智能交通系统 第8章-智能公共交通系统
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班车； 第二类：按照车辆运行与停站方法，分为为全程车、区间车、
快车、定班车和跨线车等。
4
2016/5/16
第4节 智能化调度方法
3.智能调度方法
2. 实时放车调度方法 智能调度目前理论方面的研究热点是实时放车调度（Real-time
Deadheading）方法，是指车辆从空车状态由始发站出发，途径若 干个公交站点之后，开始按站点次序依次停车的调度形式，主要用于 解决乘客拥挤问题。
重庆
开通时间
2002年10月 2005年2月 2003年8月
2006年 2004年1月 1998年9月
2003年 2004年1月 2004年10月
采用技术
GPS、调频无线广 播
DSRC、CPRS GPS、GPRS、GIS
等 GPS、GPRS、GIS
等 宽带ADSL、GPS
GPS、CDPD GPS、GPRS、GIS GPS、GPRS、GIS GPS、GPRS、GIS
第1节 概述
第2节 电子卡技术
电子卡技术
1.电子卡的含义 2.电子卡的特点 3.智能公共交通系统中电子卡的应用
1
2016/5/16
第2节 电子卡技术
1.电子卡的含义
电子卡具备数据的写入及存储功能，且其存储的数据可供外部读取 ，或者作为内部信息进行处理。
根据与外界传输数据的形式，可以将电子卡分为以下两种： （1）接触式电子卡：芯片通过其上的8个触点与读卡机接触，触点的 接触直接影响其数据的可靠性。 （2）非接触式电子卡：出现较晚，不向外引出触点，数据通过无线 电波的耦合进行，不与读卡机进行物理接触，空间无线电磁场的干扰直 接影响其数据的可靠性。
阶段一
阶段二
阶段三
每小时乘客最大 考虑因素
负荷荷
车/小时的最大负荷
每辆车最大负荷及公交 线路不同方向负荷
优化结果
均匀发车间隔
不均匀发车间隔 每小时最大负荷点平均
负荷
不均匀发车间隔 最大负荷点平均负荷
国外的公交车辆智能化排班问题研究历程
2
2016/5/16
第3节 智能化排班方法
2.智能化排班方法设计
件处理系统、信息服 辆调度系统、GIS 能对数据进行采集、 时刻，其中单片机
务系统、显示系统、 系统三部分组成。 处理与共享，采用 用来接收信息，处
调度协调系统5大部
CAN总线将电子 理之后传至电子站
分组成，各个系统各
卡POS机、电子
牌显示出来。
司其职，保障总调
报 站器、通讯控制
度中心的正常运行。
器（GSM）、黑匣
2016/5/16
第4节 智能化调度方法
4.系统构成
电子站 牌
总调度 中心
智能化公交调 度系统主要组
成部分
车载移 动站
分调度 中心
第4节 智能化调度方法
总调度中心
分调度中心
车载移动站
电子站牌
总调度中心一般由 分调度中心一般由 车载移动站安装在 电子站牌负责发布
GIS系统、紧急事 车辆定位系统、车 移动的公交车上， 车辆的位置及到达
第5节 应用案例
广州智能公交系统
系统简介 系统特色
第5节 应用案例
系统 简介
广州智能公交系统是利用卫星定位系 统、视频监控技术、客流分析技术，结 合GPRS/3G和GIS，通过计算机数据 处理技术整合而成的集监控调度、行业 监管、客流分析、BRT集成管控、公交 专用道管理、线网规划、效益分析、信 息服务为一体的智能系统。
第4节 智能化调度方法
2.智能调度的基本策略
静态 调度 静态调度方法
运营车辆 调度计划
调整后 调度
执行调度
在线调度
动态（重） 调度
监控 时间延误
突发事件
Βιβλιοθήκη Baidu
车辆实际 运营情况
智能化动态调度的基本策略图
第4节 智能化调度方法
3. 智能化公交调度系统的应用
序号
城市
1
北京
2
广州
3
深圳
4
杭州
5
上海
6
青岛
7
南京
8
LOGO
第8章 智能公共交通系统
章节内容
1 概述 2 电子卡技术 3 智能化排班方法 4 智能化调度方法 5 应用案例
2016/5/16
第1节 概述
1.概述
