市级公交GPS智能调度系统的规划与设计（王鹏）

1、 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)目录摘要1第章绪论2第2章智能公交32.1智能公交产生的背景32.2智能公交的意义42.3智能公交在国内外的发展现状4第3章智能公交的关键理论及技术73.1智能公交的关键理论73.2智能公交的技术问题8第4章GIS/GPS/WCDMA简介104.1地理信息系统GIS104.2全球定位系统GPS124.3宽带码分多址WCDMA13第5章广元公交智能调度的总体设计155.1广元市公交智能调度现状155.2系统功能设计165.3系统总体结构175.4系统详细设计18结束语22致谢23参考文献24摘要随着公交优先战略的确定，公交在缓解城市交通拥堵方面的作用将

2、越来越重要，与这种要求相比，我国城市公共交通还有很大差距。公交的智能化是城市交通的一个重要发展方向，是从根本上提高公交服务水平的重要手段。公交车辆和客流数据是公交调度的基础，快速、准确的客流信息的获取，实现公交的实时动态调度对公交车载终端设备的智能化提出了更高的要求。要研究出符合我国自身特点的公交调度优化系统还有很多工作要做。本文首先介绍了智能公交的背景，结合国内外研究概况以及智能公交的关键理论的技术问题和系统流程。在车辆与调度中的通讯方面采用GPRS技术，具有数据交互实时、无须建设通讯网络、通讯费用低、无线数据更新和维护的特点。根据公交的业务流程提出了公交优化调度算法，可以高效、科学地制定行

3、车计划，在满足出行者需要和提高公交企业效益两者之间达到双赢。在车辆定位方面由改进了原来GPS里程定位的定位方式提出GPS差分定位的车辆定位模式，实现了较为准确的车辆定位。提供了基于GIS的可视化监控。关键词公共交通；智能交通系统；智能调度第23页第章绪论随着改革开放的不断深入和经济的持续快速增长，中国的科学技术也不断取得进步，在很多高科技领域都占据了一席之地，科教兴国战略的提出，加快了科技成果的转化和应用：随着产业结构的调整，汽车、电子、通信与信息已经成为不少城市的支柱产业。然而，中国仍然是发展中国家，生产效率较低，管理水平落后和资金的相对缺乏依然困扰着企业的快速发展。从发达国家的经验来看，I

4、TS的发展确实带来了巨大的经济效益和社会效益，在市场日益国际化的背景下，我国的ITS研究还应克服资金困难，加大投资力度。在我国，人口密度大、道路里程少、路网不完善、车辆出行量大以及自行车交通大量存在，人口的众多及人口密度之大，交通设施的相对不足，决定了我国未来城市交通必定是公共交通、自行车交通与部分步行出行并存的交通发展模式。科技的竞争，其实质是人才的竞争，必须重视对现有交通运输系统的管理，加快专业人员的知识更新，加强高科技人才的培养。随着ITS的逐步实施，新世纪的交通运输将会发生重大变化，专业人才的培养必须与之相适应。因此，对交通运输相关专业的技术人员，必须增强计算机、信息、通讯、控制和系统

5、工程等方面的知识教育，培养高素质的综合性人才，以满足交通运输现代化的需要。第2章智能公交2.1智能公交产生的背景伴随着国民经济的飞速发展以及人们生活水平的不断提高，人们对于交通的需求将会越来越大。特别是我国入世后，汽车的价格会不断下降，从而可预见人均汽车的拥有量也会在近几年快速增长。这些因素都会给我国的城市交通管理不断带来新的压力，如不采取有效对策，我国城市交通现有的堵车、低效、环境污染等等问题必然会进一步恶化。解决城市交通问题的关键是引导人们在出行是尽量使用公共交通工具，比如：公共汽车、地铁等。要达到这一目的，就必须提高公共交通的服务质量，让出行的人真正感觉到公共交通工具的方便、省钱、可靠甚

