公交营运调度系统解决方案设计.docx

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公交营运调度系统解决方案设计

公交营运调度系统

解决方案

上海澳马信息技术服务有限公司

2013年11月

1.前言

随着社会高速发展，交通已成为经济发展的关键要素。

其中城市公共交通如血脉一般连接着城市的各个部分，为城市的发展提供着营养。

而在我国，地铁普及率较低，城市公交的主要方式还是地面公交。

公交行业具有乘客流动性大、密度差异大、素质参差不齐等特点，难以对其进行有效的监控管理，一旦发生安全问题，又往往后果严重。

公交行业除了面对驾车安全、防盗防抢、司乘纠纷等传统问题还要特别关注新形势下针对公共交通的恐怖事件，这对公交行业提出了严峻挑战。

如何解决面临的难题，给广大市民提供一个安全、稳定的出行环境，已成为公交行业关注的主要课题。

上海澳马公司作为专业的智慧交通解决方案提供商，多年来先后参与了香港回归、50周年国庆、APEC会议、北京奥运、60周年国庆阅兵、上海世博、深圳大运会等多项国家及各大城市的重点项目建设，以骄人的业绩赢得用户、专家、业界乃至政府机构的首肯。

其中由上海澳马自主开发智能公交营运调度系统已在上海、北京、深圳等大型城市有序运作，该类城市的市场份额50%以上。

该系统建立在全球定位技术、无线通信技术、地理信息系统、网络技术、计算机技术、自动控制技术、软件技术综合运用的基础上，实现了车辆运营企业调度的信息化、自动化、智能化的高科技管理，实现了车辆调度智能化、实时化、无纸化，同时实现了为乘客提供完善的信息化服务。

中国经济的发展凸现公交行业在运营管理上四个方面的需求：

1）安全

对安全防控范围内的情况进行实时监控录像，并可通过3G无线网络进行远程视频监看以及监控图片的抓拍。

2）运营管理

对车辆进行智能化调度，配车排班、调度日志，电子路单管理、路单日报管理，实时调度发车管理，用来解决运力配备、提高车辆利用率、合理分布线路网点等问题。

3）乘客服务

头腰尾牌信息提示，行车过程中自动报站、使用服务用语，并对电子站牌进行数据支持。

4）行业监管

掌握公交行业运行态势、监管公交运营服务质量、提高应急指挥和管理能力、提高公交线网规划的科学性、提升政府扶持政策的合理性。

2.解决方案

2.1系统架构

系统所有关键组件均连接到局域网总线上，每个接入的服务组件将信源数据以标准格式发送到接收的服务器上，每个逻辑功能组件或转发服务组件监听、获取自己感兴趣的内容并处理，处理结果被自身消化或再次转送其他服务器。

公交企业调度系统主要实现公交企业日常运营调度工作，并通过企业通讯网关与统一网关连接。

统一网关为不同企业通讯网关开放不同端口，各公交企业的通讯网关主动向统一网关进行连接，连接后向统一网关传发数据，从统一网关获取车辆实时数据并对实时数据进行解析、处理等工作，同时下发各类现场调度指令到统一网关，并由统一网关转发至终端设备。

2.2主要设备组成

智能公交营运调度系统由车载前端部分和中心部分组成。

前端部分包括车载主机、司机显示屏、车载键盘、电子站牌、客流统计仪等。

中心部分包括营运调度系统、车辆定位系统、业务报表系统、数据分析系统、网络及信息传输系统、视频监控系统等。

其中营运调度系统是企业运营管理的核心系统，是指挥和协调其它系统正常运行的中枢，各系统之间存在着大量的信息交互，信息由数据中心统一管理并同各子系统共享。

智能车载终端设备连接示意图

导乘屏

车载电视

扬声器

车载媒体播放器

倒车

车载网关

显示终端

GPRS天线

GPS天线

WIFI天线

刹车

车速

中门

前门

司机键盘

开关门

油耗

发动机

车内前部

车内后部

车载音响

POS机

RS232/RS485

R/LAUDIO

R/LAUDIO

AV

R/LAUDIO+

AV

R/LAMP

CAN

脉冲

开关量

开关量

AV+AUDIO

2.2.1智能车载调度终端

澳马智能车载终端的重要设计理念是整合车载信息化设备，提供综合信息终端，从单一的定位调度业务向综合信息融合终端发展，在数据采集、传输、显示、综合利用等方面进行信息互联互通与功能融合，以最小的资源和成本，提供综合信息管理能力，并具备更好的经济性与可维护性。

