公共交通系统及公共交通计费方法

摘要

本发明涉及一种公共交通系统，所述系统包括一计费系统、至少一公共交通工具、至少一移动终端、以及至少一公交站台，所述公共交通工具、所述移动终端和所述公交站台分别设置有车辆近程通信模块、终端近程通信模块和站台近程通信模块，所述车辆近程通信模块、所述终端近程通信模块和所述站台近程通信模块两两之间均通过近程无线通信协议实现通信连接。实施本发明公共交通系统，其有益效果在于，本发明解决了接触式IC卡和人工售票导致的收费过程复杂的问题，同时乘客可根据公共交通系统提供的信息选择最优乘车方案。

说明书

技术领域

本发明涉及公共交通领域，尤其涉及一种公共交通系统及相应的公共交通 计费方法。

背景技术

随着城镇化程度的加剧和城镇人口的增加，同时为了响应节能减排的号 召，城镇公共交通业已成为大多数民众出行的首选。对应地，公共交通的负荷 也随之日益增加，如何进一步提高公共交通工具的工作效率已经成为热门关注 的焦点。

为了提高公共交通工具的计费工作效率，目前用于自动付费的接触式IC 卡已经广泛应用在公共交通系统中。然而，虽然接触式IC卡比人工售票方式 更具便利性，但需要购买额外的IC卡，增加了人们出行时携带物品的数量， 结算时仍然有刷卡的过程，还是比较缺乏便携性和智能性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷提出了一种公共交 通系统以及相应的公共交通计费方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种公共交通系统，所述系统包括 一计费系统、至少一公共交通工具、至少一移动终端、以及至少一公交站台， 所述公共交通工具、所述移动终端和所述公交站台分别设置有车辆近程通信模 块、终端近程通信模块和站台近程通信模块，所述车辆近程通信模块、所述终 端近程通信模块和所述站台近程通信模块两两之间均通过近程无线通信协议 实现通信连接；

所述车辆近程通信模块用于通过与所述终端近程通信模块之间建立的通 信连接判断所述移动终端的上车或下车并在所述移动终端上车时获取该移动 终端的终端标识信息，以及用于通过与所述站台近程通信模块之间建立的通信 连接判断所述公共交通工具的进站或离站并在所述公共交通工具进站时获取 该公交站台的站台位置信息；

所述公共交通工具与所述计费系统建立通信连接，所述公共交通工具用于 将所述移动终端的上车站台位置信息和下车站台位置信息传送给所述计费系 统；

所述计费系统用于根据所述移动终端的上车站台位置信息和下车站台位 置信息扣除相应的乘车费用。

在上述的公共交通系统中，所述公共交通工具设置有车辆远程通信模块， 所述计费系统设置有计费远程通信模块，所述车辆远程通信模块与所述计费远 程通信模块通过一远程无线通信方式建立通信连接，所述车辆远程通信模块和 所述车辆近程通信模块电性连接，所述车辆远程通信模块用于接收所述上车站 台信息和所述下车站台信息并将所述上车站台信息和所述下车站台信息传送 所述计费系统。

在上述的公共交通系统中，所述公交站台与所述计费系统通过互连网或专 用网络建立通信连接，所述公交站台用于接收所述上车站台位置信息和所述下 车站台位置信息并将所述上车站台位置信息和所述下车站台位置信息传送给 所述计费系统。

在上述的公共交通系统中，所述公共交通系统还包括一公交调度室，所述 公交调度室与所述计费系统通过互联网或专用网络建立通信连接，所述公交调 度室和所述公共交通工具通过有线或无线的方式建立通信连接，所述公交调度 室用于接收所述上车站台信息和所述下车站台信息并将所述上车站台信息和 所述下车站台信息传送给所述计费系统。

在上述的公共交通系统中，所述公共交通工具还用于生成车辆状态信息并 将所述车辆状态信息实时传送给所述公交调度室，所述车辆状态信息包括总座 位数、总乘客数、车辆位置以及行驶速度。

