CN101950479B - 以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统及其实施方法，该公共交通系统包括用于承载乘客的公交车车载系统和控制所述公交车车载系统运行的控制中心，所述的公交车车载系统和控制中心以无线方式相连，控制中心用于接收乘客输入的乘车指令，生成行车线路信息并且发送给公交车车载系统，所述的公交车车载系统接收该行车线路信息并按该行车线路信息行驶，所述控制中心在公交车车载系统行车过程中还将行程信息反馈给乘客。本发明是一个全新类型的自动化管理的城市公共交通系统，该系统以乘客的出行需求为响应中心，通过控制中心合理调度系统中某辆公交车，在合适的停靠站点接送乘客。本发明同时公开了该公共交通系统的实施方法。

Description

以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统及其实施方法

技术领域

本发明涉及一种城市公共交通系统，具体是指一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统，本发明同时还涉及该系统的实施方法。

背景技术

目前城市运营的市内公共交通系统一般主要由运行线路固定的普通公共汽车和地铁(以下简称公交)，以及没有固定运行线路的出租车组成。该系统的设计中，没有考虑如何通过实时获取乘客的实际乘车需求，来动态合理安排绝大部分的运力。在公交比较发达的城市，公交的静态线路设计，是由公交规划软件来辅助实现的。这种公交规划软件，是基于一定的交通客流预测模型和城市实际交通流量特点进行运算，能够从一定程度上为城市公交网络及线路设置提供依据，特别是对于人口和基础设施稳定的城市比较适用；但对于流动人口多，市容日新月异的城市就很难准确规划和预测了。而中国正处于城市化的阶段，总体来说大中型城市市容都是变化很快的，人口流动性也很大。所以目前公交规划软件在实际应用中，效果并不好，无论城市客运部门如何调整公交线路安排，总是跟不上乘客需求的变化。

现实中，为了更好地服务公交乘客，公交运营者也引入了智能公交系统。国内现有的智能公交系统模式基本是：通过车载GPS实现车辆定位，并在控制中心大屏幕动态显示和监控公交车辆；控制中心可实现主要基于人工的车辆调度。在候车亭实现车辆到站信息的预报。另外车载系统可实现基于GPS的到站提示，并可以和控制中心进行通信。这种模式在国内一些一线的大型城市已经有了较为成熟的应用。通过上述的智能公交系统，控制中心可以调配车辆的发车间隔，乘客可以比较准确地知道车辆的到站时间。但是这种智能公交系统，仍然只是在静态公交线路的基础上做出的改进，无法从根本上改变前面提到的传统缺陷，对乘客需求的响应落差从本质上是无法解决的，运力使用不科学。中心的调度指令通常是协调同一条线路中的车辆，无法让整个系统中的车辆互相支援，实现网络化整体协调调度。从宏观上来说，对城市公交客流的变化，仍然无法及时做出反应，短时间内无法明确线路变更设置的依据；从微观上来说，乘客仍要被动适应已有线路的安排，如果附近没有合适的线路和站点，则需要转乘，显得个性化不够。所以传统的公交规划软件加智能公交系统，仍然无法为大中城市的公交乘客提供优质的服务。

另外一类主要城市公共交通工具是出租车。出租车虽然对于乘客来说线路是完全动态的，适应度很高，但是这是通过投入大量的出租车来达到一定的效果。而出租车的运营数量和运营线路也不能随着区域客流高峰低谷的变化而变化，所以在上班高峰期，乘客经常很难找到空出租车；而到了客流低谷的时候，出租车空载率一定程度存在。为了提高出租车的运营效率，出租车公司一般都建设了出租车的监控和管理系统，并向社会提供出租车电招服务。系统通过车载GPS实现车辆定位，并在控制中心大屏幕动态显示和监控出租车辆；控制中心根据乘客位置和出租车的位置，可为电招出租车的乘客尝试约附近空载的出租车。出租车监控管理系统，主要的功能还是对出租车运营情况的监督管理，电招功能在现实中使用得很少。这主要是因为出租车运营数量相对固定，交通高峰期，空车很少，出租车司机很容易找到乘客，所以不太愿意响应电招；交通低谷期，空车很多，对乘客来说又没有必要电招，这导致电招基本无法发挥作用。所以总体上来说，出租车和乘客之间的服务与被服务，本质上还是建立在一个不明确的预测基础上，某种程度上要靠经验或者运气来提供或者获得服务，这样的公共运输系统自然难以做到高效率和高用户满意度了。

综上所述，公共交通系统(包括公交和出租车)无法优质、灵活适应乘客的需求，这是现有公交系统的重要缺陷。该缺陷使得公交建设似乎永远无法满足市民的需求变化，而一个城市的道路等现状也决定了不可能容纳太过于庞大的公交系统。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统，该系统以乘客的出行需求为响应中心，动态调度系统中的每台车辆，能及时准确地满足乘客的需求。

