智能公共交通系統(tǒng)發(fā)展分析一、發(fā)展背景：1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起自“感知中國”提出以來，物聯(lián)網(wǎng)已被正式列為國家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，并寫入政府工作報告。物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了極大的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起為下一代智能交通系統(tǒng)提供了新的發(fā)展方向。它可以實(shí)現(xiàn)城市中各種設(shè)施和系統(tǒng)之間的信息交換和共享。將其應(yīng)用于公共交通系統(tǒng)，可以為公共交通調(diào)度提供快速準(zhǔn)確的信息。例如，基于射頻識別技術(shù)的公共交通系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計。該方案將射頻識別設(shè)備嵌入到公交車輛、車站和客車卡中，實(shí)現(xiàn)對車輛和人員信息的識別和監(jiān)控。結(jié)合公交調(diào)度信息管理系統(tǒng)和智能分析軟件，實(shí)現(xiàn)公交調(diào)度自動化、智能化管理，提高效率，有效提升公交服務(wù)質(zhì)量。1.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，人們對快速便捷網(wǎng)絡(luò)的需求越來越強(qiáng)烈。無線網(wǎng)絡(luò)必將成為未來世界網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展方向。傳感器網(wǎng)絡(luò)集成了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。它可以通過各種集成微傳感器的協(xié)作，實(shí)時監(jiān)控、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)控對象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理，并通過多跳中繼方式的隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)將感知到的信息傳輸給用戶終端。從而真正實(shí)現(xiàn)“普適計算”的概念。在傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用中，位置信息對傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控活動非常重要，而獲取數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)位置是監(jiān)控數(shù)據(jù)中包含的重要信息。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的目的是給出每個傳感器節(jié)點(diǎn)在平面或空間上的絕對或相對坐標(biāo)。此外，節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)還可以為基于位置的路由算法提供支持，降低路由發(fā)現(xiàn)的開銷等，以提高路由效率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥耘渲?。?jié)點(diǎn)定位是傳感器網(wǎng)絡(luò)許多應(yīng)用的前提，也是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)和熱點(diǎn)問題之一。一定比例的節(jié)點(diǎn)位置已知或具有全球定位系統(tǒng)定位功能，這些節(jié)點(diǎn)的位置可以作為定位參考點(diǎn)?？紤]到智能總線應(yīng)用環(huán)境的特點(diǎn)，通過上述技術(shù)設(shè)計了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)路由協(xié)議。這樣，通過車站固定節(jié)點(diǎn)的中繼，滿足了公交車輛的信息傳輸，實(shí)現(xiàn)了公交車輛的實(shí)時定位。相關(guān)公交車輛的運(yùn)行狀態(tài)通過車站電子站牌向乘客發(fā)布，方便乘客出行。同時，通過固定節(jié)點(diǎn)和車載移動節(jié)點(diǎn)的配合以及無線信號強(qiáng)度的測量，實(shí)現(xiàn)車輛的實(shí)時定位。在實(shí)際測試中，也取得了良好的效果。1.3大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展大數(shù)據(jù)作為一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略資產(chǎn)，已經(jīng)不同程度地滲透到各個行業(yè)和部門。它的深入應(yīng)用不僅有利于商業(yè)活動，也有利于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近年來，我國大中城市已經(jīng)開始或正在規(guī)劃建設(shè)與交通大數(shù)據(jù)相關(guān)的項(xiàng)目，如公交大都市、城市交通數(shù)據(jù)中心、智能交通、交通運(yùn)營協(xié)調(diào)指揮中心等。隨著大量項(xiàng)目的啟動，對大數(shù)據(jù)技術(shù)的需求也在增加。