臺 中 市 政 府 104 年 度 規 劃 研 究 設 計 報 告 獎 助 計 畫 報 告 節 錄 重 點 可 附 掛 於 傳 統 公 車 站 牌 上 的 改 良 式 行 車 資 訊 顯 示 系 統 之 研 究 與 實 作 The research and implementation of improved bus information display system for attaching to the traditional bus stop 研 究 人 員 : 郭 永 清 指 導 教 授 : 余 心 淳 學 校 : 東 海 大 學 系 所 : 資 訊 管 理 學 系 中 華 民 國 104 年 6 月 I
摘 要 城 市 的 交 通 運 輸 就 有 如 心 臟 血 管 的 脈 絡 一 般, 負 責 整 座 城 市 的 新 陳 代 謝, 越 靠 近 心 臟 的 部 分 流 量 越 大, 所 獲 得 的 資 源 和 滋 潤 就 越 多, 反 觀 離 心 臟 部 分 很 遠 的 末 梢 微 血 管, 雖 然 流 量 和 交 換 量 都 不 如 大 動 靜 脈 來 得 大, 若 是 沒 有 這 些 末 梢 微 血 管 的 貢 獻, 也 難 以 匯 聚 出 動 靜 脈 的 大 流 量 台 中 市 的 大 眾 公 共 運 輸 服 務 系 統 也 是 如 此, 以 公 車 為 例, 越 靠 近 市 區 或 主 要 幹 線 的 公 車 運 量 龐 大 班 次, 也 獲 得 較 多 的 經 費 來 建 設 硬 體, 如 美 化 公 車 亭 智 慧 型 候 車 亭 智 慧 站 牌 等 等, 不 僅 活 化 街 道 市 容, 所 提 供 豐 富 的 候 車 與 路 線 資 訊 可 有 效 的 降 低 民 眾 在 候 車 時 對 班 車 到 站 時 間 的 不 確 定 性 所 產 生 的 焦 慮 感, 而 這 種 焦 慮 感 並 不 會 有 城 鄉 的 落 差 相 反 的, 越 靠 近 市 區 班 次 越 密 集 的 路 線, 民 眾 對 班 車 到 站 時 間 反 而 不 是 那 麼 在 意, 而 班 次 越 少 的 非 幹 道 路 線, 由 於 班 次 間 隔 長, 因 此 民 眾 的 候 車 時 間 往 往 差 距 很 大, 若 是 班 車 剛 剛 離 開, 那 麼 候 車 時 間 有 可 能 超 過 至 少 半 個 小 時 以 上, 在 行 車 資 訊 不 足 的 情 況 下, 不 僅 對 等 車 的 市 民 造 成 困 擾 與 不 便, 而 且 這 種 無 意 義 的 等 待 是 沒 有 產 出 的 社 會 資 源 浪 費 智 慧 型 站 牌 的 概 念 在 這 些 非 主 要 幹 道 的 需 求 從 某 個 角 度 來 看 是 比 幹 道 路 線 來 得 高, 但 是 由 於 政 府 施 政 預 算 有 限 且 智 慧 型 公 車 站 牌 設 置 經 費 高 昂, 這 些 站 牌 很 難 用 現 有 的 方 式 全 面 智 慧 化 因 此 本 規 劃 研 究 案 以 結 合 太 陽 能 電 池 車 載 無 線 短 距 傳 輸 電 子 紙 顯 示 面 板 等 先 進 電 子 資 通 技 術, 於 市 區 傳 統 公 車 站 牌 上 研 究 設 計 並 開 發 實 作 出 一 套 符 合 綠 能 環 保 與 智 慧 交 通 概 念, 建 置 維 護 成 本 低 且 高 效 率 的 改 良 附 掛 式 候 車 資 訊 顯 示 系 統 本 研 究 成 果 可 以 用 來 補 足 在 台 中 市 現 行 智 慧 站 牌 及 智 慧 候 車 亭 觸 角 所 不 及 的 二 線 傳 統 公 車 路 線 與 站 牌, 用 最 有 限 的 資 源 來 將 智 慧 站 牌 的 概 念 普 及 化, 讓 在 傳 統 公 車 站 牌 搭 車 的 民 眾 也 能 掌 握 班 車 到 站 的 時 間 資 訊, 方 便 民 眾 乘 車 行 程 的 規 劃 與 時 間 的 掌 控, 並 提 高 其 搭 乘 意 願, 為 主 要 的 班 車 路 線 貢 獻 更 大 的 運 量 與 經 濟 效 益 關 鍵 字 : 智 慧 交 通 公 共 運 輸 服 務 傳 統 公 車 站 牌 智 慧 型 站 牌 附 掛 式 候 車 資 訊 顯 示 系 統 II
目 錄 一 緣 起 與 動 機... 1 二 規 劃 理 念 及 目 標... 4 三 現 況 分 析... 6 四 研 究 設 計... 7 五 規 劃 工 作 程 序 方 法 與 說 明... 10 六 可 行 性 分 析... 21 七 結 論 及 建 議... 25 參 考 文 獻... 27 附 錄... 28 III
圖 目 錄 圖 1-1 智 慧 候 車 亭 ( 台 中 市 )... 1 圖 1-2 獨 立 式 智 慧 站 牌 ( 台 中 榮 總 )... 2 圖 1-3 LCD 智 慧 候 車 亭 ( 新 光 三 越 百 貨 前 )... 2 圖 4-1 公 車 進 站 時 透 過 無 線 短 訊 傳 輸 更 新 站 牌 上 的 班 車 資 訊... 7 圖 4-2 前 班 公 車 取 得 與 下 班 公 車 行 車 時 間 間 距... 8 圖 4-3 公 車 以 無 線 短 訊 傳 送 訊 息 封 包 至 站 牌... 9 圖 5-1 系 統 模 組 方 塊 圖... 11 圖 5-2 電 源 適 配 模 組 正 面... 12 圖 5-3 源 適 配 模 組 背 面... 12 圖 5-4 安 裝 於 模 型 公 車 上 的 USB 迷 你 無 線 網 卡... 12 圖 5-5 卡 片 型 微 電 腦 樹 苺 派... 13 圖 5-6 短 距 無 線 通 訊 模 組... 13 圖 5-7 奇 美 電 生 產 的 10.1 電 子 紙 面 板 及 控 制 模 組... 14 圖 5-8 市 售 電 感 升 壓 模 組 套 件... 15 圖 5-9 3D 列 印 製 作 的 太 陽 能 面 板 模 組 及 微 電 腦 控 制 模 組 總 成... 15 圖 5-10 傳 統 站 牌... 16 圖 5-11 3D 列 印 電 子 紙 支 架 套 件... 16 圖 5-12 電 子 紙 支 架 安 裝 實 況... 17 IV
圖 5-13 整 合 式 防 水 套 件 將 重 要 零 件 全 數 收 納... 17 圖 5-14 整 合 式 防 水 套 件 插 入 站 體 上 方 管 口 即 完 成 安 裝... 17 圖 5-15 由 傳 統 站 牌 改 裝 成 的 電 子 紙 智 慧 站 牌 全 貌... 18 圖 5-16 A 公 車 之 車 載 系 統 取 得 與 下 班 B 公 車 之 時 間 間 距... 18 圖 5-17 公 車 沿 途 廣 播 含 有 兩 個 時 間 的 訊 息 封 包... 19 圖 5-18 站 牌 進 入 公 車 發 射 範 圍 接 收 到 訊 息 封 包... 19 圖 5-19 候 車 民 眾 透 過 電 子 紙 獲 得 班 車 資 訊... 20 圖 6-1 各 部 名 稱 及 配 置 方 式... 21 圖 6-2 工 研 院 研 發 之 軟 性 灰 階 電 子 紙 顯 示 器... 22 圖 6-3 市 售 1:24 模 型 公 車... 23 圖 6-4 各 模 組 於 模 型 公 車 上 的 配 置 一... 24 圖 6-5 各 模 組 於 模 型 公 車 上 的 配 置 二... 24 V
