CN101572011B - 城市公交智能化调度管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种城市公交智能化调度管理系统及方法,GPS子系统实时采集交通数据,通过无线通信子系统发送到中央服务器,中央服务器将调度方案通过计算机网络子系统送给控制终端,车辆执行控制终端的调度,控制终端在基于GIS地理信息子系统的电子地图上显示出车辆运行的状态,通过计算机网络中心数据库,实现对车辆运行信息、客运量、运营生产过程信息的自动采集、传输,提高企业基础生产信息记录的客观性与真实性,满足不同层次,不同范围的核算要求,对运营质量进行检测。在计算机智能调度系统的辅助下,能对运营车辆和抢修车辆进行实时优化调度,增强对运营状况的指挥与应变能力。

Description

城市公交智能化调度管理系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种智能化管理系统,特别涉及一种城市公交智能化调度管理系统及方法。

背景技术

[0002] 目前,我国的许多城市在加强智能公共交通系统的建设,但是实际上目前的建设水平距离真正的智能公交系统相差甚远,有的认为安装上GPS和电子站牌就是智能公交了,实际上这些只是一点点基础而已,如智能公交系统中最基础的信息服务系统只是停留在静态信息服务上;另外实时智能调度在一条线路上都无法实现,原因就是有些城市智能公交系统中真正的问题(如交通控制对公交运营的影响关系、调度模型的影响因子的确定等等)没有解决。诚然,信息技术、计算机网络技术的广泛应用推动了城市公交向智能化方向发展。然而单线智能公交在运营过程中存在车辆间信息不明、换乘情况不明、缺乏动态信息服务等问题,严重影响了公交的服务水平,因此传统公交线路智能化调度系统正向公交网络化智能调度系统过渡。目前,公交网络化智能调度技术的研究还较滞后,随着相关技术的发展,研究公交网络化智能调度技术具有重大理论价值和现实意义。

[0003] 基于地理信息技术(GIS技术)、定位技术(GPS技术)和现代通信技术,研究公交网络智能化调度系统技术和交通控制系统的协调调度技术,正引起广大研究人员的浓厚兴趣。

[0004] 国外的Haghani和Banihashemi在2002年突破基于车程的传统模型,提出了基于单车按时间序列串接成一条任务链的多车场区域调度时刻表编制模型,研究了相应的启发式算法,并增加了车辆在场外全日运行时间受限的约束条件。经Baltimore市大众公交管理局(Mass TransitAdministration,MTA)进行的评价实验表明,该方法编制的多车场区域调度时刻表相比原时刻表节约了 7. 9%的车辆资源,增加了 4. 66%的车辆有效营运时间, 降低了 4. 77%的营运成本。并且由于其优化算法能够减少相对于同类算法78%的运算任务量,故该方法大大提高了多车场区域调度时刻表的编制速度和编制规模。

[0005] Huisman (2007)在传统的单车场和多车场单车运行计划编制模型基础上,提出了单车场和多车场的车辆-驾驶员集成运行计划动态编制模型。该模型提出的出发点有二: 首先,在实行区域调度后,公交公司不再以线路为单位向政府承包,而是以服务区域为单位承包。各公司承包的服务区定期调整并接受政府监管。另外,区域调度不同于单线路调度, 一辆车某个车程的晚点影响的不仅仅是一条线路,而是扰乱整个服务区域的公交系统运行秩序。因而区域调度系统车辆运行秩序的维持主要依靠的是运行计划的阶段调整,而不是实时调度方法。