經(jīng)過幾年的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的普及和推廣，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)深深扎根于智能交通領(lǐng)域的人們心中。社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展大大增加了城市機(jī)動車輛的數(shù)量。城市化的加速打破了城市道路系統(tǒng)的平衡狀態(tài)。傳統(tǒng)的交通管理信息系統(tǒng)難以滿足當(dāng)前復(fù)雜的交通需求，交通擁堵成為一個棘手的問題。然而，長尾理論告訴我們，大數(shù)據(jù)將海量數(shù)據(jù)聚合在一起，并將離散的數(shù)據(jù)需求聚合在一起，形成數(shù)據(jù)的長尾，從而滿足傳統(tǒng)上難以實(shí)現(xiàn)的需求，如流量需求。也就是說，盡管個人對某個交通路段的特定信息需求在數(shù)量和份額上較小，但聚合效應(yīng)會延長數(shù)據(jù)的長尾。這些個人需求數(shù)據(jù)將在數(shù)據(jù)的長尾下形成一個巨大的需求市場，為滿足人群需求和個性化服務(wù)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?？梢钥闯?，使用大數(shù)據(jù)來管理流量是流量管理模式的一種改變。同時，也改變了公共交通市場管理的整體內(nèi)涵，阻礙傳統(tǒng)交通的瓶頸可以通過大數(shù)據(jù)來解決。二、智能公共交通發(fā)展的必要性：智能公交利用定位技術(shù)和無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交車輛的實(shí)時監(jiān)控和可視化調(diào)度，提高車輛滿載率和公交系統(tǒng)的運(yùn)輸能力。通過科學(xué)的調(diào)度管理，智能公交的廣泛應(yīng)用可以提高城市的信息化和智能化水平。同時，它不僅可以降低運(yùn)輸成本，還可以提高公交企業(yè)的效率。最重要的是以人為本，方便旅行。2.1當(dāng)前國內(nèi)實(shí)施和工業(yè)應(yīng)用分析近年來，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)和集成電路卡技術(shù)的不斷成熟，以及全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位技術(shù)對民用市場禁令的解除，國內(nèi)公交行業(yè)的產(chǎn)品集成商和軟硬件系統(tǒng)提供商加大了對智能公交調(diào)度信息系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)力度。目前，國內(nèi)智能公交系統(tǒng)產(chǎn)品不斷成熟和規(guī)范，國內(nèi)公交企業(yè)從前幾年的觀望到試探索，從試探索到經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，逐步走上了一條堅定不移的實(shí)施之路。目前，上海、廣州、青島、大連、石家莊、呼和浩特、南京、重慶、杭州、貴陽、珠海、深圳等城市已經(jīng)實(shí)施了智能公交調(diào)度信息系統(tǒng)，并在運(yùn)行過程中取得了良好的效果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在我國，許多城市的智能公交調(diào)度信息平臺的建設(shè)都是由政府出資的水井帶動的，因?yàn)殡S著市場經(jīng)濟(jì)的深入，城市公交運(yùn)營存在諸多競爭態(tài)勢。政府必須建立這樣一個系統(tǒng)來有效地管理和監(jiān)督公共交通企業(yè)的服務(wù)。同時，還可以協(xié)助政府建立科學(xué)、先進(jìn)的公共交通行業(yè)評估、評價和監(jiān)管體系?！叭蚨ㄎ幌到y(tǒng)公交調(diào)度系統(tǒng)”可以實(shí)現(xiàn)透明、實(shí)時、公平、高效的管理和評估。其他行業(yè)管理部門可以使用該系統(tǒng)來監(jiān)控運(yùn)行車輛的數(shù)量、暫停車輛、運(yùn)行時間、平均車輛間距、有效運(yùn)行里程、軌道等。各公交企業(yè)全天在線形成各種數(shù)據(jù)匯總和評估報告?？土鳈z測系統(tǒng)可以分析各公共交通企業(yè)的收入情況，為政府制定行業(yè)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)貼機(jī)制提供依據(jù)。限行功能將規(guī)范公交線路特許經(jīng)營的實(shí)施，有助于政府管理部門加強(qiáng)對客運(yùn)市場的監(jiān)管。軌道回放功能可以公平公正地解決客運(yùn)糾紛，為政府處罰違章車輛提供處罰依據(jù)，同時可以最大限度地發(fā)揮政府管理部門的管理力度，以最少的管理人員完成公交車的實(shí)時動態(tài)監(jiān)管，而無需離開家門。智能公交調(diào)度信息平臺還可以與其他城市管理部門建立通信聯(lián)動機(jī)制，與公安消防形成公安反恐、防火、安全防御聯(lián)動系統(tǒng)，與交警管理形成應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)，引導(dǎo)交通暢通，與城市規(guī)劃部門形成城市交通規(guī)劃數(shù)據(jù)共享和分析決策系統(tǒng)。2.2建立智能公交調(diào)度系統(tǒng)的必要性城市交通問題是世界主要城市發(fā)展過程中的一個普遍問題。公共交通具有載客量大、運(yùn)輸效率高、能耗低、相對污染小、運(yùn)輸成本低、人均占用道路面積少等優(yōu)點(diǎn)。這是解決大城市交通擁堵問題的最好方法。然而，傳統(tǒng)的公交車輛運(yùn)營管理不僅工作量大、容易出錯，而且無法實(shí)時監(jiān)控公交車輛的狀況。