物聯網智能公交運營管理系統總體設計方案-資料下載頁

　　

【正文】 由于任務的緊急程度還包含任務產生時間的因素，因此系統以一定的時間間隔動態地調整優先級，任務的優先級通過公式計算，其中Aj表示第j個決定因素的影響程度，Wj 表示第j個決定因素的權值，特殊地：W1 ：由任務產生時間決定的權值隨著時間的推移，未分配到資源的任務的優先級逐漸升高，因此W1可以由確定，其中T0表示任務產生時間，而t表示當前時間；W2 ：由任務所屬地段類型決定的權值；W3 ：由任務類型決定的權值。對多級隊列的某個任務進行處理時，首先在本地資源子集中求最優解，即對子集內的所有救援車對于與任務適合程度的各項指標進行綜合評估，再考查約束條件，如果任務被分配到屬于本地資源子集的救援車，則處理結束，否則運用上節所介紹的資源調度策略的第(4)條策略，將任務排入管理其它資源子集的某臺計算機的多級隊列中等待處理。系統定義以下調度規則：救援車空閑原則、救援車距離任務地點最近原則及救援車符合任務技術要求的原則。分配救援車還需要考慮兩個約束條件：保證各個救援車利用率趨于相等，及保證重要區域救援車空閑率不低于設定值。現設某臺計算機上的救援車輛集合為R={r1,r2,…,rm }，按照系統調度規則，運用下面的公式求任務τj的最優解。首先計算R內的所有空閑救援車ri（滿足C(ri，t)=0，C(ri，t)是表示救援車ri在t時刻狀態的函數，救援車的狀態分為三種類型，空閑、接收任務、執行任務，分別預定義為0、2）與任務τj適合程度的權值：F是作用于三個指標參數的函數，其中第一個參數中D是表示救援車ri到任務τj的直線距離的函數，利用地理信息系統(GIS)的地理信息及救援車的定位信息可以分別得到任務τj的坐標(x1，y1)及ri的坐標(x2，y2)，在這里坐標表示地理信息系統中點的經度和緯度，通過兩點坐標計算兩點間距離：其中Radius是表示地球半徑的常數；第二個參數中E是表示救援車ri是否符合任務τj的技術要求的函數；第三個參數表示救援車ri已執行任務的次數與R內所有救援車已執行次數平均值的差值，其中Si(t)是表示救援車ri 在t時刻已執行任務的次數的函數；F是一個綜合作用于以上三個指標的函數。比較所有空閑救援車對于該任務的權，權值最高的救援車即為該任務的最優解。最后，考查約束條件，約束條件可用公式表示為：其中a是代表為該區域設定的最低車輛空閑率的常數。第一個約束條件在F的第三個參數中得以體現，而第二個約束條件在對每個任務求出最優解后進行檢驗，如果滿足約束條件則保留分配結果，否則放棄。三、 軟件功能系統該子系統首要功能模塊是行車計劃模塊。圖42 調度計劃管理子系統界面計劃編制界面示例如圖4圖44所示。圖43 調度計劃時刻表生成界面圖圖44 行車計劃摘要界面圖勞動班次生成界面如圖45所示。圖45 調度計劃勞動班次生成界面圖發車方案界面示例如圖4圖47所示。圖46 發車方案界面示例1圖47 發車方案界面示例2計劃安排示例界面如圖4圖49所示。圖48 調度計劃安排界面示例1圖49 調度計劃安排界面示例2計劃審批示例界面如圖50、圖51所示。圖50 調度計劃審批界面示例1圖51 調度計劃審批界面示例2實時調度子系統是公交車調度系統的核心模塊，主要實現行車實時調度、調度日志管理和簽到管理功能。實時調度主界面圖52 實時調度主界面行車日志編輯、查詢示例如圖5圖54所示。圖53 行車日志編輯界面圖54 行車日志查詢界面司售簽到管理、查詢示例如圖55所示。圖55 司售管理界面3. 基于GIS的車輛監控系統圖56 監控對象選擇界面效果圖圖57 重點監控窗體效果圖圖58 車輛查找效果圖圖59 車輛跟蹤效果圖圖60 車輛軌跡回放界面及回放效果圖該子系統的首要功能是勞動配班。