一 緣 起 與 動 機 公 車 系 統 在 現 代 都 市 運 輸 中 扮 演 了 重 要 的 角 色, 它 不 僅 是 一 個 城 市 進 步 的 指 標, 也 是 聯 結 城 市 區 域 發 展 與 活 絡 地 方 經 濟 的 推 手 為 了 提 供 便 利 的 公 車 資 訊 服 務, 台 灣 各 大 城 市 在 過 去 幾 年 內, 紛 紛 推 出 多 樣 化 的 公 車 行 車 資 訊 系 統, 舉 凡 智 慧 型 公 車 系 統 智 慧 候 車 亭 智 慧 型 公 車 站 牌 公 車 路 線 以 及 網 頁 和 手 機 App 形 式 的 公 車 到 站 查 詢 資 訊 系 統 等, 希 望 藉 此 提 升 大 眾 運 輸 工 具 的 使 用 效 益, 並 冀 望 與 都 會 捷 運 系 統 的 整 合 來 改 變 民 眾 的 通 勤 與 用 路 習 慣, 達 到 都 市 交 通 順 暢 與 節 能 減 碳 的 雙 重 目 的, 以 建 立 一 個 現 代 化 的 綠 色 城 市 要 達 到 上 述 的 目 標, 政 府 不 僅 要 積 極 地 增 加 公 車 運 輸 服 務 系 統 的 各 項 投 資, 例 如 路 線 車 次 車 輛 車 資 費 率 補 貼 客 運 業 者 的 整 合 行 車 服 務 品 質 與 安 全 性 之 外, 也 要 能 夠 提 供 市 民 精 確 可 靠 的 公 車 到 站 與 候 車 資 訊 服 務, 才 能 有 效 的 吸 引 並 提 昇 民 眾 的 搭 乘 意 願 現 今 的 智 慧 型 公 車 候 車 亭 ( 圖 1-1), 具 有 現 代 化 的 外 觀, 優 雅 的 候 車 環 境, 豐 富 的 多 媒 體 公 車 數 位 資 訊 顯 示 等 特 色 但 由 於 智 慧 候 車 亭 占 地 廣 造 價 高 ( 一 座 約 新 台 幣 20 至 30 萬 之 間 ) 且 獨 立 式 智 慧 站 牌 ( 圖 1-2, 一 座 造 價 約 新 台 幣 12 至 16 萬 之 間 ) 以 及 台 中 市 首 創 的 LCD 智 慧 候 車 亭 ( 圖 1-3), 這 些 都 普 遍 存 在 著 造 價 昂 貴 與 維 護 不 易 的 問 題 此 外, 網 路 與 電 力 佈 線 建 置 施 工 和 預 算 等 因 素 也 間 接 造 成 在 台 中 市 內 無 法 全 面 實 現 智 慧 站 牌 的 設 置 圖 1-1 智 慧 候 車 亭 ( 台 中 市 ) - 1 -
正 面 圖 1-2 獨 立 式 智 慧 站 牌 ( 台 中 榮 總 ) 背 面 圖 1-3 LCD 智 慧 候 車 亭 ( 新 光 三 越 百 貨 前 ) 如 之 前 所 述, 智 慧 型 公 車 站 牌 可 提 供 豐 富 且 完 整 的 多 媒 體 行 車 資 訊, 市 民 對 此 建 設 與 服 務 的 接 受 度 與 滿 意 度 高 雖 高, 但 站 體 建 置 與 維 護 成 本 高 且 耗 電 以 整 個 大 台 中 地 區 而 言, 市 區 主 要 幹 道 已 逐 漸 建 置 新 型 的 智 慧 站 牌 與 站 體, 但 在 非 主 要 幹 道 偏 鄉 地 區 與 車 次 較 少 的 公 車 路 線 仍 大 量 使 用 傳 統 式 的 公 車 站 牌, 無 法 提 供 市 民 即 時 性 的 候 車 資 訊 以 方 便 個 人 行 程 的 規 劃 安 排 與 調 整, 甚 至 會 讓 市 民 感 覺 政 府 施 政 有 區 域 差 別 感 的 存 在 雖 然 台 中 市 政 府 這 幾 年 已 與 業 者 合 作 開 發 在 智 慧 型 手 機 上 使 用 如 台 中 公 車 通 與 台 中 等 公 車 等 App 應 用 軟 體, 不 僅 可 整 合 台 中 市 公 車 動 態 系 統 與 票 價 查 詢, 提 供 台 中 市 公 車 路 線 的 預 估 到 站 時 間 查 詢, 並 支 援 搜 尋 附 近 站 牌 功 能 但 是 對 於 未 攜 帶 或 甚 - 2 -
至 未 使 用 智 慧 型 手 機 的 等 車 民 眾 來 說, 無 法 由 傳 統 的 公 車 站 牌 上 得 到 所 需 候 車 的 時 間 訊 息 實 為 不 便 如 同 台 灣 其 他 的 大 城 市 一 樣, 台 中 市 在 各 區 與 鄉 鎮 道 路 上 擁 有 眾 多 傳 統 非 智 慧 型 的 公 車 站 牌, 在 政 府 有 限 的 預 算 資 源 下, 無 法 將 這 些 站 牌 快 速 且 全 面 的 更 換 成 多 功 能 現 代 化 的 智 慧 型 公 車 站 牌 如 何 解 決 於 傳 統 公 車 站 牌 上 提 供 行 車 路 線 與 候 車 資 訊, 以 縮 減 市 區 內 大 眾 交 通 運 輸 服 務, 因 地 區 ( 熱 鬧 與 偏 遠 ) 幹 道 ( 主 要 與 非 主 要 ) 公 車 路 線 與 班 次 營 運 情 況 所 造 成 的 差 別 化 資 源 配 置 與 使 用, 遂 成 為 都 市 大 眾 交 通 服 務 與 相 關 建 設 中 重 要 的 研 究 課 題 上 述 為 本 規 畫 研 究 案 的 緣 起 與 動 機, 而 其 目 標 是 結 合 先 進 的 資 訊 與 通 訊 科 技 (Information and Communications Technology, ICT), 並 以 低 成 本 低 耗 能 易 建 置 的 設 計 理 念 來 研 究 實 作 出 一 套 可 附 掛 於 傳 統 公 車 站 牌 上 的 改 良 式 行 車 資 訊 顯 示 系 統, 以 協 助 台 中 市 政 府 全 面 提 升 傳 統 公 車 站 牌 數 位 資 訊 化 的 功 能, 提 供 在 傳 統 公 車 站 牌 等 車 的 市 民 一 個 可 獲 取 行 車 與 候 車 時 間 資 訊 的 解 決 方 案 藉 此 提 升 市 民 搭 乘 大 眾 運 輸 載 具 的 意 願, 減 少 個 人 交 通 載 具 的 使 用 與 交 通 相 關 問 題 的 發 生, 進 而 促 進 都 市 節 能 減 碳 的 效 果, 以 期 加 速 大 台 中 市 早 日 晉 身 成 為 一 個 綠 色 科 技 與 智 能 交 通 發 展 完 善 的 智 慧 典 範 城 市 - 3 -
