基于云计算的公交出行服务系统

摘要

本发明公开了一种基于云计算的公交出行服务系统，包括车载终端、车载计算中心、云存储、出行计算中心、出行应用服务以及出行应用，其中出行应用可安装在手机、PAD等移动终端上。乘客可以使用本系统完成出行规划，获取出行方案及最近的真实的出行平均时间，便于指导乘客进行行程安排。本系统可提供全程公交导乘服务，提供车辆到站提示、到站和换乘提醒功能，出行更方便简单，避免坐过车或坐错车。自动提示周边服务信息，方便乘客下一步安排。可通过乘车轨迹为治安事件、纠纷、失物追回等提供支持。

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能交通领域，具体地说，是涉及一种基于云计算技术的公交出行服务系统。

背景技术

随着无线网络通信以及信息化技术的发展，越来越多的公交企业迈入了信息化的时代，通过公交车载终端实时上报车辆位置以及运营信息，为公交企业内部业务及管理提供了信息化支持。现有乘客出行一般通过网络进行路线查询，查询完毕后，进行乘车，然而，对于不同时段的实时路况，乘客的出行时间预测等信息却无法查询。如何为广大乘客提供出行帮助和服务，使乘客只需可上网的手机等移动终端，便可享受便捷的出行服务，成为一个亟待解决的问题，特别是能够为乘客提供准确的出行规划和时间预测，并进行出行导航以及周边信息提示等服务。

发明内容

本发明提供了一种基于云计算的公交出行服务系统，能够为乘客制定准确的出行规划时间预测以及导乘的服务系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于云计算的公交出行服务系统，所述系统包括：

    车载计算中心：用于接收车载终端的车辆运行数据，并存入云存储中，同时向出行计算中心提供车辆运行数据；

    云存储，用于存放车辆运行数据，同时存储车辆线路基础数据和城市地理信息数据；

    出行计算中心：从云存储中获取车辆运行数据以及车辆线路基础数据，计算分析出行方案以及时间预计，并通过出行应用服务为乘客提供出行规划，同时连接车载计算中心，通过车辆实时数据为乘客提供车辆到站预测以及时间估算，并进行导乘及提醒；

出行应用服务：连接乘客移动应用终端上的出行应用，与出行应用进行交互，接收出行应用的请求，返回出行应用处理结果。

作为上述方案的进一步改进，所述车载终端采集车辆运行数据，并通过无线网络将车辆运行数据上传至车载计算中心。

作为上述方案的进一步改进，所述出行计算中心计算分析出行方案并读取云存储中存储的对应时段的历史车辆运行数据计算分析出时间预计。采用对应时段的历史车辆运行数据的参考价值更高，可以提高预计的准确性。

作为上述方案的进一步改进，所述出行计算中心通过出行应用服务得到乘客要上车的站点，从车载计算中心获取距离当前站点最近的几辆车的车辆运行数据，从云存储查询最近经过该站的几辆同线路的车辆的轨迹数据，进行比较计算得到即将到站车辆的时间预计，最后提供即将到站的车辆位置信息以及时间预计。

作为上述方案的进一步改进，所述导乘过程为：

    1）乘客出行前使用出行应用连接出行应用服务，获取出行方案信息；

    2）出行应用服务提供几种乘车方案和时间预测信息，出行应用可以选择一种乘车方案提交至出行应用服务；

    3）出行计算中心通过车辆实时位置计算将要到站的几辆车的信息及位置信息和时间估计，通过出行应用服务返回给出行应用；

    4）乘客上车后由出行计算中心根据到站车辆情况自动匹配车辆，匹配完成后通知出行应用开始导乘；

    5）出行计算中心匹配到该车后，通过车辆定位信息得到该乘客的位置，并根据车载终端的实时位置信息与对应的乘车方案进行到站提醒处理和时间预估；

    6）当出行计算中心按照该出行应用的乘车方案发现该车将要到达换乘点或设定的终点时，提醒乘客到某站下车以及并将换乘信息发送至乘客，如果是乘客设定的终点站则提醒到站并结束本次导乘服务。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤1）和2）中乘客可以在出行应用中收藏出行方案，乘客可从收藏或者上次使用的出行方案以及应用最多的出行方案中选择一个出行方案直接提交至出行应用服务。

作为上述方案的进一步改进，所述乘客到达换乘点或终点后，所述出行应用服务读取云存储中存储的城市地理信息数据，并发送至出行应用。

    与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明云存储可以存储车辆运行数据，包括车辆轨迹数据以及报站数据，同时存储车辆、线路、站点等基础数据和城市地理信息数据。出行计算中心从云存储中获取车辆轨迹数据、报站数据等车辆运行数据以及站点、线路等车辆线路基础数据，计算分析出出行方案以及时间预计，并通过出行应用服务为乘客提供出行规划，同时连接车载计算中心，通过车辆实时数据为乘客提供车辆到站预测以及时间估算，导乘提醒等。可为乘客提供更好的服务，本系统可实现如下功能：

