基于B/S模式的傳感網(wǎng)絡(luò)的智能公交站牌系統(tǒng)

汪寧麗　張子娟

摘要：為了解決乘客在等候公交車(chē)時(shí)不了解車(chē)況，便于公交車(chē)調(diào)度中心統(tǒng)籌管理公交運(yùn)行，方便乘客對(duì)特定路線、特定站臺(tái)和日常生活的相關(guān)信息需求的獲取，以及信息在系統(tǒng)內(nèi)部高效傳輸與易于維護(hù)更新等，本文提出了一種基于B/S模式的傳感網(wǎng)絡(luò)的智能公交站牌管理系統(tǒng)，分別介紹了B/S模式和傳感網(wǎng)絡(luò)在智能公交站牌系統(tǒng)的應(yīng)用以及智能公交站牌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)公交車(chē)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)顯示以及公交站牌信息的智能化顯示。

關(guān)鍵詞：B/S模式；傳感網(wǎng)絡(luò)；智能；公交車(chē)；公交站牌；交通

中圖分類(lèi)號(hào)：G31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）14-0085-03

Abstract： In order to solve the passengers waiting for buses do not understand the condition， convenient bus dispatching center and overall management of bus operation， convenient access to information related to a specific route passenger demand and specific platform and daily life of the acquisition， as well as the efficient transmission of information within the system with the ease of maintenance updates， etc.， this paper presents a smart bus transit management system based on B/S sensor networks ，introduced the B/S model and the sensor network in the design and development of applications of smart bus transit system and smart bus transit system， to achieve the intelligent real-time display of the bus real-time running situation and information of the bus stop display.

Key words： B/S model； sensor networks； smart； buses； bus stop； traffic

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，如今各大城市在迅速發(fā)展的同時(shí)面臨著交通擁擠和道路堵塞等問(wèn)題，公交車(chē)雖然具有經(jīng)濟(jì)便利和運(yùn)輸能力大的優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上可以有效地緩解城市交通壓力。然而，傳統(tǒng)的公交站牌一般只具有提示站點(diǎn)的作用，使在公交站牌等車(chē)的乘客對(duì)自己所要乘坐的公交車(chē)的即時(shí)信息一無(wú)所知，因此經(jīng)?？赡軙?huì)出現(xiàn)乘客等車(chē)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者公交車(chē)已滿(mǎn)而乘客無(wú)法上車(chē)等情況。近幾年來(lái)，我國(guó)正在逐步地推進(jìn)公交電子化和智能化的進(jìn)程，并大力著手開(kāi)發(fā)代表城市公交發(fā)展的高新技術(shù)，其中最為引人注目的是基于傳感網(wǎng)絡(luò)的智能公交站牌技術(shù)。它不僅能使公交車(chē)調(diào)度中心和乘客更加便捷地獲取的交通信息，幫助乘客減少等車(chē)時(shí)間，還能及時(shí)疏散道路交通流量，將交通的整體狀況引向理想的狀態(tài)，在一定程度上也提高了道路的使用效率。

1 B/S模式在智能公交站牌系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著Internet越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，原來(lái)的基于局域網(wǎng)的眾多企業(yè)逐步采用Internet技術(shù)構(gòu)筑和改建自己的企業(yè)網(wǎng)，即Intranet.因此，B/S這樣新興的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，并獲得了迅速的發(fā)展，如今也有越來(lái)越多的企業(yè)也開(kāi)始采用這種新型的體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和服務(wù)?，F(xiàn)今的智能公交電子站牌在采用 B/S模式的基礎(chǔ)上，利用IIS作為信息發(fā)布服務(wù)器 ， 使用數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server、輔助以ASP. NET為開(kāi)發(fā)框架 ， 開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于 Web信息系統(tǒng)為主流平臺(tái)。這種智能公交電子站牌系統(tǒng)能利用現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)資源，滿(mǎn)足了信息發(fā)布的實(shí)時(shí)性、高效性、準(zhǔn)確性的要求[1]。只要通過(guò)在客戶(hù)機(jī)上安裝瀏覽器即可訪問(wèn)服務(wù)器的響應(yīng)模式運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)。

