中取出相應語(yǔ)音信息放大送出。同時(shí)把各站點(diǎn)到站時(shí)間、運營(yíng)狀態(tài)和不規范運營(yíng)行為記錄在非易失、可移動(dòng)存儲設備（IC卡）中。

  在運營(yíng)線(xiàn)路的兩端還應設置“運營(yíng)信息匯總、分析、評價(jià)裝置”。該裝置設于調度室，由調度人員操作。當車(chē)輛單程運營(yíng)結束，司機取出IC卡送至調度室?！斑\營(yíng)信息匯總、分析、評價(jià)裝置”將IC卡中信息讀出，記錄匯總后，給出評價(jià)結果。隨后清除IC卡記錄信息，在下次運營(yíng)前把運營(yíng)任務(wù)下達到IC卡中，并預留出存放運營(yíng)狀態(tài)的空間。該裝置與前述“運營(yíng)狀態(tài)記錄及自動(dòng)報站儀”配套使用。IC卡可以重復使用十萬(wàn)次以上。

三、補充功能

  為了保證裝置在特殊情況下能夠正常報站，還增設了手動(dòng)調節功能。當道路條件惡劣，如冰雪路面路程計量出現較大誤差時(shí)，可手動(dòng)消除誤差（注：較小的誤差，車(chē)載裝置可以自適應，不必調整）?；蛘呓?jīng)批準臨時(shí)改變部分運營(yíng)路線(xiàn)時(shí)，可手動(dòng)調整報站時(shí)機，調整操作同時(shí)被記錄在IC卡中，備查。

  以上裝置還可以選擇增加其他功能。如：大屏幕顯示功能、播放廣告功能、介紹行車(chē)沿途的城市風(fēng)貌等。

四、技術(shù)關(guān)鍵分析

  IC卡存儲、電腦語(yǔ)音報站及LED點(diǎn)陣屏幕顯示等都是成熟技術(shù)。車(chē)輛位置、狀態(tài)識別的智能化是實(shí)現全自動(dòng)報站的關(guān)鍵。有人通過(guò)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)來(lái)控制報站，但是車(chē)門(mén)的誤操作或多次開(kāi)關(guān)會(huì )使自動(dòng)報站失效。本裝置在綜合分析里程信號、開(kāi)關(guān)門(mén)信號、轉向信號的基礎之上，準確確定車(chē)輛位置，實(shí)現全自動(dòng)報站。

  公共汽車(chē)每站都要經(jīng)歷4個(gè)過(guò)程。

    出站  在站臺上車(chē)門(mén)已關(guān)，打左轉向信號（我國右側通行），報告起車(chē)信息駛出站臺；

  前半程  介紹行車(chē)沿途的城市風(fēng)貌、播放廣告、預報下站站名等；

  后半程  接近下站，打右轉向信號，報站名，進(jìn)站停車(chē)；

  在站內  報告到站信息，開(kāi)車(chē)門(mén)下客，向車(chē)下乘客報告車(chē)輛行駛方向，上客結束，關(guān)車(chē)門(mén)。除了始點(diǎn)和終點(diǎn)稍有差別，其他各站都是這幾個(gè)過(guò)程的循環(huán)。

  根據這4個(gè)過(guò)程，將車(chē)輛一站的運行區間分成4個(gè)狀態(tài)：狀態(tài)0“站內” 、狀態(tài)1 “出站”、狀態(tài)2“前半程”、狀態(tài)3“后半程”。這4個(gè)狀態(tài)除了狀態(tài)0，其他3個(gè)狀態(tài)車(chē)輛均處于行駛中。設定狀態(tài)1車(chē)輛駛過(guò)固定距離，即每站取相同距離（如100 m），然后進(jìn)入狀態(tài)2。狀態(tài)2車(chē)輛駛過(guò)特征距離，特征距離是根據各站間的不同距離而事先設定。狀態(tài)3車(chē)輛理論駛過(guò)距離也是固定值（如60 m）。則狀態(tài)1、2、3的理論車(chē)輛行駛距離之和大于站間距離（20 m）。狀態(tài)定義如圖2所示。