在上述的公共交通系统中，所述公交调度室设置有调度远程通信模块，所 述移动终端包括终端远程通信模块，所述终端远程通信模块与所述调度远程通 信模块通过一远程通信方式实现通信连接，所述移动终端还用于向所述公交调 度室发送查询指令并从所述计费系统获取将要乘坐的所述公共交通工具的车 辆状态信息。

在上述的公共交通系统中，所述公交站台具有站台远程通信模块，所述站 台远程通信模块与调度远程通信模块通过远程无线通信方式实现通信连接，所 述公交站台还用于生成站台状态信息并实时将所述站台状态信息发送给所述 公交调度室，所述站台状态信息包括所述公交站台的进站公交车数、候车人数。

本发明还提出了一种公共交通计费方法，所述方法包括以下步骤：

S1，将公共交通工具驶入一第一公交站台，使用所述公共交通工具的车 辆近程通信模块判断所述公共交通工具的进站并获取所述第一公交站台的上 车站台位置信息；

S2，将移动终端带入所述公共交通工具，所述公共交通工具的车辆近程通 信模块判断所述移动终端上车并获取该移动终端的终端标识信息；

S3，将所述公共交通工具驶离所述第一公交站台，所述公共交通工具的车 辆近程通信模块判断所述公共交通工具离站；

S4，将所述公共交通工具驶入一第二公交站台，使用所述公共交通工具的 车辆近程通信模块判断所述公共交通工具的进站并获取所述第二公交站台的 下车站台位置信息；

S5，将所述移动终端带离所述公共交通工具，所述公共交通工具的车辆近 程通信模块判断所述移动终端下车；

S6，所述公共交通工具将所述移动终端的上车站台位置信息和下车站台位 置信息传送给所述计费系统；

S7，所述计费系统根据所述移动终端的上车站台位置信息和下车站台位置 信息扣除相应的乘车费用。

在上述的公共交通计费方法中，还包括以下步骤：

S0，在所述步骤S1之前，使用所述移动终端向所述公交调度室发送查询 指令，获取所述公共交通工具的车辆状态信息。

在上述的公共交通计费方法中，所述步骤S6还包括：

S6’，所述第一公交站台或所述第二公交站台生成站台状态信息并实时将 所述站台状态信息发送给所述公交调度室，所述站台状态信息包括进站公交车 数、候车人数。

实施本发明公共交通系统及公共交通计费方法，其有益效果在于，本发明 解决了接触式IC卡和人工售票导致的收费过程复杂的问题，可利用现有的移 动终端实现计费，无需购买额外公交卡，同时乘客可根据公共交通系统提供的 信息选择最优乘车方案。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明公共交通系统的结构方框图；

图2为本发明公共交通系统中移动终端的上车和下车示意图；

图3为本发明公共交通系统第一实施例的结构方框图；

图4为本发明公共交通系统第二实施例中公共交通工具与计费系统通信 方式的结构方框图；

图5为本发明公共交通系统第三实施例中公共交通工具与计费系统通信 方式的结构方框图；

图6为本发明公共交通系统第一实施例中公共交通工具的结构方框图；

图7为本发明公共交通系统第一实施例中移动终端的结构方框图；

图8为本发明公共交通系统第一实施例中公交站台的结构方框图；

图9为本发明公共交通系统第一实施例中计费系统的结构方框图；

图10为本发明公共交通系统第一实施例中公交调度室的结构方框图；

图11为本发明公共交通计费方法第一实施例的流程图；

图12为本发明公共交通计费方法第二实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提出了一种公共交通系统，参照图1和图2，该公共交通系统包括 至少一公共交通工具100、至少一移动终端200、至少一公交站台300以及一 计费系统400。公共交通工具100可以是各种公共交通车辆，设置有车辆近程 通信模块110。移动终端可以是手机或平板电脑，设置有终端近程通信模块 210。每一公交站台300具有一站台位置信息。公交站台300设置有站台近程 通信模块310，车辆近程通信模块110、终端近程通信模块210和站台近程通 信模块310两两之间通过一近程无线通信协议实现单向或双向的近距离无线 通信连接。

