智能化BRT公交管理系统解决方案.docx
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智能化BRT公交管理系统解决方案
1、快速公交系统总架构3
BRT智能系统的结构4
系统逻辑结构4
系统物理结构5
智能系统的集成6
系统安全及应急处理8
2、网络通信系统9
~
系统框架9
系统概述10
系统功能10
无线传输系统11
有线传输系统11
3、车辆实时定位系统12
系统概述12
系统框架12
!
系统功能12
4、视频监控系统13
系统概述13
系统框架13
系统功能14
前端系统功能14
中心系统功能14
5、售检票系统15
}
系统概述15
IC卡售检票系统功能要求15
6、乘客信息服务系统15
系统概述16
系统功能16
出行前信息16
车站信息17
车内信息17
、
7、运营调度管理系统17
系统概述17
系统逻辑结构17
系统功能18
实时调度18
8、公交信号优先系统18
系统概述18
系统框架19
。
系统功能19
解决方案20
9、企业管理信息系统建设21
系统概述21
系统功能21
10、站台安全及其他服务系统21
系统概述22
系统框架22
，
系统功能22
换乘及乘客过街设计23
车道隔离带设计24
11与相关智能交通系统的融合24
与交通信号控制系统的融合25
与城市违章管理系统的融合25
与公交调度管理系统的融合25
`
—
智能化BRT公交管理系统解决方案
概述
随着城市经济的发展，城市交通问题日趋严重，大力发展公共交通是解决城市交通问题的根本途径。
轨道交通具有容量大、运行速度快等优点，但轨道交通因成本高、建设周期长等因素限制了其在我国大城市中的广泛应用。
常规公交因先天规则不足、小汽车迅猛发展等影响，运营效率低，服务水平差，在发展中受到阻碍。
快速公交（BRT）运营特征接近轨道交通，而成本远低于轨道交通，是当前国际工程界为解决城市交通问题而大力推广的一种公共交通模式，它的出现为解决我国大城市交通问题带来了契机。
快速公交车辆智能调度和安全的信息化管理是提高快速公交管理和服务水平的重要手段，包括车辆行驶地理位置和到站监控等等，其中对车辆自动识别和定位技术是关键技术，本方案在分析研究现有的一些方案的基础上，结合本公司的特点及以往项目工程实施的经验，提出一种较为可行的技术方案。
—
1、快速公交系统总架构
国内外研究成果认为，快速公交系统（BusRapidTransit，BRT）取得成功的核心要素包括：
专用道路、新型大容量公交车辆、水平上下车、车外售检票、交叉路口公交车辆优先通行和智能交通系统。
有专家称∶“城市轨道交通的优势在于其集成，而不在于其轨道”。
可见集成的智能公交系统是BRT快速化得以实现的根本保证之一。
为了实现BRT快速、有序、舒适、高效、服务周到的总体运营管理目标，BRT智能公交系统的总体设计需求包括：
1．采用网络、通信、控制、计算机、信息处理及其他智能交通系统技术，通过集成设计，实现BRT“人-车-站-道”一体化调度、管理、监控和服务，将公交优先、合理调度、快速上下、安全舒适、人性化服务的功能发挥出来。
2．通过自动信息采集手段，满足BRT现代化运营所需的“业务-资金-信息”三位一体的现代化业务调度要求，达到优化运行、优质服务、规范管理的目标。
3．采用动态信息获取及可视化技术手段，对车辆进行实时动态定位，对停车场、BRT车站进行可视监控。
4．实现运营作业计划和劳动配班计划的计算机编制，对BRT运营业务实行进行计算机辅助调度。
#
5．根据BRT的运行要求，实现各路口的公交信号优先控制。
6．建立集成的、综合利用的信息传输网络，满足BRT目前的多媒体信息传输、业务调度、实时监控需要，满足未来扩展、BRT联网和与公交大系统集成、与城市ITS大系统集成的需要。
7．建立先进的，符合公交运营管理要求，符合BRT运行需要的售票、检票系统，为乘客提供快捷、方便的服务。
8．通过各种手段，为BRT乘客和其他出行者提供准确、方便、有吸引力的BRT和公交信息服务。
BRT智能系统的结构