圖61 勞動配班管理子系統配車界面圖圖62 公交勞動配班管理子系統司售安排界面圖圖63 公交勞動配班管理子系統勞動配班記錄界面圖利用TransCAD軟件本身提供的大量的運算與分析工具，結合Caliper Script語言，通過二次開發，實現年正常的路線斷面流量預測，常規公交線路配車數和新增大型活動專線的流量及配車數預測，以及常規公交線路和大型活動專用線路之間的運力優化等。本模塊按照“體育館 – 站點 – 車號 – 車輛”的思路來預測將來的客流增長所需的車輛數。該模塊包括兩部分，即條件選擇和統計與預測。圖64 運力資源優化配置條件選擇模塊圖65 運力資源優化配置統計與預測模塊通過該功能，可實現OD數據在全市公交線路網的分配，從而模擬線路調整前后路網的交通流量情況。圖66 線路配流方案選擇及參數設置圖67 配流結果明細表格該模塊可統計線路調整前后具體線路的斷面流量、上下車人數變化情況。圖68 線路及統計圖選擇圖69 配流前后流量變化統計結果配流結果可在地圖上按主題來顯示流量統計數據。圖70 配流結果――上車人數地圖顯示示例（單方案）此模塊包括時段配車數計算、配車方案選擇以及場站駐車優化三部分。圖71 時段配車數計算模塊圖72 配車方案選擇模塊圖73 場站駐車優化l 軟件系統集團部分主要由調度發布、實時監控、預案維護、調度統計、調度日志、分公司管理六個模塊組成。圖74 調度發布內容顯示圖圖75 實時監控主界面圖圖76 預案維護界面圖圖77 調度統計界面圖圖78 調度日志圖圖79 分公司管理界面圖分公司部分主要由調度發布、實時監控、預案維護、調度統計、調度日志、五個模塊組成，其中調度預案維護、調度統計、調度日志與集團的基本相同，只對調度發布和實時監控模塊進行簡單說明： 圖80 分公司調度發布主界面 圖81 分公司查看集團調度命令詳細信息界面圖82 分公司自主發布調度命界面圖圖83 分公司實時監控主界面 圖84 分公司手工錄入車隊上報界面車隊部分主要由預案管理、執行上報、調度監控三個模塊組成，圖85 車隊預案管理界面圖圖86 車隊查看分公司發布信息界面圖圖87 車隊上報界面圖圖88 車隊調度監控界面利用行人仿真軟件Legion分析了觀眾到達各公交站點的時空規律，從而更好的設計公交調度的方案，使公交的調度與觀眾散場的需求相匹配。利用車輛運行仿真軟件Vissim軟件建立周邊路網仿真模型，模擬車輛運行情況，依據仿真過程中體現出的問題，采取了交通組織措施。仿真場館包括國家體育場、五棵松場館群、工體場館群和城市工業大學場館，下面以城市工業大學為例介紹具體仿真內容。圖89 仿真區域示意圖（黃色的為仿真區域）重點仿真區域的結果分析圖90 東出口人行道最大密度圖（黃色線區為行人分析區）圖91 人行道分析區內人流密度隨時間變化圖觀眾到達各公交站點的時空規律圖92 53路觀眾到達累計曲線利用Vissim建立周邊路網仿真模型如下圖所示：圖93 場館周邊路網建模依據仿真過程中體現出的問題，采取了交通組織措施，并對采取措施前后的交通狀況進行了對比分析。圖94 采取措施前仿真過程圖（藍色車輛為29路車輛）圖95 采取措施后仿真過程圖（藍色車輛為29路車輛）圖96 公交站臺仿真建模53路站臺各方案等待觀眾密度隨時間變化如下圖所示。圖97 公交運行方案一站臺等待的觀眾密度隨時間變化圖圖98 公交運行方案二站臺等待的觀眾密度隨時間變化圖圖99 公交運行方案三站臺等待的觀眾密度隨時間變化圖l 系統建設建立了智能公交搶修救援調度中心，中心設在集團公司大廈四樓總運營調度指揮中心內。總運營指揮中心、智能公交搶修救援調度中以及原保修分公司搶修救援調度中心通過廣域網絡連接，共享部分業務數據，并實現數據同步。l 應用系統開發智能公交搶修救援調度軟件系統按其功能和作用的不同分為六個子系統：請求處理子系統、調度處理子系統、車輛圖形監控子系統、統計分析子系統、綜合信息管理子系統、用戶管理子系統，外加兩個后臺軟件（消息中間件和GPRS網關軟件）。