先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)課件

先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)

(Advancedpublictransportationsystems)09交通2班1整理ppt2整理ppt3整理ppt4整理ppt5整理ppt6整理ppt1.概論2.國(guó)內(nèi)外APTS的研究與發(fā)展3.APTS應(yīng)用的典型技術(shù)4.APTS的展望7整理ppt1.1基本概念先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)(AdvancedPublicTransportationSystem)APTS是ITS的子系統(tǒng)之一，在公交網(wǎng)絡(luò)分配、公交調(diào)度等基礎(chǔ)理論的前提下，利用系統(tǒng)工程的理論和方法，將現(xiàn)代通信、信息、電子、控制、GPS等高科技集成應(yīng)用于公共交通系統(tǒng)而建立的。

APTS主要以出行者和公交車輛為服務(wù)對(duì)象。對(duì)于出行者而言，APTS通過采集與處理動(dòng)態(tài)（例如：客流量、交通流量、車輛位置、8整理ppt緊急事件的地點(diǎn)等）和靜態(tài)交通信息（例如：交通法規(guī)、道路管制措施、大型公交出行生成地的位置等），通過多種媒體為出行者提供動(dòng)態(tài)和靜態(tài)公共交通信息（例如：發(fā)車時(shí)刻表、換成路線、出行最佳路徑等），從而達(dá)到規(guī)劃出行。最優(yōu)線路選擇、避免交通擁擠、節(jié)約出行時(shí)間的目的。對(duì)于公交車輛而言，APTS主要實(shí)現(xiàn)對(duì)其動(dòng)態(tài)監(jiān)控、實(shí)時(shí)調(diào)度、科學(xué)管理等功能，從而達(dá)到提高公交服務(wù)水平的目的。9整理ppt1.2APTS功能結(jié)構(gòu)美國(guó)NA明確提出了對(duì)APTS的功能要求，它包括一下9點(diǎn)：(1)運(yùn)用車載數(shù)據(jù)采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)營(yíng)車輛的監(jiān)視；(2)運(yùn)用有效策略使晚點(diǎn)車輛恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)；(3)運(yùn)用當(dāng)前的操作數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)來源編制運(yùn)營(yíng)管理計(jì)劃；(4)要求應(yīng)答系統(tǒng)為乘客提供個(gè)人出行服務(wù)；(5)提供安全協(xié)調(diào)與緊急救援服務(wù)系統(tǒng)的接口；10整理ppt(6)綜合運(yùn)用歷史數(shù)據(jù)以及其他因素規(guī)定司售人員的活

動(dòng)；(7)編制運(yùn)營(yíng)車輛的維修計(jì)劃并為修理人員進(jìn)行工作分配；(8)可是現(xiàn)車內(nèi)收費(fèi)或路邊收費(fèi)；(9)可為乘客提供車輛運(yùn)營(yíng)信息以及可達(dá)車輛信息。11整理pptAPTS功能結(jié)構(gòu)圖12整理ppt2.1國(guó)外APTS研究與發(fā)展

目前，國(guó)際APTS領(lǐng)域已形成了美國(guó)，歐洲，日本三強(qiáng)鼎立的局面：(1)美國(guó)APTS研究美國(guó)城市公共交通管理局(UMTA）率先開展了智能公共交通系統(tǒng)(APTS)的研究。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)，UMTA關(guān)于APTS的評(píng)價(jià)是：“APTS可以顯著提高公共交通的服務(wù)水平，吸引更多的出行者采用公交和合乘的出行模式，從而帶來了減少交通擁擠，空氣污染和能源消耗等一系列的社會(huì)效益”。