对BRT智能系统的总体结构描述分为逻辑结构和物理结构两个体系。
逻辑结构说明了系统功能层次，物理结构则说明了系统的工程实现划分。
系统逻辑结构
图1描述了BRT智能公交系统中各系统的逻辑集成关系。
从图中可以看出，每个子系统都只能与智能集成系统有直接联系，通过智能集成系统访问其他子系统。
《
图1BRT智能系统业务逻辑示意图
系统物理结构
从物理结构上看，BRT智能系统包括车站电子设备、停车场电子设备、车载电子设备、调度中心电子设备、公交信号优先相关电子设备等。
它们一起为BRT智能系统提供稳定、可靠的硬件支撑平台。
BRT智能系统的物理结构如图所示。
图2BRT智能系统物理结构示意图
智能系统的集成
为了让BRT各子系统协调一致工作，需要将BRT的各个智能子系统进行有机集成。
实现有线/无线网络、数据-语音-视频、各类电子设备、人-车-站-道（路口）的一体化监控和调度、企业业务-资金-数据三流合一的有机集成。
下图示意了各个子系统集成的关系和它们间的数据流向。
。
图3BRT智能子系统之间的关系
调度中心是整个BRT智能系统的核心。
中心通过网络通信、硬件设备、软件系统、数据库以及人机交互的配合实现运营调度的管理、实时监控和调度、运营数据统计分析等功能，从而达到对整个BRT运营的集中调度和统一管
理。
1．通信方式
（1）宜采用有线、无线相结合的方式，通过IP电话、联网等手段进行通信。
（2）带宽要求：
以太网为100Mb/s,主干网为1000Mb/s。
2．|
3．网络设备
（1）BRT调度中心的各个设备通过核心交换机进行连接，并通过路由器连接到主干网上。
（2）需至少配备5种逻辑功能的服务器：
应用服务器、视频服务器、WEB服务器、数据库服务器、GPRS服务器。
4．视频服务器软硬件
（1）软件：
建议采用Windows2000或以上系列操作系统。
（2）硬件：
视频输入可以同时显示16路，录像速度为400帧/S，录像分辨率为702X576、352X288或176X144，放像模式支持以下不同速度的前放、倒放。
5．机房
（1）存放服务器、交换机、路由器等各种电子设备。
（2）：
（3）足够宽敞，并提供良好的通风、温控、除湿、照明等条件。
（4）应当配备在线式UPS不间断电源和配电柜。
UPS应能支持全部主要设备，供电时间不少于2小时。
6．投影设备和电视墙
（1）安放于调度室内，能方便地进行实时监控和调度，能清楚的了解当前车辆信息。
（2）投影仪或电视墙可以在屏幕上分别显示调度台的三类显示内容（视频图像、车辆实时监控信息和运营调度信息），并可以自由切换。
系统安全及应急处理
BRT智能系统的信息安全至关重要，一般包括边界信息安全（BRT业务网络与公用网络、外部公交网络连接）、内部信息安全（内部各子系统的集成和应用），两方面都需要相关信息安全技术予以支撑与实现。
结合BRT智能系统的子系统集成框架，设计BRT信息安全方案时可根据实际情况选择采取如下（且不限于）的信息安全技术：
防火墙：
用于边界安全，实现访问控制。
它在内部网络与不安全的外部网络之间设置障碍，阻止外界对内部资源的非法访问，防止内部对外部的不安全访问。
主要实现功能有：
包过滤，应用网关技术，代理服务、实现数据流的监控、过滤、记录和报告功能。
安全路由器：
用于边界安全，主要实现功能有：
采用访问控制列表技术来控制网络信息流。
虚拟专用网（VPN）：
用于边界安全，在公共数据网络上，通过采用数据加密技术和访问控制技术，实现对BRT智能系统内部网的访问。
一般采用具有加密功能的路由器或防火墙建立VPN。
安全服务器：
用于内部安全，解决BRT智能系统内部网的信息存储、传输的安全保密问题，其实现功能包括对BRT智能系统内部网资源的管理和控制、用户的管理、与信息安全相关事件的审计和跟踪。
身份识别技术：
在BRT系统信息网络的访问控制中，身份识别是关键。
该类技术产品有IC卡（基于PKI体制，存储用户的个人私钥）、指纹、视网膜、脸部特征等身份识别技术，与数字签名技术结合，实现用户身份的有效识别。
安全管理中心与安全策略：
