ISM在大城市公共交通优化中的应用
系统工程ISM课程设计汇本
1.引言1.1 设计目的解释结构模型法是现代系统工程中广泛应用的一种分析方法，能够利用系统要素之间已知的零乱关系，用于分析复杂系统要素间关联结构，揭示出系统内部结构。
本次课程设计的目的是，通过对大学生身边实际问题的分析，掌握运用ISM方法对复杂问题进行建模的过程，提高学生系统分析以及运用计算机求解问题的能力，强化计算机实际应用能力。
1.2设计的意义在课程设计的过程中将理论知识应用到实际的操作过程，使得理论与实践能很好地结合。
与此同时应用一些相关的计算机知识，使设计者能很好地掌握以前没有掌握的各种知识，并且能在以后的实际生活和学习中能熟练准确地运用，以便降低解决问题的难度，提高解决问题的效率。
另外，在设计过程中通过小组分配任务，使得设计者明确如何准确按时的完成自己的任务，以及单独解决问题的能力得以提高，也明白了合作的重要性。
1.3设计的内容在明确问题背景的前提下，通过分析问题，找出存在的主要影响因素，运用解释结构模型的方法解决问题，是原有问题得以优化，达到设计的目的。
同时对用到的方法加以详细的阐述，对方法解决问题时的步骤做以具体的安排。
在现代社会高速发展的状态下，对兰州市的公共交通发展进行分析研究，找出其影响因素，运用解释结构模型（Interpretative Structural Modeling Method,简称ISM 方法）法对其进行优化更新，找到最优的方案。
1.4设计任务在对实际问题实际调查过程中，明确现有问题的缺陷和不足，通过各种方法，找出解决实际问题的有效方法，再通过手工或者计算机的编程计算找到最优的方案，使最终的方案在原始方案的基础上得以优化，更进一步的改进原始的方案，从而满足现实的需求，以节省成本，赢取利润.。
此次课程设计是利用解释结构模型方法首先对影响兰州市公共交通的发展因素进行分析，确定关键的因素，然后利用此方法解决关键因素引起的关键问题，在通过逐层逐次的分解和分析之后，对兰州市公共交通的发展进行优化，找到最优的解决方案，以满足现实生活的需求。
城市公共交通优化方案案例解析
城市公共交通优化方案案例解析导言：近年来，城市化进程不断加速，城市交通问题逐渐成为人们生活中的主要困扰之一。
为了提高城市公共交通的效率和质量，许多城市开始实施优化方案。
本文将通过分析具体案例，探讨城市公共交通优化方案的有效性及可行性。
一、案例一：上海地铁智能调度系统上海地铁是中国最大的城市轨道交通系统之一，每天承载着数百万人的出行需求。
为了应对庞大的客流量，上海地铁引入了先进的智能调度系统。
该智能调度系统基于大数据分析和人工智能技术，能够实时监测车辆运行状态、客流分布、交通拥堵情况等，并通过优化列车运行速度、调整发车间隔等方式，最大程度地提高了运行效率。
实际数据显示，智能调度系统的引入使得上海地铁的延误率明显下降，乘客等候时间大幅减少。
该案例表明，运用智能调度系统能够实现对城市地铁运行的精细化管理，提高交通运行效率，提升乘客出行体验。
二、案例二：新加坡“电子道路收费”系统新加坡是世界闻名的城市规划先导者之一，其在公共交通领域也展示了杰出的成就。
其中，新加坡的“电子道路收费”系统被广泛应用。
该系统通过在道路上安装电子收费门架和车辆识别设备，实现了无需现金交纳道路使用费的自动化收费。
这不仅提高了交通效率，减轻了交通拥堵，还促进了公共交通的发展。
新加坡的案例启示我们，通过引入智能收费系统，可以实现对城市道路交通的精确管控，减少人为操作，提高运行效率，改善交通环境。
三、案例三：伦敦“拥堵收费”政策伦敦作为全球大都市之一，面临着巨大的交通压力。
为了减少交通拥堵和排放污染物，伦敦实施了“拥堵收费”政策。
该政策规定，在伦敦市中心的特定区域内，驾驶员必须支付一定的拥堵收费才能进入，从而鼓励市民选择使用公共交通工具出行，减少个人汽车的使用。
通过实施“拥堵收费”政策，伦敦有效缓解了交通拥堵问题，改善了空气质量，并且为城市公共交通的发展提供了良好的环境。
结语：以上提到的案例只是城市公共交通优化方案的冰山一角。
合理利用信息技术、智能化设备以及科学管理手段，可以进一步提高城市公共交通的运行效率，改善城市居民的出行体验，并为城市发展提供坚实的基础。
城市公交信号优先控制系统解决方案
根据交叉口交通状况，实现多种控制模式之间的 自动切换，确保公交车辆在不同交通状况下的优 先通行。
04
控制系统设计与实现
控制系统硬件设计
信号控制机
采用高性能、高可靠性的信号控制机，实现公交信号优先控制功 能。
车辆检测器
通过车辆检测器实时检测公交车辆到达情况，为信号控制提供数 据支持。
通信设备
02
缓解城市交通拥堵
优化信号配时方案，减少社会 车辆在路口的排队长度和等待 时间，缓解城市交通拥堵问题 。
03
提升乘客出行体验
提高公交服务水平，吸引更多 市民选择公交出行，提升乘客 出行体验和满意度。
04
节能减排与环保
减少公交车辆怠速和加速过程 中的尾气排放，降低空气污染 和噪音污染。
推广前景及市场潜力
实施方案制定
调研分析
对城市公交系统现状进行深入调研，识别信号控制存在的问题及 改进需求。
方案设计
根据调研结果，制定公交信号优先控制系统的具体实施方案，包括 技术选型、设备配置、系统集成等。
评估与优化
对方案进行全面评估，确保技术可行、经济合理，并根据实际情况 进行优化调整。
资源配置与进度安排
人力资源
本项目研究内容与目标
研究内容
分析城市交通流特性，设计公交信号优先控制策略，开发公交信号优先控制系 统。
研究目标
提高公交车辆通行效率，减少公交车辆在信号交叉口的延误时间，提升公共交 通服务水平。同时，降低城市交通拥堵程度，减少机动车尾气排放，改善城市 环境质量。
02
系统概述
系统定义与功能
系统定义
感谢您的观看
THANKS
组建专业团队，包括技术研发、项目实施、运营 维护等人员，确保项目顺利推进。
智慧城市建设中的公共交通管理系统
智慧城市建设中的公共交通管理系统随着城市化过程的不断推进，城市内部的各种资源得到了更好的利用和管理。
然而，城市化带来的营商环境、居住环境和出行环境等问题也越来越突出，尤其是出行环境问题的解决十分紧迫。
智慧城市建设就是解决这些问题的一个重要手段之一，而公共交通管理系统是智慧城市建设的重要组成部分之一。
公共交通管理系统可以帮助城市管理者有效提高居民出行的效率和体验，使得城市的交通更加有序，更加安全，更加快捷。
下面就从智慧城市建设的角度出发，分析公共交通管理系统的作用及其未来发展。