本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统，其特征在于：它包括用于承载乘客的公交车车载系统和控制所述公交车车载系统运行的控制中心，所述的公交车车载系统和控制中心以无线方式相连，控制中心用于接收乘客输入的乘车指令，生成行车线路信息并且发送给公交车车载系统，所述的公交车车载系统接收该行车线路信息并按该行车线路信息行驶，所述控制中心在公交车车载系统行车过程中还将行程信息反馈给乘客。

所述的控制中心包括调度服务器、Web应用服务器、地理信息服务器、公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器，所述的web应用服务器与地理信息服务器相连，接收乘客输入的起点和终点的乘车指令并将该指令传输给地理信息服务器，地理信息服务器可以读取城市的地理信息数据，并且根据乘客发出的乘车指令进行搜索，所述的地理信息服务器与所述的公交车行程管理服务器相连，地理信息服务器将乘车指令搜索的结果发送给公交车行程管理服务器，公交车行程管理服务器接收该搜索结果并且将可能符合条件的部分线路行程表返回给地理信息服务器，地理信息服务器对行车线路行程表进行筛选，筛选出最优的一份行程表，并在该份行程表的基础上进行运算修改，形成新的行车线路行程表，所述的调度服务器分别与所述的web应用服务器、地理信息服务器、公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器相连，调度服务器接收新的行车线路行程表后抽取与该乘客相关的上下车站点和时间后再传输给web应用服务器，乘客看到上下车站点和时间后，将是否乘坐的信息反馈给调度服务器，在乘客确认乘坐的情况下，调度服务器将对新的线路行程表作最后确认并通知公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器，公交车车载系统接收公交车行程管理服务器发送来的行车线路信息并按该行车线路信息进行行驶，并且在行驶过程中将行驶的坐标位置传输给公交车行程管理服务器，乘客行程管理服务器将行程信息发送给乘客。

本发明的城市智能互联公共交通系统以乘客的需求为中心，乘客的出行需求可以通过互联网、无线互联网(例如手机)传递给控制中心，控制中心可以分析每个乘客的需求，动态调度系统中的每台车辆。这些车辆通过无线网络和控制中心连接，其运行路径不再使用固定预设的路线。系统中总体的运营车辆也可以根据乘客的需要灵活调整，能及时准确地满足乘客的需求。而控制中心的调度指挥是全自动的，无需人工干预。

本发明公共交通系统内每辆公交车都有唯一编号，编号可以始终保持不变，但行程路线不固定，乘客根据收到短信中的公交车编号，知道该上哪一台公交车。系统内的公交车停靠站点，使用数字编号作为名称，而且每个站点拥有唯一的编号。停靠站点在位置设置上，除了利用城市现有的普通公交停靠站，还可以增设很多独立的停靠站点。因为站点设施可以很简单，只需要书写一个编号就可以，所以在一个城市内可以比较密集地设置。这样乘客可以方面地利用就近的停靠站点上下车，节省了步行的时间。

本发明的公共交通系统中的所有运营车辆，通过网络全部连接到控制中心，实现互联，并传递信息。互联公交系统根本不存在静态的公交线路，是以乘客动态需求为依据，实时产生动态的运行线路。控制中心根据收集到的所有信息，可自动动态指挥每台车辆的行驶路线，以及停靠站点；可以同时乘坐多名不同目的地的乘客，乘客上下车位置，根据其需求具有个性化。通过控制中心，每台车辆知道哪里有需要坐车的乘客，是否合适去接；乘客也知道在什么位置、什么时间等哪一台车最好。总之，其行驶路线是根据当前时间范围内，其合理运行线路附近的乘客出行需求、车上已有乘客的到站需求、该系统内其他车辆的位置、当前道路的路况等因素来决定，没有固定的行驶线路，但却完全被管理。互联公交的服务就像水和电一样，乘客有需求，会在短时间内提供应有的服务，整个系统机动灵活，运力得到最大程度的利用。

本发明中，所述的公交车车载系统包括公交车、主机、显示屏和定位模块，所述的主机和控制中心相连，用于接收控制中心发送来的行程指令，并且将行程通过显示屏显示给驾驶员，所述的定位模块与主机相连，对公交车的行驶位置坐标进行跟踪定位，并且将车辆当前的位置信息通过主机发送给控制中心。

本发明的目的之二是提供一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统的实施方法。

本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统的实施方法，其包括如下步骤：

步骤1：乘客希望从起点S地到终点T地，采用查询终端输入网址访问控制中心的web应用服务器，将查询信息S和T传递给web应用服务器；

步骤2：web应用服务器收到查询请求后，将查询请求转发给地理信息服务器；

步骤3：地理信息服务器按照查询请求搜索地理信息数据库，检查这两个地点，并且将这两个地点对应的位置坐标发送给公交车行程管理服务器；

步骤4：公交车行程管理服务器接收到位置坐标信息后，对所有的线路行程表进行检索，并且将检索的线路行程表返回给地理信息服务器；

步骤5：地理信息服务器对检索的线路行程表进行进一步筛选，挑选出一张线路行程表R，然后对该行程表R作出符合乘客乘坐要求的调整，生成新的线路行程表R’，将新的线路行程表R’发送给调度服务器；