二 規 劃 理 念 及 目 標 目 前 台 中 市 建 置 的 智 慧 型 站 牌 所 顯 示 的 訊 息 相 當 完 整, 候 車 的 民 眾 可 以 得 知 所 等 候 的 班 車 目 前 的 到 站 位 置, 以 及 到 達 所 需 的 約 略 時 間 等 資 訊 但 是 事 實 上 對 於 市 民 來 說, 到 達 站 牌 欲 搭 車 時 所 關 心 的 只 有 兩 件 事 :( 一 ) 所 要 搭 乘 的 班 車 過 站 了 沒?( 二 ) 下 一 班 公 車 何 時 會 到? 要 等 多 久? 只 要 在 民 眾 等 車 時 能 提 供 以 上 兩 個 資 訊, 即 可 滿 足 公 車 族 大 部 分 的 需 求 本 研 究 中 規 劃 利 用 台 中 市 現 有 的 公 車 衛 星 定 位 系 統 對 行 控 中 心 提 供 的 既 有 的 行 車 定 位 資 訊, 整 合 公 車 動 態 資 訊 系 統 並 搭 配 公 車 路 線 所 形 成 的 公 車 網 路 來 傳 遞 資 訊, 將 上 述 ( 一 )( 二 ) 中 的 重 要 訊 息, 透 過 附 掛 在 現 有 二 線 傳 統 公 車 站 牌 上 的 電 子 紙 裝 置 來 顯 示 公 車 的 行 車 與 候 車 資 訊 給 等 車 的 民 眾, 即 是 用 最 低 的 成 本 來 滿 足 大 部 分 的 需 要 在 重 要 路 段 的 公 車 站 牌 或 候 車 亭 使 用 造 價 昂 貴 的 智 慧 型 站 牌 或 LED 字 幕 機 來 妝 點 市 容 當 然 有 其 必 要 性, 但 是 在 非 市 中 心 或 繁 榮 地 區 的 公 車 路 線, 搭 車 民 眾 對 於 班 車 的 行 車 與 候 車 資 訊 仍 有 其 需 求, 而 市 府 在 短 時 間 之 內 又 難 以 編 列 足 夠 的 預 算 來 全 面 建 置 智 慧 型 站 牌, 這 些 站 牌 的 設 計 理 應 回 歸 現 今 民 生 需 求 的 基 本 面, 以 滿 足 搭 車 民 眾 對 自 我 行 程 上 規 劃 與 時 間 掌 控 的 要 求 本 研 究 報 告 所 提 出 的 可 附 掛 於 傳 統 公 車 站 牌 上 的 改 良 式 行 車 資 訊 顯 示 系 統, 其 出 發 點 就 是 針 對 在 大 台 中 地 區 這 些 非 主 要 幹 道 或 重 要 站 點 區 域 的 搭 車 民 眾 來 服 務, 增 加 大 眾 交 通 運 輸 載 具 資 訊 服 務 面 的 供 給 本 研 究 的 規 劃 目 的 不 在 取 代 現 有 的 智 慧 型 站 牌, 而 是 利 用 較 低 成 本 的 方 式 提 供 簡 單 明 確 資 訊 的 來 補 足 新 型 站 牌 系 統 由 於 建 置 維 護 昂 貴 而 無 法 普 及 的 區 域, 以 縮 短 市 政 府 在 公 共 建 設 投 資 與 服 務 上 差 別 化 的 距 離 相 信 有 了 這 套 系 統 之 後, 將 能 以 較 低 的 成 本 來 全 面 滿 足 全 市 候 車 民 眾 的 需 要 先 進 現 代 化 的 城 市 在 都 市 規 劃 與 建 設 時 強 調 積 極 打 造 低 碳 綠 能 環 境 的 重 要 性, 本 規 劃 案 在 研 究 解 決 方 案 的 設 計 上 亦 重 視 這 個 議 題, 以 創 造 永 續 發 展 的 價 值 因 此 整 個 規 畫 理 念 著 重 省 電 低 耗 能 的 技 術 整 合, 建 置 與 維 護 上 要 簡 單 與 低 成 本, 同 時 在 系 統 的 運 作 上 要 穩 定 並 能 - 4 -
結 合 現 有 的 機 制 等 三 個 面 向 來 設 計 開 發 與 實 作 完 成 在 省 電 低 耗 能 的 技 術 整 合 上, 本 研 究 採 用 微 型 太 陽 能 集 電 器 與 先 進 的 電 子 紙 顯 示 器 技 術, 不 僅 站 體 可 自 行 供 應 系 統 運 作 的 電 力, 無 須 額 外 施 工 牽 線, 同 時 電 子 紙 的 顯 示 系 統 只 有 在 內 容 更 新 時 才 需 要 使 用 微 量 電 力, 而 更 新 後 的 資 料 內 容 在 下 一 次 更 新 之 前 都 會 保 留 在 電 子 紙 螢 幕 面 板 上, 不 僅 造 價 便 宜, 更 能 符 合 低 耗 能 的 綠 色 環 保 精 神 在 建 置 與 維 護 的 要 求 上, 本 研 究 提 出 的 方 法 是 使 用 附 掛 式 的 方 式 直 接 將 候 車 顯 示 系 統 器 加 在 傳 統 式 的 公 車 站 牌 上 在 站 體 的 顯 示 器 系 統 包 含 二 個 部 分 :( 一 ) 太 陽 能 面 板 微 電 腦 控 制 模 組 與 無 線 短 訊 接 收 模 組 的 三 合 一 整 合 裝 置 ( 二 ) 電 子 紙 顯 示 面 板 模 組 上 述 ( 一 ) 的 部 分 可 直 接 套 接 於 站 牌 頂 端, 而 ( 二 ) 的 部 分 則 可 以 直 接 鎖 在 站 體 立 桿 上, 這 二 部 分 易 裝 易 拆, 可 迅 速 裝 設 完 畢 與 維 護 容 易, 無 須 拆 除 現 有 的 傳 統 站 牌, 不 僅 可 以 在 短 時 間 內 大 量 建 置 更 新 完 畢, 同 時 更 可 以 降 低 成 本, 減 少 市 政 預 算 的 支 出, 使 得 原 本 困 難 的 事 變 為 可 能 在 系 統 功 能 的 整 體 運 作 上, 本 研 究 規 劃 的 理 念 是 系 統 要 能 穩 定 的 運 行, 所 以 結 合 台 中 市 交 通 局 現 有 的 交 通 動 態 資 訊 系 統 來 獲 取 候 車 資 訊, 以 及 整 合 先 進 車 載 通 訊 技 術 下 的 無 線 短 訊 傳 輸 技 術 上 述 這 些 資 訊 與 通 訊 的 協 定 機 制 分 別 在 現 有 不 同 交 通 運 輸 與 通 訊 產 業 的 應 用 上, 已 經 有 很 穩 定 的 表 現 與 使 用 經 驗, 所 以 在 本 研 究 中 可 以 很 方 便 的 將 其 整 合 在 一 起 - 5 -
三 現 況 分 析 本 節 茲 就 目 前 大 台 中 市 內 有 關 大 眾 交 通 運 輸 系 統 中 公 車 站 牌 行 候 車 資 訊 系 統 功 能 的 現 況 與 問 題, 以 條 列 方 式 簡 述 如 下 : 1. 已 有 技 術 成 熟 與 運 作 穩 定 的 台 中 市 公 車 動 態 資 訊 系 統, 市 民 可 以 利 用 網 路 並 透 過 網 頁 手 機 App 應 用 程 式 或 市 區 內 的 智 慧 型 公 車 站 牌 ( 亭 ) 取 得 相 關 行 車 資 訊 2. 智 慧 型 公 車 站 牌 可 提 供 豐 富 且 完 整 的 多 媒 體 行 車 資 訊, 市 民 接 受 度 與 滿 意 度 高, 但 站 體 建 置 與 維 護 成 本 高 且 耗 電 3. 市 區 主 要 幹 道 已 逐 漸 建 置 新 型 舒 適 合 宜 的 智 慧 站 牌 與 站 體, 但 是 非 主 要 幹 道 偏 鄉 地 區 與 車 次 較 少 的 公 車 路 線 仍 使 用 傳 統 式 的 公 車 站 牌, 無 法 直 接 提 供 市 民 ( 包 含 未 使 用 與 攜 帶 智 慧 型 手 機 的 民 眾 ) 即 時 性 的 行 車 資 訊 以 方 便 個 人 行 程 的 規 劃 安 排 與 調 整 4. 台 中 市 非 智 慧 型 的 傳 統 公 車 站 牌 眾 多, 在 市 政 府 有 限 的 施 政 預 算 資 源 分 配 下, 無 法 短 期 之 內 全 面 快 速 的 將 所 有 傳 統 公 車 站 牌 更 換 成 多 功 能 化 的 現 代 化 智 慧 型 公 車 站 牌 5. 如 何 縮 減 市 區 內 大 眾 交 通 運 輸 服 務, 因 地 區 ( 熱 鬧 與 偏 遠 ) 幹 道 ( 主 要 與 非 主 要 ) 公 車 路 線 與 班 次 營 運 情 況 所 造 成 的 差 別 化 資 源 配 置 與 使 用? 6. 因 搭 乘 非 主 要 幹 道 或 偏 遠 地 區 路 線 的 公 車, 其 對 車 次 行 程 與 時 間 掌 握 的 高 度 不 確 定 性, 減 少 市 民 的 搭 乘 意 願, 以 致 衍 生 出 市 府 定 期 對 公 車 業 者 的 車 資 補 貼 負 擔, 交 通 事 故 與 路 面 壅 塞 和 停 車 相 關 困 境 叢 生, 以 及 空 氣 與 環 境 等 污 染 持 續 發 生 7. 營 造 優 質 公 共 運 輸 服 務 環 境, 提 供 便 民 資 訊 服 務 與 措 施 已 成 為 台 中 市 交 通 建 設 重 要 的 發 展 策 略 之 一 - 6 -