车辆近程通信模块110用于通过与终端近程通信模块210之间建立的通信 连接判断移动终端200的上车或下车并在移动终端200上车时获取该移动终端 200的终端标识信息。具体而言，车辆近程通信模块110用于通过与终端近程 通信模块210之间建立的通信连接检测移动终端200是否处于公共交通工具 100内，并在感测到移动终端200进入公共交通工具100后生成一上车信号以 及在移动终端200离开公共交通工具100时生成一下车信号，下车信号和上车 信号均包括移动终端200的终端标识信息。

车辆近程通信模块110还用于通过与站台近程通信模块310之间建立的通 信连接判断公共交通工具100的进站或离站并在公共交通工具100进站时获取 该公交站台300的站台位置信息。具体而言，车辆近程通信模块110通过与站 台近程通信模块310之间建立的通信连接检测公共交通工具100是否处于公交 站台300内，并在公共交通工具100进入公交站台300时生成一进站信号以及 用于在公共交通工具100离开公交站台300时生成一离站信号，所述进站信号 和所述离站信号均包括公交站台300的站台位置信息，在移动终端100上车时 产生的进站信号中包括上车站台位置信息，在移动终端100下车时产生的离站 信号中包括下车站台位置信息。

车辆近程通信模块110与计费系统400建立一通信连接，车辆近程通信模 块还用于将上述上车站台位置信息和下车站台位置信息传送给计费系统400。

计费系统400用于根据移动终端200的上车站台位置信息和下车站台位置 信息扣除相应的乘车费用。

具体而言，上述的近程无线通信协议可以通过射频识别技术（RFID,Radio  Frequency Identification）实现，在单个RFID系统中，至少需要包括一RFID 阅读器和一RFID应答器（即电子标签）。实际上，在本发明的优选实施例中， 车辆近程通信模块110实际为一RFID阅读器或者RFID阅读器与RFID应答 器的结合，终端近程通信模块210和站台近程通信模块310实际一种RFID应 答器或者RFID阅读器与RFID应答器的结合。上述的RFID应答器可以为有 源应答器，也可以为无源应答器。

上述的近程无线通信协议还可以采用NFC（Near Field Communication近 距离无线通讯技术）实现，即上述的各近程通信模块可以是一种NFC模块。

参照图3至图5，具体而言，为了完成移动终端200的计费，车辆近程通 信模块110需与计费系统400建立一通信连接，建立该通信连接是为了实现车 辆近程通信模块110与计费系统400的数据交换，即将车辆近程通信模块110 记录的移动终端200的上车站台位置信息和下车站台信息传送给计费系统 400。

参见图3，该公共交通系统还包括公交调度室500，公共交通工具100的 车辆近程通信模块110通过公交调度室500与计费系统400建立通信连接，车 辆近程通信模块110与计费系统400的通信连接可以为有线的亦可以为无线 的，例如可在公共交通工具100设置一数据接口（图中未示出），当公共交通 工具100驶完全程时可与公交调度室500通过该数据接口实现数据交换，公共 交通工具100与公交调度室500通过一数据线建立通信连接，将移动终端200 的上车站台位置信息和下车站台位置信息传送给计费系统400，公交调度室 500与计费系统400通过现有的互联网或其他专有网络实现通信连接，公交调 度室500通常位于公交线路的起点或终点。又例如，也可直接利用公共交通工 具100的车辆近程通信模块110与公交调度室500通过一近距离无线通信方式 实现数据交换，上述公共交通工具100和公交调度室500之间的通信连接为延 时的，即只有在公共交通工具100跑完全程后才与公交调度室500实现数据交 换。为了建立公共交通工具100和公交调度室500的实时通信连接，在本实施 例中还提出了另外一种实现方式，即在公共交通工具100和公交调度室500 分别设置有车辆远程通信模块120（参见图6）和调度远程通信模块520（参 见图10），公共交通工具100通过车辆远程通信模块120将移动终端200的上 车位置信息和下车位置信息实时传送给公交调度室500的调度远程通信模块 520。当公共交通工具100和公交调度室500建立实时通信后，公交调度室500 还可以用于接收公共交通工具100的车辆状态信息。