智能公共交通系统IPTS（Intelligent Public Transportation System）综合运用GPS定位技术、 移动通讯技术、计算机信息技术等，建立起的公共交 通运营系统，以及分布在各公交站场的智能终端系统, 实现科学的公交车辆营运调配，公交车辆运营时可视 化监控，以及全面的及时的公众查询信息服务。
第5节 应用案例
公交信息 服务
公交监控 调度
公交行业 监管
成本效益 分析
系统特 色
公交客流 分析
公交线网 规划
公交专用 道管理
BRT集成 化调度
第5节 应用案例
系统界面图
讨论： 出行服务公交到站时间预测应用体验如何？ 支付系统（NFC）
谢谢大家！
5
第2节 电子卡技术
3.智能公共交通系统中电子卡的应用
电子卡在智能公共交通系统中最典型的应用就是公共 交通收费系统（城市交通卡），其经历了从接触式到非接 触式的发展历程。考虑到人员流动速度、处理速度、车辆 震动以及技术可行性，公共交通收费系统中普遍使用的是 非接触式电子卡。 目前，公共交通收费系统电子卡已用于公共汽车、地铁、 出租车、轮渡、轻轨乘坐等自动支付。
智能公共交通系统以达到吸引公交出行、缓解城市 交通拥堵、有效解决城市交通问题、提高社会综合效 益为目的，加强了人、车、路三者之间的联系。
系统功能
自动语音报站 客流量统计 班车路线管理 班车路线统计 实时视频监控 车辆调度管理 超速报警 指定线路行驶
第1节 概述
油量监控 排班调度 驾驶员管理 文字信息显示 图像传输
受到多种排班规则及多项调度指标的影响，公交车辆排班问题极其复杂。 本质上来说，公交车辆排班问题是一个多目标优化问题，因此我们必须把这 一实际问题抽象为数学模型问题，再利用数学理论和方法进行深入研究和分 析。
求解多目标优化问题方法很多且并没有绝对的优劣之分，其中遗传算法 是有效解决这一优化问题的有效方法之一。
第4节 智能化调度方法
智能化调度方法
1.研究现状 2.系统构成 3.智能调度方法
第4节 智能化调度方法
1.概述
智能化公交调度一般说来包括以下两个层面：
①原始调度：公交车辆按计划安排发车，属静态调度。 ②由于道路、交通状况出现改变或者出现突发事件，必须对 发车间隔、发 车方式等原始调度进行临时修改、更新，属动 态调度。 目前我国大部分城市公交调度基本上为静态调度，并在道路 状况或者突发事件时进行调度调整。 城市交通系统是一个实时性很强的系统，交通流不断波动变 化，静态调度并不能适应这种变化的需求。 因而，针对智能公交系统进行实时的智能化动态调度是非常 必要的。
子 等一系列智能仪
表相连。
第4节 智能化调度方法
2.系统构成
紧急救援中心
总调度中心
交通监控中心 分调度中心
GIS系统
紧急事件处理 系统
信息服务系统
显示系统
调度协调系统
地图 映射
GPS 定位
信息 采集
信息 处理
信息 发布
总调度中心统构成图
第4节 智能化调度方法
2.系统构成
黑匣子
电子卡 POS机
电子报 站器
票价 设定
卡
数据 采集
卡
操作 员卡
乘车 卡
卡的生成图
第3节 智能化排班方法
1.研究现状 2.智能化排班方法设计
智能化排班方法
第3节 智能化排班方法
1.研究现状
公交车辆排班是公交调度系统的的核心功能，最优的智能排班计划对公交公司有重 大的指导意思和经济意义。 我国于20世纪90年代引入ITS概念，北京、上海、广州、深圳等地已率先实行了公 交车辆智能化排班技术，研究起步虽晚，但发展处于蓬勃上升状态。
车与中心通 信方式
不详
GPRS
GPRS
GPRS
GPRS CDPD GPRS GPRS GPRS
中心与站台 通信方式
无线广播
GPRS
GPRS
GPRS
GPRS ADSL GPRS ADSL GPRS
我国主要城市应用智能化公交调度系统情况表
3
第4节 智能化调度方法
4.系统构成
智能化公交调度系统需要实现的功能主要包括：
①动态监视道路上运营的公交车辆，及时对问题车辆进行抢修。
②实现总调度中心、分调度中心、车载移动站、电子站牌等设备 之间的通信，区域调度中心能利用中心平台对运营车辆进行实 时调度优化。
③3.实动现态对的电道子路卡交信通息流、数车据辆定位信息的跟踪与共享。
④利用电子站牌预报车辆的位置及到达时刻，提高智能公共交通 系统的服务水平。
3. 紧急情况实时调度方法 当公交车辆遇到交通事故等紧急情况时，会在某站出现客流猛
