无人驾驶公交车应急调度系统及方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810661653.2
(22)申请日 2018.06.25
(71)申请人 青岛智能产业技术研究院
地址 266109 山东省青岛市高新区创业大
厦B座26楼
(72)发明人 朱凤华　吕宜生　王飞跃　李灵犀　
李乃强　田滨　沈震　董西松　
(74)专利代理机构 青岛清泰联信知识产权代理
有限公司 37256
代理人 徐艳艳
(51)Int.Cl.
G08G 1/01(2006.01)
G08G 1/0968(2006.01)
H04N 7/18(2006.01)
(54)发明名称无人驾驶公交车应急调度系统及方法(57)摘要本发明涉及一种无人驾驶公交车应急调度系统及方法，所述系统包括括无人驾驶公交车、安装于公交站台上的公交站台监控装置以及安装于管理中心的中心调度模块；其中，所述公交站台监控装置包括图像采集单元、与所述图像采集单元连接的视频分析单元以及与所述视频分析单元连接的主控模块，所述主控模块与所述中心调度模块通信；所述中心调度模块与所述无人驾驶公交车进行通信。

本发明可以作为常规公交系统的一种有益补充，在公交站台出现突发性客流需求时，自动调度应急无人驾驶公交车，解决了常规公交系统难以灵活调整的问题，提升公交系统对紧急情况的处理能力，有助于改善城市交
通环境。

权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 108831151 A 2018.11.16
C N 108831151
A
1.一种无人驾驶公交车应急调度系统，其特征在于，包括无人驾驶公交车、安装于公交站台上的公交站台监控装置以及安装于管理中心的中心调度模块；其中，所述公交站台监控装置包括：
图像采集单元，用于采集公交站台上的视频信息；
与所述图像采集单元连接的视频分析单元，用于接收图像采集单元发送的视频信息，并对视频信息进行分析，计算公交站台上当前候车的人数；
与所述视频分析单元连接的主控模块，用于接收视频分析单元发送的公交站台上当前候车人数，并判断当前候车人数是否超过预设的阈值，若超过阈值，则生成报警信息，并将报警信息和应急调度请求发送至中心调度模块；
所述中心调度模块与所述无人驾驶公交车进行通信，在所述中心调度模块接收到所述主控模块发送的报警信息和应急调度请求后，调度无人驾驶公交车工作。

2.如权利要求1所述的无人驾驶公交车应急调度系统，其特征在于，所述公交站台监控装置还包括与所述主控模块连接通信模块，所述主控模块通过所述通信模块与所述中心调度模块进行通信。

3.如权利要求1或2所述的无人驾驶公交车应急调度系统，其特征在于，所述无人驾驶公交车包括公交车车体，所述公交车车体的前端设有LED屏，所述公交车车体上设有与所述中心调度模块进行通信的通信模块和与所述通信模块连接的无人驾驶模块。

4.一种无人驾驶公交车应急调度方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任意一项所述的无人驾驶公交车应急调度系统，含有以下步骤：
S1、公交站台监控装置通过图像采集单元采集公交站台上的视频信息，根据视频信息通过视频分析单元计算公交站台上当前候车的人数，主控模块根据计算的当前候车人数，判断当前候车人数是否超过预设的阈值，当候车人数超过预设的阈值，则向中心调度模块发送报警信息和应急调度请求；
S2、中心调度模块收到公交站台监控装置发送的报警信息和应急调度请求后，选择无人驾驶公交车，向无人驾驶公交车发出进入运营状态的指令；
S3、无人驾驶公交车接收到进入运营状态的指令后，显示运行公交路线，启动无人驾驶功能，进行无人驾驶，驶出公交停放点，进入设定的公交路线；
S4、无人驾驶公交车从设定的公交站点开始，依次经过线路上剩余的其他公交站点；
S5、无人驾驶公交车到达线路的终点站后，结束运行状态，并向中心调度模块发送通知消息；
S6、中心调度模块接收到消息后，选择无人驾驶公交车需要停放的地点，并给无人驾驶公交车下发进入停车点的指令；
S7、无人驾驶公交车接收到指令后，驶向指定的停放点；
S8、无人驾驶公交车进入停放点，进入待命状态，调度完成。