调度远程通信模块520与车辆远程通信模块120通过一远程通信方式实现 远程通信连接，该远程通信方式可以为CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、GSM、 LTE、3G或无线城域网中的一种或多种。

参照图4，上述的车辆近程通信模块110与计费系统400的通信连接可能 为延时通信，不能实现对移动终端200的即时扣费。计费系统400可与每一个 公交站台300均通过现有的互联网或其他专有网络实现通信连接，当移动终端 200在某一公交站台300下车时，公共交通工具100的车辆近程通信模块110 同时将移动终端200的上车站台位置信息和下车站台位置信息传送给该公交 站台300的站台近程通信模块310，公交站台300将移动终端200的上车站台 位置信息和下车站台位置信息即时传送给计费系统400。

参照图5，本发明又提出了另一种车辆近程通信模块110与计费系统400 的通信连接方式，在本实施方式中，在每一公共交通工具100上均设置有车辆 远程通信模块120，在计费系统400设置有计费远程通信模块420，计费远程 通信模块420与车辆远程通信模块120通过一远程通信方式实现远程通信连 接，该远程通信方式可以为CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、GSM、LTE、 3G或无线城域网中的一种或多种。公共交通工具100每到达一公交站台300 即及时将移动终端200的上车站台位置信息和下车站台位置信息通过远程通 信方式实时传送给计费系统400。

进一步而言，上述实施例中的计费系统400均位于后台，通过即时或延时 的方式与公共交通工具100实现通信连接，本发明公共交通系统中计费系统 400还可以位于公共交通工具100本身。

下面将结合本发明公共交通系统第一实施例具体描述本发明的工作原理。

参照图6，公共交通工具100还包括车辆中央处理单元130和车辆存储模 块160，车辆存储模块160内存储有公共交通工具100的车辆标识信息，该车 辆标识信息可以是公共交通工具100的一种唯一识别码。车辆存储模块160 还用于存储公共交通工具100的车辆状态信息，车辆存储模块160用于存储车 辆状态信息，车辆状态信息包括总乘客数、总座位数、车速、车辆位置等。公 共交通工具100还包括车辆中央处理单元130、车辆显示模块140、语音提示 模块150，公共交通工具100的各模块均与车辆中央处理单元电性连接。

参照图7，移动终端200还包括终端中央处理单元230和终端存储模块 260，终端存储模块260内存储有乘客的终端标识信息，终端标识信息也是一 种唯一识别码，例如该终端标识信息可以是乘客的身份证号、手机号等。移动 终端200还包括终端显示模块240和终端语音提示模块250.，移动终端200 的各模块均与终端中央处理单元230电性连接。

参见图8，公交站台300还包括站台中央处理单元330和站台存储模块 360，站台存储模块360存储有公交站台300的站台标识信息，该站台标识信 息可以是站台名、站台的唯一编码等。公交站台300的各模块均与站台中央处 理单元330电性连接。

参照图9，计费系统400还包括计费中央处理单元430、计费存储模块460、 计费模块470，计费存储模块460用于存储各移动终端200对应的费用信息， 计费模块470用于根据移动终端200的上车站台信息和下车站台信息扣除相应 的费用，并将移动终端200扣费后的费用信息存储于计费存储模块460。计费 系统400的各模块均与终端中央处理单元430电性连接。

参照图10，公交调度室500还包括调度中央处理单元530和调度存储模 块360，调度存储模块360用于实时存储各公共交通工具300的车辆状态信息。 公交调度室500的各模块均与调度中央处理单元430电性连接。