13整理ppt根據(jù)1998年美國(guó)運(yùn)輸部的聯(lián)邦公共交通管理局(FTA)出版的“APTS發(fā)展現(xiàn)狀”，美國(guó)的APTS主要研究基于動(dòng)態(tài)公共交通信息的實(shí)施調(diào)度理論和實(shí)時(shí)信息發(fā)布理論，以及使用先進(jìn)的電子、通訊技術(shù)提高公交效率和服務(wù)水平的實(shí)施技術(shù)。具體包括車隊(duì)管理、出行者信息、電子收費(fèi)和交通需求管理等幾方面的研究。其中車隊(duì)管理主要研究通信系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、自動(dòng)車輛定位系統(tǒng)、自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)、公交運(yùn)營(yíng)軟件和交通信號(hào)優(yōu)先。14整理ppt(2)日本APTS研究日本城市公共交通智能化的發(fā)展經(jīng)歷的了三個(gè)階段：上世紀(jì)七十年代末開始應(yīng)用公共汽車定位系統(tǒng)——公共汽車接近現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)；上世紀(jì)八十年代末開始應(yīng)用公共交通運(yùn)行管理系統(tǒng)，其中包括乘客自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)行監(jiān)控；進(jìn)入上世紀(jì)九十年代，由于機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增長(zhǎng)和嚴(yán)重交通擁擠的影響，要保持正常的行車速度是十分困難的，由此引起的公共交通的不便性和不可靠性導(dǎo)致乘客數(shù)量的急劇減少。15整理ppt因此，東京都交通局開發(fā)了城市公共交通綜合運(yùn)輸控制系統(tǒng)(CTCS)，旨在改進(jìn)公共汽車的服務(wù)，重新贏得乘客。在CTCS中，公共交通運(yùn)營(yíng)管理是一個(gè)基本的框架，其目的是通過掌握運(yùn)行的狀況以及積累乘客數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的公共交通運(yùn)營(yíng)服務(wù)。他將運(yùn)營(yíng)中的公共汽車和控制室之間建立信息交換，并利用誘導(dǎo)和雙向通訊的方法，將服務(wù)信息提供給公共汽車16整理ppt運(yùn)營(yíng)人員和駕駛?cè)藛T，同時(shí)這些信息也通過進(jìn)站汽車指示系統(tǒng)和公交與鐵路接駁信息系統(tǒng)提供給乘客。公共交通綜合管理系統(tǒng)包括累計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)、乘客數(shù)據(jù)、監(jiān)控公共汽車運(yùn)營(yíng)和乘客服務(wù)等功能，其中乘客服務(wù)功能中包括進(jìn)站汽車指示、信息查詢和公共交通與鐵路接駁信息提示。17整理ppt(3)歐洲APTS研究歐洲許多的國(guó)家同我國(guó)一樣具有悠久的歷史，老城市的街道一般都比較狹窄。但是，他們通過實(shí)施公交優(yōu)先策略，設(shè)立公交專用道，為公交車提供優(yōu)先通行信號(hào)，布設(shè)智能公交監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)等措施，提高公交車輛的運(yùn)行速度和公交服務(wù)質(zhì)量以吸引公眾乘坐公交為出行模式，從而有效的緩解了城市交通壓力，解決了城市交通問題，并取得了明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，這些經(jīng)驗(yàn)尤為值得我國(guó)借鑒。18整理ppt2.2我國(guó)APTS研究與發(fā)展當(dāng)前我國(guó)對(duì)于智能交通系統(tǒng)(ITS)中智能公共交通系統(tǒng)(APTS)的具體描述為：采用全球定位系統(tǒng)(GPS)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合公交的出行調(diào)查，以地理信息系統(tǒng)(GIS)為操作平臺(tái)，在對(duì)公交線網(wǎng)布局、線路公交方式配置、站點(diǎn)布置、發(fā)車間隔確定、票價(jià)制定等進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)公交車輛的自動(dòng)調(diào)度和指揮，保證車輛的準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行，并使出行者能夠通過電子站牌了解車輛到達(dá)的時(shí)間，從而節(jié)約乘客的等待和出行時(shí)間。19整理ppt同時(shí)，公交出行者可以通過多媒體的方式(如：可變信息牌、信息臺(tái)、電話、互聯(lián)網(wǎng)等)方便的獲得公交信息(如：出行線路、換乘點(diǎn)、票價(jià)、車型等)，使得更多的出行者選擇公交方式出行。最后，對(duì)智能公共交通系統(tǒng)(ATPS)的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。

