基于電子站牌信息反饋的動(dòng)態(tài)公交調(diào)度系統(tǒng)

游小容+周正

摘要：該文通過對(duì)智能公交的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，利用先進(jìn)的通信設(shè)備和定位系統(tǒng)，例如GPS、GIS等，快速定位車輛及實(shí)時(shí)路況，結(jié)合調(diào)查的理論概率和乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的實(shí)際客流量，形成合理的發(fā)車時(shí)間表。通過有效的公交調(diào)度合理調(diào)整發(fā)車的次數(shù)，提高公交車輛的承載率。以幫助市民更好的選擇出行最短路徑，減少中途轉(zhuǎn)車的次數(shù)，節(jié)省坐車時(shí)間。

關(guān)鍵詞：客流量；定位系統(tǒng)；電子站牌；乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）15-0126-02

城市公共交通是城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的動(dòng)脈，是城市的主要組成部分，也是城市居民賴以生存的必要的共用基礎(chǔ)設(shè)施、迅速、高效的交通系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力保障。

本文通過建立公交乘客信息系統(tǒng)框架，研究公交電子站牌系統(tǒng)和公交乘客運(yùn)營系統(tǒng)之間的輔助決策機(jī)理，設(shè)計(jì)了基于電子站牌自動(dòng)計(jì)數(shù)的公交最佳調(diào)度方案。同時(shí)利用現(xiàn)代化的通訊技術(shù)和信息管理技術(shù)為公交公司節(jié)省人力和物力，從而降低成本，提高工作效率。因此，基于電子站牌數(shù)據(jù)的公交調(diào)度不僅有很好的社會(huì)效益，而且會(huì)給公交企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

從20世紀(jì)90年代開始，對(duì)于公交調(diào)度的探索和研究大部分都集中在兩個(gè)方面：一方面是對(duì)調(diào)度問題優(yōu)化算法的研究；另一方面是如何應(yīng)用APTS理論及其相關(guān)技術(shù)來集成調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)的智能化。

在技術(shù)方面上，國外研究的主要精力集中在計(jì)算機(jī)輔助公交運(yùn)營方面，其中ITS技術(shù)支持下的公交調(diào)度系統(tǒng)最具有代表性。

與歐美國家相比，國內(nèi)公共交通事業(yè)的發(fā)展相對(duì)還比較落后，總體應(yīng)用水平比國外低，涉及的范圍也相對(duì)較小。國內(nèi)交通存在自身的局限性，傳統(tǒng)的公共交通運(yùn)營組織主要是以線路調(diào)度為核心，是一種基于傳統(tǒng)設(shè)備和調(diào)度員經(jīng)驗(yàn)的調(diào)度。目前采用智能運(yùn)輸技術(shù)解決國內(nèi)公共交通運(yùn)輸中的問題，基本還處于“構(gòu)想”和“初步試驗(yàn)”的階段。

2主要研究內(nèi)容

本文旨在將通過GPS定位技術(shù)采集的車輛位置、車輛行駛路況等信息與電子站牌上乘客所指示的上下車人數(shù)以及站點(diǎn)狀況信息相結(jié)合，通過信息收集反饋系統(tǒng)將其反饋給公交調(diào)度公司，經(jīng)過運(yùn)營的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)以及場站樞紐的實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)公交車的調(diào)度進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，調(diào)整發(fā)車時(shí)間間隔和發(fā)車班次以滿足乘客需求。

2.1站臺(tái)乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)

自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)是一種應(yīng)用了單片機(jī)原理，公交客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)能檢測公交車在每個(gè)站點(diǎn)的上下車人數(shù)，并記錄時(shí)間和車位，在統(tǒng)計(jì)調(diào)度中心，通過測量的客流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以方便地建立客流模型，進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)分析，例如在某一時(shí)間段內(nèi)對(duì)某個(gè)站點(diǎn)客流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)某條線路總的客流量統(tǒng)計(jì)，甚至還可以統(tǒng)計(jì)出車內(nèi)的超載情況，統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以用多種圖表方式顯示，以便對(duì)新增的或要改動(dòng)的公交線路進(jìn)行線路優(yōu)化設(shè)計(jì)，幫助制定城市公交的近期和中長期規(guī)劃。

