213-苏州市公交智能调度系统初步研究

苏州市公交智能调度系统初步研究

张刚 蒋靖然

【摘要】为优先发展城市公共交通，推进苏州市“公交都市”建设，实现公交运力与运量的动态平衡，提升公交运营效率和服务水平，必须走智能化公交发展之路。本文在研究苏州市智能公交发展现状及存在问题的基础上，结合乘客、行业管理及公交企业需求，提出了苏州市公交智能调度系统体系框架并将系统划分为数据收集与处理、运营调度、评价优化和信息服务四个子系统，重点分析了数据收集与处理技术运用分析、公交智能调度系统指标体系以及集中调度技术及方法，并提出了约束苏州市公交智能调度系统推进的主要障碍。

【关键词】智能公交；运营调度

1研究背景

2013年11月，苏州市经交通运输部批准，被列为全国第二批“公交都市”创建城市。2013年12月，苏州全市6家公交公司整合资源，组合成一家公司，苏州市公交实现统一管理的模式，为公交统一调度提供了条件。2015年7月，国务院批复了《江苏省城镇体系规划（2015-2030年）》，苏州是规划的特大城市之一，对城市公共交通提出了更高的要求，需要进一步提高公交的运营调度水平。

2014年，苏州市政府印发了《关于印发苏州创建国家“公交都市”示范城市实施方案的通知》，根据方案确定的目标，至2017年，苏州市将实现公共交通占机动化出行分担率达60%、公共交通出行分担率（不含步行）达35%、公共交通乘客满意度达85%等指标。2015年苏州市区公共交通机动化出行分担率为55.62%，公共交通出行分担率（不含步行）为31.47%,与《实施方案》的目标仍然存在差距，需要进一步提升公交服务水平以提高公共交通出行分担率。

公交智能调度系统作为提高公共出行效率，提升行业管理和运营水平，提高乘客满意度的重要手段，其研究与建设需从乘客、行业管理及公交企业需求出发。为实现公交运力与运量的动态平衡，提升公交运营效率和服务水平，通过公交智能调度系统收集客流及公交车辆信息，实现集中、实时调度，提高公交准点率，减少乘客平均等待时间是十分紧迫和必要的。

2苏州市智能公交发展现状及存在的主要问题

2.1苏州市智能公交发展现状

苏州市智能公交系统开发建设始于2008年，主要针对基础数据收集、车载硬件设备、电子站牌建设、公交信息服务等内容展开相关工作，经前期基础数据采集，项目招投标，系统开发

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建设，设备采购调试，于2010年通过验收并投入使用。在车载设备方面公交车辆车载硬件设备主要有GPS机具、POS机、语音报站器、投币机、视频监控设备等，部分车辆还安装有车内LED滚动显示屏、智能投币箱、电子量油设备、G-BOS系统等；系统开发方面，已开发并投入使用的软件主要包括行业基础数据管理、GIS实时监控、统计报表、公交调度平台、电子站牌管理等系统，初步具备实时监控、基础数据管理、报表分析、信息发布服务等功能；信息服务方面，投入了电子站牌，建成的电子站牌具有车辆到站预报，信息发布等基本功能，部分电子站牌试点Wi-Fi无线网络接入、无障碍语音导乘等。

2.2取得的成绩与下一步解决的主要问题

苏州公交智能化建设发展至今，已取得了一定的成绩，譬如：普及公交车载GPS设备安装，实现了车辆位置的实时监控；建成多渠道的公交出行信息发布平台，提供实时的公交出行信息，便于市民安排出行计划；建成行业管理信息平台，实现了公交基础数据管理、线路营运监控、统计分析报表等功能；公交企业营运系统初步建成，实现了线路发班、车间距和车速等方面的监控等，也为下一步系统开发奠定了基础，积累了大量经验。

苏州市智能公交系统下一步发展需要解决的主要问题如下：

（1）客流检测能力有待提升：现状客流统计数据过于依赖刷卡量，且刷卡数据仅有上车数据，没有下车数据。

（2）硬件设备亟需整合：系统功能的进一步拓展，对硬件设备的质量提出了更高的要求。目前车载设备种类较多且互相独立，部分功能重复，既影响车辆行车安全，也不利于数据的传输，亟需整合。