四 研 究 設 計 本 研 究 設 計 之 目 的 在 透 過 一 組 簡 單 的 裝 置, 能 在 公 車 過 站 時, 同 時 將 訊 息 傳 遞 給 站 牌, 進 而 在 站 牌 上 顯 示 公 車 過 站 時 間 以 及 下 班 公 車 預 計 到 達 時 間 等 簡 單 而 重 要 資 訊, 提 供 搭 車 民 眾 作 為 搭 車 決 策 時 的 參 考, 民 眾 將 可 以 藉 由 此 簡 單 的 裝 置 所 傳 達 的 清 晰 且 明 確 的 訊 息, 迅 速 作 出 搭 車 的 決 策 行 為, 避 免 漫 無 目 的 等 候 的 窘 境 與 焦 慮 感, 進 而 提 高 民 眾 搭 乘 大 眾 運 輸 工 具 的 意 願 及 提 高 大 眾 運 輸 工 具 的 使 用 率, 為 打 造 低 碳 城 市 個 盡 一 份 心 其 中 車 載 無 線 短 訊 傳 輸 裝 置 就 是 將 車 上 的 時 間 資 訊 在 過 站 時 傳 輸 給 站 牌 的 設 備, 而 電 子 紙 則 是 站 牌 在 透 過 無 線 短 訊 接 收 裝 置 接 收 到 公 車 傳 來 的 訊 息 之 後, 顯 示 資 訊 時 所 使 用 的 裝 置, 其 特 點 是 持 續 顯 示 而 不 耗 費 任 何 電 力 的 低 功 耗 特 性, 能 夠 以 簡 易 的 太 陽 能 發 電 模 組 以 及 小 型 充 電 電 池 來 供 電, 在 大 規 模 建 置 時 提 供 簡 便 快 速 以 及 低 成 本 等 許 多 優 點 的 安 裝 方 式 下 圖 4-1 為 一 輛 88 路 公 車 向 市 政 府 公 車 動 態 資 訊 系 統 查 詢 下 一 班 88 路 公 車 的 位 置 後, 估 算 出 與 自 己 的 位 置 約 需 25 分 鐘 的 時 間, 而 當 時 的 時 間 為 13 點 52 分, 所 以 將 13 點 52 分 以 及 下 一 班 即 將 到 達 的 預 估 時 間 14 點 17 分 傳 送 給 經 過 的 站 牌, 站 牌 上 的 接 收 裝 置 接 收 訊 息 然 後 在 電 子 紙 上 留 下 兩 組 時 間 資 訊 的 示 意 圖 圖 4-1 公 車 進 站 時 透 過 無 線 短 訊 傳 輸 更 新 站 牌 上 的 班 車 資 訊 - 7 -
而 建 置 這 樣 系 統 的 相 關 機 制 在 目 前 都 會 區 的 大 眾 運 輸 系 統 班 車 資 訊 都 可 以 相 當 方 便 的 透 過 網 頁 或 是 手 機 的 APP 軟 體 來 取 得, 並 不 需 要 對 目 前 的 系 統 做 任 何 的 修 改, 圖 4-2 為 手 機 APP 所 查 詢 到 的 公 車 即 時 資 訊, 車 號 FAE-022 的 班 車 到 達 鐵 砧 山 時, 同 時 藉 由 行 控 中 心 透 過 3G 4G 訊 號 所 傳 來 的 班 車 資 訊, 取 得 下 一 班 93 路 公 車 是 由 車 號 FAE-021 班 車 所 行 駛, 且 準 確 知 悉 該 班 車 正 途 經 鷺 山 站 進 站 中, 進 而 推 知 該 班 車 FAE-021 與 本 班 車 FAE-022 兩 車 間 距 有 55 分 鐘, 經 由 車 載 通 訊 控 制 系 統 彙 整 之 後, 透 過 車 載 無 線 短 訊 傳 輸 系 統 將 路 線 行 向 現 在 時 間 及 下 班 車 預 估 到 達 時 間 傳 送 給 站 牌 圖 4-2 前 班 公 車 取 得 與 下 班 公 車 行 車 時 間 間 距 圖 4-3 中 說 明 站 牌 收 到 公 車 傳 來 的 資 料 封 包 內 容 包 含 1 通 訊 識 別 碼 2 營 運 商 代 號 3 公 車 路 線 4 車 牌 號 碼 5 行 車 方 向 (1. 離 站 2. 回 站 )6 現 在 時 間 7 下 班 車 預 估 到 達 時 間 等 時 間 訊 息, 透 過 1 通 訊 識 別 碼 2 營 運 商 代 號 3 公 車 路 線 4 車 牌 號 碼 5 行 車 方 向 ( 數 字 1 為 離 站, 數 字 2 為 回 站 ) 等 明 確 的 資 訊, 站 牌 上 的 微 處 理 器 能 夠 清 楚 判 斷 該 筆 資 訊 是 否 屬 於 該 站 牌 所 屬 的 路 線, 如 果 是 則 隨 即 擷 取 其 中 6 現 在 時 間 7 下 班 車 預 估 到 達 時 間 兩 項 訊 息 並 將 之 顯 示 在 服 貼 於 站 牌 上 之 電 子 紙 上 搭 - 8 -
車 的 民 眾 便 能 隨 時 掌 握 公 車 過 站 的 時 間 以 及 下 一 班 公 車 預 計 到 達 時 間, 對 搭 乘 的 路 線 做 出 較 客 觀 的 決 策 圖 4-3 公 車 以 無 線 短 訊 傳 送 訊 息 封 包 至 站 牌 在 本 報 告 附 件 的 光 碟 中 亦 有 詳 細 的 圖 解 及 動 畫 說 明, 請 各 位 委 員 及 長 官 撥 冗 觀 看 - 9 -
五 規 劃 工 作 程 序 方 法 與 說 明 為 了 實 現 前 面 所 說 明 的 概 念 及 想 法, 我 們 採 兩 階 段 來 規 劃 實 作, 茲 分 兩 部 分 說 明 如 下 : 一 系 統 功 能 設 計 及 零 件 規 畫 基 於 上 一 節 的 構 想, 我 們 先 將 系 統 分 成 兩 個 子 模 組 (1) 公 車 端 車 載 通 訊 及 控 制 系 統 ;(2) 站 牌 端 附 掛 通 訊 及 顯 示 系 統, 在 下 頁 圖 5-1 中 上 方 的 藍 色 方 塊 代 表 (1) 公 車 端 車 載 通 訊 及 控 制 系 統, 透 過 低 功 率 無 線 電 的 訊 號 廣 播, 在 進 入 每 一 支 站 牌 的 接 收 範 圍 內 時, 代 表 (2) 站 牌 端 附 掛 顯 示 系 統 的 下 方 的 藍 色 方 塊 便 能 接 收 到 訊 息 封 包 而 在 站 牌 上 附 掛 的 電 子 紙 顯 示 時 間 資 訊 (1) 公 車 端 車 載 通 訊 及 控 制 系 統 : 在 公 車 上 必 須 有 一 組 車 載 系 統, 負 責 向 行 控 中 心 索 取 下 一 班 同 路 線 的 公 車 的 行 車 資 訊, 並 推 算 兩 車 時 間 間 距, 然 後 在 經 過 站 牌 時 將 經 過 的 時 間 以 及 下 一 班 預 計 到 達 時 間 以 無 線 短 訊 的 封 包 傳 送 給 站 牌 上 的 接 收 模 組 (2) 站 牌 端 附 掛 顯 示 系 統 : 在 公 車 發 送 無 線 短 訊 封 包 到 站 牌 時, 站 牌 上 必 須 有 相 對 應 的 接 收 模 組 來 接 收, 接 收 之 後 必 須 有 一 組 微 電 腦 裝 置 用 