步骤6：调度服务器将线路行程表R’返回给web应用服务器，该线路行程表R’包括乘客的的上下车停靠站点和预计的上下车时间；

步骤7：web应用服务器将搜索结果通过互联网返回给乘客的查询终端，出现在查询结果界面上，供乘客确认；

步骤8：乘客确认后，web应用服务器会收到该确认的信息；

步骤9：web应用服务器通知调度服务器，告知乘客已经确认乘坐；

步骤10：调度服务器接着通知公交车行程管理服务器，确认线路行程表变更为R’；

步骤11：调度服务器还会将乘客行程信息发送给乘客行程管理服务器，乘客行程管理服务器将相关行程信息再发送给该乘客；

步骤12：公交车车载系统在行驶过程中，定位模块对车辆的行驶位置坐标进行跟踪定位，并且将车辆当前的位置信息通过主机上传给控制中心的公交车行程管理服务器；

步骤13：公交车行程管理服务器接收到车辆行驶的坐标位置，根据R’的行程要求，通知公交车车载系统途径的下一个停靠站点以及预计到达时间，该信息显示在公交车车载系统的显示屏上，驾驶员按此要求驶往下个停靠站点；

步骤14：乘客到达终点后，公交车行程管理服务器通知乘客行程管理服务器乘客的行程结束，可以关闭相应的乘客行程表，乘客行程管理服务器收到通知即关闭并自动保存该乘客行程表。

步骤15：在结束线路所有行程后，车载系统的显示屏显示来自公交车行程管理服务器的提示信息，请驾驶员确认已经到达最后停靠站点并结束行程；

步骤16：驾驶员确认后，公交车行程管理服务器即收到确认信息，关闭线路行程表并将行程表保存到数据库中。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

1、本发明是一个全新类型的自动化管理的城市公共交通系统。该系统以乘客的出行需求为响应中心。出行前，乘客将需求先提交给控制中心，方式可以通过互联网、无线互联网(例如手机)、呼叫中心；然后由控制中心合理调度系统中某辆公交车，在合适的停靠站点接送乘客。

2、本发明系统中的每台公交车没有固定的行驶线路，当前所有公交车的行驶线路由已预约乘客的需求和系统内公交车当前位置分布动态决定，其运行线路由控制中心实时设计发布。

3、本发明系统中的每台公交车通过无线通信网络，如GPRS，和控制中心连接。每台公交车的下一个停靠站点不由驾驶员和车上乘客直接决定，而由控制中心自动动态实时产生，驾驶员能够提前通过车载系统的显示屏获取该信息。

4、本发明系统中的每台公交车可以同时运送多名不同目的地的乘客，控制中心计算机系统准确掌握每位乘客所需的上下车位置，能够知道每个站点上下乘客的准确数量。同时系统可以灵活控制交通工具上的乘客人数，使其达到预设运载量和最优的行驶线路。

5、乘客在上车前和下车前，都能够提早收到系统发来的提示短信，便于做好上下车准备。

6、本发明系统内每辆公交车都有唯一编号，每个编号不代表必定的线路走向。系统内的每个公交车停靠站点也都拥有唯一编号，除了利用城市现有的普通公交停靠站，还可以增设很多独立的停靠站点。因为站点设施可以很简单，只需要书写一个编号就可以，所以可以比较密集地设置。

7、本发明控制中心授权管理人员，可以通过监控管理工作站对调度系统进行手工设置，手工设置可以影响调度服务器的调度安排。在突发情况下，通过手工设置，在调度服务器协助下，可以批量自动对部分或者全部公交车辆进行调度，实现智能化。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明智能城市公共交通系统的整体结构示意图；

图2是本发明智能城市公共交通系统中公交车车载系统的结构框图；

图3是本发明智能城市公共交通系统的实施结构示意图；

图4是本发明智能城市公共交通系统中公交车车载系统的行走路线图。

具体实施方式

如图1至图4所示的一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统，它包括用于承载乘客的公交车车载系统和控制公交车车载系统运行的控制中心，公交车车载系统和控制中心以无线方式相连，控制中心用于接收乘客输入的乘车指令，生成行车线路信息并且发送给公交车车载系统，公交车车载系统接收该行车线路信息并按该行车线路信息行驶，控制中心在公交车车载系统行车过程中还将行程信息反馈给乘客。