一、公共交通管理系统的作用公共交通管理系统中包含许多模块，例如出租车GPS定位调度系统、公交线路管理系统、公交车辆调度系统等。
这些子系统有着各自的功能，但是它们共同构成了一个完整的公共交通管理系统，协同工作，为居民出行提供更好的服务。
在这个系统中，GPS定位调度子系统可以帮助出租车司机和出租车公司有效地管理出租车、优化调度，从而提供更加高效和便捷的服务。
在某些情况下，还可以利用数据挖掘等技术，对运营情况进行分析和优化。
公交线路管理系统可以根据公交车路线、车次、车辆载客量等数据，预测公交车的未来状态，优化公交线路，以满足不同时间段和不同区域的出行需求。
公交线路管理系统还可以根据预测结果进行调度，从而减少公交车的停等时间，提高公交车的运营效率。
公交车辆调度系统可以根据公交车事实位置和乘客人数等数据，对公交车的调度进行优化和管理。
通过对行车路线、行车速度等数据进行分析，公交车辆调度系统还可以提供最佳路线建议。
在紧急情况下，公交车辆调度系统还可以帮助公交车司机快速反应和做出决策。
二、公共交通管理系统的未来发展随着科技的不断推进和人们对出行体验的不断提升，公共交通管理系统将会发生许多变化和改善。
下面就从技术和政策两个角度，分析公共交通管理系统未来的发展方向。
技术发展方向：先进的技术将是未来公共交通管理系统的发展重点，其中包括以下几个方面：1.大数据技术公共交通管理系统需要处理大量的数据，例如公交车行车状态、乘客需求等。
系统工程ISM课程设计
1.引言1.1 设计目的解释结构模型法是现代系统工程中广泛应用的一种分析方法，能够利用系统要素之间已知的零乱关系，用于分析复杂系统要素间关联结构，揭示出系统内部结构。
本次课程设计的目的是，通过对大学生身边实际问题的分析，掌握运用ISM方法对复杂问题进行建模的过程，提高学生系统分析以及运用计算机求解问题的能力，强化计算机实际应用能力。
1.2设计的意义在课程设计的过程中将理论知识应用到实际的操作过程，使得理论与实践能很好地结合。
与此同时应用一些相关的计算机知识，使设计者能很好地掌握以前没有掌握的各种知识，并且能在以后的实际生活和学习中能熟练准确地运用，以便降低解决问题的难度，提高解决问题的效率。
另外，在设计过程中通过小组分配任务，使得设计者明确如何准确按时的完成自己的任务，以及单独解决问题的能力得以提高，也明白了合作的重要性。
1.3设计的内容在明确问题背景的前提下，通过分析问题，找出存在的主要影响因素，运用解释结构模型的方法解决问题，是原有问题得以优化，达到设计的目的。
同时对用到的方法加以详细的阐述，对方法解决问题时的步骤做以具体的安排。
在现代社会高速发展的状态下，对兰州市的公共交通发展进行分析研究，找出其影响因素，运用解释结构模型（Interpretative Structural Modeling Method,简称ISM 方法）法对其进行优化更新，找到最优的方案。
1.4设计任务在对实际问题实际调查过程中，明确现有问题的缺陷和不足，通过各种方法，找出解决实际问题的有效方法，再通过手工或者计算机的编程计算找到最优的方案，使最终的方案在原始方案的基础上得以优化，更进一步的改进原始的方案，从而满足现实的需求，以节省成本，赢取利润.。
此次课程设计是利用解释结构模型方法首先对影响兰州市公共交通的发展因素进行分析，确定关键的因素，然后利用此方法解决关键因素引起的关键问题，在通过逐层逐次的分解和分析之后，对兰州市公共交通的发展进行优化，找到最优的解决方案，以满足现实生活的需求。
系统结构模型法(ISM法)课件
根据关联矩阵，建立子系统的层级结构，将子系 统按照层级进行组织。
建立因果关系图
根据关联矩阵和层级结构，建立因果关系图，用 于表示子系统之间的因果关系和作用机制。
系统结构的简化与解释
简化系统结构
对建立的层级结构和因果关系图进行简化，去除不必要的细节和冗余信息，使系统结构更加清晰易懂 。
解释系统结构
需要收集完整的系统要素和关系 数据，对数据质量和完整性要求 较高。
02
计算复杂度大
03
对主观性依赖较强
对于大规模系统，ISM法的计算 复杂度较高，需要高性能计算机 和优化算法。
在确定系统要素和关系时，主观 判断和经验对分析结果有一定影 响。
02 ISM法的基本原理
系统分解
确定系统的边界和范围
确定子系统的关系
案例四：环境保护系统优化
总结词
通过ISM法分析环境保护各要素之间的关系，优化环境 保护系统，提高环境质量。
详细描述
运用ISM法对环境保护各要素之间的相互关系进行深入 分析，明确各要素在环境保护中的作用和影响，找出存 在的问题和瓶颈，优化环境保护系统，提高环境质量， 实现可持续发展。
05 ISM法的扩展与改进
划分系统层级与解释系统结构
要点一
总结词
要点二
详细描述
划分系统层级与解释系统结构
根据可达矩阵进行系统层级划分，并对系统结构进行解释 ，以直观地展示系统的层次结构和功能模块。
04 ISM法的应用案例
案例一：企业组织结构优化
总结词
通过ISM法分析企业内部各部门之间的关系 ，优化组织结构，提高管理效率。
定义
ISM法是一种基于图论和矩阵论的方法，通过构建邻接矩阵和可达矩阵来分析系统的结构特征和行为模式。
城市公共交通效率提升的研究与应用案例分析
城市公共交通效率提升的研究与应用案例分析第一章前言城市公共交通作为城市交通体系的重要组成部分，是城市发展的重要标志之一。
然而，现实中存在着大量的交通拥堵、不可预测的公交间隔时间、车辆相遇冲突等问题，极大地影响了公共交通系统的效率和服务质量。
因此，如何提升城市公共交通效率，已成为各级政府和公共交通运营商共同关注的问题。
本文将采用案例分析的方法，总结国内外城市公共交通效率提升的研究与应用，为提升城市公共交通效率提供一些参考和借鉴。
第二章国内外公共交通系统优化策略2.1 公共交通车速优化公共交通车速的优化是提高公共交通效率的关键。
传统的优化方法通常是调整车辆运行线路、调整部分站点，但这种方法仅仅优化了线路细节，并未深入地进行全局优化。
现在，广泛采用的解决方案是直接优化时间表。
以光谷地铁为例，采用了智能调度算法，根据城市交通实时数据调动运营车辆的数量和运营路径，使得公共交通车效率得到了提高，最终公交间隔时间减少了18%，等车时间减少了20%。
2.2 公共交通优先政策公共交通优先政策是指政府优先考虑公共交通出行方式，对公共交通车辆给予一定的优惠政策，例如占用机动车道、设置绿色通行灯等等。
这种方式有效地提高了公共交通车速，维护了公共交通的稳定性和服务品质，并且有助于减少对环境的影响。
