基于物聯(lián)網(wǎng)的城市智能化公交系統(tǒng)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和研究

摘? 要：為了進(jìn)一步增強城市公交系統(tǒng)的管理能力，為居民提供快捷、優(yōu)質(zhì)的乘坐體驗，有效理順城市公交站點以及路線之間的關(guān)系。公交管理部門投入大量資源進(jìn)行智能化城市公交系統(tǒng)的構(gòu)建與完善，基于這種實際，本文以物聯(lián)網(wǎng)作為研究背景，全面梳理物聯(lián)網(wǎng)背景下，城市智能化公交系統(tǒng)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法，促進(jìn)公交系統(tǒng)的現(xiàn)代、智能、高效運行。

關(guān)鍵詞：智能化公交;物聯(lián)網(wǎng);加權(quán)網(wǎng)絡(luò);智慧城市

中圖分類號：TP391.4;TN929.5;U495? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? 文章編號：2096-4706（2019）21-0170-02

Abstract：In order to further enhance the management ability of urban public transport system，provide residents with fast and high-quality ride experience，and effectively straighten out the relationship between urban public transport stations and routes. Based on this reality，this paper takes the internet of things as the research background，comprehensively combs the weighted network design method of urban intelligent public transportation system under the background of internet of things，and promotes the modern，intelligent and efficient operation of public transportation system.

Keywords：intelligent public transport;internet of things;weighted network;smart city

0? 引? 言

考慮到公交站點體量較大，線路較多，在實際路線設(shè)置環(huán)節(jié)，采取必要的應(yīng)對手段，進(jìn)行加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置，實現(xiàn)城市公交的系統(tǒng)化、整體管理。本文以城市智能化公交系統(tǒng)作為研究對象，將加權(quán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計作為研究核心，在物聯(lián)網(wǎng)視角下，對加權(quán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案進(jìn)行梳理，以期為后續(xù)相關(guān)工作的開展提供參考。

1? 物聯(lián)網(wǎng)背景下城市智能化公交系統(tǒng)分析

城市智能化公交借助于GPS技術(shù)、GIS技術(shù)等技術(shù)手段，實現(xiàn)了公交車輛的實時定位、車速監(jiān)控以及軌跡判定，大大增強了公交系統(tǒng)的運行效率與管理能力。在ZigBee、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，城市智能化公交系統(tǒng)得以實現(xiàn)多元化的信息交互，推動了城市智能化公交系統(tǒng)的現(xiàn)代化升級。

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市人口體量的不斷增加，為了滿足公眾的出行需求，減少交通運輸壓力，各地轉(zhuǎn)變觀念，逐步加大公共交通的建設(shè)力度，積極推動城市公交系統(tǒng)的智能化，智能化公交系統(tǒng)的出現(xiàn)，在很大程度上改變了傳統(tǒng)的公交運行以及管理模式，為乘客帶來更為舒適、便利的體驗。物聯(lián)網(wǎng)在城市智能化公交系統(tǒng)中的應(yīng)用，形成了感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層的合理劃分，實現(xiàn)了整個公交系統(tǒng)的體系化建設(shè)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，城市智能化公交系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)公交車輛的自我感知、信息的快速交互以及公交車輛的科學(xué)管控[1]。例如當(dāng)公交車輛進(jìn)入到公交站牌后，站牌內(nèi)置的RFID組件會對公交車輛裝載的GPS信息進(jìn)行讀取，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將獲取的公交車輛信息進(jìn)行傳輸，傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)入應(yīng)用層后，系統(tǒng)能夠快速識別公交車輛的運行路線、行駛的位置，并對信息進(jìn)行發(fā)布。從技術(shù)層面來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市智能化公交體系中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)公交車輛信息的科學(xué)采集、高效處理以及快速發(fā)布，為后續(xù)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了極大的便利。同時在GPS技術(shù)、GIS技術(shù)的支持下，公交車輛的車速得到科學(xué)估算，車內(nèi)客流量也能夠?qū)崟r反饋，這對于整個公交路線規(guī)劃以及發(fā)車頻次的確定有著極大的參考價值[2]。以武漢為例，2018年武漢共有公交線路557條，城區(qū)專線209條，城區(qū)普線34條，高密度的公交線路以及較高的乘客數(shù)量，使得武漢公交管理難度較大，為了扭轉(zhuǎn)這一局勢，提升公交體系的智能化程度，武漢市投入大量資金、技術(shù)，對現(xiàn)有的公交體系進(jìn)行優(yōu)化，逐步打造智能化公交平臺，實現(xiàn)了城市公交體系的現(xiàn)代化以及高效化，并在這一過程中，逐步探討物聯(lián)網(wǎng)體系下，城市智能化公交加權(quán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法，以期形成完備高效的公交車輛調(diào)度方案，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)在公交車輛運行、監(jiān)督以及管理方面的積極作用。

2? 基于物聯(lián)網(wǎng)的城市智能化公交加權(quán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法

物聯(lián)網(wǎng)框架下城市智能化公交加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及實現(xiàn)，涉及多個方面的內(nèi)容，在實際的處理環(huán)節(jié)，工作人員有必要從多個維度出發(fā)，在掌握城市智能化公交基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分吸收過往的有益經(jīng)驗，積極調(diào)整思路，創(chuàng)新設(shè)計思路、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，確保加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)高效構(gòu)建。