1.乘客可以使用本系统完成出行规划，获取出行方案及最近的真实的出行平均时间，便于行程安排。

2.本系统可提供全程公交导乘服务，提供车辆到站提示、到站和换乘提醒功能，出行更方便简单，避免坐过车或坐错车。

3.自动向乘客提示周边服务信息，方便乘客下一步安排。

4.可通过乘车轨迹为治安事件、纠纷、失物追回等提供支持。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明具体实施例的系统架构图。

图2是本发明具体实施例的导乘流程时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明：

如图1所示，基于云计算的公交出行服务系统，包括车载终端、车载计算中心、云存储、出行计算中心、出行应用服务、出行应用（可安装在手机，PAD等移动终端上的应用）。

车载计算中心主要接收车载终端的车辆运行数据，包括实时位置数据、车辆轨迹数据、速度数据和报站数据等，并存入云存储中，同时向出行计算中心提供车辆运行数据。

云存储可以存储车辆运行数据，包括车辆轨迹数据以及报站数据，同时存储车辆、线路、站点等基础数据和城市地理信息数据。

出行计算中心从云存储中获取车辆轨迹数据、报站数据等车辆运行数据以及站点、线路等车辆线路基础数据，计算分析出出行方案以及时间预计，并通过出行应用服务为乘客提供出行规划，同时连接车载计算中心，通过车辆实时数据为乘客提供车辆到站预测以及时间估算，导乘提醒等。

出行应用服务直接连接乘客的手机等移动应用终端上的出行应用，与出行应用进行交互，接收出行应用的请求和返回出行应用处理结果。

其中，车载计算中心、云存储、出行计算中心、出行应用服务合起来统称出行云服务。

出行应用安装在乘客的智能手机、pad等移动终端上，出行应用连接出行应用服务为乘客提供各种出行帮助。

下面对各部分进行详细的说明：   

1.车载终端

车载终端至少包括电源模块、CPU模块、定位模块、无线通讯模块。 车载终端负责采集车辆位置、速度等运行数据，并通过无线网络上传到通信网关，由此可知当前车辆的运行方向以及位置。

2.车载计算中心

车载计算中心负责车辆实时数据的接入处理、存储、分发。 接收车载终端上传的车辆运行数据，通过云存储存库并转发至出行计算中心。

3.云存储

云存储负责存储车辆运行数据及车辆、线路、站点等基础信息；存储城市的景点、旅馆、饭店、商业中心、机场、火车站、长途汽车站、地铁站、政府机关等重要场所以及广告商家（后文中统称为兴趣点）这些兴趣点的位置及信息；存储出行应用终端的轨迹数据。

4.出行计算中心

1）出行计算中心负责出行方案处理和计算

主要是出行路径计算如直达、换乘等，并根据历史车辆轨迹进行出行参考时间计算。

2）车辆到站预测及提示

根据乘客要上车的站点从车载计算中心获取距离当前站最近的几辆车的位置、速度等信息，并通过云存储查询最近经过该站的几辆同线路的车辆的轨迹数据，进行比较计算得到即将到站车辆的时间预计，最后提供出即将到站的车辆位置信息以及时间预计。

3）乘客导乘处理及提醒

根据乘客选择的乘车方案，根据到站车辆匹配或者出行应用的位置信息匹配得到乘客乘坐的车辆信息，在车辆到达换乘点或者终点站之前通过出行应用服务提供乘客，如果是换乘点则同时根据2）中所述提醒换乘点将要达到的车辆实时信息，乘客换乘后根据到站车辆匹配或者出行应用的位置信息匹配到乘客乘坐车辆信息，继续导乘提醒直至乘客到达终点站，在途中根据前几辆车的运行轨迹数据进行时间预测，如果与开始的时间预测差别较大则发送时间预警信息。

导乘开始、换乘、到达终点站都会通过云存储保存轨迹数据。

4）周边服务信息处理

在3）中到达换乘或终点站时，通过云存储获取附近的兴趣点并发送给乘客，乘客选择兴趣点可以返回兴趣点详细信息。

5）治安、纠纷等社会事件支持

如果乘客在车上被盗、遗忘财物、寻找事件证人等，往往不知道所坐车辆，可通过乘客出行应用的轨迹查找对应时段乘客乘坐的车辆以及乘坐该车辆的其他乘客，为案件侦破、失物寻回提供帮助。

