公交ITS是城市ITS的一個(gè)重要組成部分,在公交優(yōu)先的背景下,公交對(duì)緩解城市交通擁堵的作用將越來(lái)越重要。公交ITS可以改善公交乘客的乘車(chē)信息服務(wù),改善公交公司運(yùn)營(yíng)調(diào)度與企業(yè)管理。
公交智能化的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
為企業(yè)提供更高的服務(wù)水平:
1.運(yùn)行管理智能化使公交服務(wù)準(zhǔn)時(shí)性和可預(yù)見(jiàn)性提高;
2.運(yùn)行管理智能化提高調(diào)度適應(yīng)客流的水平,增強(qiáng)公交服務(wù)靈活性,縮短等候時(shí)間,提高舒適性;
3.使換乘銜接更為高效,換乘方案可預(yù)見(jiàn)性強(qiáng);
4.便于乘客更有效利用候車(chē)時(shí)間和乘車(chē)時(shí)間;
5.方便結(jié)算管理和節(jié)省時(shí)間的IC卡支付方式;
6.擴(kuò)展服務(wù)內(nèi)容,推出新形式的服務(wù)。
公交信息服務(wù)系統(tǒng)能夠?yàn)槌丝吞峁┩晟频男畔⒎?wù):
1.多種公交運(yùn)輸方式間信息的互通和綜合;
2.事故等緊急信息的有效應(yīng)用;
3.信息維護(hù)更新的及時(shí)性;
4.建立多方式間、不同運(yùn)營(yíng)公司間、政府與企業(yè)間、不同區(qū)域間橫向信息服務(wù)體系及企業(yè)內(nèi)部管理層、車(chē)隊(duì)、場(chǎng)站、公交工具、司乘人員等之間的縱向信息交換服務(wù)體系。
公交ITS為運(yùn)營(yíng)者提供高度的智能化運(yùn)營(yíng)管理:
1.豐富和完善實(shí)時(shí)掌握公交車(chē)輛運(yùn)行狀況的技術(shù)手段;
2.調(diào)度管理的靈活性和適應(yīng)性;
3.事故等緊急信息運(yùn)用的有效性和及時(shí)性;
4.多方式換乘和接駁的協(xié)調(diào)有序性;
5.實(shí)時(shí)掌握客流數(shù)據(jù);
6.車(chē)輛、人力資源開(kāi)發(fā)運(yùn)用的高效性、經(jīng)濟(jì)性。
公交ITS便于為線(xiàn)路調(diào)整、規(guī)劃等方面的決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。
GPS在公交系統(tǒng)的應(yīng)用,使公交公司可以及時(shí)掌握車(chē)輛運(yùn)行狀況,實(shí)施車(chē)輛的科學(xué)調(diào)度,可隨時(shí)了解車(chē)輛狀況,及時(shí)解決許多問(wèn)題。應(yīng)用GPS公交系統(tǒng),不僅使司機(jī)的操作變得更加簡(jiǎn)單,而且數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)將更加及時(shí)、準(zhǔn)確。乘客可以從GPS公交應(yīng)用系統(tǒng)中獲得:輕松自如選線(xiàn)路,明明白白等公車(chē);乘車(chē)環(huán)境較寬松,資訊風(fēng)景收眼中;不會(huì)乘車(chē)坐過(guò)站??傊籌TS在改變落后的運(yùn)營(yíng)管理和調(diào)度模式、實(shí)現(xiàn)公交資源的最優(yōu)配置、提高公交企業(yè)效率、提升公交的服務(wù)水平、吸引乘客等方面成效顯著。
系統(tǒng)建設(shè)的運(yùn)營(yíng)模式
公交系統(tǒng)作為一個(gè)社會(huì)公益事業(yè),公交ITS的啟動(dòng)同當(dāng)?shù)卣闹С置芮邢嚓P(guān)。許多政府部門(mén)都為發(fā)展當(dāng)?shù)氐墓籌TS制定了長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。
隨著城市客運(yùn)市場(chǎng)的開(kāi)放,客運(yùn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。提高運(yùn)送效率和服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)成為重要的競(jìng)爭(zhēng)手段之一。一些公交企業(yè)愿意在此領(lǐng)域進(jìn)行投入。另一方面,今日的公共交通企業(yè)已經(jīng)度過(guò)了維持簡(jiǎn)單再生產(chǎn)時(shí)期,他們有能力將一定的人力和財(cái)力投入現(xiàn)代科技的應(yīng)用與推廣項(xiàng)目之中。各級(jí)政府的支持也為他們提供了依托,增強(qiáng)了活力。因此,公交的ITS系統(tǒng)的建設(shè),可以采取政府、企業(yè)、社會(huì)三位一體的方式。公交智能調(diào)度系統(tǒng)龐大、技術(shù)復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)上亦不可能一步到位,因此,由試點(diǎn)入手,逐步推廣是十分必要的。[nextpage]
