時間：2023-03-13 11:26:35
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇公交車公司調度工作范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
GPS電子站牌現身上海
“車輛轉彎，請注意拉好扶手”，每天，這樣的提示語音都會在申城的公交車上響起。不過，在123路公交線路上，類似的提示語言已經與高科技的GPS系統掛上了鉤。“語音提示過去都是司機人工按按鈕操作的，現在，每個轉彎地點的地理信息都被記錄下來，車輛臨近這個轉彎點時，借助GPS定位系統，車輛自動判斷地理位置，自動發出相應的提示。司機不用再關心駕駛之外的事情”，上海巴士俊友信息系統工程有限公司虞桂明高級工程師告訴記者。這家公司為巴士集團下屬子公司，專職為巴士集團下屬車隊提供系統整合。
高科技的手段已經陸續應用到巴士集團下屬的各條公交線路上。在這些公交車上，安裝的設備包括行車自動記錄儀、GPS系統、GSM通信系統，此外，投幣箱還配備64位技術的光刻鑰匙。
社會效益: 既服務又管理
提高社會效益，是公交系統努力的工作方向。落實到一輛公交車的運營實際中，保障行車安全，提供行車信息，準點運營，高峰時刻提高運能，是對公交線路的社會服務要求。但服務無止境，如何才能這四點做到實處，并非容易的事情。比如保證行車安全，但總有不守規矩的司機存在超速，或者不按規則上、下客的現象。
但在整合了上述的三大設備之后，公交車的行車安全就有了可查之據。“行車記錄儀，可以準確地記錄下每個時點的車輛行駛數據，車門的開關狀態，再依靠GSM通信系統，這些數據會實時地發送回后臺系統。司機在進站時，就必須在速度為零時開門，否則后臺系統會比照開門時間點的速度，記錄下邊滑行、邊開車門的違章事件。離站的情況則相反，必須在速度為零是關門?！比绱艘粊?，司機進出站的行為，就被分毫不差地記錄到后臺服務器中，自然提高了車輛行駛的安全性。在道路行駛中，行車記錄儀會自動根據車輛行駛中的及時速度，用語音向司機發出超速等提示語言，并且讓乘客知道當前的狀況，由乘客對其進行實時監督。
不僅如此，乘客們還能對于公交車到站的時間也能夠了如指掌。據介紹，巴士集團下屬各線路的車站，正配合上海文廣集團，建立新的電子站牌。在這種新的站牌上，乘客可以知道最近的某路公交車何時到站。方便乘客了解是否該繼續等待還是乘坐當班的公交車，站牌背后，則是整合了網格技術、GPS定位技術，以及對道路狀況預估等技術，通過無線方式進行數據交換，盡可能高地提高預報的精度。同時，電子站牌自身也成為很好的廣告媒體渠道，以廣告維護系統，達到了經濟和社會效益的雙重兼顧。
有了乘客的方便，公交司機也從這里受益不少。除了前面提到的自動報站的功能，行車記錄儀記錄的車輛運行數據通過GSM系統自動轉發到后臺系統中，也為司機在面臨交通事故等非常狀態時，提供了可靠而有效的證據，為司機避免法律糾紛提供了一種途徑。
事實上，公交車輛的智能化給司機帶來的好處還有更多。例如，公交車輛在進行安裝車載電視、音響設備等改裝之后，耗電量已經超過了原先的設計，一旦發生電流過載現象，后果不堪設想。這成了影響車輛安全的一大新隱患。有了行車記錄儀，車輛工作中的電流情況等數據同樣會被發回后臺系統，便于監督車輛在電路上的異常情況，爭取做到早發現、早解決。
經濟效益: 節省每一分錢
說到經濟效益，普通乘客或許無法體會到今天公交系統運營的成本壓力?！坝蛢r在不斷上漲，公交線路即使空駛也要保證出車，巴士集團自身又是上市公司，這些壓力對于巴士集團來說，都是繞不過的坎”，虞桂明說到。
不過，在信息化技術不斷整合、普及之后，“光是減少車輛空駛距離，就為車隊省下了很大的開支”。
過去，公交車的運行線路是從停車場到線路的始發站，然后開始一天的運營。但有了信息系統之后，巴士集團的公交車輛可以從這條線路的任一中途站點進入運行，不必到始發站等待排班。不僅如此，各條線路的車輛還可以機動靈活地調入高峰線路，提高高峰線路的運能，提高社會服務質量。而司機在換線路時，只需要刷卡，就可以調整路線，車輛自身的系統就會自動將頭、腰、尾部的顯示牌換成新的線路，連途中的提示語音也同步更換，真正做到了“隨需應變”。
由自由調配車輛這一優勢出發，又為整個巴士集團省下了很大一筆備用車輛費用。巴士集團總計有7000余輛公交車，在上這套智能化系統之前，為了保證重點線路在高峰時段的運力，每個分公司總要保證一定量的備用車輛，比例一般在10%左右。按照這個算法，整個巴士集團要預備多達700輛備用車。這些車輛的使用頻率相對較低。在過去成本控制不嚴格、公交車成本較低的情況下，備份車輛消耗大量成本的問題并不嚴重。但是，進入20世紀90年代后，公交車檔次不斷提高，每輛車的成本也上升到70～80萬。如果繼續保持原有數量的備用車，毫無疑問，這對巴士集團而言，資金占用是非常嚴重的。但有了系統之后，每個分公司保留的備用車輛大大減少，原來的備用車可以放心投入到運輸中去，一去一來，省下的采購、維護費用達到了上億元之多。
不僅調度節省開支，有了GPS等系統的支持，對于各分公司領導擅自調用車輛用于私用的事情，也從根本上得到了治理。比如車輛只要沒有在規定線路上行駛，都會被視為異常情況，會被事后進行調查: 到底是道路問題而臨時改道，還是公車私用。而在加油方面，由于加油卡與系統進行了信息整合，每輛車輛究竟加了多少油，是否有異常情況，都能被后臺系統直接發現。
公交車上還有一把可靠的“鑰匙”――64位光刻鑰匙。別小看這把鑰匙，由于其具有唯一的特性，每個投幣箱的開啟，只能由這把全世界惟一的光刻鑰匙開啟，同樣的鑰匙只有三把，分別由該線路的乘務員、巴士俊友和集團三個地方保管。其他人無法打開投幣箱，從源頭上堵住了被偷竊的可能，又能跟蹤到人。究竟是誰，在什么時間開啟票箱的，一目了然。
未來任務: 智能化調度
“法國一家有1400輛公交車的公交公司，內外勤人員總計在3000多人，而巴士集團7000輛車，卻有60000多人。兩兩相比較，我們就能看出巴士集團還有很大的潛力可以挖掘”，虞桂明說到。
巴士集團下一步挖掘的空間就在調度工作上。調度是節省成本的重要手段。當前，上海的公交線路依然主要依靠調度人員的人工排班，而且每條線路都是雙邊調度，即在公交線路的兩端設立調度員。這種制度的缺陷是，雖然能夠保證進出兩個終點站的時間符合間隔要求，但對于中途各個站點是否按要求均勻到達，并不能保證。此外，兩頭調度缺少全局性，實際運行中，同一線路的公交車可能存在車輛集中在上行線，或者下行線。最后又積壓在一個終點站，駕駛員又面臨很長的等待時間，用在駕駛上的時間并不多。這些細節都是導致企業成本高昂，需要改進的地方。
為此，巴士集團采用了智能化的手段來收集與調度有關的相關信息，例如每輛公交車的行駛速度，何時到達某站，歷史上各個時段的擁堵情況，下雨與否等等。這些信息綜合在一起，采用“基于基因的算法”，調度系統就能將調度員的經驗“學習”到，并自動化排班。“這套系統能夠保證頭天出第二天的排班表，與調度員的經驗排班相比，更精確，也更符合實際情況。系統排班的好處是減少了駕駛員和調度人員填表格時間，特別是在有些線路的高峰時段，每分鐘都要發車，這樣節省下來的時間就非?？捎^，”虞桂明說。據統計，過去每輛公交車在終點站的等待時間為25分鐘，而現在下降到10到15分鐘。在不增加成本的情況下，提高了車輛利用效率。
政府力推公交全“氣”化
保定市如此大批量的采購LNG公交車，對整個城市公共交通建設的重視力度是非同一般的。談到保定市一次性更新689部液化天然氣公交車的大單，保定公交總公司總經理楊冬梅自豪地說：“在全國同級別的城市中，如此大規模投放和使用LNG公交車項目是史無前例。這是市政府響應國家‘節能減排’號召，為打造低碳、宜居、善美的城市形象而做出的重要惠民工程?！惫步煌P系到國計民生和城市形象，涉及到環保、交通暢通等方方面面，但原有的老舊城市公交車尾氣污染非常嚴重。2010年8月，保定市被列為全國8個低碳試點城市之一，保定公交也迎來了新的發展機遇期，淘汰污染嚴重的柴油車勢在必行。
