一種公交調度系統(tǒng)的設計構想

宋涵　王源

摘 要：隨著城市化進程的推進，城市交通問題日益凸顯。在當今數(shù)字城市的浪潮下，這里設計了一種公交調度系統(tǒng)，通過互聯(lián)網和現(xiàn)代IT技術實現(xiàn)城市公交系統(tǒng)的高效管理，提高公共交通的運營效率和社會服務水平。從設計的角度，本文對該公交調度管理系統(tǒng)的組成與功能進行了一定介紹。

關鍵詞：數(shù)字城市；公交調度；互聯(lián)網

隨著國民經濟的發(fā)展和城市化進程的推進，城市交通問題日益凸顯。利用GPS定位系統(tǒng)、GIS應用平臺和移動互聯(lián)網，可實現(xiàn)城市公交的信息化管理、智能監(jiān)控和高效調度[1]。本文基于終端、中心服務器、監(jiān)控端和信息發(fā)布平臺多層架構，構建了基于互聯(lián)網的公交調度管理系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)模塊組成

該系統(tǒng)的核心框架主要由3個子系統(tǒng)構成，即地圖信息管理模塊、車輛調度管理模塊和系統(tǒng)管理模塊。

1.1 地圖信息管理模塊

電子地圖是車輛監(jiān)控系統(tǒng)所必須的基礎信息。為了保證公交車輛調度工作的正常運行，須對其進行有效管理。具體而言，該類信息主要包括常規(guī)矢量底圖和公交專題地圖兩部分，如圖2所示。常規(guī)矢量底圖包含道路、機關、學校、大型商店、賓館、旅游場所等的位置和名稱，而公交專題地圖則包含多條公交線路的走向和每一個站點的準確位置和名稱，并根據(jù)實際經緯度準確標記于電子地圖上。城市道路環(huán)境異常復雜[2]，包括一級道路、二級道路、三級道路、城市快速路、重型車道、小區(qū)道路等，行車道又分為雙行道、單行道、多車道和單車道，各類道路相互交叉。而且在一些特殊時段，公交車輛也可能出現(xiàn)不按常規(guī)線路行駛的情況，如修路、限行和堵車等。根據(jù)當?shù)氐慕煌ǚ煞ㄒ?guī)和行車經驗，我們在公交專題地圖信息中還需要對常規(guī)線路和線路周邊的道路設定一定的行車屬性，如限速值和行車提醒等，以指導公交司機正確、安全的行駛。

地圖信息管理模塊不僅需要對各類地圖數(shù)據(jù)進行分類存儲，而且還提供常規(guī)矢量底圖更新和專題地圖編輯等數(shù)據(jù)管理功能，以滿足城市發(fā)展變更和車輛線路修改的需要。

1.2 車輛調度管理模塊

系統(tǒng)的核心功能主要由車輛調度管理模塊負責。依據(jù)當前公交運營系統(tǒng)采用的三級架構，車輛調度管理模塊在設計上也分為多級監(jiān)控調度平臺，即路隊管理系統(tǒng)（三級平臺）、分公司管理系統(tǒng)（二級平臺）和總公司管理系統(tǒng)（一級平臺）。三級平臺通常只管理一條特定的公交線路，主要負責基本的線路維護和班次調整工作，如駕駛員的發(fā)車時間、當前線路的發(fā)車間隔等。為了實現(xiàn)高效的公交調度管理，該類監(jiān)控平臺時刻掌握著線路整體情況和每輛運營車輛的當前位置。根據(jù)線路車輛的分布狀況和線路的行車環(huán)境，如出現(xiàn)車輛故障、交通事故和道路擁堵時，動態(tài)調整車隊的發(fā)車時間（增加或減少車輛，以保證車輛正常間隔）。二級平臺則由各分公司負責管理多條線路的指揮調度和協(xié)調工作。該類監(jiān)控平臺往往還會配備大屏幕監(jiān)控、應急指揮、線路調整等部門。二級平臺雖然掌握著公交線路的實時運營狀況，但在遇到事故的時候一般不直接向特定的公交車輛下達指令，而是通過該車輛所在的車隊（即三級平臺）來間接管理公交車輛的調工作。與三級平臺相比，該類平臺更多是進行公交線路的協(xié)調工作。

一級平臺通常負責管理整個城市的公交系統(tǒng)，涵蓋所有的公交資源調度工作一級平臺對公交車輛的調度管理主要是通過一些政策性的指令來控制每條線路的宏觀行車狀況，如交通管制、線路調整等。

1.3 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊主要負責對公交車輛和工作人員兩方面的基礎信息進行管理。

1）車輛信息管理：公司的每輛車都有詳細的記錄，無論是正在線路中行駛的車輛、場站內等候的車輛還是正在維修的車輛都由系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理和配置。系統(tǒng)監(jiān)控平臺可隨時查詢其管轄范圍內每輛車的位置、狀態(tài)和歷史運行情況。新購置的公交車輛，由總公司配發(fā)到分公司，再由分公司指定到具體的運營線路；更換的舊車，也保存有詳細的行車記錄。

