车辆调度管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种车辆调度管理系统，包括调度站控制器、到站信息发射器和车载台；所述调度站控制器用于接收来自上级主控计算机的当天行车计划，并以所述行车计划对车辆进行调度处理，及时将该处理信息传输至所述主控计算机；所述到站信息发射器用于将车辆到站的信息发送至所述调度站控制器；所述车载台用于记录、存储车辆行驶中的路单信息，并将该信息上传到所述调度站控制器。采用本发明，以提高系统的适用性和可靠性，并简化硬件设备，降低运营和维护成本，最终实现整个系统的智能化管理。
【专利说明】车辆调度管理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动管理系统，尤其涉及一种车辆调度管理系统。
【背景技术】
[0002]随着交通事业的发展，对车辆实行合理、科学、便捷、准确的运营管理是城市化建设的重要方面。当前在全国各大城市普遍存在着车辆繁多、交通拥挤的现象。因此迫切需要一种智能化的管理系统，以便快速、准确的收集、汇总车辆的运行信息，传入调度中心并及时地对公交运营车辆实施监控和调度。同时，要求这种智能化的管理系统通过与外部系统的接口来提高安全协调监控和紧急救援等服务，并在公交沿线车站上通过电子站牌向乘客提供实时车辆运营状况及可达车辆等信息，帮助乘客选择最佳的出行、出发时间及换车方式，以实现公交调度的智能化管理。
[0003]目前普遍投入使用的车辆运营管理系统，主要有传统的人工路单系统、先进的GPS/GSM(全球定位系统/全球移动通信系统)车辆定位调度监控系统，和IC卡式路单系统等几大类。这几种车辆运营管理系统均主要由路单形成部分、系统组网部分、管理软件设计部分构成。其中，路单形成部分负责车辆运营信息的采集、处理、存储及传输；系统组网部分完成系统网络与现有网络的无缝连接，即用于信息即时传输网络的形成；管理软件部分则用来完成对信息的处理、统计以及数据的远程传输等任务。在这些组成部件中路单形成部分是整个公交营运管理系统中的一个关键技术。因为，它的内容不仅涉及车辆的运行路线、到站时间、出站时间、运行公里数、乘务员的工作强度，车辆油耗，员工出勤率，车辆使用效率等等，而且关系到公交公司如何由此信息来合理的安排每路公交线路的行车日计划，月计划，年计划，实时的进行车辆调度，以达到既方便了人们的出行，又提高了车辆的运行效率。然而，现有这几种管理系统的路单形成部分均存在各自的不足和缺陷。例如，传统的人工路单系统主要依赖于调度员记录的路单，通过系统管理员进行人工的数据分析和统计，制成报表，提交给上级公司的总调度，以此来进行决策。主要缺点是工作量大、实时性差、人为性强。GPS/GSM(全球定位系统/全球移动通信系统)车辆定位调度监控系统利用的是成熟的GPS全球卫星定位技术，结合我国电信行业在全国所开通的GSM移动通信网络在话音上实现了全国漫游，完成对车辆的实时监控，乃至车辆全球定位、静音车辆监听、出警救援等功能。该系统的主要缺点是系统稳定性差，运营和维护成本昂贵。IC卡式路单系统同样采用了 GPS技术，同时通过IC卡存储技术记录行车路线、里程、停车地点、到/开站的时间等信息，并在此基础上建立车辆的综合监测管理调度系统。但这种系统容量小，故障率高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决上述已有技术的问题，提供一种车辆调度管理系统，以提高系统的适用性和可靠性，并简化硬件设备，降低运营和维护成本，最终实现整个系统的智能化管理。
[0005]本发明所述的车辆调度管理系统，包括调度站控制器、到站信息发射器和车载台；所述调度站控制器用于接收来自上级主控计算机的当天行车计划，并以所述行车计划对车辆进行调度处理，及时将该处理信息传输至所述主控计算机；所述到站信息发射器用于将车辆到站的信息发送至所述调度站控制器；所述车载台用于记录、存储车辆行驶中的路单信息，并将该信息上传到所述调度站控制器。
[0006]对于上述技术方案的改进，所述的到站信息发射器包括多路地址码产生器、第一扩频器、调制器、发射机，通过多路地址码产生器和第一扩频器实现软扩频，将站点信息调制后以无线方式发射出去。