5.如权利要求4所述的无人驾驶公交车应急调度系统，其特征在于，所述步骤S2中，选择无人驾驶公交车的步骤为：
S21、将报警公交站点附近的公交车停车场中处于待命状态的无人驾驶公交车记为R1＝{r1,r2,…,r n}；
S22、在人工交通系统上，预测公交线路上的交通状况，考虑交通流状态、天气情况、周
边人口活动情况因素，模拟每辆车r i的调度运行过程，模拟结果包括r i经过每个公交站台后剩余的候车人数和运行过程总的耗油量；
S23、选择运行过程中公交站台剩余候车人数为0的车辆集合，记为R2；
S24、如果R2不为空，选择R2中车辆耗油量最小的车辆；
S25、如果R2为空，选择载客量最大车辆。

6.如权利要求5所述的无人驾驶公交车应急调度方法，其特征在于，所述步骤S22中，所述人工交通系统是指采用基于代理的建模方法，用基本规则描述交通系统中人、车、路、环境四个要素之间的影响关系，通过上述几个要素个体之间的相互作用，生成交通系统演化过程的仿真系统。

无人驾驶公交车应急调度系统及方法
技术领域
[0001]本发明属于城市公共交通管理技术领域，涉及公交车管理技术，具体地说，涉及一种无人驾驶公家车应急调度系统及方法。

背景技术
[0002]随着人工智能技术的兴起，无人驾驶技术得到快速发展，并逐渐趋于成熟。

公家车行使路线较为固定，道路环境相对简单，因此无人驾驶公交车也是无人驾驶技术有望得到实用化的领域之一。

另一方面，公交车的发车时间是按照预定计划设定的，通常无法及时处理等车乘客突然增加等紧急情况。

若能在现有固定时间间隔调度公交车的基础上，增加应急调度的无人驾驶公交车，能够在系统运行成本增加较小的情况下，提升公交系统的紧急情况的相应处理能力，对改善城市交通环境具有重要作用。

发明内容
[0003]本发明针对现有技术存在的上述问题，提供了一种在紧急情况下应急调度无人驾驶公交车的无人驾驶公交车应急调度系统及方法。

[0004]为了达到上述目的，本发明提供了一种无人驾驶公交车应急调度系统，包括无人驾驶公交车、安装于公交站台上的公交站台监控装置以及安装于管理中心的中心调度模块；其中，所述公交站台监控装置包括：
[0005]图像采集单元，用于采集公交站台上的视频信息；
[0006]与所述图像采集单元连接的视频分析单元，用于接收图像采集单元发送的视频信息，并对视频信息进行分析，计算公交站台上当前候车的人数；
[0007]与所述视频分析单元连接的主控模块，用于接收视频分析单元发送的公交站台上当前候车人数，并判断当前候车人数是否超过预设的阈值，若超过阈值，则生成报警信息，并将报警信息和应急调度请求发送至中心调度模块；
[0008]所述中心调度模块与所述无人驾驶公交车进行通信，在所述中心调度模块接收到所述主控模块发送的报警信息和应急调度请求后，调度无人驾驶公交车工作。

[0009]进一步的，所述公交站台监控装置还包括与所述主控模块连接通信模块，所述主控模块通过所述通信模块与所述中心调度模块进行通信。

[0010]优选的，所述无人驾驶公交车包括公交车车体，所述公交车车体的前端设有LED 屏，所述公交车车体上设有与所述中心调度模块进行通信的通信模块和与所述通信模块连接的无人驾驶模块。

[0011]为了达到上述目的，本发明提供了一种无人驾驶公交车应急调度方法，采用上述无人驾驶公交车应急调度系统，含有以下步骤：
[0012]S1、公交站台监控装置通过图像采集单元采集公交站台上的视频信息，根据视频信息通过视频分析单元计算公交站台上当前候车的人数，主控模块根据计算的当前候车人数，判断当前候车人数是否超过预设的阈值，当候车人数超过预设的阈值，则向中心调度模
块发送报警信息和应急调度请求；
[0013]S2、中心调度模块收到公交站台监控装置发送的报警信息和应急调度请求后，选择无人驾驶公交车，向无人驾驶公交车发出进入运营状态的指令；
[0014]S3、无人驾驶公交车接收到进入运营状态的指令后，显示运行公交路线，启动无人驾驶功能，进行无人驾驶，驶出公交停放点，进入设定的公交路线；
[0015]S4、无人驾驶公交车从设定的公交站点开始，依次经过线路上剩余的其他公交站点；
[0016]S5、无人驾驶公交车到达线路的终点站后，结束运行状态，并向中心调度模块发送通知消息；
[0017]S6、中心调度模块接收到消息后，选择无人驾驶公交车需要停放的地点，并给无人驾驶公交车下发进入停车点的指令；
[0018]S7、无人驾驶公交车接收到指令后，驶向指定的停放点；
[0019]S8、无人驾驶公交车进入停放点，进入待命状态，调度完成。

