基于LTE的智能公交调度系统方案V11 1.docx
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基于LTE的智能公交调度系统方案V111
基于LTE的智能公交调度系统方案
1概述
1.1运营调度管理的现状和问题
多年以来，公交运营现场调度一直处在一种对运营过程和线路客流、道路疏堵状况无法知晓的情况下的盲目派班、随意性大和事后控制的状态，使得运营车辆发车间隔不符合线上乘客的需要，又影响公交为乘客提供优质服务的宗旨的实现，也影响企业的经济效益。
粗放型的管理一直是公交企业最普遍存在又难以有效解决的问题，企业也花费大量人力、精力来改进运营管理，但仅靠传统管理手段是很难有效和系统地根本解决这一公交行业传统管理难题，只有利用现代信息技术手段才能提升运营调度的科学化。
公交线路和站点分布广，辐射区域大，造成调度管理分散、难以统一协调等问题，现场运营调度由于无法实时掌握线路车辆运营信息，缺乏及时、有效沟通，处在一种静态的事后调度模式，使运力资源得不到充分的发挥，对营运现场更谈不上有效的管理。
调度人员的运营调度行为处在一种非受控的“自由”状态，人情调车（人情路单）、随意调整发车间隔和任意调整候班或报修等现象时有发生，车辆进出场的准点率失准，更由于也是静态的事后管理，各种运营管理元素缺乏链式控制，导致线路运营调度管理粗放、随意性强，造成资源利用率低下，行车间隔不均匀、难以准点、运营成本升高。
1.2建设目标
基于LTE的新型智能公交调度系统公交平台是应用于各企业单位或个人管理车辆的综合应用系统，它集LTE无线通信技术、全球卫星定位技术、地理信息技术、计算机控制技术、高清视频监控等当今众多的高新技术为一体，通过对各种技术的融合应用、高度集成，将各项技术有机的结合发挥出最大效用。
（1）通过LTE-FI无线通信技术，为车内用户提供高速的网络带宽，使用户体验到4G带来的移动高带宽的网络体验。
（2）通过高清视频压缩技术，车辆调度管理带来高清视频监控的震撼效果，为车辆的安全管理带来有效的取证依据。
（3）采用GPS/北斗定位技术，为客户提供基于LBS位置的广告服务，减少广告的盲目性，使广告更贴心，更高效。
（4）通过公交场站的wifi通路，提供有效的实时发布系统，使广告管理更便捷快速，节省人力和流量费用。
（5）通过精确采集营运、非营运里程，一方面作为争取政府足额补贴的依据，另一方面作为公交公司营运分析以及考核司机收入的途径。
（6）通过多种定位技术保证定位数据的可靠性、精准性，从而实时掌握公交车辆的运营动态，进而为公交业务营运分析提供强有力的数据支撑。
（7）通过对班次数据的采集实现对司机收入的考核以及后续通过数据挖掘持续优化车辆使用率，降低人车比。
（8）加强企业车辆管理，提高车辆利用效率，完善工作流程、节约成本，全面实现车辆人员维护管理自动化，帮助企业实时掌控车辆状况，为车辆管理找出新路。
（9）实现对车辆无地域限制的实时动态监控和信息资讯查询服务。
（10）提供车辆突发事件的精确位置及准确时间信息，增强报警救助信息的快速、准确、可靠传递能力，用先进技术手段为车辆提供安全防范及应急救援、导航服务。
（11）通过对数据的统计和分析，及时准确的获取相关的运营数据，加强管理，提高管理水平和效率。
1.3建设依据
●2004年3月建设部下发《关于优先发展城市公共交通的意见》（建城[2004]38号）
●2005年9月，国务院办公厅转发建设部等六部门《关于优先发展城市公共交通的意见》（国办发〔2005〕46号）
●2006年12月，建设部会同国家发展改革委、财政部、劳动保障部等四部门下发了《关于优先发展城市公共交通若干经济政策的意见》（建城〔2006〕288号）
2方案价值与优势
2.1方案价值
●政府层面：
提升城市形象、合理规划公交线路；
●企业层面：