6、至快捷等优点。所以说，解决城市交通问题的关键是改进公交服务质量，吸引更多的人使用公共交通工具出行。城市人口日益膨胀，机动车辆相应急剧增加，城市交通运输的压力越来越大，环境污染加重。不论在发达国家还是发展中国家，这一瓶颈问题都日益突出。光靠修建道路已经不可能解决城市交通的问题。为解决这一系列问题，近年来各国都比较重视对交通系统管理和控制技术的研究和开发，致力于通信技术、自动化技术及计算机技术等现代高新技术来系统地解决道路交通问题。于是提出了智能交通系统的概念。ITS通过对有关交通信息的实时采集、传输和处理，把握当前交通运行状况以及预测未来的交通状况，借助多种手段和设备对各种交通情况进行处理。通过

7、有力的信息交流手段，使用户迅速获知交通信息，从而有效地提高交通效率和安全，并使交通设施得到充分利用，实现交通系统的集约式发展。城市公共交通是城市运输体系的一个重要组成部分，是客运交通的主体，是城市建设和发展的基础，是城市生产和居民生活必不可少的社会公共设施，并且公共交通在疏散客流缓解交通压力方面有着其它城市交通运输工具无法比拟的优点。城市智能公共交通管理系统是集计算机控制技术、无线通信技术、全球卫星定位技术、地理信息技术为一体的公共交通系统。该系统具有公交车辆的定位跟踪、辅助导航、车辆调度指挥、动态发布公交信息以及出行者最佳路径查询等功能。通过建设智能公交管理系统可以大大提高城市公交车辆的综合

8、管理和调度的智能化，从而有效缓解城市交通的压力。所以智能城市公共交通有很大的发展空间。2.2智能公交的意义目前中国一些城市的公交营运服务还不能很好的满足乘客出行的要求。这主要是城市居民对高质量的公共交通服务的要求与落后的营运方式、调度模式之间存在着矛盾。现代城市的居民需要更准确和更快捷的出行参考信息，以满足自己出行的需要。而现在的公交调度营运模式无法满足出行居民的这种高的服务要求。而且公交调度还有采用传统的手工作业的调度方式，在传统的公共车辆的调度中，由于调度人员无法了解已发车辆在路上的情况、乘客流量、交通环境等情况，只能按照行车时刻表进行调度，司机在路上遇到了特殊的情况也无法接受正确的行驶引

9、导和合理的调度指令，这样往往造成许多资源的浪费或者使乘客长时间滞留在车站等情况。如何让调度中心能“看的着，听的见”调度所必需的信息呢？这就要求公共交通调度系统能够快速、准确地采集包括车辆的位置和状态信息、沿线的道路信息、沿线的客流信息等，为智能调度提供全面的数据依据支持。这样，才能够从车流、客流、路况等实际出发，选择最佳的调度方案，让整个公交线路运行在最佳的状态，同时现代通讯技术和信息管理技术会为公交公司节省相当的人力和物力，从而做到降低成本提高工作效率。所以，智能公交的引入不仅有很好的社会效益，而且会给公交公司带来良好的经济效益。2.3智能公交在国内外的发展现状西方国家在20世纪50年代已经

10、开始对公交调度问题进行深入系统的理论研究。在技术方面，国外研究的主要精力集中在计算机辅助公交运营方面。最具有代表性的为ITS技术支持下的公交调度系统。公交调度系统应用GPS、GIS、GPRS、APC(乘客技术系统)、通信技术等技术，使公交调度措施更为有效。国外通过AVL(Automatic Vehicle Location)也即自动车辆定位中应用GPS等技术，实现控制中心对公交车辆的自动跟踪，并借助无线通信技术建立公交司机与控制中心调度员的通信联系，对公交车内到站显示、公交路口优化、车辆运营中途调度、行车计划的修改、电子站牌等方面进行了开发，改善了乘客信息提供的准确性、实时性。近年来，由于科学