系統(tǒng)的技術(shù)方案
目前公交ITS主要由以下幾部分組成:GPS公交調(diào)度和監(jiān)控系統(tǒng)、公交電子站牌、
GPS公交調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合GPS、GIS(地理位置信息)、GPRS(移動(dòng)數(shù)據(jù)通信)、傳感器技術(shù)技術(shù),將車(chē)輛的狀態(tài)信息(包括位置、速度、乘客人數(shù)、車(chē)輛狀況)等實(shí)時(shí)傳送回調(diào)度中心,將目標(biāo)的空間、時(shí)間和狀態(tài)信息結(jié)合在一起,產(chǎn)生有效的決策信息,并且能夠響應(yīng)調(diào)度中心的指令,執(zhí)行調(diào)度中心的既定策略,是一個(gè)有效的閉環(huán)的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛自動(dòng)調(diào)度和監(jiān)控。
系統(tǒng)通過(guò)車(chē)載終端自動(dòng)采集和處理營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù),以GPRS或短信作為無(wú)線(xiàn)傳輸方式,實(shí)時(shí)與監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行交互,使被動(dòng)式車(chē)輛管理變?yōu)槎喙δ堋?shí)時(shí)的智能化管理,變目前公交的經(jīng)驗(yàn)調(diào)度為動(dòng)態(tài)調(diào)度;通過(guò)電子站牌發(fā)布公交車(chē)輛的信息,極大地方便市民出行,是公交車(chē)管理、運(yùn)營(yíng)的重要手段。
基本功能
采集信息具有公交運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集能力和手段,如客流量、車(chē)輛運(yùn)行數(shù)據(jù)、車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等的采集。
智能管理利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的輔助處理功能,智能地適應(yīng)路上交通情況和乘客的需求情況,實(shí)現(xiàn)最佳的調(diào)度運(yùn)營(yíng)與管理。
信息處理有效的數(shù)據(jù)管理和分析能力,包括操作型數(shù)據(jù)管理和分析型數(shù)據(jù)管理。其目的是保障日常運(yùn)營(yíng)的高效管理、規(guī)劃和調(diào)度的科學(xué)決策分析,以及對(duì)公眾提供高質(zhì)量的信息咨詢(xún)服務(wù)。
信息提供能提供乘客及管理者所需信息,面向乘客、駕駛員和運(yùn)營(yíng)管理者的信息。
決策支持為支持科學(xué)管理和決策所必需的系統(tǒng)分析和系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)能力。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)
整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)可分二級(jí)實(shí)施,即總公司調(diào)度室(客運(yùn)部)、線(xiàn)路調(diào)度點(diǎn)(站)二級(jí)監(jiān)控管理;從網(wǎng)絡(luò)的物理位置來(lái)看,總調(diào)度室(一個(gè))、線(xiàn)路調(diào)度點(diǎn)(站)(多個(gè))都分布在不同的物理和地理位置,可能是幾百米、幾公里甚至幾十公里的距離;全面考慮和規(guī)劃整個(gè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ADSL已經(jīng)十分成熟,而且,ADSL在各個(gè)城市已經(jīng)全面鋪開(kāi)和普及應(yīng)用;可考慮選擇ADSL作為網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路的一個(gè)重要基礎(chǔ)。
總調(diào)度室通過(guò)ADSL技術(shù)寬帶接入Internet,網(wǎng)絡(luò)接入帶寬根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流量來(lái)選擇,總調(diào)度室接入帶寬可以選擇256K;對(duì)于各個(gè)線(xiàn)路調(diào)度點(diǎn)(站),采用ADSLModem方式上Internet接入總調(diào)度室,帶寬為64K。