较为完善的BRT系统信息网络中信息安全产品较多，且分布在不同的位置，这就需要建立一套集中管理的安全管理中心和信息安全策略。
其实现功能是给各网络安全设备分发密钥，监控网络安全设备的运行状态，负责收集网络安全设备的审计信息、制定内部信息安全的规章制度等。
入侵检测系统（IDS）：
用于边界安全，入侵检测，作为传统保护机制（比如访问控制，身份识别等）的有效补充，形成了信息系统中不可或缺的反馈链。
、
安全数据库：
BRT智能系统中具有较多的敏感机密信息，采用安全数据库确保数据的完整性、可靠性、有效性、机密性、可审计性及存取控制与用户身份识别等。
安全操作系统：
给系统中的关键服务器提供安全运行平台，构成安全WWW服务，安全FTP服务，安全SMTP服务等，并作为各类网络安全产品的坚实底座，确保这些安全产品的自身安全。
建议采用Unix,Linux系统，可以有效地抵御病毒、木马的破坏。
各子系统组成与功能
2、网络通信系统
系统框架
信息传输系统的设备分布在整个BRT沿线的所有站点，为各个站点、停车场、监控中心之间、车地之间提供信息传输通道。
本系统是其它各个业务系统的信息承载平台，由于其它系统在沿线各个站点均有相关业务，为了保证各个子系统在不同站点之间数据稳定、安全、高效的传递，信息传输系统应该是一个可靠的平台，应该能够覆盖整个BRT线路，其框架如图1所示。
《
图1信息传输系统框架图
系统概述
在BRT系统中，信息传输系统是连接各个子系统以及各子系统在沿线所有站点之间的信息承载平台，为各个子系统提供可靠的、冗余的、可重构的、灵活的信息传输通道。
除满足近期需求外，还应该能够满足BRT系统的发展需求，并且具有方便新技术的引进及向新型网络的平滑升级的功能。
从应用层次考虑，BRT信息传输系统是用来为其它各个子系统提供相应的数据传输通道。
BRT信息传输系统的可靠性及技术先进性决定了整个BRT系统的可靠性及技术先进性。
就信息传输系统的实现方式来说，信息传输系统应该分为有线通信和无线通信两部分。
系统功能
无线传输系统
；
．车地间的信息传输
在BRT系统的运营中，车地之间的信息传输是非常重要的，其传输的数据包括车辆运行状况数据信息、车辆追踪定位、停靠站信息显示、车载电视信息等。
为BRT车辆的运营、管理提供实时、准确的运行数据。
为提高BRT车辆的服务质量提供了优越的技术平台，可以提供在常规公交车辆上很难实现的综合信息发布系统。
．车站间、车站与控制中心间信息传输
另外考虑BRT线路建设的特点，一般都是在既有的公交线路上重新规划BRT线路，其信息传输系统的建设受到现有环境的影响比较大。
在某些特殊路段不方便铺设光缆或架设有线传输路由时，无线传输技术是唯一能够解决问题的技术手段。
在这种情况下，对传输设备的带宽及速度要求很高，其传输的数据涵盖其它各个子系统的信息传输数据，是有线传输系统很有效的辅助解决方式。
有线传输系统
光纤信息传输系统通过光纤复用设备，将低速电信号转换成光信号通过光纤传输到对端然后再转换成电信号。
通过光电转换的手段将电信号实时、可靠、高效的传送到目的点。
闭路电视监视系统：
光纤信息传输系统将沿线站点、车站、停车场的视频数据转换成光信号，传送至监控中心。
用于监控中心对整个路段的监控点进行实施的监控，能够保证信息传送的大容量、高可靠要求。
*
电子售检票系统：
各个站点的售检票数据要实时的传输至票务控制中心，光纤传输系统能够保证将此信息安全、可靠、实时的进行传输。
乘客信息服务系统：
需要快速、实时的光纤信息传输通道，能够将BRT系统沿线的视频信息发布设备、信息显示设备。
办公自动化系统：
光纤信息传输系统能够提供接口类型丰富、接入方式灵活的传输通道，组建涵盖整个BRT路线的高效灵活的办公网络。
光纤信息传输系统：
为了保证满足BRT系统业务不断升级丰富的需求，光纤信息传输系统能够提供良好的可拓展行及升级能力。
《
3、车辆实时定位系统
系统概述
车辆定位通信系统是BRT智能系统的重要组成部分，是调度中心与运营车辆实现信息交互、保证BRT系统高效运行的必要条件，同时也是为乘客提供信息服务的数据来源。
