智能公交参考.docx

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智能公交参考

●一、系统背景

（一）项目背景

1.国家关于对公交行业的相关指示

城市公共交通是城市的重要基础设施，是维系城市活力的血脉，随着城市规模不断的扩大，城市公交得到长足发展的同时也受到了经济快速发展、城市道路交通等方面的制约。

公共交通是与人民群众生产生活息息相关的重要基础设施。

优先发展城市公共交通是提高交通资源利用率，缓解交通拥堵的重要手段。

根据国务院颁发的<<国务院关于城市优先发展公共交通的指导意见>>（国发〔2012〕64号文件），文件中指出，优先发展城市公共交通是符合中国实际城市的情况，优先发展公共交通是缓解交通拥堵、转变城市交通发展方式、提升人民群众生活品质、提高政府基本公共服务水平的必然要求，是构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择。

文件中特别提出按照智能化、综合化、人性化的要求，推进信息技术在城市公共交通运营管理、服务监管和行业管理等方面的应用，重点建设公众出行信息服务系统、车辆运营调度管理系统、安全监控系统和应急处置系统。

加强城市公共交通与其他交通方式、城市道路交通管理系统的信息共享和资源整合，提高服务效率。

公共交通是适用于所有人的出行方式。

而“公交优先”离不开全社会，尤其是公交企业信息化管理的推进，是推动中国城市公交事业的进一步发展的关键。

2.公交公司运营管理需求

公交行业大多在亏损经营，享受政府补贴，如何加快发展满足城市发展需要和自我发展需要，是现代公交人值得思考的问题。

现行公交行业面临规模整合，体制改革，合资，归口管理等等诸多问题，以上都可带来公交行业的改变，但真正能带动公交长期、合理、稳定发展还是要靠公交人敏锐的洞察力和先进的管理理念来做支撑。

把智能经营的理念渗透到经营管理之中，加快经营管理方法和手段的变革。

现代化公交企业需要现代化管理，近年来，国内公交企业积极引进和导入现代科学管理方法和手段，并重点以信息化建设为切入点，加大投资力度，智能化公共交通管理体系正在积极构建和试运行。

一个崇尚科学、积极引进先进管理思想和手段，大胆创新的机制正在逐步形成。

（二）现状及存在的问题

1.公交行业现状分析

目前公交调度基本上还是按照固定的时刻表来进行的，采用"定点发车、两头卡点"的手工作业调度方式，对车辆在运营路线上的状态无法实时了解，仅依靠经验调度车辆，具有一定的盲目性和滞后性，难以及时有效地采取调度措施，导致时常出现“串车”、“大间隔”现象，乘客滞留和空车的情况经常出现，严重影响了公交客运的服务质量和效率。

公交车内属于人员密集且空间封闭的场所，其治安状况比较复杂，全国各地公交客运除受不断的乘运纠纷和运营管理困扰外，公交车上时有发生盗窃等案件，另外乘客逃票和司乘人员窃取票款的行为也时有发生，这一直困扰着公交管理人员和公共安全部门，严重干扰了社会安定团结。

传统公交行业没有采用视频监控系统，不能有效解决公交车内治安监控、乘客逃票和司乘人员窃取票款行为的取证，前方车况如发生车辆刮擦或者碰撞等事故，事后无法辨别事故责任，且中心调度人员不能实时掌握车载终端子系统运行情况。

传统公交调度采用纸质路单人工调度管理，存在众多弊端。

公交车辆调度处于“看不见、听不着”落后现状。

公交车是公众出行最普及的交通工具，但是等车难、挤车难、公交到站信息公示不准确一直是影响公交搭乘体验感的主要问题。

优化公交线路配置，增加拥挤线路运营车辆是解决拥挤的有效手段。

如何有效统计乘客数量做到公交线路、车辆的合理配置，如何将公交到站信息及时分享给广大等车公众，是提高公交搭乘体验的重要课题。

一个人性化、信息化的综合性服务平台才能让越来越多的公众乐意搭乘公交、享受城市公交服务。

2.公交行业存在的问题

目前公交企业的运营采用全人工模式、GPS监控和独立视频拍摄，但这些数据缺乏整合和联动，在现实运行中主要存在以下问题：

（1）车载终端各自为政，数据来源无法统一

设备简单、粗放，很多公交公司已经安装了GPS、视频、3G通讯、报站器或者已经安装部分设备，但是各种终端是分散工作的独立设备，厂家不同，后期维护困难、产生的信号更是无法统一，无法为调度管理提供全面、联动的数据。