[0020]优选的，所述步骤S2中，选择无人驾驶公交车的步骤为：
[0021]S21、将报警公交站点附近的公交车停车场中处于待命状态的无人驾驶公交车记为R1＝{r1,r2,…,r n}；
[0022]S22、在人工交通系统上，预测公交线路上的交通状况，考虑交通流状态、天气情况、周边人口活动情况因素，模拟每辆车r i的调度运行过程，模拟结果包括r i经过每个公交站台后剩余的候车人数和运行过程总的耗油量；
[0023]S23、选择运行过程中公交站台剩余候车人数为0的车辆集合，记为R2；
[0024]S24、如果R2不为空，选择R2中车辆耗油量最小的车辆；
[0025]S25、如果R2为空，选择载客量最大车辆。

[0026]优选的，所述步骤S22中，所述人工交通系统是指采用基于代理的建模方法，用基本规则描述交通系统中人、车、路、环境四个要素之间的影响关系，通过上述几个要素个体之间的相互作用，生成交通系统演化过程的仿真系统。

[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0028](1)本发明提出的无人驾驶公交车应急调度系统，可以作为常规公交系统的一种有益补充，在公交站台出现突发性客流需求时，采集公交站台上的视频信息，通过视频分析公交站台上的候车人数，根据候车人数判断是否进行应急调度，并通过管理中心的中心调度模块自动调度应急无人驾驶公交车，解决了常规公交系统难以灵活调整的问题，提升公交系统对紧急情况的处理能力，有助于改善城市交通环境。

并且利用无人驾驶公交车完成疏散任务，可以节省由于司机长期等待产生的人力资源浪费等问题，降低系统的运行成本。

[0029](2)本发明提出的无人驾驶公交车应急调度方法，通过将无人驾驶公交车应急调度系统作为常规公交系统的补充，在公交站台出现突发性客流增加等紧急情况时，自动调度无人驾驶公交车，能够在常规公交系统运行成本增加较小的情况下，提升常规公交系统对紧急情况的处理能力。

附图说明
[0030]图1为本发明实施例无人驾驶公交车应急调度系统的结构框图；
[0031]图2为本发明实施例公交站台监控装置结构的框图；
[0032]图3为本发明实施例无人驾驶公交车应急调度方法的流程图；
[0033]图4为本发明实施例选择无人驾驶公交车的流程图。

[0034]图中，1、无人驾驶公交车，2、公交站台监控装置，21、图像采集单元，22、视频分析单元，23、主控模块，24、通信模块，3、中心调度模块。

具体实施方式
[0035]下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。

然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

[0036]参见图1、图2，本发明提供了一种无人驾驶公交车应急调度系统，包括无人驾驶公交车1、安装于公交站台上的公交站台监控装置2以及安装于管理中心的中心调度模块3；其中，所述公交站台监控装置2包括：
[0037]图像采集单元21，用于采集公交站台上的视频信息；
[0038]与所述图像采集单元21连接的视频分析单元22，用于接收图像采集单元21发送的视频信息，并对视频信息进行分析，计算公交站台上当前候车的人数；
[0039]与所述视频分析单元22连接的主控模块23，用于接收视频分析单元22发送的公交站台上当前候车人数，并判断当前候车人数是否超过预设的阈值，若超过阈值，则生成报警信息，并将报警信息和应急调度请求发送至中心调度模块3；
[0040]所述中心调度模块3与所述无人驾驶公交车进行通信，在所述中心调度模块3接收到所述主控模块23发送的报警信息和应急调度请求后，调度无人驾驶公交车1工作。

[0041]本发明上述应急调度系统，可以作为常规公交系统的有益补充，解决突发性客流等应急响应问题。

[0042]继续参见图2，为了实现公交站台监控装置与中心调度模块之间的通信，作为上述应急调度系统的优选设计，所述公交站台监控装置还包括与所述主控模块连接通信模块，所述主控模块23通过所述通信模块24与所述中心调度模块3进行通信。

作为优选方案，所述通信模块采用无线通信。

在选用具体通信方式时，既可以选择运行商的通信网络，如：3G、4G 等；也可以采用自建的无线传感器通信网络，如：ZigBee等。

采用第一种方式时，不需要自建网络，系统建设施工成本低，但是在系统运行过程中需要支付通信流量费用。

采用第二中方式时，系统建设施工成本较高，但在系统运行过程中不要支付通信流量费用。

具体采用哪种通信方式，可以结合用于具体要求来确定。

[0043]作为上述应急调度系统的优选设计，为了实现中心调度模块对无人驾驶公交车的调度，所述无人驾驶公交车包括公交车车体，所述公交车车体的前端设有LED屏，所述公交车车体上设有与所述中心调度模块进行通信的通信模块和与所述通信模块连接的无人驾驶模块。

