面向开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统开发报告.docx
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面向开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统开发报告
研究报告
面向开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统开发
技术指导：
杜影
成员：
崔莹21009123
闵静21109203
张伟芳21109213
周德华61308111
梁硕熙04008510
目录
1、研究背景
2、研究目的
3．研究内容
3．1公交IC卡刷卡终端改进
3．2公交站台设计与交通组织优化
3．3公交IC卡刷卡数据传输方式
3．4公交乘客下车站台刷卡推动措施
4、价值意义
4.1获得公交乘客数量及分布
4.2合理的改善公交路线及数量
4.3能够根据距离合理的收取乘客的费用
5.研究流程及分工
5.1研究的流程及技术路线
5.2时间安排
6、关于可接受度的问卷调查
6.1定量分析：
6.1.1全体数据统计及分析
6.1.2学生部分数据统计及简要分析
6.1.3固定工作者部分数据
6.1.4自由工作者&退休者部分数据
6.2定性分析：
6.2.1较为乐观的情况
6.2.2可能遇到的障碍
6.2.3在设计及推行过程中需要注意的问题
7、关键技术
7.1刷卡机数目确定模型
7.1.1乘客到达模型分析
7.1.2刷卡服务系统
7.2下车刷卡公交站台布设
7.3公交IC卡刷卡数据传输方式
7.4刷卡机的防护工作
8、推动措施
9、创新性
10、参考文献
【附录1】文献综述
【附录2】问卷调查样卷
【附录3】无线传输模块的用户手册（见PDF文件）
面向开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统开发
研究报告
摘要：
面向开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统的开发是对现有的公交刷卡系统及数据传输技术的改善，充分运用了交通、电路及传输等专业知识。
为了得到更加准确的公交乘客数量及分布，对未来的公交改善提供强有力的证据，合理的分配各个城市的公交路线及数量。
用问卷调查的方法获得群众对此系统的认可程度，采用交通、电路及软件等知识来开发这个系统。
最终得到公交乘客下车站台刷卡终端设备、公交乘客持IC卡上下车刷卡流程、公交站台设计方案图等成果。
Abstract:
passengerstogetoffthesitecreditcardsystemforopenbussystemdevelopmentistheimprovementofexistingpublictransportcardsystemanddatatransmissiontechnology,makefulluseoftheprofessionalknowledgeofthetransportcircuitandtransmission.Improvedpublictransportforthefutureinordertogetamoreaccuratenumberofbuspassengersanddistribution,providestrongevidencethatareasonableallocationofthebusroutesandnumberofeachcity.Questionnairesurveymethodtoobtaintherecognitionofthemassesofthissystem,transportation,circuitandsoftwareknowledgetothedevelopmentofthissystem.Theendofthebuspassengerstogetoffthesitecreditcardterminalequipment,buspassengerswhogetonandofftheICcardswipeprocessdiagramofthebusstationdesignachievements.
关键字：
下车站台刷卡系统数据传输公交系统优化