[0007]对于上述技术方案的进一步改进，所述的调度站控制器和车载台，分别包括接收机、发射机、第二扩频器、解扩器、编码器、解码器、信息处理器和信息存储器；所述接收机及发射机，用来实现全双工的无线信息通信；所述第二扩频器、解扩器实现信号的加密和增强信号的抗干扰能力；所述编码器、解码器完成对路单信息的检错与纠错；所述信息处理器完成路单的形成、装帧、解帧及时间校对；所述信息存储器用来存储路单。
[0008]对于上述技术方案的进一步改进，所述车载台与所述调度站控制器之间建有全双工无线链路，通过帧请求和应答的方式，进行数据交换。
[0009]对于上述技术方案的进一步改进，所述到站信息发射器与所述车载台之间采用无线单向数据传输方式，由到站信息发射器对车载台发送站点信息。
[0010]对于上述技术方案的进一步改进，所述调度站控制器与上级主控计算机之间通过通信口双向进行数据交换。
[0011]本发明所述的车辆调度管理系统具有如下优点:
1.自动记录、存储、统计和上传运营车辆的运行信息，自动化程度高；
2.不需要租用或依托现有的任何无线通信网络设施，硬件设备简单。工作于开放频段，发射功率低，大大降低了运营成本。
[0012]3.系统适应性强，组网灵活，适用于各种规模的车队进行监控、运营、管理。
[0013]4.硬件积木化结构，数据接收/处理分离，易于升级与维护。
[0014]5.软件模块化设计，采用客户机/服务器结构，性能稳定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
图1为本发明实施例提供的一种车辆调度管理系统的结构框图。
[0016]
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0017]如图1所示，所述车辆调度管理系统由到站信息发射器1、车载台2、调度站控制器3组成，所述调度站控制器3与上级主控计算机等硬件连接。其中，调度站控制器3被设置在行车线路的主站(起点)和辅站(终点)，而到站信息发射器I被设置在行车线路上的各个站点，包括主站(起点)和辅站(终点)，两者的福射范围为100至150米。
[0018]针对车辆的运营管理，公交系统按照功能分设了三个部门:一级调度(公交总公司)、二级调度(公交分公司)、三级调度(线路管理)。本发明所述的车辆调度管理系统主要设在三级调度部分，以完成线路管理的主要功能。系统中主站或辅站的主控计算机与二级调度之间采用远程拨号连接，主站或辅站的调度站控制器3与主控计算机之间采用通信口连接，主站或辅站的调度站控制器3与车载台2之间采用全双工无线连接。车载台2与到站信息发射器I之间采用单向无线连接。调度站控制器3主要完成的功能有收行车计划、时间校对、存储路单、信息处理、拨号联网、路单上传等，车载台2主要完成的功能有记录存储路单、路单向调度站控制器3上传、时间校对等。到站信息发射器I主要完成的功能有循环发送站点信息。它们之间的主要工作过程如下:
随着每天运营的开始，二级调度首先通过网络将当天该线路的行车计划发送到三级调度的主控计算机中，当相应的调度站控制器3和该主控计算机通过通信口联系上时，即可获得当天的行车计划，并根据主控计算机的时间效对调度站控制器3的时间，以确保路单在时间上的准确性。调度站控制器3也将所记录的路单信息及时传入主控计算机。与此同时，调度站控制器3按计划对每辆车辆进行轮换寻呼，每当车辆进入调度站控制器3的无线覆盖范围内时，就建立两者的全双工无线链路，通过帧请求和应答的方式，车载台一方面记录新的路单信息，一方面将已记录的路单信息上传到调度站控制器3，并随时校对时间。当车载台2收到调度站控制器3的发车信息时，便准时离开主站或辅站，或者回场，或者开始新一轮的运行，同时记下离开的时间、站名、车号、路号等信息。当车载台2经过路线上的到站信息发射器I时，要记载车辆在此时此刻的相关信息，例如，进出该站点的时间、站名、路号、车号、司机姓名等。因此一趟下来，车载台2便存储了大量的路单基本信息，当再次进入主站或辅站遇见调度站控制器3时便及时上传路单。这样，当一天的运营结束后，调度站控制器3将该线路的路单通过网络传入上级调度。从而实现路单形成、路单传输的电子化，自动化。