11、技术的进步和政府对公交投入力度加大，随着国外先进技术与设备的引进，中国智能公交调度系统初现端倪。我国一些大城市相继尝试将GPRS/GIS等新技术运用于公交调度配车，如重庆市1996年开始将GIS技术引入到公共交通管理中，研究开发了“重庆市公共交通管理信息系统”；1998年3月北京市公交总公司决定开展“北京市总公司智能化调度系统总体方案设计及示范工程”项目，这是我国第一个综合性公交ITS项目；上海市1999年第一条应用GPS技术进行调度管理的公交线路981路在浦东投入运行；杭州市是我国第一个将GPS定位技术应用到公交调度管理中的城市，该系统具备一定的车辆监控、管理和查询功能，系统还具备在电子地图

12、上显示车辆运行状态的能力，并且有报警及运行车辆到达时刻站台显示等功能。在理论研究方面，我国仍以公交线路调度为主。然而在智能交通的发展中，美国与日本是两个主要的发展基地，比较两个国家的现状就可以了解智能交通的发展基本情况。美国与日本的ITS研究体系结构及服务用户的比较：美国的ITS研究内容主要集中在7个领域，日本的ITS研究内容分解为10个领域。两个国家的研究领域比较如表1-1。表1-1为美国与日本ITS体系结构比较美国ITS研究领域日本ITS研究领域出行与交通管理先进的导航系统道路管理效率化先进的车辆控制与安全系统优化交通管理辅助安全驾驶电子付费系统电子收费系统公共交通运营协助公交车辆运营商用

13、车辆运营商用车效率化应急管理协助紧急车辆运营出行以交通需求管理协助行人第3章智能公交的关键理论及技术3.1智能公交的关键理论1、数据的采集与处理实施智能公共交通系统需要用到大量静态和动态交通数据，静态数据如：公交站点间距，居民出行O-D量，居民收入水平等。动态数据如：全球卫星定位系统(GPS)定位数据、客流量、动态交通数据、站点间行程时间数据、公交车发车间隔等等。我们需要借助先进的数据融合技术将这些数据有效融合，由于涉及到的数据源多、数据量巨大，因而这项技术也是国际上公认的智能运输系统研究的难点问题。2、系统输入输出数据的确定根据公交规划和公交调度的目标划分辨识系统的输入输出数据，并结合GPS

14、系统数据采样性能和交通流理论定义加以描述和量化，是只满足模型辨识的要求。3、数据交换与发布制定系统中各种信息发布中断与控制中心的信息交换协议，支持多种发布手段的应用，体现了先进的交互式信息技术，实现公交信息的动态发布。4、GIS的监控依托GIS的强大数据管理和分析功能，建立公交管理数据库，对于公交资源数据进行高效的管理维护，在此基础上实现以公交线网、站场管理与辅助规划为核心的专业应用系统，为智能交通系统的实施奠定基础，最终实现交通供给动态地适应交通需求，提供准确、快速与适应、便捷、经济的换乘服务，真正意义上提高公共交通的吸引力，实现调度与运营的高效化、管理智能化等目标。公交管理地理信息系统主要

15、实现以下三方面的功能：1）、公交业务和数据资源管理子系统建立基础地理空间数据库和公交资源数据库，为公交运营管理和决策提供必要的信息支持，实现系统数据的动态更新维护机制，并为系统数据库扩展留有接口。2）、查询统计决策分析子系统通过各种查询、统计、空间分析、专题图以及空间分析等功能，为用户提供及时、准确的信息查询检索和统计分析服务。3）、公交线网和站场辅助规划子系统基于各种指标运算和复杂的分析功能。为公交线网和站场布局的优化、规划等提供辅助决策服务，提供公交覆盖率、通达率，缩短乘车的步行时间和换乘数，科学布局公交线路和站点。为满足公交监控系统的需要，除具备普通地理信息系统的功能外，还应该增强地理信

16、息系统的大量移动目标快速刷新的承载能力，并加入对GPS协议解释、GPS数据处理、目标跟踪、道路捕捉等实用功能。3.2智能公交的技术问题在ITS的公共信息平台中，需要处理的信息有来自GPS的卫星定位信息、电子地图的位置信息、各种实时的交通路况信息以及各种与出行相关的其他信息如停车信息、气象信息等。在ITS中多源信息的融合和控制问题是ITS的主要瓶颈。多源信息的融合和处理与GPS导航定位方式的缺陷、GIST的四大问题（安全性、实时性、异地行和巨量数据处理）一起，是ITS建设中需要解决的三大研究课题。1、GPS存在的问题1）、它备式在传统的ITS中，对于移动车辆的定位主要是利用GPS卫星的导航定位信