5.出行应用服务

出行应用服务是整个系统与出行应用交互的门面，是整个云计算服务系统的外部接口。

6.出行应用

出行应用安装在乘客的智能手机、pad等移动终端上，出行应用通过3G/4G等移动网络与出行应用服务连接，为乘客提供出行规划、到站预测和出行导乘服务。

出行应用在第一次连接出行应用服务时，出行应用服务为该出行应用分配一个唯一编号，该编号一直不变，便于后期的轨迹追踪和出行习惯分析。

出行应用主要提供如下服务：

1）出行规划

出行前查询出行方案，以及对应时段的出行时间参考。

出行规划分为两种情况：

第一种为设定未来一个时间段，可获取该时段的出行方案以及各个方案所需时间参考。

第二种为将要出行，获取当前时段的出行方案及所需时间参考，同时可选择一个方案作为实际出行方案，即可开始到站预测、出行导乘等服务。

2）到站预测

根据乘客要乘车的站点和线路信息，通过出行应用服务获取即将到站的几辆车辆位置及时间预计信息。

3）出行导乘

乘客按照出行方案上车后，可通过开始导乘按钮通知出行应用服务，由后台服务根据当前到站车辆匹配到所乘坐车辆，也可由智能手机等本身的定位模块发送位置信息到后台，由后台根据位置信息匹配乘客所乘坐车辆，从而在车辆即将到达终点站或者换乘站时提醒乘客下车或者换乘，如果是换乘则提供换乘站即将到站车辆预测，乘客上车后再重复导乘过程，直至到达目的站下车。

4）个性及方便性服务

出行终端可以收藏并存储出行方案，可保存上次的出行方案，可根据出行方案提供翻转乘车导乘（即由原目的地到出发地），可根据乘客选择最多的几个乘车方案和乘车时间等出行习惯分析出对应的几个出行方案供乘客选择。

出行导乘的主要流程：

1）乘客出行前使用出行应用连接出行应用服务，获取出行方案信息。

2）出行应用服务提供几种乘车方案和时间预测信息，出行应用可以选择一种乘车方案提交至出行应用服务。

3）上面两步乘客也可以从收藏或者上次使用的出行方案以及应用最多的出行方案中选择一个出行方案直接提交至出行应用服务。

4）出行计算中心通过车辆实时位置计算将要到站的几辆车的信息及位置信息和时间估计，通过出行应用服务返回给出行应用。

5）乘客上车后点击开始导乘由出行计算中心根据到站车辆情况自动匹配车辆（如果乘客手持设备有定位信息也可由出行应用自动发送位置信息完成车辆匹配），匹配完成后通知出行应用开始导乘。

6）出行计算中心匹配到该车后，通过车辆定位信息即可知道该乘客的位置，并根据车载终端的实时位置信息与对应的乘车方案进行到站提醒处理和时间预估。

7）当出行计算中心按照该出行应用的乘车方案发现该车将要到达换乘点或设定的终点时，通过声音、振动、文字等方式提醒乘客到某站下车如何换乘（如果是乘客设定的终点站则提醒到站并结束本次导乘服务）并发送周边服务信息，乘客换乘后再点击继续导乘提交到出行计算中心继续导乘，出行计算中心再次提醒到站换乘，直到乘客到达目的站结束导乘。

对本实施例中涉及的相关算法说明如下：

1）根据历史轨迹预测出行时间

假设有A线路的一段路段定义为A1，B线路的一段路段定义为B1，A线路A1之前的路段定义为A0，B线路B1之前的路段定义为B0，则出行历史时间为：对应时段A1路段历史平均时间×偏差A＋对应时段B1路段历史平均时间×偏差B。

其中路段平均时间算法采用三次平均法：

即先所有数据进行一次平均，再把每个值与平均值比较其中差值最大的两个去掉再次平均，然后再如此平均以后得到的结果为最终平均值。

其中偏差的算法为：

已A线路为例：当天A1之前路段A0的对应时段的几辆经过该路段的车辆的平均运行时间÷历史A0路段对应时段的车辆平均运行时间为偏差A

偏差B同样计算。

历史时长一般为7天，对应时段一般为设定时间前后30分钟，即共一个小时范围。

2）车辆到站时间预测算法

假设预测站点为A站，当前即将达到A站的车有Y，Y所处地点为B，最近经过A占的车X，则Y到站时间为：X车从B到A站的时间×Y车B之前路段运行时间÷X车B之前路段运行时间。

3）位置匹配算法

位置匹配采用相对位置比较法：

假设位置C经纬度为（CJ，CW），位置Z经纬度为（ZJ，ZW），相对距离判断公式：                                                

当距离小于一定值时即可认为两点重合，本算法计算量小，速度快。

4）距离精确算法

假设位置C经纬度为（CJ，CW），位置Z经纬度为（ZJ，ZW），则C到Z的精确距离=

其中R为6378.137公里，表示地球半径;

Pi为圆周率取3.141593；

得到精确距离为米。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。