增的情况，导致车辆出现晚点状况。 几种紧急情况实时调度方法： 方法1.紧急车辆前几班车加大站点停靠时间； 方法2.紧急车辆前几班车减速运行； 方法3.紧急车辆加速行驶； 方法4.紧急车辆减少站点停靠时间； 方法5.实时放车调度。
天线
通讯控制器 GSM
CAN总线
车载显 示屏
前后监视 系统
……
CAN总线结构的车载移动站图
电台
MODEM
单片机
电子站牌组成结构图
站牌
第4节 智能化调度方法
3.智能调度方法
智能调度是相对于传统调度来说的，智能调度能实时地根 据客流信息和交通状态，以无人工参与的方式自动给出发 车间隔和调度形式。
1.传统调度可以有两类方法： 第一类：将车辆按工作时间的长短，分为正班车、加班车、夜
为了使用电子卡，还需要与之配合的应用系统。系统的基本构件有 电子卡、读写器和个人计算机，较大的系统还包括主计算机和通信网络。
电子卡
读写器
RS232 个人计 算机
网络
主计算机
电子卡应用系统基本构成图
第2节 电子卡技术
2.电子卡的特点
电子卡的五个特点
耐
数
用
据
性
的
和
储
抗
存
破
容
坏
量
性
大
灵
机
安
活
读
全
性
性
性
好
高
遗传算法（GA：Genetic Algorithm）是借鉴达尔文遗传选择和自然 淘汰的生物进化过程的计算模型，其本质是一种求解问题的高效并行全局搜 索方法。
第3节 智能化排班方法
2.智能化排班方法设计
产生初始可行解
检测可行解适应度
遗传操作：选择、交叉、变异 否
判决停止准则 是 最优可行解
遗传算法基本原理图
公共交通收费电子卡系统一般包括：电子卡、车载验 票机、余额验票机、充值系统、发卡系统、数据采集系统 和数据处理系统。
第2节 电子卡技术
3.智能公共交通系统中电子卡的应用
顶级卡
公交顶级卡
公交通用授权卡
票价 设定 管理
卡
数据 采集 管理
卡
操作 员管 理卡
读写器 授权/取 消授权
卡
车载 机启 动卡
初始 化授 权卡
快车、定班车和跨线车等。
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第4节 智能化调度方法
3.智能调度方法
2. 实时放车调度方法 智能调度目前理论方面的研究热点是实时放车调度（Real-time
Deadheading）方法，是指车辆从空车状态由始发站出发，途径若 干个公交站点之后，开始按站点次序依次停车的调度形式，主要用于 解决乘客拥挤问题。
重庆
开通时间
2002年10月 2005年2月 2003年8月
2006年 2004年1月 1998年9月
2003年 2004年1月 2004年10月
采用技术
GPS、调频无线广 播
DSRC、CPRS GPS、GPRS、GIS
等 GPS、GPRS、GIS
等 宽带ADSL、GPS
GPS、CDPD GPS、GPRS、GIS GPS、GPRS、GIS GPS、GPRS、GIS
第1节 概述
第2节 电子卡技术
电子卡技术
1.电子卡的含义 2.电子卡的特点 3.智能公共交通系统中电子卡的应用
1
2016/5/16
第2节 电子卡技术
1.电子卡的含义
电子卡具备数据的写入及存储功能，且其存储的数据可供外部读取 ，或者作为内部信息进行处理。
根据与外界传输数据的形式，可以将电子卡分为以下两种： （1）接触式电子卡：芯片通过其上的8个触点与读卡机接触，触点的 接触直接影响其数据的可靠性。 （2）非接触式电子卡：出现较晚，不向外引出触点，数据通过无线 电波的耦合进行，不与读卡机进行物理接触，空间无线电磁场的干扰直 接影响其数据的可靠性。
阶段一
阶段二
阶段三
每小时乘客最大 考虑因素
负荷荷
车/小时的最大负荷
每辆车最大负荷及公交 线路不同方向负荷
优化结果
均匀发车间隔
不均匀发车间隔 每小时最大负荷点平均
负荷
不均匀发车间隔 最大负荷点平均负荷
国外的公交车辆智能化排班问题研究历程
2
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第3节 智能化排班方法
2.智能化排班方法设计
件处理系统、信息服 辆调度系统、GIS 能对数据进行采集、 时刻，其中单片机