與歐美國(guó)家相比，我國(guó)的公共交通事業(yè)發(fā)展還比較落后，公共交通系統(tǒng)的智能化水平也比較低，絕大城市都是沿襲舊的公交運(yùn)營(yíng)體制。近幾年由于科技的進(jìn)步和國(guó)家政府對(duì)公共交通系統(tǒng)的重20整理ppt視和投入的加大，我國(guó)的智能公共交通系統(tǒng)(APTS)已經(jīng)初見端倪。例如：實(shí)施公交“一卡通”，實(shí)現(xiàn)電子收費(fèi)；公交車輛跟蹤調(diào)度系統(tǒng)，安裝了電子站牌，車載GPS定位設(shè)備等。21整理ppt2.3國(guó)內(nèi)交通分析2010年9月17日的北京因一場(chǎng)小雨導(dǎo)致全城癱瘓級(jí)堵車,對(duì)于習(xí)慣了堵車的北京市民還是被驚呆了。而在中秋國(guó)慶期間,除北京以外,廈門、成都、濟(jì)南和山西等地均出現(xiàn)“堵城”,可見交通問題已成為我國(guó)面臨的首要問題22整理ppt2010.9.17號(hào)全市時(shí)速不超過20公里的擁堵路段達(dá)到164條23整理ppt因中秋節(jié)放假?gòu)V州天河路嚴(yán)重堵塞24整理ppt目前北京的機(jī)動(dòng)車保有量突破450萬輛,按照周一至周五尾號(hào)限行原則,北京市最大機(jī)動(dòng)車保有量為670萬輛。而按照目前的發(fā)展速度,2015年之前,北京機(jī)動(dòng)車保有量將達(dá)到700萬輛,那時(shí)即使實(shí)行最嚴(yán)厲的單雙號(hào)限行政策,北京的交通擁堵情況也和現(xiàn)在一樣。25整理ppt“堵城”頻繁出現(xiàn)是因?yàn)楸本┑能囂嗔藛?？東京的機(jī)動(dòng)車保有量早已超過800萬輛,紐約更多,可是這些城市并沒有發(fā)生這樣嚴(yán)重的堵車,針對(duì)交通問題,其他國(guó)際大都市是如何解決的呢？原來,還是北京城市交通不夠智能化,單雙號(hào)限行固然能解決一時(shí)的交通壓力,卻不是根本的解決辦法,隨著機(jī)動(dòng)車保有量的不斷增加,單雙號(hào)限行將無能為力。而且,單雙號(hào)限行限制了人們的出行自由,背離了人們向往美好舒適生活的愿景,不符合時(shí)代的發(fā)展規(guī)律。26整理ppt面對(duì)巨大的城市交通壓力,智能交通建設(shè)大勢(shì)所趨。27整理ppt28整理ppt3.1響應(yīng)需求運(yùn)輸一、響應(yīng)需求運(yùn)輸(demand

responsivetransport，drt)，又稱“門到門”運(yùn)輸，是一種先進(jìn)的公共運(yùn)輸模式，在貨物快遞和現(xiàn)代物流領(lǐng)域中正被關(guān)注、研究和引入應(yīng)用。但作為一種新型的運(yùn)輸模式，至今它的研究和應(yīng)用仍極為有限。

由于種種原因，許多人認(rèn)為drt的應(yīng)用只限于少數(shù)特殊人群、低人口密度地區(qū)的公共交通服務(wù)，而在中國(guó)應(yīng)用它可能還為時(shí)過早。29整理ppt而我們認(rèn)為：drt是一種可持續(xù)發(fā)展的出行模式，它不僅適用于老人、兒童、殘疾人和郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，也適用于一般人群和一般城市地區(qū)；

二、drt有下列許多優(yōu)勢(shì)：1．對(duì)于乘客來說，它最吸引人的特征之一是自動(dòng)響應(yīng)需求的迎送、最小的等待時(shí)間，而與利用出租車比較又相對(duì)地費(fèi)用少得多。30整理ppt2．從運(yùn)營(yíng)者角度，大量先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，能使運(yùn)營(yíng)者獲得車輛的實(shí)時(shí)信息和顧客的需求信息，對(duì)車輛進(jìn)行科學(xué)的調(diào)度管理，避免繁瑣的人工操作和可能的錯(cuò)誤決策。

三、在中國(guó)及時(shí)發(fā)展drt的必要性這是基于中國(guó)社會(huì)發(fā)展的迫切需要。1．城市交通結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要未來的5—10年正是中國(guó)城市交通結(jié)構(gòu)和模式發(fā)生重大歷史性轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期。隨著人們的生活水平日益提高，小汽車進(jìn)入家庭是必然趨勢(shì)。31整理ppt

為了使城市交通結(jié)構(gòu)合理化，抑制私人交通的發(fā)展，就要千方百計(jì)地改進(jìn)公共交通服務(wù)質(zhì)量，將居民出行盡可能多地吸引到公共交通上來，及早引進(jìn)drt無疑是顯著改善公交服務(wù)質(zhì)量的重要舉措。2．城市化進(jìn)程的需要城市化不僅是現(xiàn)代化大生產(chǎn)方式的要求，也是社會(huì)結(jié)構(gòu)變遷的重要環(huán)節(jié)，是現(xiàn)代化的必然過程和表現(xiàn)形式。人口遷移是城市化的途徑。目前中國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化、城市都市化的進(jìn)程正在加速，新建居民住宅區(qū)和工業(yè)園區(qū)離市中心越來越遠(yuǎn)，大城市外來人口和流動(dòng)人口越來越多，而外來人口32整理ppt