為了準(zhǔn)確了解公交車(chē)的運(yùn)行情況，便于公交車(chē)調(diào)度中心統(tǒng)籌管理公交運(yùn)行系統(tǒng)，方便乘客對(duì)特定路線、特定站臺(tái)和日常生活的相關(guān)信息需求的獲取，以及信息在系統(tǒng)內(nèi)部高效傳輸與易于維護(hù)更新等，針對(duì)以上問(wèn)題筆者開(kāi)發(fā)了基于B/S模式的智能公交站臺(tái)系統(tǒng)，將主要功能實(shí)現(xiàn)放置于服務(wù)器，站臺(tái)站牌上安裝瀏覽器以及感應(yīng)器接受和傳遞數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)電子公交站牌傳遞公交車(chē)位置信息給服務(wù)器，服務(wù)器將信息存儲(chǔ)于本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)公交車(chē)信息發(fā)生改變時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)發(fā)生相應(yīng)更改，電子公交站牌定期從服務(wù)器獲取特定信息。另外，每個(gè)電子公交站臺(tái)可以放置公益廣告，公交集團(tuán)可以將不同位置，不同路段的站臺(tái)放置不同的公益廣告，是從文化、道德修養(yǎng)、社會(huì)環(huán)境等方面宣揚(yáng)積極的社會(huì)價(jià)值，為社會(huì)精神文明創(chuàng)造各種有利的文化宣傳效果。

2 傳感網(wǎng)絡(luò)在智能公交站牌系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著無(wú)線傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)和短距離無(wú)線通信等技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界更深入的感知。2005年國(guó)際電信聯(lián)盟（ International Telecommunication Union， ITU） 提 出 了“The Internet of Things”（ IoT） 的概念[2]描述了新形勢(shì)下“人”、“機(jī)”和“物”全面互聯(lián)和可能全面實(shí)現(xiàn)“普適計(jì)算”（ Pervasive Computing） 理念的前景。[1]隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能化、智慧化的理念，不僅不斷地改善著人們的生活方式，還為人們的生活提供了大大的便利。

智慧、智能城市交通是通過(guò)對(duì)車(chē)輛位置和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的感知，合理地疏導(dǎo)提高道路的流通量，盡可能縮短在城區(qū)任何一個(gè)站牌位置到達(dá)目的地的時(shí)間。目前，已有一些研究機(jī)構(gòu)通過(guò)精確傳感網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)了以車(chē)牌識(shí)別為基礎(chǔ)的傳感技術(shù)，不需要在公交上增加任何設(shè)備就能對(duì)公交車(chē)精確定位，從而能夠?yàn)槌鞘械墓卉?chē)調(diào)度控制管理、為乘客提供交通狀況等提供理想的服務(wù)。筆者開(kāi)發(fā)的基于B/S模式的智能公交站臺(tái)系統(tǒng)由車(chē)載子系統(tǒng)、公交站牌子系統(tǒng)和公交車(chē)調(diào)度控制中心三個(gè)部分組成，它的工作原理是：公交站牌通過(guò)RF無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)感知公交車(chē)是否到站以及車(chē)載人數(shù)，采集公交車(chē)相關(guān)信息并進(jìn)行綜合處理，然后再將編碼后的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在公交車(chē)調(diào)度控制中心（服務(wù)器）的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，公交站牌通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部模塊讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)信息計(jì)算即將到站的公交車(chē)的信息，由 LED 點(diǎn)陣屏等顯示設(shè)備對(duì)外發(fā)布公交車(chē)的相關(guān)信息，為正在等車(chē)的乘客提供即時(shí)信息服務(wù)等[3]。此外，該模塊還實(shí)現(xiàn)了公益廣告、時(shí)間、日期、天氣和緊急情況等信息的顯示，為市民安全出行和文明出行提供了保障。公交車(chē)調(diào)度控制中心通過(guò)G P R S通信將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所有站牌，同時(shí)，接收所有公交車(chē)系統(tǒng)的反饋信息，可以針對(duì)由于突發(fā)狀況、客觀等因素而引起的公交車(chē)調(diào)度情況做出及時(shí)的處理以達(dá)到節(jié)約公共資源、緩解交通壓力的目的[4]。整個(gè)智能公交站牌系統(tǒng)最基礎(chǔ)和最重要的環(huán)節(jié)是道路交通實(shí)時(shí)信息的采集與檢測(cè)，并把現(xiàn)有的多個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)整合起來(lái)做分析和處理，這正是交通數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的目的。筆者在測(cè)試系統(tǒng)的功能的實(shí)現(xiàn)情況時(shí)通過(guò)改變對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)來(lái)模擬數(shù)據(jù)的采集過(guò)程，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集在實(shí)際中的工作原理簡(jiǎn)化圖如圖 1 所示[5]。