车载终端在设计中采用车载智能综合信息管理技术，将调度、行车记录、安全监控、信息服务等功能统筹设计，实现与POS机、报站器等车载设备的信息交互，能够对车辆调度运行信息、车内安全监控信息、公共服务信息等进行有机的结合，满足公交车辆运营、调度、安全监控、公共服务等全方位的需要。

Mbox10

Mbox12

2.2.2司机显示屏

提供7寸TFT彩色显示屏，图像化人机界面，美观易用，具有司机IC卡签到功能。

MBOX11-S-II

调度屏显示

2.2.3车载键盘

采用进口按键开关，操作手感好，使用方便。

2.2.4电子站牌

智能化电子站牌发布车辆到站预报信息和导乘预报信息，我司车载设备和调度管理系统平台为智能化电子站牌建设提供数据接口。

2.2.5客流统计

MBOX12-KL是一款车载客流统计终端，满足现有公交客流统计功能,为智能调度提供数据参考。

产品最大支持两路红外探测对管的数据统计,并通过RS485将相关客流统计数据上传。

MBOX12-KL

产品特性

●2个通讯状态指示灯，1个电源状态指示灯；

●通讯接口：

1路RS485口，2路红外探测对管数据输入口；

●红外探测对管对人体感应最大探测距离2m；

●RS485通讯接口，连接车上车载主机设备；

●测试环境下，人次检测数据准确率介于90-95%之间；

●可扩展客流数据存储功能，支持数据存储10000条；

●可扩展外置看门狗，可靠性高于芯片内部看门狗；

●嵌入式设计，结构紧凑，体积小，功耗低，稳定可靠；

2.3功能说明

2.3.1定位

1）到离站判断及自动报站：

车载终端发送实时定位数据和速度信息给后台，并

2）通过预制的线路站点信息判断到离站情况，自动触发报站语音。

报站功能分为自动报站和手动报站两类，终端支持TTS语音和MP3格式语音。

3）越界：

终端可识别线路规定行驶路径，当车辆偏离线路至阈值范围时，终端能够自动告警并上报后台。

4）越站：

终端可判断车辆是否到达站点位置，但是未进行开关门操作，系统判断其为越站。

5）进出场判断：

终端能够录入区域性定位信息，在预置停车场位置信息后，终端能判定进出场时间并上报后台系统。

6）提供ZIGBEE辅助定位技术，在GPS信号盲区时能自动切换辅助定位功能，通信距离>100米。

2.3.2安全

1）超速报警：

终端设置速度阈值。

当车辆行驶速度超过阈值，终端通过显示屏蜂鸣以及TTS语音告警，并将超速的起止时间、速度峰值和位置信息报告给后台系统。

2）紧急事件报警：

终端支持报警快捷按钮安装，并可自定义报警类型。

当发生匪警、火警、乘客纠纷等紧急情况时，可按下紧急报警按钮，向后台报警。

该功能可结合远程视屏点播、录像功能使用，从后台实时掌握车辆上的情况。

3）非法开关门报警：

非法开关门分成两种，一种车辆营运状态，在站点范围外开关门，判做非法开关门；另一种，当车辆在营运状态，且在站点范围内，开门时车辆带速并超过5公里/小时，即判做非法开关门。

