题目：智能公交系统电子站牌设计

一、研究的目的及意义

出行是自古以来人们日常生活中不可缺少的一部分，古代人们的出行并不便利，无论是道路还是交通工具都非常落后。随着近代工业的飞速发展，交通工具越来越多样化，大大的缩短了我们的空间距离。由于我国经济的飞速发展和人口众多，导致了交通拥挤﹑交通事故频发以及环境污染等问题越来越严重。而交通问题并不是仅仅依靠扩宽道路能够缓解的。这样不仅加大了经济投入，也不能从根本上改变交通拥堵的现状。21世纪我国城市不断改造和扩建，城市公交也应该逐渐改善来缓解城市交通压力。智能公交系统中的电子站牌可以让公众方便地实时了解到车辆的出行服务信息，深入研究和投入智能电子站牌的设计以及扩大其服务区域可以提高市民的幸福指数和满意度，最终目的就是要做到公交资源的合理利用，实现交通道路资源的配置的最大化，从而改善我国目前较为严重的交通状况。

我国的交通情况在早晚高峰期较为严峻，私家车的普及很大程度导致了交通拥堵。而公交车人均占用车道面积小，环境污染小，但是传统的公交系统难以适应我国现今的城市交通状况，智能公交系统将会在城市化推进中起到举足轻重的作用。智能公交电子站牌就是在公交站牌上装电子显示屏，通过多媒体和互联网将公交车的实时信息展现给乘客，让乘客能够及时直观地了解到公交车的到站时间、行车路线以及车内拥挤状况，这样可以改善以前乘客盲目候车的被动局面，从而合理安排自己的乘车计划。乘客获取的信息越全面，其满意度就会得到提升，这样一来公交出行会具有更大的吸引力，更多的乘客愿意选择乘坐公交车，对交通管理和改善具有很大的积极意义。

二、国内外研究现状

在智能公交系统研究领域，日本的起步较早，二十世纪七十年代便将无线通讯技术融合在公交系统中，这样可以很方便地调度车辆，公共交通管理就进入了信息智能化时代。进入二十世纪九十年代，日本的东京交通规划院设计了一套综合运输控制系统，也就是CTCS系统，该系统采用了无线通讯、卫星定位技术和因特网技术等等。这套系统大大改善了日本公交的运营面貌。

美国的智能公交系统是发展最为迅速的一个国家，二十世纪八十年代，美国城市公共交通局开始正式研究智能交通系统。美国智能公交系统简称APTS，主要包括车辆出行信息、乘客计数、车辆管理以及定位等技术。美国很多公交电子站牌上面会有一个供乘客扫描的二维码，乘客可以通过扫描二维码来获取公交车的相关路线和信息，美国基本实现了公交智能化，为乘客提供了便利的服务。

二十世纪八十年代，欧洲对道路的基础设施进行了研究，其中包括了出行信息、城市交通管理、公共交通管理和机车辅助驾驶等功能，提高了欧洲整体的交通水平服务。现金，欧盟正在逐步建立公交专用无线网络，可以更好地对公交实施电子收费管理等一系列智能化服务。

相较于上述的发达国家及地区，我国的智能公交发展起步较晚，但是我国智能公交系统发展十分迅速，目前我国的智能公交系统已经从最初的探索阶段到投入使用阶段。杭州是现在最大的电子商务城市，2005年至2006年，已经投入使用流量五百多台电子站牌，并且公交车配备了GPS定位模块，在对公交车实行精准定位的同时还能以公交控制中心双向通信。

目前，上海智能电子站牌设计还有部分带有二维码，乘客只需要扫描二维码就可以知道本站点所有的公交信息，电子站牌还会在公交车快要进站时进行语音播报，提醒乘客做好乘车准备。此外，我国许多一线、新一线以及经济发达的城市将部分电子站牌和公交车通过公交控制中心使用互联网进行管理，从而达到精准调度，实时预测公交线路，给乘客提供最为直观地公交信息。即便在智能公交研究的道路上还需要很多的探索，但随着我国的无线通信、互联网、传感器等信息技术的发展，电子站牌的和智能公交的建设是我国城市交通发展的必然趋势，在不久的将来也会更加完善。

三、研究内容

本文主要对电子站牌的信息显示以及诸多方便乘客的功能进行研究，最终做到公交的智能化、信息化、以及调度安全精准化。

1.首先提出了当今智能公交系统建设完善的重要性和意义，然后对比了国内外智能公交系统的发展现状。

2.智能电子站牌的整体方案设计，要为乘客提供最为直观地信息显示和便捷的多媒体服务，对电子站牌的原理做出阐述。

3.智能电子站牌的硬件设计，包括对该系统的外围设备进行选取。对其中包含的信息显示模块和位置定位等硬件部分进行详细分析，并设计可行的电路。

4.智能电子站牌的软件设计，介绍了采用GPS、地理信息系统技术、GPRS通讯和图像传输技术通过互联网将公交车定位数据发送到控制调度中心，在控制中心经过计算处理的相关信息和数据通过无线通信设备发送给电子站牌的流程。

5.对系统进行仿真测试，基于GPS的公交车定位研究方法，预测车辆进出站时间，分析无线传感器的定位算法。

四、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

研究方法：采用理论分析，再加上模拟仿真和软件调试的实验研究方法。

技术路线：用51单片机对无线数据收发模块进行处理研究。

实验方案：

1、先确定智能公交系统的三大组成核心——车载终端、调度中心、智能电子站牌，了解并熟悉三者间相互工作的机制。

2、确立所设计的电子站牌的硬件和软件，并根据其工作原理作出相对应的电路设计和改进。

3、对系统进行软件编程、模拟仿真，最后调试。

可行性分析：本设计相较于实际投入运行更为方便，同时节省了成本和时间。技术需要用到仿真、电路设计和软件调试，这些过程可以通过计算机完成，更切合学生身份和能力。

五、研究计划及预期成果

研究计划：第1周—第4周：查找资料、完成英文翻译和开题报告。

第5周－第8周：确定方案，根据功能完成系统初步设计。

第9周－第12周：编写相关程序以及调试 ，完成系统功能并检测效果。

第13周－第14周：撰写论文提交书面文档和电子文档

第15周－第16周：整理所有材料，完成论文并答辩通过。

预期成果：完成智能电子站牌中GPS定位的理论分析，完善整个智能电子公交站牌的整体运行设计方案，完成硬件和软件设计。能够实现整个智能公交车系统的运行。

六、特色或创新之处

1、通过理论分析和设计相关电路进行调试，对其中部分模块仿真，可以做到安全、省时节力。

2、将智能电子站牌的运行过程形象化，能够直观地从中认识到其中的优点和需要改进的地方，可以极大地降低设计成本。

3、通过节点定位算法对公交车实施比较准确的定位。

七、指导教师审阅意见

签名

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