[0006] 在国内我国公交智能化调度理论与方法的研究起步于20世纪90年代中期,研究水平较欧、美、日等发达国家有较大差距。研究内容以单线调度为主,网络化调度的研究尚处于起步阶段。研究方法多以借鉴国外先进理论与方法,结合国内交通背景实际、客流需求实际、公交系统装备水平和营运管理体制等特征,以改进调度模型和优化算法为主。[0007] 1995年同济大学陈继军结合上海市“八五”科研攻关项目《公交车辆动态调度的研究》,基于装备车辆自动监控系统(Automatic VehicleMonitoring System, AVMS)的49路公交线路较系统的研究了公交车辆动态调度流程和调度方法,并采用仿真手段对调度方案进行评价。其研究内容着眼于根据客流预测和车辆运行实际,决定首末站车辆发车时刻和发车模式。动态调度模型以乘客总候车时间最小优化目标,以发车时刻和是否停站为决策变量。求解算法虽然不能找到全局最优解,但在调度员的经验支持下能够给出较为实用的调度方案。

[0008] 2000年北方交通大学黄溅华总结了国外公交车辆动态调度方法,建立了公交车实时控制模型、区间车模型、调整中途停站次数模型三大公交动态调度模型。其基本原理与 Adamski (1983,1992,1995,1998)提出的实时控制模型相似。区间车模型建立于公交线路实时OD矩阵预测基础之上,并根据优化目标不同分为两类。

[0009] 2001年北方交通大学李建国针对北京市公交区域运营组织进行研究,提出了以跨线配车、跨线配置劳动力、跨线组织公交运营的区域调度体制的概念和内容,设计了 “集中分散”控制方式及“扁平式”公交区域调度管理的组织结构,分析了公交区域运营辅助调度系统的功能需求,建立了智能化公共交通区域调度平台的工作流程。

[0010] 2003年韩印教授较全面地总结了我国智能公交系统研发及示范工程建设中暴露出的若干问题;按照前提基础、规划设计、分项研发、实施保障的逻辑链,系统归纳了 APTS 线网规划、体系设计、关键技术、营运实施、综合评价五大部分的核心内容;分析了公交智能化调度与各部分之间的关联关系和研究序列;在2003年提出了用遗传算法应用于智能公交网络优化、在2002和2005年提出了基于不同环境下的智能公交调度双层优化模型及算法、在2005年提出了用蚂蚁算法进行的智能公交网络优化,这几种研究理念都是针对一条线路进行的智能化调度,可为本系统的开发提供理论支持。2006年韩印教授在公交线路间的协调调度实时网络优化的模型及其实现的方法方面进行过深入研究,提出基于公交智能化调度的初始网络优化模型和实时网络优化模型等。

发明内容

[0011] 本发明是针对现在智能公共交通系统的建设不足的问题,提出了一种城市公交智能化调度管理系统,综合运用理论分析、实测数据、模型与算法相结合的方法,科学集成地理信息技术(Gis技术)、定位技术(GPS技术)和现代通信技术,利用公交网络智能化发展的公交调度技术和交通控制系统的协调调度技术,以网络化公交车辆调度和运营管理为核心,基于公共交通系统线路间智能协同调度关键理论和方法,建立面向公交网络的智能化协同调度模型,为城市公交智能化管理提供良好的理论、方法和技术支持。

[0012] 本发明的技术方案为:一种城市公交智能化调度管理系统,包括中央服务器、GPS 子系统、GIS地理信息子系统、客流自动统计子系统、计算机网络子系统、通信子系统、电子站牌子系统、调度平台子系统和控制终端,车辆的运行状态由GPS车载机通过无线通信子系统发送到中央服务器,中央服务器通过计算机网络子系统将车辆状态传送给控制终端, 控制终端在基于GIS地理信息子系统的电子地图上显示出车辆运行的状态,GPS子系统实时采集车辆运行的各种信息,通过无线通信子系统发送到中央服务器,电子站牌子系统模拟车辆到站情况,并由客流自动统计子系统分析处理并生成统计资料,客流自动统计子系统把需要进行调度的车辆状态传给调度平台子系统,调度平台子系统根据调度规则,用启发式搜索算法确定调度指令,再通过网络把生成的调度指令发送给控制终端,车辆执行控制终端发来的调度指令。