多居住在、流動(dòng)性較大，因此越來越迫切地需要發(fā)展大城市市區(qū)和郊區(qū)間、郊區(qū)和郊區(qū)間高效的公共交通體系，而發(fā)展drt是發(fā)展該體系的一種好方法。3．從環(huán)境保護(hù)角度看，集中了同一條路線上的所有乘客，優(yōu)化路徑使總里程最小，大大減少了空駛現(xiàn)象，降低了車輛運(yùn)行對(duì)環(huán)境的危害；小型巴士作為主要車型的使用也對(duì)環(huán)境有益。33整理ppt4．經(jīng)營(yíng)成本效益方面的優(yōu)勢(shì)不僅來自于采用消耗較低的車輛和較小的總里程，而且經(jīng)營(yíng)者不必修建公共汽車站，省去了這部分基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用；更多的乘客接受了較高質(zhì)量的服務(wù)，因而愿意支付較高的乘車費(fèi)用，企業(yè)以低消耗獲得高收入。因此，drt是一種可持續(xù)發(fā)展的運(yùn)輸模式。34整理ppt3.2智能化調(diào)度系統(tǒng)研究現(xiàn)狀是公交企業(yè)最基礎(chǔ)、最重要的運(yùn)營(yíng)工作，包括公交線路的發(fā)車間隔和發(fā)車方式。一般模式：根據(jù)客流調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、時(shí)間、季節(jié)等因素，憑借調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)，劃定客流高峰、平峰、低峰期，在各個(gè)時(shí)間段內(nèi)采用定點(diǎn)發(fā)車的方法調(diào)度車輛。35整理ppt研究現(xiàn)狀每天每輛車有一份小路單，車輛在始發(fā)站和終點(diǎn)站由調(diào)度人員簽單，記錄發(fā)車、到達(dá)、晚點(diǎn)、駕乘人員、維修等數(shù)據(jù)。當(dāng)天營(yíng)運(yùn)結(jié)束后，由統(tǒng)計(jì)員統(tǒng)計(jì)成大路單交給車隊(duì)。調(diào)度員工作繁重、服務(wù)水平低、考察正點(diǎn)率困難、調(diào)度部門與車輛間沒有必要的溝通，沒有實(shí)時(shí)的信息36整理ppt37整理ppt38整理ppt3.2智能化調(diào)度系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成(1)公交調(diào)度中心主要由信息服務(wù)系統(tǒng)（出行前乘車信息、換乘信息、行車時(shí)刻表、票價(jià)信息）、地理信息系統(tǒng)（接收定位數(shù)據(jù)、完成車輛信息的地圖映射、地圖的顯示與編輯、車輛道路等信息查詢、地圖匹配、車輛狀態(tài)信息的處理）、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。39整理ppt(2)分調(diào)度中心

由車輛定位與調(diào)度系統(tǒng)（車輛的定位與監(jiān)控、與調(diào)度中心的雙向通信、向電子站牌發(fā)送數(shù)據(jù)）、地理信息系統(tǒng)兩部分組成40整理ppt車輛定位與調(diào)度系統(tǒng)車輛定位與監(jiān)控與車輛雙向通信接收車輛短消息地理信息系統(tǒng)向電子站牌發(fā)送數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)調(diào)度接收車輛定位數(shù)據(jù)車輛信息的地圖映射分調(diào)度中心41整理ppt(3)車載移動(dòng)站自動(dòng)車輛定位（AVL），顧名思義就是對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)地定位，便于統(tǒng)一管理、監(jiān)控、調(diào)度或提供實(shí)時(shí)導(dǎo)航（包括路徑選擇優(yōu)化等功能），它是多種技術(shù)集于一體的綜合系統(tǒng)。42整理ppt隨著電子技術(shù)、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信和人工智能等技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)車輛定位系統(tǒng)中逐漸采用了先進(jìn)的電子設(shè)備,并形成了目前較為穩(wěn)定的基本模型。用于導(dǎo)航和監(jiān)控的自動(dòng)車輛定位導(dǎo)航儀,它包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS),又稱自主導(dǎo)航儀。43整理ppt(4)電子站牌電子站牌由無線信號(hào)接收器、顯示控制器、光帶式車輛位置顯示器和LED時(shí)間顯示單元、電源及防護(hù)外殼、支架以及有源或無源的ID碼發(fā)射器等幾部分組成。在乘客集散量較大的中途站，設(shè)置電子站牌，向后撤乘客顯示正在向本站行駛的運(yùn)營(yíng)車的狀態(tài)位置。電子站牌現(xiàn)實(shí)的信息來源于公交運(yùn)營(yíng)控制中心；44整理ppt電子站亭45整理ppt