談及天然氣公交車成為首選的原因，楊冬梅指出：“使用LNG公交車對保定建設低碳城市及環首都綠色經濟圈意義重大。在當前國際石油日趨緊張和國內成品油價不斷攀升及環保壓力下，發展天然氣車已成為全球汽車行業的趨勢；而我國LNG技術較為成熟，已經廣泛應用于城市公交領域，具有更環保、更經濟、更安全可靠等優勢。”
在今年3月召開的保定市第四十四次常務會上，市政府通過了《保定市城市公交、長途客運車輛推廣使用液化天然氣實施方案》，與中石油昆侖能源有限公司簽署“三位一體、氣化保定”戰略合作框架協議，計劃于今年底前，將保定市區689輛非燃氣車輛全部更新為更安全、環保的LNG空調車。保定市政府專門成立“油改氣”領導小組，全力支持保定公交包括資金、氣源、建站等方方面面工作。
“得益于市委市政府的領導，保定公交公司將充分發揮大公交優勢，緩解日益嚴重的交通擁堵，用更優質的服務回報社會，提高保定百姓的幸福生活指數和城市形象。”楊冬梅信心滿滿地說道。
全市配備高檔、智能化LNG公交車
在車型配置和選購方面，保定公交總公司進行了大量的前期研究工作。在資金落實后，由保定市發改委牽頭，市監察局、檢察院、國資委、財政局、交通局等相關部門全程參與并監督，舉辦全國性的招投標工作。在眾多具有國家資質的客運車生產廠家中，丹東黃海廠獲得391輛10米車型的生產權。新車的置換，讓成立近50年的保定公交總公司煥發了新的生機。據了解，這批黃海LNG公交車是根據保定的車輛使用環境、乘車習慣、高峰路況等多種因素進行了因地制宜的設計，對于保定公交的快速發展起到了很好的助力作用。
其一，新車使用的舒適度是遠遠優于傳統的柴油車。司機小王說：“原來的車沒有暖風，在冬季早起發車時，排氣管經常被凍得堵住，非常耗時耗力；現在都是空調車，冬暖夏涼，噪聲減少了，操控起來非常輕松、舒適，一天工作下來也不感覺疲勞了?！?/p>
其二，公置更高，公交調度全程智能化。公交總公司建立了智能化公交調度大廳，對車輛進行智能動態調度和監控指揮。每輛新車均安裝GPS衛星定位系統，實現全自動報站；采用了智能化儀表盤，隨時可將水溫、油壓等基礎數據統計到調度中心后臺，更好地促進信息管理和各項指標的考核；全新的LED電子路牌，可通過遠程調控自動設定或更改，解決了由于站牌亂、標示不明，臨時改線等原因導致乘客空等、坐錯車等問題。
關鍵詞：客流量；定位系統；電子站牌；乘客計數系統
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）15-0126-02
城市公共交通是城市社會經濟活動的動脈，是城市的主要組成部分，也是城市居民賴以生存的必要的共用基礎設施、迅速、高效的交通系統是社會經濟發展的有力保障。
本文通過建立公交乘客信息系統框架，研究公交電子站牌系統和公交乘客運營系統之間的輔助決策機理，設計了基于電子站牌自動計數的公交最佳調度方案。同時利用現代化的通訊技術和信息管理技術為公交公司節省人力和物力，從而降低成本，提高工作效率。因此，基于電子站牌數據的公交調度不僅有很好的社會效益，而且會給公交企業帶來良好的經濟效益。
1國內外研究現狀
從20世紀90年代開始，對于公交調度的探索和研究大部分都集中在兩個方面：一方面是對調度問題優化算法的研究；另一方面是如何應用APTS理論及其相關技術來集成調度系統，實現公交系統的智能化。
在技術方面上，國外研究的主要精力集中在計算機輔助公交運營方面，其中ITS技術支持下的公交調度系統最具有代表性。
與歐美國家相比，國內公共交通事業的發展相對還比較落后，總體應用水平比國外低，涉及的范圍也相對較小。國內交通存在自身的局限性，傳統的公共交通運營組織主要是以線路調度為核心，是一種基于傳統設備和調度員經驗的調度。目前采用智能運輸技術解決國內公共交通運輸中的問題，基本還處于“構想”和“初步試驗”的階段。
2主要研究內容
本文旨在將通過GPS定位技術采集的車輛位置、車輛行駛路況等信息與電子站牌上乘客所指示的上下車人數以及站點狀況信息相結合，通過信息收集反饋系統將其反饋給公交調度公司，經過運營的實時統計以及場站樞紐的實時監控對公交車的調度進行實時分析，調整發車時間間隔和發車班次以滿足乘客需求。
2.1站臺乘客計數系統
自動乘客計數系統是一種應用了單片機原理，公交客流統計系統能檢測公交車在每個站點的上下車人數，并記錄時間和車位，在統計調度中心，通過測量的客流基礎數據，可以方便地建立客流模型，進行各種統計分析，例如在某一時間段內對某個站點客流量進行統計，對某條線路總的客流量統計，甚至還可以統計出車內的超載情況，統計結果可以用多種圖表方式顯示，以便對新增的或要改動的公交線路進行線路優化設計，幫助制定城市公交的近期和中長期規劃。
2.2自動車輛定位系統
定位模塊：由定位傳感器和數據處理電路組成，以提供實時、連續的車輛位置估計，以使系統能夠正確分辨車輛當前的行駛路段和正在接近的交叉路口。在該自動車輛定位系統中，我們綜合了全球定位系統的各種定位技術，期盼將現已有的各種車輛定位技術運用到公交車上，以使公交站臺能提前感知公交車的到來，并且方便公交調度公司隨時掌握公交車的狀態和位置，方便管理和調度。
2.3模擬統計乘客數量以調整發車間隔系統
2.3.1公交車?？繒r間分析
公交車從減速進站到加速出站分為四個階段 ：分別為減速進站，開關門，乘客上下車，加速離站，對應的四個時間分別是t1，t2，t3，t4。
? t1的計算可通運動學的基本公式得到：
t=√2L/b
本次研究根據實際情況，取平均車長L=13m，公交車加速度b=2m/s2，得到t1=3.6s；
? t2可以通過翻閱資料查得，一般為3-4s；
? t3的影響因素眾多，它的測定通常用實地測量的方法得到。本次研究的t3是在上海曹楊八村站經過多次實地觀測最后得出的。
? t4的計算可以分為兩部分：加速離站基本時間ta、公交車重新匯入車流的延誤時間td。
ta的計算與他t1類似，td的計算可查閱下表。
2.4信息收集反饋系統
智能交通信息采集與系統，該系統由交通信息采集子系統、智能信息分析處理子 系統和超媒體信息中心、后臺管理系統四部分組成。旨在對車輛定位系統所采集的數據進行處理。通過車輛自動定位系統所傳遞的車輛位置、車輛行駛狀況、站臺候車人數、IC卡消費次數以及其他信息的分類與匯總，經過公交智能管理系統、實時調度系統、交管部門管理系統對信息的處理，將最終的結果以合理的公交調度時刻表、站牌反饋信息的形式進行信息的輸出。
2.5電子站牌顯示系統
基于無線通信的智能公交站牌信息顯示系統是通過站點的LED燈來直觀顯示未到公交車的行駛信息。本系統主要由車載自動發射模塊、站點解碼和調整模塊，無線通信模塊三部分構成。通過將初始端接收車載信號以調整電路顯示，并通過站點解碼模塊將信息展現在LED燈上，使站點等車的乘客都可以了解到所乘公交車的行駛位置。
2.6案例分析
如圖4所示，公交車到達A站后，則在下面的B，C，D站點會依次點亮A站點的LED燈表示車輛目前位置?？紤]到同一路線會有多輛同路公交車行駛，通過算法實現顯示最近的公交車。以20路和37路公交車為例：當公交車分別在A站和C站的時候，則在B站顯示的是公交車到達A站的信息，而D站則顯示是公交車到達C站的信息，即提高了消息的顯示效率，也滿足了乘客的需求，不同路公交車互不干擾，實現了公交車行車信息的正確顯示。
參考文獻：
[1] 王幸之，鐘愛玲.AT89系列單片機原理與接口技術[M].北京航空航天大學出版社，2005：45-56.
[2] 黃仁顧，馬彪.單片機原理及應用技術[M].北京：清華大學出版社，2005：78-92.
[3] 王力，王川久，沈曉蓉，等.智能交通系統中實時交通信息采集處理的新方法[J].系統工程，2005（2）.
[4] 欒碩，胡東方，肖軍.智能交通系統模型的研究和算法分析[J].鞍山師范學院學報，2007（0）.