4）急刹车报警：

终端设备实时采集车辆行驶速度数据，当车辆刹车信号发生，且速度下降幅度满足判断阈值时，终端认为车辆发生急刹车情况，系统记录急刹车时间、位置、速度信息。

2.3.3监控录像

1）4/8路录像监控：

终端支持最多8路本地录像，支持倒车视屏接入，并通过倒车信号切换画面。

2）存储介质：

根据不同机型，终端支持SD卡和SATA2.5寸硬盘本地存储。

3）远程视屏：

通过3G网络，可远程点播、录像、监听车内录像。

4）备份：

支持U盘、移动硬盘备份，并支持远程实时录像。

5）本地报警录像文件保护：

1-15天可选择。

2.3.4设备扩展

1）客流计：

支持红外、踏板、视屏分析等类型客流计接入，并可传输客流数据，并附加客流采集站点、地址位置、时间信息。

2）POS：

支持POS机数据接入，并可传输客流数据，并附加客流采集站点、地址位置、时间信息。

3）报站器驱动：

支持驱动企业现有报站设备，终端通过定位信息，发送到离站报站驱动信号，代替人工按键命令触发报站器。

4）LED走字屏：

支持驱动公交车内LED走字牌，并记录车内走字屏开关情况，并将开关信息报知后台。

5）头腰尾牌：

支持驱动公交车内头腰尾牌信息。

6）油量统计：

支持油箱传感器数据采集。

7）CAN-BUS：

支持车辆CAN总线数据接入。

8）广告显示屏：

支持广告显示屏开关监控，并将开关信息报知后台。

2.3.5营运调度

1）计划编制与执行：

系统支持计划时刻表与间隔式时刻表。

能够根据线路行车时刻表和线路人员安排进行每日计划排班﹑生成排班表，包括车辆排班﹑司乘人员排班。

支持用户快速、高效地制定、审批行车计划，实现自动生成与手工调整相结合的方式编制行车计划，确定各时段班车发车频率、发车间隔，确定不同时段配置车辆数。

2）示意图和鸟瞰图：

系统支持站点模拟示意图显示，可直观显示车辆在营运线路到离站情况。

系统同时支持GIS鸟瞰图方式显示。

3）双向短消息通信：

系统支持调度短信双向通信，调度员可实施将调度信息发送至车辆终端显示屏，终端显示屏通过短消息显示和TTS语音播报提醒司机，常用调度短信可以预设，调度员可以通过命令强制命令车辆加退营运、加退在线并切换上下行；终端预设常用调度请求和告警命令，司机可按键将调度情况发送至调度平台，申请调度指挥。

4）路单记录：

终端实时将到离站、时间、位置等信息报送后台，系统自动记录路单报表，通过班次流水记录报知调度员，调度员可对记录信息进行核实、校准，确定后的记录数据将自动形成日常报表。

5）中途校时：

具有车辆中途校时功能，保证网内终端运行时间一致，从而可调整营运车辆运速均衡和安全因素。

2.3.6报表统计

1）车辆路单报表

●以时间为划分标准，重点统计选定日期范围及线路条件下的车辆实际到达时刻及发车时刻，方便调度员查询统计在某一时段内的起点站或终点站发车情况。

2）调度短信报表

●报表记录了调度人员通过短消息形式对车辆进行调度的信息，包括调度的日期、时间、调度范围、调度内容、回应方式等。

3）异常报表

●记录了所选范围内异常发生的日期、时间、线路、车辆编号、驾驶员、异常发生时刻的车速和位置等信息。

可作为司乘人员的一项考核标准，同时可对其进行统计，了解司机行为中一些不正确的驾驶习惯。

4）超速报表

5）平均车速报表

6）大车距日报表

7）上线率报表

8）客流报表

9）公里统计报表

10）驾驶员请求报表

11）进出场统计报表

●车辆进出场情况的汇总统计，记录车辆在一天中多次进出场的时刻，同时得到车辆进出场过程中一天行驶的里程，总公里数和空驶里程数。

12）超车统计报表

2.3.7数据分析

1）出车率分析

●统计所选日期范围内的某个时间段（如06：

00——09：

00）内的出车率。

从而分析车辆在该时间段的利用情况，可以为更合理的分配车辆提供依据。

2）停靠站时间

3）班次分析

4）区域分析

2.3.8服务用语功能

1）同时采用语音和文字，播放始发站、终点站、卫生、让座、站稳等文明服务用语。

2）提供自动播报方式，通过预设点GPS经纬度判断；

3）提供手动播报方式，通过显示屏快捷键播报，快捷键对应的用语能够灵活配置；

4）同时支持MP3和TTS技术，服务用语的信息能够远程及本地更新

2.3.9功能图示

图1——车辆地图监控

图2——分屏调度

图3——大路单

3.系统特色

3.1提高数据精度

系统的核心技术目标，是提高班次、公里、准点率等公交企业关心的核心营运数据的准确性，达到98%以上。

而以上数据的准确性，直接取决于定位数据的采集精度。

GPS本身的定位精度有限，并且当路况复杂，在隧道、高架下、密集楼群中行驶时，GPS定位信号容易出现中断或漂移，从而无法精确定位。

而传统的脉冲计数采集方式的精度较低，

为解决上述问题，博康自主研发先进的LC-GIS算法，内置在终端设备中，通过离散点检测与连续点检测的结合，以及轨迹自动生成及校准等技术，对原始采集数据进行比对和校准，有效的提高了车辆定位精度和里程统计数据精度，并具备了行驶轨迹校准、车辆分路段分区域限速等功能。