（2）数据分散，缺乏整合、联动分析，无法支撑决策需要

很多公交车辆安装了GPS，但是只有简单的定位、轨迹数据；安装了摄像头，拍摄的视频仅存储于车载硬盘，无法为应急指挥提供实时视频；车载视屏更是无法和GPS定位信息、公交线路信息、站点信息、客流量信息、POS机刷卡信息等数据结合起来，无法形成公交运营统计数据，无法为公交公司实时调度管理提供实时数据，更无法支撑应急指挥、线路优化、公交资源配置的决策需要。

（3）运营数据不能为公众出行提供信息支撑

目前的站台大都有简单的站牌显示线路站点信息，但是不能显示公交车到站信息，公众等车难又无法获取车辆运营信息，公众搭乘公交体验度低。

通过公交运营的数据化整合，建设显示公交实时到站信息的电子站牌和移动互联网的掌上公交是公交公众信息化服务的重要内容。

3.项目建设的必要性

由于分散、孤立的公交调度管理方式已经不能适应现代化的公共交通事业面向新世纪的需要，因此需要开发智能化公交运营管理系统，以改变传统的公交管理模式。

我司在巨大社会需求的前景下，在政府和公交企业的大力支持下，对公交规划理论与方法、综合交通枢纽设计、综合公共交通信息平台、公交运营调度的智能化、车辆智能化和安全性有关标准等组织立项，加大科研力度，实施并开发完成了“智能公交系统”。

系统建立在全球定位技术、无线通信技术、地理信息技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、软件技术综合运用基础上，实现公交企业营运生产调度信息化、自动化、智能化的高科技管理系统，实现车辆运营调度的智能化、实时化、科学化、无纸化，公交车辆运行的信息和可视化，实现面向乘客的完善的信息服务。

（三）项目建设目标

通过借鉴国内外相关项目的试验成果及国内外相关系统建设的先进经验，充分利用计算机、通讯、自动控制、GPS、2G/3G、GIS、无线视频等先进技术，结合公交车辆的运行特点，实现以智能营运调度系统为核心，打造综合的公交信息管理系统，达到有效提高车辆运营效率和效益，提升公交管理水平，为乘客提供更加安全、方便、快捷、舒适、高效的服务；实现从原有的以完成班次为主要目标到全线均衡为目标；实现从原有单向手动调度到单向、双边自动调度模式转变；实现从车辆运行无法监管到车辆运行全程监管管理；实现从常规调度到仅处理异常的调度。

根据系统实际需求，利用目前已有信息化资源，本系统应实现如下建设目标：

▪建立公交企业运营调度管理系统，实现车辆在线监控、应急指挥、科学调度、合理排班、规范行驶，建立面向公交企业“安全、服务、运营、技术”业务的信息化管理系统，为公交的日常运营生产提供保障；

▪通过建设公交营运调度系统，实现车辆营运的实时数据采集，对车辆进行自动定位，借助调度系统动态跟踪和控制公交车流、更新营运计划；

▪通过公交信息服务系统的建设，让乘客通过各种媒介方便及时地获取公交出行线路、车辆途中的信息服务及车辆动态信息服务，使公交成为最优质、安全、经济、舒适的出行方式；

▪集成应用及预留接口，为公交信息化管理平台的使用及后期拓展建设奠定基础，通过对企业运营、维修、管理等业务流程不断改革、调整、提升，实现企业所有资源的最佳规划和运用，从而使公司经营进入一个全新的精细化管理时代；

▪通过针对系统的技术和管理环境，提供对口的实施方案，实现公交信息的及时采集与准确发布，优化改善公交车辆调度管理方案，达到改善公共交通运行状况，加强政府监管效果，有利企业管理和方便市民的目的。