今年國慶期間一天晚上，我在外灘附近活動后，走到一個公交車終點站，準備乘車回家，左等右等，就是不見公交車的影子。這條線路是經過淮海中路的，同時我看到馬路上另外一路同樣經過淮海中路的公交車，照樣來來往往，所以我判斷我所要乘的這路公交車，可能發生了交通事故，總之我還是選擇等下去。同時在終點站上的還有幾十個人，而且越來越多，他們當中大多數是外地人，有的還是“大包小包”，顯然是利用國慶節假期到上海來旅游或者投親靠友打工的。他們開始罵罵咧咧起來。
我被牢騷和罵聲所包圍，身為老上海，我義不容辭地向他們解釋了我的判斷：“可能出了事故，車隊應當馬上會派車”，希望他們能夠平息火氣，耐心等待。
【到底誰應當知道？】
一個多小時過去了，還是不見公交車的影子，我這個老上海也上火了。于是就用手機向114問知公交車、出租車“運管熱線”號碼是962000。我打過去時，對方說要問管這路公交車的公司，于是我再與該公司通電話，值班員說：“我也不清楚究竟是什么原因，應當要問這路公交車的調度員。”
最后總算與調度員通上了電話，她說：“沒有車，是因為從下午4時就不運營了，節前上級就是這樣安排的。為此，幾天前已經在報紙上登過了，你為啥不看呢？”
我說：“請問，你們刊登在哪一天、哪一張報紙上，又是哪一版上？”
“不曉得！”
“連你也不曉得，一般人怎么會曉得呢？即使是上海本地人，也不全部訂報的，即使訂報，也不會全看到這則通告的，看到這則通告，也不一定會認真記住你這條公交車提早收線的消息的。因為人們出行坐車絕大多數都是即興的，很少有人會事先做計劃！再說，剛剛來到上海的外地人，他根本無從訂報、看報的，你能怪他嗎？你們為什么不設身處地地為乘客著想呢？”
【似是而非】
終點站上幾十號人，聽到這里，知道我剛才的解釋全是自以為是的“謊言”，他們只好打的的打的，轉乘的轉乘，“自找出路”了。真不知道，這條公交線以及所有封路、提早收線的公交車沿途各站，究竟有多少乘客都被“忽悠”了。
國慶期間，公交系統能夠想到事先登報通告，當然要比不登報高明了。但這并不能算是工作做到家了。從上述對話程序中，明眼人已經看到端倪了：
既然登過報了，為什么吃公交飯、專門負責投訴的權威部門“運管熱線”不知道呢？而且連該路公交車的公司負責人也不知道；只有該路公交車的調度員知道提早收線、不運營了，但她也不知道通告究竟刊登在哪一天、哪一張報紙、哪一版。
那么你憑什么，一定要普通市民、特別是外來人員知道相關信息呢？這不是典型的“以其昏昏，使人昭昭”嗎？
【解決之道舉手之勞】
今年是上海創建公交整整100周年，有關方面已經慶祝過了。1908年3月5日，第一輛有軌電車從靜安寺開到外洋涇橋上海總會（今廣東路外灘），行駛6.04公里，這標志著上海近代公共交通的誕生。這在中國是領先的，在世界上絕大多數國家當中也不算晚。
100年了，理應經驗老到，足智多謀，但像上述這樣提前收線的簡單小事，卻顯得十分粗糙，造成眾多乘客的不便與尷尬，哪里像一個“百年老店”呢？
關鍵詞：GPS；公交企業生產調度系統；智能公交
中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)23-5746-03
Based on the GPS Bus Enterprise Production Scheduling System
CHEN Qi-bing
(Nanjing City Passenger Traffic Management Office, Nanjing 210029, China)
Abstract: Based on the Nanjing intelligent transportation practical and intelligent building as an example based on the GPS bus enterprise production scheduling system.
Key words: GPS; public transportation enterprise production scheduling system; intelligent public transportation
1 問題的提出
目前，南京城市客運企業以智能交通為基礎的生產管理體系尚未形成，企業的管理手段落后，管理效能相對低下，管理成本相對偏高。南京城市客運企業生產管理體系的標準指標沒有統一，沒有建立統一的考核監督機制，公交總公司、中北巴士、雅高巴士等幾家公交公司的企業管理體系各不相同，數據格式和數據規范沒有統一，不能發揮行業的有效管理合力，更不能為公眾提供高效便捷的出行服務。南京市有50多家出租車企業，除幾家規模較大、管理較為規范的出租車公司外，其他大多數公司沒有建立企業生產管理體系，無法實現出租車的有效管理。
公交車是公眾出行的主要交通工具，車載和場站視頻監控系統目前尚未形成體系，不能滿足公眾的公共交通安全需求。
從不同企業的共同需求出發，企業生產管理體系的建設需要完成的任務是：1) 計劃排班：快速形成組織線路運營的具體作業計劃，指導各個車組的運營生產。2) 公交智能調度：實現企業對公交車輛的定位監控，根據交通狀況實現對車輛的靈活調度。3) 營運成本與效益分析：便于企業管理部門節約成本，提高效益，完善政府財政補貼機制。4) 運營管理：對車輛、人員、基礎資料等進行規范化管理，提高企業管理效能。5) 視頻監控：幫助企業了解運營中實時狀況，掌握線路客流變化，合理安排運力和配置資源。
2 基于GPS的公交企業生產調度系統
2.1 智能公交企業生產管理體系的功能
南京市智能公共交通系統中企業生產管理體系的功能模塊如圖1所示。
2.2 公交智能調度系統
2.2.1 GPS監控
2.2.1.1 GIS監控
公交車輛的監控基于GIS平臺，在監控地圖上實時顯示車輛的位置、車輛行駛方向等信息；用戶可以打開多個監控窗口跟蹤不同的目標或區域，并顯示目標的相關信息（如，車號、速度、方向等）；系統支持車輛定位查詢、軌跡回放功能。車輛監控模塊包括公交車輛日常營運狀況下按照公交線路分組的車輛監控，執行應急調度任務中的車輛監控，以及處于緊急調度狀態的車輛監控。GIS監控主要提供基于地圖的車輛詳細情況的監控，為應急調度的決策提供輔助信息。其中線路監控主要被公交公司的調度員使用。
GIS監控包含的模塊有：1) 自由監控。自由監控可監控車輛在當前監控窗口區域內的運行情況，用戶可以選擇顯示全部或者部分車輛進行監控。自由監控分為選定車輛監控和當前地圖區域監控兩個功能。選定車輛監控可對用戶選定的一輛或多輛車輛進行監控。按照選定車輛進行自由監控的時候，所有選定車輛都會在監控地圖上顯示，用戶可實時了解到車輛的位置分布和運行情況。當前地圖區域監控可對用戶當前地圖窗口中的所有車輛進行監控。按照當前地圖區域監控進行自由監控的時候，當前地圖區域內的所有車輛都會在監控地圖上顯示，用戶可實時了解到車輛的位置分布和運行情況。2) 單車跟蹤。單車跟蹤可對單車或單車群組進行跟蹤。被跟蹤車輛始終顯示在當前監控中，當被跟蹤的車輛不在監控窗口中時，系統會重新更新監控地圖，使該車輛回到地圖中心。單車跟蹤分為單車監控跟蹤和單車群組跟蹤兩個功能。3) 軌跡回放。行程軌跡回放可向用戶提供對車輛歷史行程的查找，系統在地圖上描述出車輛的歷史行程軌跡。軌跡回放時在監控窗口會出現車輛圖標、軌跡點，同時顯示該軌跡點車輛所處的狀態信息，回放速度可調節。車輛的行程軌跡為車輛管理、監控提供依據。4) 線路監控。線路監控可監控選定的某條公交線路的車輛運營情況。進行線路監控時，上行和下行線路用不同顏色顯示，系統自動更換監控區域和地圖顯示比例使得當前監控的線路顯示在當前視窗中?？梢赃x擇車輛查看該車輛的詳細信息。線路監控過程中，同時顯示上行、下行、車輛總數、非營運車輛等統計信息。5) 車輛定位。車輛定位查詢在市仍擻行駛車輛，并將車輛在地圖中心顯示?？梢赃x擇車輛查看該車輛的詳細信息包括車輛的信息、運行信息(位置、行駛速度等)。6) 超速報警。超速報警模塊可在車輛行駛超速時進行報警，司機在發生突發事件時，也可通過司機鍵盤向總監控中心發送報警信息。利用超速監控加強對公交車日常行車安全監管，市民在乘坐公交車時將不用再擔心由于公交車司機超速駕駛而導致的交通事故，市民在車上聽到超速報警系統的報警的同時也可以向司機提出減慢車速的要求。
超速報警包含的模塊有：超速報警設置、超速實時監控、報警實時監控、超速記錄查詢、超速分析。
2.2.1.2線路運行狀態圖監控
公交線路運行監控圖以簡化的直線或折線的形式表示公交線路，線路上沿途?？康恼军c根據其實際的坐標進行換算并在線路運營監控圖上標注。
根據運行于該線路的車輛GPS數據和報站數據，在線路運行監控圖上實時顯示這些車輛在線路上的運行位置，便于調度員在日常營運調度的過程中清楚直觀地掌握線路上車輛運行情況。
調度員選擇監控線路，顯示線路站點排列的線路運行監控圖。線路運行監控圖上顯示線路雙向各個站點的名稱，對于所有運行于該線路上的車輛，顯示正確的位置、行駛方向和車輛自編號；當車輛被選中時，顯示車輛的運行狀態的詳細信息。