3.2提高通信链路稳定

无线通信网络是系统数据传输的通道，其稳定性直接影响到信息传输的完整性和实时性。

而无线网络在大中城市密集的高架道路、隧道、高楼等环境中，常存在信号强度弱、干扰大、通信盲区、通信断线等问题，传输的可靠性不高，数据传输的完整性和实时性难以保证。

博康的车载终端内置自研的无线通信模块，由终端建立并保持通信链路，实时检测链路状态，对通信链路完全可控。

当链路中断时通过复位、重新拨号等技术手段，保证链路的尽快恢复，避免了采用外购模块产生的通信中断问题。

终端内置大容量FLASH缓存，可存储20天的通信数据，当通信链路不畅时，保证数据不丢失，当链路恢复畅通时补充发送，保证了传输数据的完整性。

调度管理系统通过设备在线率巡检、通信链路检查及恢复、服务器组运行状态监控等技术手段，保证了在系统层面的通信链路可控。

3.3整合车载信息

公交车载信息化设备众多，存在大量的调度信息、安全信息、服务信息需要整合，进行有机的采集、传输和显示，实现信息互联互通。

博康的车载终端具备完整的车载信息一体化服务功能：

⏹通过CAN、串口等标准的接口和通信协议，与POS机、报站器、车内LED屏、头腰尾牌、媒体播放系统等设备联通，获取信息并传输至调度管理系统，并通过输出控制信息控制其工作。

⏹自身具备调度管理、行车记录、视频监控、录像存储等功能，可以根据需要添加相应的功能模块，实现调度与安全监控的一体化管理。

3.4一体化显示屏

司机工作过程中，需浏览众多的显示屏信息，如倒车视频、中门下客门视频、公交调度短信息等显示屏界面，车载显示屏集中完成综合显示。

⏹提供综合信息显示屏，为司乘人员提供调度管理界面、安全监控视频、倒车及中门视频的综合显示。

⏹通过连接车内媒体播放机，可以在车内LCD显示屏上叠加输出位置、报站等字符信息，也可以切换输出电子地图导乘界面、媒体广告等信息。

3.5大容量处理与存储

根据国内城市公交的发展现状及规划前景，系统的设计目标制定为能够容纳5000辆以上的公交车、300条以上公交线路、20个以上企业调度中心、以及政府监控平台、公共信息服务平台的数据交换。

数据的传输、存储量很大，同时对实时性、准确性也有很高要求。

为实现系统的大容量，系统采用了分布式控制系统设计，以及共享数据库技术，通过系统优化策略设计，以及有效的通信流量控制策略，将每辆车一天的有效通讯信息量控制在500K，并通过高效的数据交换服务、虚拟数据总线、冗余部署等技术手段，尽力争取高的运行效率和低资源占用，实现系统的大容量并发接入。

为了突破常规数据存储单一、数据量大、计算机系统处理缓慢的问题，系统拟采用分布式管理机制，将数据处理强大的中心服务器作为核心基点，结合索引服务器将所有数据服务器和扩展服务器群连接起来，达到单一运行高效整合的目的。

分布式的服务器组，分担了由于瓶颈性网络数据拥堵的情况，不但能更强化单一功能模块的安全性，也大大提高数据查询的速度。

系统设计采用了构架/构件技术进行标准化开放性体系设计，充分考虑软件复用、中间件等技术，在远期业务功能扩展时，可以通过增加标准应用构件的方式实现功能扩充和系统升级。

4.核心优势

支持集中式调度，可同时对多条线路进行调度，减少人力物力成本；

B/S与C/S相结合的设计模式，同时满足调度对实时性的要求，又能满足随时查询报表及业务数据分析的需求；

3G的数据传输模式，使得后台更加清楚的掌握车内情况，对各种突发事件的处理能力大大加强，乘客的安全保障得到极大提高。

10年的公交行业经验积累，凝聚了大量行业经验，系统贴合公交行业实际情况。

拥有多项知识产权。

我司为多城市营运调度系统及终端标准的制定者，包括上海、北京、深圳等。

所有系统及设备均为我司自主研发，拥有完善的质量管理体系，保证产品质量的同时不断推陈出新。

5.客户案例

上海巴士公交（集团）有限公司

上海浦东新区公共交通有限公司

北京公共交通控股（集团）有限公司

深圳巴士集团

安徽亳州公交有限公司

新泰公交有限公司

宁波鄞州公交有限公司

天津滨海公交有限公司等