摘要在我國(guó)公共交通領(lǐng)域,城市公交以其較高的站點(diǎn)覆蓋率、較低的出行成本以及較大的載客量和較優(yōu)的碳排放等特點(diǎn),成為了城市居民日常出行的主要選擇,同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的重要途徑。近些年來(lái),我國(guó)城市的擁堵?tīng)顩r呈現(xiàn)逐步嚴(yán)重的態(tài)勢(shì),大氣污染情況也愈發(fā)嚴(yán)峻，公共交通成為城市節(jié)能減排當(dāng)中十分重要的一環(huán)，并且這也是減少城市交通擁堵必要的支撐。相對(duì)于傳統(tǒng)的公交單線路調(diào)度方法，其中存在著人員利用率不平均、場(chǎng)站資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。在日益智能設(shè)備覆蓋的大環(huán)境下，基于公共通智能調(diào)度的優(yōu)化與提升，實(shí)現(xiàn)多線路聯(lián)合調(diào)度可以提高資源利用率以計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)為背景，優(yōu)化其智能信息調(diào)度。通過(guò)智能公交系統(tǒng)的研究,可以從車(chē)輛出行的各個(gè)方面改善管理手段,在緊約束條件下提高現(xiàn)有設(shè)施的運(yùn)行效率和路網(wǎng)的承載能力。關(guān)鍵詞：城市公共交通；計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)；智能公交系統(tǒng)；提高資源利用率abstractInthefieldofpublictransportationinChina,urbanbushasbecomethemainchoiceofurbanresidents'dailytravelwithitshighstationcoverage,lowtravelcost,largepassengercapacityandbettercarbonemission,andalsoanimportantwaytorealizethe"two-carbon"strategy.Inrecentyears,theurbancongestioninChinahasbeengraduallyandmoreserious,andtheairpollutionisbecomingmoreandmoresevere.Publictransportationhasbecomeaveryimportantlinkinurbanenergyconservationandemissionreduction,anditisalsoanecessarysupporttoreduceurbantrafficcongestion.Comparedwiththetraditionalbussinglelinedispatchingmethod,thereisaphenomenonofunevenpersonnelutilizationrateandwasteofstationresources.Intheenvironmentofincreasinglyintelligentdevicecoverage,basedontheoptimizationandimprovementofpublicintelligentscheduling,therealizationofmulti-linejointschedulingcanimprovetheresourceutilizationrateandoptimizetheintelligentinformationschedulingwiththecomputerscienceapplicationsystemasthebackground.Throughtheresearchofintelligentbussystem,themanagementmeanscanbeimprovedfromallaspectsofvehicletravel,andtheoperationefficiencyoftheexistingfacilitiesandthecarryingcapacityoftheroadnetworkcanbeimprovedundertightconstraints.ThispapertakesthecurrentsituationofHebeiBaodingbusasthebackground,takestheintelligentbussystemastheresearchobject,byinvestigatingthecurrentsituationanddemandoftheexistingbussystem,combinedwiththeexperienceofothercitiesinChina,studiestheintelligentbussysteminBaoding,soastoimprovetheloopholesoftheexistingsystem.Keywords:urbanpublictransportation;computerscienceapplicationsystem;intelligentbussystem;improveresourceutilization目錄第1章緒論…………………11.1公共交通的智能化背景……………11.1.1城市公共交通目前現(xiàn)狀與問(wèn)題……………11.1.2我國(guó)公交智能化發(fā)展…………………21.1.2國(guó)際上公交智能化發(fā)展…………………2第2章案例分析我國(guó)智能化交通趨勢(shì)……42.1智能化環(huán)境下的成熟案例……………42.1.2以北京公交為例…………...