來 解 析 封 包 資 訊, 然 後 將 兩 個 主 要 的 資 訊 : 1 公 車 經 過 站 牌 的 時 間 以 及 2 下 一 班 公 車 預 計 到 達 時 間, 送 給 電 子 紙 顯 示 模 組, 更 新 上 一 班 公 車 留 下 的 資 訊 為 了 方 便 實 作, 我 們 將 圖 5-1 中 的 車 用 系 統 架 構 以 及 站 牌 系 統 架 構 又 系 分 為 以 下 11 個 子 模 組, 並 尋 找 適 合 的 量 產 零 件 來 組 裝, 其 目 的 除 了 可 以 減 少 開 發 的 時 間 成 本, 也 能 增 加 系 統 的 穩 定 性, 茲 將 其 11 個 模 組 的 功 能 以 及 在 系 統 中 所 扮 演 的 角 色 說 明 如 下 : 1 車 用 電 源 適 配 模 組 : 公 車 上 的 電 源 多 為 24V 的 直 流 電, 而 我 們 用 來 開 發 系 統 用 的 卡 片 型 微 電 腦 使 用 的 則 是 5V 的 直 流 電, 我 們 選 用 圖 5-2 這 款 有 95% 轉 換 效 率 的 12A 大 功 率 電 壓 可 調 的 車 載 電 源 模 組, 輸 出 電 壓 範 圍 1.25-30V 連 續 可 調, 輸 出 電 流 0-12A 100W, 能 夠 充 分 滿 足 我 們 的 需 求 圖 5-3 為 車 用 電 源 適 配 模 組 的 背 面 照 片 - 10 -
圖 5-1 系 統 模 組 方 塊 圖 - 11 -
圖 5-2 電 源 適 配 模 組 正 面 圖 5-3 源 適 配 模 組 背 面 2 無 線 接 收 模 組 : 由 於 我 們 的 系 統 模 擬 是 使 用 遙 控 模 型 公 車 來 代 替 實 際 公 車, 用 筆 記 型 電 腦 來 模 擬 行 控 中 心 送 資 料 給 模 型 公 車, 傳 送 資 料 的 方 式 也 使 用 WIFI 來 代 替 原 本 規 畫 的 3G 4G 訊 號 因 此 我 們 在 模 型 公 車 上 安 裝 一 組 USB 迷 你 無 線 網 卡 來 接 收 筆 記 型 電 腦 的 資 料 及 控 制 訊 號, 如 下 圖 5-4 所 示 圖 5-4 安 裝 於 模 型 公 車 上 的 USB 迷 你 無 線 網 卡 3 邏 輯 模 組 : 公 車 上 的 車 載 通 訊 控 制 系 統 必 須 負 責 接 收 解 析 行 控 中 心 的 行 車 資 訊, 並 透 過 短 距 無 線 通 訊 模 組 將 時 間 訊 息 傳 給 站 牌, 因 此 我 們 採 用 一 組 英 國 製 造 的 卡 片 型 微 電 腦 -- 樹 苺 派, 來 負 責 資 料 處 理 與 掌 管 資 料 傳 遞 的 控 制, 模 擬 我 們 的 車 載 電 腦, 圖 5-5 即 為 樹 苺 派 的 正 面 照 片 - 12 -
圖 5-5 卡 片 型 微 電 腦 樹 苺 派 47 LPRS 短 距 無 線 通 訊 模 組 : 用 來 裝 置 在 公 車 上, 沿 途 發 送 訊 號, 在 進 入 站 牌 接 收 範 圍 內 時, 站 牌 會 接 收 到 公 車 的 無 線 短 訊 封 包, 用 來 更 新 站 牌 上 的 班 車 資 訊 下 圖 5-6 是 英 國 LPRS(Low Power Radio Solution) 公 司 生 產 的 低 頻 低 功 率 微 型 發 射 機, 使 用 通 用 規 格 的 USB 界 面, 有 效 距 離 為 100 公 尺, 天 線 的 連 接 採 用 公 規 的 RP-SMA 接 頭, 可 以 自 由 更 換 適 用 的 天 線, 十 分 符 合 本 研 究 報 告 的 需 求 圖 5-6 短 距 無 線 通 訊 模 組 56 指 向 性 天 線 模 組 : 本 專 案 報 告 所 規 畫 公 車 沿 路 廣 播 班 車 路 線 以 及 時 間 訊 號, 為 避 免 公 車 未 到 站 時 站 牌 就 提 早 收 到 無 線 短 訊 的 封 包, 造 成 公 車 未 到 站 而 站 牌 上 的 時 間 就 已 經 更 新 的 情 況, 我 們 必 須 設 法 讓 公 車 訊 號 向 後 發 送, - 13 -
而 隔 絕 向 前 發 送 的 訊 號 ; 站 牌 上 的 天 線 也 必 須 是 公 車 過 站 後 才 收 得 到 訊 號 的 情 況, 因 此 選 用 方 向 性 天 線 來 限 縮 公 車 和 站 牌 能 夠 互 相 通 訊 的 範 圍, 減 少 誤 報 的 可 能 性 8 邏 輯 模 組 : 站 牌 上 的 微 電 腦 必 須 負 責 接 收 解 析 公 車 送 來 的 行 車 資 訊, 並 控 制 附 掛 於 站 牌 上 電 子 紙 的 資 訊 更 新, 因 此 站 牌 上 也 安 裝 一 組 英 國 製 造 的 卡 片 型 微 電 腦 -- 樹 苺 派, 來 負 責 資 料 處 理 與 掌 管 資 料 接 收 與 電 子 紙 模 組 的 控 制 ( 圖 5-5) 9 電 子 紙 顯 示 模 組 : 圖 5-7 為 本 研 究 報 告 所 採 用 的 電 子 紙 套 件, 在 顯 示 裝 置 上 選 用 電 子 紙 的 原 因 除 了 輕 薄 似 紙 方 便 張 貼 的 特 性 外, 其 解 析 度 色 彩 對 比 度 都 相 當 高, 加 上 製 造 成 本 低, 可 反 射 環 境 光 不 須 額 外 光 源 耗 電 量 小 等 優 點, 電 子 紙 也 是 實 現 此 一 專 案 的 不 二 選 擇 圖 5-7 奇 美 電 生 產 的 10.1 電 子 紙 面 板 及 控 制 模 組 - 14 -
10 電 感 升 壓 電 路 電 池 充 電 模 組 : 圖 5-8 市 售 電 感 升 壓 模 組 套 件 為 使 太 陽 能 供 電 模 組 在 各 種 不 同 的 日 照 情 況 時 都 能 穩 定 對 電 池 充 電, 必 須 有 一 模 組 專 門 負 責 控 制 充 電 電 壓 及 電 流, 而 圖 5-8 這 種 模 組 目 前 在 市 面 上 也 都 有 現 成 產 品 可 以 選 用, 我 們 選 擇 的 這 個 模 組 可 以 將 3.5-28V 的 輸 入 電 壓 自 動 升 降 為 調 整 的 電 壓, 範 圍 為 1.25V-26V 11 低 功 率 太 陽 能 供 電 模 組 因 為 顯 示 模 組 採 用 不 需 持 續 電 力 供 應 的 電 子 紙 模 組, 因 此 我 們 使 用 四 片 各 1w 的 太 陽 能 板 ( 圖 5-9) 來 對 電 池 充 電, 以 供 應 班 車 過 站 時 更 新 電 子 紙 之 電 力 需 求 班 車 間 距 在 20 分 鐘 以 上 可 確 保 電 力 供 應 無 虞, 若 班 車 間 距 縮 短 時, 可 加 大 太 陽 能 板 來 加 大 充 電 電 流 或 使 用 更 省 電 之 微 電 腦 晶 片 來 減 少 耗 電, 維 持 系 統 之 電 力 循 環 圖 5-9 3D 列 印 製 作 的 太 陽 能 面 板 模 組 及 微 電 腦 控 制 模 組 總 成 - 15 -