2）工作人員信息管理：對工作人員的管理可分為公交運營人員管理和系統(tǒng)操作人員管理兩部分。公交運營人員管理主要是指將司機和其他場站工作人員的考勤、調度和業(yè)績獎勵結合在一起，進而實現(xiàn)公交系統(tǒng)的全數(shù)字化運營；系統(tǒng)操作人員管理則主要是指通過權限設置和工作記錄，實現(xiàn)對其操作內容的有效控制和評估。

2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

在三大應用模塊的支撐下，系統(tǒng)的主要功能可以劃分為以下5個方面：車輛定位和實時監(jiān)控、車輛行程預報與動態(tài)調度、車輛緊急求助與遠程通話、交通數(shù)據(jù)分析與輔助決策、信息發(fā)布與乘客預定。各個系統(tǒng)功能之間相互交叉，互為補充。

2.1 車輛定位和實時監(jiān)控

車輛定位和實時監(jiān)控是實現(xiàn)公交車智能調度管理的基本功能。各級監(jiān)控調度平臺可以對每臺公交車輛的GPS參數(shù)進行查詢和設置，調整其定位軌跡向中心服務器上傳的時間間隔并且根據(jù)公交運營管理習慣，對重要的大站在地圖上劃定一個區(qū)域范圍，將每輛公交車進站和出站的時間記錄下來，實現(xiàn)大站提示功能，用于車輛重要站點的考勤。利用3G技術，系統(tǒng)可以通過圖像和視頻傳輸功能對車內、車外情況進行實時監(jiān)控[3]與錄像，在出現(xiàn)交通事故和乘客糾紛時，調度中心將通過實時監(jiān)控畫面了解現(xiàn)場情況，調查取證，以便采取合理、正確的應對措施。

2.2 車輛行程預測與動態(tài)調度

為了實現(xiàn)高效的公交調度管理，除了需要了解運行車輛的當前位置和狀態(tài)，還需要對其未來的行程進行預測，做到未雨綢繆、科學運營。根據(jù)當前車輛的行車速度和前方路段的擁堵情況，對其到站時間和下一時段運營線路上公交車輛的分布情況進行提前預測，及時修改發(fā)車時間間隔，并通知司機調整行車速度，避免出現(xiàn)車輛集中滯留在某個路段、乘客等待時間過長和乘客分布不均等低效運營情況。

2.3 車輛緊急求助與遠程通話

公交車輛在行駛過程中往往會遇到各種問題，如交通事故、道路堵塞、車輛故障、乘客滯留、服務糾紛等，這往往也是影響公交系統(tǒng)運營效率的直接因素。由于各級監(jiān)控調度平臺需要同時管理許多輛公交車，僅僅依靠被動的實時監(jiān)控功能會使得以上問題難以得到及時處理，因此本系統(tǒng)還提供了緊急求助功能，用于公交車個體向監(jiān)控調度平臺主動反映當前的情況，便于管理者的快速決策和高效調度。

2.4 交通數(shù)據(jù)分析與輔助決策

交通數(shù)據(jù)分析是系統(tǒng)提高公交調度管理效率的主要功能之一。具體而言，該功能包括當前數(shù)據(jù)分析和歷史數(shù)據(jù)分析兩部分。當前數(shù)據(jù)分析是通過對公交線路的實時參數(shù)進行綜合統(tǒng)計和分析，進而生成統(tǒng)計圖表以直觀反映某條線路或特定區(qū)域的公交運營狀態(tài)。歷史數(shù)據(jù)分析則是基于公交車的歷史行車軌跡和公交線路的歷史運營數(shù)據(jù)，對公交線路當前的交通狀況和車輛行駛情況進行預測和綜合評估，進而得到公交車輛的路段經驗參數(shù)或運營報表。

2.5 信息發(fā)布與乘客預定

乘客是公交系統(tǒng)運營的直接對象，為了使公交車輛的調度和管理更加合理，同時提高城市公交的社會形象，系統(tǒng)還提供信息發(fā)布和乘客預定功能，作為公交運營集團與公交乘客間溝通的橋梁。

4 結束語

在當今數(shù)字城市的浪潮下，通過互聯(lián)網和現(xiàn)代IT技術實現(xiàn)城市公交系統(tǒng)的高效管理，提高公共交通的運營效率和社會服務水平，符合現(xiàn)代化大城市發(fā)展的必然要求。從設計的角度，本文對該系統(tǒng)的組成與功能進行了一定介紹。

參考文獻

[1] 丁學政.淺論智能公交調度管理系統(tǒng)[J].城市公共交通，2005（2）：35-37.

[2] 王建軍，王吉平，彭志群.城市道路網絡合理等級級配探討[J].城市交通，2005，3（1）：37-42.

[3] 白效松，孫學智，齊光石.基于3G技術的遠程車輛監(jiān)控系統(tǒng)[J].自動化應用，2012（12）：83-85.

作者簡介

宋涵（1996-），西北工業(yè)大學 動力與能源學院，自動化專業(yè)。