用数字寻呼模式普及公共汽（电）车电子站牌－第五届

用数字寻呼模式普及公共汽（电）车电子站牌

来源：发布时间：2008-01-02 浏览次数：1099

创意奖

上海楼星融

作品说明

用数字寻呼模式普及公共汽(电)车电子站牌
关键词：城市，公交车，等待，电子站牌，GPS定位系统，数字式自动寻呼，数字编码 
摘  要：您一定有过等公交车望眼欲穿的焦急体验吧？我国早在2001年就有了使用GPS全球定位系统的公交车电子站牌的报道，可是至今却依然停留在极少数站点上成为城市的"点缀"？为什么？能不能让家门口的普通车站也能用上电子站牌？针对这一问题。本项目方案中大胆提出了以一个城市为一个整体单元，创建公交专用的数字编码体系和无线通讯寻呼网的设想，利用数字式自动寻呼的工作模式来解决公共汽（电）车站站牌显示车辆运行动态信息的问题。简单点说，就是在公交车进行语音报站的时候自动发送具有特定数字编码的"拷机"寻呼信号，而"拷机"则安装在站牌上，这样的"拷机电子站牌"可以让等车的乘客知道车子已经到哪站了，是否处在正常运行中。当然它不可能象GPS定位那样精确到"米"，但相比之下却简单廉价得多。就好比轿车确实又先进又好，而助动车、自行车则在某些场合更"实惠"。为了能更直观、更有说服力的体现其现实意义，本项目中对公交数字编码的地址码和数据码的设立进行了具体描述，并利用数字编码原理的数码遥控器制作了一套模拟演示作品。 
一、问题的提出和现状分析（因字数有限，略去）
二、我的设计方案：
1．系统设计方案概述：
首先，设想把一个城市作为一个整体单元，这个城市里所有的公交汽、电车都统一用特定的方式进行数字编码。其次，在一个城市中设立专用于公交汽、电车使用的无线通讯网号，例如专用的寻呼号和可以覆盖全市或某个区域的自动寻呼中心，这些资源可以被所有的公交车辆共享。然后，我们在现有的公交车语音报站器上增加一个数字寻呼信号发射功能（类似于手机但又比较简单），在用语音给车上乘客播报到站信息的同时自动发出一个由公交专用的地址码和车辆行驶信息的数据码组合成的寻呼信号；而在公交汽、电车的站牌上我们分别安装具有数字式自动寻呼功能的接收装置（类似以前的拷机），它们接收数据的地址编码依公交路线而不同， 它们接收到的数据编码中包含了那条线路上对应车辆行驶的动态信息。只有当寻呼信号地址码相吻合时才能接收到数据码，这一数据码经处理后用最简洁的方式反映到站牌上（例如发光二极管亮灯）。车辆行驶在相邻两站之间只要发送1－2次信息就行，这样，既能及时反映出车辆已经到达了哪个车站（例对应站名的灯亮），是否在正常行驶之中（例不同颜色灯光），又可以比GPS定位系统每隔n秒就要进行一次数据采集的工作方式减少许多通信次数。既能准确稳定而又相对价廉物美低能耗，特别是统一规范的编码方式和原有无线寻呼资源的再利用都是以城市为单元共享，这可以让所有公共汽（电）车线路上的发送、接收硬件通用化，更便于大量普及和今后的维护。所以在有固定线路固定站点的公交车动态信息传送方面要比使用GPS定位系统的方法更为实用。
2．关于编码的设置（简要）
（1）．地址编码设置：地址编码由 A + B + C + D四部分十进制数字组成 ；其中:
    A ：专供1个城市中所有公共汽、电车使用的寻呼号,类似曾经的126 
    B ：城市的区位号，便于郊区相邻城市之间的公交车区分
    C ：城市中的各种公交车的线路编码。
    D ：辅助码，线路的上行或下行线，可能存在的复线、区间车、支线等等。
    在一条线路的上行线（或下行线）上，所有站点寻呼接收端地址编码都相同，可以同时接收寻呼信号，对于不同线路则地址编码不同，从而保证不同线路之间互不干扰。
（2）．数据编码设置：数据编码由 E + F + G三部分十进制数字组成；其中:
   E ：线路投入运行的车牌尾号，用于区分同一线路上运行的不同车辆，对应一车一号。
   F ：线路上的车站编号，其数字随车辆运行到各个站点而改变 
   G ：车辆行驶过程中遇到的一些特殊情况，例如交通堵塞、车辆故障或其他突发事件等等，可以预设一些编码号，由驾驶员在需要时通过报站器上设置的按键选择并发送。
3．系统的工作说明：（略）
4．系统简易图示：（另图）
三、模拟演示作品：
我和老师一起利用数码遥控器的数字编码原理制作了一套模拟演示作品。其中信号发射电路和信号接收的译码显示电路是老师帮我设计我一起制作完成的，用到的数码遥控电路、延时电路、闪烁振荡电路等电路板是高中和初中劳技课同学制作的作品，通过募捐得来整修后再拼装到我作品中的。
1．作品的演示工作原理：
作品设立了X、Y两条线路来模拟不同线路车辆行驶的情形；用来模拟演示的小车共3辆，其中2辆小车模拟X线路上多车行驶的情形。线路设为上行和下行各7个站点。
作品由信号发送的报站器和信号接收的站牌2大部分构成。3辆小车对应有3个报站器，报站器除地址编码外其他都一样，任何1个都可以连接MP3及喇叭播放语音报站声音。2条线路共计有站牌14个，其中X线路12个，Y线路2个（终点站站牌省略）
   在作品中采用2262/2272D-L4集成数字编码遥控芯片组构成的数字式遥控器代替数字寻呼，遥控器的8位2进制地址码表示车辆的寻呼地址， 4位2进制数据码表示数据码信息，只有当发射和接收的地址相一致，接收芯片才会输出它接收到的数据。这就模拟了本项目中的寻呼编码工作方式。报站器上通过按键操作可以改变计数器数据，数值就对应相应站点编号，配以MP3语音同步播放就模拟了公交车报站器的工作和寻呼信号的发送（这里发送数码遥控信号）。接收端收到的数据码信号经过译码电路反映到站牌上，并用发光二极管灯光表示出车辆到站所在的位置信息。
2．作品的电路方框图： （略）
3. 模拟演示情景及作品照片：（略）
四、体会：
    这个项目花费了我许多的时间，在这过程中我学到了很多很多学校课堂以外的知识和技能，也让我深深的体会到我所知道的、掌握的知识还非常有限，今后要学的东西还很多，不仅仅是课堂里的，还应该是各方各面的。
这个项目虽然原始设想是我的，但这里更多地凝聚了老师的大量心血和精力，在感谢的同时我希望它能够真正在现实社会里起作用，因为让更多更多的普通公交车乘客早日摆脱盲目和焦虑的等待也是老师们的心愿。