二 各 部 零 件 模 組 整 合 成 果 及 安 裝 方 式 規 畫 (1) 目 前 未 智 慧 化 如 下 圖 5-10 之 傳 統 站 牌 包 含 鐵 管 及 告 示 牌 兩 部 分, 除 不 同 營 運 商 的 告 示 板 大 小 略 有 些 微 差 異, 鐵 管 管 徑 規 格 均 相 同, 為 附 掛 零 件 的 設 計 省 去 不 少 麻 煩 圖 5-10 傳 統 站 牌 (3) 附 掛 電 子 紙 的 束 環 支 架 套 件 為 使 用 系 上 剛 添 購 的 3D 列 印 設 備 所 印 製 的 雛 型 零 件 ( 圖 5-11), 用 來 將 電 子 紙 固 定 於 站 牌 告 示 板 下 方, 束 環 開 口 的 目 的 是 要 讓 束 環 可 以 直 接 由 傳 統 站 牌 上 方 套 入, 穿 過 告 示 板 並 固 定 於 告 示 板 下 方, 可 減 少 安 裝 時 工 序 的 複 雜 度, 安 裝 結 果 如 圖 5-12 所 示, 如 有 未 盡 詳 細 之 處 敬 請 各 位 長 官 參 閱 附 件 影 片 圖 5-11 3D 列 印 電 子 紙 支 架 套 件 - 16 -
圖 5-12 電 子 紙 支 架 安 裝 實 況 (4) 太 陽 能 供 電 微 電 腦 控 制 無 線 短 訊 傳 輸 電 池 模 組 充 電 控 制 模 組 也 全 部 收 納 在 用 3D 列 印 的 防 水 容 器 中 ( 圖 5-13), 並 在 下 方 設 計 口 徑 比 站 牌 鐵 管 略 小 的 插 管, 安 裝 時 僅 需 將 這 組 整 合 防 水 套 件 插 入 站 牌 上 方 的 管 口 即 可 ( 圖 5-14) 圖 5-13 整 合 式 防 水 套 件 將 重 要 零 件 全 數 收 納 圖 5-14 整 合 式 防 水 套 件 插 入 站 體 上 方 管 口 即 完 成 安 裝 - 17 -
(5) 電 子 紙 訊 號 線 穿 過 站 體 鐵 管, 並 與 電 子 紙 模 組 連 結 即 完 成 安 裝, 並 開 始 充 電 待 命 接 收 公 車 經 過 時 所 傳 送 的 訊 息 封 包, 下 圖 5-15 即 為 傳 統 站 牌 附 掛 電 子 紙 及 整 合 式 防 水 套 件 變 身 成 為 智 慧 站 牌 後 的 全 貌 圖 5-15 由 傳 統 站 牌 改 裝 成 的 電 子 紙 智 慧 站 牌 全 貌 (6) 公 車 行 駛 時 會 沿 途 發 送 中 原 標 準 時 間 以 及 下 一 班 同 路 線 班 車 的 預 計 到 達 時 間 的 訊 息 封 包, 而 公 車 進 入 站 牌 的 接 收 範 圍 時, 置 於 整 合 式 防 水 套 件 中 的 天 線 接 收 器 微 電 腦 控 制 盒 便 啟 動 一 連 串 的 機 制, 將 兩 組 時 間 標 記 顯 示 於 電 子 紙 上, 茲 將 該 機 制 的 運 作 方 式 說 明 如 下 : 1 圖 5-16 說 明 為 A 公 車 上 之 車 載 系 統 透 過 市 政 府 交 通 局 開 發 的 公 車 動 態 資 訊 系 統 查 詢 下 一 班 同 路 線 公 車 的 行 車 資 訊 並 計 算 班 車 時 間 間 距 之 示 意 圖 圖 5-16 A 公 車 之 車 載 系 統 取 得 與 下 班 B 公 車 之 時 間 間 距 - 18 -
2 圖 5-17 說 明 A 公 車 上 之 車 載 通 訊 控 制 系 統 透 過 低 功 率 無 線 短 訊 傳 輸 模 組 ( 有 效 距 離 10~30 公 尺 ) 沿 途 發 送 訊 息 封 包, 並 反 覆 執 行 1 及 2 的 動 作 圖 5-17 公 車 沿 途 廣 播 含 有 兩 個 時 間 的 訊 息 封 包 3 圖 5-18 為 A 公 車 進 入 沿 線 某 一 支 站 牌 的 無 線 接 收 範 圍 時, 站 牌 上 的 接 收 模 組 及 微 電 腦 控 制 模 組 便 會 自 動 接 收 封 包 並 解 析 訊 息 內 容, 並 判 斷 該 訊 息 是 否 屬 於 該 站 牌 所 屬 路 線 公 車, 如 果 屬 於 該 站 牌 所 應 處 理 的 訊 息 則 將 該 封 包 中 的 兩 組 時 間 (I. 公 車 進 入 低 功 率 無 線 電 發 射 範 圍 10~30 公 尺 的 時 間 以 及 II. 公 車 透 過 市 政 府 交 通 局 所 開 發 的 公 車 動 態 資 訊 系 統 取 得 下 一 班 公 車 的 行 車 資 訊 所 推 算 出 的 下 一 班 公 車 到 站 時 間 ), 則 微 電 腦 模 組 便 會 將 兩 組 時 間 資 訊 送 給 電 子 紙 模 組 顯 示 在 該 路 線 的 位 置 圖 5-18 站 牌 進 入 公 車 發 射 範 圍 接 收 到 訊 息 封 包 - 19 -
4 圖 5-19 為 候 車 民 眾 到 達 站 牌 時 透 過 電 子 紙 上 所 顯 示 的 訊 息 得 知 上 一 班 公 車 經 過 的 時 間, 以 及 下 一 班 公 車 預 計 到 達 的 時 間 的 場 景 示 意 圖 圖 5-19 候 車 民 眾 透 過 電 子 紙 獲 得 班 車 資 訊 - 20 -
六 可 行 性 分 析 1. 在 資 訊 來 源 部 分 : 目 前 市 政 府 交 通 局 與 數 個 民 間 單 位 均 在 網 路 上 提 供 完 整 的 公 車 動 態 查 詢 服 務, 提 供 搭 車 民 眾 利 用 可 上 網 之 電 腦 或 手 機 來 查 詢 班 車 的 即 時 位 置 資 訊 由 此 可 知 這 些 班 車 資 訊 並 不 需 要 額 外 建 置 系 統 來 取 得, 可 望 透 過 市 府 與 目 前 承 包 的 負 責 廠 商 協 調, 稍 加 修 改 並 透 過 應 用 程 式 介 面 以 軟 體 處 理 的 方 式 來 取 得 即 可 2. 在 站 牌 本 體 部 分 : 本 研 究 中 所 設 計 之 電 子 紙 裝 置 與 太 陽 能 供 電 模 組 及 微 電 腦 控 制 模 組 無 線 短 訊 傳 輸 模 組 等 均 以 附 掛 之 方 式 安 裝 於 原 有 的 傳 統 站 牌 上 ( 如 圖 6-1 所 示 ), 完 全 無 須 動 用 任 何 土 木 施 工, 且 安 裝 簡 單 快 速, 大 大 減 少 安 裝 時 的 技 術 及 人 力 成 本 圖 6-1 各 部 名 稱 及 配 置 方 式 3. 在 電 子 紙 顯 示 技 術 的 應 用 部 分 : 電 子 紙 ( 圖 6-2) 是 一 種 先 進 且 新 型 的 顯 示 器 技 術, 重 點 在 於 模 仿 以 在 紙 上 印 刷 及 書 寫 的 視 覺 觀 感, 不 僅 重 量 輕 薄 且 耗 電 量 極 小, 其 顯 示 面 板 顏 色 有 黑 白 灰 階 與 彩 色 之 分 不 同 於 一 般 的 平 板 顯 示 器 以 發 光 達 成 顯 示 功 能, 電 子 紙 如 同 普 通 紙 一 樣, 依 靠 環 境 光 來 照 亮, 所 以 理 論 上 閱 讀 起 來 較 為 - 21 -