所述的控制中心包括调度服务器、Web应用服务器、地理信息服务器、公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器，web应用服务器与地理信息服务器相连，接收乘客输入的起点和终点的乘车指令并将该指令传输给地理信息服务器，地理信息服务器可以读取城市的地理信息数据，并且根据乘客发出的乘车指令进行搜索，地理信息服务器与公交车行程管理服务器相连，地理信息服务器将乘车指令搜索的结果发送给公交车行程管理服务器，公交车行程管理服务器接收该搜索结果并且将可能符合条件的部分线路行程表返回给地理信息服务器，地理信息服务器对行车线路行程表进行筛选，筛选出最优的一份行程表，并在该份行程表的基础上进行运算修改，形成新的行车线路行程表，调度服务器分别与web应用服务器、地理信息服务器、公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器相连，调度服务器接收新的行车线路行程表后抽取与该乘客相关的上下车站点和时间后再传输给web应用服务器，乘客看到上下车站点和时间后，将是否乘坐的信息反馈给调度服务器，在乘客确认乘坐的情况下，调度服务器将对新的线路行程表作最后确认并通知公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器，公交车车载系统接收公交车行程管理服务器发送来的行车线路信息并按该行车线路信息进行行驶，并且在行驶过程中将行驶的坐标位置传输给公交车行程管理服务器，乘客行程管理服务器将行程信息发送给乘客。

本实施例的查询终端指乘客通过电脑、手机上网，使用系统的服务网站，进行注册、查询合适的公交车辆，并进行预约。乘客也可以通过手机或者固定电话拨打系统的呼叫中心，由呼叫中心的话务员进行搜索和预约。同时系统会将预约车辆到达信息、到站下车信息等用短信的方式发给乘客。

如图2所示，本实施例中的公交车车载系统包括公交车、主机、显示屏和定位模块，主机和控制中心相连，用于接收控制中心发送来的行程指令，并且将行程通过显示屏显示给驾驶员，定位模块与主机相连，对公交车的行驶位置坐标进行跟踪定位，并且将车辆当前的位置信息通过主机发送给控制中心。主机可以实现GPS定位、GPRS数据传输，并带有喇叭。显示屏用于显示控制中心的调度指令。公交车车载系统的上行功能体现在：每隔两秒，车载系统将当前车辆的定位坐标通过GPRS发送给监控中心的公交车行程管理服务器，使监控中心随时掌握每辆公交的实际位置。车载系统接收控制中心的下行信息的功能体现在：一般在一辆公交车到达一个停靠站点上下客时，公交车行程管理服务器就会发送下一个指定的停靠站点信息到车载系统。车载系统显示屏将显示新的下一个停靠站点及预订到达时间。另外如果调度服务器根据用户需求，运算后决定改变一辆在途公交的原定下一个停靠站点，则会通知公交车行程管理服务器，由后者将新定下一个停靠站点信息和预订到达时间及时下行给指定公交上的车载系统。如果车载系统在公交行驶途中接收到变更下一停靠站点的指令，则车载系统显示屏将出现新的停靠站点信息，且主机喇叭以振铃方式提示驾驶员收到新的停靠指令，10秒后自动停止振铃。

通信网络：查询终端与控制中心之间的通信网络为有线或者无线互联网；制中心与公交车车载系统之间的通信网络为无线通信网络，目前可使用运行数据业务的GPRS网络，未来可以升级为使用WCDMA等3G无线网络，甚至4G无线网络。

本实施例中的控制中心以调度服务器为中心，分析乘客的预约请求，与其他控制中心服务器进行通信获得必要信息，并进行协作，对车辆自动进行调度，以响应乘客的请求。它包括web应用服务器、乘客行程管理服务器、公交车行程管理服务器、驾驶员任务管理服务器、车辆任务管理服务器、地理信息服务器、数据库服务器和监控管理工作站。控制中心还设立数据库，其设立的数据库包括公交站点数据库、乘客数据库、公交车辆数据库、驾驶员数据库、线路行程历史数据库和地理信息数据库。

控制中心是整个公共交通系统的核心，而调度服务器在控制中心起着协调其他服务器从而进行车辆调度工作的作用，系统内公交的行车停靠站点和预计到达时间，需由调度服务器最终确定。控制中心用局域网连接各种服务器，调度服务器通过和其他服务器通信，能随时了解所有车辆当前位置和后续走向停靠站点，在乘客的提出出行需求后，通过和地理信息服务器互动，可判断调派哪一辆公交最合适，并确定该公交因此可能新增的停靠站点及预计到达时间(即该乘客的上下车位置和时间)，以及重新确定后续其他所有停靠站点时间可能的变动情况。并将这些信息转发给相应功能服务器，然后再转发给公交车车载系统和乘客手机。控制中心授权管理人员，可以通过监控管理工作站对调度系统进行手工设置，手工设置可以影响调度服务器的调度安排。在某些紧急情况下，通过手工设置，在调度服务器协助下，可以批量自动对部分或者全部公交车辆进行调度。

Web应用服务器接入互联网，上面运行www网站，主要功能是响应乘客的查询，将乘客的坐车需求传递给调度服务器，并将调度服务器的运算结果返回给乘客。乘客无论身在何处，只要用电脑登录互联网，或者用手机登录无线互联网，就可以访问该网站，提交坐车需求，获得坐车指引。乘客还可以用固话或者手机拨打系统呼叫中心，呼叫中心连接互联网，坐席人员同样可以用电脑通过互联网访问该网站，代乘客进行查询和预约操作。Web应用服务器也连接乘客数据库，乘客可以通过网站填写手机号等信息，还可以进行个性化的设置，乘客数据库将保存这些信息和设置。

