车辆的路数和编号；第8位为奇偶校验位；第9位为停止位，停止位后面是不定长的空闲位，停止位和空闲位都规定为高电平。安装在公交站点并与电子站牌集成的各路由器节点，采用唯一的16位数据格式进行标识，如图8 (B)所示:第O位为起始位；第1位，标识公交车辆的行驶方向，BP用数字I表示上行(由始发站开往终点站)，数字O表示下行(由终点站开往始发站)；其后6位，代表站台标号，用于唯一标识某一确定站台；第8位为奇偶校验位；第9位为停止位，停止位后面是不定长的空闲位，停止位和空闲位都规定为高电平。该路由器，根据接收到的数据信息，点亮站牌上对应线路的LED指示灯。
[0054]如图9所示，当路由器接收到其他路由器广播发来的数据时，先读取前9位数据以判断车辆行驶方向和车辆编号。若车辆行驶方向与公交站点路由器一致且该终端节点属于该站台路由器，则接收该终端的数据。反之，则不接收。然后，将接收到的数据与已经存储的数据进行对比，若对比结果为不同，则路由器接收该数据，并存储之后再向外广播发送；若对比结果相同，路由器不做任何操作。根据路由器已存储的数据中的中间五位确定公交车辆的路数，根据后五位确定公交站点名称，再将路数和站点名称发送给路由器集成的电子站牌以点亮对应公交站点的LED指示灯，并以广播的形式通知候车乘客几路车到站。当路由器收到来自上一公交站牌的数据时，会首先判断其前9位地址是否正确。若正确便开始接受数据并对数据信息做出相应的显示。然后将相应的信息发送给下一路由器，如经过多次发送不成功，则默认为下一路由器故障，通过图3所示线路将故障信息转发出去，以便工作人员及时排除故障。另外，边界路由器安装在两个相邻站点之间的适当位置，不是真正的公交站点，因此，仅具有收发11位数功能，不能识别来自公交车上的移动终端节点发出的16位数，并且接收到数据立即广播不做任何操作。
[0055]如图10所示，系统应用层，采用 ArcGIS Server 10.CKOraclellg和 Javascript分别作为系统的地理信息服务管理平台、系统数据库服务管理平台和应用层功能开发工具，是集成海量数据管理与复杂应用功能的WEBGIS系统。其海量数据是系统应用层运行所需要的大量地理空间数据和其他相关的属性数据，因此系统数据库划分为道路交通网基础地理空间数据库、公交车辆基础信息数据库、公交运营综合管理数据库以及ZIGBEE网络管理综合数据库构成，其中道路交通网基础地理空间数据库，主要实现对道路交通网的地域空间数据进行管理与维护，根据市政规划及道路的改扩建，及时修正地理信息，实现对道路交通网及时有效的管理与维护；公交车辆基础信息数据库，主要实现对公交车牌号、车型、生产信息、购置信息、维修信息、常规运行路线的综合管理与维护；公交运营综合管理数据库，主要负责各公交车辆运行过程中的所产生的实际运行路线、到站情况、运行故障等数据的管理与维护；zigbee网络管理综合数据库，以每个子zigbee网络为单元，独立存储并维护各单元中的zigbee移动终端节点、路由器节点以及协调器节点的地理信息、运行信息、故障信息以及故障恢复信息等。其实现的主要功能如下:
[0056](I)基础数据管理:分为道路交通网和公交车辆基础信息管理两部分。道路交通网基础数据管理，是根据市政规划及改扩建，及时删减、修正及完善各公交线路的地理信息数据，实现交通网络地理信息的管理与维护。公交车辆基础信息管理，是根据公交车辆的增减、故障维护以及路线调整等信息，对公交车辆的基础信息进行及时的管理与维护。
[0057](2)ZigBee网络管理:实现对zibgee各网络节点设备的实时定位监测、故障诊断以及组网与离网等环节的管理与维护，及时排除设备故障点，以确保整个监控系统的正确运行。ZigBee网络节点管理如图11所示。
[0058](3)公交运营管理:通过zigbee网络，实时获取各公交车辆的的运行信息，并监控各车辆的运行状况，统计分析并评价公交车辆的运营与调度管理决策的符合程度。公交运行实时监控如图12所示。
[0059](4)公交调度和信息发布:根据专家知识，对采集到的数据信息进行统计分析，获得最优的公交调度方法，并向市民提供实时的公交运行信息。