[0013] 所述电子站牌子系统:包括通讯接收模块、数据处理模块、时间模块、显示及显示驱动模块以及地理信息存储模块,通讯接收模块接收车辆发出的模拟数据信息,通过解调电路将模拟信号转换为数据信号;数据处理模块对这些数据信息进行纠错容错处理,然后按照一定的方式进行解码,分离出车辆的位置信息以及GPS时间信息;地理信息存储模块中存储每个站点和行车路线的地理位置数据,利用地图匹配技术进行匹配,找出车辆的具体的匹配点;显示驱动单元根据匹配点的位置编码查询汉字库,取出字库信息,然后通过显示器显示出来;时间计数模块将接收的GPS时间信息内部时间单元进行较对,完成GPS授时功能,并通过显示驱动单元及显示器显示。

[0014] 一种城市公交智能化调度管理方法,包括城市公交智能化调度管理系统,具体方法如下:系统定义车辆,车辆经过一个注册过程才能够被系统调用,车辆按照系统制定的行车时刻表排定的时间发车运营,GPS子系统实时采集车辆运行的各种信息,通过无线通信子系统发送到中央服务器,客流自动统计子系统实时得到客流和车辆的信息,客流自动统计子系统将信息传给调度平台子系统的知识库中,自动调整生成行车时刻表,并且知识库将需要调度的信息整理后与调度平台子系统的经验库中的历史方案、专家系统进行比较,同时接受调度平台子系统的决策模块的技术分析,选择合适的专家规则送交调度平台子系统的规则库制定调度优化策略,确定调度指令,再通过计算机网络子系统把生成的调度指令发送给控制终端,车辆执行控制终端发来的调度指令,调度平台子系统的评价反馈模块实时评估运行车辆的调度,调度指令处理适当,则通过调度平台子系统的学习机,将规则记录并储存到调度平台子系统的规则库中,实时更新规则库。

[0015] 所述经验库中存储着该条线路根据客流变化实时调度的大量成功经验,可首先判断客流变化及车辆状态的贴近程度,然后搜索现成的调度方案,最后可以跳过其他步骤直接通过控制终端输出最终的协调调度方案。

[0016] 本发明的有益效果在于:本发明城市公交智能化调度管理系统及方法能够根据交通管理与控制中心提供的实时交通数据、信号配时方案,预测车辆在站点间的行程时间,并将相关信息显示在电子站牌上。通过计算机网络中心数据库,实现对车辆运行信息、客运量、运营生产过程信息的自动采集、传输,提高企业基础生产信息记录的客观性与真实性, 满足不同层次,不同范围的核算要求,对运营质量进行检测。在计算机智能调度系统的辅助下,能对运营车辆和抢修车辆进行实时优化调度,增强对运营状况的指挥与应变能力。

附图说明

[0017] 图1为本发明城市公交智能化调度管理系统结构示意图;

[0018] 图2为本发明城市公交智能化调度管理系统工作流程示意图;

[0019] 图3为本发明城市公交智能化调度管理系统中调度平台子系统工作流程图;

[0020] 图4为本发明城市公交智能化调度管理系统中应急响应流程图;

[0021] 图5为本发明城市公交智能化调度管理系统中实时监控某公交线路的运行车辆图;[0022] 图6为智能协同优化调度系统结构框架;

[0023] 图7为网络化智能实时协同优化调度技术路线图;

[0024] 图8为智能公交系统的网络化智能协同优化调度流程图;