[0019]所述到站信息发射器I包括多路地址码产生器4、第一扩频器5、调制器6、发射机7，其通过多路地址码产生器4实现软扩频，再经过调制，最后以无线方式传输出去。该多路地址码4产生技术，是近年来继FDMA(频分多址)，TDMA(时分多址)之后，新兴发展起来的通信技术。该技术以码分多址为基本特征，扩频技术为基础，根据各自不同的编码序列，即信号的不同波形来区分不同用户所传输的信息。而软扩频则是采用专门的调制方案，将信息的频谱扩展到宽带中传输。常用的商用扩展频谱技术主要有直接序列扩频和跳频技术两种，由于伪随机码率很高，造成射频带宽非常宽，所以在一些频带受限的情况下难以满足系统的要求，为此本发明所述的第一扩频器5采用的是软扩频技术，软扩频是指频谱的某种缓慢变化。它与一般的直扩频不同，一般的直扩是将信息码与伪随机码进行模二加来获得扩展后的序列，并且扩频伪随机码远大于信息码的码元速率，而软扩频则是采用编码的方法来完成扩频的扩展，即用几位信息码元对应一条伪随机码。
[0020]该软扩频先将原始信息依次输入K位移位寄存器，再将该K位信息码元同时输入编码器，经过软扩频编码形成长度为N的伪随机码输出，以代替K位信息，K位信息有2k个状态，需要2k条长为N的伪随机码去代表，其扩频比为N/K。实现软扩频的关键在于如何选择合适的伪随机码，所选用的伪随机序列不仅要具有良好的自、互相关特性和长周期性，且随机序列数也应尽可能的多，因为这直接关系到系统的组网能力和频谱的利用率。为此，本发明采用了 GOLD码作为伪随机码。
[0021]本发明选用GOLD伪随机码作为扩频码，每8个信息码进行一次伪随机编码。该码是是由级数r = 9，长度为511、速率相同、但码字不同的两个多项式f(x) = l+x4+x9,g(x)=l+x3+x4+x6+x9所产生的m序列优选对模2加后产生的。扩频比为63.8，对载波的抑制高达27.08dB,能较好地达到了扩频技术对抗干扰、抗衰落的要求。
[0022]所述调度站控制器3和车载台2分别包括接收机8、发射机9、第二扩频器10、解扩器11、编码器12、解码器13、信息处理器14和信息存储器15。其中，接收机8及发射机9，用来实现全双工的无线通信；第二扩频器10、解扩器11采用软扩频和相应的软解扩实现信号的加密和增强信号的抗干扰能力；编码器12、解码器13用于对路单信息进行检错、纠错，保证信息的准确性；所述信息处理器14完成路单的形成、装帧、解帧及时间校对；所述信息存储器15用来存储路单。
[0023]本发明的解码器12采用循环冗余校验(CRC)对路单信息进行检错；采用基于(7，4)循环码的(8，4)分组码对路单信息进行I位纠错；采用8*N的分组交织器对较长的突发错误进行纠错。
[0024]本发明的到站信息发射器I与车载台2之间的无线数据通信流程如下:
沿途的到站信息发射器I周期性地发送呼叫信号，该信号包括本站的站点信息及经过本站的各条路线的路号信息。所述车载台2在运行期间一直处于接收状态，等待接收呼叫信号。一旦所述车载台2进入到站信息发射器I的通信范围内，就与之建立通信链路，以完成它们之间的信息传输。所述车载台2根据是否接收到到站信息发射器I的发射信号来判断车辆是否进、出站点，同时把这些信息作为运营状态信息存储下来。在所述到站信息发射器I的辐射区域内，当所述车载台2首次接收到该站发送的CDMA信号时，就检测并识别该车所对应线路的站点特征信号，一旦确定所述车载台2正确接收到站点呼叫信号，就读车载台2时钟，记录当时时间，作为车辆进站时间和出站时间存入车载台2的外存中；若车载台2并非第一次接收到该站的发送信息，则将当时的时间记录下来，并以此更新车载台2外存中存储的出站信息，直到接收不到该站的信号为止。此时，车辆的进站时间和出站时间被准确地记录在了车载台2的外存中，连同其他信息，形成路单基本信息。
[0025]本发明的所述车载台2与调度站控制器3间的数据通信流程如下:
所述调度站控制器3按行车计划对每辆车辆进行轮换的寻呼，而车载台2在运行期间一直处于接收状态，等待接收呼叫信号。当车辆进入调度站控制器3的无线覆盖范围内时，该调度站控制器3根据地址码建立两者之间的全双工无线链路，以完成数据交换。车载台2循环调用接收程序，直至正确接收到来自于调度站控制器3的呼叫信号。此时，先将呼叫信号中的日期信息与车载台2外存中的日期进行比较，判断是否发生变化。若有变化，则以此时呼叫信号中所包含的时间信息作为基准，校正车载台2的时间信息。若车载台2第一次正确接收到调度站控制器3发送的信息，则读取车载台2时钟，并将当时的时间记录下来，作为进站时间和出站时间存入车载台2的外存中。同时，判断外存中是否有未发数据。若有，则与调度站控制器3建立通信链路，检错重发的方式向调度站控制器3发送车辆运行信息，即首先车载台2要判断是否接收到调度站控制器3传回来的ACK信号，如果接收到，则接下来判断数据是否已经发送完毕，如果没有，则发送下一帧数据，并等待接收ACK信号；如果没有接收到，则接下来判断接收到调度站控制器3传回来的NAK信号是否累计达3次，若没有，则重发原帧数据；如果累计接收到3次NAK信号，或者已经发送完所有数据，则返回接收调度站控制器3的呼叫信号。同样，若车载台2并非第一次正确接收到该调度站控制器3的发送信息时，也记录当时的时间，并以此更新车载台2外存中的出站信息。然后返回接收调度站控制器3的呼叫信号。
[0026]所述调度站控制器3与上级主控计算机间的数据通信流程如下:
每日开始时，调度站控制器3首先要负责接收来自于上级主控计算机的每日派车计划，判断调度站控制器3是否接收到上级主控计算机发来的RTS信号，若没有，则返回继续接收；若调度站站控制器3已经接收到来自上级主控计算机发来的RTS信号，则接着判断调度站控制器3是否忙，若忙，则调度站控制器3不予响应；若闲，则返回CTS信号，与主控计算机建立通信连接以接收派车计划，然后判断CRC校验是否正确，若有误，则统计接收到的NAK信号是否超过3次，若没有，返回NAK信号，重新与主控计算机建立通信连接，若超过3次，则进行报错处理，返回重新接收上级主控计算机发来的RTS信号；如果CRC校验正确，则返回ACK信号，从而完成对派车计划的数据传输，且整个传输过程不受其它中断的影响。调度站控制器3负责向主控计算机发送存储在其外存中的车辆运行数据，数据帧从外存中取出后，直接通过串口送入主控计算机中。若主控计算机返回响应ACK信号，调度站控制器3先判断数据是否发送完毕，再据此来决定是否发送下一帧数据；若返回响应NAK信号，则重新发送原帧数据，直至重发三次。最后数据发送完毕之后，调度站控制器转向执行对车载台2的呼叫程序。
[0027]以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在【具体实施方式】以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种车辆调度管理系统，其特征在于: 包括调度站控制器、到站信息发射器和车载台； 所述调度站控制器用于接收来自上级主控计算机的当天行车计划，并以所述行车计划对车辆进行调度处理，及时将该处理信息传输至所述主控计算机； 所述到站信息发射器用于将车辆到站的信息发送至所述调度站控制器； 所述车载台用于记录、存储车辆行驶中的路单信息，并将该信息上传到所述调度站控制器。
2.根据权利要求1所述的车辆调度管理系统，其特征在于: 所述的到站信息发射器包括多路地址码产生器、第一扩频器、调制器、发射机，所述多路地址码产生器和第一扩频器实现软扩频，将站点信息调制后以无线方式发射出去。
3.根据权利要求1所述的车辆调度管理系统，其特征在于: 所述的调度站控制器和车载台，分别包括接收机、发射机、第二扩频器、解扩器、编码器、解码器、信息处理器和信息存储器； 所述接收机及发射机，用来实现全双工的无线信息通信； 所述第二扩频器、解扩器实现信号的加密和增强信号的抗干扰能力； 所述编码器、解码器完成对路单信息的检错与纠错； 所述信息处理器完成路单的形成、装帧、解帧及时间校对； 所述信息存储器用来存储路单。
4.根据权利要求1所述的车辆调度管理系统，其特征在于: 所述车载台与所述调度站控制器之间建有全双工无线链路，通过帧请求和应答的方式，进行数据交换。
5.根据权利要求1所述的车辆调度管理系统，其特征在于: 所述到站信息发射器与所述车载台之间采用无线单向数据传输方式，由到站信息发射器对车载台发送站点信息。
6.根据权利要求1所述的车辆调度管理系统，其特征在于: 所述调度站控制器与上级主控计算机之间通过通信口双向进行数据交换。
【文档编号】G08G1/00GK104464269SQ201310442657
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】肖步文 申请人:无锡信荣电子科技有限公司