郭 征 茜

(上海新興媒體信息傳播有限公司 上海 200072)

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基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的上海市智能公共交通系統(tǒng)

郭 征 茜

(上海新興媒體信息傳播有限公司 上海 200072)

公交信息化是上海市智慧城市建設(shè)的重要舉措之一，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能公共交通系統(tǒng)則是公交信息化的最具有表征性的系統(tǒng)。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能公交系統(tǒng)，由車(chē)載終端信息采集系統(tǒng)、信息處理平臺(tái)、候車(chē)亭信息發(fā)布系統(tǒng)及智能調(diào)度系統(tǒng)組成。為公交信息化提供了具有全局部署的、健全的營(yíng)運(yùn)整體解決方案。采用基于GPS和ZigBee的雙信標(biāo)定位提高了車(chē)輛定位精度，綜合考慮車(chē)輛運(yùn)行即時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的算法提高了公交到站預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，基于GPS和GIS的智能調(diào)度實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控和集中管理。上海市智能公共交通系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，已取得良好的效果。

智能公交 車(chē)輛定位 公交到站預(yù)報(bào)

0 引 言

發(fā)展公共交通是改善城市交通的重要方面。上海市推進(jìn)智慧城市建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃提出了智能交通具體目標(biāo)：建設(shè)公共交通信息服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集軌道交通全網(wǎng)各類(lèi)運(yùn)行動(dòng)態(tài)信息和客流數(shù)據(jù)，提升地面公交動(dòng)態(tài)客流信息采集能力，逐步實(shí)現(xiàn)軌道交通與地面公交換乘信息發(fā)布；完善公交企業(yè)營(yíng)運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)，試點(diǎn)推進(jìn)公交站點(diǎn)車(chē)輛信息預(yù)報(bào)發(fā)布服務(wù)系統(tǒng)，提升公交車(chē)輛運(yùn)營(yíng)效率。

上海市交通委組織業(yè)內(nèi)企業(yè)和科研單位結(jié)合公共交通的需求和現(xiàn)狀，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的深入調(diào)查研究，提出了“一站式”服務(wù)理念，研發(fā)出了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能公交系統(tǒng)，為公交信息化提供具有全局部署的、健全的營(yíng)運(yùn)整體解決方案。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 總體目標(biāo)

智能公交系統(tǒng)的總體目標(biāo)是：

(1) 為市民提供公共交通信息服務(wù)

實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)公交到達(dá)信息，發(fā)布公交最新線網(wǎng)調(diào)整信息，發(fā)布實(shí)時(shí)道路交通和市政施工信息；為政府發(fā)布公共安全等預(yù)警信息提供載體；播報(bào)新聞、娛樂(lè)節(jié)目、金融信息和天氣預(yù)報(bào)等。

(2) 提供公交信息化管理手段和信息咨詢(xún)

提供交通路況信息、客流量時(shí)空分布、市民利用公共交通出行行為分析等相關(guān)咨詢(xún)，提高運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理水平，實(shí)現(xiàn)公交服務(wù)可預(yù)見(jiàn)性和運(yùn)行管理智能化；建立公交信息統(tǒng)一平臺(tái)，可以全面有效地推進(jìn)公交企業(yè)信息化建設(shè)步伐。

(3) 為政府管理提供信息支持

為政府和行業(yè)監(jiān)管平臺(tái)提供公交營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)。有了車(chē)載實(shí)時(shí)信息和公交營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)的支撐，監(jiān)管平臺(tái)可以有效進(jìn)行行業(yè)監(jiān)管、應(yīng)急指揮和行業(yè)宏觀管理；為政府部門(mén)及研究規(guī)劃?rùn)C(jī)構(gòu)提供輔助決策支持。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能公交是將先進(jìn)的信息、通信、傳感、控制及計(jì)算機(jī)等技術(shù)有效地集成運(yùn)用于公共交通的管理體系，建立一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的公交管理體系[1]。智能公交的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于車(chē)輛運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過(guò)采集公交車(chē)輛的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，提供系統(tǒng)的各類(lèi)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)。

