車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置

一、裝置所具備功能

    “車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”可對公共汽車的運營狀況進(jìn)行全程監(jiān)控并記錄，并可實現(xiàn)全自動報站。儀器監(jiān)控項目包括：公共汽車在各站間勻速運行狀態(tài)以及是否脫線行駛、車站外“停車撿客”和“超時等客”等。目前，公共交通管理部門采取了設(shè)定準(zhǔn)點站、監(jiān)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(yīng)用于公共交通管理，將根本改變當(dāng)前這一被動局面，并會取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

  只需在單程運營前，對“車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”一次性設(shè)定運營方向，運營過程中該裝置既可全自動報站名和各種提示信息，同時還可以自動記錄下各站或各準(zhǔn)點站的實際運營時間、站外開車門情況、超速行駛、脫線行駛等不規(guī)范行為。

    大中城市新增公交車輛90%以上是無人售票。真正意義上的無人售票，車輛運營時車上應(yīng)只設(shè)一名駕駛員。而目前，車輛安裝的是半自動報站裝置，駕駛員在操縱車輛的同時還要操縱報站裝置。這樣既增加了駕駛員的勞動強度，又增加了不安全因素。本裝置可以在運營過程中進(jìn)行全自動報站并自動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(tǒng)組成概述及主要功能實現(xiàn)方法

  “車載公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”主要由7個模塊組成：微控制器、信號采集模塊、集成語音模塊、音頻功率放大器和揚聲器、到站信息和運行時間顯示模塊、運營信息記錄模塊（IC卡）、手動調(diào)整輸入模塊等?！败囕d公共汽車運營狀態(tài)記錄及自動報站裝置”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，其中語音信息保存于集成語音模塊中。信號采集模塊在運行中采集車輛的里程信號、轉(zhuǎn)向信號、車門開啟和關(guān)閉信號等。以上信號經(jīng)過微控制器綜合分析后，判斷出車輛的運營情況，如：車速、起車、途中、轉(zhuǎn)彎和到站等狀態(tài)。微控制器進(jìn)一步依據(jù)當(dāng)前狀態(tài)、控制顯示器顯示站號等信息，并從語音芯片中取出相應(yīng)語音信息放大送出。同時把各站點到站時間、運營狀態(tài)和不規(guī)范運營行為記錄在非易失、可移動存儲設(shè)備（IC卡）中。

  在運營線路的兩端還應(yīng)設(shè)置“運營信息匯總、分析、評價裝置”。該裝置設(shè)于調(diào)度室，由調(diào)度人員操作。當(dāng)車輛單程運營結(jié)束，司機取出IC卡送至調(diào)度室?！斑\營信息匯總、分析、評價裝置”將IC卡中信息讀出，記錄匯總后，給出評價結(jié)果。隨后清除IC卡記錄信息，在下次運營前把運營任務(wù)下達(dá)到IC卡中，并預(yù)留出存放運營狀態(tài)的空間。該裝置與前述“運營狀態(tài)記錄及自動報站儀”配套使用。IC卡可以重復(fù)使用十萬次以上。

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(shè)了手動調(diào)節(jié)功能。當(dāng)?shù)缆窏l件惡劣，如冰雪路面路程計量出現(xiàn)較大誤差時，可手動消除誤差（注：較小的誤差，車載裝置可以自適應(yīng)，不必調(diào)整）?；蛘呓?jīng)批準(zhǔn)臨時改變部分運營路線時，可手動調(diào)整報站時機，調(diào)整操作同時被記錄在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、電腦語音報站及LED點陣屏幕顯示等都是成熟技術(shù)。車輛位置、狀態(tài)識別的智能化是實現(xiàn)全自動報站的關(guān)鍵。有人通過車門的開關(guān)來控制報站，但是車門的誤操作或多次開關(guān)會使自動報站失效。本裝置在綜合分析里程信號、開關(guān)門信號、轉(zhuǎn)向信號的基礎(chǔ)之上，準(zhǔn)確確定車輛位置，實現(xiàn)全自動報站。