在德国汉堡，政府实施了“一路放行”的交通政策，禁止所有私家车辆行驶，保证了公共交通车辆的高效运营。
在中国，政府也在不断推行公共交通优先政策，比如深圳市政府设立了“公交道路优先指挥中心”，完成了一套全方位的控制系统，实现了对城市公共交通的实时调度。
2.3 公共交通智能化技术随着人工智能和物联网技术的飞速发展，人们开始将这些技术运用到城市公共交通中。
使用人工智能技术，可以通过交通数据的处理和分析，快速找到线路瓶颈，进而实现公共交通的改进和优化。
物联网技术则可以实现公共交通的信息智能化，让公众随时随地获取信息并且详细了解公交车的位置和到站时间，使人们的出行更具有便捷性和可控性。
基于VISSIM的公交停靠站点优化研究
Ｈｉｈ ｙ ｇ ｗａ ｓ＆ Ａｕ ｏ ｔｖ ｔ ｍｏ ｉ ｅ Ａｐｐ ｉａ ｉｎ ｌｃ ｔｏ ｓ
交 站台影 响 区域 的平 均 时间 ； 交 车 流 的行 程 时 间 公
为 了保证不 同公 交停靠 站设 置方案 的评 价 指标
具有 可 比性 ， 先作 以下假 设 ： 会车 辆 和公 交 车辆 到 社
达 时距服 从相 同的 分 布 ； 交 站 台的服 务 率 符 合 相 公 同分 布 ； 交 车辆 的尺寸及 性能参 数相 同 ； 交 车辆 公 公
线路 数 、 车频率 、 台服务 时间分 布 和车辆平 均 载 发 站
客人 数等数 据 。
和优 化提 供依据 。该 文 以天津市华 苑路 公交 停靠 站 为 例 ， 用 ＶＩＳ Ｍ 仿 真软 件 对 现状 公 交停 靠 站 进 应 ＳＩ
行仿 真 ， 对仿 真结果 拟定 多种改 善方案 ， 对各 改 针 再
摘 要 ： 绍 了微 观 交 通仿 真 软 件 ＶＩＳＭ 在 公 交 停 靠 站 点 改善 和优 化 中 的 应 用 ， 用 仿 真 结 介 ＳＩ 采
果 中的 行 程 时 间 、 均 延 误 、 队 长 度 等 作 为评 价 指 标 ， 据 评 价 结 果确 定 最 优 改 善 方案 ； 天 津 平 排 根 以
（ ）确定仿 真变 量 ， 义 并 配 置 数 据 检 测 点 或 ５ 定
路段 。仿 真 变 量 包 括 行 程 时 间 、 误 和 排 队长 度 。 延 仿真 变量是 模 型的输 出 ， 为 公交 站 点设 置 方 案 的 作
评价 指标 。
善方 案进 行仿真 评价 ， 确定 最优方 案 。
Ｈｉ ｈ公 路 ｔ ｍｏｉ ｅ ｇ ｗａ ｓ＆ Ａｕ 与 ｔ汽 运 ｔｏ ｓ ｙ ｏ ｖ ｐ ｉａ ｉ ｎ Ａｐ ｌｃ
基于VISSIM的城市交叉口改善优化研究
Ｖ ＳＩ ＩＳＭ能直观 、 形象 、 细地仿真 出车辆、 详 道路 、 交叉 口、 信号灯 等 随时 间变化 的三维 动画状态 ，
能 真实 、 确 地 重 现 交 通 网 络 交 通 运 行 状 况 ， 精 避 免 了在 拟 定 交 通 控 制 方 案 及 对 方 案 进 行 评 价 时
因无 法 直 观 观 测 车 辆 在 道 路 及 交 叉 口 的运 行 状 况 而 引起 的不 足 。实 践 证 明 ， ＶＳ Ｉ 交 通 仿 将 ＩＳＭ 真 软件 应用 于 城 市 交 通 网络 （ 别 是 交叉 口） 特 交
通运 行 状况 仿 真 分 析 及 交 通 方 案 的优 化 与评 定 ，
关键 词 ： 交 通 工程 ；Ｖ Ｓ Ｉ 仿 真 ；Ｓ Ｍｏ系统 ＩＳＭ ￣ｃ 中 图分 类 号 ： ４ １５ Ｕ ９．１ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 概 述
交 叉 口是 城市 道 路 系统 的 重 要 组 成 部 分 ， 也 是城 市路 网 中最 常 见 、 普 遍 、 直 接 的交 通 拥 最 最 堵 发 生 源 及 交 通 事 故 多 发 地 点 。对 于 信 号 控 制 的单 点平 面交 叉 口来 说 ， 号 配 时 优 化 往 往 对 于 信 减 少 车 流 的平 均 延 误 、 车 次 数 ， 高 交 叉 口的 停 提 通 行 能力 、 务 水平 起 到 至 关 重 要 的作 用 。 交 叉 服
通 效益 有 了很 大 的改 善 。
时间检测区段 的所 有车 辆都将 被其所属 的延误
检测 区 段 捕 获 。延 误 时 间 是 车 辆 在 行 程 时 间所
１ 系统模 型
Ｖ Ｓ Ｉ 系统 是 一 个 离 散 的 、 ＩＳＭ 随机 的 、 ０ １ 以 ． ｓ
系统结构模型法(ISM法)
通过建立系统结构模型，展示系统内 部各要素之间的关系，强调系统结构 和要素之间的相互关系。
ISM法与鱼骨图的比较
鱼骨图
主要用于问题原因分析，通过树状结构 展示问题的各种可能原因，强调问题原 因的分类和层次。
VS
ISM法
不仅可用于问题原因分析，还可用于系统 结构分析和解释，通过建立系统结构模型 展示系统内部各要素之间的关系，强调系 统结构和要素之间的相互关系。
统要素之间的关系。
模型分析
结构分析
分析解释结构模型图，了解系统要素之间的层次关系 和相互作用。
功能分析
根据解释结构模型图，分析系统的功能和行为特性。
优化建议
基于解释结构模型图，提出对系统的优化建议和改进 措施。
PART 03
ISM法的应用案例
案例一：企业战略规划
1 2 3
确定企业核心能力
通过ISM法分析企业内部各因素之间的相互关系， 识别企业的核心能力，为制定战略提供依据。
深入研究系统要素之间的 复杂关系
通过深入研究系统要素之间的复杂关系，进 一步揭示系统内部结构和动态变化，提高模 型的准确性。
引入人工智能和大数据技术
利用人工智能和大数据技术对大量数据进行处理和 分析，以更全面、准确地反映系统结构和行为。
建立多层次、多尺度模型
考虑系统的多层次、多尺度特征，建立更为 精细和全面的模型，以更准确地描述系统结 构和行为。
结合其他方法提高分析效果
01集Leabharlann 多种方法结合其他系统分析方法，如流程 图、因果图等，形成更为完善的 系统分析方法体系。
02
引入定性分析方法
03
加强定量分析
将定性分析方法引入ISM法中， 以更好地理解系统要素之间的关 系和结构。
城市公共交通运营质量影响因素的ISM模型
系 ， 过 进 ～ 步 计 算 ， 出各 要 素 之 间 的 间 接 关 经 找
系 ， 而用 图形表 示 出系统要 素 间所有 直接 、 从 间接 关 系 ， 据 此进行 分 析 ， 并 寻找 出影 响系 统的根本 要
‘
．
互系 关’ 包
表 ３ 系统 要 素 直 接 、 接 关 系 表 间