[0025] 图9为智能公交网络化智能协同优化调度系统集成设计框。

具体实施方式

[0026] 如图1、2的结构和流程示意图,城市公交智能化调度管理系统包括中央服务器、 GPS子系统、GIS地理信息子系统、客流自动统计子系统、计算机网络子系统、通信子系统、 电子站牌子系统、调度平台子系统和控制终端。首先在系统中定义车辆,车辆经过一个注册过程才能够被系统调用。车辆按照系统制定的行车时刻表排定的时间发车运营。车辆的运行状态由GPS车载机通过无线通信子系统发送到中央服务器,中央服务器通过计算机网络子系统将车辆状态传送给控制终端,控制终端在基于GIS地理信息子系统的电子地图上显示出车辆运行的状态。系统按照OD矩阵模拟生成公交客流量,也就是模拟实际的上车人数、下车人数,站点的候车人数。车辆到站后实际的上车人数、下车人数,由客流自动统计子系统分析处理并生成统计资料。GPS子系统实时采集车辆运行的各种信息,包括车速,行驶方向,到站或离站信息,与标准时刻表的偏移量等,把需要进行调度的车辆状态传给调度平台子系统。调度平台子系统根据调度规则,用启发式搜索算法确定调度指令,再通过网络把生成的调度指令发送给控制终端。车辆执行控制终端发来的调度指令。系统根据客流统计资料和车辆实际状况定期修改OD矩阵和发车时刻表。调度员通过终端观察各站点的客流情况和车辆的运行情况,监视调度指令队列,根据实际情况对调度队列进行人工干预。

[0027] GPS子系统:车辆定位(GPS)系统安装于每辆公交车,包括GPS定位、数据收发智能接口、液晶显示单元、信息输入及通讯机(车载台)等部分。它的功能是采集车辆定位数据与短信息,通过通信子系统的移动通信网,传至分公司调度中心。GPS定位模块接收GPS 定位卫星的信号,通过解码及复杂的运算获得自己当前的位置、时间等信息。数据收发智能接口对这些信息加以处理,进行编码转换,信号调制等。再利用GPS高精度的时间信息,按时分方式确定本机的发射时序。完成自动上线、数据传输等功能,显示单元根据调度指令及本机状态显示信息。

[0028] GIS地理信息子系统:GIS地理信息系统接收车辆定位数据,完成车辆信息的地图映射。其功能包括地理信息和数据信息的输入输出、地图的显示和编辑、车辆道路等信息空间数据查询、数据库的维护管理以及GPS定位数据的接收和处理、GPS数据的地图匹配、车辆状态信息的处理显示、意外情况的报警处理、车辆运行数据的保存及管理等。由GPS卫星导航所测到的公交车位置坐标、前进的方向都与实际行驶的路线轨迹存在一定误差,为修正这两者间的误差,使之与地图上的路线统一,需采用地图匹配技术,通讯机(车载台)加一个地图匹配电路,对汽车行驶的路线与电子地图上道路的误差进行实时相关匹配,并做自动修正,此时,地图匹配电路通过微处理单元的整理程序进行快速处理,得到汽车在电子地图上的正确位置,以指示出正确行驶路线。

[0029] 客流自动统计子系统:利用先进的车载视频客流分析系统,通过GPRS网络与“车载客流分析终端”连接,可实时接收、统计和远程监控车辆的客流数据,并建立数据库;该系统通过对车辆客流量的分析,可提供只能调度方案,提高车辆运营效率。[0030] 计算机网络子系统:分为总公司计算机局域网和分公司计算机局域网,为分公司和总公司调度中心传输与处理信息提供硬件支持。

[0031] 通信子系统:分为移动通信网和固定通信网两部分,提供车辆和分公司调度中心、 分公司调度中心与总公司调度中心之间的信息传输通道。

[0032] 电子站牌子系统:包括通讯接收模块、数据处理模块、时间模块、显示及显示驱动模块以及地理信息存储模块等部分。通讯接收模块接收车辆发出的模拟数据信息,通过解调电路将模拟信号转换为数据信号。数据处理模块对这些数据信息进行纠错容错处理,然后按照一定的方式进行解码,分离出车辆的位置信息以及GPS时间信息。地理信息存储模块中存储每个站点和行车路线的地理位置数据,车辆的位置数据与这些地理位置数据利用地图匹配技术进行匹配,找出车辆的具体的匹配点。显示驱动单元根据匹配点的位置编码查询汉字库,取出字库信息,然后通过显示器显示出来。时间计数模块将接收的GPS时间信息内部时间单元进行较对,完成GPS授时功能,并通过显示驱动单元及显示器显示。