具體的狀態圖監控功能描述如：1) 公交線路按照上下行分兩條曲線顯示，在總站處曲線相交；2) 線路上的途徑站點的是否顯示可設置；3) 途徑站點和車輛的標注字段可設置；4) 顯示線路上車輛的統計信息：總車數、上行、下行、左總站、右總站和非營運車輛；5) 非營運車輛的集中顯示在一個區域；6) 車輛可被選擇：車輛被選中時候顯示該車輛的運行狀態的詳細信息。
2.2.2 行車計劃調度
2.2.2.1 按線路行車時刻表
調度室根據車載設備上傳的GPS（時間、速度、位置等）、客流量數據，自動檢測并提示車輛的到站、出站信息及乘客到站率，由專家系統自動生成合理的固定車輛排班表，同時由系統自動向司售人員發出調度信息。
2.2.2.2 車輛排班動態調整
根據當日運營中的出勤狀況、車輛運行狀況，由排班調整專家系統依據既定策略調整固定排班表，并由GPS 數據預測每趟次行車的時間，提供即時的班表控制與調整機制。當車輛運營正常時無須調整班表，一旦例外狀況發生則依據知識庫采取相對應的措施，輸出調整后的班表。當需要根據實際情況修改推理規則的相關參數時，系統支持對專家知識庫的修改，從而得到更為合理的排班表。
2.2.2.3 人工輔助調度
系統車輛運營后，調度員接受三方面的信息：計劃行車時刻表信息、車載GPS采集設備提供的車輛實時狀態信息以及車輛狀態信息。系統根據預定的排班專家知識庫和實測車輛的運行時間信息，計算出優化的發車間隔和發車時間，允許調度員對調度方案作進一步的修改和調整。
2.2.2.4 發車自動調度
公交發車自動調度是指公交監控調度系統在無需現場調度人員進行干預的情況根據事先定義好的發車規則、排班時刻表、公交車輛到總站的實際情況和調度需要自動排定總站車輛的發車順序等信息自動調度到達總站的車輛進行下一次的班次服務，同時將調度指令發送到公交智能終端上。
根據線路運行計劃表、調度規則和車輛的狀態信息，自動提供優化、動態的車輛發車時間表，編排司乘人員配班表，保證公交運營車輛按計劃排班運營。在運行營運過程中，系統依據預定的調度規則進行自動發車，能夠按實際運行數據修改調度規則的相關參數(如發車時間間隔)，以保證運營車輛的有條不紊，運營過程暢通穩定，達到站內乘客滿意的目的。
自動發車調度具備的功能：多種發車模式的轉換，可以按照發車時刻表的要求發車，可以按照時間間隔發車，可以手工調度車輛；調度人員根據實際情況可以調整發車時刻表；發車指令下達后可以監控車輛實際運行情況；可以按照班次/車輛到總站的先后次序發車（調整發車次序）；需要提前下發調度指令；調度人員可以手工調整發車時間。
2.2.3 交互式運營調度
交互式運營調度主要協助公交調度人員完成日常的調度工作，其主要內容包括:
2.2.3.1 日常調度
日常即時調度主要采用加車、減車、短線、快車、區間等調度手段，采取短線、快車、區間等調度手段時，站點選擇是視具體交通狀況決定的，與即時發生的如交通堵塞、交通事故、暴雨及客流突變原因和地點有關。不同調度方案的特點如下：
短線的折回站點不固定，由調度員視具體交通情況而定，線路的任一站點都可作為短線的終點，都可能發短線；
快車包括沿著原線路越過部分?？空军c直接到指定站點開始運營和脫離運營線路直接到指定運營線路的某站點運營兩種情況，越過的站點、脫離線路站點和回到線路的站點不固定，由調度員視具體交通情況而定，快車的直達站點也可能是線路的任一站點；
發區間車時，在運營線路的哪兩個站點之間發區間不固定，由調度員視具體交通情況而定。
目前公交調度常遇到的突發事件和常用的即時調度手段及出現頻率如表1所示。
具體的調度流程如圖4所示。
2.2.3.2 調度預案
預案類別即調度的服務類型，系統可以設定不同的服務類型，通過預案實現對單個車輛的組合調度，并根據不同的服務類型產生或不產生電子路單，或者執行不同的操作指令。
預案是按不同的線路來定義的，預案包含標題信息和明細信息。標題信息有預案的線路、預案類型、預案的名稱、調度下發信息（即在司機鍵盤顯示的內容），明細信息是用來生成電子路單記錄用的，一個預案可以同時生成多條電子路單記錄，目的是為了減化調度員的操作。
公交運營過程中由于路況、車輛、司機、客流及天氣等因素，會有很多難以事先預料的或者意外事件臨時發生，因此預案的準備甚為重要。預案的主要采用的方法有加車、減車、短線、快車、區間車等調度手段，當采取短線、快車、區間等調度手段時，發車時間及站點選擇是視具體交通狀況決定的，與即時發生的如交通堵塞、交通事故、暴雨及客流突變的原因和地點有關。
2.2.3.3 司機考勤
1) 上班簽到：司機上班后，通過司機鍵盤進行考勤，如果通過司機鍵盤考勤操作不成功，則需要調度員幫司機作考勤操作。2) 運營簽到：早班司機提車開到總站，準備開始運營前進行運營簽到；車輛調行線路也需要在新線路上運營簽到。3) 交接班：早班司機與晚班司機進行交接班操作。這一操作可能在總站進行，也可能在途中某個站點進行。考慮特殊情況，也有可能在維修廠、加氣站等地進行交接班。4) 運營簽退：司機完成一天的最后一班發車任務后進行運營簽退。5) 下班簽退：晚班或單班司機將車輛停在過夜場地（車場、維修廠或總站）后，進行下班簽退。
2.2.4 其他運營調度
1) 包車調度――指有人需要包車時進行的調度業務。因為包車是屬于運營在非預定線路的車輛，需要設定起點、終點以及里程。2) 搶修調度――當車輛出現故障時，司機能夠上報故障信息到調度室，同時產生故障記錄。公交司機操作司機鍵盤報告故障信息，系統收到故障信息后能夠通過界面提示調度員，系統自動生成相應的行車記錄信息。3) 群發通知、單發通知――調度員通過群發通知、單發通知可以將通知信息通過網絡，發送到車輛里的車載終端上，使司機能收到相關的通知內容。
2.2.5 區域協調調度
關鍵詞:GPS;GPRS;SD卡;MP3;自動報站;信息更新;監控調度
中圖分類號:TN41,TP33文獻標識碼:B
文章編號:1004-373X(2009)19-212-03
Design of Automatic Station Report System for Bus Based on GPS/GPRS
ZHANG Yongsheng,WEN Ke
(Guangzhou Ropen Technology Co.Ltd.,Guangzhou,510060,China)
Abstract:In recent years,with sustained economic development of public transport also its higher requirements are put forward.Traditional bus reporter must be manipulated by the driver,considering the safety of public transportation system,there is an urgent need for intelligent,automatic station report system for bus.GPS and GPRS technology for application enable the bus station report system a high degree of integration,changing the traditional manual-announce way,the current way of updating information is solved and the scheduling and other defects can′t be bining GPS positioning technology,the bus status information (location,speed,etc.) in real-time acquisition and analysis,when the bus is scheduled to arrive at the location,the automatic station report function is realized.Through the GPRS network,necessary bus status information should be transmitted to the bus monitor dispatching center timely,and then through the center of the operation of PC software,to achieve the function of the monitoring,scheduling and updating information.SD card is used to memorize the information of a number of lines and MP3 audio files,it is facilitated to replace bus lines,and at the same time high-quality voice information play is realized.
