實時預(yù)測公交調(diào)度系統(tǒng)

1、公交車輛是公交企業(yè)最基礎(chǔ)、最重要的運營工作，包括公交線路的發(fā)車間隔和發(fā)車方式。國外公交調(diào)度研究的現(xiàn)狀：國外的很多國家美國、日本、加拿大、英國、法國、韓國等都投入了較大的人力和物力從事先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)研究(AdvancedPublicTransportationSystems,AP$。APS主要實現(xiàn)對公交車輛動態(tài)監(jiān)控、實時調(diào)度、科學(xué)管理等功能，從而達(dá)到提高公共服務(wù)水平的目的。公共交通智能化系統(tǒng)是智能公共交通系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)。公共交通智能化調(diào)度系統(tǒng)就是利用先進(jìn)的技術(shù)手段，動態(tài)的獲取實時交通信息，實現(xiàn)對車輛的實時監(jiān)控和調(diào)度。公交智能化調(diào)度系統(tǒng)主要由公交調(diào)度中心、分調(diào)度中心、車載移動站和電子站牌等幾

2、部分構(gòu)成。公交調(diào)度中心主要由信息服務(wù)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)和緊急情況處理系統(tǒng)組成；分調(diào)度中心由車輛定位與調(diào)度系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)兩部分組成；車載移動站則是采用查分GPS技術(shù)進(jìn)行定位；電子站牌負(fù)責(zé)接收和顯示下班車到站信息和服務(wù)信息。公交智能化調(diào)度方法是在無人參與的情況下自動給出發(fā)車間隔和調(diào)度行駛的一種全新的調(diào)度方法。車輛的調(diào)度形式按工作時間可以分為正班車、加班車和夜班車；按車輛運行與停戰(zhàn)方式可以分為全程車、區(qū)間車、快車、定班車、跨線車等。實時放車調(diào)度問題是目前國際上調(diào)度理論方面研究的熱點。緊急車輛情況實時調(diào)度方法也在研究當(dāng)中。歐洲的許多國家通過實時公交優(yōu)先政策，設(shè)立公交專

3、用道，為公交提供優(yōu)先通行信號，布設(shè)智能公交監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)等措施，提高公交車輛運行速度和公交服務(wù)質(zhì)量，以吸引公眾乘坐公交車出行，從而有效的環(huán)節(jié)了城市交通壓力，解決了城市交通問題，并取得了明顯的社會經(jīng)濟效益，這些經(jīng)驗都值得我們借鑒。國內(nèi)公交調(diào)度研究的現(xiàn)狀：國內(nèi)傳統(tǒng)的公交調(diào)度方案是首先根據(jù)客流調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、時間、季節(jié)等因素，憑借調(diào)度人員的經(jīng)驗，劃定客流高峰、平峰和低峰期，在各個時間段內(nèi)，采用定點發(fā)車的方法調(diào)度車輛。這種模式工作任務(wù)繁重，而且于實時客流情況脫離，從而出現(xiàn)了乘客等待時間過長、車輛滿載率過低、公交服務(wù)水平低下、客流量減少等問題。造成這種狀態(tài)的根本原因就是信息不暢，公交車輛和調(diào)度部門之間沒有

4、必要的信息溝通，一旦車輛在始發(fā)站出發(fā)就與公交調(diào)度部門失去聯(lián)系，因為調(diào)度人員無法準(zhǔn)確的掌握公交車輛的運行信息，在對行駛過程中出現(xiàn)的如交通阻塞、事故、交通需求突然增加等緊急情況，導(dǎo)致正點率下降、車輛利用率不足等現(xiàn)象的發(fā)生。中國的一些大城市的公交調(diào)度系統(tǒng)正在向公共交通智能化調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展并做出了一定的開發(fā)和實施。我國已經(jīng)在杭州、上海、北京等地安裝了電子站牌、車載GPS定位設(shè)備，實現(xiàn)了車輛的實時跟蹤、定位、公交車與調(diào)度室的雙向通信，以及電子站牌上實時顯示下班車位置信息等功能?；诔丝陀嫈?shù)器的實時預(yù)測公交調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)采用自動乘客計數(shù)器測算公交客流量，運用趨勢外推的預(yù)測方法實時預(yù)測未來的客流量，然后