[0033] 本系统的电子站牌子系统增加创新的车辆到站时间预测功能。依据公共交通系统营运的固有特性(在进出公交站点时因减速和加速而损失的时间,而且公交站点也要停车等待上下车),采用改进的随机排队理论模型预测路段运行时间。

[0034] 通过某一路段到达要预测站点总的行程时间可以分为下列五部分:

[0035] (1)车辆以行驶速度通过路段的平均行驶时间;

[0036] (2)在下游交叉口处因信号灯控制影响的排队延误时间;

[0037] (3)车辆通过该交叉口的通过时间;

[0038] (4)在预测站点的前几个站点因乘客上下车而停歇时间;

[0039] (5)在预测站点的前几个站因车辆进出车站减速和加速而损失时间。

[0040] 调度平台子系统:主要是智能调度软件,它能够根据其它子系统提供的数据,根据一些经验性的规则和启发式算法,自动响应运营线路上发生的各种情况,给出调度指令。这部分是软件系统的核心部分。

[0041] 调度平台子系统工作流程如图3所示:通过站点和车辆的信息采集设备,实时得到客流和车辆的信息。包括知识库、经验库、决策模块、规则库、评价反馈和学习机。客流自动统计子系统通过站点和车辆的信息采集设备,实时得到客流和车辆的信息,客流自动统计子系统将信息传给知识库中,其存储了包括时间、天气、车辆信息及客流等相关信息。知识库将信息整理后与经验库中的历史方案、专家系统进行比较,必要时接受决策模块的技术分析,选择合适的专家规则送交规则库制定调度优化策略。经验库中存储着该条线路根据客流变化实时调度的大量成功经验,首先判断客流变化及车辆状态的贴近程度,然后搜索现成的调度方案,最后可以跳过体系结构中的其他步骤直接通过控制终端输出最终的协调调度方案。这样就缩短了运算时间,同时提高工作的效率。这个模块有时也被称为记忆模块,比喻在相同状态下其能够回忆出过去的曾经最有效的方案,快速做出决策。决策模块的决策作用并不是指以决策方案为对象的工作模块,它真正的对象是面向决策方案的制定过程。在制定方案的过程中,其会有很多种模型或算法来解决这些问题。决策模块的目的是选择快速、简便、正确的模型和算法。规则库中包含专家经验库、公交路网协同优化调度的各种模型和算法。调度优化方案就是在这里经过计算得出来的。调度平台子系统根据调度规则,用启发式搜索算法确定调度指令,再通过网络把生成的调度指令发送给运行中的车辆。车辆执行控制终端发来的调度指令。评价反馈模块实时评估运行车辆的调度(疏散客流有无明显的效果),如果该调度指令处理当时的客流及交通状况适当,则通过学习机, 该规则记录并储存到规则库中,实时更新规则库。使规则库中的规则更加具体完善,游刃有余的处理复杂多变的客流状况。学习性是调度平台子系统智能化的重要体现。学习机要对该子系统中的决策模块、规则模型的工作过程用到的方法和模型做学习,加强该子系统内部模块的合作,最终目的是提高工作的效率和使输出方案达到最优。

[0042] 调度平台子系统创新地增加了自动生成行车时刻表功能,系统根据采集设备采集的客流数据的变化,来自动调整生成行车时刻表,达到资源合理优化的配置。该时刻表调度模型:基于非等效实时优先协同优化公交网络调度模型:在一个特定的时间段内,以实现乘客换乘时间最小化为目标的某一区域的若干条公交线路协同发车问题。

[0043] 本系统所采用的时刻表优化模型的目标函数是极小化乘客和公交运营者费用的总和,以便获取最大的社会效益。目标函数由四部分组成:(1)乘客的等车费用总和;(2)乘客的在车费用总和;(3)乘客的换乘费用总和;(4)公交运营者的可变运营费用之和。

[0044] (1)乘客的等车费用:乘客的等车费用总和是在站点上每个乘客等车费用的累加,可用等车时间表示,其值可用等车时间乘以单位等车费用得到。在这里我们假设每一决策时间段内(30分钟)乘客到达车站的人数近似服从正态分布。