整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)體系架構(gòu)還充分考慮到和其他系統(tǒng)的銜接與信息共享,比如可以通過(guò)ADSL上Internet或直接DDN鏈路和城市智能交通系統(tǒng)(ITS)平臺(tái)、城市道路交通信號(hào)管理系統(tǒng)平臺(tái)、道路網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)等銜接,實(shí)現(xiàn)信息共享,最終實(shí)現(xiàn)信息化、智能化城市公共交通系統(tǒng)平臺(tái)的目標(biāo)。
監(jiān)控調(diào)度中心與車(chē)載終端、電子路牌之間的通信使用頻繁而每次數(shù)據(jù)量較小,使用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為其傳輸載體是一個(gè)很好的解決方案。[nextpage]
車(chē)載終端
在公交車(chē)上的車(chē)載終端系統(tǒng),能實(shí)時(shí)接收并處理調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出的信息,并可以通過(guò)通訊設(shè)施與調(diào)度室進(jìn)行雙向信息交流。同時(shí),車(chē)載終端系統(tǒng)還會(huì)對(duì)車(chē)輛速度、溫度、煙度、平穩(wěn)度等進(jìn)行智能監(jiān)控,當(dāng)某些參數(shù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),終端系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警,司機(jī)可采取相應(yīng)措施,使公交車(chē)更加安全可靠。同時(shí),公交管理部門(mén)在調(diào)度室通過(guò)中心系統(tǒng)能掌握路上運(yùn)行車(chē)輛載客量、事故、糾紛、路阻、尾氣排放達(dá)標(biāo)狀況、行駛平穩(wěn)性、速度、空調(diào)使用等各種情況信息。當(dāng)車(chē)輛、電車(chē)線(xiàn)網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),公交路救協(xié)作網(wǎng)可以迅速接到報(bào)修和做出處理。
車(chē)載終端能接收并處理GPS信息,通過(guò)GPRS與總調(diào)度室或公司調(diào)度室進(jìn)行雙向信息交流,主要功能如下:
能實(shí)現(xiàn)查詢(xún)機(jī)功能(查詢(xún)調(diào)派信息、司機(jī)生產(chǎn)情況和違章情況等);
能定時(shí)發(fā)送最新的車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)信息,發(fā)送周期5-30秒(可調(diào));
可隨時(shí)向各級(jí)調(diào)度部門(mén)發(fā)送信息,各類(lèi)信息能自行設(shè)置調(diào)整;
能接收、顯示和查閱已接收的調(diào)度信息;
對(duì)車(chē)輛的速度、溫度、煙度、平穩(wěn)度等能進(jìn)行自動(dòng)警示;
能提供與其他車(chē)載設(shè)備連接的標(biāo)準(zhǔn)接口,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能;
報(bào)站器,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站,變更運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路時(shí)能自動(dòng)設(shè)置到報(bào)站器
非接觸式IC讀卡機(jī)
客流統(tǒng)計(jì)裝置
車(chē)輛行駛狀態(tài)記錄儀
空調(diào)開(kāi)/關(guān)狀態(tài)接口
具有通話(huà)功能
GPS公交調(diào)度和監(jiān)控軟件系統(tǒng)
配置地理電子信息系統(tǒng)(GIS)
(1)制作電子地圖
將最新出版的地圖信息輸入計(jì)算機(jī)中,形成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的矢量化圖形文件,內(nèi)含公交營(yíng)運(yùn)線(xiàn)路途經(jīng)所有道路的名稱(chēng),通過(guò)GIS軟件,可以實(shí)現(xiàn)地圖的平移、縮放,可將地圖的全部或局部通過(guò)操作顯示在屏幕上。
(2)制作公交線(xiàn)路圖