公交車(chē)輛的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集由車(chē)載智能終端系統(tǒng)完成，數(shù)據(jù)處理和計(jì)算在公交信息平臺(tái)完成，而數(shù)據(jù)的輸出則包括實(shí)時(shí)的電子站亭的車(chē)輛到站時(shí)間預(yù)報(bào)、公交調(diào)度，以及提供公交管理和城市交通管理的大數(shù)據(jù)。

必須考慮的問(wèn)題是，城市公共交通是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，就上海市而言，投入運(yùn)行的公交車(chē)輛有近萬(wàn)輛，歸屬于600多條線路；每條線路有各自的行駛路線、?？空军c(diǎn)、調(diào)度規(guī)劃；有近五千個(gè)公交站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)有不同線路的?？寇?chē)輛。隨著城市整體公共交通發(fā)展，公交線路和公交站點(diǎn)還會(huì)不斷增加，每條線路也有可能根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。因此，城市智能公交系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)必須能夠適應(yīng)這種多終端、多管理模式、多服務(wù)對(duì)象的系統(tǒng)，是實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的、可擴(kuò)展的、可升級(jí)的、標(biāo)準(zhǔn)化的。

物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)是智能公交實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)。在物聯(lián)網(wǎng)中，物與物之間可以相互通信、交換信息，“物”可以自主感知環(huán)境、啟動(dòng)服務(wù)行為改變環(huán)境。支撐物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)包括標(biāo)識(shí)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)、軟件和算法技術(shù)等[2]。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可分為感知層(數(shù)據(jù)采集)、傳輸層(異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和傳輸)、應(yīng)用層(包括業(yè)務(wù)中間件和應(yīng)用)，以及包括信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)等其公共技術(shù)[3]。

本設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)模型見(jiàn)圖1，系統(tǒng)組成見(jiàn)圖2。

圖1 智能公交系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)模型

圖2 智能公交系統(tǒng)構(gòu)成

車(chē)載智能終端采集公交車(chē)輛的各類(lèi)動(dòng)態(tài)信息，包括位置信息(經(jīng)緯度、進(jìn)站出站等)、車(chē)輛運(yùn)行數(shù)據(jù)(速度、方向路程等)、客流信息、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，通過(guò)3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上報(bào)公交信息平臺(tái)。

公交信息平臺(tái)運(yùn)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)評(píng)估、數(shù)據(jù)融合和挖掘、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)智能預(yù)測(cè)等技術(shù)，對(duì)車(chē)載智能終端和電子站亭上傳的車(chē)輛實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，提供車(chē)輛到站預(yù)報(bào)、車(chē)隊(duì)調(diào)度信息服務(wù)；數(shù)據(jù)接入公交運(yùn)輸管理部門(mén)、城市交通管理部門(mén)等上級(jí)管理部門(mén)的信息系統(tǒng)，進(jìn)行交通綜合管理、規(guī)劃等。

信息發(fā)布系統(tǒng)包括前端播出控制系統(tǒng)和后端接收發(fā)布系統(tǒng)(公交站點(diǎn)候車(chē)亭)。前端播出控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字電視頻道發(fā)送圖像和數(shù)據(jù)。主要發(fā)布車(chē)輛到站預(yù)報(bào)等實(shí)時(shí)公交信息，視頻可播放政府宣傳片、公益廣告、生活短片、電視節(jié)目等，為市民乘車(chē)出行提供全新體驗(yàn)。

2 數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布

2.1 數(shù)據(jù)采集

車(chē)載智能終端承擔(dān)車(chē)輛的數(shù)據(jù)采集和上報(bào)到信息平臺(tái)。

車(chē)載智能終端系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1) 車(chē)輛定位：車(chē)載智能終端采用GPS定位，確定自身的地理位置經(jīng)緯度、速度等，并通過(guò)內(nèi)置地圖計(jì)算車(chē)輛在線路中的位置、下一個(gè)?？康能?chē)站、離下一車(chē)站的距離；