地理信息服务器可以读取当前互联公交服务所在城市的地理信息数据库，并进行空间拓扑的运算。主要功能有：

1.搜索某个地名或者建筑物是否存在，及其坐标。例如乘客在Web应用服务器网站页面输入出发地和目的地后，地理信息服务器可以确定乘客的出发地和目的地是否存在，及其坐标；

2.通过已知坐标，判断该坐标所在道路以及与某些特定位置间的行驶距离。例如公交车行程管理服务器定时将某台公交的实时坐标发送过来，地理信息服务器即可确定该公交车当时所在的路段，并计算出后续每个停靠站点的预计到达时间；

3.已知某个乘客的出发地和目的地，地理信息服务器可将多条线路行程表信息和乘客需求进行空间分析，选择可能的某条线路进行合理调整，使乘客可以在合适的时间和停靠站点上下车。

乘客行程管理服务器是为已经确认坐车需求的乘客，提供全程的提醒和指南服务，并连接短信发送中心。该服务器为每位服务中乘客维护一份乘客行程表，该表包括的信息有：乘客编号，乘客手机号，上、下车停靠站点编号和预计到达时间，出发地、目的地，乘坐车辆编号、车辆线路行程表编号。该表最初由调度服务器生成并传递给乘客行程管理服务器。在执行过程中，若调度服务器因为调度调整线路行程从而变更了相应乘客的上下车位置和时间，则会通知乘客行程管理服务器变更该表上、下车位置编号和时间信息，并需要时及时通过短信中心将变更信息发送到乘客的手机上。如果只是因为路况等因素，公交车运行时间发生变更从而影响了相应乘客的上下车的时间(上下车位置不变)，则由公交车行程管理服务器负责通知乘客行程管理服务器变更该表上、下车时间信息，并需要时及时通过短信中心将变更信息发送到乘客的手机上。

在公交车即将到达上车点或者下车点时，也会及时通过短信中心给乘客发送提示短信。每位乘客完整行程结束后，对应的乘客行程表会被乘客行程管理服务器自动记录并保存，然后每天零点将当天所有的乘客行程表，上传给数据库服务器。

公交车行程管理服务器用来维护开通服务城市每一条处于工作状态的公交车实时线路行程表。一条公交车的实时线路行程表，要素包括车辆目前所在坐标点，已经过的坐标点，已停靠所有站点的编号、所在的路段、坐标和到达时间；以及后续所有停靠站点编号、所在的路段、坐标和最新预计到达时间。线路行程表最初来自于调度服务器，并不断保持更新。更新一方面来源于：公交车行程管理服务器定时(一般两秒间隔)接收每一台公交车车载系统通过无线网络上传的定位坐标信息(这里无线网络一般指GPRS网络)，并立即将收到坐标转发给地理信息服务器，后者即可确定当前每台公交车所在的路段以及后续每个停靠站点的最新预计到达时间，并返回前者。如果公交车行程管理服务器发现预计到达时间发生变化，会更新线路行程表信息；并通知乘客行程管理服务器，修改其乘客行程表的相关信息。另一方面，调度服务器随时可能会对某个线路行程表在执行过程，改变剩下的线路走向或者停靠站点。公交车行程管理服务器如果收到调度服务器的变更后续停靠站点的指令，就会按照最新的信息更新后续停靠站点编号、所在的路段、坐标、最新预计到达时间。

公交车行程管理服务器除了接收来自公交车车载系统的上行定位坐标信息外，也会为每台公交车指定下一个停靠站点信息和预计到达时间发。一般在一辆公交车到达一个停靠站点上下客时，公交车行程管理服务器就会发送下一个指定的停靠站点信息到车载系统。车载系统显示屏将显示新的下一个停靠站点编号及预订到达时间。驾驶员将根据指示，驶往新的停靠站点。另外一种情况下，公交车行程管理服务器也会在公交车行驶途中下行新的停靠站点信息：如果调度服务器根据用户需求，决定改变一辆在途公交的原定下一个停靠站点，则会通知公交车行程管理服务器，由后者将新确定的下一个停靠站点信息和预订到达时间通过GPRS网络及时下传给指定的公交上的车载系统并在显示屏上显示，驾驶员将按要求驶往新的停靠站点。

在一辆公交车完成一次完整行程后，该完整行程会被公交车行程管理服务器自动记录并保存。一条完整线路行程表包括行程编号、车辆编号、驾驶员姓名、工号、开始时间、结束时间、沿途记录的每个坐标点坐标、时间；以及每个停靠站点的编号、所在道路和到达时间。公交车行程管理服务器每天零点将当天所有的线路行程表，上传给数据库服务器。

