智能引导公交车进站停靠系统研究与设计

摘要

“公交优先，绿色出行”已成为我国城市交通发展的重要目标和指导方向，怎样提升公交站点的通行能力、服务质量和信息化水平已成为目前城市公共交通发展所面临的问题之一，欲解决此问题，就必须解决现行公交站点内“人车乱”问题。产生这一问题的根源是公交站点内多采用自由停靠方式组织公交车进站停靠，该组织方式不仅使每辆公交车进站停靠时处于无序状态，而且还有可能导致车辆出站延误时间变长、站点内停车泊位利用率低以及乘客人身安全受到威胁等弊端。所以为了从根源上解决站点内“人车乱”的问题，本文提出了一种多泊位动态分配方法，并在此基础上设计一种基于ZigBee的智能引导公交车进站停靠系统。
　　本文结合公交车停靠特性和公交车停靠时间计算模型，提出了一种多泊位动态分配方法。该方法根据各待进站公交车的停靠时间、预到达剩余时间和站点内停车泊位使用情况为它们分配泊位，引导各待进站公交车按照分配给它们的泊位号有序进站停靠，从而实现以动态分配停车泊位方式组织各待进站车辆进站载客的功能。
　　在多泊位动态分配方法基础上设计了一种基于ZigBee的智能引导公交车进站停靠系统。首先对系统的功能需求及总体框架进行了研究与分析，明确了系统的整体设计方案，然后对系统中的车载终端和站台终端的硬件部分和软件部分设计做了详细的介绍，并根据PCB板设计规则，分别给出了车载终端和站台终端的主控制板PCB图和已安装各模块电路的硬件实物图，设计布置在路边的路由器节点以及车载终端与站台终端之间的通信协议，测试和分析车载终端和站台终端的最小系统硬件电路和主要功能模块，最后对整个系统进行联调，联调结果显示该系统能够实现智能引导公交车有序进站停靠、乘客有序排队乘车的功能需求，达到了系统的设计目的，该系统能提高公交站点的通行能力、服务质量和信息化水平。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 智能公交系统研究现状

1．2．2 停车诱导系统研究现状

1．2．3 站点内公交车进站停靠组织方式研究现状

1．3 本文主要内容及章节安排

第二章 相关技术与理论基础

2．1 ZigBee无线通信技术

2．1．1 ZigBee的技术特点及应用领域

2．1．2 ZigBee的网络拓扑结构和设备类型

2．1．3 ZigBee的协议栈的构成

2．2 公交车停靠特性及站点内停靠时间计算模型

2．2．1 公交车停靠站介绍

2．2．2 公交车停靠特性分析

2．2．3 排队论模型简介

2．2．4 公交车停靠时间计算模型分析

2．3 本章小结

第三章 公交站点多泊位动态分配方法设计

3．1 多泊位智能引导公交车进站停靠系统工作过程

3．2 多泊位动态分配方法总体设计

3．3 多泊位动态分配方法中第一种分配方式设计

3．4 多泊位动态分配方法中第二种分配方式设计

3．5 多泊位动态分配方法在具体实例中的应用

3．6 本章小结

第四章 智能引导公交车进站停靠系统设计

4．1 系统功能需求及总体框架设计

4．1．1 系统功能需求

4．1．2 系统总体框架设计

4．2 车载终端系统设计

4．2．1 车载终端硬件结构总体设计

4．2．2 车载终端主控制板硬件电路设计

4．2．3 ZigBee无线通信模块设计

4．2．4．GPS／北斗定位模块

4．2．5 LCD液晶显示模块设计

4．2．6 热释内红外计数模块

4．2．7 车载终端主控制板PCB设计

4．2．8 车载终端软件设计

4．3 站台终端系统设计

4．3．1 站台终端总体硬件结构设计

4．3．2 GPRS无线通信模块

4．3．3 LED显示模块

4．3．4 地磁车位检测模块

4．3．5 站台终端主控制板PCB设计

4．3．6 站台终端软件设计

4．4 路边布放的ZigBee路由器节点设计

4．5 车载终端与站台终端之间ZigBee无线通信协议设计

4．5．1 车载终端向站台终端发送的实时公交信息数据帧格式定义

4．5．2 站台终端向车载终端发送的车位分配信息数据包格式定义

4．6 本章小结

第五章 系统调试与分析

5．1 测试环境

5．2 车载终端与站台终端最小系统硬件调试

5．3 车载终端主要功能模块测试

5．3．1 GPS／北斗定位模块测试

5．3．2 热释内红外计数模块测试

5．4 站台终端主要功能模块测试

5．4．1 GPRS模块数据传输测试

5．4．2 地磁车位检测模块测试

5．5 车载终端与站台终端相互通信的实现过程与调试结果

5．6 系统整体联调测试

5．7 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介