1、研究背景
目前，公交IC卡的使用在国内各个城市正逐渐流行起来，乘客只要持有足够余额的公交IC卡，就可以方便地乘坐装有车载刷卡终端的线路，同时采集到的刷卡数据也可为公交企业和公交规划者提供重要的客流信息。
公交IC卡刷卡终端一般是安装在公交车的前门上客处，乘客从前门上车依次刷卡，并享受一定的票价优惠，下车时无需再刷卡。
这种做法的优点是公交车到站时乘客能高效地上下车，但由于不同乘客乘坐公交车距离不同，尤其是在一些长里程线路上，这样的一票制在一定程度上有失公平，且很难推算出精确的乘客到站信息，不利于公交企业和公交规划者把握准确的客流信息。
随着IC卡技术的不断发展，国内一些城市（如北京市）在部分长里程线路上也采取了前门上车刷卡，后门下车刷卡的措施。
这种做法比较有效地解决了乘客乘坐公交的公平性问题，且结合车辆位置定位数据可较为准确地推算乘客的下车站点。
但是，这一措施近年来的实施情况却不理想，主要问题是：
乘客下车前会提前几站在后门刷卡，车辆到站后下车门严重拥堵，影响了站台和道路的通行。
2、研究目的
开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统，它是以公交IC卡、IC卡刷卡终端、通讯设备、结算中心等为基本组成单元，以提升公交系统整体服务水平为目的的一套开放式系统。
乘客通过上车车上刷卡和下车站台刷卡完成一次完整交易，采用适当的票价优惠手段来实现：
◎乘坐公交车的公平性问题，遏制低效出行；
◎解决后门刷卡效率低下问题，提升站台服务能力；
◎解决乘客下车站点信息难获取问题，为公交规划、公交调度提供有力支持；
从而提升公交系统整体服务水平。
3．研究内容
针对目前国内公交IC卡使用中出现的刷卡效率低下、公交乘车公平性难保证、持卡乘客下车站点信息难获取的问题，所提及的面向开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统开发需要首先开展如下研究。
3．1公交IC卡刷卡终端改进
以往的IC卡刷卡终端都是按照在车内，而下车站台刷卡系统中的公交IC卡刷卡终端由于需要安装在车外，将会受到各种自然和人为因素的威胁，需要进行适当改造，以防止因天气恶劣刷卡终端失效和失窃等问题。
3．2公交站台设计与交通组织优化
下车站台刷卡终端在公交站台的设置方法，公交站台设施优化设计，以及为了避免乘客下车站台刷卡造成拥堵，必须采取适当的客流疏导措施，使得上下客流有序分离，有效地保证上下车刷卡顺利完成。
例如在站台设置下车刷卡专用通道或者将刷卡终端安装在离站台很近的某一适当位置。
3．3公交IC卡刷卡数据传输方式
目前的IC卡刷卡数据传输多是以单向传输为主，即刷卡终端在每天结束运营时回传给结算中心。
下车站台刷卡系统的传输如果采用单向传输，则可在每天结束运营时通过站台的下车刷卡数据计算应返还的优惠金额充入乘客卡中；如果采用双向传输，则可设定一个适当的数据更新时间（如1分钟），实现车上刷卡终端和站台刷卡终端的实时结算。
3．4公交乘客下车站台刷卡推动措施
（1）公交乘客下车站台刷卡诱导方法
公交乘客下车站台刷卡系统由于是面向开发式的公交系统，如何诱导持IC卡乘客下车刷卡是要解决的主要问题。
可通过下车站台刷卡票价折扣的方法以及通过站台物理导流等方法诱导公交乘客养成下车站台刷卡的习惯。
例如乘客若只在上车时刷卡则按线路全程扣费，若上下车均刷卡，则只收取实际乘坐站距的费用，且再享一定折扣。
（2）公交乘客持IC卡上下车刷卡流程
针对开放式的特点，设计适当的刷卡流程，以保证乘客乘坐公交车便利性，同时避免乘客逃票等现象。
例如乘客在上车刷卡后，必须在规定时间内在本线路的站台刷卡，若未完成，则按线路全程扣费，不享受优惠。
4、价值意义
4.1获得公交乘客数量及分布
通过开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统可以得到较准确的公交乘客数量及其所走的路线。
通过所得的数据可以分析出两公交站之间乘客数量，及高峰小时的乘客人数与车辆数。
4.2合理的改善公交路线及数量
由数据分析所得的乘客与车辆的数据，可以联系实际来分析车辆数与乘客数量是否相符，也为公交路线的改善提供了依据。
根据高峰小时的数量可以分析现有交通是否合理，还有可根据数据来更合理的规划公交系统。
4.3能够根据距离合理的收取乘客的费用