3 智能公交站牌系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)

3.1 智能公交站牌系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)分析

筆者對(duì)蚌埠市大學(xué)城智能公交站牌系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行分析之后，利用畫(huà)圖工具畫(huà)出該系統(tǒng)的主要功能結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

基于B/S模式的傳感網(wǎng)絡(luò)的智能公交站牌系統(tǒng)的功能有兩大模塊：

1）服務(wù)器模塊

① 線路預(yù)覽；可以實(shí)現(xiàn)蚌埠市大學(xué)城部分公交路線動(dòng)態(tài)預(yù)覽，還包括各路線的起始站，首班和末班車(chē)的時(shí)間等。

② 線路管理；包括線路的添加、修改和刪除。由于本系統(tǒng)線路的添加操作同時(shí)涉及公交車(chē)信息、司機(jī)信息、各公交車(chē)在各線路上的位置信息的添加，因此在信息添加時(shí)涉及這三方面信息的錄入。

③ 司機(jī)管理；可以實(shí)現(xiàn)司機(jī)信息的添加、修改和刪除。司機(jī)管理最終的目的是為了公交車(chē)調(diào)度中心對(duì)公交車(chē)管理的有效實(shí)施，提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)約資源。

④ 聯(lián)系我們；該模塊主要為了實(shí)現(xiàn)我們與乘客之間的交互，我們針對(duì)乘客對(duì)公交車(chē)管理體系提出的建議進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和總結(jié)，進(jìn)一步調(diào)整公交車(chē)調(diào)度的各項(xiàng)策略和完善各類(lèi)服務(wù)，提高乘客滿(mǎn)意度。

2）客戶(hù)端模塊

客戶(hù)端根據(jù)自己的需要向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間和日期、天氣及針對(duì)不同天氣的溫馨提示、廣告和緊急情況等信息的顯示。智能公交站牌信息顯示系統(tǒng)利用簡(jiǎn)單的編碼和譯碼電路、無(wú)線傳輸電路和 LED顯示電路實(shí)現(xiàn)電子公交站牌的信息顯示。控制顯示模塊電路中，主要是對(duì)公交車(chē)的行駛相關(guān)信息、時(shí)間和日期、天氣和廣告信息等的進(jìn)行顯示，通過(guò)譯碼器、鎖存器電路和LED來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)鎖存器和譯碼器的有效連接，可支持單路公交車(chē)線路上各個(gè)站點(diǎn)的顯示。[6]

3.2 智能公交站牌系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)

該智能公交站牌系統(tǒng)將數(shù)據(jù)放在服務(wù)器端的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，能夠系統(tǒng)有序地對(duì)通過(guò)公交線路、公交車(chē)、公交站牌和司機(jī)的各項(xiàng)信息進(jìn)行獲取、存儲(chǔ)和管理，并通過(guò)web控件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)，添加，修改和刪除。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求分析，該智能公交站牌系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了九個(gè)表：站牌信息表、司機(jī)信息表、公交車(chē)信息表、工作表、線路信息表、位置信息表、建議信息表、定位信息表、登錄信息表。通過(guò)分析該系統(tǒng)中的各個(gè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)的聯(lián)系與區(qū)別，并遵循實(shí)體的完整性和用戶(hù)自定義的完整性，做出智能公交站牌系統(tǒng)的E-R圖。如圖4所示。