Keywords:GPS;GPRS;SD card;MP3;automatic station report;information updating;monitoring and dispatching
0 引 言
目前,國內公交車報站的方式多采用手動報站,但是因為司機需要在保證安全駕駛的前提下進行報站,所以經常出現錯報、漏報、安全隱患等一系列問題。采用GPS全球定位系統進行自動報站使這一難題迎刃而解,不需要人工干預,大大減輕了司機的工作量,也同時提高了車輛運行的安全性,促進公交系統的現代化進程[1]。
現階段,公交車內信息屏多通過有線方式獲得新聞、天氣預報、廣告等信息,也可以同步顯示報站信息。但是有一個不可避免的問題,那就是由于沒有整合GPRS無線通訊功能,所以維護起來比較麻煩,如果需要更換廣告內容,就必須派出大量的人員,對需要更改廣告內容的公交車內信息屏一一更改,浪費了大量的人力物力。GPRS的應用使系統實現了前所未有的高度整合,解決了目前國內現有的公交車內信息更新方式落后的弊端。通過GPS衛星定位系統和GPRS無線通信網絡,公交監控調度中心可實時監控各條線路公交車位置的分布情況,并根據監控情況向有關公交車發出調度通知[2]。
1 公交車自動報站系統的組成
該系統由公交車內各終端(信息屏、腰牌等)、自動報站器、GPRS/GSM通信網絡、公交監控調度中心組成。自動報站器主要由主控芯片、GPS/GPRS通信模塊、LCD、SD卡、MP3解碼芯片組成。整個系統的總體結構如圖1所示。
圖1 系統結構圖
自動報站器利用自學習功能存儲站點的經緯度信息到SD卡,當公交車行駛到某站點時,接收的經緯度信息與存儲的某站點經緯度信息一致,就可以自動播報相應站點的站名,同時實現以下兩個功能:
(1) 通過RS 485接口發送相應的信息到車內各終端,實現公交車內的控制一體化;
(2) 通過GSM網絡發送公交車的狀態信息(經緯度、速度等參數)到公交監控調度中心,實現公交車與監控調度中心的高度統一。
2 公交車自動報站器的硬件設計
公交車自動報站器主要以LM3S1601主芯片、GPS模塊和GPRS模塊為核心,搭建終端平臺,他們之間通過串行通信方式連接,其余還包括電源模、MP3播放接口和SD卡接口等[3]。硬件原理結構圖如圖2所示。
圖2 終端硬件原理結構圖
2.1 電源模塊的設計
電源系統對自動報站器的可靠性運行影響很大,好的電源電路能夠過濾掉很多通過電源電路傳入的干擾信號。
本電源模塊的電源電路如圖3所示。
圖3 電源電路圖
控制器輸入電壓為24 V,由于GPRS上網時的峰值電流可達2 A,所以電源芯片選用LM2596-5.0,輸出電流可達3 A。采用LM1117-3.3芯片給LM3S1601、SD卡等供電,LM1117-2.5芯片給MP3解碼芯片供電,MIC29302芯片輸出4 V電壓給GPRS模塊。
2.2 SIM300C GPRS模塊
SIM300C內嵌TCP/IP協議棧, 基于GSM/GPRS 900/1 800/1 900 MHz 三頻,采用雙列直插式板對板連接,適合車載應用。尺寸:50 mm×33 mm×6.2 mm,支持class2,通過AT指令控制,滿足GSM 2/2+標準,帶有RS 232電平,直接與單片機相連[4]。
2.3 主控芯片
采用TI公司的LM3S1601單片機作為控制主芯片,該芯片采用ARM Cortex-M3內核,Cortex-M3 是ARM公司最新推出的基于ARMv7 體系架構的處理器核,具有高性能、低成本、低功耗的特點。它采用哈佛結構,使用分離的指令和數據總線(馮諾伊曼結構下,數據和指令共用一條總線),處理速度明顯加快。Cortex-M3只支持最新的Thumb-2指令集,免去Thumb和ARM代碼的互相切換,Cortex-M3內核中集成了中斷控制器,提供基本的32個物理中斷,具有8層優先級,最高可達到240個物理中斷和256個中斷優先級。此類設計是確定的且具有低延遲性,特別適用于汽車應用[5]。具有128 KB的片內FLASH,32 KB片內SRAM,3個UART串口,2個SSI接口,2個I2C接口,完全能夠滿足現在的需求。
2.4 E2PROM和SD卡存儲模塊
E2PROM型號為CAT24C02,用來存放報站器的站號、線路、上下行、模式等必要數據,防止掉電數據丟失。SD卡存儲中文站名、經緯度信息、MP3音頻文件等,SD卡與單片機通過SSI0接口進行通信,采用FAT16格式的文件系統[6],支持最大2 GB的SD卡[7]。
2.5 MP3解碼芯片
MP3解碼芯片采用的是芬蘭VLSI Solution公司生產的VS1003芯片,VS1003是一款單芯片的MP3/WMA/MIDI音頻解碼和ADPCM編碼芯片,其擁有一個性能低功耗的DSP處理器核VSDSP,5 KB的指令RAM,05 KB的數據RAM,串行的控制器和數據輸入接口,4個通用I/O口,一個UART口;同時片內帶有一個可變采樣率的ADC、一個立體聲DAC以及耳機音頻放大器[8]。
3 公交車自動報站器的軟件設計及實現
由單片機LM3S1601編程實現GPS信息的接收處理,GPRS上網、建立連接、接收數據,MP3語音文件的播放,讀寫SD卡的內容,LCD屏的顯示等功能。本系統的工作過程大致為:通過按鍵及GPS信息的接收進行站點的自學習;自動搜索站點,并自動報站:如果GPS模塊接收到的經緯度信息與存儲的某站點經緯度信息一致,則通過SSI0從SD卡中讀取相對應的MP3文件,將所讀取的數據流通過SSI1發送到VS1003播放器中播放,同時在LCD屏上顯示相應的站號及站名,并通過GSM網絡發送當前的經緯度信息到公交監控調度中心,從而實現自動報站的功能;中心主動連接自動報站器,自動報站器根據接收的通信協議的不同進行不同的操作(如實時監控、車內信息更新等)。
系統的軟件組成框圖如圖4所示。
圖4 系統的軟件組成框圖
3.1 報站器的主程序設計
主程序主要完成系統初始化及各個模塊子程序的調用,其流程圖如圖5所示。
圖5 主程序流程圖
系統上電后進行初始化,包括:I/O口,定時器,UART、看門狗,模塊(SD卡、GPRS模塊、VS1003等)。系統初始化完之后,接收GPS定位信息,GPS通信協議較多,該程序采用應用最為廣泛的NMEA-0183協議[9]。在此協議中包括了“$GPGGA”、“$GPGSA”、“$GPGSV”和“$GPRMC”等格式,而本文使用的是以最簡格式“$GPRMC”語句進行設計。格式如下:
$GPRMC,,,,,,,,,,,,*hh
其中為定位狀態,A=有效定位,V=無效定位,當接收數據為A時,則認為GPS接收數據有效,然后進行自學習功能、GPRS處理功能、自動搜索站點功能的判斷及處理[10]。
3.2 GPRS處理子程序的設計
GPRS處理子程序主要實現報站器與中心之間的通信及監控調度、信息更新功能。
中心打電話通知報站器上線,報站器接收到“+CLIP:"020********",129”,通過“ATH”掛斷電話,判斷是否為中心電話,如果是則建立PPP連接,連接成功后,通過TCP/IP連接中心的固定IP地址和端口號。
報站器與中心連接成功后,雙方互發握手指令,如果“握手”成功,則進行通信;否則中心主動斷網。
“握手”成功后,報站器接收中心下發的指令。如果為“實時監控”指令,則實時發送GPS數據,為了防止中心與報站器之間斷網,雙方需定時發送“心跳包”;如果是“信息更新”指令,則接收中心發送的更新信息,接收完畢后自動斷網。
圖6 GPRS處理子程序流程圖
4 結 語
該自動報站器通過EMC及可靠性試驗和現場試運行,系統功能正常、運行穩定、表現出較強的抗干擾能力和較高的可靠性,尤其GPS自動報站功能,可根據客戶需要及公交線路的實際情況更改報站和預報站范圍,確保了報站的準確性,提高了公交車的安全性,減輕了司機的負擔,具有良好的社會經濟效益。目前,系統功能正在進行部分高級功能的完善,產業化工作也正在全面展開之中。
參考文獻
[1]袁成.芝加哥公共汽車的自動報站設備[J].城市公用事業,2003,17(3):42-43.
[2]戴喜明,袁濤,吳定雪.基于GSM/GPS/GIS 車輛狀態監控系統的設計[J].微計算機信息,2006,22(27):246-248.
[3]許連華,李學慶.基于GPS 的公交車自動報站系統[J].計算機工程,2005(23):191-218.
[4]SIMCOM.SIM300C AT Commands Set Version 1.06[Z].2006.
[5]ARM Limited.Cortex-M3 Technical Reference Manual[Z].2005.
[6]Microsoft Corporation.FAT:General Overview of On-Disk Format,Hardware White Paper Version 1.02[Z].1999.
[7]SanDisk Secure Digital Card, Product Manual Version 19[Z].2003.
[8]VLSI Solution.VS1003 - MP3/WMA Audio Codec Version 0.92[Z].2005.