    4個(gè)過(guò)程之間這樣切換：車(chē)輛處于狀態(tài)0，檢測到左轉向信號，系統進(jìn)入狀態(tài)1；在狀態(tài)1行駛過(guò)程中記錄行駛距離，到固定值（如100 m）系統進(jìn)入狀態(tài)2；處于狀態(tài)2再駛過(guò)事先設定特征距離后系統進(jìn)入狀態(tài)3；處于狀態(tài)3檢測到停車(chē)開(kāi)門(mén)，系統進(jìn)入狀態(tài)0。切換邏輯如表1所示。

    狀態(tài)3到狀態(tài)0之間不單單依靠里程變化來(lái)切換，系統允許車(chē)輛?？课恢迷谛》秶鷥龋ㄈ?/SPAN>-40～+20 m）變化。切換時(shí)遇到錯誤操作，系統能夠自適應。一種情況，車(chē)輛處于狀態(tài)3，駕駛員越站沒(méi)有停車(chē)，當行駛里程超過(guò)狀態(tài)3固定值（60 m），系統自動(dòng)跳過(guò)狀態(tài)0進(jìn)入狀態(tài)1，此時(shí)相當于越站20 m，同前所述“狀態(tài)1、2、3的理論車(chē)輛行駛距離之和大于站間距離20m”相吻合。另一種情況，車(chē)輛處于狀態(tài)0，駕駛員沒(méi)有打左轉向直接起車(chē)，系統檢測到車(chē)輛位移超過(guò)1 m，自動(dòng)進(jìn)入狀態(tài)1。系統對上面2種錯誤操作自適應后，將其記錄在IC卡中。

  語(yǔ)音信息發(fā)布分別位于：狀態(tài)1開(kāi)始，進(jìn)行起車(chē)提示；狀態(tài)2開(kāi)始，介紹行車(chē)沿途的城市風(fēng)貌、播放廣告、預報下站站名等；狀態(tài)3檢測到打右轉向信號，報站名；狀態(tài)0開(kāi)始報到站信息、循環(huán)報車(chē)輛行駛方向等信息。

  綜合里程信息、轉向信號和開(kāi)門(mén)信號；判斷車(chē)輛位置和狀態(tài)；控制語(yǔ)音、文字信息發(fā)布是自動(dòng)報站裝置的控制核心。車(chē)輛進(jìn)站打右轉向信號、出站打左轉向信號是交通法規要求的規范操作，公共汽車(chē)駕駛員都能遵守，而且動(dòng)作已經(jīng)“機械”化。由于只是在狀態(tài)0時(shí)左轉向信號可以促使系統切換到狀態(tài)1，行駛途中的其他左轉向信號不會(huì )引起誤切換。同時(shí)，只有在狀態(tài)3時(shí)檢測到打右轉向信號時(shí)報站名，此時(shí)車(chē)輛距站臺40 m以?xún)?，其他的距站臺40 m以外右轉向信號也不會(huì )引起誤報站。而且一般十字路口40 m以?xún)炔辉O公共汽車(chē)站臺。

  IC卡可記錄下各站到站時(shí)間、各站發(fā)車(chē)時(shí)間、各站間最高車(chē)速、車(chē)速不為0和不在狀態(tài)0的開(kāi)門(mén)操作、進(jìn)出站不打轉向信號、手動(dòng)調整誤差等，作為管理車(chē)輛和考核駕駛員的依據。

五、結語(yǔ)

  本裝置一方面可以降低司乘人員的勞動(dòng)強度；另一方面可以加大公共交通運營(yíng)管理力度，增強車(chē)隊一級管理的科學(xué)性。對維護運營(yíng)秩序，提高運營(yíng)效率，保證運營(yíng)安全都具有積極意義。投放市場(chǎng)后，將產(chǎn)生巨大的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。