1.一种主、辅站相结合的公交站牌设计方法,包括主站和辅站,其特征在于:采用主站固定,辅站相对于主站可移动的站牌结构,所述主站和辅站公交站牌各自连接一个语音播报公交信息显示器,并通过语音播报公交停靠位置;
主站采用固定式站牌,辅站采用移动式电子车站牌,所述移动式电子车站牌包括站牌本体(1)、运动轨道(15)以及控制系统,所述控制系统包括设置于移动式电子车站牌本体的语音播报及移动控制电路,以及设置于运动轨道的辅站移动执行电路,所述语音播报及移动控制电路和辅站移动执行电路均包括控制芯片(8)、蓝牙模块(9)以及电源变压模块(2),所述蓝牙模块(9)和电源变压模块(2)通过导线与控制芯片(8)相连;所述语音播报及移动控制电路和辅站移动执行电路通过蓝牙模块通讯。
平峰时段,辅站隐藏在主站后,由主站进行乘客的乘车引导;在高峰时段,由动力装置牵引或推动辅站移动到主站前港湾内,辅站脱离主站开始单独工作;在港湾内由辅站分担主站处乘客较多或较少的公交线路,减少主站压力。
根据调查不同公交线路的乘客量,分配某条线路停靠在主站或辅站,当高峰期,辅站脱离主站开始单独工作后,视候车情况移动位置,并语音播报、显示屏提醒乘客前往指定位置候车;某路公交将要到达站点,要停靠主站还是辅站,已经提前分配好;在车辆距离公交车站某一距离远处,车辆上会给司机有一个语音播报,提醒司机,前方停靠主站或者是停靠辅站;根据不同的情况进行计算语音播报的开始位置,并通过显示屏显示语音播报的内容。
为了保证公交车到达指定站牌时,公交站处语音播报完成,并且乘客及时赶到相应的停靠站位置等待车辆,采用式(1)对公交车语音播报开始位置与公交站之间的距离d进行确定:
d=d1+d2+d3 (1)式中:d1——反应时间行驶距离和减速停止距离的和,单位m;d2——语音播报时间内公交车行驶距离,单位m;d3——公交车在站牌处乘客听完语音播报到达指定乘车站牌所消耗这段时间行驶的距离,单位m;
根据公式(2)来计算一辆公交车正常情况下停车距离:式中:d1—反应时间行驶距离和减速停止距离的和,单位m;v—开始减速时的初始速度,2
单位km/h;t1—司机反映时间,取1.2s;g—重力加速度,9.8m/s ;φ—汽车轮胎与路面的纵向摩擦系数;i—道路纵坡,上坡i取正,下坡i取负;
根据我们的调查数据,并考虑到快到站时,公交车会放慢速度,最终取得速度v为15km/h;考虑到道路摩擦系数的影响,这里φ取通常值0.35;坡度i取0;
语音播报时间内公交车行驶距离:d2=vt2 (3)
式中:t2——语音播报时长,单位s;
公交车在站牌处乘客听完语音播报到达指定乘车站牌所消耗这段时间行驶的距离:d3=vt3 (4)
式中:t3——在站牌处乘客听完语音播报到达指定乘车站牌所消耗时间,单位s;
综上计算并取整后d=213m;取距离站台220m为语音播报的初始位置,方便乘客转移位置和司机获知停车站台。
2.根据权利要求1所述的主、辅站相结合的公交站牌设计方法,其特征在于:采用基于排队论的公交中途停靠站模型进行优化:设多通道排队系统的服务机构有k个服务台,每个服务台为顾客进行服务是相互独立的,一次只能服务一个;顾客的到达规律服从参数为λ的泊松分布;服务时间为服从参数为μ的负指数分布;公交停靠站的服务率kμ由公交停靠站的实际通行能力转化得到,为公交停靠站的利用率;假设系统的容量和顾客源是无限的,排队规则为先到先服务,此模型可以写成(M/M/C/∞/∞/);
但是由于多泊位公交站点不允许超车进出,所以每个泊位的服务是不平行的,因此用有效泊位数c′代替泊位c,作为排队系统中服务台数;因此站点的服务机构的平均服务率为μ′=c′μ,利用率为
式中:ρ′——有效利用率
c′——有效泊位数
ρ′<1时,该系统处于稳定状态;当ρ′≥1时,该系统会出现无限长队列;则公交停靠站没有公交车辆的概率为P0,有n辆公交车辆的概率为Pn:系统中的平均队长和平均等待车辆数为:式中:Lq——系统平均队长
Ls——系统平均等待车辆数
μ′——站点的平均服务率
公交停靠站中公交车辆小于停靠泊位数得分概率为:公交停靠站排队系统中公交车辆超过停靠站泊位数的概率为:基于上述模型,得到如下表所示的公交站具体数据当n=2时:
公交站的服务强度为:
公交车站空闲概率:
公交车停靠站排队系统中的平均车辆数:排队系统中的平均车辆数超过停靠泊位数的概率:当n=4时:
ρ=0.56,Ls=1.2<4,P(n>N)=9.2%<42.24%;
因此可以看出当泊位数从2个增加到4个的时候,可以有效的减少排队长度,减少因为排队而造成的时间损失,从而进一步提高服务效率。
3.根据权利要求1或2所述的主、辅站相结合的公交站牌设计方法,其特征在于:移动式电子车站牌本体的语音播报及移动控制电路还包括时钟模块(7)、语音模块(5)以及LED显示屏(6),所述时钟模块(7)、语音模块(5)以及LED显示屏(6)均与控制芯片及电源变压模块连接,另设有扬声器(3)与所述时钟模块(7)及电源变压模块连接。
4.根据权利要求1或2所述的主、辅站相结合的公交站牌设计方法,其特征在于:辅站移动执行电路包括直流电机(12),所述电机选用台邦GDM08SP‑80直流电动机,置于运动轨道内部,为移动式电子车站牌提供动力。
5.根据权利要求4所述的主、辅站相结合的公交站牌设计方法,其特征在于:在所述移动式电子车站牌本体下端设有与运动轨道(10)上的驱动齿轮(11)相契合的齿形轨道条(4),所述驱动齿轮(11)设置在运动轨道(10)的中部,直流电机(12)与所述驱动齿轮连接。
6.根据权利要求3所述的主、辅站相结合的公交站牌设计方法,其特征在于:两个控制芯片都选用STC89C51系列单片机,两个蓝牙模块都选用HC‑06蓝牙模块,两个电源变压模块都选用高能立方AP05N05‑zero模块,所述时钟模块选用TELESK DS1302实时时钟模块。