17、号进行处理，最后确定移动车辆的坐标。而GPS卫星是美国发射的导航卫星，不仅在导航定位信号中加入人为干扰，在特殊情况下（战争）还有可能有关国家或地区完全被禁止使用GPS导航定位信号。因此仅仅基于GPS导航定位的ITS是它备式的，其GPS导航定位信号属于被动接受。另外其隐秘性较差，不利于我国特种车辆的定位监控。2）、刷新速度慢GPS定位导航信号刷新率较慢，理想情况虽然能达到每秒一次，但是实际情况却非如此，因此对于快速移动的车辆的导航定位不利。3）、对掩体信号有中断对于行使在城市的车辆，其GPS定位导航信号会受到隧道、楼群、阴地等“城市峡谷”现象的影响，有时甚至会造成遮掩体屏蔽导致信号中断。此外，天

18、气等因素的影响都会影响定位导航的精度。2、GIST的四大问题l 安全性l 实时性l 异地行l 巨量数据处理3、信息融合与控制的六大问题l 信息的多源性l 实时性处理问题l ITS移动信息的可靠性l ITS决策控制模型的高阶性l ITS信息的强噪声环境l 系统再现问题第4章GIS/GPS/WCDMA简介4.1地理信息系统GIS1、GIS概述GIS即地理信息系统（Geographic Information System），经过了40年的发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作

19、用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。2、GIS的组成从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入，显示和输出的外围设备等等。软件主要包括以下几类：操作系统

20、软件 、数据库管理软件 、系统开发软件 、GIS软件，等等。GIS软件的选型，直接影响其它软件的选择，影响系统解决方案，也影响着系统建设周期和效益。3、GIS的功能概述就GIS本身来说，大多数功能较全的GIS一般均具备四种类型的基本功能，它们分别是：1）、数据采集与编辑功能GIS的核心是一个地理数据库，所以建立GIS的第一步是将地面的实体图形数据和描述它的属性数据输入到数据中，即数据采集。为了消除数据采集的错误，需要对图形及文本数据进行编辑和修改。2）、属性数据编辑分析属性数据比较规范，适应于表格表示，所以许多地理信息系统都采用关系数据库管理系统管理。3）、制图功能GIS的核心是一个地理数据库

21、。建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。4）、空间数据管理功能地理对象通过数据采集与编辑后，形成庞大的地理数据集。对此需要利用数据库管理系统来进行管理。4、GIS的应用l 资源管理 (Resource Management)l 资源配置 (Resource Configuration)l 城市规划和管理 (Urban Planning and Management)l 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)l 生态、环境管理与模拟 (Enviro

22、nmental Management and Modeling)l 应急响应 (Emergency Response)l 地学研究与应用 (Application in GeoScience)l 基础设施管理 (Facilities Management)5、GIS相关技术GIS与其他几种信息系统密切相关，但由于其处理和分析地理数据的能力使其与它们相区别。尽管没有什么硬性的和快速的规则来给这些信息系统分类，但下面的讨论可以帮助区分GIS和桌面制图、计算机辅助设计CAD、遥感、DBMS、以及GPS技术。4.2全球定位系统GPS1、GPS概述GPS是全球定位系统（Global Positionin

23、g System）的简称，而其中文简称为“球位系”GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。2、GPS的组成1）、空间部分GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗)：轨道倾角为55。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到

24、4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS的卫星因为大气摩擦等问题；随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。2）、地面控制系统地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回的信息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。3）、用户设备用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量

25、出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。3、GPS的特点及应用l GPS系统的特点：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。l GPS系统的应用：主要是为船舶，汽车，飞机，行人等运动物体进行定位导航。4.3宽带码分多址WCDMA1、WCDMA概述WCDMA是宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access）的简称，是

