一种预测和查询公交车实时状况的系统

摘要

本发明公开了一种预测和查询公交车实时状况的系统，该系统包括公交车到站信息采集模块、公交车信息处理模块、服务器信息处理模块、无线通讯模块、查询服务模块。公交车到站信息采集模块通过RFID技术(射频识别技术)采集数据；服务器信息处理模块通过数据挖掘技术预测公交车到站时间，获取原始的“公交车预测时间表”；公交车信息处理模块和服务器信息处理模块通过无线通讯模块进行通信，并且周期性地对“公交车预测时间表”进行更新，使本发明提供的预测数据更精确更可靠。本发明提供一种低成本、易推广的查询公交实时状况的系统，使市民能够更方便地搭乘公交车，可进一步提高城市公交运营的服务质量，提高城市形象。

权利要求

1、一种预测和查询公交车实时状况的系统，其特征在于包括以下 模块：负责采集公交车到站信息的公交车到站信息采集模块；

负责处理公交车上所有信息的公交车信息处理模块；

负责处理服务器上所有信息的服务器信息处理模块；

负责公交车与服务器之间进行通讯的无线通讯模块；

负责向客户提供查询服务的查询服务模块；

其中，

所述公交车到站信息采集模块(1-1)利用RFID技术提供一种低成 本、安全的公交车到站信息采集系统，包含以下组件：(1)、装设在候车亭(2-1)上，用于唯一标识候车亭并记录有该候 车亭相关信息的电子标签(2-2)；

(2)、装设在公交车(2-3)上，用于感知并读取感应范围内候车亭 电子标签(2-2)上信息的RFID阅读器(2-4)；

所述公交车信息处理模块(1-2)能够管理与更新公交车到站时间的 预测信息，包含以下组件：(1)、装设在公交车(2-3)上，用于存储“公交车预测时间表”的 缓冲存储器(2-6)；

(2)、装设在公交车(2-3)上，用于比较当前实际到站具体时间与 缓冲存储器中的预测到站时间并能够根据预先约定的规则维护和更新 存储在缓冲存储器(2-6)中的“公交车预测时间表”的比较录入单元 (2-5)；

所述无线通讯模块(1-4)包含以下组件：

(1)、装设在公交车(2-3)上，用于同步更新公交车与服务器之 间的“公交车预测时间表”的通讯设备(2-7)；

所述服务器信息处理模块(1-3)和查询服务模块(1-5)均装设在 公交运营公司内部的服务器(2-8)上，使客户可以通过手机短信平台查 询到公交车的实时状况。

2、根据权利要求1所述的一种预测和查询公交车实时状况的系统， 其特征在于公交车到站信息采集模块中将电子标签装置在候车亭上并 通过公交车上的RFID阅读器感应而获得公交车的实际到站时间。

3、根据权利要求1或2所述的一种预测和查询公交车实时状况的 系统，其特征在于服务器信息处理模块是通过数据挖掘技术得到“公交 车预测时间表”的。

4、根据权利要求3所述的一种预测和查询公交车实时状况的系统， 其特征在于服务器信息处理模块通过数据挖掘技术得到的“公交车预测 时间表”具有针对普通情况的版本和针对公共假期的版本。

5、根据权利要求2或3所述的一种预测和查询公交车实时状况的 系统，其特征在于公交车信息处理模块通过比较从公交车到站信息采集 模块获得的公交车实际到站时间和已有的“公交车预测时间表”的差别 大小，在差别超过某个预置的阈值时更新“公交车预测时间表”，使得 既能保证预测的公交车到站时间的准确性，又能避免更新过于频繁而导 致系统负荷过大。