控制中心还包括驾驶员任务管理服务器和车辆任务管理服务器，驾驶员任务管理服务器和车辆任务管理服务器的职能是在车辆和驾驶员处于空闲状态时，在调度服务器发出需要新的车辆或者驾驶员加入系统服务时，及时安排并下达任务给空闲的车辆或者驾驶员，即派发任务给车辆或者驾驶员。只要某车辆和驾驶员进入工作状态了，这两个服务器就不会更多干预其后续工作了。

驾驶员任务管理服务器负责对一个城市互联公交系统内所属的驾驶员进行任务派发管理，包括对目前处于等候出车任务状态的驾驶员进行任务的安排和下达，以及对已领取出车任务的驾驶员进行跟踪管理。该服务器实时维护着每位驾驶员的当前位置、工作状态、所在线路行程表编号、当天完成任务量的信息。调度服务器在初步产生一条全新的线路行程后，需访问驾驶员任务管理服务器，提出需要在什么时间、什么位置安排出车任务，由后者安排相应的驾驶员，并返回给调度服务器确认。调度服务器确认后，将把新的线路行程表发给公交车行程管理服务器，开始实时跟踪；另一方面调度服务器通知驾驶员任务管理服务器，通过短信中心，将任务发送给驾驶员，并把驾驶员当前状态设置为出车执行任务的状态。该短信还随带一个任务编号，驾驶员上车后，将用车载系统的键盘输入该编号，即可开始执行出车的任务。驾驶员执行任务完成后，服务器将更新他的状态。

车辆任务管理服务器负责对一个城市互联公交系统内所属的车辆进行任务和状态管理，包括对目前处于等候任务状态的车辆调派任务，以及对载客运营状态的车辆进行跟踪管理。该服务器实时维护着每辆公交车的当前位置、工作状态、所在线路行程表编号、当天已行驶里程的信息。调度服务器在初步产生一条全新的线路行程后，需访问车辆任务管理服务器，提出需要在什么时间、什么位置安排出车任务，由后者安排相应的车辆，并返回给调度服务器确认。得到确认后，车辆任务管理服务器将把该车辆设置为运营状态。车辆任务完成后，服务器将更新其状态。

数据库服务器主要存储本系统的多个数据库，包括乘客数据库、公交车辆数据库、驾驶员数据库、线路行程表历史数据库、乘客行程表历史数据库。地理信息数据库和公交站点数据库则保存在地理信息服务器。数据库服务器的数据库，由控制中心工作人员通过监控管理工作站来进行管理和维护。

监控管理工作站主要功能模块有两项。一是可以监控整个系统运营情况，二是数据库信息维护和统计功能。

监控系统运营情况，即将每辆运营中的公交当前及后续运行线路、停靠站点，每车乘客乘坐情况，驾驶员信息反映在监视屏幕上。对于处于待命状态的驾驶员和公交车，也可以显示目前所在地点，当天已完成的工作情况。

在某些紧急情况下，系统指定管理员可以影响调度服务器的调度安排，实现人工参与的指挥调度。例如某路段突然发生意外事故，管理员可以通过监控管理工作站将该路段设置为不可行驶，则调度服务器会记录该设置，并将把该信息发给公交车行程管理服务器，由后者会找出涉及的线路，对位于该路段上原定的上下车点在地理信息服务器辅助下重新运算，修改为在其他临近路段停靠，并将路段封闭信息下传给相关公交车车载系统，在显示屏上显示，提示驾驶员绕开该路段。另外在管理员取消该路段的禁行标志前，调度服务器会协调公交车行程管理服务器和地理信息服务器，避免在该路段上设置上下车点。通过监控管理工作站也可设置调度服务器的各种运营参数，以达到最佳运营效率；还可以对控制中心内其他服务器的进行管理。

监控管理工作站还可以进行数据库信息维护和执行统计功能。控制中心工作人员通过监控管理工作站读取数据库服务器的乘客数据库、公交车数据库、驾驶员数据库，可以对乘客、公交车、驾驶员数据进行日常管理，包括对基本信息的维护更新；也可以通过监控管理工作站读取地理信息服务器的公交站点数据库，对公交站点数据进行日常管理，包括对基本信息的维护更新。

统计功能的信息分别来源于乘客行程管理服务器和公交车行程管理服务器每日定时上传到数据库服务器的乘客行程表和线路行程表。通过监控管理工作站，统计管理者，可以根据需要选定部分或者全部乘客人群对乘坐情况按照每日、每周、每月、每季度、每年进行统计分析，显示统计对象使用服务的时间分布、出发地目的地统计分布情况，并形成报表。

统计管理者，可以根据需要选定部分或者全部公交车对行程情况按照每日、每周、每月、每季度、每年进行统计分析，显示统计对象提供服务的运行时间长短、时段分布，途经道路、途经停靠站点统计分布情况，并形成报表。

统计管理者，还可以根据需要选定部分或者全部公交车驾驶员，对工作情况按照每日、每周、每月、每季度、每年进行统计分析，显示统计对象工作的时间长短、时段分布，行驶路段的统计分布以及准点率情况，并形成报表。

如图3、图4所示的一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统的实施方法，以乘客李先生希望从S地到T地为例，其包括如下步骤：