26、一种第三代无线通讯技术。W-CDMA Wideband CDMA 是一种由3GPP具体制定的，基于GSM MAP核心网，UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。目前中国联通采用的此种3G通讯标准。2、WCDMA的关键技术空时处理技术通过在空间和时间上联合进行信号处理可以非常有效地改善系统特性。随着第三代移动通信系统对空中接口标准的支持以及软件无线电的发展，空时处理技术必将融入自适应调制解调器中，从而达到优化系统设计的目的。采用空时处理的方法，系统的发送端或接收端使

27、用多个天线，同时在空间和时间上处理信号，它所达到的效果是仅靠单个天线的单时间处理方法所不能实现的：可以在一个给定BER质量门限下，增加用户数；在小区给定的用户数下，改善BER特性；可以更有效地利用信号的发射功率等等。3、WCDMA实施与演进现有的GSM网络可以平滑过渡到WCDMA/UMTS体系。无线网络有两条演进路线：一是保留现有的900M/1800M/1900M频率，沿GSM/GPRS/EDGE演进成为能支持3G业务的GSM BSS网络；二是采用新的3G频段（2.1GHZ），沿GSM/GPRS/WCDMA演变成为标准的WCDMA接入网络WCDMA RAN。两条路线各有优劣，可以并存。EDGE

28、是对GSM无线接入技术的改进，通过用高效的8PSK调制方法代替传统的GMSK调制方法，EDGE能够提供高达384kbps的无线信道，从而可以支持宽带的高速数据业务。GSM/GPRS/EDGE方案能有效利用现有的GSM频率资源，投资小；但接入技术仍然是TDMA。GSM/GPRS/WCDMA方案具有宽带CDMA接入技术所带来的高速、高容量、多业务等明显优势，但需要建设新的无线网络，投资较大。现有的GSM/GPRS核心网络则可以逐步演进为UMTS 核心网络， 它可以同时连接GSM BSS和WCDMA RAN，也就是说GSM BSS和WCDMA RAN可以共享同一个核心网络。这种演进方案确保了GSM运

29、营商的利益，同时也使得新兴的WCDMA运营商可以快速引入3G网络。4、WCDMA的应用1）、WCDMA主要应用于手机终端基于WCDMA成熟的网络和业务支撑平台，其所能实现的3G业务非常丰富。无线网卡、手机上网、手机音乐、手机电视、手机搜索、可视电话、即时通讯、手机邮箱、手机报等业务。2）、WCDMA在智能公交的应用利用WCDMA的网速与带宽优势，进行智能公交车载系统的监控与录像，网速的优势提高公交的智能性，使控制中心能够更快、更迅速找到公交车辆行驶的状况，并给出指令。第5章广元公交智能调度的总体设计5.1广元市公交智能调度现状广元公交调度系统是按三级应用架构设计的，采用C/S与B/S结合的技术

30、，按照子公司调度室、路队综合业务调度点两级模式实施调度管理的；从网络的物理位置来看，总数据中心（一个）、分公司调度室（N个）、路队综合业务调度点（N个）都分布在不同的物理和地理位置，可能是几公里甚至几十公里的距离；因此，我们必须全面考虑和规划整个公交GPS系统的网络结构。现在的宽带网络技术ADSL已经十分成熟，性价比非常高，而且，ADSL在各个城市已经全面铺开和普及应用；这是我们考虑选择ADSL作为网络传输链路的一个重要基础，也是符合公交集团需求的。总数据中心通过专线接入Internet，网络接入带宽根据业务数据的流量来选择，前期，总数据中心接入带宽可以选择2M；各分公司调度室也同样采用2M带

