基于SOA 打造北京公交調度系統(tǒng)

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。由長風聯(lián)盟成員企業(yè)神州數(shù)碼實施的北京公交調度系統(tǒng),遵循了長風聯(lián)盟SOA應用集成框架的模式和思想,在承擔北京市日常公共交通運營調度管理的同時,還大大提高了北京市公交系統(tǒng)應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,是衡量公交服務水平的指標。因此,它們在一定時期內不能輕易改變。在公共交通運輸管理工作中,運營組織與調度是核心的內容,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。這是北京市公共交通運營組織與調度管理的主要任務。同時,由于車輛發(fā)車頻率高,對調度員應付突發(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)境變化適應能力,特別是應對諸如2008 年北京奧運會等大型活動對公交客運提出的強大需求,同時結合國內外先進經(jīng)驗,充分利用智能交通技術和先進的管理思想,對北京市公共交通資源進行重新整合,實現(xiàn)公交運營組織與調度管理的現(xiàn)代化、信息化、智能化,進而改善現(xiàn)有公交系統(tǒng)的服務水平和運營效率,提高突發(fā)事件的應對能力,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,北京市公交集團提出了要建立滿足公交集團信息化,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度系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在應用ITS(智能交通系統(tǒng))技術及先進的管理思想基礎上,在北京公交集團總公司范圍內,以原有計算機骨干網(wǎng)及相關系統(tǒng)為基礎,基于GPS等技術而建立的自動化、信息化、智能化的運營組織與調度系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)共享交換按級進行

北京公交的綜合指揮調度系統(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)交換服務是否及時、準確,并且穩(wěn)定可靠地執(zhí)行,是影響北京公交三級調度能否成功應用的關鍵。

交換的需求主要包括了車隊和車隊之間業(yè)務數(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)內容的路由。

基于上述需求,遵循長風聯(lián)盟SOA應用集成框架的模式和思想,北京公交調度系統(tǒng)利用長風聯(lián)盟SOA套件中的數(shù)據(jù)交換服務產(chǎn)品和服務庫產(chǎn)品,搭建了北京公交調度系統(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?？傊行呐c車隊的交換通過分中心進行,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),由目的地設計交換流程時通過路由轉發(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)關系到服務關系

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,則需要修改流程設計。而發(fā)布/訂閱方式在設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計復雜度要求較高。

基于SOA的北京公交調度系統(tǒng)建設模式,是長風聯(lián)盟SOA應用集成框架中提到的服務裝配構建系統(tǒng)模式和利用應用模板構建系統(tǒng)模式的結合。在系統(tǒng)建設中,一方面構建了各中心和車隊數(shù)據(jù)提供、數(shù)據(jù)推送、數(shù)據(jù)訂閱等多個服務并轉配成業(yè)務功能,并通過長風聯(lián)盟SOA套件服務庫產(chǎn)品來進行高效的管理和監(jiān)控;另一方面利用了長風聯(lián)盟SOA套件中基本的數(shù)據(jù)共享交換服務產(chǎn)品構建了企業(yè)級的大型三級數(shù)據(jù)交換中心。

由于采用了基于長風聯(lián)盟SOA套件的共享交換方案,北京公交調度系統(tǒng)成功地解決了數(shù)據(jù)在三級應用中可靠傳輸?shù)膯栴},每一個車隊、分中心或總公司需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都被當做一個服務來調度。這樣數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的約束關系轉化成了服務和服務之間的約束關系,原來復雜的數(shù)據(jù)關系現(xiàn)在轉化為有意義的業(yè)務服務之間的關系,使系統(tǒng)的復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度、經(jīng)營管理、乘客信息服務水平,滿足了北京日常公交運輸服務需求,同時滿足了奧運會及其他大型活動的客運交通服務需求。