城市轨道交通信息交互设备 所属技术领域
本发明涉及为城市轨道交通乘客提供完备的出行信息查询和列车运行信息、商务广告信息及其它公益信息发布，集触摸及信息显示系统、分析计算系统、信息打印系统、网络系统为一体的城市轨道交通信息交互系统。
背景技术
国家统计局发布的报告指出，改革开放以来，我国城市轨道交通建设迅速发展，至2007年末，全国拥有城市轨道交通运营线路长达775km(2008年11月6日，《新华每日电讯》报导)。2015年，北京将形成“三环、四横、五纵、七放射”布局，总长达561km的城市轨道交通网络。城市轨道交通网络的不断发展，给广大市民提供了多样的出行方式以及便捷、舒适的出行环境，同时，线网的日益复杂和运营模式的多样化，也使乘客产生了选择合理的乘车路线、及时获取列车运营及其它综合信息服务的需求。
目前，北京市城市轨道交通线网各站厅均设有信息查询终端，由于功能单一，可供查询的信息量少，更新慢，无法提供乘客所需的合理出行路径、列车运营信息、商务信息等查询功能，无法满足城市轨道交通飞速发展所带来的乘客信息服务需求，使用率较低。同时，由于城市轨道交通运营企业无法从该终端获取指导运营生产所必须的乘客路径选择习惯、客流时空分布特征等信息，加上各终端单机运行，维护成本高，使投资方没有维护升级的意愿，不能起到综合信息查询终端应发挥的积极作用。
鉴于以上信息查询终端的现状，为充分发挥轨道交通有序、可控、大容量的运输优势，大力提升轨道交通的运输服务质量，发掘城市轨道交通经营市场，诱导运营企业投资方向，为乘客提供友好、完备、实用的信息服务，本发明将提供给乘客最优出行路线、列车运营信息，并开发城市轨道交通客运市场的商业潜能。
本发明具有以下三点创新：
1、技术创新
本发明将结合最新的城市轨道交通运营理论和计算机软硬件技术，实现乘客交互信息查询的多样化、数字化、快速化、准确化和实用化，以友好的用户界面、简单的操作方法、丰富的信息显示，大大提升查询终端的使用功能。
通过无线网络通讯设备将设在轨道交通各站厅的查询终端连接成网，可持续扩充和更新功能模块，快速实现数据和软件的版本更新。
本发明可通过每个服务终端准确获取客流特征数据和乘客信息的反馈资料，经软件分析处理，形成改进运营服务质量、优化运营资源配置的参考依据。
2、设备创新
本发明将计算机、触摸屏、卡片信息采集器、打印输出设备、网络设备相结合，形成轨道交通交互信息处理的网络。
3、营销策略创新
现在使用中的信息查询终端在实际使用过程中存在以下问题：
一、功能单一，很难吸引乘客使用，该设备的使用价值不大；
二、使用者少，设备的商业价值小，在此设备上引入商业广告的难度大，不能为运营企业带来经营性的收益，且设备的维护费用高。
本发明功能全面、操作简单、维护方便，大幅提高了设备的实用性，可通过提供站点周边的餐饮、购物、娱乐等相关信息，为乘客的出行提供便利，达到有效吸引乘客的目的。根据《北京市城市快速轨道交通建设规划(2015年)》，到2012年，北京城市轨道交通将建成15条线路，车站数量将超过240个，客运量将突破800万，以每日使用该设备的人数占进站人数的5％计算，此设备一天的用户将超过40万人次，因此，本发明将具有极大的商业价值。在给运营企业带来商业利润的同时，本发明也将获得不断完善所需资金来源。
【发明内容】
为改变现有查询终端功能单一、维护困难、实用性差的现状，本发明提供一套基于网络的信息交互平台，该平台具有以下特点：
功能全面。本发明不仅向乘客提供乘坐轨道交通出行所必需的信息，也使运营企业方便地获取客流出行特征等数据，将商务广告引入本平台，改变运营企业的获利模式。
维护方便。本发明是基于网络搭建的系统平台，软件升级和数据更新均可通过网络自动完成，具有维护成本低、维护处理快捷简易的优点。
实用性好。本发明界面友好、操作简单、信息准确全面、查询速度快，并且，查询所获信息可以便捷打印输出。
本发明所采用的技术方案有以下内容：
整体结构
本发明由触摸屏、计算机、服务终端网络信号无线发射外围设备、打印输出设备、系统功能软件构成设置于各站厅的服务终端(见图1)；
