對“車載公交車運(yùn)營狀態(tài)記錄及自動報(bào)站儀”的功能、組成原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。介紹了由安裝在每臺運(yùn)營車輛上的“車載公交車運(yùn)營狀態(tài)記錄及自動報(bào)站儀”，和安裝在調(diào)度室內(nèi)的“運(yùn)營信息匯總、分析、評價(jià)裝置”組成的公交車動態(tài)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)用IC卡記錄的車輛行駛數(shù)據(jù)，并對IC卡中記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。?
1 裝置所具備功能
“車載公共汽車運(yùn)營狀態(tài)記錄及自動報(bào)站裝置”可對公共汽車的運(yùn)營狀況進(jìn)行全程監(jiān)控并記錄，并可實(shí)現(xiàn)全自動報(bào)站。儀器監(jiān)控項(xiàng)目包括：公共汽車在各站間勻速運(yùn)行狀態(tài)以及是否脫線行駛、車站外“停車撿客”和“超時(shí)等客”等。目前，公共交通管理部門采取了設(shè)定準(zhǔn)點(diǎn)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(jì)效益。
?只需在單程運(yùn)營前，對“車載公共汽車運(yùn)營狀態(tài)記錄及自動報(bào)站裝置”一次性設(shè)定運(yùn)營方向，運(yùn)營過程中該裝置既可全自動報(bào)站名和各種提示信息，同時(shí)還可以自動記錄下各站或各準(zhǔn)點(diǎn)站的實(shí)際運(yùn)營時(shí)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(yùn)營時(shí)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(bào)站裝置，駕駛員在操縱車輛的同時(shí)還要操縱報(bào)站裝置。這樣既增加了駕駛員的勞動強(qiáng)度，又增加了不安全因素。本裝置可以在運(yùn)營過程中進(jìn)行全自動報(bào)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。
2 系統(tǒng)組成概述及主要功能實(shí)現(xiàn)方法
? “車載公共汽車運(yùn)營狀態(tài)記錄及自動報(bào)站裝置”主要由7個(gè)模塊組成：微控制器、信號采集模塊、集成語音模塊、音頻功率放大器和揚(yáng)聲器、到站信息和運(yùn)行時(shí)間顯示模塊、運(yùn)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(yùn)營狀態(tài)記錄及自動報(bào)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(yùn)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(yùn)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(shí)把各站點(diǎn)到站時(shí)間、運(yùn)營狀態(tài)和不規(guī)范運(yùn)營行為記錄在非易失、可移動存儲設(shè)備（IC卡）中。
?在運(yùn)營線路的兩端還應(yīng)設(shè)置“運(yùn)營信息匯總、分析、評價(jià)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(yùn)營結(jié)束，司機(jī)取出IC卡送至調(diào)度室。“運(yùn)營信息匯總、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(jié)果。隨后清除IC卡記錄信息，在下次運(yùn)營前把運(yùn)營任務(wù)下達(dá)到IC卡中，并預(yù)留出存放運(yùn)營狀態(tài)的空間。該裝置與前述“運(yùn)營狀態(tài)記錄及自動報(bào)站儀”配套使用。IC卡可以重復(fù)使用十萬次以上。
3 補(bǔ)充功能
? 為了保證裝置在特殊情況下能夠正常報(bào)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(jì)量出現(xiàn)較大誤差時(shí)，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）。或者經(jīng)批準(zhǔn)臨時(shí)改變部分運(yùn)營路線時(shí)，可手動調(diào)整報(bào)站時(shí)機(jī)，調(diào)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、介紹行車沿途的城市風(fēng)貌等。
4 技術(shù)關(guān)鍵分析
?IC卡存儲、電腦語音報(bào)站及LED點(diǎn)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(shí)現(xiàn)全自動報(bào)站的關(guān)鍵。有人通過車門的開關(guān)來控制報(bào)站，但是車門的誤操作或多次開關(guān)會使自動報(bào)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(shí)現(xiàn)全自動報(bào)站。
? 公共汽車每站都要經(jīng)歷4個(gè)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(bào)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(bào)下站站名等；
? ·后半程 接近下站，打右轉(zhuǎn)向信號，報(bào)站名，進(jìn)站停車；
? ·在站內(nèi) 報(bào)告到站信息，開車門下客，向車下乘客報(bào)告車輛行駛方向，上客結(jié)束，關(guān)車門。除了始點(diǎn)和終點(diǎn)稍有差別，其他各站都是這幾個(gè)過程的循環(huán)。
?根據(jù)這4個(gè)過程，將車輛一站的運(yùn)行區(qū)間分成4個(gè)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(gè)狀態(tài)除了狀態(tài)0，其他3個(gè)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(gè)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)允許車輛停靠位置在小范圍內(nèi)(如-40~+20 m)?變化。切換時(shí)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(shí)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(bào)下站站名等；狀態(tài)3檢測到打右轉(zhuǎn)向信號，報(bào)站名；狀態(tài)0開始報(bào)到站信息、循環(huán)報(bào)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(bào)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(jī)械”化。由于只是在狀態(tài)0時(shí)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(shí)，只有在狀態(tài)3時(shí)檢測到打右轉(zhuǎn)向信號時(shí)報(bào)站名，此時(shí)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(bào)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(shí)間、各站發(fā)車時(shí)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)。
　5 結(jié)語
? 　本裝置一方面可以降低司乘人員的勞動強(qiáng)度；另一方面可以加大公共交通運(yùn)營管理力度，增強(qiáng)車隊(duì)一級管理的科學(xué)性。對維護(hù)運(yùn)營秩序，提高運(yùn)營效率，保證運(yùn)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(jì)效益?！⒖嘉墨I(xiàn)?。?］何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(6)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998
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