务系统、显示系统、 系统三部分组成。 处理与共享，采用 用来接收信息，处
调度协调系统5大部
CAN总线将电子 理之后传至电子站
分组成，各个系统各
卡POS机、电子
牌显示出来。
司其职，保障总调
报 站器、通讯控制
度中心的正常运行。
器（GSM）、黑匣
2016/5/16
第4节 智能化调度方法
4.系统构成
电子站 牌
总调度 中心
智能化公交调 度系统主要组
成部分
车载移 动站
分调度 中心
第4节 智能化调度方法
总调度中心
分调度中心
车载移动站
电子站牌
总调度中心一般由 分调度中心一般由 车载移动站安装在 电子站牌负责发布
GIS系统、紧急事 车辆定位系统、车 移动的公交车上， 车辆的位置及到达
第5节 应用案例
广州智能公交系统
系统简介 系统特色
第5节 应用案例
系统 简介
广州智能公交系统是利用卫星定位系 统、视频监控技术、客流分析技术，结 合GPRS/3G和GIS，通过计算机数据 处理技术整合而成的集监控调度、行业 监管、客流分析、BRT集成管控、公交 专用道管理、线网规划、效益分析、信 息服务为一体的智能系统。
第4节 智能化调度方法
2.智能调度的基本策略
静态 调度 静态调度方法
运营车辆 调度计划
调整后 调度
执行调度
在线调度
动态（重） 调度
监控 时间延误
突发事件
Βιβλιοθήκη Baidu
车辆实际 运营情况
智能化动态调度的基本策略图
第4节 智能化调度方法
3. 智能化公交调度系统的应用
序号
城市
1
北京
2
广州
3
深圳
4
杭州
5
上海
6
青岛
7
南京
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LOGO
第8章 智能公共交通系统
章节内容
1 概述 2 电子卡技术 3 智能化排班方法 4 智能化调度方法 5 应用案例
2016/5/16
第1节 概述
1.概述
智能公共交通系统IPTS（Intelligent Public Transportation System）综合运用GPS定位技术、 移动通讯技术、计算机信息技术等，建立起的公共交 通运营系统，以及分布在各公交站场的智能终端系统, 实现科学的公交车辆营运调配，公交车辆运营时可视 化监控，以及全面的及时的公众查询信息服务。
第5节 应用案例
公交信息 服务
公交监控 调度
公交行业 监管
成本效益 分析
系统特 色
公交客流 分析
公交线网 规划
公交专用 道管理
BRT集成 化调度
第5节 应用案例
系统界面图
讨论： 出行服务公交到站时间预测应用体验如何？ 支付系统（NFC）
谢谢大家！
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第2节 电子卡技术
3.智能公共交通系统中电子卡的应用
电子卡在智能公共交通系统中最典型的应用就是公共 交通收费系统（城市交通卡），其经历了从接触式到非接 触式的发展历程。考虑到人员流动速度、处理速度、车辆 震动以及技术可行性，公共交通收费系统中普遍使用的是 非接触式电子卡。 目前，公共交通收费系统电子卡已用于公共汽车、地铁、 出租车、轮渡、轻轨乘坐等自动支付。
智能公共交通系统以达到吸引公交出行、缓解城市 交通拥堵、有效解决城市交通问题、提高社会综合效 益为目的，加强了人、车、路三者之间的联系。
系统功能
自动语音报站 客流量统计 班车路线管理 班车路线统计 实时视频监控 车辆调度管理 超速报警 指定线路行驶
第1节 概述
油量监控 排班调度 驾驶员管理 文字信息显示 图像传输
受到多种排班规则及多项调度指标的影响，公交车辆排班问题极其复杂。 本质上来说，公交车辆排班问题是一个多目标优化问题，因此我们必须把这 一实际问题抽象为数学模型问题，再利用数学理论和方法进行深入研究和分 析。
求解多目标优化问题方法很多且并没有绝对的优劣之分，其中遗传算法 是有效解决这一优化问题的有效方法之一。
第4节 智能化调度方法
智能化调度方法
1.研究现状 2.系统构成 3.智能调度方法
第4节 智能化调度方法
1.概述
智能化公交调度一般说来包括以下两个层面：