现在的公交系统采取的是一票制，这在现实来讲是不合理的，不同的距离收取相同的费用，一部分人是吃亏的，而我们这个系统就可以解决这个问题，不同的距离收取不同的费用。
5.研究流程及分工
5.1研究的流程及技术路线
5.2时间安排
文献综述
2011.10.21~2011.11.10
小组成员
问卷调查及总结
2011.11.11~2011.12.1
闵静张伟芳崔莹
刷卡机的终端改造
2011.12.2~2011.12.15
周德华
公交站台的布设与交通组织
2011.12.15~2012.1.10
杜影闵静
公交IC卡刷卡数据传输方式的研究
2011.12.2~2011.12.15
梁硕熙
公交乘客下站刷卡推动措施的研究及提出
2012.1.10~2012.1.25
张伟芳崔莹
初步方案的形成
2012.1.25~2012.2.1
小组成员
方案的讨论及评价
2012.2.1~2012.2.2
小组成员
PPT及论文的制作
2012.2.2~
闵静张伟芳崔莹
6、关于可接受度的问卷调查
在可接受度方面我们采取了问卷调查的形式。
在网上及现场分别发放了一定数量的问卷，回收有效问卷486份，现场访问18位70岁以上的老年人。
对问卷调查的分别进行了定量及定性的分析：
6.1定量分析：
收回有效问卷486现场访问18位（70岁以上）
问卷被调查者组成
身份
学生
固定工作者
自由工作者
退休者（70岁以上）
份数
375
73
5
33+18（18）
6.1.1全体数据统计及分析
（1）数据统计表
乘坐公交车的频率
5次以上
3-4次
1-2次
几乎不
频数
80
80
164
162
频率
0.16
0.16
0.34
0.34
采取什么方式支付公交车费
投币
刷卡
频数
158
328
频率
0.33
0.67
认为哪种票制的收费方式比较合理（多选）
一票制
按站收费
月票包月
频数
235
262
113
频率
0.48
0.54
0.23
是否愿意参与下车刷卡
是
否
频数
328
158
频率
0.67
0.33
愿意下车刷卡最主要的原因
有优惠
举手之劳，不是很麻烦
支持公交数据采集
其他
频数
97
175
46
12
频率
0.29
0.53
0.14
0.04
不愿意下车刷卡最主要的原因
耽误时间造成拥堵
怕麻烦想就近下车
不愿使用刷卡收费
其他
频数
104
40
5
7
频率
0.66
0.25
0.04
0.05
您认为折扣至少在＿＿＿折比较能接受下车刷卡
众数8平均值5.8922
能忍受的排队最长时间
低于30秒
1分钟以内
1-2分钟
2分钟以上
频数
231
169
84
2
频率
0.48
0.35
0.16
0.01
渠化方案接受度
可行
不可行
频数
355
131
频率
0.73
0.26
自由方案接受度
可行
不可行
频数
257
229
频率
0.53
0.47
（2）简要分析
.超过一半的市民可以理解并接受下车刷卡系统的实施，比较支持刷卡及按里程收费。
.不愿刷卡的市民主要是担心下车拥堵问题，在其后的研究过程中，要着重解决站台混乱拥堵的问题，重点疏导站台人流。
.绝大多数市民的极限忍耐排队时间在一分钟以内。
在完善该系统时要注意等候时间的控制。
.大多数的市民比较看好用硬性隔离的方式来使站台有秩序，其后的研究可以把重心放在渠化方案上。
.绝大多数市民可以接受8折以下的优惠
6.1.2学生部分数据统计及简要分析
（1）数据统计表
乘坐公交车的频率
5次以上
3-4次
1-2次
几乎不
频数
56
50
136
133
频率
0.15
0.1333
0.3611
0.3556
采取什么方式支付公交车费
投币
刷卡
频数
125
250
频率
0.3333
0.6667
认为哪种票制的收费方式比较合理（多选）
一票制
按站收费
月票包月
频数
185
206
88
频率
0.4944
0.55
0.2333
是否愿意参与下车刷卡
是
否
频数
256
119
频率
0.6828
0.3173
愿意下车刷卡最主要的原因
有优惠
举手之劳，不是很麻烦
支持公交数据采集
其他
频数
75
133
38
10
频率
0.2927
0.5203
0.1463
0.0407
不愿意下车刷卡最主要的原因
耽误时间造成拥堵
怕麻烦想就近下车
不愿使用刷卡收费
其他
频数
84
25
4
6
频率
0.7018
0.2105
0.0351
0.0526