节能降耗、降低事故率、提升管理水平；
●社会层面：
便民、安全更有保障、提高市民出行满意度。
2.2方案优势
2.2.1采用LTE+WIFI技术，为用户提供高速的移动网络体验。
通过LTE无线通信技术，为车内用户提供高速的网络带宽，使用户体验到4G带来的移动高带宽的网络体验。
2.2.2采用多路高清视频监控技术
车载视频监控终端采用高清视频压缩技术，提供4路高清视频监控图像（720P）的实时传输和录像功能，给车辆调度管理带来高清视频监控的震撼效果，为车辆的安全管理带来有效的取证依据。
录像文件的自动上传功能是当车辆进入特定场站通过WIFI可以实现录像文件的自动上传到指定服务器的功能，该功能可以大大降低系统对终端设备的存储容量要求，终端设备可以采用可靠性较高的SD卡录像，而且无需额外的流量费用。
2.2.3采用基于位置信息的广告发布系统，为用户提供更贴心的服务
LBS定点多媒体广告平台是依托GPS智能精准定位，采用音视频播放及文本信息下发，实现信息精准化、实时化、深度化。
本平台以倡导社会文明、解决社会民众基本诉求为基石，以创新的科技手段杜绝广告污染，满足广告客户的价值诉求。
2.2.4基于ACC信号的GPS漂移处理方法与装置
（1）在检测车辆ACC信号处于关闭状态时，本方法能屏蔽所有漂移；
（2）在行驶过程中通过车辆行驶过程中相邻点的分析，有效地屏蔽了漂移情况，经过商用分析，已成功将行驶过程的漂移率控制在0.0001%以内；
（3）通过ACC信号和车辆运行相邻点的分析相结合，能有效屏蔽漂移况，提高GPS定位准确性。
本方法主要通过车辆ACC信号和车辆运行过程中相邻点的运行情况，有效地屏蔽了车辆在静止和运行状态时由于GPS定位信号问题而产生的漂移现象，从而有效地提高了GPS定位位置、速度、里程的精确性。
2.2.5平台开放性好成熟度高
系统采用成熟普及的B/S技术，设计方案基于大规模电信级运营经验，系统有着良好的可靠性，拥有与其他管理系统等信息化系统的信息接口，提供相应的API调用，便于系统的扩展。
截止到2012年，中国电信车管专家在全国已有2000余个成功案例，终端数达40000余台，涉及的行业有两客一危、物流、公安、公交、出租车、市政、混凝土运输等行业。
目前，在江苏、山东、广西、重庆、山西等地都有广泛应用。
2.2.6正版全国电子地图优势
系统平台采用的电子地图是通过正规渠道从具有甲级测绘资质的地图厂商-高德公司购买获得，有正规地图使用授权，不会有任何版权上的纠纷，有每年一次的稳定更新，地图覆盖31个省、自治区、直辖市和香港、澳门两个特别行政区，覆盖359个地级行政单位，2862个县级行政单位，覆盖全国所有高速路、国道、省道、城际道路及大部分县乡道路，道路里程200万公里以上，POI超过1200万，为全国各图商之最，地图数据采集更新及时，数据信息准确丰富，谷歌地图、微软地图、奔驰、宝马导航地图均采用高德地图数据，并且也是2010上海世博会唯一指定图商合作伙伴。
2.2.7多源地图展示优势
系统支持多种地图缓存模式瓦片图调用，如ESRIArcGISOnline、GoogleMap、微软BingMap、MapAbc地图显示。
支持地图显示、影像显示、影像和地图叠加显示。
3总体建设方案
3.1系统拓扑结构
3.2LTE-FI和WLAN网络架构
智能公交LTE-Fi系统是专为无线宽带业务设计的采用4G网络回传的无线局域网接入设备，定位为FDD-LTE移动网络和WLAN融合型接入产品。
整个系统采用中国电信瘦AP的管理模式，支持FDD-LTE网络上行和IEEE802.11b/g/n标准下行接入，兼容现有WLAN业务接入和管理模式，具有灵活布放、传输速率高、接收灵敏度高等特点。
适合于WLAN信号精确覆盖，如采用FDD-LTE无线网络作为回程实现快速和低成本的业务部署，是中国电信提供LTE和WLAN融合的无线接入解决方案之一。