電子站牌是基于GPS技術(shù)，定時(shí)接收GPS時(shí)間信息，對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行矯正，通過LED顯示時(shí)間信息。電子站牌能動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間、距離本站最近的車輛行駛進(jìn)程、到本站所需要的時(shí)間，還有語音提示，預(yù)報(bào)車輛位置信息。46整理ppt(5)車載設(shè)備

1)GPS設(shè)備及監(jiān)控軟件系統(tǒng)主要作用包括三個(gè)方面：跟蹤：及對(duì)行駛的車輛進(jìn)行跟蹤，包括：車輛從何時(shí)何地出發(fā)，行駛哪條線路，到達(dá)目的地的時(shí)間；監(jiān)控：對(duì)車輛駕駛員的狀況進(jìn)行監(jiān)控，包括：車輛在緊急情況下的報(bào)警，車輛的行駛速度監(jiān)控；管理和調(diào)度：通過對(duì)車輛的行駛實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可以發(fā)送各種信息（如：通知，注意事項(xiàng)，配載等），對(duì)駕駛員進(jìn)行管理47整理ppt（2）

車載通訊設(shè)備目前車載通訊設(shè)備主要有三種：

1）車載電話由于需要移動(dòng)、聯(lián)通基站的支持，屬于不能夠直接通訊的車載設(shè)備。在荒郊野外、沒有基站的地方，這類設(shè)備是徒勞的。

2）車載U/V電臺(tái)目前使用最廣泛的移動(dòng)車載電臺(tái)，這種設(shè)備發(fā)出的電波直線傳播，又稱視距傳播。電臺(tái)采用FM調(diào)頻模式通話，頻率高、受干擾小，音質(zhì)好。3）車載短波電臺(tái)常用于越野車，基本上短波電臺(tái)都可以通過安裝支架裝在車上。電波饒射性強(qiáng)，不怕建筑物遮擋。

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3）實(shí)時(shí)路況信息設(shè)備

可以讓駕駛者在NAY面板上隨時(shí)了解到最新的路況信息，自動(dòng)選擇最快捷的路徑，或者至少使駕駛者知道前方的路況如何。

4）車道偏離警示系統(tǒng)

車道偏離警示系統(tǒng)由微型攝像機(jī)和測(cè)速儀組成，采用紅外線勘測(cè)路面標(biāo)線,當(dāng)車速超過一定數(shù)值,且在沒有打轉(zhuǎn)向燈的情況下壓過標(biāo)線時(shí),座椅上的振動(dòng)系統(tǒng)就會(huì)警告駕駛者糾正方向。

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5）倒車監(jiān)控?cái)z像機(jī)

目前已經(jīng)有一些車輛裝備了倒車?yán)走_(dá)，可以在車輛碰到障礙物時(shí)發(fā)出警報(bào)聲。而倒車監(jiān)控?cái)z像機(jī)可以讓駕駛者看到車后的實(shí)時(shí)情況，得到比倒車?yán)走_(dá)更加全面的信息，以免在倒車時(shí)撞到人或物。

6）自動(dòng)停車系統(tǒng)

凌志LS460和歐版的豐田Prius都裝備了自動(dòng)停車系統(tǒng)。駕駛者只需在中控臺(tái)的觸摸屏幕上簡(jiǎn)單輸入幾個(gè)參數(shù)，汽車就可以自動(dòng)進(jìn)入停車位。

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7）遙控啟動(dòng)

遙控啟動(dòng)技術(shù)可能是目前最據(jù)前瞻性的車載小發(fā)明。駕駛者通過遙控，可以啟動(dòng)汽車，使其預(yù)熱或降溫。遙控啟動(dòng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)鎖上車門，方向盤和傳動(dòng)裝置，所以小偷將沒有可乘之機(jī)。51整理ppt北京公交調(diào)度指揮系統(tǒng)3.3實(shí)例

52整理ppt北京公交調(diào)度指揮系統(tǒng)設(shè)備53整理ppt電子站牌專線…固定通信分公司調(diào)度中心GRPSISMG安裝車載定位終端的公交車GPRS調(diào)頻副載波區(qū)域調(diào)度工作站區(qū)域調(diào)度工作站車載數(shù)傳模塊車載數(shù)傳模塊車站數(shù)傳模塊藍(lán)牙/單頻點(diǎn)無線傳輸藍(lán)牙/單頻點(diǎn)無線傳輸北京公交調(diào)度指揮系統(tǒng)通信系統(tǒng)54整理ppt55整理ppt公交集團(tuán)監(jiān)控中心工作人員在電腦上點(diǎn)擊鼠標(biāo)，車的運(yùn)行情況顯而易見，包括駕駛員姓