2.1? 建立城市公交站點網(wǎng)絡(luò)模型

在城市公交加權(quán)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的過程中，工作人員需要率先結(jié)合城市公交建設(shè)情況，利用空間法建立起城市公交站點網(wǎng)絡(luò)模型，在實際操作環(huán)節(jié)，由于物聯(lián)網(wǎng)與城市公交的結(jié)合，使得公交站點的位置更加容易識別，因此整個網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建難度得以有效降低。以武漢為例，在城市公交站點網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建環(huán)節(jié)，借助于物聯(lián)網(wǎng)對全市所有公交站點的位置、分布情況進(jìn)行了全面梳理，掌握了相關(guān)情況，進(jìn)而為空間法在實踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用提供了極大的便利[3]?？臻g法所構(gòu)建的城市公交站點網(wǎng)絡(luò)模型，直觀地反映出兩個相鄰公交站點之間的聯(lián)系，形成一個矩陣模型，借助于相關(guān)矩陣模型，能夠較為直觀地反映城市公交系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.2? PTEW加權(quán)計算

在利用空間法進(jìn)行城市公交站點模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，工作人員在加權(quán)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的過程中，還可以使用PTEW加權(quán)法進(jìn)行相應(yīng)的算法梳理。在計算環(huán)節(jié)，為了保證計算方法的實用性，實際處理環(huán)節(jié)，工作人員還應(yīng)當(dāng)引入BPR函數(shù)的概念，借助于BPR函數(shù)，準(zhǔn)確反映公眾出行時間成本，明確車輛通行與道路狀況之間的關(guān)系，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為Tk=

T ok[1+α（xk/ck）β]，其中Tk代表在道路交通為0時，某路段k的道路阻抗值，α以及β代表函數(shù)計算的修正系數(shù)，xk表示路段k的交通量，ck表示路段k的實際通行能力，通過這種函數(shù)計算，能夠快速進(jìn)行相關(guān)路段內(nèi)公交通行能力的有效評估，進(jìn)而為整個智能公交加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供數(shù)據(jù)參考，增強線路設(shè)計、站點規(guī)劃的有效性[4]。武漢在城市智能化公交建設(shè)的過程中，為了更好地明確路段通行能力，實現(xiàn)公交形成路線的合理規(guī)劃，在加權(quán)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的過程中，立足于自身在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面的優(yōu)勢，采取PTEW加權(quán)計算，對全市范圍內(nèi)各個路段的交通阻值進(jìn)行了梳理，劃分了阻值較大的區(qū)域，并根據(jù)相應(yīng)區(qū)域的相關(guān)特點，采取有針對性的處理方式，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，全面增強相應(yīng)路段的通行能力，為公眾提供更為便利、更為高效的出行路徑，發(fā)揮了城市公交的社會價值。由于物聯(lián)網(wǎng)的參與，武漢智能化公交各項數(shù)據(jù)得以在短時間內(nèi)快速匯集，這種情況為整個加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及優(yōu)化提供了極大的便利。

2.3? 公交站點通行時間計算

在對公交站點通行時間計算的過程中，工作人員可以從兩個層面來進(jìn)行相關(guān)的工作。一方面在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，對相鄰公交站點之間的通行時間進(jìn)行科學(xué)的計算，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對于城市公交系統(tǒng)的改造，使得公交站點的信息收集、處理以及交互能力得到顯著提升，無形之中對于公交站點通行時間的計算產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。具體來看，在計算之前，需要收集路段自由通行的時間，并在此基礎(chǔ)上，明確路段實際通行密度以及最大通行密度，在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的支持下，工作人員能夠較為直觀地掌握相鄰公交站點之間的交通情況，實現(xiàn)通行時間的合理科學(xué)計算，降低計算難度，提升計算結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。另一方面，除了進(jìn)行相鄰公交站點的通行時間計算之外，還應(yīng)當(dāng)對站點之間的最佳行車路徑進(jìn)行規(guī)劃，通過這種處理，可以更加準(zhǔn)確地計算和把控整個公交站點通行時間，為后續(xù)相關(guān)公交車輛調(diào)度以及管理提供了極大的便利，確保了公交車輛運行的高效性。

3? 結(jié)? 論

加權(quán)網(wǎng)絡(luò)在城市公交中的構(gòu)建，有效應(yīng)對城市公交拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)以及流量系統(tǒng)帶來的工作難度，在保證城市公交綜合管理的同時，能夠根據(jù)道路情況以及客流量進(jìn)行實時動態(tài)調(diào)整，有效滿足現(xiàn)階段社會公眾對于公交出行的相關(guān)要求。本文著眼于實際，以物聯(lián)網(wǎng)作為技術(shù)背景，在城市智能化公交基本構(gòu)成的基礎(chǔ)上，對加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計思路以及設(shè)計方法進(jìn)行系統(tǒng)化梳理，以建立完備、高效的公交網(wǎng)絡(luò)。

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作者簡介：周楊雅枝（1985-），女，漢族，湖北京山人，就職于圖書館資源建設(shè)部，管理員，館員，本科，研究方向：圖書資料情報等。