说明书

技术领域

本发明涉及智能公交技术领域，特别涉及一种预测以及查询公交车 实时状况的系统。

背景技术

无线射频技术(RFID技术)是指采用无线射频方式进行非接触通 信，以达到识别并交互数据的目的。RFID技术具有以下优点：无须接 触及人工干预，可工作于恶劣环境下，能够识别高速运动的物体，而且 可以同时识别多个目标，操作方便快捷。随着该技术的不断成熟和发展， 无线射频技术得到了迅速的普及和推广，已经广泛应用于物流、零售、 制造业、服装业、医疗、身份识别、防伪、图书馆以及交通等领域。
在智能公交方面，国内一些城市，比如江苏金陵、广东佛山，通过 建设电子站牌让候车亭的人能够随时了解公交车现在停靠的站点、距离 候车亭公里数、预测公交车到站的时间，甚至可以让公交运输企业更有 效地调度公交车，提高了城市公交运营服务质量，也大大提高了城市的 形象。但是，一个城市的公交线路通常多达几十条，每条线路最少也要 停靠十几个站，而全市的公交车至少也有上千辆，由此可知，在建设电 子站牌系统时须要投入大量的资金。另一方面，从现有的试点看，电子 站牌使用过程的损坏情况实在让人担忧——电子站牌极其容易被损坏 和被盗，维护费用十分高。为此，现有的这种电子站牌的方式存在着以 下缺陷：
1、系统的建设成本很高；
2、系统的维护费用很高，站牌容易损坏被盗。 基于以上情况，电子站牌很难得以推广，难以适应公交智能化需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本、易推广 的预测和查询公交车实时状况的系统，使市民能够更方便地搭乘公交 车，也进一步提高城市公交运营的服务质量，提高城市形象。本发明的 目的通过以下技术方案予以实现：
一种预测和查询公交车实时状况的系统，包括以下模块：
1、负责采集公交车到站信息的公交车到站信息采集模块(1-1)；
2、负责处理公交车上所有信息的公交车信息处理模块(1-2)；
3、负责处理服务器上所有信息的服务器信息处理模块(1-3)；
4、负责公交车与服务器之间进行通讯的无线通讯模块(1-4)；
5、负责向客户提供查询服务的查询服务模块(1-5)。
本发明的各个模块所实现的功能具体如下：
所述公交车到站信息采集模块(1-1)，能够采集公交车所到达的候 车站的信息(其中包括公交车到站的具体时间)，并将所采集到的信息 交给公交车信息处理模块处理；
所述公交车信息处理模块(1-2)，能够处理从公交车到站信息采集 模块获得的信息数据，如将所得的公交车到站具体时间与存储在此模块 中的“公交车预测时间表”(记录该公交车到达公交路线上各个车站的 预测时间)中的对应项进行比较。如果发现公交车的实际到达时间与时 间表的预测到达时间相差太大，公交车信息处理模块则能够在更新此模 块信息的同时通过无线通讯模块通知服务器信息处理模块进行相关的 更新；
所述服务器信息处理模块(1-3)，能够维护大量公交车预测时间表， 用于记录各辆公交车到达公交路线上各个车站的预测时间；能够通过无 线通讯模块从公交车信息处理模块接收更新信息，并根据接收到的信 息，对相关公交车的公交车预测时间表进行更新；能够向查询服务模块 提供该模块需要的数据；
所述无线通讯模块(1-4)，能够保证公交车信息处理模块与服务器 信息处理模块之间的信息交换较为实时、准确、稳定地进行；
所述查询服务模块(1-5)，能够接收来自客户的短信查询；能够对 来自服务器信息处理模块的数据进行分析，通过短信返回客户所查询的 内容，从而使客户了解公交车的实时状况。
本发明的各个模块所需要的组件具体如下：
所述公交车到站信息采集模块(1-1)包含以下组件：
1、装设在候车亭(2-1)上，用于唯一标识候车亭并记录有该候车 亭相关信息的电子标签(2-2)；
2、装设在公交车(2-3)上，用于感知并读取感应范围内候车亭电 子标签(2-2)上信息的RFID阅读器(2-4)；
所述公交车信息处理模块(1-2)包含以下组件：
1、装设在公交车(2-3)上，用于存储“公交车预测时间表”的缓 冲存储器(2-6)；
2、装设在公交车(2-3)上，用于比较当前实际到站具体时间与缓 冲存储器中的预测到站时间并能够根据预先约定的规则维护和更新存 储在缓冲存储器(2-6)中的“公交车预测时间表”的比较录入单元(2-5)；
所述无线通讯模块(1-4)包含以下组件：
装设在公交车(2-3)上，用于同步更新公交车与服务器之间的“公 交车预测时间表”的通讯设备(2-7)；
所述服务器信息处理模块(1-3)和查询服务模块(1-5)均装设在 公交运营公司内部的服务器(2-8)上。
本发明的技术特点主要体现如下：
1、本发明不须要在候车亭安装价格高昂的设备，只须安装一个廉 价的RFID电子标签。电子标签价格便宜、体积小易于隐藏，从而不怕 设备受到恶意损坏或被盗，提高了系统的设备安全性。现有的发明(专 利号200410048284.8、200310105781.2、200510119838.3等)都须要在 候车亭设置电子站牌，设备容易受到恶意损坏或被盗，导致维护费用十 分昂贵。
2、本发明采用数据挖掘的方法对“公交车到站预测时间表”进行 分析，使得本发明提供的时间预测数据更精确、更可靠。
3、即使本发明没有安装类似电子站牌这种价格高昂的设备，但仍 能够向乘客提供相当重要的服务：通过手机短信便可以方便查询到公交 车的实时状况——某车站在什么时候可以等到某公交车，某公交车会在 什么时候到达某车站，某车站是否还会有公交车到达等等。这样就节约 了乘客的时间，提高了公交查询系统管理的智能化水平。
总的来说，本发明提供的是一种低成本，从而易推广的预测、查询 公交实时状况的系统，使市民能够更方便地搭乘公交车，也进一步提高 城市公交运营的服务质量，提高城市形象。