解決這個問題的最好方法是建立一個智能公共交通系統(tǒng)。所謂智能公交系統(tǒng)，就是在公交網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、公交調(diào)度等基礎(chǔ)理論研究的前提下，通過集成現(xiàn)代通信、信息、電子控制、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等高科技技術(shù)，建立智能調(diào)度、信息服務(wù)、電子收費(fèi)等系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)公共交通監(jiān)控、調(diào)度、運(yùn)營和管理的信息化、實(shí)時化和智能化，為出行者提供更安全、更舒適、更便捷的公共交通服務(wù)，創(chuàng)造更大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。2.3智能公共交通系統(tǒng)的社會效益面對公共交通運(yùn)營的現(xiàn)狀，為了提高公共交通的服務(wù)水平和管理效率，有必要綜合運(yùn)用通信、信息、控制、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)等高新技術(shù)，建立智能公共交通管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)公交車輛的實(shí)時監(jiān)控、調(diào)度和指揮，利用智能設(shè)備提供車輛的實(shí)時數(shù)據(jù)，管理車輛的發(fā)車和間距等。從而實(shí)現(xiàn)收益最大化，利用智能管理降低人工成本，實(shí)現(xiàn)增收節(jié)支的目的。公交車交通量大，容易引起各種糾紛和投訴。事故經(jīng)常發(fā)生。其智能調(diào)度系統(tǒng)可提供自動報站、智能調(diào)度等一系列功能。通過全球定位系統(tǒng)的定位監(jiān)測，它可以監(jiān)督司機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，監(jiān)督智能公交系統(tǒng)的建立可以提高公交車輛的工作效率，從而減少燃料消耗和交通事故的發(fā)生，提高公交企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。人們不僅節(jié)省了出行時間，而且有一個舒適的出行環(huán)境來實(shí)時了解乘客數(shù)量和車輛密度。在擁擠車站和稀疏車站中，采用不同的發(fā)車密度和發(fā)車間隔來實(shí)現(xiàn)能量的有效管理。智能公交系統(tǒng)的建立還可以促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有利于經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。三、智能公共交通系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用：3.1智能公共交通系統(tǒng)的發(fā)展智能公交已經(jīng)成為交通信息化發(fā)展的一個重要方向。通過公共交通信息化建設(shè)，提高公共交通的便捷性和智能化。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，城市的交通量急劇增加，導(dǎo)致公共交通管理中的各種問題。智能公共交通對于實(shí)現(xiàn)城市公共交通新管理的跨越式發(fā)展，提高城市的信息化和智能化具有重要意義。通過信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和統(tǒng)一調(diào)度管理，為車輛運(yùn)營管理提供實(shí)時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而減輕公共交通的壓力，提高公共交通車輛的整體運(yùn)行速度，使公共交通成為人們出行的首選。隨著信息技術(shù)的普及和應(yīng)用，人們對信息的要求越來越高。通過乘客信息發(fā)布系統(tǒng)，乘客可以在出行前和出行過程中獲取公交服務(wù)信息，這將增強(qiáng)公共交通的吸引力，對交通的健康發(fā)展起到巨大的推動作用。另外，智能公交可以利用全球定位系統(tǒng)定位技術(shù)、3G通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交智能調(diào)度，從而提高城市的智能化水平。智能公交調(diào)度系統(tǒng)集成了最先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、軟件技術(shù)、定位技術(shù)、地理信息技術(shù)、有線/無線通信等技術(shù)。實(shí)現(xiàn)公交企業(yè)運(yùn)營和生產(chǎn)的信息化、自動化、電子化和無紙化辦公管理，改變傳統(tǒng)的城市公交管理模式和手段，提高管理服務(wù)和工作效率，提高公交企業(yè)信息化水平，實(shí)現(xiàn)快速、多元化的公交信息服務(wù)，改善居民出行環(huán)境，提升城市整體形象。3.2智能公共交通系統(tǒng)的應(yīng)用案例3.2.1智能公交調(diào)度管理系統(tǒng)目前，國內(nèi)正在發(fā)展智能公交和公交視頻監(jiān)控的城市有北京、武漢、上海、廈門、?？?、廣州、深圳、青島、合肥、蘇州、鄭州、株洲等。當(dāng)然，也有一些城市幾年前開始建設(shè)，但運(yùn)行效果不理想，又進(jìn)行了改造，增加了公交視頻監(jiān)控，或者增加了公交視頻監(jiān)控，增加了公交智能。公共交通改造項(xiàng)目一個接一個，掀起了城市公共交通新時代的浪潮。我相信會有越來越多的城市加入這一浪潮，我國城市公共交通的智能化和視頻監(jiān)控水平將會越來越高。