本发明由中央处理服务器、以太网连接设备、服务器控制终端及无线网络连接设备构成中央处理系统；
本发明采用GPRS网络实现中央处理系统和各站厅的服务终端之间的网络连接，具体网络拓扑结构如图2所示。
服务终端软件系统
本发明的服务终端软件系统的模块关系如图3所示，包括以下内容：
服务器端数据统计与分析模块
界面显示与控制模块；
乘客命令输入输出模块；
详细分析与路径查询模块；
查询路径动态显示模块；
路网乘客可达区域更新模块；
商务及公益信息展示模块；
维护与升级控制模块；
主界面更新模块；
打印输出模块。
服务终端显示界面
本发明地服务终端界面由服务终端软件系统实现，分路网显示区、功能区和信息提示区三部分，界面如图4所示。
网络架构
各站厅的服务终端通过无线网络信号发射设备连入GPRS网络，将乘客选择等乘客出行信息按固定格式打包传输给中央服务器，中央服务器也通过GPRS网络接受数据并处理。
服务终端可通过GPRS无线网络与负责主控数据处理的中央处理服务器相连，实现服务终端软件的统一升级和更新，并可以为GPRS联网手机用户提供相关查询功能，实现系统功能与手机功能的整合，为更广泛的乘客提供方便。
数据库系统
通过数据库系统，在中央处理服务器后台存储可随时更新的以下信息：轨道交通线网结构、列车区间运行基本数据资料，本站列车的到发信息，本站列车时刻表信息，本站首末班车信息，本站及目的站的其他公共交通信息，本站周围的商业信息。
营销方式
城市轨道交通各车站(特别是换乘站)所在位置，一般都是一定区域内的经济、交通、文化、娱乐、餐饮的中心。一方面，商家希望能够通过某种方式刊登自己的广告；另一方面，乘客也希望方便快速地找到车站周围的商家信息。因此，车站的地理位置和客户资源优势非常明显，将极大提升查询设备的商业价值，使运营企业在不大幅增加投入的情况下，迅速吸纳商业广告，增加经营性收入。
乘客信息交互系统设备的投入使用，可以有效提升轨道交通的服务水平，改善运营企业的经营状况，有效减少政府的投资，所得收益还可以促进城市轨道交通信息交互系统本身的升级和发展。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是服务终端的外观；
图2是本发明的网络拓扑结构；
图3是系统软件框架结构；
图4是乘客使用服务终端的主界面；
图5是乘客可达区域随时更形效果的界面显示；
图6是运营线路放大显示的界面效果；
图7是路径查询结果展示的界面效果；
图8是以拼音首字母方式进行站名查询的界面效果；
图9是显示不同路线选择的界面效果。
标号说明：
图1-①触摸屏；
图1-②公交IC卡读卡器；
图1-③打印机；
图1-④设备外壳；
图1-⑤服务终端处理计算机；
图1-⑥无线网络设备；
图2-①数据库；
图2-②中央处理服务器；
图2-③服务器控制终端；
图2-④以太网连接设备；
图2-⑤无线网络设备；
图2-⑥触摸屏终端；
图4-①界面显示区；
图4-②信息提示区；
图4-③功能按键区；
图5-①根据首末班车通过线网各站的时间变化，动态显示乘客可达区域；
图6-1-①换乘线提示；
图6-1-②换乘站标示；
图6-1-③目的站选定按钮；
图6-2-①换乘线提示；
图6-2-②换乘站标示；
图6-2-③目的站选定按钮；
图7-1-①路线显示；
图7-1-②查询线路编号；
图7-1-③所显示路线走行信息提示；
图7-2-①放大显示的路线；
图7-2-②放大显示状态提示；
图8-①站名拼音首字母输入键；
图8-②站名拼音首字母输入显示；
图8-③满足输入限定条件的目的站；
图9-①选定的线路显示；
图9-②选定线路的编号(当前选定第四线路)；
图9-③当前选定线路的走行信息显示。
【具体实施方式】
1、触摸屏终端(图2-⑥)与中央处理服务器(图2-②)间通信利用无线网络设备(见图1-⑥、图2-⑤)，通过GPRS无线网络完成数据传输(图2)。中央处理服务器(图2-②)连接数据库(图2-①)，由服务器控制终端(图2-③)控制，通过以太网连接设备(图2-④)和无线网络设备(图2-⑤)联入GPRS网络，接受并处理由触摸屏终端发送的数据。