系统包括的实体如下：
1）WIFI客户端
为乘客使用带有Wifi功能的手机，Pad和笔记本电脑。
2）LTEFI无线终端
为部署在车上的设备，包括用户终端接入模块和数据回传模块，完成支持802.11a/b/g/n等支持WIFI标准的终端接入，并使用FDD-LTE网络将用户数据回传至核心网络。
3）FDD-LTE网络
负责用户数据的传输，包括eNB，SGW,PGW等电信运营商设备。
4）WLAN网络
a）接入控制点（AccessController，简称AC）
AC作为控制接入点设备的控制器，完成对LTEFi终端的管理和配置，实现负载均衡，动态信道分配等功能。
同时AC作为接入终端的安全控制节点，完成相应的认证和计费辅助功能
b）PORTAL服务器
PORTAL服务器配合接入设备完成WEB方式下用户的认证。
c）RADIUS认证服务器
RADIUS认证服务器接受来自AC的用户认证服务请求，对WLAN用户进行认证，并将认证结果通知AC。
d）网管系统
主要完成对远端LTEFi终端的配置更新、网络管理、故障诊断、状态监视等功能
3.3系统整体架构
系统架构包括两大标准和六大层的内容：
采集层：
包括GPS数据采集、行车数据采集、视频采集、音频采集设备以及编码设备，无线传输设备。
基础设施层：
包括网络硬件平台及操作系统、安全设备等。
网络层：
主要包括互联网、物联网及移动互联网。
数据层：
包括基础地图数据库、车辆位置数据库、系统业务数据库、数据仓库，以及对数据存储、传输方面的统一接口服务。
应用层：
主要包括数据采集、视频采集、信息发布等系统。
展示层：
通过监控中心大屏、PC机、便携式电脑、移动手持终端、触摸屏及电子站牌等，为用户提供信息展示。
数据标准规范：
根据国家、省、市关于交通数据管理的标准和企业业务数据标准制定的交通数据标准。
安全管理体系：
主要是相关安全措施，如入侵检测；另一个方面是相关的安全管理措施。
3.4车载子系统
3.4.1LTE-FI
为部署在车上的设备，包括用户终端接入模块和数据回传模块，完成支持802.11a/b/g/n等支持WIFI标准的终端接入，并使用FDD-LTE网络将用户数据回传至核心网络。
主要功能如下：
1无线业务管理功能
支持APN、接入模式、MTU可配置；
支持网络激活状态、RSSI、IMEI、小区编号、在线时长信息查询；
2用户隔离功能
支持单AP及不同AP下的二层隔离功能；支持用户隔离功能的打开和关闭。
3带宽控制
LTE-Fi设备配合AC实现带宽控制功能：
支持基于用户和SSID的带宽控制；支持单AP下不同SSID配置不同的带宽控制要求。
4掉电告警功能
LTE-Fi设备支持断电告警功能，在车辆断电后设备可以主动释放LTE链路，并向AC上报离线原因为设备掉电
5时间同步功能
LTE-Fi和AC间支持基于NTP的时间同步
3.4.2高清视频监控和对讲器
主要功能:
1、现场预览
车载终端现场录像并可在本地和客户端同时预览；客户端同时支持4画面高清图像（1280X720）预览。
2、录像：
支持1～4路实时录像。
支持硬盘和SD卡。
3、回放：
支持单路车载本地录像回放；
支持客户端（中心）监视回放分析；
具有播放、暂停、拖动等播放功能。
4、对讲功能
客户端（监控中心）在数据通道可以发起与车载终端的单路语音对讲和广播对讲功能,广播对讲时允许双向通话。
5、录像文件的自动上传功能
到特定站点时，设备检测到特定的SSID（WIFI）后，会自动把设备的录像文件上传到服务器。
3.4.3实时定位和报警报站器
1实时定位跟踪
A）、用户可以根据自己的需求设定GPS信息的上传时间（2秒—65000秒），GPS车载终端自动实时上传信息（时间、经纬度、速度、方向、GPS状态信息）给客户端（监控中心）。