3.3 智能公交站牌系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析

基于B/S模式的傳感網(wǎng)絡(luò)的智能公交站牌管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要流程如圖5。

管理員能夠通過(guò)登錄名和密碼登錄系統(tǒng)，可以對(duì)每一路公交車(chē)線路進(jìn)行預(yù)覽，也可以分別對(duì)司機(jī)信息和線路進(jìn)行添加、修改和刪除，這些操作都涉及了數(shù)據(jù)庫(kù)管理。此外，用戶(hù)還可以通過(guò)用戶(hù)名進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行填寫(xiě)意見(jiàn)反饋，便于公交車(chē)調(diào)度中心進(jìn)一步完善自己的管理體系和服務(wù)，進(jìn)而提高用戶(hù)滿(mǎn)意度。然而，用戶(hù)只有瀏覽系統(tǒng)其他信息的權(quán)限，沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)其他信息進(jìn)行修改的權(quán)限。在B/S模式下，服務(wù)器接受來(lái)自電子公交站牌發(fā)送的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，再將數(shù)據(jù)庫(kù)中整合的數(shù)據(jù)分發(fā)出去。主要實(shí)現(xiàn)電子公交站牌傳遞公交車(chē)相關(guān)信息給公交車(chē)調(diào)度中心，當(dāng)公交車(chē)的相關(guān)信息發(fā)生變化時(shí)，公交車(chē)調(diào)度中心的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)會(huì)發(fā)生相應(yīng)更改，電子公交站牌定期從公交車(chē)調(diào)度中心獲取所需要的特定信息，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)化管理，數(shù)據(jù)來(lái)源不僅可靠，還大大節(jié)省了人力、物力資源。

4 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)提出的基于精確傳感網(wǎng)絡(luò)[7]的基于B/S模式的智能公交站牌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)公交車(chē)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)顯示以及公交站牌信息的智能化顯示。此外，時(shí)間和日期、天氣和溫馨提示、突發(fā)狀況以及公益廣告的顯示極大地減少了乘客候車(chē)時(shí)間、提高了居民出行的人身安全、促進(jìn)了精神文明的建設(shè)。與此同時(shí)，對(duì)于公交車(chē)調(diào)度中心來(lái)說(shuō)，也在很大程度上提高了公交車(chē)和智能電子站牌管理效率，促進(jìn)了城市公交系統(tǒng)的信息化和智能化的進(jìn)程。該智能公交站牌管理信息系統(tǒng)一方面具有優(yōu)良的可靠性和穩(wěn)定性，改善了目前各大城市公交車(chē)和站牌管理的方式，另一方面，為提高資源共享提供了有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉宇程，閻保定，王紀(jì).基于 ActiveX和ISAPI應(yīng)用的B/S模式機(jī)器人遠(yuǎn)程控制 [J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007， 28（ 2） ： 25 – 28.

[2] ITU Internet Report，The Internet of Things[EB /OL].[2010-10-01].http：/ /www.itu.int /osg /spu /publications /internetofthings .

[3] SIM300 Hardware Interface Description， Version 1.05[EB/OL][2005].http：//www.sim.com.

[4] 劉賓，陳占帥，褚志鵬，等.基于GPRS的智能公交站牌顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 電子設(shè)計(jì)工程，2014，11：134-136.

[5] 閔真.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交通信息采集系統(tǒng)[D].南昌大學(xué)，2012.

[6] ALONSO IP，LIORCA D F，GAVILAN M，et al.Accurate global localization using visual odometry and digital maps on urban environments[J].IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，2012，13（4）：1535-1545.

[7] 王濤，李志蜀.基于精確傳感網(wǎng)絡(luò)的智能交通系統(tǒng)交通流模型[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012（04）：905-909，912.