2.2自動(dòng)車輛定位系統(tǒng)

定位模塊：由定位傳感器和數(shù)據(jù)處理電路組成，以提供實(shí)時(shí)、連續(xù)的車輛位置估計(jì)，以使系統(tǒng)能夠正確分辨車輛當(dāng)前的行駛路段和正在接近的交叉路口。在該自動(dòng)車輛定位系統(tǒng)中，我們綜合了全球定位系統(tǒng)的各種定位技術(shù)，期盼將現(xiàn)已有的各種車輛定位技術(shù)運(yùn)用到公交車上，以使公交站臺(tái)能提前感知公交車的到來，并且方便公交調(diào)度公司隨時(shí)掌握公交車的狀態(tài)和位置，方便管理和調(diào)度。

2.3模擬統(tǒng)計(jì)乘客數(shù)量以調(diào)整發(fā)車間隔系統(tǒng)

2.3.1公交車?？繒r(shí)間分析

公交車從減速進(jìn)站到加速出站分為四個(gè)階段 ：分別為減速進(jìn)站，開關(guān)門，乘客上下車，加速離站，對(duì)應(yīng)的四個(gè)時(shí)間分別是t1，t2，t3，t4。

? t1的計(jì)算可通運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本公式得到：

t=√2L/b

本次研究根據(jù)實(shí)際情況，取平均車長L=13m，公交車加速度b=2m/s2，得到t1=3.6s；

? t2可以通過翻閱資料查得，一般為3-4s；

? t3的影響因素眾多，它的測定通常用實(shí)地測量的方法得到。本次研究的t3是在上海曹楊八村站經(jīng)過多次實(shí)地觀測最后得出的。

? t4的計(jì)算可以分為兩部分：加速離站基本時(shí)間ta、公交車重新匯入車流的延誤時(shí)間td。

ta的計(jì)算與他t1類似，td的計(jì)算可查閱下表。

2.4信息收集反饋系統(tǒng)

智能交通信息采集與發(fā)布系統(tǒng)，該系統(tǒng)由交通信息采集子系統(tǒng)、智能信息分析處理子 系統(tǒng)和超媒體信息發(fā)布中心、后臺(tái)管理系統(tǒng)四部分組成。旨在對(duì)車輛定位系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過車輛自動(dòng)定位系統(tǒng)所傳遞的車輛位置、車輛行駛狀況、站臺(tái)候車人數(shù)、IC卡消費(fèi)次數(shù)以及其他信息的分類與匯總，經(jīng)過公交智能管理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)、交管部門管理系統(tǒng)對(duì)信息的處理，將最終的結(jié)果以合理的公交調(diào)度時(shí)刻表、站牌反饋信息的形式進(jìn)行信息的輸出。

2.5電子站牌顯示系統(tǒng)

基于無線通信的智能公交站牌信息顯示系統(tǒng)是通過站點(diǎn)的LED燈來直觀顯示未到公交車的行駛信息。本系統(tǒng)主要由車載自動(dòng)發(fā)射模塊、站點(diǎn)解碼和調(diào)整模塊，無線通信模塊三部分構(gòu)成。通過將初始端接收車載信號(hào)以調(diào)整電路顯示，并通過站點(diǎn)解碼模塊將信息展現(xiàn)在LED燈上，使站點(diǎn)等車的乘客都可以了解到所乘公交車的行駛位置。

2.6案例分析

如圖4所示，公交車到達(dá)A站后，則在下面的B，C，D站點(diǎn)會(huì)依次點(diǎn)亮A站點(diǎn)的LED燈表示車輛目前位置。考慮到同一路線會(huì)有多輛同路公交車行駛，通過算法實(shí)現(xiàn)顯示最近的公交車。以20路和37路公交車為例：當(dāng)公交車分別在A站和C站的時(shí)候，則在B站顯示的是公交車到達(dá)A站的信息，而D站則顯示是公交車到達(dá)C站的信息，即提高了消息的顯示效率，也滿足了乘客的需求，不同路公交車互不干擾，實(shí)現(xiàn)了公交車行車信息的正確顯示。

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