车辆定位系统的设计目标主要包括：
（1）建立车辆、调度中心之间的无线通信联系，为车辆调度提供前提条件；
（2）采集车辆位置、速度、工作状态等信息，为调度决策提供重要依据；
（3）利用双向数据通信能力，实现面向乘客的车内动态信息服务，并为车内广告等增值业务提供支持平台；
（4）#
（5）提供公交信号优先、车辆进出场站识别所需的车载硬件；
（6）通过对人员操作及车载设备的全面监控，实现公交运营的过程控制；
提供面向驾驶员的辅助调度界面。
系统框架
定位子系统
通信子系统
调度子系统
*
图2车辆定位通信系统功能划分图
车辆定位通信系统由定位子系统、通信子系统及调度子系统构成，以移动通信技术、电子地图、地理信息系统等技术为支撑平台，实现公交车定位跟踪、监视报警、指挥调度、信息查询一体化的功能，其功能划分如图2所示。
车辆定位系统是实现车辆运营信息采集的主要手段，车辆的合理调度及运营过程控制在很大程度上取决于其定位精确程度。
BRT车辆定位宜采用连续定位和点式定位相结合的方式，以此提高定位的精度。
系统功能
车辆定位系统是整个BRT智能系统的核心部分，主要是解决BRT车辆的定位跟踪问题，即调度中心能随时了解某辆公交车处于什么位置。
BRT车辆定位首先要满足中心监控调度的需要：
在定位的基础上对公交线路实施合理的调度；同时，车辆定位提供的数据经处理后还要满足候车乘客的需要：
了解下一班次车何时到达、在何位置。
在BRT智能系统中，关键问题是要准确地知道公交车辆当前所在的位置，车辆全程定位通常采用GPS技术解决。
GPS车辆定位系统是将GPS、GSM/CDMA和GIS进行有机地结合，通过GPRS将移动车辆的定位数据和车辆状态信息传送至BRT调度中心，并运用GIS技术获得车辆在电子地图上的位置，以便使BRT调度中心可以对移动中的车辆进行管理、调度和监控；同时，利用GPRS可以向车辆发布简短的消息，实现中心和车辆之间的动态信息交换。
《
4、视频监控系统
系统概述
为了确保快速公交所要求的安全、高效、有序的运营，视频监控系统是实现快速公交智能化管理和安全防范的重要手段之一。
视频监控系统主要用于对BRT行驶线路、BRT场站车辆进出场站情况、BRT沿途各个车站以及夜间站台安全的监视。
现场摄像机的配备必需适当，过多会增加工程投资和对司乘人员的日常工作带来负面的心理影响，过少则不能对BRT运行环境进行有效的监视，出现死角。
系统应体现出BRT的智能化水平，并具有一定的超前意识，具有高度的灵活性和系统的可扩展性以满足将来系统扩容的需要。
系统框架
图3视频监控系统框架图
视频监控系统由三部分构成：
前端摄像机、信息传输通道和管理控制设备。
根据BRT运营的实际情况，在各个监控点分别安装各类摄像机（固定彩色摄像机、带云台彩色摄像机和半球型彩色摄像机）、光端机；在调度中心安装数字光端机、硬盘录像机和监视器等；重要位置还应安装声、光、电报警设备，实现全能的防御报警功能，其组成结构如图3所示
系统功能
】
前端系统功能
前端系统的功能包括：
1．图像采集：
使用摄像机对车站、车场等地实时采集图像；
2．接收监控中心控制：
摄像机系统的云台、镜头等能够接受中心的控制，实现对场站从大范围到细节的监视；
3．视频传输：
前端的视频光端机将视频信号和控制信息通过电信光纤等传输通道传送至BRT调度中心。
中心系统功能
1．图像记录功能：
中心系统能够对所有图像进行实时记录。
2．录像检索回放功能：
系统支持对录像的检索和回放功能。
>
3．图像控制功能：
中心系统能够实时对前端摄像机镜头、云台进行控制。
4．权限控制功能：
系统支持权限控制，根据用户权限确定能够监视、控制、管理、回放的图像。
5．支持C/S和B/S结构的客户端。
5、售检票系统
系统概述
快速公交系统通常采用与轨道交通类似的收费体系，将售票系统置于公交枢纽或候车站台外，在公交车辆进站前完成收费，从而实现快速简单的售票，提高上下车的速度，节省公交车辆进出站的等候时间。
BRT车站售检票系统的构成主要可分为车票、售票系统、检票系统和票务结算中心。
IC卡数据传输系统如图所示。
!