5、依據(jù)預(yù)測的客流量計算公交發(fā)車時間問隔、編制行車時刻表，從而實現(xiàn)更加科學(xué)合理的公交調(diào)度此系統(tǒng)研究的價值與意義1）新增實時預(yù)測功能，打破傳統(tǒng)憑經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)度的不合理方式，使公交調(diào)度更加科學(xué)合理，從而有效提升公交的經(jīng)濟效益，使公交服務(wù)更適應(yīng)現(xiàn)實交通的需求。2）系統(tǒng)自動完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)統(tǒng)計，數(shù)據(jù)預(yù)測求解，行車時刻表的編制和發(fā)車提醒等工作，有效降低了調(diào)度人員的工作量，從而大大提高公交調(diào)度的效率和效益。3）新增發(fā)車提示鈴設(shè)備，解決傳統(tǒng)調(diào)度人員“口喊發(fā)車”問題，提升公交調(diào)度的自動和智能化。研究成果實時預(yù)測公交調(diào)度系統(tǒng)軟件目錄此系統(tǒng)研究的價值與意義2研究成果2系統(tǒng)總體技術(shù)路線3系統(tǒng)整體設(shè)計方案41）信息米集子

6、系統(tǒng)42）信息處理子系統(tǒng)53）信息輸出子系統(tǒng)6關(guān)鍵技術(shù)6實時預(yù)測公交調(diào)度系統(tǒng)軟件設(shè)計方案7所需儀器設(shè)備：8系統(tǒng)總體技術(shù)路線本項目研究實施的總體技術(shù)路線如圖1所示。公交站點上下客人數(shù)等信息行車時刻表發(fā)車時間間隔圖1系統(tǒng)總體技術(shù)路線圖系統(tǒng)整體設(shè)計方案信息采集子系統(tǒng)乘客計數(shù)器客流量信息1，信息輸出子系統(tǒng)發(fā)車提示鈴聽鈴聲發(fā)車本系統(tǒng)包括信息采集子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)和信息輸出子系統(tǒng)三部分：1）信息米集子系統(tǒng)主要由自動乘客計數(shù)器組成，用于采集以公交站點上下乘客人數(shù)為主的交通需求數(shù)據(jù)、公交車輛運行車速及站點?？繒r間等數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)需要導(dǎo)入到公交客流量數(shù)據(jù)庫中，目前有以下三種方式可供選擇：1）通過結(jié)算中心

7、的數(shù)據(jù)專線傳到總控制中心的服務(wù)器上，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2）可以通過ISDN專線，直接把數(shù)據(jù)傳送到各個總站的電腦，經(jīng)過信息處理，及時更正運營調(diào)度表中的發(fā)車間隔時間，使線路的發(fā)車更趨合理。3）可以通過（GSM、800MHz車載、CDPD、GPRS等）現(xiàn)代化通訊技術(shù)，把激光感應(yīng)器采集到各個站點的上下客人數(shù)等信息，實時地傳到總站電腦上，經(jīng)過信息處理，就能實現(xiàn)合理的實時調(diào)度2）信息處理子系統(tǒng)主要分為客流量統(tǒng)計、客流量實時預(yù)測和編制行車時刻表三部分。客流量統(tǒng)計：將乘客計數(shù)器采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到每天各個統(tǒng)計時間段內(nèi)的公交客流量?？土髁繉崟r預(yù)測：采用趨勢外推的預(yù)測方法，依據(jù)已收集的客流量信息實時預(yù)測未

8、來的客流量。 趨勢外推的預(yù)測方法即根據(jù)據(jù)歷史客運量平均增長速度，推算未來的客運量。結(jié)合本系統(tǒng)簡單示例如下：表一：最高路段客流量（人次）起止時間第1周周一第2周周一第3周周一5:016:00520530540客流量預(yù)測如表一和上圖所示，為從某周周一開始統(tǒng)計的連續(xù)兩周在統(tǒng)計時間段5:016:00的最高路段客流量分別為520人次和530人次，歷史客運量平均增長速度為1.9%,則按此增長趨勢預(yù)測，第3周周一的最高路段客流量約為540人次。 歷史客流量的選擇公交客流量受外界因素影響而經(jīng)常變動，但從季節(jié)、星期、節(jié)假日等多種不同的時間角度出發(fā)可以探求出一定的演變規(guī)律。為消除以上多種時間因素的影響，我們使用同