B）、实时预览图像中携带GPS信息，终端及客户端录像都携带GPS信息，客户端无论是回放远程或本地录像时都可以看到车辆的位置信息。
2报警功能
A．应急报警：
当用户遇到紧急情况（如：
遇劫；需要救助等紧急情况）按下按钮，同时报警指示灯亮；终端立即上报中心。
B．停车超长报警：
用户可以设定最长停车时间，当终端超过预定时间停车时。
终端立即上报中心。
C．超速报警：
用户可以设定最大车速，当终端超过预定速度并且持续10秒钟以上行使。
终端立即上报中心。
D．线路偏移报警：
当车辆偏移所设定的线路时，立即上报中心。
3自动报站功能
●手动、自动报站（支持内外音）；
●站点坐标智能采集，采集后的站点文件可供同线路其他车辆使用；
●常用服务用语播报；
●转弯提示自动播报。
●可存储10条以上线路（每条线路不少于100个站点）报站语音，支持线路文件的远程更新，实现全自动的自动报站管理。
4远程维护功能
车载终端可通过远程实现软件自动升级。
3.4.4广告机
1、本地SD卡存储广告文件
2、通过LTE-FI下载广告文件
3、通过WIFI下发广告文件，到特定站点或特定的SSID（WIFI）时自动下发广告文件或者报站器文件，有效节省网络费用。
4、LBS定点多媒体广告
5、实时互动广告
案例：
湖北省XX市福利彩票在宜都市公交车上投放的有奖冠名广告。
广告内容：
以福彩某一票种刚开奖的当期的一等奖中奖注数、单注奖金额为题，如当前以双色球出题，15天后更换为七乐彩出题，在滚动字幕中播出，乘客以手机短信息答题，每天产生5名幸运乘客。
滚动字幕和短信同步通知获奖者到奖品提供方处领取奖品。
冠名商家：
栏目总冠名、题目答案内容冠名、奖品提供方冠名。
6、视频、图片、文字多种广告信息发布
4辅助系统
4.1电子发车调度屏
公交电子发车调度屏是用于公交调度系统信息服务的产品，它采用先进的无
线通讯技术、微处理机控制技术和计算机网络等技术，通过调度中心预报车辆发
车的班次信息。
如：
发车时间、车号、线路号，趟次等信息，快速、准确的显示
司机。
同时，提供公益信息发布平台，如：
天气预报、通知等。
4.2电子站牌
公交电子站牌是用于公交系统信息服务的产品，它采用先进的无线通讯技
术、微处理机控制技术和计算机网络等技术，通过调度中心将公交线路上的车辆
位置、车辆运行时间等信息快速、准确的显示给候车乘客。
5系统平台建设方案
5.1设计原则
智能公交系统建设是一项持续的发展过程，遵循“统筹规划，分布实施，重点突出，点面结合”的原则。
系统建设还遵循以下原则：
●成熟性
本项目选用成熟的软硬件设备和相关技术保证系统的顺利建设和建成后的有效服务。
●先进性
选用代表现在和将来发展方向的技术，制订行业内领先的信息化解决方案，保证系统在技术上、行业管理和服务领域等多方面的领先性。
●开放性
系统应为现有系统和以后可能的各个系统预置方便灵活的接口或交互集成机制。
●实用性
应从运行环境、满足工作人员使用等方面综合考虑，同时要结合实际操作和运行维护。
●安全性
应充分考虑系统运行的安全策略和机制，可以根据不同的要求和应用处理，设置不同的安全措施。
●可靠性
整个系统软硬件及技术应具有高可靠性，确保正常运行。
●扩展性
系统应具有良好的可扩充、扩展能力，能够方便进行系统升级和更新，以适应业务的不断发展。
●经济实用性
系统和设备应考虑投入产出比，合理投入，有理有节；通过对系统的优化设计，降低升级扩展的费用开支。
●标准统一性
系统各部分设计尽量采用信息产业发展中标准的接口；能利用通用设备或部件的，优先考虑通用。
5.2数据采集
5.2.1定位数据采集
利用各种数据采集器（包括车载终端、POS机等）通过GPS模块、WiFi模块、LBS模块和CAN总线模块等采集车辆位置、速度、里程、进出站、班次等数据，实现数据的精准采集。
5.2.2里程数据采集
运营和非运营统计，班次里程统计、到离站信息统计。