图4售检票系统数据传输结构图
IC卡售检票系统功能要求
（l）采用交通一卡通IC卡售检票系统实现BRTIC卡售检票功能。
（2）实现票务数据的存储和传送，以及和场站、上级单位或一卡通IC卡中心的数据交换功能。
（3）具备票务管理功能，能实现IC卡数据结算、IC卡数据的统计查询、基础数据的维护、IC卡交易的原始数据查看、结算统计数据的维护等。
（4）IC卡的售卡、充值在统一设置的售卡充值点进行，也可以在空间条件允许的BRT车站设置售卡充值点。
（5）IC卡检票采用站台检票：
在站台上设置与客流量相适应数量的IC卡刷卡验票机，乘客在站台完成IC卡检票；通过车站网络系统将票务数据实时或定时传送至BRT公司IC卡结算分中心，再由BRT公司IC卡结算分中心传送至上级公司IC卡结算中心。
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6、乘客信息服务系统
系统概述
乘客信息服务系统是BRT智能系统的重要组成部分之一，此系统主要为旅客在出行前、出行中、出行后提供静态和动态的导乘信息。
它是为乘客提供快捷的、有效准确的、利于乘客出行的信息系统。
BRT的乘客信息服务系统包括了所有关于BRT交通服务的使用方法、可利用的信息类型以及提供信息的方式，让乘客了解并方便的使用这个系统。
乘客信息服务系统主要为车站和车上的乘客提供及时道路和车辆运行信息。
其中，车站信息系统提供的内容主要包括：
线路信息、行车时刻表、下一辆车到站预报、乘车指南、乘客须知、换乘提示、文明宣传、公益广告等服务信息。
另外，车内信息系统可提供车辆目前的运行信息，换乘信息，到站预报，以及多媒体信息等一切给乘客带来益处的信息。
乘客信息服务系统
出行信息服务
%
车站信息服务
车内信息服务
出行前信息服务
网络信息服务
公交
热线电话
线路信息
行车时间
~
乘车指南
公益广告
运行信息
换乘提示
到站预报
多媒体信息
\
图5乘客信息服务系统框架图
系统功能
乘客信息服务系统包括静态和动态的旅客信息。
实时信息通常可以分为三种：
（1）出行前信息；
（2）车站信息；（3）车内信息。
每一种信息的功能各不相同。
出行前信息
出行前信息系统是提高公交方式出行可靠性的有效途径，同时也是引导交通需求均衡分布的有效手段。
在乘客出行前为其提供准确和及时的信息，使乘客可以根据这些信息进行决策，选择出行路线和出行时间。
出行前信息涵盖广泛，包括了公交路线、地图、发车时间表、票价、停车换乘站的位置、线路实载率情况、途经重要地点和天气状况、各路段交通拥挤情况等各种信息，帮助查询者确定最满意的出行计划。
《
车站信息
停靠站/路边乘客信息系统通过电子站牌、触摸屏等媒介为公交方式出行的乘客提供信息，包括实时车辆到离站信息，预到站信息，车辆满载率信息，也包括传统的静态服务信息。
车内信息
车内信息包括车辆各种运行信息，准点情况，到站信息播报和换乘信息等。
还可发布其他多媒体信息，如旅游景点和地方大型活动出行信息等。
7、运营调度管理系统
系统概述
BRT运营调度系统从技术上主要是采用GPS、GIS、GSM/CDMA、视频监控技术进行车辆定位、动态跟踪，实现公交车辆运营调度、指挥、监控的自动化，同时以计算机代替繁杂的手工记录工作，真实、快速、精确地进行运营指标、数据的统计分析，实现公交运营生产的智能化、现代化管理。
运营调度系统体现了BRT的核心业务，也是BRT智能系统实施中最关键的一部分。
运营调度系统需要利用车辆定位和通信系统、视频监控系统、信息传输系统实现车辆的动态跟踪，从而为调度人员准确把握车辆状态、指挥车辆调度服务。
同时，运营调度系统也可以为乘客信息服务系统提供必要的信息
\
系统逻辑结构
运营计划
车辆监控
实时调度
统计分析业务改善
场站监控
Action
?