2、乘客(使用者)用手在服务终端设备界面上触击功能键(见图1-①)，通过不同方式确定目的站(见图6、图8)，处于触摸屏终端设备外壳(见图1-④)内的服务终端处理计算机(见图1-⑤)计算分析并显示路径查询结果(见图7、图9)，同时通过无线网络设备(见图1-⑥)将乘客选择信息发送给中央处理服务器(图2-②)，由中央处理服务器分析处理并存储至数据库(图2-①)。
3、乘客(使用者)面向触摸屏终端设备正面(见图1)，图中服务终端界面分为路网显示区(图4-①)、功能按键区图4-③)和信息提示区图4-②)三部分。
路网显示区实现以下内容的显示：
当服务终端被闲置时间超过5分钟(时间间隔可调整)时，服务终端展示商务或其他公益广告信息；
当乘客启用服务终端但尚未发出查询指令时，路网显示区显示当前轨道交通路网全图，并根据各线列车首末车时刻以及路线计算分析，随时更新本站乘客当前时刻的可达区域(效果如图5-①所示)；
当乘客通过线别功能键进入某条运营线路进行查询时，路网显示区按比例显示区按比例放大显示该运营线路图，用彩色箭头提示换乘站及换乘方向(效果如图6-1-①、图6-1-②、图6-2-①、图6-2-②所示)；
当乘客发出查询命令后，路网显示区显示建议乘客搭乘的路线(有五条最优路线供选择)，始发站及终点站均闪动显示(效果如图7-1-①、图7-1-②、图7-1-③所示)，乘客可以通过点击“路径放大”按键放大显示所查路线(效果如图7-2-①、图7-2-②所示)。
功能区实现以下功能：
功能按键分为“确定目的站”功能和“查询”功能两类(见图4、图8)。
“确定目的站”功能按键包含线别功能键和站名查询键。
乘客通过线别功能键可选1、2、4、5、8、10、13、八通线、机场线、大兴线、亦庄线，在放大显示的运营线路图中选择目的站(效果如图6-1-③及图6-2-③所示)；乘客也可通过站名查询键进入“按站名查询”界面，输入中文站名每个字的汉语拼音首字母来选择目的站(效果如图8-①、图8-②、图8-③所示)。
“查询”功能按键包含中英文切换键和查询命令键。
中英文切换键可使系统界面显示语言在中文和英文间切换(见图4)。
查询命令键：
“时间优先”键实现时间耗费较小路径的查询功能，可为乘客提供时间耗费最少的前5条路径(见图4-③)；
“费用优先”键实现路费较低路径的查询功能，为乘客提供路费支出较少的前5条路径(见图4-③)；
“查询结果选择”键实现备选路径的显示功能，乘客可选择系统提供的第一到第五路线(效果如图9-②所示)；
“重新查询”键可实现新一轮的查询功能(见图4)。
信息提示区实现以下内容的显示：
将推荐给乘客的乘车线路用简明的语言描述，乘客可通过“打印输出”键实现提示信息的打印输出(效果如图7-1-③及图9-③所示)。
非正常运行情况(列车通过、停驶等情况)时，由中央处理服务器输入实时的非正常运营信息，系统结合基本数据库数据，通过影响范围的计算，由服务器端统计与分析模块进行计算，将不同计算结果传回影响范围内的相应服务终端，向乘客发布本线及全线网列车的非正常运行情况(见图2)。
4、乘客(使用者)将公交IC卡接触读卡器(图1-②)。
5、乘客(使用者)触击界面中打印输出键，将路线导行信息打印到固定规格的打印纸上，从服务终端设备的打印机(图1-③)中输出，同时从公交IC卡中扣除获取一次信息的费用。
6、乘客(使用者)移开公交IC卡，本次查询结束，系统恢复到初始状态主界面(图4)7、乘客完成查询操作后，查询与选择结果通过无线网络传送给数据库，由中央处理服务器通过服务器端统计与分析软件模块进行数据分析及存储，统计乘客出行路线偏好，为运营企业改进运营服务质量提供参考。
备注：操作4至操作6的信息打印服务可能设置为收费操作，乘客(使用者)也可不使用此方式，直接通过服务终端界面查询，获取所需路线出行信息，然后单击“重新查询”键即可恢复到初始状态主界面(见图4)。