具体而言，当携带有移动终端200的乘客进入公共交通工具100内时，公 共交通工具100的车辆近程通信模块110即可检测到设置有终端近程通信模块 210的移动终端200。

公共交通工具100与移动终端200的作用距离可以是公交车的最大长度， 稍大一点亦可。为了避免公共交通工具100可能扫描到车外的乘客，在公共交 通工具100驶出公交站台300后，公共交通工具100的车辆近程通信模块100 在车内重新进行一次扫描，此时检测到的乘客与公共交通工具100在进站前的 乘客做一次比较即可确定在该公交站台300上车的乘客。

公共交通工具100的车辆近程通信模块110每确定一乘客上车，便向车辆 中央处理单元130发送一上车信号，该上车信号中包含该乘客的终端标识信 息，由此，车辆中央处理单元130可以实时更新当前的公共交通工具100的车 辆状态信息，车辆状态信息存储于公共交通工具100的车辆存储模块160中。 与此同时，公共交通工具100还将车辆状态信息、车辆标识信息以及该乘客的 终端标识信息发送给公交调度室500，公交调度室500将乘客的上车站台位置 信息传送给计费系统400。由计费系统400将乘客的上车站台位置作为计费起 点。

车辆状态信息包括公共交通工具100当前的位置信息、总座位数、总乘客 数以及行驶速度，由公共交通工具100的位置信息以及行驶速度，公交调度室 500根据车辆状态信息很容易计算出公共交通工具100当前的座位余量、以及 预计到达下一个公交站台的时间。该计算是由公交调度室500的调度中央处理 单元530完成。当然地，上述计算也可以由移动终端200的终端中央处理单元 230完成。

当公共交通工具100在公交站台300等待乘客上车时，公共交通工具100 的显示模块140可显示当前公交站台300的站台状态信息以及公共交通工具 100的车辆状态信息，该站台状态信息包括站台名、公交站台300当前的候车 人数以及该公交站台300的转乘信息等，该站台状态信息存储于站台存储模块 360，因乘客携带的移动终端200设置有终端近程通信模块210，公交站台300 的站台近程通信模块310可以很容易获知站台当前的候车人数。公共交通工具 100的语音提示模块150则播报站台状态信息和车辆状态信息，当然，在具体 实施时，语音提示模块150选择车辆状态信息和站台状态信息中较为重要的信 息进行播报，例如当前公交站台的站台名。公交站台300还用于实时将其自身 的站台状态信息发送给计费系统400。

当公共交通工具100离开该公交站台300时，语音提示模块150可播出相 关的提示语音，该提示语音可以为“车辆将要离开，请站好扶稳”。

公共交通工具100离开该公交站台300后，在行驶过程中，公共交通工具 100可实时向计费系统400传送公共交通工具100的车辆状态信息。

当公共交通工具100驶入某公交站台300时，公共交通工具100的车辆近 程通信模块110可检测到公交站台300，车辆近程通信模块110向公共交通工 具100的中央处理单元130发送一进站信号，车辆近程通信模块110通过站台 近程通信模块310获取即将进入的公交站台300的站台名。

若该乘客在该公交站台300下车，公共交通工具100的车辆近程通信模块 110可检测到，同时车辆近程通信模块110向公共交通工具100的中央处理单 元130发送一下车信号以及该乘客的终端标识信息，由此，车辆中央处理单元 130可以更新当前的公共交通工具100的车辆状态信息，与此同时，公共交通 工具100还将车辆状态信息、车辆标识信息以及该下车乘客的终端标识信息发 送给公交调度室500。公交调度室500还将该乘客的移动终端200的下车站台 位置信息发送给计费系统400，计费系统400的计费模块470将乘客的下车站 台位置作为计费终点。

计费系统400的计费模块470根据上述的计费起点和计费终点向移动终端 200的用户扣除相应的乘车费用。具体而言，各移动终端200在计费系统400 中对应一费用账户，所有乘客的费用账户的相关信息均存储于计费系统400 的计费存储模块。计费系统400的计费模块470从该费用账户扣除相应的费用。 乘客可以对自己的费用账户进行充值，或者将自己的银行卡与该费用账户进行 绑定。

