智能公交系统体系结构研究

智能公交系统体系结构研究

随着城市化进程的加快，汽车产量显著增加，导致交通拥堵、城市空间狭窄、污染加剧等一系列城市问题日益严重。协调好经济发展和城市交通之间的关系，是城市发展步入健康良性循环轨道的有力保证。公交整体水平的提高，充分利用公交车辆和道路资源，准确的运营调度和信息预测发布，服务质量的改善，为乘客顺利出行提供极大便利，必将能吸引更多的乘客使用公交工具，缓解交通压力，从而在一定程度上解决城市交通拥堵和环境污染问题，也是对构建和谐社会的重要贡献。为尽快实现产业化，中国智能交通的发展应该首先在较为成熟的技术基础上，通过技术集成，形成新的系统概念和系统功能。智能公交系统应该成为重点发展方向之一。同时，城市公交系统因其相对固定的线路运作模式，智能公交系统的应用就显得尤其重要。智能公交系统是一个多服务面、高智能化、功能复杂的大型信息系统。它集计算机控制技术、无线通信技术、全球卫星定位技术、地理信息技术等当今众多的高新技术为一体的交通系统。智能公交系统是ITS研究的一个主要方向，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。它的建立将最大程度地提高车、路资源的利用率，提高公交服务质量，从而创造巨大的社会经济效益，因此对智能公交系统技术的研究具有深远的意义。一、智能交系统的重要性和功能1提供有效的必要信息对于不同的群体，智能公交系统有其不同的涵义：对于运营者而言，要求其必须可以向公交使用者提供准确及时的必要信息；提高自身工作效率，优化管理。而对于公交使用者而言，则要求可以获得并利用信息，指引个人出行；并向运营者反馈信息，促进智能公交的信息化。2公交运行监控的增效第一，能帮助公交企业建立一个完善的信息处理体系：包括信息的采集、传输、存储、分析和发布等功能，实现公交信息的智能化处理。第二，能实现公交业务流程的信息化、自动化管理：公交业务的信息化、自动化管理可以改变现有公交业务流程中的繁琐数据的报送模式，提高工作效率，节省人力，达到企业增效的目的。第三，能改变传统落后的调度模式：通过对公交车辆、客流和道路信息的采集、传输和处理，实现对公交运营车辆的实时监控和可视化调度，变“瞎子调度”为可视化调度。有助于道路交通的通畅化和公交资源配置的最优化。第四，能充分利用公交车实际运行信息：基于客流量采样调查信息库和实际运行的发车记录历史信息库的积累，提供及时的运行信息服务；逐渐形成智能化的调度数学模型，制定更加科学饿公交车行车计划。第五，能实现公交信息服务对象和方式的多样化：通过功能强大的领导查询、财务分析、客流预测等决策支持系统，科学准确地为运营者提供辅助决策服务。通过车载电子显示屏，司机可以快速准确地获取实时的车辆运行和交通信息。通过Internet、智能电子站牌，随时随地可为潜在乘客多渠道第提供多种公交车服务信息，帮助乘客选择出行方式、线路和时间。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管理和调度的智能性，从而有效缓解城市交通的压力。二、车载智能车改自动调度管理智能公交系统主要由车载设备、服务器、GIS(地理信息)系统、公交运营指挥调度系统以及乘客信息服务系统等组成。其结构如图1所示。车载设备通过无线通信向服务器发送本车的定位信息和接收来自调度端的各项调度指令。调度端主要负责对公交车辆的日常调度管理工作。服务器可以对车载设备发送来的动态公交信息进行分析汇总，并且将公交信息通过多种形式向外发布，还可以响应用户通过Internet、SMS或者触摸屏等方式向服务器提交的各种公交查询请求。各车队调度中心与总调度中心以及服务器之间一般采用TCP/IP协议进行通信。