（四）系统设计方向及原则

系统的建设从服务于企业管理、企业生产出发，以信息资源整合、深化行业应用为目的，与企业已经建立的相关信息系统以及基础设施建设密切相关，最终形成政府、企业、公众共建共享环境。

从技术措施角度来讲，在系统的设计和实现中，严格遵守以下原则：

▪高效性：

本设计选型方案遵循“实用性、科学性、先进性、前瞻性”原则，按照“统一规划、打好基础、分步实施、注重效益”的思路，抓住公交车辆行车安全和运营调度管理中迫切需要解决的问题，由简单到复杂，由单线到综合，强调有效性。

高效性是对系统的性能方面的基本要求，整个系统运行必须满足各项相关的处理性能指标，避免模块功能重复，以保障系统具有高效、全面和稳定的良好品质；

▪系统集成性：

在具体选型上，充分体现系统集成思想，在结构上要能与现有运行的系统互通融合，在逻辑功能设计上遵循各个环节的管理功能元素实现自锁、互锁、联动控制；

▪开放性原则：

系统设计遵守开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统。

支持二次开发，以满足多种要求。

开放性原则规定系统的各种接口在遵循标准化原则的基础上，保证其可以集成不同设备厂商、系统或平台供应商、软件供应商的产品；保证本系统的设备管理、系统扩容和业务维护不依赖于单一设备厂商、系统或软件供应商的产品；在开发的过程中必须基于相关的开放标准和协议进行开发，以提高系统的可维护性和扩展性；

▪可扩展性原则：

建成的系统既能满足目前公交运营调度、乘客信息服务、公交优先等基本管理和服务功能的需要，又要充分考虑将来可能的扩容需要；

▪安全性原则：

智能公交系统应当具备较高的安全性及应急处理措施，确保系统自身的物理上的安全和信息传递的安全。

业务网络与公用网络、外部公交网络连接的安全性，保证整个业务系统能正常运行，且不会受到非法侦听、非法入侵及非法破坏；采取用户管理和身份认证机制，防止未授权的用户访问敏感数据；采用防火墙等安全技术保证系统的安全；具备防止病毒侵入和电脑病毒查杀的能力；

▪可靠性和稳定性原则：

服务器、主干网络、操作系统及数据库系统等，应当能够长时间不间断运行，为运营调度系统、车载终端子系统客户系统提供可靠的支持；控制设备、显示设备、电子设备应该能够满足车站环境运行和应用的要求；尽可能采用成熟技术和规范化设计，降低系统的技术复杂度，各子系统在集成时采用规范标准的接口；智能系统的各个子系统通过标准规范的接口进行交互，相互提供符合规范的信息，充分实现信息的共享和一致。

（五）项目系统设计标准

公交智能调度系统的建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计，具体如下：

1.《道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式》（JT/T808-2011）

2.《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》（JT／T794-2011）

3.《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》（JT/T796-2011）

4.《公共信息导向系统设置原则与要求》（GB/T15566.4-2007）

5.《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）

6.《电子计算机场地通用规范》（GB/T-2887-2000）

7.《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）

8.《计算站场地安全要求》（GB9391-88）

9.《防静电活动地板通用规范》（GB6650-86）

10.《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）

11.《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）

12.《电子计算机机房施工及验收规范》（SJ/T30003-97）

13.《建筑装饰工程施工及验收规范》（JGJ73-91）

14.《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2001）

15.《办公建筑设计规范》（JGJ67-89）

●二、系统设计

（一）设计思路

建设本系统的思想内核是借助先进的科学技术，结合人性化的设计理念，构造一套精密、复杂、庞大的公交车联网视频监控管理系统，为公共交通运营体系提供可视化服务，进而为公众出行提供便捷服务，为公众出行安全提供有力的保障。

（二）系统架构设计

公交智能监控调度系统架构由五个部分组成：

车载终端子系统，数据中心子系统、监控调度子系统，电子站牌和掌上公交子系统。

●三、系统硬件

（一）车载硬件安装示意图

（二）终端设备

666GPS公交智能终端XW-H3000-GJ是为建设城市公共交通智能化调度管理而研发的一款集部标卫星行驶记录仪功能、定位监控、公交线路存储、自动报站、视频压缩存储及3G视频传输等多种先进技术于一体的智能化终端产品。