舒 適, 而 且 其 顯 示 的 影 像 能 在 陽 光 直 照 下 仍 然 清 晰 可 見, 電 子 紙 的 可 視 角 極 廣, 理 論 上 為 180 度 的 範 圍 電 子 紙 在 沒 有 電 源 情 況 下 依 然 能 顯 示 原 先 圖 片 和 文 字, 所 以 非 常 適 合 用 在 公 車 站 牌 上 來 顯 示 班 車 的 資 訊, 而 在 班 車 到 達 更 新 顯 示 時 間 之 前, 完 全 不 需 耗 費 任 何 電 力, 因 此 可 以 用 一 般 小 型 太 陽 能 供 電 系 統 來 維 持 系 統 的 運 作 本 規 劃 研 究 案 即 是 採 用 電 子 紙 作 為 公 車 站 牌 上 顯 示 資 訊 的 媒 介, 因 此 不 需 要 持 續 供 應 電 源 來 顯 示, 若 全 面 佈 建, 完 全 無 需 考 慮 額 外 的 電 費 支 出 而 利 用 公 車 來 傳 遞 班 車 時 間 資 訊 給 站 牌, 因 此 不 需 另 外 架 設 任 何 有 線 或 無 線 的 網 路 系 統, 大 量 節 省 建 置 費 用 及 維 護 費 用 乃 至 於 系 統 服 務 的 租 金 費 用 而 且 國 內 數 家 廠 商 生 產 的 電 子 紙, 品 質 穩 定 價 格 低 廉, 發 展 此 系 統 將 可 利 用 節 能 省 電 環 保 低 成 本 的 方 式 來 傳 遞 簡 單 明 確 以 及 符 合 民 眾 需 求 的 資 訊 圖 6-2 工 研 院 研 發 之 軟 性 灰 階 電 子 紙 顯 示 器 4. 系 統 電 力 取 得 部 分 : 本 方 案 所 設 計 的 重 點 乃 在 利 用 電 子 紙 無 須 持 續 電 力 即 可 維 持 顯 示 內 容 的 特 性, 搭 配 1 瓦 特 的 太 陽 能 電 池 充 電 模 組 鋰 電 池 蓄 電 模 組 低 功 率 無 線 短 訊 接 收 模 組 微 電 腦 控 制 - 22 -
模 組, 將 公 車 經 過 時 發 出 的 無 線 短 訊 封 包 解 析 成 可 辨 識 的 圖 像, 更 新 電 子 紙 上 顯 示 的 內 容, 整 支 站 牌 能 夠 獨 立 運 作, 完 全 不 需 由 外 界 提 供 電 力 5. 車 載 無 線 短 訊 網 路 傳 遞 部 分 : 本 研 究 的 設 計 乃 是 以 行 駛 的 公 車 作 為 資 訊 傳 遞 的 媒 介, 公 車 經 過 站 牌 時, 將 經 過 的 時 間 以 及 下 一 班 公 車 預 計 到 站 的 時 間 以 先 進 的 車 載 通 訊 技 術 中 的 低 功 率 無 線 短 訊 的 方 式 傳 遞 給 站 牌 上 的 接 收 器, 因 此, 行 駛 的 公 車 即 可 視 為 本 系 統 的 網 路 線, 完 全 沒 有 傳 訊 死 角 以 及 系 統 服 務 租 金 的 問 題, 是 既 省 錢 又 可 靠 的 傳 訊 方 式 6. 實 作 驗 證 方 面 : 綜 上 所 述 為 了 驗 證 本 研 究 的 設 計 成 果, 說 明 其 實 現 的 可 行 性, 我 們 將 整 個 系 統 完 整 且 成 功 的 實 作 出 來 首 先 我 們 在 市 面 上 購 得 1:24 的 公 車 模 型 進 行 改 裝 ( 圖 6-3) 來 模 擬 市 區 中 行 進 中 的 公 車, 並 將 卡 片 型 微 電 腦 樹 梅 派 電 源 管 理 模 組 馬 達 控 制 模 組 無 線 短 訊 傳 輸 模 組 及 轉 向 伺 服 模 組 配 置 如 圖 6-4 與 圖 6-5 中 所 示 模 擬 車 載 系 統 於 實 際 公 車 經 過 公 車 站 牌 時 的 場 景, 對 預 設 資 訊 傳 遞 的 連 鎖 反 應 進 行 測 試, 不 管 在 透 過 無 線 Wi-Fi 連 線 對 模 型 公 車 進 行 行 駛 的 控 制, 或 是 公 車 對 筆 記 型 電 腦 查 詢 模 擬 的 下 一 班 到 站 的 公 車 時 間, 以 至 於 經 過 站 牌 時 將 時 間 顯 示 於 電 子 紙 的 一 連 串 測 試 都 的 到 滿 意 的 結 果 圖 6-3 市 售 1:24 模 型 公 車 - 23 -
圖 6-4 各 模 組 於 模 型 公 車 上 的 配 置 一 圖 6-5 各 模 組 於 模 型 公 車 上 的 配 置 二 而 太 陽 能 供 電 模 組 微 電 腦 控 制 模 組 以 及 無 線 短 訊 收 發 模 組, 我 們 設 計 列 印 的 整 合 式 防 水 套 件, 一 方 面 方 便 安 裝, 一 方 面 能 夠 給 予 完 整 的 包 覆, 應 能 對 抗 天 候 因 素 將 維 護 成 本 降 至 最 低 另 一 方 面, 由 於 與 現 行 智 慧 站 牌 成 本 差 異 甚 大, 適 合 大 規 模 佈 建, 搭 配 現 有 的 LED 智 慧 型 站 牌, 電 子 紙 智 慧 站 牌 將 能 以 最 低 的 成 本 在 非 主 要 幹 道 大 規 模 滿 足 搭 車 民 眾 對 班 車 時 間 掌 握 的 需 求, 為 市 政 建 設 滿 意 度 加 分 - 24 -
七 結 論 及 建 議 本 研 究 規 劃 案 旨 在 提 出 一 個 可 以 直 接 附 掛 於 傳 統 公 車 站 牌 上 的 改 良 式 行 車 資 訊 顯 示 系 統 之 解 決 方 案, 其 目 的 可 以 協 助 台 中 市 政 府 以 較 低 的 建 置 與 維 護 成 本, 在 短 時 間 之 內 快 速 的 裝 設 在 市 區 內 傳 統 的 立 式 公 車 站 牌 上, 此 系 統 的 功 能 可 提 供 搭 車 的 民 眾 基 本 且 必 要 的 路 線 與 候 車 時 間 資 訊, 以 服 務 市 民 方 便 乘 客 的 行 程 規 劃 與 時 間 掌 控 本 研 究 成 果 兼 具 城 市 綠 能 環 保 與 智 慧 交 通 的 概 念, 其 特 色 與 優 勢 簡 述 如 下 : 1. 低 成 本 2. 低 耗 能 ( 使 用 太 陽 能 板 自 主 供 電, 無 須 外 接 電 力 線 路, 所 採 用 的 軟 硬 體 裝 置 耗 電 低 ) 3. 建 置 與 維 護 容 易 ( 可 於 數 分 鐘 內 裝 置 完 畢 ) 4. 利 用 電 子 紙 顯 示 技 術 以 顯 示 行 車 與 候 車 時 間 資 訊 5. 可 有 效 整 合 先 進 車 載 通 訊 技 術 與 現 有 台 中 市 政 府 交 通 局 所 建 置 的 公 車 動 態 查 詢 資 訊 系 統, 無 須 開 發 新 系 統 6. 無 須 拆 除 或 更 換 市 區 內 現 存 為 數 眾 多 的 傳 統 公 車 站 牌 7. 可 提 升 搭 乘 公 車 市 民 的 資 訊 服 務 品 質 與 滿 意 度 8. 可 減 少 市 民 對 交 通 建 設 服 務 在 資 源 分 配 與 使 用 上 的 差 別 感 9. 可 促 進 市 民 搭 乘 大 眾 運 輸 工 具 的 意 願, 以 減 少 交 通 與 環 境 相 關 問 題 的 發 生, 並 進 而 達 到 節 能 減 碳 的 城 市 綠 化 目 標 10. 公 車 業 者 可 因 乘 客 運 量 的 增 加 減 少 虧 損, 市 政 府 亦 可 因 此 降 低 對 業 者 的 補 貼 方 便 其 他 交 通 建 設 的 投 資 其 中 使 用 電 子 紙 顯 示 面 板 來 呈 現 行 車 路 線 與 候 車 時 間 資 訊 是 本 研 究 成 果 中 相 較 於 其 他 相 同 類 型 產 品 中 最 具 特 色 的 創 意 應 用 雖 然 電 子 紙 顯 示 器 無 法 達 到 LCD 顯 示 器 螢 幕 所 呈 現 的 清 晰 與 多 元 化 的 效 果, 但 是 在 傳 統 公 車 站 牌 上 使 用 電 子 紙 顯 示 器 可 達 到 基 本 的 顯 示 功 能 需 求, 也 是 在 成 本 考 量 下 本 案 最 佳 的 應 用 技 術 使 用 電 子 紙 於 本 系 統 中 不 僅 兼 具 綠 色 環 保 意 識 與 低 成 本 高 穩 定 性 的 特 質, 也 可 成 為 打 造 智 慧 城 市 的 特 色 亮 點 之 一, 具 有 未 來 媒 體 宣 傳 的 效 果 - 25 -