（2）简要分析
学生乘坐公交车的一个主要群体。
接受新鲜事物的能力较强，基本可以理解下车刷卡的积极意义，对于刷卡计费以及下车刷卡的接受度较高。
6.1.3固定工作者部分数据
（1）数据统计表
乘坐公交车的频率
5次以上
3-4次
1-2次
几乎不
频数
17
10
20
26
频率
0.23
0.14
0.27
0.36
采取什么方式支付公交车费
投币
刷卡
频数
24
49
频率
0.3333
0.6667
认为哪种票制的收费方式比较合理（多选）
一票制
按站收费
月票包月
频数
36
42
15
频率
0.49
0.58
0.21
是否愿意参与下车刷卡
是
否
频数
52
21
频率
0.71
0.29
愿意下车刷卡最主要的原因
有优惠
举手之劳，不是很麻烦
支持公交数据采集
其他
频数
17
27
6
2
频率
0.33
0.52
0.11
0.04
不愿意下车刷卡最主要的原因
耽误时间造成拥堵
怕麻烦想就近下车
不愿使用刷卡收费
其他
频数
15
4
1
1
频率
0.71
0.19
0.05
0.05
（2）简要分析
固定工作者乘坐公交车的频率略低于学生群体。
对于下车刷卡的接受度与学生群体差异不大。
6.1.4自由工作者&退休者部分数据
（1）数据统计表
乘坐公交车的频率
5次以上
3-4次
1-2次
几乎不
频数
7
20
8
3
频率
0.18
0.53
0.21
0.08
采取什么方式支付公交车费
投币
刷卡
频数
9
29
频率
0.24
0.76
认为哪种票制的收费方式比较合理（多选）
一票制
按站收费
月票包月
频数
14
14
10
频率
0．37
0.37
0.26
是否愿意参与下车刷卡
是
否
频数
18
2
频率
0.47
0.53
愿意下车刷卡最主要的原因
有优惠
举手之劳，不是很麻烦
支持公交数据采集
其他
频数
5
15
2
0
6.2定性分析：
根据调查结果得出如下结论：
6.2.1较为乐观的情况
在被调查者中，绝大多数的人乘坐公交车的频率都在每周两次以上，足以说明目前的公共交通的普及程度是比较乐观的，公交乘客的出行数据将会是城市居民出行情况的重要组成部分。
超过一半的市民已经习惯于刷卡乘车，并且可以理解并接受下车刷卡系统的实施，比较支持刷卡及按里程收费。
这为下车刷卡系统的推行提供了有利背景。
在优惠措施方面被调查者的重视程度比原先预计的低，超过半数者认为8折以下即可。
在愿意参与下车刷卡的乘客中，超过一半的人是因为觉得不太麻烦举手之劳，因此在设计该系统时，尽量的便利是成功的关键所在。
学生乘坐公交车的一个主要群体。
接受新鲜事物的能力较强，基本可以理解下车刷卡的积极意义，对于刷卡计费以及下车刷卡的接受度较高。
固定工作者乘坐公交车的频率略低于学生群体。
对于下车刷卡的接受度与学生群体差异不大。
6.2.2可能遇到的障碍
不愿刷卡的市民主要是担心下车拥堵问题，比较担心下车刷卡会耽误出行的时间。
要解决实施系统之后的可能出现的站台乘客拥堵，车辆停靠混乱和通行效率降低等问题是一个很大的挑战。
因为相当一部分城市对于70岁以上的老年人采取公交免费的政策，其他群体的老年人也有相应的优惠，因此退休者不太愿意改变现状，大多认为目前的公交政策已经不错。
在推行的过程中老年人的积极性不会很高。
绝大多数市民的极限忍耐排队时间在一分钟以内，超出该时间将会给实际实施带来很大的困难。
6.2.3在设计及推行过程中需要注意的问题
在其后的研究过程中，要着重解决站台混乱拥堵的问题，重点疏导站台人流。
大多数的市民比较看好用硬性隔离的方式来使站台有秩序，其后的研究可以把重心放在渠化方案上
在推进此项措施时，应尽力采取一些老年人愿意接受的优惠措施来吸引他们参与其中。
在完善该系统时要注意等候时间的控制，并确保其小于等于一分钟。
7、关键技术
面向开放式公交系统的乘客下车站台刷卡系统运用了交通、电路传输及心理等技术，并使这些技术交织在一起来开发这一系统。
进一步说，我们运用了问卷调查的方法进行调查分析。
除此之外，我们还运用了3Dmax软件进行动画制作，用CAD进行方案设计。
7.1刷卡机数目确定模型
要确定下车刷卡公交站台布设的最关键因素即为刷卡机的台数，只有确定了刷卡点的数目才能为下一步的平面布设提供基础和指导。
因此，参照排队系统的理论，综合总客流到达情况和服务系统服务效率，通过评价来确定特定公交站台的经过公交线路与刷卡机数目的关系，以期达到最佳服务效果来推广下车刷卡举措的实施。