利用GIS軟件將公交線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)的地理數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的??空军c(diǎn)、車(chē)輛行駛的方向路線(xiàn)等圖形信息,輸入相應(yīng)的地理位置,經(jīng)過(guò)同一條道路不同的營(yíng)運(yùn)線(xiàn)路須用不同顏色顯示,可顯示經(jīng)過(guò)任何一條線(xiàn)路或全部營(yíng)運(yùn)線(xiàn)路,并可查詢(xún)公交站臺(tái)在線(xiàn)路的位置,考慮到今后線(xiàn)路的增加、延伸、變動(dòng)等,該公交線(xiàn)路專(zhuān)用軟件應(yīng)可作相應(yīng)的更改,及留有一定裕容量。
配置監(jiān)控管理系統(tǒng)通過(guò)操作可將電子地圖,公交線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)分別或同時(shí),全部或局部顯示在屏幕上。
(3)軟件中存有需要監(jiān)控車(chē)輛的信息,通過(guò)操作可以在電子地圖上選取車(chē)輛并顯示此時(shí)車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)、速度、方向、線(xiàn)路號(hào)、車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)型等。
(4)可以在地圖上選取道路,并查詢(xún)道路名稱(chēng)。
(5)可以在公交線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)上查詢(xún)?nèi)魏我粭l線(xiàn)路的情況,如線(xiàn)路的總長(zhǎng)度、站點(diǎn)設(shè)置的數(shù)量、站點(diǎn)地理位置、站名、每部車(chē)輛在線(xiàn)路中的位置、行駛方向、發(fā)車(chē)時(shí)間、末班車(chē)時(shí)間等。[nextpage]
(6)可以向車(chē)輛發(fā)送指令信息,如:越站、加速、減速等待等等。指令信息的發(fā)送可以通過(guò)車(chē)載終端液晶漢字顯示,亦可通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,無(wú)線(xiàn)通訊可群呼、單呼、并為雙向信息傳輸。
(7)控制管理中心備有車(chē)輛報(bào)警緊急自動(dòng)提示功能,可使車(chē)輛在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)得到解決。
(8)建立數(shù)據(jù)庫(kù):包括當(dāng)日各部車(chē)輛運(yùn)行班次,運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題類(lèi)別、次數(shù),控制中心與車(chē)輛雙向傳輸信息內(nèi)容等,可供調(diào)閱決策參考。
智能電子站牌
根據(jù)通訊處理單元所配置不同,我們提出目前最流行的兩種處理方案:
通訊處理單元采用GPRS方式,智能電子站牌與中心的通訊全部采用GPRS方式,交換數(shù)據(jù)與信息,包括動(dòng)態(tài)車(chē)輛信息、廣告信息、公益信息等。這種方式不用另外架設(shè)基站,采用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),且與車(chē)載終端可以無(wú)縫聯(lián)接,在中心也無(wú)需另外投入設(shè)備;
公交信息動(dòng)態(tài)顯示:電子站牌隨時(shí)與調(diào)度中心保持聯(lián)系,由調(diào)度中心隨時(shí)發(fā)布最新的公交信息,包括最近班車(chē)信息,前方路況信息等,方便站臺(tái)上的乘客了解情況;
公益信息顯示:調(diào)度中心可向電子站牌發(fā)送公益信息,向市民宣傳政策信息等;
廣告信息:調(diào)度中心也可向電子站牌發(fā)送廣告信息,取得一定的廣告收益。
附圖已經(jīng)投入試用階段的電子公交站牌:
通過(guò)與道路交通信號(hào)管理系統(tǒng)、道路網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等銜接,將道路狀況、乘車(chē)咨訊和服務(wù)信息通過(guò)智能液晶電子站牌、公交車(chē)上的LED顯示屏和設(shè)置在公共場(chǎng)所的電子顯示屏等進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)布,供乘客參考。乘客可以從電子站牌看到車(chē)輛的運(yùn)行信息、車(chē)輛到站時(shí)間和將到站車(chē)內(nèi)乘客數(shù),有準(zhǔn)備地選擇所要乘坐的車(chē)輛,合理安排時(shí)間。等車(chē)之余還可以收看電子站牌發(fā)布的廣告信息,可謂一舉多得。乘車(chē)時(shí),乘客可通過(guò)車(chē)上的電子顯示屏收看線(xiàn)路信息和廣告信息,收聽(tīng)準(zhǔn)確無(wú)誤的自動(dòng)報(bào)站信息。公交公司可以通過(guò)監(jiān)控中心更合理地安排運(yùn)力。