步骤1：乘客李先生希望从S地到T地，他用查询终端，即个人电脑连上互联网后，输入网址访问本发明之系统网站所在的控制中心web应用服务器，他使用自己用户名登录网站，若该用户名存在，则展现一个查询界面，由其输入出发地(S地)和目的地(T地)，S和T将被传递给web应用服务器；

步骤2：web应用服务器收到查询请求后，将查询请求转发给地理信息服务器；

步骤3：地理信息服务器按照查询请求搜索地理信息数据库，检查这两个地点，并且将这两个地点对应的位置坐标发送给公交车行程管理服务器；

步骤4：公交车行程管理服务器接收到位置坐标信息后，对所有的线路行程表进行检索，并且将检索的线路行程表返回给地理信息服务器；

步骤5：地理信息服务器对检索的线路行程表进一步筛选运算，挑选出一张线路行程表R，然后对该行程表R作出符合李先生乘坐要求的初步调整，生成新的线路行程表R’，其中，地理信息服务器对线路行程表R作出初步调整的具体过程如下：如图三所示，编号为100的公交现在在图中位置A，线路行程表R符合以下条件：有若干个已确定停靠站点M1...Mn。其中从M5到M6的路程中，公交车可合理途经一个原来不停靠的站点N1，而N1和S之间步行可以方便到达。从M9到M10的路程中，可合理途经一个原来不停靠的站点N2，而N2和T之间步行可以方便到达。于是地理信息服务器将对R作出初步调整，增加停靠站点N1和N2，这个新的线路行程表就是R’。地理信息服务器将R’发送给调度服务器等待其做初步确认；

步骤6：调度服务器初步确认后，线路行程表R’返回给web应用服务器，该线路行程表R’包括李先生的的上下车停靠站点和预计的上下车时间；

步骤7：web应用服务器将搜索结果通过互联网返回给李先生的查询终端，即李先生的电脑，出现在查询结果界面上，请其确认；

步骤8：李先生在界面点击确认后，web应用服务器会收到该确认的信息；

步骤9：web应用服务器接着通知调度服务器，告知乘客李先生已经确认乘坐。

步骤10：调度服务器接着通知公交车行程管理服务器，确认线路行程表变更为R’，按照新的线路行程表R’执行，并且将行车线路信息发送给公交车车载系统，公交车车载系统接收公交车行程管理服务器发送来的行车线路信息并按该行车线路信息进行行驶；

步骤11：调度服务器还会将乘客行程信息发送给乘客行程管理服务器，同时生成及传递一份乘客行程表，由乘客行程管理服务器进行维护，乘客行程管理服务器将相关行程信息再发送给该乘客，并对该乘客提供全程提醒和指南。该行程表包括的信息有：乘客编号，乘客手机号，上、下车位置编号和预计到达时间，出发地、目的地，乘坐车辆编号、车辆线路行程表编号；

步骤12：公交车车载系统在行驶过程中，比如到达M5后，定位模块对100号公交的行驶位置坐标进行跟踪定位，并且将100号公交当前的位置信息通过主机上传给控制中心的公交车行程管理服务器；

步骤13：公交车行程管理服务器通过坐标对比的方法，知道100号公交已经到达站点M5的信息后，马上通知车载系统下一个停靠站点N1，以及预计到达时间，该信息将显示在车载系统的显示屏上，驾驶员将按照该信息驶往N1；

步骤14：乘客行程管理服务器在100号到达N1的预计时间前10分钟，发出短信通知李先生可以从S出发前往N1等候100号公交车，李先生在N1上车后，乘客行程管理服务器在100号到达N2的预计时间前5分钟，发出短信通知李先生可以做好下车的准备。100号到达N2后，李先生下车；

步骤15：100号公交到达N2后，车载主机会将100号公交的坐标位置上传给控制中心的公交车行程管理服务器；

步骤16：公交车行程管理服务器通过坐标对比的方法，知道100号已经到达站点N2，根据R’的行程要求，然后马上通知车载系统下一个停靠站点M10，以及预计到达时间，该信息将显示在车载系统的显示屏上，驾驶员将按照该信息驶往下个停靠站点M10；

步骤17：公交车行程管理服务器接着通知乘客行程管理服务器，李先生的行程结束，可以关闭相应的乘客行程表，乘客行程管理服务器收到通知即关闭并自动保存该乘客行程表；

步骤18：在到达行程表R’最后一个停靠站点，结束线路所有行程后，车载系统的显示屏出现来自公交车行程管理服务器的提示信息，请驾驶员确认已经到达最后停靠站点并结束行程；

步骤19：驾驶员点击车载系统键盘的确认按钮，公交车行程管理服务器即收到确认信息，关闭线路行程表R’并将行程表自动保存到数据库中；

步骤20：公交车行程管理服务器再通知驾驶员任务管理服务器和车辆任务管理服务器，后两者分别将驾驶员和100号公交车的状态设置为待命状态。

Claims (3)