1.终端设备

2.车载终端特色功能

（1）符合交通部：

《JT／T794-2011道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》，集成“国标”卫星定位行驶记录仪所有功能；

（2）集成智能公交终端特色功能，包括线路采集、线路存储、TTS语音、自动报站等功能；

（3）集成视频采集、视频存储、3G传输功能和音频采集实现车内音频视频实时监控；

（4）集成RFID身份识别技术，实现驾乘人员考勤；

（5）预留丰富接口，可对接车内刷卡机、客流量统计仪、LED文字屏等大量公交车载设备，实现数据整合传输。

3.车载终端功能结构

车载监控系统通过公交智能终端XW-H3000-GJ主机、摄像机、拾音器、紧急报警按钮，进行视音频和公交GPS信息采集、存储，并通过公交智能终端主机内置无线模块传输至中心管理系统。

（三）摄像头

在充分考虑项目需求及实际使用环境，摄像头需选择符合摄录清晰、经久耐用，低故障且具有防水、防尘、极冷极热、低照度等功能，此外摄像头还需满足如下具体要求：

·1/3寸SONYCCD；水平解析度480/420TVL；

·镜头可选配2.8mm，3.6mm；

·摄像头方便固定，不影响原车内设施，在现有范围内选取固定位置，其视角范围即使在安装后也能很容易调整，还具有防拆功能；

·摄像头具备高灵敏度、高清晰度和高可靠性及全天候性能；

·摄像头的最低照度应达0.1lux,具有高级数字信号处理性能，有效距离为20米，自动背光补偿防止重要的前景物体在强光下变成剪影。

即使在最不利的光照条件下，高级数字自动跟踪白平衡（ATW）功能也能确保准确的色彩再现力。

（四）司机操作屏

1.操作屏

2.操作屏功能

（1）公交线路采集：

控制智能终端进入踩点模式，每隔10s/40米依次采集公交线路数据包括公交站点、路口、斑马线等信息；

（2）辅助报站功能：

提供辅助手动报站功能，根据公交运行情况播报公交进出站点信息；

（3）公交线路切换：

内置20条公交线路站点和语音信息，可手动选择将要运营的公交线路，方便车辆调拨和临时换线；

（4）服务用语播放：

支持10条公交服务用语，可灵活配置服务用语播报内容和播报方式；

（5）双向通信管理：

支持接收调度信息显示和司机语音通话拨号，实现调度中心和司机的双向文字、语音通讯；

（6）排班表下发功能：

可将车辆、司机排班计划同步显示从而方便车辆司机执行排班计划。

3.操作屏特点

·设备采用4.3寸显示屏，显示屏简洁清晰，按键大且明亮，便于司机操作。

·设备操控简单方便，每个功能按键都带有文字或图形说明，简洁易懂。

·设备结构设计严谨、紧凑，具有较好的防尘、抗震能力。

（五）车载LED文字播报屏

公交车载LED文字播报屏是公交车信息公示的重要配件，LED文字播报屏一方面通过与车载终端主机连接，以方便实时显示公交车线路信息。

另一方面和车内语音报站同步，提醒车内外乘客车辆到站信息。

车载LED屏按照安装位置和具体功能分为四个部分：

1.车头播报屏

2.车尾播报屏

安装于公交车车头和车尾显示公交线路名称、始发站、终点站（以区分上下行）和滚动提示即将到站站点信息，等车乘客可以在公交车到站还有一定距离的情况下，预先识别是否是自己等的公交车到站了，同时方便判断上下行，避免搭错方向。

3.车腰播报屏

安装于公交车上车车门旁边，显示线路名称、滚动显示整条线路的站点名称，在公交车接近靠站的时候给准备上车的乘客提醒线路信息。

4.车内播报屏

安装于车内前挡风玻璃上方，一方面同步车载终端报站信息结合车内语音报站提醒车内乘客换乘，另一方面可以播报便民信息给车内乘客。

（六）车载电子路节牌

安装效果示例:

通过长亮的指示灯显示公交线路运行信息，绿灯进度条表示已经过站点信息，红灯进度条表示依次将要途径站点，相比传统车内LED文字屏线路信息更加全面，报站提醒信息更显著，停留时间更久，更加方便车内乘客掌握公交到站情况。

（七）公交IC卡刷卡机

系统拓扑图：

实现公交IC卡发卡、充值、刷卡乘车，通过RS485接口与公交智能终端对接，在实现公交卡发卡、充值、刷卡乘车的同时将公交刷卡车牌、数量、站点、线路信息通过智能终端同时发送至数据中心，统计公交运送乘客报表，辅助客流量统计。

（八）复合型油量传感器

通过电压和脉冲传感器连接公交车油量传感系统，监控公交车加油、用油情况生成油耗报表和油耗曲线。

上图是油耗曲线其中6月2号和6月3号加过两次油，但6月2号下午14:

43分油量有明显大量下降，可能为漏油或人为放油。

●四、系统软件

（一）软件概述

1.适用对象

主要适用于城市范围内定线运营为主的公共汽车集团、公司或车队等。

2.系统特点

（1）公交智能排班

主要采用目前公交系统里常用的计划排班调度与滚动排班调度相结合的调度模式，使车辆运营的调度智能化、实时化、科学化，加强了对运营车辆的指挥调度，提高运营效率。

（2）视频实时监控

3G视频终端将采集的视频信号等信息进行处理，通过3G无线网络实时准确地发送到监控中心服务器，中心服务器对接收到的数据进行相应的判断、验证和转发处理，用户通过任何装有客户端软件的电脑、智能手机即可实时查看相应视频信息。

（3）GPS实时定位

采用GPS技术、ArcGis地图处理技术，图像处理技术等按用户需要实现所有车辆、各线路车辆或指定车辆在电子地图中的位置、速度等信息，方便直观。

（4）站点播报、电子站牌

车载终端通过车辆实时运营位置，按站点播报到离站语言信息，电子站台实时显示各线路即将到站车辆及距离信息，方便市民及时了解乘车情况。

3.系统模块

星唯智能公交系统主要包括六大模块，分别是：

运营监控、调度排班、报表中心、站线管理、基础资料、系统设置。

系统主界面如下图所示：

（二）GIS电子地图

（1）采用ArcGIS专业电子地图软件，分析功能强大，兼容性强，二次开发很方便。

（2）城市公交GPS电子地图，显示多层次的城市公交专用电子地图，具体地图图层包括：

道路、公交线路、公交站点、建筑物、山川、河流、桥梁、绿化带、公园等。

（3）显示多层次的城市公交线网电子地图，根据上下行线路显示公交线网、站、公交车实时位置等信息。

（4）显示电子地图，线路站点（可能的话，包括其他的主要交通干线及枢纽站点）和装有GPS的车辆的实时位置示意图，站点线路可自定义设定。

（5）上述电子地图具有：

放大、缩小、漫游、滚动等功能；地图编辑和线路站点编辑等功能。

（6）实时刷新地图上的车辆位置示意图。

（三）线路、站点编辑管理

1.站点管理

所有的公交站点在这里进行添加修改，包括站点名称、站点类型、上下行方向、经纬度等等信息。

站点添加效果如下：

2.站点输入界面

3.站点输入界面

主线由若干条支线构成，可以添加修改主线，便于线路分类管理、规划。

如图所示：

4.线路管理输入界面

主线由若干条支线构成，可以添加修改主线，便于线路分类管理、规划。

如图所示：

5.线路站点

每条线路的上行、下行站点设置。

6.线路车辆配置

每条线路的上行、下行站点设置。

（四）实时调度监控

实时调度信息主要包括：

地图监控、调度监控、模拟线路监控、行车轨迹、调度信息下发、3G实时视频、超速实时报警、偏离轨道报警、主机断电报警、离线报警、公交运营情况以及司乘人员实时考勤情况等。