[0045] (2)乘客的在车费用:乘客的在车费用总和由乘客在相邻站点间的车内时间和在该站点不下车的乘客必须在车上等待的车内时间两部分构成。

[0046] a.假设只有一个车门上下车时,不下车的乘客必须在车上等待的车内时间就为

[0047] T上+T下

[0048] b.假设两个车门,一个车门上车,另一个车门下车时,不下车的乘客必须在车上等待的车内时间就为Max(T±,Tt)即在该站点上乘客上车时间与乘客下车时间中选取最大值。

[0049] (3)乘客的换乘费用:乘客的换乘费用与换乘线路之间的乘客换乘比例有关系, 该比例在(0,1)之间但是它必须小于或等于乘客在该站点的下车比例。模型中设它为0-1 变量,取“0”表示在两站之间换乘不是最优的或是不可行的;否则取“1” (即在两站之间换乘是最优的,可行的)。

[0050] (4)运营者费用:它包括公交车辆每天的折旧费用,油耗还有司乘人员的工资费用等。本模型主要考虑的是前两者。

[0051] 本系统所建立的时刻表优化模型的目标函数是极小化乘客和公交运营者费用的总和,以便获取最大的社会效益。

[0052] 其中约束条件为:最大,最小公交车发车频率;最大,最小公交车满载率;乘客接受换乘线路时等车的最大时间等多个约束条件。

[0053] 调度模型是多目标非线性规划问题,如图6为智能协同优化调度系统结构框架; 图7为网络化智能实时协同优化调度技术路线图;图8为智能公交系统的网络化智能协同优化调度流程图;图9为智能公交网络化智能协同优化调度系统集成设计框。

[0054] 软件对于公交事件应急管理采用分级响应机制,按照事件的特征、严重程度等可以分为3个等级。第一级事件是检测到的轻微事件,只需要提出警告、通知司机等方式就可解决。例如车辆超速行驶、车辆重叠到站等;第二级事件是需要一定的车辆调度调整,需要少量人员现场处理的事件,例如客流量突增、大型活动举行、轻微交通事故等;第三级事件是重大事件,通常有人员伤亡,需要医疗,交警、消防等部门协作处理的事件。例如公交车自燃、爆炸,重大交通事故等。系统工作流程如图4所示。

[0055] 本系统是基于上海市地理信息系统为操作平台,以实时调度模块为核心,配合城市公共交通智能化调度系统硬件(包括车载设备,电子站牌等),使用Visual Basic语言开发的。主要完成对车辆的自动跟踪、调度、监控、公交司乘人员调度、和公交车辆、电子站牌的实时通信、公交发车时刻表的制定、绘制、运行图的绘制(静态和动态),电子地图的放大、缩小、漫游、标注、图层控制、公交站点的自动标注、公交网络的数字化,以及链接国际互联网等功能。实现公交调度的智能化和公交运营管理的信息化和自动化,不仅可以使得司乘人员和公交车辆等资源配置更为合理,节约资金,而且可以显著提高公交的服务水平,吸引更多乘客,从而获得可观的社会经济效益。

[0056] 本软件由下11个部分构成:文件、编辑、地图、工具、调度、监控、通信、表格、视窗、 互联网、帮助。下面分别介绍各部分所实现的功能。

[0057] (1)文件:主要实现对地图集的管理,比如打开地图集、存储地图集、添加图层、打印和退出系统等功能;

[0058] (2)编辑:主要实现电子地图的复制、长度单位的选取、打印和输出地图的尺寸选择等功能;

[0059] (3)地图:主要实现图层控制(如增减图层)、图层属性控制、标注样式选择、调用数据集、创建专题图、修改图例、视野控制、单层显示、地图投影坐标设置、以及对属性页的操作功能;

[0060] (4)工具:主要实现对地图的放大、缩小、漫游、长度测量、区域选取、标注、信息提示等功能;