7.1.1乘客到达模型分析
与排队论相区别的是，公交车站乘客的到达模型具有群体性和间歇性，并不能以简单的泊松分布或者负指数分布概括。
影响该排队模型的关键因素是每次下车的群体客流量和群体与群体之间的时间间隔，以下就从这两个方面入手。
（1）下车客流量
下车客流预测既是公交站台布设的重要依据，也是刷卡机数目确定的基础。
公交车站设计最基本的要求就是满足候车乘客以及流动乘客所必需的空间要求。
预测的客流量将直接影响到车站站台宽度、车站长度、下车刷卡机配备台数等的确定，因此，在对刷卡设施进行布设之前，有必要对快速公交车站的进出站客流量进行预测。
但由常识可知，刷卡机数目取值范围并不大且相对来说较稳定，多为个位数的整数，所以使用适合的下车客流预测方法而不是盲目的采用通用方法才是重要的。
传统的客流预测方法还是“四阶段”预测法，这种预测方法的优点是从出行主体的特征角度研究其与出行量的关系，概念清晰，目标明确，比较适用于大范围的客流预测。
但是传统的“四阶段”预测法也存在以下弊端：
各种出行生成相关因素（劳动力、学生数分布，就业、就学岗位分布等）的预测工作繁琐，需要的基础资料过多；
具有严格的预测步骤，缺乏一定的灵活性，导致预测效率比较低下；
预测所需的费用也比较高。
根据现有状况，下车刷卡一般是对现有站台进行改造处理而非新建站台增加线路，并且刷卡站台的布设一定程度上与上车客流并无太大关联，。
因此在经济适用的原则下，我们采用调查归纳现有公交路线的数目和运营状况与公交站台下车客流量，并建立线性关系来预测公交站台的下车客流量。
以下是整理后的调查数据（单位：
人/小时）：
线路数目
客流量
4（进香河，工作日，工作时间）
21
8（鼓楼，工作日，工作时间）
204
13（新街口，工作日，工作时间）
174
我们可以通过分析得到。
公交路线数与下车客流量的关系是：
Q=ax+b.
（2）车辆到达时间间隔
每一条公交线路都有固定的发车班次和规定的时间间隔，但往往由于路况的复杂性和很多不确定的因素导致无法准点到达车站。
而车站的容量也是有限的，往往到达的车辆会大于车站能够容纳的车辆，这时的下车客流很有可能远离车站而无法完成下车刷卡流程。
所以车辆到达时间的动态性和复杂性导致了这很难精确的估算。
根据上面的分析我们知道，本模型要得到的结果并不需要高精度的计算，因此我们假设不考虑路况和其他因素的干扰，单从线路本身来预测车辆间的时间间隔也是可行的。
实际观察数据：
我们建立如下的线性模型。
△t=cx+d.
7.1.2刷卡服务系统
（1）单台刷卡速度（服务时间）
整个刷卡流程包括排队、刷卡、离去三个基本动作，而具体的刷卡又可分解为机器感应、提示刷卡成功、人为反应三个阶段，这所有动作的时间总和则是我们所要估计的单台刷卡速度。
考虑到现实情况的复杂，为了确保模型估计的可信度，我们以最长时间来计算。
机器感应的时间（问做机器的）
提示时间
人为反应时间，自己做实验统计。
举起卡和离去的时间
以上，通过理论推敲和反复的实践，单人刷卡时间我们取u1（小时/人）
最大忍耐刷卡时间（总时间）
根据问卷调查，我们得到数据。
U2（小时）
（2）刷卡机数目的计算
基础台数
因刷卡这一具体动作所需的时间是固定的，故可推算出最大实际排队的时间
t=U2-U1
基础台数：
n=Q*u1/t=（ax+b）u1/（u2-u1）.
影响因素修正
公交车站的客流量及刷卡速度等因素都受到公交车站周围环境因素的影响，即车站周围路网密度、土地开发强度和类型的制约，所以完全根据线路数而确定的刷卡机台数有时是不够现实的。
由车站所属的地区类型，我们定义刷卡机台数的修正系数来得到更精确的答案。
N=n*μ
修正系数μ取值如下：
（分类还需商榷）
地区
μ取值
CBD及附近地区
普通城区
工业区、开发新区
最终建议指标
通过以上分析和计算，我们得出刷卡机台数的建议指标如下表：
7.2下车刷卡公交站台布设
基于刷卡台数的基础布设形式
只有1台刷卡机的站台往往经过线路较少，客流量不是很大所以排队时间不是很长，为了保证站台的灵活性和便捷性，因此不做过多的渠化方案以免干扰正常的运行，布设如下图：
2-4台：
4台以上：
特殊情况
工业园区及郊区
客流特点：
区域面积大，人流量小
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