２ １ 建立 系统 要素 集 ．
霉 影 因 响素
１ ２ ７
。
通 过调 查Ⅲ和对 有 关 资料 。的分析 ， 湖州 对 市 的 城市 公共 交 通 系统 的 运 营质 量从 方 便性 、 快 速 性 、 全性 、 安 舒适 性 和 经 济性 等 方 面进 行分 析 ， 将 影 响该城 市公共 交 通 运 营因素 总结 为 ３ ， ２条 如
１ ＩＭ 的基本原理及工作步骤 Ｓ
解 析结 构模 型是 利用 图论 中的关联 矩阵原 理
来 分 析复 杂 系统 的整 体结 构 的 ， 把复 杂 的 系统 分 解 为若 干 子 系统 （ 素 ） 通 过 关 联矩 阵可 以描 述 要 ，
系 统 中各 要 素 之 间相 互联 系 、 相互 制约 的直 接 关
摘
要
将影响城市公共 交通运 营质量 的错综 复杂的因素看作一个大 系统 ， 利用系统工程 中
的解析结 构模型 ， 分析 系统 中各要素 的直接 、 间接关 系， 出多级 递阶结构 ， 画 从而描述 了各 要素之 间的相互关系 ， 找出了影 响城市公共交通运 营质量的根本影 响因素。给出 了解析结构模 型的应用 过程 ， 分析 了导致公共交 通出行分担率较低的主要原因 ， 并提 出应对策 略措施 。
解释结构模型ISM
解释结构模型ISM结构模型ISM（Integrated Structural Model）是一种用于描述和分析系统结构的综合性建模方法。
该方法主要用于研究和设计复杂系统（如企业、组织或机构）的结构与运作方式。
本文将解释ISM的概念和特点，并介绍ISM的基本建模过程及其在实际应用中的价值。
1.ISM的概念和特点：ISM的基本概念是将一个复杂的系统分解为一系列互相关联的子系统。
这些子系统可以是物理的、信息的、决策的，或者是其他特定功能领域的，彼此之间相互作用，共同达成系统的整体目标。
ISM的特点有以下几点：1）综合性：ISM可以处理包括物质、信息和能量在内的多种系统要素，实现对系统整体的综合分析。
2）层次性：ISM将系统分解为多个层次的子系统，并通过层次间的相互关系进行综合分析。
3）关联性：ISM注重系统中各个组成部分之间的相互关联和相互作用，从而能够揭示系统整体的行为特征。
4）动态性：ISM能够反映系统的动态演化，捕捉系统结构及其变化的过程。
2.ISM的基本建模过程：ISM的建模过程包括以下几个步骤：1）确定目标：明确研究对象和研究目标，定义需要解决的问题和达成的目标。
2）定义系统边界：界定系统的范围和边界，确定系统所包含的组成部分和相互关系。
3）分析系统结构：对系统进行分解，确定系统的层次结构，识别子系统和它们之间的关系。
5）分析系统性能：分析系统的性能和行为，评估系统的结构是否能够实现预期目标，并分析系统各层次之间的相互作用。
6）优化系统结构：通过调整子系统之间的连接和信息流，优化系统的结构，以实现更好的性能。
3.ISM在实际应用中的价值：ISM具有很高的实用性，被广泛应用于各类复杂系统的建模和分析，包括企业管理、组织设计、项目管理等。
具体有以下几个方面的价值：1）综合分析：ISM能够将系统的各个要素、层次和关系进行综合分析，有助于全面理解系统的运作机制。
2）结构优化：通过ISM建模，可以发现不同层次之间的矛盾和冲突，并通过调整系统结构实现性能的优化。
城市公共交通智能化调度系统优化设计报告
城市公共交通智能化调度系统优化设计报告第1章引言 (3)1.1 研究背景 (4)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)第2章国内外公共交通智能化调度系统发展现状 (4)2.1 国外发展概况 (4)2.1.1 欧洲国家 (5)2.1.2 美国与加拿大 (5)2.1.3 亚洲国家 (5)2.2 国内发展概况 (5)2.2.1 一线城市 (5)2.2.2 新兴城市 (5)2.2.3 政策支持 (5)2.3 存在的问题与挑战 (5)2.3.1 技术层面 (6)2.3.2 资源整合 (6)2.3.3 安全与隐私保护 (6)2.3.4 人才与资金 (6)2.3.5 政策与法规 (6)第3章公共交通智能化调度系统需求分析 (6)3.1 用户需求 (6)3.1.1 乘客需求 (6)3.1.2 运营企业需求 (6)3.1.3 部门需求 (7)3.2 功能需求 (7)3.2.1 实时监控功能 (7)3.2.2 调度优化功能 (7)3.2.3 信息发布功能 (7)3.2.4 乘客服务功能 (7)3.3 功能需求 (7)3.3.1 系统响应速度 (7)3.3.2 数据准确性 (7)3.3.3 系统稳定性 (8)3.3.4 安全性 (8)第4章公共交通智能化调度系统框架设计 (8)4.1 系统总体架构 (8)4.1.1 数据采集层 (8)4.1.2 数据处理层 (8)4.1.3 业务逻辑层 (8)4.2 模块划分 (9)4.2.1 线路优化模块 (9)4.2.2 车辆调度模块 (9)4.2.3 乘客信息服务模块 (9)4.2.4 安全监控模块 (9)4.3 系统接口设计 (9)4.3.1 数据接口 (9)4.3.2 业务接口 (9)4.3.3 应用接口 (9)4.3.4 系统管理接口 (9)第5章公共交通数据采集与处理 (10)5.1 数据采集技术 (10)5.1.1 车载GPS数据采集 (10)5.1.2 乘客流量数据采集 (10)5.1.3 车辆状态数据采集 (10)5.1.4 公交站点信息采集 (10)5.2 数据预处理 (10)5.2.1 数据清洗 (10)5.2.2 数据融合 (10)5.2.3 数据规范化 (10)5.3 数据存储与管理 (10)5.3.1 数据存储 (10)5.3.2 数据备份与恢复 (11)5.3.3 数据管理 (11)5.3.4 数据共享与交换 (11)第6章公共交通智能调度算法设计 (11)6.1 调度算法概述 (11)6.2 车辆路径优化算法 (11)6.2.1 算法原理 (11)6.2.2 算法流程 (11)6.3 乘客需求预测算法 (11)6.3.1 算法原理 (12)6.3.2 算法流程 (12)6.4 调度策略算法 (12)6.4.1 算法原理 (12)6.4.2 算法流程 (12)第7章公共交通智能化调度系统模块实现 (12)7.1 车辆监控模块 (12)7.1.1 功能概述 (12)7.1.2 实现方法 (13)7.2 调度决策模块 (13)7.2.1 功能概述 (13)7.2.2 实现方法 (13)7.3.1 功能概述 (13)7.3.2 实现方法 (13)7.4 乘客服务模块 (13)7.4.1 功能概述 (13)7.4.2 实现方法 (14)第8章系统测试与功能评估 (14)8.1 测试环境与数据准备 (14)8.1.1 测试环境 (14)8.1.2 数据准备 (14)8.2 功能测试 (14)8.2.1 系统登录与权限管理 (14)8.2.2 数据展示 (14)8.2.3 调度策略配置与执行 (14)8.2.4 数据查询与统计分析 (15)8.3 功能测试 (15)8.3.1 响应时间 (15)8.3.2 吞吐量 (15)8.3.3 资源利用率 (15)8.3.4 稳定性 (15)8.4 系统优化与改进 (15)8.4.1 数据优化 (15)8.4.2 系统架构优化 (15)8.4.3 算法优化 (15)8.4.4 用户体验优化 (15)第9章案例分析 (15)9.1 案例概述 (15)9.2 案例实施过程 (15)9.2.1 数据收集与处理 (16)9.2.2 智能化调度系统构建 (16)9.2.3 系统实施与运行 (16)9.3 案例效果评价 (16)9.3.1 运营效率提升 (16)9.3.2 乘客等车时间减少 (16)9.3.3 能耗降低 (16)9.3.4 社会效益 (16)第10章总结与展望 (16)10.1 工作总结 (16)10.2 技术展望 (17)10.3 市场前景与政策建议 (17)第1章引言1.1 研究背景我国城市化进程的加快，城市人口不断增长，城市公共交通系统面临着越来越大的压力。
ism系统工程课程设计
ism系统工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握系统工程的基本概念、原理和方法。
2. 使学生了解系统工程在各个领域中的应用，特别是ism领域。
3. 帮助学生理解系统思维及其在解决问题中的作用。
技能目标：1. 培养学生运用系统工程方法分析、设计和优化ism系统的能力。
2. 提高学生运用系统工程工具和技术解决实际问题的技能。
3. 培养学生团队协作、沟通表达和项目管理的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关注国家发展战略，认识到系统工程在国家和ism领域的重要性。
2. 激发学生对系统工程学科的兴趣，培养其创新精神和探索欲望。
3. 引导学生树立正确的价值观，认识到系统工程在可持续发展中的作用。
课程性质分析：本课程为ism系统工程，旨在教授学生系统工程的基本知识、方法和技术，并结合ism领域实际案例进行分析。
课程强调理论联系实际，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
学生特点分析：本课程针对的是高年级学生，他们已经具备了一定的专业基础知识和实际操作能力。
学生对新鲜事物充满好奇，具备较强的学习动力，但可能对系统工程的概念和方法较为陌生。
教学要求：1. 结合课本内容，深入浅出地讲解系统工程的基本概念、原理和方法。
2. 以ism领域实际案例为载体，引导学生运用系统工程方法分析和解决问题。
3. 注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力，提高其综合素质。
二、教学内容本章节教学内容主要包括系统工程基本概念、原理、方法及其在ism领域的应用。
1. 系统工程基本概念：- 系统的定义与特性- 系统工程的定义及其发展历程- 系统思维及其在解决问题中的应用2. 系统工程原理与方法：- 系统分析与设计方法- 系统建模与仿真技术- 系统优化与决策理论3. ism系统工程应用案例：- ism系统概述- ism系统工程案例解析- ism系统工程在实际项目中的应用教学大纲安排：第一周：系统工程基本概念及系统思维- 介绍系统、系统工程等基本概念- 分析系统思维在解决问题中的应用第二周：系统工程原理与方法- 讲解系统分析与设计方法- 介绍系统建模、仿真与优化技术第三周：ism系统工程应用案例- 概述ism系统及其特点- 分析ism系统工程案例，讲解实际应用第四周：实践操作与讨论- 学生分组进行ism系统工程实践操作- 分享实践经验，开展讨论与总结教学内容关联教材：本教学内容与教材《系统工程及其在ism领域的应用》相关章节紧密关联，涵盖了第1章系统基本概念、第2章系统工程原理与方法、第3章ism系统工程应用等内容。
智能交通系统在城市交通管理中的应用
智能交通系统在城市交通管理中的应用第一章智能交通系统概述 (3)1.1 智能交通系统的定义与特点 (3)1.1.1 定义 (3)1.1.2 特点 (3)1.2 智能交通系统的发展历程 (3)1.2.1 起源 (3)1.2.2 发展阶段 (3)1.3 智能交通系统的关键技术 (4)1.3.1 信息技术 (4)1.3.2 通信技术 (4)1.3.3 控制技术 (4)1.3.4 计算机技术 (4)1.3.5 传感器技术 (4)1.3.6 云计算与大数据技术 (4)第二章城市交通现状与挑战 (4)2.1 城市交通拥堵问题 (4)2.2 城市交通污染问题 (5)2.3 城市交通安全问题 (5)第三章智能交通系统在城市交通管理中的应用 (6)3.1 智能交通信号控制 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 基本原理 (6)3.1.3 技术特点 (6)3.1.4 应用实例 (6)3.2 智能交通诱导 (7)3.2.1 概述 (7)3.2.2 技术手段 (7)3.2.3 应用实例 (7)3.3 智能交通监控与调度 (7)3.3.1 概述 (7)3.3.2 监控技术 (7)3.3.3 调度策略 (7)3.3.4 应用实例 (7)第四章智能交通系统与城市公共交通 (8)4.1 公共交通优先策略 (8)4.2 公共交通信息发布 (8)4.3 公共交通调度与优化 (8)第五章智能交通系统与城市交通规划 (9)5.1 基于大数据的交通规划 (9)5.1.1 引言 (9)5.1.2 大数据在交通规划中的应用 (9)5.1.3 面临的挑战与展望 (9)5.2 交通需求预测与分析 (9)5.2.1 引言 (9)5.2.2 交通需求预测方法 (10)5.2.3 交通需求分析 (10)5.3 交通网络优化与布局 (10)5.3.1 引言 (10)5.3.2 交通网络优化方法 (10)5.3.3 交通网络布局策略 (10)第六章智能交通系统与城市交通设施 (10)6.1 智能交通基础设施建设 (10)6.1.1 基础设施智能化改造 (11)6.1.2 新型基础设施建设 (11)6.2 智能交通设施维护与管理 (11)6.2.1 设施维护 (11)6.2.2 设施管理 (11)6.3 智能交通设施技术创新 (12)6.3.1 5G技术 (12)6.3.2 人工智能 (12)6.3.3 车联网技术 (12)第七章智能交通系统与城市交通法规 (12)7.1 交通法规的制定与修订 (12)7.2 交通法规的实施与监管 (13)7.3 交通法规与智能交通系统的协同 (13)第八章智能交通系统与城市交通安全 (13)8.1 智能交通监控与预警 (13)8.1.1 监控系统概述 (13)8.1.2 监控技术及设备 (14)8.1.3 预警机制 (14)8.2 智能交通处理 (14)8.2.1 处理流程 (14)8.2.2 报警与定位 (14)8.2.4 善后与理赔 (14)8.3 智能交通系统的安全评估 (14)8.3.1 安全评估指标体系 (14)8.3.2 安全评估方法 (15)8.3.3 安全评估实施 (15)第九章智能交通系统与城市交通环境 (15)9.1 智能交通系统与节能减排 (15)9.1.1 节能减排的重要性 (15)9.1.2 智能交通系统在节能减排中的应用 (15)9.2 智能交通系统与环境保护 (15)9.2.1 环境保护在城市交通管理中的地位 (15)9.2.2 智能交通系统在环境保护中的应用 (15)9.3 智能交通系统与城市绿色发展 (16)9.3.1 城市绿色发展的重要性 (16)9.3.2 智能交通系统在城市绿色发展中的应用 (16)第十章智能交通系统的未来发展 (16)10.1 智能交通系统的发展趋势 (16)10.2 智能交通系统的挑战与对策 (17)10.3 智能交通系统的创新应用 (17)第一章智能交通系统概述1.1 智能交通系统的定义与特点1.1.1 定义智能交通系统（Intelligent Transportation Systems，简称ITS）是指运用现代信息技术、通信技术、控制技术、计算机技术等手段，对交通运输系统进行集成和优化，实现交通信息资源的有效共享和利用，提高交通系统运行效率和安全性的技术体系。
基于ISM模型的城市轨道交通运营安全评估体系研究
工务 系统
线路及轨道设施 桥隧 路基
信号 系统
联锁系统 ATC 系统
传输系统
车辆 系统
通信 系统
系统设备 无线传输 公务电话 闭路电视 主变电站
供电 系统
牵引变电站 降压变电站 防护系统
控制中心监控
车体系统
车辆 状态
车辆走行部 制动系统
牵引系统
3.2 综合权重的确定
3.2.1 层次分析法确定权重
引言
城市轨道交通具有准时、快速、大容量的特性， 已逐渐成为各大城市解决交通供需矛盾的首选方略。 但随着线网规模的不断扩大，运营面临的挑战也越
收稿日期：2021-03-23 作者简介：卢立红（1994—），女，山东日照人，硕士研 究生，助理工程师，研究方向为交通规划。 - 118 -
来越多，因此，需要随时掌握设备状态、运营情况， 提高风险管理与决策的水平 。 [1-2]
Abstract:Starting from four aspects of human-machineenvironment-management, this paper analyzes the accident-causing mechanism based on ISM model, establishes the evaluation index of urban rail transit operation safety, and uses AHP-Entropy weight method to determine the index weight, so as to construct the evaluation system of urban rail transit operation safety and make a comprehensive evaluation of the system risk index. Key words:urban rail transit; operation safety; ISM; AHP-Entropy weight method
人工智能技术在城市公交运营管理中的应用
人工智能技术在城市公交运营管理中的应用一、引言人工智能技术是近年来最受关注的技术之一。
它已经成为许多行业改善效率、优化业务流程的利器。
与此同时，城市公交运营管理也是一个需要高效管理技术来改进的行业。
如果能将人工智能技术与城市公交运营管理相结合，将会有极具前瞻性的创新。
本文旨在探讨人工智能技术在城市公交运营管理中的应用，以及这些应用如何在这个行业中创造出更优秀的管理结果。
二、人工智能技术在城市公交运营管理中的应用1.公交线路规划人工智能技术可以帮助公交运营方根据实时交通数据，分析城市交通拥堵情况，推荐最优的公交线路，以减少公交车辆的运行时间和拥堵情况。
同时，人工智能也可以发现新的公交线路，并且基于大数据分析找到公交线路之间的依赖关系。
这些依赖关系可以用于帮助城市公交管理者更加细致地规划更适合市民的公交路线，从而解决过于拥挤的问题。
2.智能预测人工智能技术可以通过分析历史公交运营数据和实时信息来预测公交车辆的到达时间。
这可以使乘客更好地规划出行时间，避免不必要的等待。
此外，根据人流量、特殊节日等信息，公交管理者可以制定更准确的营运计划，提高公交运营效率。
3.乘客行为分析人工智能技术还可以对乘客行为进行分析，例如乘客喜欢在车上做什么活动，乘车时间的偏好等等。
通过这样的分析，公交管理者可以更精细地制定出车内服务方案，给各类乘客提供最好的服务。
同时，公交管理者还可以根据这些数据，对乘客的行为进行画像，从而更好地了解市民的需求和偏好。
4.车辆维护人工智能技术可以通过分析车辆运营数据并且利用大数据分析工具来预测每辆公交车的维护需求。
例如，人工智能可以发现每辆公交车不同机械部件的使用情况，并且对每一个部件的状况进行评估。
在这方面，人工智能可以显著减少公交车辆的维护时间，从而提高车辆的使用寿命。
三、人工智能技术应用的优势1.提高运营效率通过人工智能技术分析交通数据，公交管理者可以更准确地预测公交时间和路线，从而更好地规划公交路线。
ISM介绍
ISM GIS管理程序
2006年 年 北京四维空间数码科技有限公司
ISM软件的构成 软件的构成
ISM Admin 3 ISM Adapters 5