[0061] (5)调度:根据当前的客流情况(各种不均勻系数)实时计算出合理的发车形式 (如:正班车、区间车、快车等)和发车间隔,实现对单车和车队的实时调度,并根据车辆调度的结果,及时修改司乘人员调度表格,实现对司乘人员的实时调度功能;

[0062] (6)监控:实现对单车和车队的跟踪、定位、监视功能;

[0063] (7)通信:包括调度中心与公交车、调度中心与电子站牌的通信,实现对公交车的实时控制,如加速、减速、超车、越战、折返等以及及时回传车辆的运行状态,如:正常、路阻、 故障、纠纷、拥挤等,以及向电子站牌实时传送最近公交车的到达时间信息,使乘客及时了解车辆到达信息。

[0064] (8)表格:发车时刻表、车辆运行图、司乘人员工作班次等表格、图形显示。

[0065] (9)视窗:实现通用工具栏、地图工具栏的显示、地图的刷新等功能;

[0066] (10)互联网:实现接入和离开国际互联网的功能,为实施公交信息服务系统做好准备;

[0067] (11)帮助:主要是本软件的使用说明和系统信息。

[0068] 本调度系统中各模块的基本功能如下:

[0069] 我们以低藕合、高内聚作为划分模块的原则,采用“自顶向下,逐层分解”的方法, 导出公交调度系统的模块体系结构图,在模块的设计中,我们遵循模块聚合和模块祸合这两个基本两个原则,充分实现模块的独立性和合理性。模块聚合是指一个模块内部各组成部分之间的整体统一性,它描述了一个模块功能专一性的程度;模块祸合是指模块之间的联系,它标志着系统结构设计的质量,只有做到模块内部高度聚合、模块之间松散祸合,这样的系统模块结构设计的独立性和合理性才会更好。

[0070] 1、显示模块的功能:主要是用来模拟电子地图,显示车辆的当前位置,显示各种运行数据信息,如图5所示。

[0071] 2、车辆模块的功能:定义车辆的各种属性和操作这些属性的方法。

[0072] 车的移动:车的移动就是从一个坐标点上移到下一个坐标点。这样就实现了车在线上运行的效果。车速度的控制:对公交车最大车速有限制,可以提高乘客的舒适性

[0073] 3、站点模块的功能:用OD矩阵对站点的候车人数进行预测,生成实际的上车人数、下车人数、车内实际人数。同时,对实际运行数据进行统计。

[0074] 4、控制模块的功能:协调整个系统的运行,通过采集各种数据,形成对车辆的调度指令。

[0075] 公交调度中心主要实现车辆监控屏幕显示、公交运营管理、与分调度中心间协调调度车辆、公交信息采集发布和公交线网规划与评价等功能。通过调度中心显示屏能监视线路上公交运营车辆、机动车辆、抢修车辆的动态位置情况。通过计算机网络实现总公司、 区域调度中心的实时通信。区域调度中心调度人员在计算机智能调度系统的辅助下,能对运营车辆和抢修车辆进行实时优化调度,增强对运营状况的指挥与应变能力。

[0076] 区域调度中心负责所管辖的各线路营运车辆的调度及与附近的机场、火车站、港口相联系,相互传递静态信息(如发车时刻表)和动态信息(如:客流信息、到达时刻信息)寸。

[0077] 公交车辆能够实现车辆自动定位,并将定位信息发送给调度中心,使调度中心能够实时监测车辆的运行状况,并向车辆发布加速、减速、越站、跨线、折返等指令,当车辆在行驶过程中遇到交通阻塞、交通事故、或者在车内发生抢劫、火灾、乘客纠纷、故障、拥挤等紧急情况时,司乘人员可通过车载设备上的相应按键向分调度中心发出路阻、事故、故障、 拥挤、纠纷、救助等短信息,分调度中心接收到信息后,及时与公交调度中心取得联系,与紧急救援中心、交通管理控制中心相配合完成事故处理、人员救助、疏散交通等任务。