9、期可比的歷史數(shù)據(jù)。如上例皆在相同的季節(jié)、星期、天氣、統(tǒng)計時間段的條件下統(tǒng)計的歷史數(shù)據(jù)。 實時預(yù)測的實現(xiàn)自動乘客計數(shù)器每天都會將采集到的最新的客流量信息導(dǎo)入公交客流量數(shù)據(jù)庫中，即歷史數(shù)據(jù)每天都在更新。據(jù)最新的客流量信息進(jìn)行的預(yù)測，即實現(xiàn)了實時預(yù)測。因為實時預(yù)測的歷史數(shù)據(jù)必須滿足同期可比的條件，所以在本周一獲取最新的客流量信息后，我們立馬可預(yù)測出下周一的客流量情況。據(jù)此可知，結(jié)合天氣預(yù)報中對未來天氣的預(yù)測，我們的預(yù)測至少可以提前一周！天氣預(yù)測越準(zhǔn)確，我們的預(yù)測也越接近現(xiàn)實。編制行車時刻表：依據(jù)預(yù)測的客流量信息，按算法編程求出每天不同時間段的合理發(fā)車時間問隔，進(jìn)而編制行車時刻表。511路公共汽車行車

10、時刻表A-F停車站ABCDEF抵達(dá)時間5:355:435:455:495:525:56a)所含內(nèi)容包括路線、首尾站點，以及各站抵達(dá)時間。b)受多種因素影響，中途站一般很難準(zhǔn)點抵達(dá)，所以重點要求準(zhǔn)時抵達(dá)終點站即可。中途站的抵達(dá)時間，僅供司機行車時參考。c)行車班數(shù)據(jù)行車時刻表的份數(shù)確定。3)信息輸出子系統(tǒng)主要由發(fā)車提示鈴組成，系統(tǒng)將依據(jù)編制好的行車時刻表，到了發(fā)車時間即自動鳴鈴提醒司機發(fā)車。關(guān)鍵技術(shù)利用VB編程語言和SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)實時預(yù)測公交調(diào)度系統(tǒng)軟件附加說明(1)本公交調(diào)度系統(tǒng)是針對公交的靜態(tài)調(diào)度中全程車調(diào)度方案進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計，用于提前編制調(diào)車計劃，打破了傳統(tǒng)行車時刻表的長期適用性

11、。按本系統(tǒng)編排的行車時刻表會依據(jù)每天新增的客流量信息，對未來客流量做實時預(yù)測，隨即編排出該日期最新最合乎實際的行車時刻表。(2)為使本系統(tǒng)的介紹更通俗易懂，本報告中所涉及的示例都是使用的最簡單理想的數(shù)據(jù)，詳細(xì)的算法和特殊情況的處理方法并未體現(xiàn)，此報告僅對我們的設(shè)計思路做簡明闡述，實施方案做簡單概述，更為具體詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計將在后期做進(jìn)一步的研究。實時預(yù)測公交調(diào)度系統(tǒng)軟件設(shè)計方案本系統(tǒng)軟件先將乘客計數(shù)器采集到的數(shù)據(jù)存入公交客流量數(shù)據(jù)庫中，然后對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計得到公交客流量，接著按設(shè)定好的算法預(yù)測客流量，編制發(fā)車和行車時刻表，其預(yù)設(shè)界面如下圖所示：使用說明：本系統(tǒng)全自動化運行，用戶（公交調(diào)度人員

12、）僅需在上圖用戶界面中輸入和選擇一些必備的信息即可，其具體操作步驟和功能如下：1）輸入公交線路、該線路的始發(fā)站和終點站。2）對預(yù)測基本信息進(jìn)行選擇，主要有節(jié)假日的判斷，季節(jié)、星期、天氣的選擇以及預(yù)測日期的輸入。3）點擊“開始預(yù)測按鈕”按鈕，左方表格將顯示對設(shè)定日期客流量的預(yù)測值。4）點擊“編制發(fā)車時刻表”，右方將顯示按預(yù)測的客流量求算編制出的發(fā)車時刻表5）選擇發(fā)車時刻表中的發(fā)車時間，下方可即時預(yù)覽該時刻的行車時刻表。6）選中發(fā)車時間后，點擊“打印行車時刻表”按鈕，可立馬打印出行車時刻表，供司機行車使用。所需儀器設(shè)備:1）自動乘客計數(shù)器系繞性般標(biāo)準(zhǔn)安裝高度高于地面2力米最低曷度頭頂?shù)教筋^的最小探測識別率通訊端口RS矩標(biāo);隹串行端口機箱外型超輕壓鑄式鋁合金機箱，黑色表面陽極處理重里r(X)