5.2.3班次数据采集
车辆营运报表中，添加可查看班次详细
在班次报表中，增加了每个班次运营过程每个班次的详细进、出站信息。
5.3实时调度
5.3.1实时监控调度
实时监控调度为智能公交调度管理系统中最为重要的部分，是公交公司调度车辆的生产工具，其通过虚拟线路图把实际公交线路进行虚拟化、直观化，让调度员直观了解车辆在线路中的分布情况，能够合理地采取调度手段。
同时，系统可自动记录发车情况，降低调度员的劳动强度，使得调度员能够集中更多地精力调配车辆；电子路单实现无纸化办公，使得数据汇聚和分析时间大大缩短，为领导做出正确决策提供了有力的原始数据。
虚拟线路图直观地反映线路车辆分布状况、上、下行车辆运营情况、待发车辆情况、调度员根据直线图上的车辆间距合理控制车距、及时采用各种调度措施，尽量使班次准点率、班次执行率达到一个比较理想的状态。
虚拟线路图一共分为四个部分：
待发列表、直线图、站点、车辆；从早晨第一个班次开始、车辆从始发站的待发列表跳到上行线直线图，然后向终点站匀速运动（点击直线图上车辆的图标可显示车辆的动态运行状态，如：
所属路队、线路、速度、当前在班司机、班次、运次、已行驶的里程数等）、系统自动进行到站识别（为了提高准确率显示屏上提供了手动到站的工具）自动跳到下行线待发列表中，从对方车站发车后运行在下行线上，依次循环直至当日班次完成。
公共交通系统以形象、直观简洁的调度模拟界面，实时显示车辆当前信息（例如乘客量多少），多方位显示车辆状态信息。
车辆易于调度，可同时对车辆视频监控。
5.3.2线路显示配置
可配置监控窗口显示的线路的数量，同时也可单独对某条线路进行单独查看，即单线模式查看。
5.4视频监控功能
系统具有在同一客户终端上同时监视同一辆车上单路或多路视频图像的功能，为全方位了解车内情况奠定基础；同时也具有在同一客户终端上监视多个车辆上的视频图像，为实时调度和管理打下良好的基础。
5.5录像功能
车载无线视频监控设备本身具有实时录像的功能，录像文件存储在设备自带的硬盘或者SD卡上。
除此之外，系统也提供手动录像功能，调度员或相关管理人员可根据需要随时选择系统各个车辆上的监控前端进行录像控制，录像数据保存在本地监控电脑中。
系统同时提供录像检索和回放功能。
调度员或相关管理人员可根据需要进行两路同时检索回放功能，提供强大的图像取证、对比、分析手段。
同时，系统提供以时间、通道号、录像类型等多种智能化快速检索功能，从而在进行录像回放时更加的方便快捷。
5.6录像文件自动上传功能
车辆进入特定场站通过WIFI可以实现录像文件的自动上传到指定服务器的功能，该功能可以大大降低系统对终端设备的存储容量要求，终端设备可以采用可靠性较高的SD卡录像，车辆进入特定场站通过WIFI把录像文件上传到指定服务器无需额外的流量费用。
5.7自动报站
可配置公交车辆的站点，或者始发站或终点站通过GPS位置自动播报点信息，此外支持司机手动报站。
传统手动报站：
通过司机操作,手动控制报站提示的时间、内容。
GPS自动报站：
车载终端通过预存的站点坐标，自动报站，无需人工干预。
5.8电子围栏
调度员或相关管理人员可在电子地图上划定任意形状的“电子围栏”，监控公交车辆是否按规定的线路、规定的时间、规定的区域运行。
5.9语音调度与监听
5.91调度信息发送与显示
系统可以向指定的一辆车或多辆车发送调度信息，调度内容将显示在车载终端的显示屏上，可通过语音盒转化为语音信号，驾驶员在阅读或收听信息后可进行答复；另外，为方便用户使用信息发布功能，系统提供信息预设操作，即用户可以预设一些常用信息内容，如：
雾大请小心驾驶；请尽快返回公司等等。
5.9.2语音通话
可通过手柄或语音调度屏实现监控中心与司机的双向语音通话，并支持通话限制：
即终端只能接听或拨打预设的电话号码。
5.9.3语音广播