[0078] 同时,依据当前的客流信息、交通流量、占有率等数据合理调度车辆,编制行车时刻表,进行线路网优化等。公交车辆内还可设有电子收费、乘客计数、电子公告板等装置,实现乘车服务的自动化和信息化,也便于公交公司统计客流情况,为线网规划和行车时刻表的编制提供可靠数据。另外,本公交调度管理系统还能够根据交通管理与控制中心提供的实时交通数据、信号配时方案,预测车辆在站点间的行程时间,并将相关信息显示在电子站牌上。通过计算机网络中心数据库,实现对车辆运行信息、客运量、运营生产过程信息的自动采集、传输,提高企业基础生产信息记录的客观性与真实性,满足不同层次,不同范围的核算要求,对运营质量进行检测。

Claims (4)

1. 一种城市公交智能化调度管理系统,包括中央服务器、GPS子系统、GIS地理信息子系统、客流自动统计子系统、计算机网络子系统、通信子系统、电子站牌子系统、调度平台子系统和控制终端,车辆的运行状态由GPS子系统通过通信子系统发送到中央服务器,中央服务器通过计算机网络子系统将车辆状态传送给控制终端,控制终端在基于GIS地理信息子系统的电子地图上显示出车辆运行的状态,其特征在于,GPS子系统实时采集车辆运行的各种信息,通过通信子系统发送到中央服务器,电子站牌子系统模拟车辆到站情况,并由客流自动统计子系统分析处理并生成统计资料,客流自动统计子系统把需要进行调度的车辆状态传给调度平台子系统,调度平台子系统根据调度规则,用启发式搜索算法确定调度指令,再通过计算机网络子系统把生成的调度指令发送给控制终端,车辆执行控制终端发来的调度指令。
2.根据权利要求1所述的城市公交智能化调度管理系统,其特征在于,所述电子站牌子系统:包括通讯接收模块、数据处理模块、时间模块、显示器、显示驱动模块以及地理信息存储模块,通讯接收模块接收车辆发出的模拟数据信息,通过解调电路将模拟信号转换为数据信号;数据处理模块对这些数据信息进行纠错容错处理,然后按照一定的方式进行解码,分离出车辆的位置信息以及GPS时间信息;地理信息存储模块中存储每个站点和行车路线的地理位置数据,利用地图匹配技术进行匹配,找出车辆的具体的匹配点;显示驱动模块根据匹配点的位置编码查询汉字库,取出字库信息,然后通过显示器显示出来;时间模块将接收的GPS时间信息内部时间单元进行较对,完成GPS授时功能,并通过显示驱动模块及显不器显不。
3. 一种采用权利要求1-2中任一项所述城市公交智能化调度管理系统进行城市公交智能化调度管理的方法,具体方法如下:通过城市公交智能化调度管理系统中的GPS子系统定义车辆,车辆经过一个注册过程才能够被城市公交智能化调度管理系统调用,车辆按照城市公交智能化调度管理系统制定的行车时刻表排定的时间发车运营,GPS子系统实时采集车辆运行的各种信息,通过通信子系统发送到中央服务器,客流自动统计子系统实时得到客流和车辆的信息,客流自动统计子系统将信息传给调度平台子系统的知识库中,自动调整生成行车时刻表,并且知识库将需要调度的信息整理后与调度平台子系统的经验库中的历史方案、专家系统进行比较,同时接受调度平台子系统的决策模块的技术分析,选择合适的专家规则送交调度平台子系统的规则库制定调度优化策略,确定调度指令,再通过计算机网络子系统把生成的调度指令发送给控制终端,车辆执行控制终端发来的调度指令,调度平台子系统的评价反馈模块实时评估运行车辆的调度,调度指令处理适当,则通过调度平台子系统的学习机,将规则记录并储存到调度平台子系统的规则库中,实时更新规则库。
4.根据权利要求3所述的城市公交智能化调度管理方法,其特征在于,所述经验库中存储着该条线路根据客流变化实时调度的大量成功经验,首先判断客流变化及车辆状态的贴近程度,然后搜索现成的调度方案,最后跳过其他步骤直接通过控制终端输出最终的协调调度方案。
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