(2) 自動(dòng)報(bào)站：利用車(chē)輛定位系統(tǒng)獲取的車(chē)輛位置，實(shí)現(xiàn)進(jìn)站、出站自動(dòng)報(bào)站、拐彎提醒、服務(wù)用語(yǔ)等，在LED顯示屏上顯示和語(yǔ)音播報(bào)；

(3) 客流監(jiān)測(cè)：圖像識(shí)別監(jiān)測(cè)前后門(mén)的上下客數(shù)據(jù)，以及讀取智能投幣機(jī)、公交一卡通POS機(jī)數(shù)據(jù)；

(4) CAN總線接口：與公交車(chē)CAN總線互聯(lián)，讀取車(chē)輛CAN總線數(shù)據(jù)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、速度、油表、里程等)；

(5) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)：車(chē)箱內(nèi)和車(chē)輛前后方的8路視頻監(jiān)控?cái)z像頭拍攝并保存在DVR中；

(6) 車(chē)輛調(diào)度：司機(jī)刷卡簽到、簽退，導(dǎo)入線路和站點(diǎn)信息、參數(shù)配置，異常狀態(tài)報(bào)警，接收和顯示后臺(tái)調(diào)度命令，并將文字信息轉(zhuǎn)換為聲音提示；

(7) 設(shè)備控制和管理：系統(tǒng)自檢，設(shè)備程序遠(yuǎn)程升級(jí)，參數(shù)設(shè)置；

(8) 通信：通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建立與信息平臺(tái)的連接，上傳終端讀取的各類(lèi)數(shù)據(jù)，接收中心傳過(guò)來(lái)的各種信息和指令。

這些數(shù)據(jù)應(yīng)主要包含車(chē)輛信息、線路信息、監(jiān)控信息、乘客信息等[4]。本系統(tǒng)依據(jù)上海公交巴士通車(chē)載智能終端通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《GPS動(dòng)態(tài)通信數(shù)據(jù)協(xié)議v2.7》，主要的通信數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2：

表1 車(chē)載終端上傳數(shù)據(jù)

表2 信息平臺(tái)下傳數(shù)據(jù)

2.2 信息發(fā)布

電子站牌信息服務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)，視頻與文字信息動(dòng)靜結(jié)合，提供車(chē)輛到站預(yù)報(bào)及換乘導(dǎo)航等實(shí)時(shí)公交信息，天氣預(yù)報(bào)、新聞資訊等各類(lèi)生活資訊，同時(shí)采用55寸大屏幕液晶屏播放電視節(jié)目、政府宣傳片、娛樂(lè)節(jié)目、公益廣告，讓市民在候車(chē)的時(shí)間獲得最好的體驗(yàn)。

公交信息電子站牌發(fā)布系統(tǒng)由前端播出控制系統(tǒng)和后端接收發(fā)布系統(tǒng)組成，前端播出控制系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收和打包組成，將交通信息通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)VPN隧道下發(fā)，其他資訊等數(shù)據(jù)和視頻節(jié)目流打包成TS流復(fù)用，利用數(shù)字電視地面廣播頻道向全市電子信息候車(chē)亭廣播。

采用數(shù)字電視廣播的方式具有低延時(shí)、全覆蓋、不受網(wǎng)絡(luò)影響等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于高帶寬的視頻內(nèi)容播放可大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)于突發(fā)事件時(shí)政府發(fā)布緊急告示更具有戰(zhàn)略意義。

后端接收系統(tǒng)將通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接收到的交通信息實(shí)時(shí)播放，而對(duì)電視通道接收的內(nèi)容在本地存儲(chǔ)，并按預(yù)設(shè)的播單編排播放。后端接收系統(tǒng)具有自檢功能，檢測(cè)工作狀態(tài)、下載內(nèi)容的完整性并上報(bào)給播控系統(tǒng)。