請求處理子系統圖100 應急搶修救援請求電話的接入圖101 應急搶修救援保修電話的接入處理調度處理子系統圖102 調度處理子系統車輛圖形監控子系統圖103 車輛圖形監控子系統統計分析子系統圖104 統計分析子系統四、系統應用效果對比與分析在物聯網智能公交運營管理系統投入應用之前，大型城市公交僅有少數場站和線路實現了智能調度。其他場站和線路仍然采用傳統運營調度方式，傳統運營調度方式的主要缺點體現在以下幾個方面：（1）運營作業計劃編制的過程，包括時刻表、行車計劃、勞動配班的編制都是采取手工的方式，沒有通過計算機方式實現，勞動強度大，效率低下。（2）調度手段落后，手簽路單，口喊發車，俗稱又“聾”又“瞎”。調度手段落后的主要原因是缺乏有效的監控手段，無法了解道路狀況，不能準確掌握車輛運行狀況，如行車位置（是否正點）、車輛速度、乘客數量、各個站臺候車人員數量、車輛運營狀態（事故或故障）等信息，存在調度措施滯后等問題。（3）針對大型活動及突發事件的應急能力差。主要是依靠積累的預案和實際運營組織與調度經驗來組織運輸任務。首先，根據大型活動及突發事件的類別制定運輸方案，包括制定行車時刻、行車計劃、根據就近原則制定運力調配計劃等，然后根據運輸方案對相關車隊進行縱向調度，同時，根據活動所涉及的范圍，進行橫向部門之間協調。但對于大型活動和突發事件，需求預測和實際情況往往存在一定差異，需要根據實際情況進行臨時運力的調配，在沒有調度系統支持的情況下，一是信息傳遞速度較慢，制定調度措施滯后；二是調度措施的實施效果反饋速度較慢，難以立即判斷措施的有效性。物聯網智能公交運營管理系統的建成和使用，以及公交其他信息化建設成果的應用，大大提供了公交的運營管理和調度指揮水平。運營管理和調度指揮水平提高主要體現在一下幾個方面：（1）運營計劃編制實現計算機化。利用運營計劃管理子系統，輸入客流調查數據、服務水平、線路長度、線路車輛數等，可以自動生成行車時刻表和行車計劃表；利用自動生成的行車計劃和運營班次管理子系統中的推班模版，選擇司售人員的當班班型和休息情況等，可以自動生成每日勞動排班結果，并支持勞動排班結果的增刪改操作。運營計劃編制的計算機化，大大降低了勞動強度，提高了勞動效率。（2）實現了依據監控信息的實時調度。通過車載定位系統能夠在電子地圖上顯示車輛運行位置、速度等狀態信息，了解車輛的行駛狀況，對在途車輛下達行駛指領；通過圖像信息管理系統，圖像信息可以實時傳輸給各級調度指揮中心和車隊調度室，可以看到站臺上乘客的滯留情況，從而加大或者減小發車頻率，即可以確保乘客等車時間不過長，也可以充分利用運力，提高運營效率，節約能源和運輸成本。（3）提高了應對大型活動和突發事件的能力。如在大型活動散場時，出現大量乘客滯留情況，可以利用應急指揮車系統的單兵功能，派專人到現場采集乘客滯留圖像信息，并通過無線發射器發送到應急指揮車和總調度中心；再通過車輛監控系統查看線路發車和在途車輛運行情況，分析滯留原因，制定臨時運營方案。如因為道路限行導致乘客疏散緩慢，可以采用新開繞行線路，方案實施后，可以通過車輛監控系統監控車輛運行，觀察繞行路線是否暢通，有的放矢的制定下一步運營方案。（4）提高了搶修救援能力。城市大型活動會期間，智能公交搶修及應急保障工作可以充分展現了系統的調度處理能力。（5）提高了運營方案的可行性。通過仿真模型可以對運營方案進行優化。搭建了legion仿真平臺，輸入場館預測觀眾人數，以及行人運行特點，模擬了觀眾從場館疏散出的規律；結合公交運營方案，模擬了站臺觀眾擁擠情況。通過搭建vissim仿真平臺，輸入觀眾散場規律和公交運營方案，模擬了場站周邊線網上車輛的運行情況。根據仿真結果中發現的問題，對運營方案進行調整。