北京的城市公共交通在城市交通中起著支撐性的作用,為緩解北京市交通擁堵,解決交通供給矛盾,實現(xiàn)城市交通的可持續(xù)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。由長風(fēng)聯(lián)盟成員企業(yè)神州數(shù)碼實施的北京公交調(diào)度系統(tǒng),遵循了長風(fēng)聯(lián)盟SOA應(yīng)用集成框架的模式和思想,在承擔(dān)北京市日常公共交通運營調(diào)度管理的同時,還大大提高了北京市公交系統(tǒng)應(yīng)對奧運會等大型活動或突發(fā)事件的大客流快速集散能力。

為“三定”作保障

在城市交通系統(tǒng)中,公共交通客運的特點是定時、定線、定站:定時,是指公共交通線路的首末車時間、發(fā)車間隔等是根據(jù)運營作業(yè)計劃事先確定的;定線,是指公共交通的線路走向按照客流規(guī)律設(shè)置;定站,是指公共交通線路所途經(jīng)的停站地點是根據(jù)客流需要選定的。它們都具有相對穩(wěn)定性,是公交系統(tǒng)對社會的承諾,是衡量公交服務(wù)水平的指標(biāo)。因此,它們在一定時期內(nèi)不能輕易改變。在公共交通運輸管理工作中,運營組織與調(diào)度是核心的內(nèi)容,是實現(xiàn)定時、定線、定站的基本保證。良好的運營組織與調(diào)度管理可保障公交系統(tǒng)以最少的人力、物力投入就可滿足客流的需求,確保運營計劃的執(zhí)行。

北京公交運營車輛運行間隔小(有的線路只有1～2分鐘間隔),與國外公交運營的情況不同,確保各換乘樞紐站公布的時刻表的準(zhǔn)時性,保證乘客車輛間的換乘等問題,不是北京市公共交通系統(tǒng)考慮的重點,而是要保證車輛在首末站按行車計劃發(fā)車、到達(dá)。這是北京市公共交通運營組織與調(diào)度管理的主要任務(wù)。同時,由于車輛發(fā)車頻率高,對調(diào)度員應(yīng)付突發(fā)異常情況的實時性要求更高。

提高北京公交的運輸效率以及對未來環(huán)境變化適應(yīng)能力,特別是應(yīng)對諸如2008 年北京奧運會等大型活動對公交客運提出的強大需求,同時結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗,充分利用智能交通技術(shù)和先進(jìn)的管理思想,對北京市公共交通資源進(jìn)行重新整合,實現(xiàn)公交運營組織與調(diào)度管理的現(xiàn)代化、信息化、智能化,進(jìn)而改善現(xiàn)有公交系統(tǒng)的服務(wù)水平和運營效率,提高突發(fā)事件的應(yīng)對能力,成為北京市公共交通系統(tǒng)急需研究和亟待解決的課題。

基于此,北京市公交集團(tuán)提出了要建立滿足公交集團(tuán)信息化,以及滿足北京市大型事件或突發(fā)事件公交運營組織管理要求的北京市公共交通運營組織與調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在應(yīng)用ITS(智能交通系統(tǒng))技術(shù)及先進(jìn)的管理思想基礎(chǔ)上,在北京公交集團(tuán)總公司范圍內(nèi),以原有計算機骨干網(wǎng)及相關(guān)系統(tǒng)為基礎(chǔ),基于GPS等技術(shù)而建立的自動化、信息化、智能化的運營組織與調(diào)度系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)共享交換按級進(jìn)行

北京公交的綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)分三級部署的分布集中式系統(tǒng),涉及到總公司、六個分中心、500多個車隊的系統(tǒng)之間信息的交換和傳輸。信息的傳輸以及各項數(shù)據(jù)交換服務(wù)是否及時、準(zhǔn)確,并且穩(wěn)定可靠地執(zhí)行,是影響北京公交三級調(diào)度能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵。

交換的需求主要包括了車隊和車隊之間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸,還包括車隊與分中心之間、分中心與分中心之間、分中心與總公司之間的數(shù)據(jù)交換,這中間還涉及到基于交換數(shù)據(jù)內(nèi)容的路由。