3 公交到站預(yù)報(bào)

公交車(chē)輛到站預(yù)報(bào)是廣大公交乘客迫切需要的一項(xiàng)服務(wù)，可以讓乘客預(yù)知車(chē)輛到站的時(shí)間，從而更有效地規(guī)劃出行路線、換乘方案，更有效地利用候、乘車(chē)時(shí)間，改善乘車(chē)體驗(yàn)。

公交到站預(yù)測(cè)的核心是車(chē)輛定位，綜合考慮當(dāng)前車(chē)速、路況等因素進(jìn)行計(jì)算。

3.1 多信標(biāo)公交車(chē)輛定位

車(chē)輛定位的準(zhǔn)確和可靠是預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。目前，車(chē)輛定位的技術(shù)主要有以下幾種方案：

(1) GPS衛(wèi)星定位

GPS衛(wèi)星定位是非常成熟的技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于車(chē)輛的定位。雖然GPS定位可使車(chē)輛持續(xù)獲得精確的經(jīng)緯度信息，但GPS在高架下或隧道中會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)中斷，在高樓林立的城市商務(wù)區(qū)與住宅區(qū)會(huì)因“峽谷效應(yīng)”產(chǎn)生定位漂移。另外，如果終端與中心的移動(dòng)通信中斷，中心也無(wú)法獲取定位信息。

(2) 路標(biāo)定位

在車(chē)輛和站點(diǎn)分別安裝短距離無(wú)線通信模塊，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入通信距離時(shí)可以互相識(shí)別，車(chē)輛可以根據(jù)電子地圖確定自身的位置，車(chē)站可以檢測(cè)到進(jìn)入車(chē)站的車(chē)輛，并將車(chē)輛位置信息上傳至控制中心。

一種方案是在車(chē)輛與公交站點(diǎn)分別安裝RFID信標(biāo)和讀卡器[5]，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入車(chē)站時(shí)，信號(hào)可以被車(chē)輛檢測(cè)到，讀卡器讀取車(chē)載信標(biāo)信息來(lái)確定車(chē)輛的位置。在沒(méi)有路標(biāo)的地方，車(chē)輛利用里程表計(jì)算出最近一次路標(biāo)的距離，然后通過(guò)無(wú)線傳輸方式傳回控制中心。

另外一種方案是利用ZigBee短距離無(wú)線通信技術(shù)[6]，在車(chē)輛和車(chē)站分別安裝ZigBee通信模塊。當(dāng)車(chē)輛接近車(chē)站時(shí)雙方建立通信，從而可以互相檢測(cè)到。并且ZigBee可檢測(cè)到信號(hào)的強(qiáng)弱變化，從而判斷車(chē)輛是進(jìn)入還是離開(kāi)車(chē)站。

(3) 推算定位

使用車(chē)輛上的里程表和羅盤(pán)計(jì)算車(chē)輛位置。車(chē)輛從一個(gè)已知的位置開(kāi)始，系統(tǒng)計(jì)算距離和運(yùn)行方向，然后與儲(chǔ)存在車(chē)輛中的路線數(shù)據(jù)庫(kù)比較，調(diào)節(jié)估計(jì)新的位置。為了修正累積的位置誤差，它也在關(guān)鍵地方讀取路標(biāo)上的數(shù)據(jù)。

綜合分析了以上幾種方法，我們的方案采取以GPS為主要信標(biāo)，以公交車(chē)站ZigBee(或RFID)路標(biāo)作為第二信標(biāo)的多信標(biāo)車(chē)輛定位系統(tǒng)[7-8]。