31、宽的专线接入Internet，汇接到总数据中心。对于各个路队综合业务调度点，采用1M 带宽的ADSL方式接入分公司调度室。从而基本构建实现了整个公交公司智能化调度和无纸化办公管理的基础网络平台。整个系统平台设计和软件系统体系架构还充分考虑到和其他系统的衔接与信息共享，比如可以通过ADSL上Internet或直接DDN链路和城市智能交通系统(ITS)平台、城市道路交通信号管理系统平台、道路网络实时监控系统平台等衔接，实现信息共享，最终实现信息化、智能化城市公共交通系统平台的目标。公交GPS智能调度系统的三层结构如图5-1所示。在公交总中心建立数据中心、公交监控指挥中心。数据中心负责网络设备、服务

32、器设备的管理，且在物理位置上独立于公交监控中心，在数据中心设置两条网络链路，一条是从无线通讯运营商接入的满足无线数据传输需要的链路，一条是满足总中心与公交场站、公交线路进行数据链接的数据链路。公交监控指挥中心设置大屏幕显示系统、工作台，满足公交监控指挥的需要。图5-1公交GPS智能调度系统的架构在公交总公司直接实现行车计划制定、配车管理、直辖线路统计分析等业务。在部分线路，设置线路调度终端（发车调度LED屏，LED屏需带语音播报功能），该终端实现与公交总公司数据中心的VPN数据连接。公交车辆内安装有公交GPS车载终端设备，能够实现车辆自动定位，并将定位信息发送给总公司数据中心，使公交总公司、公

33、交线路终端能够实时监测车辆的运行状况，并向车辆发布加速、减速、越站、跨线、折返等指令。具备车辆先进先出为车辆调度原则和以运行时间表为车辆调度原则等多种调度模式。5.2系统功能设计1、先进的调度模式在传统的公共车辆的调度中，由于调度人员无法了解已发车辆在路上的情况、乘客流量、交通环境等情况，只能按照行车时刻表进行调度。我们系统就是要改变这种“瞎子调度”，实现一种时实、可控的调度模式。变传统落后的调度模式为先进的、可视的和智能化的调度模式。2、良好的信息服务为城市的出行者提供方便快捷的出行信息。使用户可以通过Internet、电子站牌、触摸屏、WAP手机等多种方式方便的查询公交车运行信息，以方便出

34、行者的外出。从而树立起良好的公交形象与城市形象。3、车辆自动报站许多的公共汽车都有了人工手动报站系统，但是这种方式增加了司机的负担，司机不但要完成日常的驾驶操作还要手动的去按报站器，特别是在进站的时候，等车的人很多，司机如果这时候分心驾驶很容易出危险，所以自动报站的设计不仅降低了危险性，同时也更人性化。4、办公智能化公交部门的许多工作非常繁重与繁杂（如编排行车计划、排班），甚至有些地方的公交部门还延续着传统陈旧的工作方法与方式，在我们的系统当中要做到公交业务实现的自动化。5.3系统总体结构智能公交管理系统主要由（GPS）全球定位系统、WCDMA（宽带码分多址）、车载设备、服务器、GIS（地理信

35、息系统）、站级调度、车队调度、总调度中心以及公交信息发布等组成。智能公共交通系统以调度系统为核心。智能公共交通调度系统实行公交调度中心、公交车队和站级调度三级管理。公交调度中心与分调度客中心之间用WCDMA进行通讯，以满足二者快速准确交换信息的需要。公交调度中心主要实现车辆监控与大屏幕显示、公交运营管理、与分调度中心间协调调度车辆、公交信息采集与发布和公交线网规划与评价等功能。分调度中心负责所管辖的各线路营运车辆的调度及与附近的机场、火车站、港13相联系，相互传递静态信息（如发车时刻表）和动态信息（如：客流信息、到达时刻信息）等。公交车辆内安装有GPS接收设备和双向通讯设备，能够实现车辆自动定

36、位，并将定位信息发送给分调度中心，使其能够实时监测车辆的运行状况，并向车辆发布加速、减速、越站、跨线、折返等指令。当车辆在行驶过程中遇到交通阻塞、交通事故、或者在车内发生抢劫、火灾、乘客纠纷、故障、拥挤等紧急情况时，司乘人员可通过车载设备上的相应按键向分调度中心发出路阻、事故、故障、拥挤、纠纷、救助等短信息，分调度中心接收到信息后与公交调度中心取得联系，并与紧急救援中心、交通管理与控制中心相配合完成事故处理、人员救助、疏散交通等任务。同时，依据当前的客流信息、交通流量、占有率等数据合理调度车辆。公交车辆内还可设有电子收费、乘客计数、电子公告板等装置，实现乘车服务的自动化和信息化，也便于公交公司