基于上述需求,遵循長風(fēng)聯(lián)盟SOA應(yīng)用集成框架的模式和思想,北京公交調(diào)度系統(tǒng)利用長風(fēng)聯(lián)盟SOA套件中的數(shù)據(jù)交換服務(wù)產(chǎn)品和服務(wù)庫產(chǎn)品,搭建了北京公交調(diào)度系統(tǒng)三級數(shù)據(jù)交換解決方案。

公交系統(tǒng)涉及到三級獨立部署系統(tǒng)——總中心、分中心、車隊。通過業(yè)務(wù)分析,從數(shù)據(jù)源到目的地,每一級都與其他兩級有數(shù)據(jù)往來。為統(tǒng)一交換模式,簡化交換路由,約定了交換按級直接進(jìn)行,不跨級交換,即總中心只與分中心交換,車隊只與分中心交換。總中心與車隊的交換通過分中心進(jìn)行,總中心與車隊不發(fā)生直接交換。

交換的數(shù)據(jù)要發(fā)給第三方(如從車隊到總中心),由目的地設(shè)計交換流程時通過路由轉(zhuǎn)發(fā)。公交系統(tǒng)對交換需求的實現(xiàn)是基于數(shù)據(jù)源向數(shù)據(jù)目的地推送數(shù)據(jù),交換通過消息隊列做中介,交換雙方不直接發(fā)生耦合。

從數(shù)據(jù)關(guān)系到服務(wù)關(guān)系

從提高交換平臺性能考慮,數(shù)據(jù)源向數(shù)據(jù)目的地“推送”數(shù)據(jù)的方式,要比數(shù)據(jù)目的地向數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)“拉”的方式,減少對數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)庫操作,從而減輕數(shù)據(jù)源的壓力。推送模式基于消息隊列,也可以考慮基于消息發(fā)布/訂閱的方式來實現(xiàn)推送模式,但這受消息服務(wù)器所提供功能的約束。

消息隊列與消息主題(發(fā)布/訂閱)相比,隊列方式在設(shè)計交流流程時需要明確交換的目的地;若后續(xù)目的地有變更,則需要修改流程設(shè)計。而發(fā)布/訂閱方式在設(shè)計交換流程時不需要明確交換目的地,可實現(xiàn)動態(tài)的變更訂閱者。

但是,隊列方式在設(shè)計時較為清晰直觀,發(fā)布/訂閱方式的動態(tài)性需要在運行態(tài)進(jìn)行直觀的管理監(jiān)控,而且發(fā)布/訂閱方式對于交換平臺的設(shè)計復(fù)雜度要求較高。

基于SOA的北京公交調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)模式,是長風(fēng)聯(lián)盟SOA應(yīng)用集成框架中提到的服務(wù)裝配構(gòu)建系統(tǒng)模式和利用應(yīng)用模板構(gòu)建系統(tǒng)模式的結(jié)合。在系統(tǒng)建設(shè)中,一方面構(gòu)建了各中心和車隊數(shù)據(jù)提供、數(shù)據(jù)推送、數(shù)據(jù)訂閱等多個服務(wù)并轉(zhuǎn)配成業(yè)務(wù)功能,并通過長風(fēng)聯(lián)盟SOA套件服務(wù)庫產(chǎn)品來進(jìn)行高效的管理和監(jiān)控;另一方面利用了長風(fēng)聯(lián)盟SOA套件中基本的數(shù)據(jù)共享交換服務(wù)產(chǎn)品構(gòu)建了企業(yè)級的大型三級數(shù)據(jù)交換中心。

由于采用了基于長風(fēng)聯(lián)盟SOA套件的共享交換方案,北京公交調(diào)度系統(tǒng)成功地解決了數(shù)據(jù)在三級應(yīng)用中可靠傳輸?shù)膯栴},每一個車隊、分中心或總公司需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都被當(dāng)做一個服務(wù)來調(diào)度。這樣數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的約束關(guān)系轉(zhuǎn)化成了服務(wù)和服務(wù)之間的約束關(guān)系,原來復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系現(xiàn)在轉(zhuǎn)化為有意義的業(yè)務(wù)服務(wù)之間的關(guān)系,使系統(tǒng)的復(fù)雜性降低到原來的十幾分之一。目前,該系統(tǒng)己經(jīng)成功上線,全面提高了北京公交的運營組織與調(diào)度、經(jīng)營管理、乘客信息服務(wù)水平,滿足了北京日常公交運輸服務(wù)需求,同時滿足了奧運會及其他大型活動的客運交通服務(wù)需求。