Data store
4 1 2
Data Files ISM API
Data Data Data
ISM Schema ISM Spatialtech
2006年 年
2006年 年
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元层
对一个数据源，可以创建多个元层。 一个元层可以被定义为一个表中的部分数据的集合，元 层的名称对用户是可见的。
元层
元层
元层
2006年 年
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图层
定义： 定义：图层主要用于来描述在客户端的制图信息和数据的行为。 图层主要包括： 图层主要包括： 行为(表现, 可选, 风格) 事务规则 (长事务, 激活, “只读”) 制图信息 (字体, 制图) 注记处理 (注记标注位置) ...... 注意： 注意： 对一个元层，可以创建多个图层。 图层可以保存所有客户端的风格定义。
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ISM软件的构成 软件的构成
① ISM Database Schema：ISM数据库方案，用来存贮ISM所有信息 ② ISM Spatialtech：ISM Spatialtech方案，用来管理所创建的数据库 ③ ISM Admin：ISM管理器，用来管理ISM方案和数据的内容 ④ ISM API：使不同的GIS系统平台和应用程序（Adapters）之间实 现简单的互操作 ⑤ ISM Adapters：ISM适配器，用于各种不同的GIS程序（Adapter） 访问ISM方案中的内容
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T echnolog y &Eco no my in A reas of Co mmunicatio ns交通科技与经济2009年第2期(总第52期)ISM 在大城市公共交通优化中的应用董 晶(昆明理工大学交通工程学院,云南昆明650224)摘 要:分析影响大城市公共交通优化的因素,应用ISM 解析结构模型进行优化,求解系统的邻接矩阵和可达矩阵,通过计算得到公交结构体系优化的分层有向图,明确公交结构最优系统具有6层的多级递阶系统。
最后,根据多级递阶系统明确影响因素的层次,提出公交优化措施,为大城市公共交通的发展提供一定的参考依据。
关键词:交通管理;公共交通;ISM 模型;优化中图分类号:U 491 文献标识码:A 文章编号:1008 5696(2009)02 0082 03Application of ISM in Transit Optimization of Big C itiesDONG Jing(F aculty o f T ranspo rtat ion Eng ineering ,K unming U niver sity o f Science and T echno lo gy ,K unming ,650224,China)Abstract:This paper analyzed the facto rs w hich affected the development of tr ansit of big cities at first,and then it applied the ISM model to optimize the developm ent of transit o f big cities.It explained the adjacen cy matrix and the accessible matrix of the system.T hr oug h the relevant calculation,it g ot the layered di r ectio n chart of the optimized public structure,w hich show ed that the o ptimized public structure system contained six layers.In the end,the paper got the arrang em ent of the factor s,and put for w ard the rele v ant m easures to optimize transit,w hich provided so me reference for the dev elo pment of tr ansit o f big cit ies.Key words:tr affic m anagement;transit;ISM model;optim ization收稿日期:2008 10 10作者简介:董 晶(1983~),女,硕士研究生,研究方向:交通规划与管理.随着经济的发展,大城市的机动化水平越来越高,交通拥堵等问题也日益突出。
优先发展城市公共交通是世界上许多发达国家和发展中国家解决城市交通问题的最有效途径之一,也是符合中国国情的战略选择[1]。
为了充分地发挥公共交通的作用,提高公共交通的吸引力,缓解大城市的交通压力,应采取措施对公共交通进行优化。
但是公共交通优化作为一个系统工程,其优化方法和措施很多,很难直观地区分措施的重要程度,故在进行公交优化时确定优化措施的主次及实施先后等问题存在一定的难度。
为了在短时间内更有效地采取措施,分清主次,使公交发展更切实可行,促进公共交通的良好发展,本文采取解析结构模型(I nter pr etativ e St ruct ur al M o deling,ISM )来优化大城市的公共交通。
1 大城市公共交通优化的影响因素影响大城市公共交通发展的因素很多,根据实际情况、专家意见进行相应的研究,对优化措施进行归纳和总结,如表1所示。
表1 大城市公交优化的影响因素序号影响因素序号影响因素1公交专用道11公交运营车辆技术水平2公交优先信号控制12公交优先法律体系3BRT 发展规划13公交企业内部管理4公交换乘枢纽14公交投资力度5换乘条件15公交优先基础理论研究6公交司乘素质16票价体系7公交站点优化17公交运营成本8公交调度18公交线网规划9限制私家车发展政策19ITS 在公共交通中的应用10公交发展基金2 ISM 技术ISM 解析结构模型是1973年美国J.N.沃菲尔德教授开发的。