主要目的全面推進交通信息化建設。剛才局長就如何推進交通信息化做了一個很好的講話，今天局黨委在這里召開全局系統信息化工作會議。完全同意。幾位處長也結合各自工作，做了發言，講得都很好。下面，也就如何全面推進市交通信息化建設，談一些自己的思考，如果有什么地方說得不夠準確、不夠全面，希望大家給予諒解。
一、之行的感受、感想
可以用兩個字來形容—震撼”而且是發自內心的一種“震撼”市交委的信息化建設舉全委之力，這次通過對市交委信息化建設實地的觀賞、考察與座談。經過了十年，尤其是近三年的全力推進，可以說不但走在國大城市的前列，而且走在全世界同類鄉村的前列，對市交通帶來的深刻變化和變革，很難用語言來表述清楚的這里舉幾個事例。
信息化建設平臺的搭建、系統的建設、運營以及管理的延續、提升，第一個例子。不但滿足了交通行業市場監管的需求，也為交通企業在監管、服務，尤其是經濟效益的提高方面發明了非常了不起的成果。服務功能提升到鄉村交通管理這一更高層面。市年初機構改革時形成了大交委，把城市道路的交通工程，包括交通信號、交通設施的組織管理交給了市交委。當然，這是一個全面復雜的系統工程，市整合了過去參與鄉村交通管理的各個方面的資源，如公安交管系統、治安系統、城管系統、市政系統等多部門在道路交通方面的視頻信號、線圈信號等2萬多路信號，傳輸到市交委的智能交通平臺，然后由這個平臺根據每條道路的車流、人流信息和現有的道路條件，開發出道路模擬仿真系統，對道路堵塞的原因進行仿真計算機模擬處置，最后優化出交通調度運行方案。
市的公交調度指揮系統，第二個例子。達到類似于機場調度的模式，就是調度員與車輛是對應的同一大平臺上，一個調度員可以實時調度大約60輛公交汽車的運行。這種做法給公交公司帶來的效益是什么？就是減少了原來約名激進條件下從事管理、調度指揮的工作人員。對出租企業，對其他從事道路交通運輸企業，實時管理方面，降低利息方面，作用也是巨大的交通信息化公司，由于對企業提供了良好的服務，普遍得到企業認可，交通信息公司自身也取得了良好的收益，都是運營企業根據約定和合同，自覺的去交費，因為信息化給企業帶來的效益太明顯了
現在行業本文來自轉載請保管此標記。管理感到困難的問題，第三個例子。如監管難、取證難。這個平臺上，一目了然，近年來，交通運輸業快速發展，出租汽車達到一萬多輛，公交車達到七千多輛，汽車修理廠發展到幾千家，業務監管范圍不時擴大，而相關的處室和部門的人員又沒有任何增加，所以大家普遍感到人手不夠，忙不過來。這種情況下，就更需要信息化來完善我監管手段，提升監管水平，同時提高服務水平。
市在其最繁華的道路之一—中山大道上建成了一條brt公交專用線，第四個例子。當初在建這個通道的時候，據說有很多人反對，事實證明當初修建brt決策是完全正確的brt建設前，中山路上運營的公交車有1700輛，建設后，運營車輛減少到800輛，brt通道里運行的一共有30多條線路，日承擔客運量由原來的40萬人次提高到90萬人次，超越了絕大多數鄉村一條地鐵線的日客流量，公交車運行速度也由原來的每小時11公里提高到現在每小時23公里。brt通道里，投放多少車，車的間距是多少，哪個地方人多需要車，如何進行調度布置，都能通過智能調度系統進行實時監控。
亞運組委會的交通組織調度，第五個例子。由交委的信息公司承當，3700輛運動員、裁判員、官員用車，由信息公司統一調度，開幕式乘船入場，調度也由交通信息公司完成，必需做到分秒不差，亞委會評價，亞運會比北京奧運會的就是交通調度智能化。
讓大家共同分享一下這次之行的感受，上面舉了五個例子。只有身臨其境，才會有這樣的感受，才干體會到缺乏。兩市交通現狀相比較，鄉村人口比多一倍，公交車有9000輛，有7000輛，但是年客運量卻比我大了50%真切感受了公交車運行速度快、乘座舒適；出租車有17000輛，有11000輛，一天載客170萬人次，80萬人次，將近是二倍。網上有評論說不愛的十大理由，占了倆，一是公交車成了肉夾饃”二是出租車拒載。這樣的情況下，給政府說，要增加公交車，完全是車輛缺乏這個因素嗎？這兩年“打車難”社會各界反響很大，完全是因為出租車總量不夠嗎？固然，總量缺乏是客觀存在但是運行效率呢？為什么能比我多運許多的人呢？目前我負面評價仍然很多，運營過程中的一些隨機的事件，單單靠人能管得住嗎？不靠信息化的手段，能克服這些頑疾嗎？不行。
從一紙空白，
二現狀和問題的交通信息化建設已經搞了八年了八年來。發展到今天的狀況，搭建起了平臺，完成了一些項目，可以說，信息化建設取得了一定的成果，初具規模。但是與兄弟鄉村比，與同等規模的鄉村相比，特別是與相比，還相差甚遠。
引進了北京航天智通這個從事信息化建設的公司，經過考察。成立了一家國有控股的股份公司?；貋硪院螅惨勒者@種方式和構架，成立了一家公司，北京航天智通公司占了45%股份，行業參與的國有公司占了55%股份。這家公司自成立，運作了三年，取得了一些進展，搭起了一個平臺，建成了一些項目。但是今天我不談成績，只說問題。這個公司運作到今天，已經維持不下去了即將崩盤、，這也是急迫抽出時間，去學習的原因。從的經驗看，搭建這個平臺，構建這個系統，沒有錯誤的反思我工作，認為有這么幾個原因：一是體制有問題。目前全國絕大多數交通局都有信息中心，而且是個事業單位，專門負責行業信息化建設、日常維護和運營，局科技處負責規劃和標準的制定。但是局里沒有這個機構，而把它設在運管處，由運管處成立信息中心來負責。事實證明，這是行不通的二是一些領導和同志認識不到位，認為自己對本職工作很熟悉，都是行家里手，不需要再搞什么信息化，這樣在行動中就表示出不積極甚至抵觸的情緒。三是現有的信息化建設過程中存在利益糾葛。直言不諱的講，局里沒有組建這個信息公司的時候，企業就有一些信息化的管理手段，局里搭建了這個平臺后，肯定要沖擊原有參與者的利益，特別是這個平臺的搭建過程中，又進來一些參與者，形成了新的利益格局。
局里要向市委、市政府匯報，下一步。申請成立交通信息中心，為事業單位，承擔市交通信息化建設的主體責任。當然，這不容易，需要一個過程，當前怎么辦？局黨委考慮要用行政的手段來推動這項工作，選派年富力、工作責任心、業務精的干部深入到信息公司，不拿公司任何報酬，不參與公司的內部管理，推動信息化向更高層次和更深領域拓展，如有需要，局里還要再繼續選派得力干部，參與信息化建設。
也聽到對交通信息公司的一些議論，前段時間。大多數都是來自于行業內的從業者，有的甚至說市局搞的信息公司是個官辦公司、皮包公司，沒水平，沒能力，沒技術，沒資金，只收錢，提供不了任何服務。這次去，也把北京航天智通公司的老總請過去，也和他充分交換了意見，對這個公司的整體情況也有了更深的認識和了解。實踐證明，航天智通絕不是一家沒有資金、沒有實力的皮包公司。航天智通公司也許諾將象對公司的投入一樣，從資金、技術、人員等方面給公司更大投入，與我交通運輸局攜手合作，較短的時間內，使我信息公司達到水平。公司大部分管理平臺和軟件都是研發的現在要做的就是把它搬過來，就是一個力推動的問題。從現在起，這個信息公司作為市交通運輸局一個下屬單位對待，交通運輸行業內原有的所有平臺都只能作為交通信息化的二級平臺。
過去我認為就是一個公司，一本文來自轉載請保管此標記。個地方的交通信息化平臺。只能通過市場化手段來運作，實際上，這個信息平臺是行政監管手段和市場服務的結合，為行業監管部門提供必要的監管手段，另外也有服務企業，服務社會，服務人民大眾的功能。這個公司的職能就是把行政監管手段和市場服務功能雙重功能融為一體打造一個監管和服務平臺。那么想推進這項工作向前發展，就必需有兩只手，而且兩只手都要硬，一只是行政的手，一只是市場的手。要想短時間內提高交通信息化水平，沒有行業的支持，沒有全行業共同的認識，沒有我努力奮斗，不可能的
三、如何力推進信息化建設
對交通運輸業未來發展勾畫的發展愿景，今年的半年工作會上。需要我一件一件事情來踏踏實實落實的第一個舉措就是二級網化建設，投資57億元，建設644公里二級公路，這些項目現在都開工了進展順利。第二個舉措就是交通信息化建設。要打造現代交通，上水平，上臺階，唯有實現信息化不可。使我交通運輸事業有“為”有“位”會后，相關單位和企業回去后都要開會研究、安排信息化建設的具體工作，結合本行業、本單位、本部門的實際，如何構建交通信息化建設上邁出新步伐。首先采取這么幾項措施：
代表交通運輸局督促、檢查、落實各單位、各行業信息化建設情況，一是選派科技處副處長李都厚博士兼任信息公司常務副總。協調建設過程中的各類問題，局里今后還將會定期召開信息化建設會議，力推進全系統信息化建設工作。
關鍵詞：公交調度；時間間隔；狀態空間模型；狀態進化矩陣；選種池
中圖分類號：U491.2TP18 文獻標識碼：A
Abstract：An intelligent optimization algorithm with real strings based on state space model （SIA） was presented to solve bus dispatching problem in urban public transport system. The basic idea of genetic algorithm （GA） was introduced to SIA. The state evolution matrix was constructed to guide the search direction of the algorithm， then through the selection mechanism of selection pool to approach optimal solution. This algorithm and GA were applied to the public transport optimization dispatching problem. Mathematical model was set up by considering the time interval，and the benefit maximization of enterprises and passengers. The results of example simulation show that SIA is better than GA in optimization accuracy and amount of calculation.
