達喀爾BRT 中的智能交通系統(tǒng)

李 萌

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，西安 710075）

非洲作為全球交通運輸發(fā)展比較落后的一個洲，其大部分國家的城市交通發(fā)展還處于比較落后的狀態(tài)，并沒有形成完整的交通運輸體系。近些年來，非洲的人口增加速度很快，同時由于生活和工作的需要，城市私家汽車的數(shù)量也在大幅度增長，這樣就導致交通行業(yè)發(fā)展并不是很良好的非洲城市交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴重，甚至一些市民因上班遲到被解雇的情況也時有發(fā)生。所以，非洲的一些國家也已經(jīng)意識到發(fā)展城市交通是非常緊急而且也是必要的。就拿西非的塞內加爾來說，其首都達喀爾正在如火如荼地建設著首條快速公交（BRT）城市道路。

1 快速公交（BRT）介紹

快速公交（BRT）是一種高效、快速、可持續(xù)的公共交通系統(tǒng)，其結合了傳統(tǒng)公交車和軌道交通系統(tǒng)的特點，以提供高質量的公共交通服務。快速公交系統(tǒng)通過一系列的設計和管理策略，旨在提高公共交通的運行效率和乘客出行體驗，其中最核心的特點是在特定的交通走廊上設置專用的公交車道，并結合高頻服務、快速上下客、現(xiàn)代化車站和優(yōu)先通行權等特點。以確保公交車能夠快速、準時地行駛，并避免與其他車輛造成交通擁堵。其不僅提供了高效、便捷的公共交通服務，減少了交通擁堵和環(huán)境污染，還改善了城市居民的出行體驗和生活質量，快速公交對城市的可持續(xù)發(fā)展和交通規(guī)劃起到了積極的推動作用。

2 達喀爾BRT 概況

快速公交（BRT）系統(tǒng)工程起始于塞內加爾首都達喀爾Place Cabral 終至Guédiawaye 市府，全長17.7 km。項目路線從Cabral 廣場開啟，沿著Papa Gueye Fall路，然后隨Général de Gaulle 大道延伸至Obélisque廣場；之后沿Dial Diop 路，經(jīng)過Sacré-Coeur 并沿原有道路至Liberté VI 環(huán)島路口；然后穿過Grand Yoff 區(qū)，到達機場路右側正在建設的Emergence 互通；順著Ndiayes 路沿著Parcelles Assainies 繼續(xù)延伸至Fadia與Camberene；在Dalal Jamm 醫(yī)院處脫離Ndiayes 路，沿Guédiawaye 海濱路直到市府。項目路線上共有23個封閉式車站，站臺位于路中間，用于?？枯^高的公交車。同時，全線共設有3 個換乘站，乘客可在換乘站處進行公交換乘。

3 智能交通系統(tǒng)簡介

智能交通系統(tǒng)作為BRT 系統(tǒng)的重要組成部分，是保證BRT 系統(tǒng)有效實現(xiàn)的前提之一。其采用國際或國內通行的先進技術，采用標準化的設計和標準化的產(chǎn)品，以保證其通用性。同時，其建成的系統(tǒng)是一個功能完善、流程規(guī)范、簡單易用的管理系統(tǒng)，滿足目前BRT運營調度、乘客信息服務、公交優(yōu)先等基本管理和服務功能的需要，又充分考慮將來可能的擴容需要。簡單來說，智能交通系統(tǒng)是一種綜合運用信息技術、通信技術、交通管理技術的創(chuàng)新交通系統(tǒng)。其可以提供準確、及時的交通信息和服務。

4 達喀爾BRT 中的智能交通系統(tǒng)

達喀爾BRT 匯集了塞內加爾城市交通的2 項重大創(chuàng)新。一是為BRT 公交創(chuàng)建專用的公交通道，二是為BRT 公交創(chuàng)建各個智能交通子系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間相互協(xié)調和配合以更好地為BRT 運營團隊服務。系統(tǒng)主要包括：運營輔助系統(tǒng)-乘客信息（SAE-IV）、廣播系統(tǒng)、票務系統(tǒng)、伸縮門系統(tǒng)、集中技術管理系統(tǒng)（GTC）、RS 支持網(wǎng)絡、技術機柜等子系統(tǒng)和一個控制中心（PCC）。本文對其中幾個系統(tǒng)做主要介紹。