在正常情況下，控制中心通過(guò)周期性獲取車(chē)載終端上傳的GPS定位數(shù)據(jù)即可準(zhǔn)確得到車(chē)輛的位置。而車(chē)站ZigBee(或RFID讀卡器)當(dāng)檢測(cè)到車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)到中心。中心可以將其與GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，如果車(chē)載GPS信號(hào)發(fā)生漂移或缺失，中心可根據(jù)第二信標(biāo)對(duì)其校正。

3.2 車(chē)輛到站時(shí)間預(yù)測(cè)

車(chē)輛到站時(shí)間預(yù)測(cè)是依據(jù)車(chē)輛的當(dāng)前位置，計(jì)算與車(chē)站之間的距離，并根據(jù)車(chē)輛的行駛速度進(jìn)行預(yù)測(cè)。

由于路況的原因，車(chē)輛瞬時(shí)車(chē)速會(huì)有較大的變動(dòng)，僅僅依靠瞬時(shí)車(chē)速計(jì)算時(shí)間往往有較大的誤差。這里影響的因素包括：

時(shí)間段：工作日或節(jié)假日，以及每天的時(shí)間段：上下班時(shí)段，娛樂(lè)、購(gòu)物高峰時(shí)段；

路段：路況差的路段，娛樂(lè)場(chǎng)所、商業(yè)街容易擁堵的路段。

對(duì)公交線路的歷史數(shù)據(jù)，分析其歷史到站時(shí)間的概率分布特點(diǎn)，可得到分日期、分時(shí)段繪制到站時(shí)間曲線。圖3是X路公交在工作日不同時(shí)段的上、下行行程時(shí)間和平均速度，圖4是XX站不同時(shí)間段的上下行站間行程時(shí)間。

圖3 ×路公交在工作日不同時(shí)段的上、下行行程時(shí)間

圖4 ××站不同時(shí)段的上下行的站間行程時(shí)間

從圖中可以看到，工作日上下班時(shí)間車(chē)速較慢，車(chē)輛全程行駛時(shí)間較長(zhǎng)；而同一站點(diǎn)上下行的站間行程時(shí)間在不同的時(shí)間段也有較大差異。

考慮實(shí)際運(yùn)行環(huán)境對(duì)車(chē)輛到站時(shí)間計(jì)算的影響，本系統(tǒng)加入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中歷史數(shù)據(jù)對(duì)車(chē)輛實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，綜合考慮瞬時(shí)速度和歷史數(shù)據(jù)的影響因子，采用加權(quán)求和的方法預(yù)測(cè)到站時(shí)間：

Tpred=αTh+βTrα+β=1

其中：

Tpred：預(yù)測(cè)到站時(shí)間；

Th：歷史到站時(shí)間曲線預(yù)測(cè)的公交車(chē)到站時(shí)間；

Tr：根據(jù)車(chē)輛實(shí)時(shí)位置計(jì)算的離站距離和當(dāng)前速度求得的到站時(shí)間；

α: 預(yù)測(cè)Th過(guò)程的影響因子；

β: 預(yù)測(cè)Tr過(guò)程的影響因子。

一般而言，車(chē)站與車(chē)輛的距離較遠(yuǎn)時(shí)，以Th為主，反之，以Tr為主。

根據(jù)示范站點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，采用上述定位和計(jì)算方法，預(yù)報(bào)誤差1分鐘之內(nèi)的達(dá)到近90%，2～5分鐘的不到4%，未發(fā)現(xiàn)超過(guò)5%的情況；以往用GPS單一定位模式預(yù)測(cè)車(chē)輛到站時(shí)間誤差2分鐘內(nèi)的比例為77%，在2分鐘至5分鐘之間的所占比例為15%，超過(guò)5分鐘的8%；本系統(tǒng)的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率顯著提高[9]。

4 智能調(diào)度

4.1 GIS交通地理信息系統(tǒng)

GIS是集計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)于一體，用來(lái)存儲(chǔ)和處理空間信息的高新技術(shù)[10]，它把地理位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)用戶的需要將空間信息及其屬性信息準(zhǔn)確真實(shí)、圖文并茂地輸出給用戶，滿足用戶對(duì)各種空間信息的要求，并借助其獨(dú)有的空間分析功能和可視化表達(dá)功能，進(jìn)行各種輔助決策。