附图说明

图1是本发明的系统结构组成框图；
图2是本发明的系统设备部署框图；
图3是本发明的系统工作流程框图。

具体实施方式

如图3所示，本发明的系统工作流程如下：
1、如(3-1)，在本系统投入使用的前期，公交车(2-3)在某一足 够长的时段内通过RFID阅读器(2-4)反复采集到大量的到站时间数据。 到站时间数据具体包括：年、月、日、星期、时、分、秒、候车亭标识 号。
2、如(3-2)，服务器通过任何形式接收到上述数据以后，通过数 据挖掘的方法对其进行分析，计算出该公交车(2-3)在其路线上相邻车 站之间的相隔时间统计数据delta。数据delta是一个数组。假设路线上 有车站A1，A2，A3，...，An，到达各个车站的时间分别是t1，t2，t3，...，tn，则有：
delta＝{d1，d2，d3，...，dn}
＝{t1，t2-t1，t2-t2，...，tn-tn-1}
数据挖掘时可以针对以下几个方面进行分析：delta与每天不同时间段的 关系、delta与假期的关系、delta与星期的关系等等。服务器信息处理 模块(1-3)存储好数据delta。
3、如(3-3)，当公交车(2-3)从公交总站出发的时候，服务器信 息处理模块(1-3)通过步骤(3-1)和步骤(3-2)准备的数据delta，以 及具体的出发时间，更新该公交车的“公交车预测时间表”，同时拷贝 一份到公交车信息处理模块(1-2)中的缓冲存储器(2-6)。假设“公交 车预测时间表”中的预测到站时间为p1，p2，p3，...，pn，则有：
pi＝出发时间+ti，i＝1，2，...，n
4、如(3-4)，当公交车(2-3)到达一个车站的时候，公交车到站 信息采集模块(1-1)开始工作：RFID阅读器(2-4)感知并读取到附在 候车亭上的电子标签(2-2)的信息，并将具体的实际到站时间real发送 给公交车信息处理模块(1-2)中的比较录入单元(2-5)。
5、如(3-5)和(3-6)，比较录入单元(2-5)将该实际到站时间 real与存放在缓冲存储器(2-6)内“公交车预测时间表”的预测到站时 间进行比较。
6、如(3-7)，若相差的时间间隔超过某个预置的阈值，比较录入 单元(2-5)则通过通讯设备(2-7)将当前实际的到站时间real和所到 车站的信息发送给服务器信息处理模块(1-3)，要求其更新“公交车预 测时间表”。
7、如(3-8)，服务器信息处理模块(1-3)收到来自公交车信息处 理模块(1-2)的更新要求后，根据当前实际的到站时间real和数据delta 更新“公交车预测时间表”。假设当前公交车所到车站为Aj，则有：
p′i＝real+di，j＜i＜n
同时，公交车信息处理模块(1-2)也根据当前实际的到站时间real和原 来缓冲存储器(2-6)中的“公交车预测时间表”更新“公交车预测时间 表”：
p′i＝real+(pi-pi-1)，j＜i＜n
8、若服务器收到来自客户的查询短信，查询服务模块(1-5)将从 服务器信息处理模块(1-3)获取“公交车预测时间表”，并返回客户所 要的信息。可返回的信息可以有：某车站在什么时候可以等到某公交车， 某公交车会在什么时候到达某车站，某车站是否还会有公交车到达等 等。