界面如下图所示：

1.地图监控

通过电子地图显示公交车辆实时位置、线路信息和实时到站信息，报表和地图结合显示公交实时运营情况，同时根据车辆实时状态的区别显示发车状态如发动机开车辆图标为蓝色闪烁，发动机关车辆图标为灰色，车辆报警为红色，具体图标客户可自定义。

点击车辆图标，弹出车辆实时状态图标显示公交车车牌、详细到站信息、发动机状态、速度等详细信息同时可通过地图监控界面直接调取该车的实时视频和前一小时历史轨迹。

2.实时发车情况监控

可根据上下行发车计划查询每台车当日运营任务情况包括运营计划、已执行任务、待执行任务和未按计划发车任务以及调整后的任务执行情况。

3.行车轨迹

可查询公交车历史行车轨迹，并在地图上模拟播放。

4.3G实时视频监控

通过系统平台实时对公交车内情况进行视频监控，车内四路摄像头可以互相切换。

调取车内实时视频的同时点击视频右上角红色按钮和同时调取车内拾音器音频对车内声音进行实时监控。

点击右上角蓝色按钮和在本地电脑保存同步播放的实时视频文件。

点击右上角第三个按钮可调整实时频视频传输码流和帧率，根据监控视频清晰度要求码流可在96-256之间切换，帧率可在1-30帧间调整。

视频OSD叠加时间、车牌号码、GPS位置、车速等信息。

车内视屏可通过3G网络实时调取，也可设置相应的出发条件设备自动上传，例如发生紧急情况，司机请求紧急求救，车内视频会自动实时上传至服务器，为应急指挥提供第一手资料。

5.模拟线路监控

通过线路模拟图实时显示公交线路运营情况包括线路在编车辆总数、上下行各有多少台车在线，每台车的实时到站位置，方便对多条线路实时集中监控。

6.车辆事件上报

系统平台接收司机上报的运营过程中的实时事件，调度中心可根据司机汇报内容对车辆进行实时调度。

7.实时报警

8.实时调度指令下发

根据公交实时运营情况调度中心可对公交车下发调度信息，车载终端接到调度信息可通过四级操作屏彩屏文字显示同时和通过TTS语音播报给司机。

9.实时进出站记录

可按线路、车牌查询公交车当天实时进出站记录。

10.班次执行记录

可查询线路、车辆当天班次执行记录包括计划发车时间、实际发车时间、线路长度、营运里程等数据，便于实时管控。

（五）智能排班

对线路进行智能排班，每条线路进行调度计划生成时，必须先把计划排版母表和车辆配置设置好。

主要包括功能：

计划排班目标、车辆班次配置、调度计划生成、调度计划查询等。

1.计划排版母表操作

2.车辆班次配置操作

3.临时事件处理，智能滚动排班

出现车辆故障、临时增加班次等情况时，可进入系统临时增加或者删除母表中原有班次计划，修改后系统会根据母表排班规律自动调整剩余班次排班结构。

（六）公交行业决策分析系统

车辆报表统计主要包括：

运行里程报表、车辆发车次数报表、车辆运营明细报表、发车正点率报表、司机考勤等报表，也可以根据客户需求扩展业务支撑报表，如客流量统计报表、刷卡统计报表等。

1.运营统计

2.运行里程报、次数表

3.发车正点率报表

4.发车正点率报表

（七）企业综合信息管理服务系统

包括公司资料管理、车队资料管理、车辆管理、司乘人员管理等基础信息管理。

1.公司信息管理

2.车队信息管理

3.车辆信息管理

添加车辆：

4.司机信息管理

添加司机信息：

（八）智能公交移动管理系统

智能公交移动管理系统为我司根据公交调度管理部门需求开发的基于移动互联网的调度管理软件，在移动互联网快速发展的环境下，传统监控中心和电脑监控调度无法满足公交管理单位、领导随时随地、全天候的监控调度的需求，正是在这样的需求的基础上我司开发了智能公交移动管理系统使公交调度更及时、方便，实现移动、便捷、全天候的监控调度。

1.登陆界面

2.主功能界面

包括线路、车辆实时监控调度、实时报警信息、报表中心等。

3.实时监控调度

可通过手机查询公