結(jié)合GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GIS地理信息系統(tǒng)，公交智能調(diào)度系統(tǒng)可以將電子地圖、公交線路網(wǎng)絡(luò)分別或同時(shí)、全部或局部顯示在屏幕上，可以在地圖上顯示車(chē)輛的位置，可以在地圖上選取車(chē)輛并顯示此時(shí)車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)、速度、方向、線路號(hào)、車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)型等信息，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜多變的情況實(shí)時(shí)地調(diào)整車(chē)輛運(yùn)行指標(biāo)，提高運(yùn)行計(jì)劃的完成率，可同時(shí)記錄實(shí)際行車(chē)軌跡及捕捉在道路上的軌跡。

特有GPS誤差軟件校正功能，依行車(chē)方向、車(chē)速等信息自動(dòng)匹配道路，提高系統(tǒng)精度。

車(chē)輛軌跡平滑顯示，“黑匣子”數(shù)據(jù)可查詢(xún)，以滿足網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)的調(diào)度需要。

GIS應(yīng)用示例：

(1) 行車(chē)示意圖：通過(guò)定位功能將在線營(yíng)運(yùn)車(chē)輛的運(yùn)行情況及實(shí)際位置狀態(tài)動(dòng)態(tài)地顯示在調(diào)度中心的調(diào)度界面上，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)掌握(如圖5所示)。

圖5 行車(chē)示意圖

(2) 軌跡回放：結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)(電子地圖)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，自動(dòng)記錄營(yíng)運(yùn)車(chē)輛的行駛軌跡及各種異常情況，并將其保存在后臺(tái)服務(wù)器中，以便隨時(shí)查詢(xún)(如圖6所示)。

圖6 軌跡回放

(3) 報(bào)警目標(biāo)聲光提示：提供報(bào)警目標(biāo)聲光提示、屬性數(shù)據(jù)查詢(xún)，可以指定任一或所有監(jiān)控終端顯示告警提示?？深A(yù)先設(shè)定路線，偏航自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)提供多態(tài)的符號(hào)，每一車(chē)輛符號(hào)可以有正常、激活、報(bào)警、求救等多種狀態(tài)。事件發(fā)生后，電子地圖彈出報(bào)警位置，并對(duì)接入的報(bào)警車(chē)輛進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)行報(bào)警處理。

4.2 輔助決策

對(duì)企業(yè)的運(yùn)行情況、運(yùn)行質(zhì)量等進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)分析，從而為下一步公交線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整、運(yùn)力運(yùn)能資源配置和輔助決策等，提供直接的依據(jù)。

(1) 車(chē)載智能終端客流檢測(cè)設(shè)備的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，形成于不同需求的客流報(bào)表，為客流分析、營(yíng)運(yùn)分析和行車(chē)作業(yè)計(jì)劃、運(yùn)調(diào)計(jì)劃的形成提供必要的技術(shù)支持，對(duì)客流的時(shí)間、空間分布作出分析，為營(yíng)運(yùn)生產(chǎn)與調(diào)度提供決策支持。

(2) 規(guī)劃管理支持

需求管理和預(yù)測(cè)：從交通控制系統(tǒng)獲取的當(dāng)前交通流數(shù)據(jù)，從公共交通信息系統(tǒng)獲取的當(dāng)前使用水平數(shù)據(jù)，從營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)獲取的客流量數(shù)據(jù)，從預(yù)測(cè)出行信息系統(tǒng)獲取的交通需求數(shù)據(jù)，對(duì)所有運(yùn)輸模式的交通需求和交通運(yùn)輸規(guī)劃的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)存檔并建立模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。