1.一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统，其特征在于：它包括用于承载乘客的公交车车载系统和控制所述公交车车载系统运行的控制中心，所述的公交车车载系统和控制中心以无线方式相连，控制中心用于接收乘客输入的乘车指令，生成行车线路信息并且发送给公交车车载系统，所述的公交车车载系统接收该行车线路信息并按该行车线路信息行驶，所述控制中心在公交车车载系统行车过程中还将行程信息反馈给乘客，所述的控制中心包括调度服务器、Web应用服务器、地理信息服务器、公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器，所述的web应用服务器与地理信息服务器相连，接收乘客输入的起点和终点的乘车指令并将该指令传输给地理信息服务器，地理信息服务器可以读取城市的地理信息数据，并且根据乘客发出的乘车指令进行搜索，所述的地理信息服务器与所述的公交车行程管理服务器相连，地理信息服务器将乘车指令搜索的结果发送给公交车行程管理服务器，公交车行程管理服务器接收该搜索结果并且将可能符合条件的部分线路行程表返回给地理信息服务器，地理信息服务器对行车线路行程表进行筛选，筛选出最优的一份行程表，并在该份行程表的基础上进行运算修改，形成新的行车线路行程表，所述的调度服务器分别与所述的web应用服务器、地理信息服务器、公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器相连，调度服务器接收新的行车线路行程表后抽取与该乘客相关的上下车站点和时间后再传输给web应用服务器，乘客看到上下车站点和时间后，将是否乘坐的信息反馈给调度服务器，在乘客确认乘坐的情况下，调度服务器将对新的线路行程表作最后确认并通知公交车行程管理服务器和乘客行程管理服务器，公交车车载系统接收公交车行程管理服务器发送来的行车线路信息并按该行车线路信息进行行驶，并且在行驶过程中将行驶的坐标位置传输给公交车行程管理服务器，乘客行程管理服务器将行程信息发送给乘客。

2.根据权利要求1所述的以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统，其特征在于：所述的公交车车载系统包括公交车、主机、显示屏和定位模块，所述的主机和控制中心相连，用于接收控制中心发送来的行程指令，并且将行程通过显示屏显示给驾驶员，所述的定位模块与主机相连，对公交车的行驶位置坐标进行跟踪定位，并且将车辆当前的位置信息通过主机发送给控制中心。

3.一种以乘客出行为导向的智能城市公共交通系统的实施方法，其包括如下 步骤：

步骤1：乘客希望从起点S地到终点T地，采用查询终端输入网址访问控制中心的web应用服务器，将查询信息S和T传递给web应用服务器；

步骤2：web应用服务器收到查询请求后，将查询请求转发给地理信息服务器；

步骤3：地理信息服务器按照查询请求搜索地理信息数据库，检查这两个地点，并且将这两个地点对应的位置坐标发送给公交车行程管理服务器；

步骤4：公交车行程管理服务器接收到位置坐标信息后，对所有的线路行程表进行检索，并且将检索的线路行程表返回给地理信息服务器；

步骤5：地理信息服务器对检索的线路行程表进行进一步筛选，挑选出一张线路行程表R，然后对该行程表R作出符合乘客乘坐要求的调整，生成新的线路行程表R’，将新的线路行程表R’发送给调度服务器；

步骤6：调度服务器将线路行程表R’返回给web应用服务器，该线路行程表R’包括乘客的的上下车停靠站点和预计的上下车时间；

步骤7：web应用服务器将搜索结果通过互联网返回给乘客的查询终端，出现在查询结果界面上，供乘客确认；

步骤8：乘客确认后，web应用服务器会收到该确认的信息；

步骤9：web应用服务器通知调度服务器，告知乘客已经确认乘坐；

步骤10：调度服务器接着通知公交车行程管理服务器，确认线路行程表变更为R’；

步骤11：调度服务器还会将乘客行程信息发送给乘客行程管理服务器，乘客行程管理服务器将相关行程信息再发送给该乘客；

步骤12：公交车车载系统在行驶过程中，定位模块对车辆的行驶位置坐标进行跟踪定位，并且将车辆当前的位置信息通过主机上传给控制中心的公交车行程管理服务器；

步骤13：公交车行程管理服务器接收到车辆行驶的坐标位置，根据R’的行程要求，通知公交车车载系统途径的下一个停靠站点以及预计到达时间，该信息显示在公交车车载系统的显示屏上，驾驶员按此要求驶往下个停靠站点；

步骤14：乘客到达终点后，公交车行程管理服务器通知乘客行程管理服务器乘客的行程结束，可以关闭相应的乘客行程表，乘客行程管理服务器收到通知即关闭并自动保存该乘客行程表；

步骤15：在结束线路所有行程后，车载系统的显示屏显示来自公交车行程管理服务器的提示信息，请驾驶员确认已经到达最后停靠站点并结束行程；

步骤16：驾驶员确认后，公交车行程管理服务器即收到确认信息，关闭线路行程表并将行程表保存到数据库中。 

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