移动终端200还包括终端显示模块240和终端语音提示模块250，移动终 端200通过终端远程通信模块220向公交调度室500发出查询指令，查询指令 中包含目标公共交通工具100的车辆状态信息。公交调度室500收到查询指令 后，公交调度室500向移动终端200发送该公共交通工具100的车辆状态信息。 该车辆状态信息包括公共交通工具100的总乘客数、座位余量、位置信息以及 行驶速度，公交调度室500的调度中央处理单元530还可根据该公共交通工具 100的位置信息和行驶速度预计到站时间。

举例而言，张先生从A公交站台乘公共交通工具100到B公交站台，张 先生通过移动终端200查询到可乘坐B606路公交车或B814路公交车，可进 一步查询发现B606路公交车两分钟后到达，但是已无座位。而B814路公交 车三分钟后到达，剩余座位为8个。于是，张先生可选择更为舒适的B814路 公交车。

移动终端100还可以提供站点预报功能，首先在移动终端100设置欲到达 站点，在公共交通工具100行驶过程中，移动终端100通过公交调度室500 实时获取公共交通工具100的位置信息，当移动终端100监视到公共交通工具 100到达目标站点时，通过响铃或震动的方式提醒乘客。

为了增加乘客乘车的便捷性，移动终端200在上车前可向公交调度室500 发送意向到达站点，这样公交调度室500可根据移动终端200所在站点确定乘 客的乘车路线，然后根据需求信息确定乘客密度确定是否增开公交车，这样可 在一定程度上解决大量乘客滞留或无法乘车的问题。

本发明还提出一种公共交通计费方法，参见图11，图11为本发明公共交 通计费方法第一实施例的流程图，具体而言，所述方法即为使用上述的公共交 通系统进行公共交通计费的方法。所述方法包括以下步骤：

S1，将公共交通工具100驶入一第一公交站台，使用公共交通工具100 的车辆近程通信模块110判断公共交通工具100的进站并获取第一公交站台 100的上车站台位置信息；

S2，将移动终端200带入公共交通工具100，公共交通工具100的车辆近 程通信模块110判断移动终端200上车并获取该移动终端200的终端标识信 息；

S3，将公共交通工具100驶离第一公交站台，公共交通工具100的车辆近 程通信模块110判断公共交通工具100离站；

S4，将公共交通工具100驶入一第二公交站台，使用公共交通工具100 的车辆近程通信模块110判断公共交通工具100的进站并获取第二公交站台的 下车站台位置信息；

S5，将移动终端200带离公共交通工具100，公共交通工具100的车辆近 程通信模块110判断移动终端200下车；

S6，公共交通工具100将移动终端200的上车站台位置信息和下车站台位 置信息传送给计费系统400；

S7，计费系统400根据移动终端200的上车站台位置信息和下车站台位置 信息并扣除相应的乘车费用。

参见图12，图12为本发明公共交通计费方法第二实施例的流程图，该公 共交通计费方法第二实施例可通过图3所示的公共交通系统实现，本实施例与 图10所示的第一实施例的区别在于，在步骤S1之前还包括以下步骤S0，以 及在步骤S6之后还包括步骤S6’。

S0，使用移动终端200向公交调度室500发送查询指令，获取将要乘坐 的公共交通工具100的车辆状态信息，车辆状态信息包括公共交通工具100 的总乘客数、位置信息以及行驶速度，移动终端200的终端中央处理单元230 根据该公共交通工具100的总乘客数、位置信息以及行驶速度可以计算出其座 位余量以及预计到站时间。

S6’，第一公交站台或第二公交站台生成站台状态信息并实时将所述站台 状态信息发送给公交调度室500，所述站台状态信息包括进站公交车数、候车 人数。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进 或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。