Key words：pubic transport dispatching；time interval；state space model；state evolution matrix； selection pool
1 引 言
隨著現實世界中交通擁堵情況日趨嚴重，調節城市公共交通運營工作成為舒緩交通狀況、改善城區生活質量的重要手段之一。城市公共交通運營工作可以轉化為公交優化調度問題進行處理，而本文以公交線路發車間隔的設定來進行公交優化，即要求在一個調度周期（公交線路一天的運營時間）內，根據車流情況，在滿足整體社會效益和經濟效益的情況下，優化各時段的發車時間間隔，以使得公交公司和乘客花費成本最低。隨著對公交優化調度問題研究的不斷深入，國內外許多學者提出了大量方法來解決該問題，取得了一定的成果。如Qing和Han[1-2]等人從發車間隔對公交系統的影響出發，提出用遺傳算法進行公交車發車時間間隔優化；Gong和Cheng[3-5]等人了改進型遺傳算法用以優化發車頻率問題；文獻[6]通過兩種算法融合，采用優勢互補的特點為優化公交調度問題提供了一種有效途徑；文獻[7-9]則分別介紹了不同算法在求解公交調度問題最優解過程中的方法。
以上所提及的優化方法對于本文進行優化公交車調度問題具有重要的指導意義。本文提出一種基于離散系統狀態空間模型的實數編碼智能優化算法[10]。由于狀態空間模型的引入不僅能把種群信息以最小信息形式描述出來，而且還能清楚顯示算法迭代尋優過程中個體的狀態變化，因而該模型可以將問題的求解過程表示為動力學求解過程?；诖耍撍惴ㄍㄟ^構造一個狀態進化矩陣來替代遺傳算法中的交叉與變異算子功能來產生一組進化解。通過選種池的選擇作用產生較優解。相比于遺傳算法易陷入早熟停滯、計算量大和局部搜索能力差等缺點[11]，本文提出的算法具有計算量較小、計算精度較高、計算速度較快等特點。最后給出一個公交車發車時間間隔優化實例，仿真結果驗證了這種算法的有效性。
2 基于狀態空間模型的智能優化算法
2.1 概述
近年來，國內外有不少學者熱衷于用不同的方法來解決公交調度優化問題。其中，遺傳算法成為人們尋求解決優化問題的重要途徑，它通過迭代執行選擇、交叉、變異三個遺傳算子的遺傳操作，使問題的解逐步向最優解方向靠近。本文提出的基于狀態空間模型的實數編碼智能優化算法是一種以離散系統狀態空間模型為基礎，引入遺傳算法理念的優化算法。它將實數編碼問題的解方便地以狀態空間模型的方式表示，使得問題的求解過程更直觀、高效。
基于狀態空間模型的智能優化算法將問題的求解過程表示為離散系統的動力學求解過程，即X′（k+1）=GX（k）（1）其中，狀態向量X（k）表示為第k代群體，它是一個N×M矩陣（N表示為種群中個體總數量，M為每個個體包含的變量數）。G為狀態進化矩陣（N×N方陣），G的構造是本算法研究的核心內容，可以依照遺傳算法的基本思想構造。本文以遺傳算法的基本理念構造G，此矩陣替代了在遺傳算法中起交叉、變異的遺傳操作。本算法采用在約束范圍內隨機生成的方式來產生初始群體X（0），再通過G矩陣生成群體X′（1），即種群X（k）通過G矩陣生成新的種群X′（k+1）（k=0，1，….）。在種群X′（k+1）中判斷其個體是否滿足算法約束條件，若不滿足，則需進行約束處理，再將包含X（k）與X′（k+1）的共2N個投入選種池。選種池是依照遺傳算法中優勝劣汰的思想啟發而設計，通過計算2N個個體適應度函數值選擇適應度值較大的N個個體組成新一代群體X（k+1），再置X（k+1）為X（k），如此循環迭代，直到滿足停機條件后結束，如圖1所示。
3 SIA用于公交優化調度
3.1 公交優化調度問題的數學描述
1）模型假設條件
公交發車時間間隔模型的建立要考慮到多種因素的影響，如公交公司滿意度、乘客滿意度、運行環境等。在同一時段內，若發車間隔較短，公交公司發車次數較多，平均每輛車的載客量減少，環境污染指數升高，不利于公交公司的經濟效益和社會效益；若發車間隔較長，乘客平均等待時間較長，乘客的時間損失較大，會影響乘客的情緒，車內人流擁擠，也會影響乘客的舒適度，從而進一步影響乘客一天的生活和工作質量，乘客損失費用較高；若公交車運行環境擁擠，平均每輛車走完全程耗時相對較多，影響公交公司和乘客的整體利益，應適當的調整發車間隔，以舒緩城市交通環境。綜上所述，本文對此模型作如下假設：
（1）公車各時段運行環境良好，且營運期間無特殊狀況發生；
（2）公車運行期間為恒速行駛；
（3）公車額定載客人數相同；
（4）公車運營一趟的成本為固定值；
（5）同一時段公車發車頻率相同；
（6）各時段內到達站點的乘客服從均勻分布；
（7）將乘客上下車時間算入等車時間；
（8）全程實行統一票價，票價2元/人。
2）數學模型的建立
從以上仿真結果可以看出，在α=0.7的情況下，即充分考慮公交公司利益時，發車間隔明顯比其他兩種情況大；α=0.3時，充分考慮乘客利益，發車間隔明顯比其他兩種情況小，符合現實情況。同時，根據表2中的客流情況可以看出，時段1和時段4的客流量相對較大，在仿真結果中，這兩個時段的發車間隔整體較其他時段小，達到了根據客流合理分配發車間隔的目的。對比GA和SIA優化的發車間隔及其對應的目標函數，可以看出SIA的優化結果明顯優于GA，SIA有效性得到驗證。
相較于傳統遺傳算法，SIA的優勢在于，通過狀態空間模型中矩陣的乘法操作來搜索可行域區間，替代了GA的交叉和變異操作，也在一定程度上減小了算法的計算量。同時，SIA采用實數編碼，雖然需要對連續的可行域區間進行離散化，但離散化的計算量較小。而一般情況下，GA采用二進制編碼，編碼長度決定了算法的尋優精度，精度要求越高，算法編碼越長，過長的二進制編碼在解碼的過程中大大增加了算法的計算量，影響算法效率。故在對尋優精度要求更高的情況下，SIA的優勢更加突出。
5 結 論
本文針對公交車調度優化中傳統智能算法的不足，提出了一種基于離散系統狀態空間模型的實數編碼智能優化算法。主要分析了SIA相較于GA在尋優精度和計算量方面的優勢。仿真結果表明，在相同的算法條件下，SIA的優化結果明顯優于GA，驗證了SIA的有效性。參考文獻
[1] 韓印.基于遺傳算法的智能公交發車頻率優化研究[J].計算機工程與應用，2008，44（33）：243-245.
[2] 覃運梅，王玲玲.基于遺傳算法的公交發車間隔模型[J].交通標準化，2009，（2）：190-192.
[3] 龔成清.改進遺傳算法在公交調度優化中的應用[J].微型電腦應用，2012，28（10）：48-51.
[4] 陳玲玲，蘇勇.改進遺傳算法在公交車優化調度中的應用[J].科學技術與工程，2009，9（12）：3567-3569.
[5] Jinling Du， Chunxiao Wang， Feng Zhang. Multi-objective Optimization of Bus Dispatching Based on Improved Genetic Algorithm[C]//2011 Seventh International Conference on Computational Intelligence and Security.China：IEEE，2011.
[6] Minan TANG， Enen REN， Chunyan ZHAO. Route Optimization for Bus Dispatching Based on Genetic Algorithm-Ant Colony Algorithm[C]//2009 International Conference on Information Management， Innovation Management and Industrial Engineering.China：IEEE，2009.
[7] 付阿利，雷秀娟.粒子群優化算法在公交車智能調度中的應用[J].計算機工程與應用，2008，44（15）：239-241.
[8] 王敏.免疫克隆算法求解公交發車頻率問題[J].計算機應用研究，2010，27（12）：4483-4485.
[9] 白子健.快速公交線路組合頻率優化的禁忌模擬退火算法仿真[J].計算機應用研究，2008，25（2）：355-358.
Abstract： This paper is aiming at the characteristics of new energy bus and the problems of public transport information construction， based on data sharing， battery monitoring and charging schedule of new energy vehicles as the focus， it is setting up the function system of intelligent dispatching system of new energy vehicles， security and improve the efficient use of new energy bus.