公交線網(wǎng)和站點(diǎn)評(píng)價(jià)：根據(jù)各種歷史客流量數(shù)據(jù)，進(jìn)行公交樞紐站等的評(píng)價(jià)，根據(jù)各種歷史數(shù)據(jù)(交通流數(shù)據(jù)、公共設(shè)施使用水平數(shù)據(jù)、客流量數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)出行者的交通需求數(shù)據(jù))，進(jìn)行公交線路優(yōu)化布局分析，進(jìn)行公交專(zhuān)用道、路口公交優(yōu)先通行、單行線允許公交車(chē)通行等規(guī)劃設(shè)計(jì)。

5 結(jié) 語(yǔ)

上海市智能公交系統(tǒng)已投入運(yùn)行，取得令人滿意的預(yù)期效果。目前浦西的公交線路基本做到了全覆蓋。約8 700輛車(chē)(涉及645條公交線路)安裝了智能車(chē)載終端，途徑4 800多個(gè)站點(diǎn)。車(chē)隊(duì)調(diào)度人員坐在終點(diǎn)站調(diào)度室內(nèi)通過(guò)電腦客戶端就可以查看線路下每輛車(chē)的行駛情況以及準(zhǔn)確位置，遇緊急情況可人工干預(yù)實(shí)施應(yīng)急預(yù)案。

在面向公眾的信息發(fā)布服務(wù)方面，已在市區(qū)800多個(gè)站點(diǎn)建設(shè)了候車(chē)亭信息發(fā)布屏，顯示?？吭撜镜木€路的下一班車(chē)到站時(shí)間，同時(shí)播出最新的資訊類(lèi)電視節(jié)目、各種便民信息，提升了乘客的候車(chē)體驗(yàn)。除此之外，信息發(fā)布系統(tǒng)又增加了手機(jī)APP預(yù)報(bào)，大部分公交線路實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)終端發(fā)布的試運(yùn)行，市民可以通過(guò)手機(jī)等移動(dòng)終端實(shí)時(shí)獲取各條線路各個(gè)站點(diǎn)的車(chē)輛到站預(yù)報(bào)信息，大大方便了市民出行規(guī)劃。

目前，一種新型立桿式電子站牌已經(jīng)開(kāi)始部署。在現(xiàn)有立桿式站牌安裝太陽(yáng)能電池板和OLED顯示，可適用于缺乏場(chǎng)地條件和電力供應(yīng)條件的任何公交站點(diǎn)，因此有望在不久的將來(lái)使電子信息發(fā)布覆蓋到所有公交站點(diǎn)。

公交信息化建設(shè)作為智慧城市交通的重要組成部分必將大力繼續(xù)推進(jìn)。隨著公交信息化系統(tǒng)進(jìn)一步融入城市交通網(wǎng)，產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)也將進(jìn)一步為城市區(qū)域職能、道路建設(shè)規(guī)劃提供依據(jù)。

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SHANGHAIINTELLIGENTPUBLICTRANSPORTSYSTEMBASEDONINTERNETOFTHINGS

Guo Zhengxi
(ShanghaiNewMediaInformationCommunicationCo.,Ltd.,Shanghai200072,China)

Public transport informatization is one of important measures for the construction of smart city in Shanghai city. The intelligent public transport system based on the Internet of things is the most representative system of public transport informatization. The system is composed of the vehicle terminal information collection system, information processing platform, shelter information release system and intelligent scheduling system. It provides a global deployment, a sound overall operational solution for public transport informatization. Using double beacon based on GPS with ZigBee, the positioning precision is improved. Considering of the vehicle real-time data and historical data of the algorithm improves the accuracy of prediction of the bus arrival. Intelligent scheduling based on GPS and GIS realizes the real-time monitoring of vehicles and centralized management. Shanghai intelligent public transport system has been brought into operation and has achieved good results.

Intelligent public transport system Vehicle positioning Bus arrival time prediction

2016-09-21。郭征茜，工程師，主研領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，智能交通。

TP393

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.08.024