下面以廈門公交系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹智能公交系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展。案例1近年來，隨著人均收入的增加、私家車數(shù)量的增加和外來人口的不斷涌入，廈門島的交通擁堵問題日益嚴(yán)重。根據(jù)公共交通公司的計算，廈門主要交通道路上的晚高峰車輛的速度從2004年的24.9公里/小時下降到21.4公里/小時，早高峰車輛的速度從27.7公里/小時下降到22.5公里/小時。然而，公交車的速度也從17公里下降到12公里，這已經(jīng)成為公交公司面臨的一個主要問題。我們?nèi)绾翁岣吖步煌ǖ男?？只有公共交通真正成為市民出行的便捷工具，才能從根本上解決廈門私家車數(shù)量不斷增加、城市交通負(fù)擔(dān)過重的局面，為居民和游客提供一個舒適、輕松、有序的公共交通環(huán)境。因此，從2004年至今，廈門市公共交通系統(tǒng)建設(shè)投資逐年增加，2004年至2009年累計投資9.6億元，2010年超過4億元(不含車站建設(shè)投資)。目前，全市有公交線路231條，公交車3091輛，公交專用道63.2公里，日均載客190多萬人次，公交分擔(dān)率30.87%，在全國副省級城市中排名第五。此外，為了提高公交車輛的使用效率，廈門公交集團(tuán)選擇了“智能公交調(diào)度管理系統(tǒng)”來實(shí)現(xiàn)眾多投標(biāo)廠商之間的智能調(diào)度。在此過程中，采用了地圖監(jiān)控系統(tǒng)、交通安全系統(tǒng)、運(yùn)營管理系統(tǒng)和安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)。目前，廈門已投資建設(shè)國內(nèi)領(lǐng)先的智能公交系統(tǒng)，并成為全國第一個完全取消人工路徑列表管理的城市。此外，通過智能公共交通系統(tǒng)，司機(jī)在過去的一年里在讓乘客停車和上車方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了明顯的標(biāo)準(zhǔn)化。廈門市公交車在島上的時速限制為50公里。一旦它們超過速度限制，就會收到警報。島內(nèi)外無信號斑馬線的信息已經(jīng)輸入智能公交系統(tǒng)，車輛經(jīng)過時會被提醒減速。車站報告也是自動的。司機(jī)過去常常忙于開、關(guān)和報站。現(xiàn)在他們只需要好好開車。公眾最關(guān)心的實(shí)時公交到站信息查詢功能已經(jīng)正式投入使用，并向公眾開放。每天出門前，市民可以用手機(jī)上網(wǎng)查詢到達(dá)之前要經(jīng)過多少站，這樣他們就可以在一個好的時間出門，而不必等公交車。廈門公交集團(tuán)的全球定位系統(tǒng)智能調(diào)度管理系統(tǒng)取得了巨大的效益，廈門公交運(yùn)輸能力提高了10%。對廈門公交集團(tuán)而言，10%的運(yùn)力相當(dāng)于新增280輛公交車，可直接創(chuàng)造約8600萬元的經(jīng)濟(jì)效益。這只是對汽車購買的估計。在調(diào)度方面，公司取消了各條線路原有的分站調(diào)度室。每條線路相應(yīng)減少2名調(diào)度人員。公司擁有200多條線路，可節(jié)省400萬元的工資支出和40萬元的調(diào)度用電。通過公交3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)，公交犯罪率下降了32%，破案率上升了36%，對維護(hù)全市公共安全環(huán)境起到了重要作用。3.2.2大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能交通中的深入普及近年來，我國大中城市已經(jīng)開始或正在規(guī)劃建設(shè)與交通大數(shù)據(jù)相關(guān)的項(xiàng)目，如公交大都市、城市交通數(shù)據(jù)中心、智能交通、交通運(yùn)營協(xié)調(diào)指揮中心等。隨著大量項(xiàng)目的啟動，對大數(shù)據(jù)技術(shù)的需求也在增加。自從大數(shù)據(jù)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)普及以來，經(jīng)過多年的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)深深扎根于智能交通領(lǐng)域的人們心中。大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是一個用于操作和管理大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫的大型軟件。它用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫。它以統(tǒng)一的方式管理和控制數(shù)據(jù)庫，以確保數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。它使多個應(yīng)用程序和用戶能夠在同一時間或不同時間以不同方式訪問數(shù)據(jù)庫。但是僅僅依靠技術(shù)是很難解決的，而且會帶來很高的效益。通過高效的管理，管理系統(tǒng)可以連續(xù)實(shí)時的收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)整合到大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，進(jìn)行科學(xué)的分析，并將智能分析后的用戶個性化需求結(jié)果及時的傳遞給用戶，從而將用戶、交通路線和擁堵影響因素有機(jī)的聚合成一個相互