[0060](5)出行查询:以道路网和公交线路网为数据支持，为市民提供公交查询和出行线路规划等服务，根据用户的需求进行查询分析，以电子地图和文字描述的形式将信息直观的展示给用户。
[0061]本发明未公开涉及到该系统设计的某些具体技术细节及参数，但对系统的实施方案进行了详细的描述。凡是利用本发明的思想且在权利要求范围内的任何创造均在保护之列。
【主权项】
1.该系统用于城市公交车辆实时动态监控，并以WebGIS的地图为背景进行显示；系统包括多个车载用Zigbee移动终端、多个电子公交站牌用zigbee路由器、多个公交子网末端用zigbee协调器、一个数据监测中心、一个在线服务系统和数据库；其工作流程如下: (1)每个子网协调器建立起整个通信子网； (2)车载路由器节点通过站台，申请加入该站台所属子网； (3)若该车载路由器属于该子网，则允许入网，否则不允许入网； (4)车载路由器入网后，将车辆信息发送给站台路由器； (5)站台路由器将此次信息转发给车辆行驶方向的下一站台路由器，直至公交分站的子网协调器为止； (6)每个公交站收到来自车载路由器和上一站台路由器的数据后，便会在该站台站牌上显示车辆位置信息。 (7)公交分站的协调器接收到信息后，通过GPRS模块将信息传输给交通管理中心。 (8)交通管理中心对数据进行分析和挖掘，并将分析结果反馈给WebGIS服务器，实现与WebGIS的信息交互； (9)WebGIS服务器将各种处理结果，显示在以基本地图为背景的界面上； (10)用户和管理人员可以通过Web浏览器和手机移动终端访问WebGIS服务器，获得需要的信息； (11)当车辆驶离该公交站台一定距离时，便会自动断开与该子网的连接，等待下一次接入，重复(2)、(3)、(4)、(5)、(6)步。2.如权利要求以所述，将Zigbee技术应用到城市公交监控系统。3.将Zigbee局域网和GPRS模块结合起来，由Zigbee网络对数据进行采集和汇总，由GPRS模块对汇总后的数据进行发送。4.每一个车载路由器、站台路由器和协调器均有一个唯一的识别号，它通过通信网络发给公交监控中心的信息包括该唯一识别号，实时时间、设备故障信息和公交监测数据。5.智能公交站牌，可以显示该站台的所有进站车辆的当下位置。6.其特征在于信息采集和传输部分，以无线的形式进行传输，并接入到移动通信网络。监管中心和用户端通过TCP/IP网络协议接入Internet，实现数据的管理和访问。7.如权利要求1所述，在基本地图背景上，以图元和文本的形式将被监测到的内容显示在地图的对应位置上，系统提供的工程信息查询等功能是以图标以及卫星地图的方式实现的。8.基本信息的管理，对安装在城市各处的网络节点设备进行新建、修改、添加和删除等操作。9.历史数据查询和分析，对数据库内某时间范围内的基本信息、故障信息以及维修信息进行数据查询、统计和报表。10.故障信息的管理，对设备的故障信息数据进行新建和删除，并将故障信息显示在WebGIS页面上。11.维修信息管理，对备用设备的剩余数量和储存位置、维修历史记录等进行统一管理。12.系统数据库划分为道路交通网基础地理空间数据库、公交车辆基础信息数据库、公交运营综合管理数据库以及ZIGBEE网络管理综合数据库构成，各数据库分别实现其特有功能。13.当Zigbee网络故障时，会以最小路径的原则，建立起新的信号传输路径。
【专利摘要】针对城市公交车辆运营监控系统的研发，本文采用Zigbee无线自组网技术研发了车载用Zigbee移动终端、电子公交站牌用zigbee路由器和公交网络末端用zigbee协调器构成的硬件系统，实现对各公交车辆到站信息的实时定位采集与电子播报，辅助候车人员及时乘车或换乘车辆；以WEBGIS技术为核心，集成Oracle数据库技术、WebGIS技术和GPRS无线通信技术，并结合计算机网络，研发了公交车辆运营监控用软件系统，实现对各公交车辆到站情况的实时定位跟踪与监督管理，为城市公交车辆的调度管理和市民的出行提供技术支持。
【IPC分类】H04L29/08, G06Q50/30, G06Q10/04
【公开号】CN104954435
【申请号】CN201510208721
【发明人】王素珍
【申请人】青岛理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月28日