在车辆处于运营状态时，车辆前端的LED屏显示当前的运营路线，在车辆处于停止运营状态时，显示“停止运营”。

无人驾驶模块完成无人驾驶功能。

通信模块和中心调度模块进行通信。

作为优选方案，所述无人驾驶公交车的通信模块同样采用无线通信，在选用具体通信方式时同上述公交站台监控装置的通信方式，此处不再赘述。

[0044]作为上述应急调度系统的优选设计，所述的报警信息包括对应公交车线路号、所
述公交站台和当前候车人数。

但不限于上述三种信息，还可以根据实际需要包括其他相关信息。

[0045]本发明上述应急调度系统的施工过程为：
[0046](1)在管理中心安装中心调度模块。

[0047](2)在公交站台安装公交站台监控装置。

在安装公交站台监控装置时，需要对公交站台进行改造，将每条线路的候车区域区分开。

一个公交站台可以安装多个公交站台监控装置。

[0048](3)停放无人驾驶公交车放置在应急疏散车辆停放点内。

在建设应急疏散车辆停放点时，要结合城市土地利用情况，选择距离人群聚集场所比较近的地点进行建设。

相对于常规公交停放站来说，应急疏散车辆停放点的面积比较小，一般只需停放10辆左右的无人驾驶公交车即可。

[0049]参见图3，本发明提供了一种无人驾驶公交车应急调度方法，采用上述无人驾驶公交车应急调度系统，含有以下步骤：
[0050]S1、公交站台监控装置通过图像采集单元采集公交站台上的视频信息，根据视频信息通过视频分析单元计算公交站台上当前候车的人数，主控模块根据计算的当前候车人数，判断当前候车人数是否超过预设的阈值，当候车人数超过预设的阈值，则向中心调度模块发送报警信息和应急调度请求；
[0051]S2、中心调度模块收到公交站台监控装置发送的报警信息和应急调度请求后，选择无人驾驶公交车，向无人驾驶公交车发出进入运营状态的指令；
[0052]S3、无人驾驶公交车接收到进入运营状态的指令后，显示运行公交路线，启动无人驾驶功能，进行无人驾驶，驶出公交停放点，进入设定的公交路线；
[0053]S4、无人驾驶公交车从设定的公交站点开始，依次经过线路上剩余的其他公交站点；
[0054]S5、无人驾驶公交车到达线路的终点站后，结束运行状态，并向中心调度模块发送通知消息；
[0055]S6、中心调度模块接收到消息后，选择无人驾驶公交车需要停放的地点，并给无人驾驶公交车下发进入停车点的指令；
[0056]S7、无人驾驶公交车接收到指令后，驶向指定的停放点；
[0057]S8、无人驾驶公交车进入停放点，进入待命状态，调度完成。

[0058]本发明上述应急调度方法，有效地解决了突发性客流等应急响应问题。

[0059]参见图4，作为上述方法的优选设计，所述步骤S2中，选择无人驾驶公交车的步骤为：
[0060]S21、将报警公交站点附近的公交车停车场中处于待命状态的无人驾驶公交车记为R1＝{r1,r2,…,r n}；
[0061]S22、在人工交通系统上，预测公交线路上的交通状况，考虑交通流状态、天气情况、周边人口活动情况因素，模拟每辆车r i的调度运行过程，模拟结果包括r i经过每个公交站台后剩余的候车人数和运行过程总的耗油量；
[0062]S23、选择运行过程中公交站台剩余候车人数为0的车辆集合，记为R2；
[0063]S24、如果R2不为空，选择R2中车辆耗油量最小的车辆；
[0064]S25、如果R2为空，选择载客量最大车辆。

[0065]通过对无人驾驶公交车的选择，节省应急调度时间，提高紧急事件的处理效率，降低系统的运行成本。

[0066]作为上述方法的优选设计，所述步骤S22中，所述人工交通系统是指采用基于代理的建模方法，用基本规则描述交通系统中人、车、路、环境四个要素之间的影响关系，通过上述几个要素个体之间的相互作用，生成交通系统演化过程的仿真系统。

通过人工交通系统模拟无人驾驶公交车的应急响应过程，根据模拟结果预测车辆的疏散效果和运行成本，为无人驾驶公交车的选择提供决策依据。

[0067]上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

图1
图2
图3
图4
说　明　书　附　图3/3页CN 108831151 A 11。