①原始调度：公交车辆按计划安排发车，属静态调度。 ②由于道路、交通状况出现改变或者出现突发事件，必须对 发车间隔、发 车方式等原始调度进行临时修改、更新，属动 态调度。 目前我国大部分城市公交调度基本上为静态调度，并在道路 状况或者突发事件时进行调度调整。 城市交通系统是一个实时性很强的系统，交通流不断波动变 化，静态调度并不能适应这种变化的需求。 因而，针对智能公交系统进行实时的智能化动态调度是非常 必要的。
子 等一系列智能仪
表相连。
第4节 智能化调度方法
2.系统构成
紧急救援中心
总调度中心
交通监控中心 分调度中心
GIS系统
紧急事件处理 系统
信息服务系统
显示系统
调度协调系统
地图 映射
GPS 定位
信息 采集
信息 处理
信息 发布
总调度中心统构成图
第4节 智能化调度方法
2.系统构成
黑匣子
电子卡 POS机
电子报 站器
票价 设定
卡
数据 采集
卡
操作 员卡
乘车 卡
卡的生成图
第3节 智能化排班方法
1.研究现状 2.智能化排班方法设计
智能化排班方法
第3节 智能化排班方法
1.研究现状
公交车辆排班是公交调度系统的的核心功能，最优的智能排班计划对公交公司有重 大的指导意思和经济意义。 我国于20世纪90年代引入ITS概念，北京、上海、广州、深圳等地已率先实行了公 交车辆智能化排班技术，研究起步虽晚，但发展处于蓬勃上升状态。
车与中心通 信方式
不详
GPRS
GPRS
GPRS
GPRS CDPD GPRS GPRS GPRS
中心与站台 通信方式
无线广播
GPRS
GPRS
GPRS
GPRS ADSL GPRS ADSL GPRS
我国主要城市应用智能化公交调度系统情况表
3
第4节 智能化调度方法
4.系统构成
智能化公交调度系统需要实现的功能主要包括：
①动态监视道路上运营的公交车辆，及时对问题车辆进行抢修。
②实现总调度中心、分调度中心、车载移动站、电子站牌等设备 之间的通信，区域调度中心能利用中心平台对运营车辆进行实 时调度优化。
③3.实动现态对的电道子路卡交信通息流、数车据辆定位信息的跟踪与共享。
④利用电子站牌预报车辆的位置及到达时刻，提高智能公共交通 系统的服务水平。
3. 紧急情况实时调度方法 当公交车辆遇到交通事故等紧急情况时，会在某站出现客流猛
增的情况，导致车辆出现晚点状况。 几种紧急情况实时调度方法： 方法1.紧急车辆前几班车加大站点停靠时间； 方法2.紧急车辆前几班车减速运行； 方法3.紧急车辆加速行驶； 方法4.紧急车辆减少站点停靠时间； 方法5.实时放车调度。
天线
通讯控制器 GSM
CAN总线
车载显 示屏
前后监视 系统
……
CAN总线结构的车载移动站图
电台
MODEM
单片机
电子站牌组成结构图
站牌
第4节 智能化调度方法
3.智能调度方法
智能调度是相对于传统调度来说的，智能调度能实时地根 据客流信息和交通状态，以无人工参与的方式自动给出发 车间隔和调度形式。
1.传统调度可以有两类方法： 第一类：将车辆按工作时间的长短，分为正班车、加班车、夜
为了使用电子卡，还需要与之配合的应用系统。系统的基本构件有 电子卡、读写器和个人计算机，较大的系统还包括主计算机和通信网络。
电子卡
读写器
RS232 个人计 算机
网络
主计算机
电子卡应用系统基本构成图
第2节 电子卡技术
2.电子卡的特点
电子卡的五个特点
耐
数
用
据
性
的
和
储
抗
存
破
容
坏
量
性
大
灵
机
安
活
读
全
性
性
性
好
高
遗传算法（GA：Genetic Algorithm）是借鉴达尔文遗传选择和自然 淘汰的生物进化过程的计算模型，其本质是一种求解问题的高效并行全局搜 索方法。
第3节 智能化排班方法
2.智能化排班方法设计
产生初始可行解
检测可行解适应度
遗传操作：选择、交叉、变异 否
判决停止准则 是 最优可行解
遗传算法基本原理图
公共交通收费电子卡系统一般包括：电子卡、车载验 票机、余额验票机、充值系统、发卡系统、数据采集系统 和数据处理系统。
第2节 电子卡技术
3.智能公共交通系统中电子卡的应用
顶级卡
公交顶级卡
公交通用授权卡
票价 设定 管理
卡
数据 采集 管理
卡
操作 员管 理卡
读写器 授权/取 消授权
卡
车载 机启 动卡
初始 化授 权卡