（3）系统不统一：目前苏州市运行中的智能公交系统由多家软件供应商开发，在实际运用中存在数据丢失现象等，在一定程度上影响了系统的实施效果，也不利于行业管理部门进行统一的监管考核。

3苏州市公交智能调度系统体系架构及关键技术运用

3.1公交智能调度系统技术框架及子系统划分的设想

根据苏州市公交行业营运管理的现状与需求，系统应具备的功能主要有：客流等数据采集、智能排班、车辆动态监控、实时调度管理、即时通讯、公交信息服务、报表统计等。

按技术结构框架划分，主要包括四个子系统：数据收集与处理子系统、运营调度子系统、评价优化子系统和信息服务子系统。

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图1 公交智能调度系统组成与功能图

数据收集与处理子系统基本功能：公交基础数据管理（驾驶员、车、线路、场站）、地图数据管理、客流数据采集、车辆实时数据采集、视频监控数据采集、实时语音通讯、数据通信传输、数据处理（生成标准化指标）等。该子系统由数据采集、通信传输和数据处理中心等几部分组成，主要功能为负责采集并传输智能调度系统需要用到数据，并对收集到的数据进行处理，生成标准化指标，提供给其他子系统。

运营调度子系统基本功能：智能排班、实时动态调度、实时监控、即时通讯、实时评价和预警。该子系统由公交调度中心、企业分支机构、终端设备等几部分组成，系统可根据公交线路客流与运力情况，实现公交线路的智能排班和实时调度。

评价优化子系统基本功能：指标体系管理、评价项管理、统计图表、模拟仿真。该系统以数据收集与处理子系统获取的各项数据为基础，通过建立一套科学的评价公交系统指标体系和评价项（如：公交线网布局、公交线路走向、公交场站布设、线路运力配置、首末班时刻、发车间隔等），对公交营运效率、服务水平等进行评价，提出优化解决方案，并进行模拟分析。

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信息服务子系统基本功能：统计报表、电子站牌管理、公交信息发布与查询。该系统主要功能为通过数据收集与处理形成相关信息，满足各层次用户需求，如向企业、行业管理部门提供信息用于监管和考核；向出行者提供各种公交出行信息，从而吸引公交出行。

3.2 数据收集与处理技术运用分析

系统从乘客出行以及行业、企业管理多角度需求出发设计，紧密结合公交体系发展实际，为保证系统运行效率和数据质量，需要实现硬件和软件方面的整合。

（一）静态数据

静态数据的收集以人工录入为主，如车辆、场站、线路和人员基础信息等。部分相对静态数据的收集以系统通过对累积数据的处理而得，如线路客流历史数据等。

（二）实时数据

1.车辆实时数据

车辆实时数据主要包括位置数据、速度数据、到站数据等，数据的完整性、实时性和准确性关系到信息发布和调度决策。此类数据可通过GPS设备或射频设备获得。

2.客流实时数据

客流数据是公交调度需求的核心，主要包括站点候车客流数据、上下车客流数据和车厢内客流数据。目前已获知的公交客流实时数据采集方法和技术主要有手工客流统计、基于支付方式的客流统计、感应式技术的客流统计、智能视频技术的客流统计，可积极探索手机定位技术在客流统计中的应用。

车厢内实时客流直接反映了公交车辆上乘客的拥挤度，是实施公交智能调度的重要依据，苏州市公交对车厢内客流的掌握目前还局限于上车的刷卡数据，从很大程度上制约了苏州智能调度系统的发展。根据初步调查研究，车厢内实时客流的获得可通过以下几个方法：（1）上下客流推算。此方法需要同时掌握上车和下车的客流，通过系统处理所收集上、下客客流数据推算车厢实时载客量，操作简便，数据精准，具有实时统计效果。但其准确与否取决于上下车客流数据收集是否准确，目前苏州公交仅能掌握上车刷卡数据。

（2）视频图像检测。利用公交车辆上已有的视频监控对车厢内乘客拥挤度进行定性的分析，如需进行定量分析还需要进一步进行软件开发，利用图像识别技术来进一步统计车厢内的具体人数。

（3）Wi-Fi探针。通过公车内覆盖无线局域网，由无线接入点来接收无线终端设备（乘客打开无线局域网功能的手机）的无线信号，由此计算终端数量。此项技术受限于公交车内手机Wi-Fi的开通情况，目前已在苏州工业园区公交部分公交车辆上试点。

3.客流预测数据

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