  公共汽車每站都要經(jīng)歷4個過程。

    出站  在站臺上車門已關(guān)，打左轉(zhuǎn)向信號（我國右側(cè)通行），報告起車信息駛出站臺；

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

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

  在站內(nèi)  報告到站信息，開車門下客，向車下乘客報告車輛行駛方向，上客結(jié)束，關(guān)車門。除了始點和終點稍有差別，其他各站都是這幾個過程的循環(huán)。

  根據(jù)這4個過程，將車輛一站的運行區(qū)間分成4個狀態(tài)：狀態(tài)0“站內(nèi)” 、狀態(tài)1 “出站”、狀態(tài)2“前半程”、狀態(tài)3“后半程”。這4個狀態(tài)除了狀態(tài)0，其他3個狀態(tài)車輛均處于行駛中。設(shè)定狀態(tài)1車輛駛過固定距離，即每站取相同距離（如100 m），然后進(jìn)入狀態(tài)2。狀態(tài)2車輛駛過特征距離，特征距離是根據(jù)各站間的不同距離而事先設(shè)定。狀態(tài)3車輛理論駛過距離也是固定值（如60 m）。則狀態(tài)1、2、3的理論車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個過程之間這樣切換：車輛處于狀態(tài)0，檢測到左轉(zhuǎn)向信號，系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài)1；在狀態(tài)1行駛過程中記錄行駛距離，到固定值（如100 m）系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài)2；處于狀態(tài)2再駛過事先設(shè)定特征距離后系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài)3；處于狀態(tài)3檢測到停車開門，系統(tǒng)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切換，系統(tǒng)允許車輛?？课恢迷谛》秶鷥?nèi)（如-40～+20 m）變化。切換時遇到錯誤操作，系統(tǒng)能夠自適應(yīng)。一種情況，車輛處于狀態(tài)3，駕駛員越站沒有停車，當(dāng)行駛里程超過狀態(tài)3固定值（60 m），系統(tǒng)自動跳過狀態(tài)0進(jìn)入狀態(tài)1，此時相當(dāng)于越站20 m，同前所述“狀態(tài)1、2、3的理論車輛行駛距離之和大于站間距離20m”相吻合。另一種情況，車輛處于狀態(tài)0，駕駛員沒有打左轉(zhuǎn)向直接起車，系統(tǒng)檢測到車輛位移超過1 m，自動進(jìn)入狀態(tài)1。系統(tǒng)對上面2種錯誤操作自適應(yīng)后，將其記錄在IC卡中。

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

  綜合里程信息、轉(zhuǎn)向信號和開門信號；判斷車輛位置和狀態(tài)；控制語音、文字信息發(fā)布是自動報站裝置的控制核心。車輛進(jìn)站打右轉(zhuǎn)向信號、出站打左轉(zhuǎn)向信號是交通法規(guī)要求的規(guī)范操作，公共汽車駕駛員都能遵守，而且動作已經(jīng)“機械”化。由于只是在狀態(tài)0時左轉(zhuǎn)向信號可以促使系統(tǒng)切換到狀態(tài)1，行駛途中的其他左轉(zhuǎn)向信號不會引起誤切換。同時，只有在狀態(tài)3時檢測到打右轉(zhuǎn)向信號時報站名，此時車輛距站臺40 m以內(nèi)，其他的距站臺40 m以外右轉(zhuǎn)向信號也不會引起誤報站。而且一般十字路口40 m以內(nèi)不設(shè)公共汽車站臺。

  IC卡可記錄下各站到站時間、各站發(fā)車時間、各站間最高車速、車速不為0和不在狀態(tài)0的開門操作、進(jìn)出站不打轉(zhuǎn)向信號、手動調(diào)整誤差等，作為管理車輛和考核駕駛員的依據(jù)。

五、結(jié)語

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