1车载单元通信接口车载终端本是智能公交系统的子系统——数据采集和实时调度监控系统，是发布数据处理结果的重要载体。建立车载单元主要由以下部件组成：GPS接收天线、GPS接收机、GPRS接收天线、GPRS通讯模块、电源接口、功能键盘或方便手柄、检测电路、控制电路、CPU、液晶显示模块等。GPS接收天线、GPS接收机完成从GPS卫星接收信号并输送到GPRS通信系统，后者完成车辆与监控中心的双向通信功能。车辆向监控中心发送其经过GPS接收机解算出的定位信号(按设定的时问问隔不断地发送)，车辆报警信号、语音监听信号和其他服务信号。车载单元可接受到监控中心传来的调度命令和公共信息，并显示在屏幕上。车辆结束运营开回停车场后，车载单元方可自动或由司机手工关闭而停止工作。由于公交车辆在运营过程中有其自身的特殊性(经常停开，产生的较强的电磁干扰)，需要在设计中加强了电源的稳压设计，增强了仪器的屏蔽抗干扰能力的设计。2车辆运营信息管理根据我国城市公交的现状，每一个车队设有一个车队调度中心，主要负责整个车队的日常调度工作。车队调度作为一个客户端通过TCP/IP协议与服务器及总调度中心通信，可以接收服务器转发来的属于该车队的所有处于连接状态的车辆的运营信息，根据这些信息可以将正在运营的车辆的位置、速度、方向等相关情况在调度端动态显示，以便于调度人员随时掌握车队的运营情况。调度端也可以利用GSM网的短信功能向指定车辆或者向所有车辆发送短消息，如新闻、天气预报等。系统还将在后台自动生成数据、记录信息、制作报表，以备必要时查询。系统同时自动生成每一辆车的出发时间、到达各站时间、完成全程的耗时、行驶里程等数据，可根据不同需要打印格式化的车辆、车队营运报表。(2）从整理后的信息产生总调度中心负责整个城市公交车辆的宏观调度管理工作，也是作为一个客户端与服务器及各车队调度中心通过TCP/IP进行通信。总调度中心的优先级最高，除了可以直接与车队调度中心通信外，还可与所有公交车辆进行通信。总调度中心的另一主要工作是将各数据搜集单位所搜集到的数据经由归纳、整合、处理，转变为使用者容易了解的信息。总调度中心将所搜集的交通资料加以整理汇总，配合历史交通、路况、路网属性等数据，根据系统管理者提供的策略与内容，配合适当的算法将数据转为有用的交通信息。调度中心取得实时路况数据后，将数据汇整为数据库，并将这些数据设定标准格式，以标准的TCP/IP协议传输到动态信息发布服务器。总调度中心归纳整理的交通信息主要有：1）交通拥挤信息：包含拥挤地区及其所影响的范围。2）交通障碍信息：包含事故、路上障碍物、施工及其他作业等障碍信息。3）交通管制信息：包含禁止通行、速度限制、车道管制、桥梁限重、隧道限高、危险路段、临时管制及管制原因等信息。4）运行时间信息：车流状况、行车速度、行车距离、运行时间预估等信息。总调度中心通过对这些信息的归纳整理再加上对历史数据的分析，可以为决策者制定交通发展政策及规划提供宏观的信息分析，从而进一步提高交通管理质量。3电子站牌的功能乘客信息服务系统包括交通地理信息查询系统、电子站牌系统和候车基础设施等。交通地理信息查询系统以交通GIS为基础平台，为出行者提供各种相关公共交通信息和服务信息，方便人们利用公交出行，让出行者真正感觉到公交系统方便、省钱、可靠、快捷的优点。电子站牌是公交系统面向公众服务的一个重要窗口，包括通讯接收模块、数据处理模块，通过无线或有线(电话线、ISDN、DDN专线、CDMA网络等)与监控调度中心连接。其基本功能是向乘客提供公交线路上公交车辆的运行状况，如车次、车辆到达离开时间等。三、提升城市客运交通的服务质量和水平智能公交系统是通过信息技术等对传统公共交通系统进行技术改造，从技术上落实公交交通优先发展的战略，提高公共交通系统的