解析结构模型是利用图论中的关联矩阵原理来分析复杂系统的整体结构的,通过关联矩阵可以描述系统中各个要素之间相互联系、相互制约的直接关系,经过进一步计算,找出各个要素之间的间接关系,从而用图形表示出要素间所有直接、间接关系[2]。
该技术广泛适用于认识和处理各类社会经济系统的问题[3]。
由于ISM 技术是最基本和最具特色的系统结构模型化技术,因此本文运用此方法对以上的第2期董 晶,等:IS M在大城市公共交通优化中的应用大城市公共交通发展的影响因素进行分析。
3 ISM的建立与实现应用ISM时,公交优化模型采用递阶结构模型,此系统由表1中所述的影响公共交通优化的19个因素组成。
即S =(S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14, S15,S16,S17,S18,S19)3.1 构建邻接矩阵邻接矩阵A是表示系统要素间基本二元关系或直接联系情况的方阵。
邻接矩阵A中元素a ij,定义为a ij=1,S i RS j或(S i,S j) Rb(S i对S j有某种二元关系),0,S RS j或(S i,S j) Rb(S i对S j没有某种二元关系)。
构建邻接矩阵12345678910111213141516171819A=123456789101112131415161718190000000000000000000 0000000000000000000 1100000000000000000 0000100000000000000 0000000000000000000 0000000100000000100 0000100000000000000 0000000000000000000 0000000000000000100 0010001000000000000 0000000000000000100 0000000010001100010 0000010000000000000 0000000000000010001 0000000001100000000 0000000000000000000 0000000000000001000 0001001000000000000 0100000100000000000.3.2 建立可达矩阵可达矩阵M,就是表示系统要素之间任意次传递性二元关系或有向图上两个节点之间通过任意长的路径可以到达情况的方阵。
若M=(m ij)n n,且在无回路条件下的最大路长或传递次数为r,即有0!t!r,则可达矩阵的定义为M ij=1, S i RS j(存在着i至j的路长最大为r的通路), 0,S i RS j(不存在i至j的通路).当=1时,表示基本的二元关系,M即为A;当t=0时,表示S i自身到达,或S i RS j,也称反射性二元关系;当t∀2时,表示传递性二元关系。
矩阵A和M的元素均为#1∃或#0∃,是n n阶0-1矩阵,且符合布尔代数的运算规则。
通过对邻接矩阵A的运算,可求出系统要素的可达矩阵M,其计算公式为:M=(A+I)r,其中I为与A同阶次的单位矩阵,即其住对角线元素全为#1∃,其余元素为#0∃,反映要素自身到达;最大传递次数(路数)r根据下式确定:(A+I)%(A+I)2%(A+I)3%&%(A+I)r-1%(A+ I)r=(A+I)r+1=(A+I)n,此系统的可达矩阵M为1234567891011121314151617M00000000000000000100000000000000001100000000000000000110000000000000000100000000000000000101000000011000010100000000000000000100000001100000000100000000011010100100000000000000000100001101111111111111111100001010000100110110101101100111101101010011000111000000000000000100000000000000001100011010000000000110000010000000000∋83∋交通科技与经济 第11卷3.3 划分要素等级将可达矩阵中的要素分为可达集R (S i )、先行集A (S i )和共同集C(S i ),其中可达集是在可达矩阵中系统要素S i 可以到达的诸要素构成的集合,先行集是在可达矩阵中可以到达S i 的诸要素构成的集合,共同集是可达集和先行集的共同部分。
通过计算,当R (S i )(A (S i )=R (S i )即可达集R (S i )和共同集C(S i )包含因素相同时,得到最上级单元,然后把它们暂时去掉,同理求出次一级的单元,依次划分下去,最后将因素划分为多阶递阶结构。
现对所研究的系统列出任意一个要素S i (简记作i,i =1,2,&,7)的可达集R(S i )、先行集A (S i )和共同集C(S i ),如表2所示。
表2 可达集、先行集、共同集例表要素(S i )可达集R(S i )先行集A (S i )共同集C(S i )111,3,10,12,14,151222,3,10,12,14,15,19231,2,33,10,12,14,15344,54,12,184554,5,7,10,12,14,15,18566,8,16,176,12,13675,77,10,12,14,15,187886,8,12,13,14,19899,16,179,129101,2,3,5,7,1010,12,14,15101111,16,1711,12,14,1511121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,191212136,8,13,16,1712,1313141,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,14,15,16,17,18,1912,1414151,2,3,4,5,7,10,11,15,16,1712,14,151516166,9,11,12,13,14,15,16,17161716,176,9,11,12,13,14,15,1717184,5,7,1812,1818192,8,1912,14,1919经过上述计算,得出结构共分6层,从高到低依次为:第1层,{)∗+ ,};第2层,{−./ !};第3层,{0 ∀ #12};第4层,{ ∃ %};第五层,{ &};第六层,{ ∋}。