4.1 運營輔助系統(tǒng)-乘客信息

運營輔助系統(tǒng)-乘客信息（SAE-IV）是一種計算機軟件系統(tǒng)，在控制中心PCC 設置SAE-IV 專用的工作站和服務器，將會實現(xiàn)以下功能：定位線路上的BRT車輛；輔助線路運營并遵守時間表；管理、預測線路的時間表和公交車的狀況及警報信息；通過控制臺或語音通信實時向駕駛員通知來自PCC 的交通指示；在站臺或車載信息面板上顯示當前時間、下一班及再下一班公交車的預計抵達時間表；在站臺門PIV 屏上顯示線路的編號和目的地信息；在站臺播放與公交車狀況及時間表相關的信息，以及可能的警報信息。

4.2 票務系統(tǒng)

達喀爾BRT 在每個車站設置售票及驗票設備實現(xiàn)對票務系統(tǒng)的自動化及可視化管理。本系統(tǒng)考慮將其融入到達喀爾市公交系統(tǒng)的整體構架中，同時還考慮了與其他交通運輸網(wǎng)絡票務系統(tǒng)的互聯(lián)。票務系統(tǒng)可管理車票的制作、發(fā)行、修改、查詢及刪除；對車票價格進行修改、查詢及刪除；管理車票表單如黑名單和白名單；驗證車票的有效性；驗證交易數(shù)據(jù)的完成性及準確性；記錄銷售交易及處理數(shù)據(jù)；對關鍵數(shù)據(jù)進行加密及解密處理。乘客可通過自動售票機、人工售票窗口進行購票。并且，所有的車票載體都是“非接觸式”類型，主要包括紙質車票；NFC 卡（非接觸式卡片），卡片采用CALYPSO 標準（該標準是針對歐洲非接觸票據(jù)的開放性技術標準，符合ISO/CEI 14443 非接觸式IC 卡標準）；NFC 手機，利用手機支付方式（Apple Pay、Huawei Pay 等）綁定虛擬卡，進站時手機靠近支持NFC 功能的伸縮門讀卡器即可正常進站，出站時手機再次靠近支持NFC 功能的伸縮門讀卡器即可出站并自動扣款。

票務系統(tǒng)主要由PCC 設備及車站設備構成，其設備主要分布情況如下：PCC 包括票務服務器、監(jiān)管服務器、銀行服務器和票務工作站等設備；車站站臺兩側分別設置一臺自動售票機、每個窗口分別配置一臺人工售票機、移動檢票設備和閘機；換乘站設置自動售票機、移動檢票設備、閘機。其系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 票務系統(tǒng)示意圖

4.3 廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)主要用于PCC 調度人員、車站值班員向車站旅客進行公眾語音廣播、通告BRT 車輛運行及安全、向導等服務信息，向工作人員發(fā)布作業(yè)通知。其主要由控制中心PCC 設備、車站設備及傳輸通道組成。控制中心設備包括廣播主機、廣播操作終端、話筒和監(jiān)聽音箱；車站設備包括25 W 吸頂式揚聲器、功率放大器及相關附件；傳輸通道主要是功率放大器至揚聲器的音頻線，主干傳輸通道利用車站的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)將數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至PCC，用于PCC 向各車站發(fā)送語音信息、傳送監(jiān)聽信息、網(wǎng)管及控制信號。

廣播系統(tǒng)將會實現(xiàn)以下功能：車站廣播將通過SAE工具從PCC 統(tǒng)一發(fā)出；全線廣播、任意一條線路的所有車站廣播、任意一個車站廣播；具有本工程線路及各車站的示意圖；可以從系統(tǒng)導入或錄入廣播錄制消息庫；可根據(jù)每個車站的環(huán)境和不同的時間段設置不同的管理級別；具有全線、單站等廣播使用方式的選擇圖標；具有兼作火災或其他災害場景下的廣播功能；能顯示廣播的優(yōu)先級；具有監(jiān)聽及錄音等功能。

4.4 集中技術管理系統(tǒng)（GTC）

集中技術管理系統(tǒng)（以下簡稱GTC）包括車站級和PCC 級設備，車站級設備主要包括GTC 操作終端（和售檢票系統(tǒng)終端合用）設置在售票窗口，GTC 網(wǎng)關設置在弱電機柜中。PCC 級設備包括PCC 操作站、PCC 端GTC 服務器。GTC 功能主要包含本地控制模式/集中控制模式、操控的分配、人機界面（HMI）、數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計信息系統(tǒng)。其系統(tǒng)示意圖如圖2 所示。