Plan
Do
Check
场站勤务
图6调度系统逻辑结构图
实时调度系统提供运营调度、维修调度、加油调度、故障调度、临时区间车调度、放空调度等功能，辅助运营现场的运力调度并提供原始的运营数据，是实现智能调度的支撑软件。
系统功能
实时调度
实时调度系统通过对人员、车辆进行组织，按照编制的运行计划执行调度，并根据实际发生的需求变化对运行计划进行实时调整，以满足运营的需要。
…
运行调度系统应提供实时运营调度、维修调度、加油调度、临时区间车调度、放空调度、故障等异常调度等功能。
、发车调度：
系统能够根据线路行车计划、调度规则和车辆的运行信息，自动提供优化、动态的车辆发车时刻表，并可自动向驾驶员发出调度指令。
系统能够自动排队安排发车，自动产生车次记录并支持人工干预模式。
系统能够根据预定的调度规则，计算出优化的发车间隔和发车时间提供给调度人员作为调度的参考数据，调度人员能够根据需要修改预计发车时间；调度人员能够参照计划和现场的实际情况安排营运发车、放空发车、区间发车、包车、加油、维修保养。
、计划跟踪：
能够实现对到发车辆信息的自动提示。
自动比较运行状态与运营计划差异，对于异常情况自动报警。
、应急调度：
调度员能够对突发事件（车辆故障、交通事故、交通堵塞、客流突增等情况）进行人工应急调度。
调度员能够记录现场的故障情况和故障里程。
、烂班处理：
车辆由于故障或事故推出营运，系统应能记录烂班原因，例如故障种类等。
8、公交信号优先系统
系统概述
在BRT线路上实行公交优先是实现BRT系统高效、安全、平稳运行的前提，信号优先是BRT系统实现快速公交的重要技术手段。
信号优先技术必须能同时实现BRT车辆在空间和时间通行权上的优先。
空间上的优先可以通过设置公交专用道或分道器来实现。
时间上的优先也即信号优先，是指交通信号系统对BRT车辆在“时间”上给予的优先，它主要体现在：
当BRT车辆行驶到十字交叉路口附近时，交通信号系统识别到车辆并判断车辆的运行方向，为BRT车辆提供优先通行信号。
有数据表明，交叉口延误占公交整个行程时间的10～20％，占整个延误时间的50％，因此交叉路口BRT车辆的信号优先将是其快速、准点的可靠保障。
）
系统框架
要求具有比较完备的城市交通信号控制系统，在这种前提下实施BRT的信号优先，采用面向BRT的嵌入式优先信号控制器，以实现对BRT车辆的检测、优先控制信号的发送，同时在信号机联网功能无法发挥的情况下，优先信号控制器自行组网，通过联网的中心软件，实现对BRT车辆运行状态的实时监控、控制。
图7信号优先系统框架图
系统功能
实时获取路口信号灯、优先信号控制器的状态，车辆经过情况及是否发送优先，并在中心软件的界面上显示。
可手动发送优先信号，根据多个路口的状况，编制优先预案，实现预案控制。
可设置非优先时段，在交通繁忙时段BRT非优先通行，在该时段内控制
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