P鍵詞： 公交智能調度系統；新能源；公共交通；調度
Key words： public transport intelligence dispatching system；new energy；public transport；dispatching
中圖分類號：U491.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）15-0128-03
1 新能源公交車應用背景
作為國家七大新興戰略產業之一，節能與新能源汽車是實現中國制造2025以及汽車產業轉型升級的重要戰略支撐。從“十五”期間開始，我國針對新能源汽車開始進行大規模研發，通過“十五”奠定基礎、“十一五”進行布局、“十二五”重點立項，中國新能源汽車已經從示范考核階段發展到產業化啟動階段。
2015年11月10日，工信部與財政部、交通部聯手制定了《新能源公交車推廣應用考核辦法（試行）》，加快了新能源汽車在公交行業的使用步伐。各地方政府隨之加大了新能源汽車推廣的力度，如2016年4月18日，廣東省正式公布了《廣東省人民政府辦公廳關于加快新能源汽車推廣應用的實施意見》，提出珠三角地區要成為全國純電動公交車推廣應用的示范區域。深圳市計劃在2017年公交全部使用純電動大巴。因此，城市公交企業使用新能源汽車勢在必行。
2 新能源公交運營信息化中存在問題
2.1 新能源公交使用中存在的問題
國內外新能源汽車的研發和試用已有較長時間，但量產化和規模推廣卻始終舉步維艱，推廣新能源汽車面臨動力電池容量不足而價格高、充電樁配套不足、缺乏可持續的商業模式等著多方面難題亟需破解，在運營過程中主要存在以下問題：
①車輛技術的不穩定性制約公交運營。
純電動公交車輛處于技術的起步階段，以動力電池為主的關鍵零部件技術還難以達到安全、可靠運營要求，在運營過程中需持續監控其技術狀況，積累技術數據。
②電池的續航能力制約公交的運營效率。
新能源車輛續航能力有限，充滿電一次的運營里程約為150-180km，達不到公交車日運營里程220km以上要求，需在運營過程中安排充電。而充電設施不足與布局不合理，導致對動力電池的監控與充電調度必不可少。
③運營的復雜性。
新能源公交運營模式有別于傳統公交，除需考慮線路本身的情況外，還要綜合考慮車輛的續航里程、充電站布局、充電樁的使用情況等。因此，要保證新能源公交車的高效使用，必須建立高度信息化的調度系統。
2.2 公交信息化過程中存在的問題
①信息孤島嚴重。
在公交企業信息建設過程中，以業務版塊為導向進行信息化建設，缺乏統一的規劃和技術標準，無統一的數字化基礎數據及承載平臺，線路、車輛、人員等數字化基礎信息各自采集，信息孤島現象嚴重，已經成為公交企業業務流程信息化的瓶頸。
②核心生產業務信息化程度低。
由于公交屬傳統勞動密集性行業，在公交運營各環節基本上沿襲了傳統的手工操作，信息化建設還處于初級階段，如采用人工錄入表格來傳遞作業計劃，投入的車載設備及其配套的調度軟件系統由于沒有與作業流程進行融合，在生產組織中并未發揮期望的作用。
③日常運營監管和應急指揮手段單一。
公交日常運營監管和應急指揮主要由總公司和各運營分公司相關人員按照工作流程和經驗，通過電話、現場指揮等傳統人工方式進行，缺乏有效的應急聯動手段與工具。
④對于日常管理和決策輔助不足。
公交企業的數據和信息的集成范圍廣、內容多，但分散的信息平臺難以支撐運營組織與信息的一體化趨勢，大量的運營基礎數據僅作為存檔和統計用，缺乏數據挖掘、決策輔助功能。
3 新能源公交運營信息化系統建設的目標
3.1 新能源公交的運營調度模式
實現公交高效運營的核心是對運動中的公交車輛進行實時監控和調度，借鑒公交信息化經驗，新能源公交信息化系統建設應以智能調度為核心，建立包括新能源車輛狀態監控在內的遠程集中調度模式，如圖1所示。
3.2 新能源公交信息化系統建設目標
針對新能源公交運營需求，新能源公交智能調度系統的建設目標為：“五個平臺（數據綜合共享平臺、集中調度平臺、綜合監控平臺、應急指揮平臺和信息平臺）、一個系統”（輔助決策系統）。
①數據綜合共享平臺。
數據綜合共享平臺是公交企業信息化建設和推廣的重要基礎平臺，要統一數據標準，整合人力資源系統、運營統計系統、車輛檔案等現有系統，實時共享數據，消除信息孤島，建成整個企業資源的基礎數據共享平臺，實現日常作業數據的實時更新、匯集、處理和分析。
②集中調度平臺。
實現智能調度的重要標志是遠程集中調度，通過調度平臺進行行車監控和實時調度，同時監控車輛動力電池的電量、充電設施的使用情況，支持調度平臺與車載終端進行信息交互，實現不同線路調度員在統一的調度平臺上對車輛進行遠程集中調度以及車輛充電調度。
③綜合監控平臺。
綜合監控平臺包括行車監控、地圖監控、車廂視頻監控和場站視頻監控等，利用統計圖表、視頻圖像、實時數據分析等方式，分層級監管線路運營情況，如基礎資源、運營狀況、服務質量、實時路況、視頻圖像等。
④應急指揮平臺。
應急指揮是公共交通運營調度水平的重要指標，通過智能調度系統實時掌握車輛運行信息、路況信息以及相應的視頻信息等應急所需信息，下達應急指令，監控應急車輛、人員的工作過程和應急事件的完成情況。
⑤信息平臺。
在監控指揮平臺和數據共享平臺的基礎上，建設一個對外信息平臺，面向上級主管部門和行業監管部門、大交通應用和信息聯動、公眾（包括企業內、社會公眾和乘客）等三個層面運營信息，服務于公交出行。
⑥輔助決策系統。
在收集運營監控和應急響應數據的基礎上，利用數據挖掘技術，建立針對公交運營的輔助決策數據模型，包括行車作業計劃編制模型、運營狀況評估模型和線網評價模型等，持續改進公交運營效率。
總體上來看，數據共享是基礎，日常監控、集中調度和應急指揮是目的，信息和輔助決策是提升。針對新能源公交車輛，重點要對新能源公交車輛的技術、動力電池、充電設施設備等情況進行實時監控采集，并與運營調度、應急指揮等子系統實時共享。
3.3 智能調度系統構架
根據智能調度的建設目標，公交信息化系統應以智能公交調度系統為核心子系統，集成公交企業現有或正在建設的單獨業務信息系統，實現子系統間數據有效對接和共享，提升整體信息化程度，系統功能體系如圖2所示。
4 新能源公交信息化系統建設的關鍵點
借鑒公交企業的信息化建設成功的經驗與教訓，在新能源車輛的公交信息系統建設過程中，需要把握以下關鍵點：
4.1 數據共享中心建設
數據共享中心是集成、處理和分發公交企業基礎數據和業務信息的樞紐，有別于常規動力公交車輛，新能源公交信息化系統要突出車輛技術、動力電池以及充電設備的監控。
信息采集層主要由車輛信息系統（含電池電量）、停車場信息系統（充電設施使用情況）、站點信息系統（包括終點站、樞紐站、中途站等）、客流集散點或重要地點地段信息采集系統組成；信息處理主要由數據中心來完成，包括數據服務、通信服務、業務數據處理服務等；信息主要是對內信息的利用（服務于日常運營和生產作業等日常管理）和對外作為行業、社會公眾信息平臺的信息來源。功能結構如圖3所示。
從圖中可以看到，統一集成的數據由綜合業務處理模塊結合基礎數據，形成內部業務數據流后，直接發送到實時信息服務和統計分析服務進行分析和處理，再結合GIS服務、數據同步服務，形成數據中心對上層應用和各個外部應用的綜合數據服務平臺。
4.2 電池狀態監控與充電調度
在新能源車輛的信息化系統建設中，須導入動力電池監控系統，更好地為新能源車輛公交運營提供支持與服務。動力電池監控系統與智能運調系統相結合，實時采集新能源公交車輛運行數據（包括動力電池衰減趨勢、充電時間、百公里電耗、續航里程、故障頻率和種類等），服務于日常的運營組織，同時積累的運營數據為制定行業標準、扶持政策等提供數據支撐。
系統至少具有三大功能：①監測整車充電與行駛中動力電池實時性能；②監控聯網充電機運行狀況及使用情況；③根據電池電量、充電設施使用情況以及線路運營計劃，合理安排車輛充電等。
動力電池監控系統與充電調度系統將車輛、動力電池、充電設備系統地聯接起來，在保證電池電能滿足運營需求、提高充電設施使用效率的同時，建立電池系統安全體系，一旦出現設備故障或電池性能超出設定閥值，系統將在第一時間作出反應，及時啟動相應保護措施。
5 結語
建立一體化、數字化的公交信息系統對于提升車輛運營效率、推動新能源汽車產業可持續發展有著深遠意義。在新能源公交信息化過程中，不能是技術的簡單堆砌，系統規劃以及企業管理制度與信息化系統的匹配需要建設過程中不斷思考完善。
參考文獻：
[1]滕靖，楊曉光.城市公交監管信息系統需求分析與功能設計[J].城市交通，2010，5.
[2]王可平.城市公共交通信息系統的構成與實踐[J].城市公共交通，2000，5.
[3]陳茜，陳學武，王煒.城市智能公交中的信息采集與整合[J].城市公共交通，2003，5.