圖2 GTC 系統(tǒng)示意圖

4.4.1 本地控制模式/集中控制模式

1）本地手動模式。對應本地控制，由資質員進行測試干預或維護。

2）遠程手動模式。僅適用于遙控設備。在此模式下，本地安全功能保持活動狀態(tài)。

3）自動模式。該設備完全由自動化和本地安全功能管理。

4.4.2 操控的分配

除非另有規(guī)定，否則可以將操控轉交給：可理解的、本地化的方式定義的特定設備；遵循操作邏輯的一組設備（收費線、站臺門、車站照明）；同類別的所有設備；從GTC 站點，可以定位的相關的設備，知道事件的性質/嚴重性，綜合各種故障來優(yōu)化操作員的行動，盡可能通過遠程遙控處理問題、確認事件并著手解決事件。

4.4.3 人機界面（HMI）

為操作員提出的人機界面必須易理解，符合人體工程學，旨在簡化操作員的任務。其將限制達到所需功能的行為（點擊次數(shù)）。將包含概覽示意圖、用于顯示警報的永久區(qū)域并且實時更新、可配置警報的等級劃分、系統(tǒng)視圖、車站視圖、站臺視圖、歷史”視圖和“統(tǒng)計”視圖。

4.4.4 數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計信息

GTC 將存檔所有技術事件，并可查詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以便跟蹤設備信息、故障信息和故障率。數(shù)據(jù)將以非專有格式（csv、電子表格等）提取。

4.5 技術機柜

主線上的每個車站將安裝2 個機柜：BT/CFA 強電流柜、CFA 弱電流柜。在Petersen 和Grand Médine 換乘站安裝；專供換乘站設備使用的BT/CFA 強電流柜，專供換乘站設備使用的CFA 弱電流柜。

4.5.1 BT/CFA 強電流柜

BT/CFA 強電流柜將實現(xiàn)以下設備的電源分配：自動售票機、伸縮門、站臺PIV、站臺門PIV 、車站攝像機、計算機和車站CFA 弱電流柜。在車站運營時，BT/CFA 強電流柜由光伏系統(tǒng)CFO 機柜供電（光伏系統(tǒng)與市電并網(wǎng)）。對于沒有光伏系統(tǒng)的車站，BT/CFA 強電流柜將由市電與UPS 供電。光伏系統(tǒng)供電被視為應急電源。應急電源的確能夠為需要應急電源的設備提供1 h的自主電能。需要不間斷供電的設備有自助售票機、車站交換機。對于沒有光伏系統(tǒng)的車站，UPS 應能保證車站所有設備正常運行4 h。

4.5.2 CFA 弱電流柜

CFA 弱電流柜將集成與支持網(wǎng)絡（RS）的連接、與車站設備和專用系統(tǒng)的“弱電流”連接。CFA 弱電流柜將安裝以下系統(tǒng)的技術設備：RS 網(wǎng)絡交換機、光纖配線架、音響系統(tǒng)功率放大器、無線電直放站和GTC 系統(tǒng)網(wǎng)關。

4.6 RS 支持網(wǎng)絡

通信網(wǎng)絡系統(tǒng)采用基于TCP/IP 的工業(yè)以太網(wǎng)技術，網(wǎng)絡拓撲結構為環(huán)形，主要包括停維?；亍?3 個主線車站、Grand Médine 換乘站和Petersen 換乘站，共計26 個節(jié)點。在PCC 設置核心交換機，3 個環(huán)網(wǎng)直接接入PCC 核心交換機。在每個車站CFA 弱電流柜內設置2 層交換機，PCC 核心交換機為具有路由功能的3 層交換機。位于中央控制大廳內的工作站組成一個LAN，設置2 臺為工作站服務的交換機，位于服務器室內的服務器直接接入核心交換機，工作站LAN 直接接入核心交換機，主干傳輸線路采用單模72 芯光纜。通信網(wǎng)絡系統(tǒng)主要用于控制中心PCC 與各車站之間傳遞語音、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息。

5 結束語

在世界上任何一個國家，智能交通系統(tǒng)都起到了非常重要的作用，特別是對在未來可能成為交通主流形式的非洲國家來說，其在非洲的應用有助于解決交通擁堵、提高交通效率、增強交通安全和改善出行體驗，有助于推動公共交通的發(fā)展和提升，提供實時乘客信息服務、電子支付、票務系統(tǒng)等功能，提高公共交通的可靠性和便捷性，鼓勵人們選擇可持續(xù)的出行方式。隨著技術的不斷發(fā)展和應用的推廣，智能交通系統(tǒng)將進一步提升交通管理和出行效率，為人們創(chuàng)造更加便捷、安全、可持續(xù)的交通環(huán)境。