发明小故事

 说起我的这个发明，最早的灵感诞生在好多年以前。
    在我小学3年级的时候，我们搬进了新家。新家离开我的学校有4站路，开始，爸爸妈妈还轮流骑车接送我，渐渐的就变成我自己乘车来回了。早上，顺利时很早到学校等着开校门，车子脱班挤不上或堵车了又要迟到被扣班级分，时常让我恼火，想想早知这样走都走都能走到了，没办法啊，谁知道什么时候车子不正常呢？后来，有一次我和妈妈一起等车出去玩，很长时间就是不见车子踪影，无聊中我在车站周围到处溜达，结果捡到个粉红色拷机，很小，开不亮，妈妈看后说"现在好多人换成用手机了，这种数字式的拷机再便宜也没什么人要用，可能有点什么问题就被扔了吧"，"那能修好给我用吗？"妈妈笑我："你要它有什么用？谁拷你？"我当时也不知是怎么想出来的，对妈妈说："我叫驾驶员打拷机给我，告诉我他的车子开到哪了"，"那么多人在等车为什么要打给你？"，"我可以告诉大家…，我可以把拷机放在站牌上让大家看……"，妈妈一边笑我有创意一边又说我不现实，还告诉我新闻里已经有电子站牌的报道了，以后可以不用这么干着急的等车……，当时我们说了好多好多。记不清又过了多少日子，有一天，妈妈忽然对我说"还记得你以前说的叫公交车驾驶员给你打拷机的事么？如果真能把拷机利用到公交车站牌上肯定价廉物美，市里有个创新大赛，我们参加怎么样？"。我当然很高兴了，因为是我想出来的么，可是怎么样才可以让它起作用呢？震动、嘟嘟叫肯定不行，要能显示出来；拷机那么小，不行，要用灯光；用中文拷机直接汉字显示不好么？不行，太小了看不见，大了成本不是又高了？车上怎么发送信息？怎么知道是哪条线路的？如果有好几辆车怎么分辨？几辆车同时到一个站怎么样？……，一个接一个的问题，一个又一个的设想，我和妈妈一起上网搜索，查寻各种资料，什么寻呼机啊，GPS啊，频率啊,编码啊……，一有空就讨论，特别是编码的设立问题，最早我们没设那么多，线路号也只设了3位数，后来发现已经有934路公交车了，买来最新的地图一查，问题多多，郊区车怎么办？隧道线、大桥线、还有以后……，慢慢地，我们的方案越来越完善。几乎每年春节妈妈都要带我回北京去看望外公外婆，可那年的寒假我们没回去，我告诉外公我们在做"学问"，外公鼓励我，叫我下次回去一定要给他讲讲。整整一个寒假，改了又改的"关于公交车运行动态预报的一种方法探究"总算出炉了，但万万没想到的是：必须要有作品。天啊！这个作品怎么做啊？论文类呢？试验数据，结论性的结果，有吗？一下子，呜哇，郁闷。那年，发生了"非典"，暑假里也没能回北京，10月，外公永远的离开了我们，从此那"论文"被妈妈锁进了抽屉深处。
    一天又一天，我中学离家同样也有好几站路，每天我仍旧伸长脖子等车，电子站牌似乎是个远远的梦。
    去年，我们学校组织去杨浦少科站上劳技课，我正好是学习电子技术，从小我就一直参加少科站的各种兴趣班，老师们都已经很熟了，他们给我玩高中劳技课同学制作的数码遥控小车，告诉我要用地址码和数据码结合起来才能控制。什么…地址码、数据码…我的方案设想…我的"拷机站牌"…，我可以用来做作品吗？…。老师们知道了我的设想，有的帮我设计电路耐心地教我，有的帮我募集学生的电路板作品一起整修，还有的拿来木质模型板材好让我做站牌盒，还有的教我怎么把自己讲话的录音转成MP3格式，还有的一起讨论怎么修改论文怎么向专家介绍怎么做展板……，老师们说他们也希望我的想法能尽快实现。
    终于，今年3月25日我参加了21届创新大赛市级赛，获得了一等奖和"Synopsys"国际专项奖。获奖当天，远在北京的姨妈妈叫我把获奖复印件传真过去，她要带着去给外公扫墓……。