在 本 成 果 報 告 中, 我 們 同 時 呈 現 整 個 系 統 的 實 作 部 份, 包 含 設 備 功 能 解 說 與 裝 置 過 程 實 物 演 練, 以 及 車 載 無 線 短 距 通 訊 系 統 與 站 體 訊 號 接 收 微 處 理 控 制 器 的 詳 細 運 作 過 程 與 成 功 測 試 的 結 果, 證 明 我 們 所 設 計 的 系 統 是 可 以 完 成 實 現 並 符 合 預 期 的 效 能 這 些 成 果 的 影 片 都 收 錄 在 本 報 告 附 件 的 光 碟 片 中, 可 供 各 位 評 審 委 員 檢 視 以 便 更 加 的 瞭 解 這 一 套 系 統 的 運 作 原 理 與 特 性 可 應 用 性 與 可 行 性 的 評 估 最 後, 對 於 本 研 究 規 劃 成 果 附 掛 於 傳 統 公 車 站 牌 上 的 改 良 式 行 車 資 訊 顯 示 系 統 整 體 系 統 未 來 還 可 延 伸 的 應 用 發 展 方 面, 我 們 在 此 可 以 做 些 建 議 與 討 論 雖 然 隨 著 台 中 市 優 化 公 車 專 用 道 的 重 新 規 劃, 改 善 了 台 中 市 幾 條 主 要 交 通 幹 道 的 於 尖 峰 時 段 的 壅 塞 困 境, 也 提 昇 了 行 駛 這 幾 條 幹 道 上 公 車 路 線 的 乘 客 運 量 但 是 整 體 而 言, 對 大 部 分 台 中 市 民 來 說, 目 前 搭 乘 公 車 的 習 慣 尚 在 建 立 中, 台 中 市 政 府 需 要 推 出 更 積 極 和 貼 心 的 交 通 運 輸 服 務 方 案 而 更 改 傳 統 公 車 站 牌 的 功 能 與 面 貌, 提 供 基 礎 的 公 車 行 車 路 線 與 候 車 時 間 資 訊 於 傳 統 站 牌 上, 將 可 助 於 乘 車 市 民 個 人 行 程 的 規 劃 與 時 間 的 掌 握, 單 憑 這 一 項 優 點 就 足 可 以 減 少 搭 乘 公 車 的 不 確 定 感, 進 而 提 昇 市 民 對 公 車 運 輸 系 統 的 信 心 而 本 提 案 的 研 究 成 果 就 是 為 解 決 上 述 問 題 而 研 究 設 計 與 開 發 的 努 力 結 晶, 以 協 助 市 政 府 營 造 優 質 公 共 運 輸 服 務 環 境, 提 供 更 便 民 的 資 訊 服 務 與 措 施 本 研 究 成 果 在 未 來 可 能 的 延 伸 應 用 上, 由 於 傳 統 公 車 站 牌 早 已 經 建 置 在 大 台 中 市 的 各 街 道 上, 深 入 市 民 的 生 活 圈 中, 無 論 是 上 班 族 學 生 未 開 車 的 市 民 高 齡 族 群 乃 至 觀 光 客 都 會 需 要 它 而 本 系 統 只 須 未 來 再 加 以 修 改, 可 於 電 子 紙 顯 示 器 上 隨 時 播 放 市 政 活 動 要 聞 形 象 廣 告 公 益 行 銷 宣 傳 災 害 緊 急 警 告 訊 息, 甚 至 市 府 可 向 企 業 出 租 廣 告 時 段 等 創 新 點 子, 這 些 在 目 前 軟 硬 體 技 術 上 都 可 以 支 援 完 成, 若 是 能 再 加 上 資 訊 網 路 安 全 功 能 的 考 量 就 更 趨 完 整, 到 時 本 系 統 將 可 全 面 推 廣 至 台 灣 其 他 的 縣 市 中 使 用 - 26 -
參 考 文 獻 [1] 臺 中 市 政 府 交 通 局 - 施 政 計 畫 - 交 通 局 2015-2018 年 施 政 白 皮 書 [2] 張 有 恆, 都 市 公 共 運 輸, 華 泰 文 化,2002 [3] 交 通 部 運 輸 研 究 所, 智 慧 型 運 輸 系 統 節 能 減 碳 與 成 本 效 益 評 估 工 具 暨 資 料 庫 之 應 用, 詹 氏 書 局,2014 年 9 月 [4] 杜 春 雷,ARM 體 系 結 構 與 編 程, 清 華 大 學 出 版 社,2013 [5] 盧 俊 彥 董 勝 源, 單 晶 片 ARM Cortex-M0 控 制 實 習, 上 奇 資 訊 2011 年 8 月 [6] 蘇 暉 凱,ARM Linux 核 心 嵌 入 式 系 統 開 發 指 南, 全 華 圖 書,2009 年 12 月 [7] 鄭 慕 德,ARM 嵌 入 式 系 統 開 發 與 應 用, 全 華 圖 書,2005 [8] B.A.Forouzan, Data communications and Networking 5/e, Mc-Graw Hill, 2013 [9] 歐 勝 源, 電 力 電 子 學 1/e, 東 華 出 版 社,2013 年 12 月 [10] 江 怡 鈞, 數 位 電 力 電 子 學, 晶 靈 國 際,2011 [11] 葉 難,Raspberry Pi 從 入 門 到 應 用, 博 碩 出 版 社,2013 [12] Carrie Anne Philbin, Adventures in Raspberry Pi, John Wiley, 2013 [13] Richard Blum/Christine Bresnahan, Sams Teach Yourself Python Programming for Raspberry Pi in 24 Hours, SAMS, 2013/11 [14] EET 電 子 工 程 專 輯, 技 術 與 應 用 更 上 層 樓 - 軟 性 顯 示 器 積 極 嶄 露 頭 角,2008-11-26,http://www.eettaiwan.com/ [15] EET 電 子 工 程 專 輯, 電 子 紙 顯 示 器 首 次 在 超 薄 手 機 中 亮 相, 2006-10-25,http://www.eettaiwan.com/ [16] V.V.N. Akwukwuma and F.O. Chete, The Electronic Display of the Future, Department of Computer Science, University of Benin, Benin City, Nigeri - 27 -
附 錄 以 下 附 錄 檔 案 置 於 本 研 究 報 告 光 碟 內 之 研 究 成 果 影 音 檔 資 料 夾 中 附 錄 1 附 錄 2 附 錄 3 附 錄 4 附 錄 5 附 錄 6 研 究 成 果 簡 報 與 情 境 模 擬.wmv 附 掛 式 顯 示 器 系 統 安 裝 方 式 介 紹.wmv 公 車 發 送 無 線 短 訊 更 新 站 牌 電 子 紙.wmv 透 過 wifi 遙 控 模 型 公 車.wmv 主 控 台 操 作 介 面 介 紹.wmv 切 換 模 擬 公 車 路 線.wmv - 28 -