37、统计客流情况，为线网规划与行车时刻表的编制提供可靠数据。另外，公交调度中心还能够根据交通管理与控制中心提供的实时交通数据，信号配时方案，预测车辆在站点间的行程时间，并将相关信息显示在电子站牌上。全球定位系统（GPS）和各级调度终端是主要的数据接入点，所有的数据在公交调度中心汇集和转发，如车辆到达时间，车辆在中途出现的特殊情况都是由中心计算和通过中心转发；各级调度终端以地理信息系统为操作平台，实现公交车辆的自动调度和指挥，保证车辆的准点运行；车载终端主要是获得卫星定位数据向中心发送，并且获得中心发放到车载终端的数据：电子站牌接受中心发送的反馈数据，并显示：出行者可以通过媒体（如：电子信息站牌、I

38、nternet、WAP手机等）方便的获得多种公交信息（如：线路信息、站点信息、某站最近的一辆车到达该站的剩余时间等），使更多出行者采用公交出行方式。5.4系统详细设计1、车载系统终端车载设备安装于公交车上，由于其工作环境比较差而且对设备的体积也有一定的要求我们采用了工作稳定可靠、抗干扰能力强的嵌入式设备。将嵌入式设备作为车载终端应用于智能公交管理系统，可以使车载终端具有更高的智能性、稳定性和可扩展性。车载设备是建立全方位、实时准确、高效的智能公交管理系统的基础。车载设备主要包括嵌入式设备、输入输出设备、GPS（全球定位系统）设备以及WCDMA（宽带码分多址）设备等。该终端主要完成以下功能：1）

39、、GPS定位终端定时从GPS接收板单向接收数据，对接受的数据进行分析，处理成经度纬度等内容。对取到的定位信息与站点的定位信息进行比较，在自动报站的情况下，能够自动顺序的播报进站和出站信息。终端定时的向中心发送定位信息，三级网控制软件和总控服务器上面能够显示出来车辆的位置，实现对车辆的实时监控。2）、WCDMA通信功能终端通过WCDMA实现与控制中心的无线网络通讯，能够实现先进、可视、智能的信息交互。3）、自动报站功能当终端处在自动报站状态的时候，能够根据获得的GPS信息，进行相应的计算，判断是否需要处理报站信息，完全脱离人的手工干预，同时也支持人的键盘手工操作。4）、键盘功能该项完成手动和自动

40、设置、显示屏背光设置、播放音乐设置、进行信息报警（包括路阻、故障、报警信息）、进行报站设置（加站、减站、重复）等功能。2、客流量的采集客流数据为公交企业积累历史数据，优化公交线路规划、制定行车计划，并且为现场调度提供重要数据支持。客流系统的设计也为利用本文所介绍的算法生成优化的发车间隔提供有力的支持。解决方案，在车辆的前后上下门安装压力传感装置，对乘客上下车脚踏压力进行检测，客流处理单元具有信号处理和客流统计，以及和车载机的通讯功能，在车门关闭后将检测到地站点客流数据通过WCDMA发送到数据中心。前门压力传感器后门压力传感器客流量处理单元车载机图5-2客流量采集示意图向中心发送的客流数据信息包括：线路编号，车辆编号，站点信息，上车乘客数量，下车乘客数量，时间信息。3、电子信息站牌站牌的控制程序主要包括以下内容，控制一个车站的所有站牌的显示信息，包括站牌上面的信息显示，车辆的运行情况等信息。整个车站的车辆内容采用一个地址序列，站牌上面的显示信息通过一个地址序列进行区分，车辆内容与站牌上面显示信息使用同一个地址的时候，通过紧跟在后面的数据类型进行区分