可通过手柄或语音调度屏实现监控中心与设定的司机群进行广播，广播时不仅提供语音的下行通路（监控平台司机），也提供语音的上行通道（司机监控平台）的双向语音通话，避免语音广播时得不到广播回应的问题。
5.10车辆报警
5.10.1超速报警
可以设置不同的车速限制，一旦车辆行驶速度超过该速度值，则向监控中心发送车辆报警信息，同时可以提醒驾驶员当前超速驾驶，并支持将超速报警信息以短信形式发送至管理员手机上。
5.10.2越界报警
又称电子围栏，可预先规定好车辆行驶的区域范围，当车辆进入或离开该区域的时候会上报告警信息给监控中心，监控中心收到信息后进行相应的处理，同时系统支持将越界告警信息以短信方式发送到指定的手机上。
5.10.3求救报警
车载终端上有一键报警的按钮，当发生突发事件时，驾驶员可触发一键报警按钮，紧急报警的信息会发送到监控端。
5.11智能排班
公交公司排班人员可通过预定义的发车趟次循环，每天自动生成人员、车辆的趟次任务，以提高管理效率，实现营运资源的合理化配置。
计划实施过程中可根据需要进行动态的排班调整。
公交公司排班人员可以根据一段时间的路牌计划与实际执行情况对比参照，并结合其他诸如乘客流量统计、线路调整信息等，对已定义的路牌信息进行优化调整，以实现尽量少的人工干预。
公交公司排班人员根据每日车辆动态信息（路别、故障、保养、专车、事故等），根据人员动态信息（轮休、请假、所属路别等），根据天气、节假日、季节、间隙等建设车辆、人员排班模型，选择不同预案，生成线路运营表，由人工确认（调整）后发布。
排班计划编制
计划模版的制作；调度输入线路各种参数（开收班时间、两地配车数、早晚高峰时间段、分圈数），系统制定出排班模版（一般可分为：
夏季、冬季、节假日）；每日人车安排，按逆序和顺序更换每日人车安排，为调度系统提供发车依据。
5.12运营分析
通过报表提供车辆营运统计信息，作为营运人员考核标准；统计线路的整体营运成本和效益情况，为线路优化提供决策依据。
5.12.1司机趟次统计
可对各条线路、各辆车、各个司机的趟次进行统计
5.12.2司机班次统计
可对各条线路中各个司机的班次、里程进行统计
5.12.3调度日志统计
可对下发到各条线路中各辆车的文字信息进行统计
5.12.4司机考勤统计
可对各条线路中的各个司机的刷卡考勤信息进行统计
5.12.5车辆里程统计
可对各条线路中的车辆里程进行统计
5.12.6报表的输出
强大的报表输出功能，系统提供多种格式的报表输出。
包括Excel，PDF等大部分流行的文档浏览格式。
系统提供报表的打印功能，具备一般文档打印的所有功能。
5.13系统性能
5.13.1网络吞吐量
在FDD-LTE网络覆盖良好情况下
固定位置状态单用户下载速率不低于50Mbps；
车辆行驶状态单用户下载速率不低于20Mbps；
5.13.2多用户容量
单个LTE-Fi设备关联用户数不低于50个，并发业务用户数不低于30个；
6系统手机端建设方案
无论何时何地，用户通过随身携带的手机，就可查询到要乘坐的公交车的实时位置、实时到站、实时离站等信息。
其实现的主要功能如下：
6.1电子站牌
1）以电子站牌形式显示公交车离乘车站还有几站的实时数据，等车站点可以选择，也可以查询等车点周边的餐饮、娱乐、交通等地点，并在地图中显示，并且可以作为终点位置，用于公交乘车方案查询。
2）可查看某辆车的实时到离站信息，同时显示线路名称、方向、首末班，以文字显示最近公交、下一班公交离乘车站距离的站数以及下一班公交发车时间。
3）好友分享：
通过用户手机中已安装的分享方式（例如微博、短信、邮件等）将站牌模式内容进行分享。
4）意见反馈：
对报站情况进行文字形式反馈，反馈类型包括表扬、建议、批评、咨询和其他。
5）帮助：
对软件中的图标进行说明
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