……..………42.1.2 以濟(jì)南公交為例………………52.2研究對(duì)象保定市公交運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀的分析………72.2.1保定公交的運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀………72.2.2運(yùn)營(yíng)當(dāng)中存在的問(wèn)題…………………7第3章互聯(lián)網(wǎng)+調(diào)度系統(tǒng)在城市公交領(lǐng)域應(yīng)用……………93.1互聯(lián)網(wǎng)+城市公交調(diào)度…………………93.2.2互聯(lián)網(wǎng)+公交運(yùn)營(yíng)流程……………103.2.3乘客端便捷操作流程……………113.2互聯(lián)網(wǎng)+在保定公交可應(yīng)用設(shè)計(jì)………...……………13第4章智能化公交調(diào)度系統(tǒng)……144.1車(chē)輛智能調(diào)度……………………144.1.1線路調(diào)度………………144.2駕駛員智能分配………….…………………154.2.1駕駛員每日智能排班…...……154.3智能調(diào)度APP………….…………………164.3.1場(chǎng)站端………………….……164.3.2駕駛員手機(jī)端操作……….……….…………174.3.3場(chǎng)站端客流密度分析.…….………………174.3.4系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………….………………194.3.5智能電子站牌系…………….…………….………………20第5章總結(jié)與展望……………20參考文獻(xiàn)………………………21附錄………………………22第1章緒論1.1公共交通的智能化背景1.1.1城市公共交通目前現(xiàn)狀與問(wèn)題近年來(lái)因?yàn)榻煌ǘ氯膯?wèn)題的越發(fā)的顯得嚴(yán)重,公共交通的作用將變得非常重要。當(dāng)前,為了減少道路擁堵情況的發(fā)生,同時(shí)為了提高公交企業(yè)的服務(wù)水平,城市政府部門(mén)也投入了巨大的資金來(lái)保障智能交通系統(tǒng)建設(shè)[1]。以北京市為例，2013年~2019年城區(qū)公共汽（電）車(chē)運(yùn)營(yíng)線路長(zhǎng)度及年客運(yùn)量[2]如圖1-1，2019年全市城區(qū)年客運(yùn)量為31.3億人次地面公交的常規(guī)公交線路的服務(wù)模式單一、供給與需求的時(shí)空匹配度不高的問(wèn)題日益凸顯，常規(guī)公交乘客往往需要多次換乘后到達(dá)目的地，出行效率難以保障。因此，發(fā)展?jié)M足乘客出行時(shí)空需求的多元化地面公交服務(wù)，是我國(guó)城市地面公交發(fā)展的變革方向。表1-1北京市城區(qū)地面公交運(yùn)營(yíng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)（2013-2019年）近幾年，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等信息化、智能化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為乘客出行信息的收集、共享出行[3]的發(fā)展提供了技術(shù)條件。近年來(lái)，我國(guó)城市公交行業(yè)發(fā)展迅速，其市場(chǎng)規(guī)模也不斷增長(zhǎng)，行業(yè)整體發(fā)展前景十分樂(lè)觀城市公交行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)取得了較大的發(fā)展，對(duì)于城市公共交通的發(fā)展也起到了重要作用。預(yù)計(jì)未來(lái)，隨著我國(guó)城市公共交通發(fā)展，城市公交行業(yè)將繼續(xù)保持快速發(fā)展的趨勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模也將不斷增長(zhǎng)首先，隨著城市規(guī)劃的深化，城市公交系統(tǒng)將得到進(jìn)一步建設(shè)，其中包括新建線路、拓展線路和改造線路等，這將為城市公交行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。其次，我國(guó)城市公交行業(yè)也將受益于政府的大力支持，政府將繼續(xù)加大投入，加強(qiáng)公交車(chē)輛更新改造和公共交通設(shè)施建設(shè)，進(jìn)一步提升公共交通服務(wù)水平。此外，以智慧交通為代表的公交技術(shù)也將大大推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。智慧公交技術(shù)不僅將提高運(yùn)營(yíng)效率，提升乘客體驗(yàn)，還可以增強(qiáng)安全性，為行業(yè)的發(fā)展注入新的活力。隨著城市規(guī)劃和技術(shù)的發(fā)展以及政府的大力支持，我國(guó)城市公交行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，其未來(lái)發(fā)展前景非常樂(lè)觀。定制公交其服務(wù)模式較為多樣化，目前其在我國(guó)的應(yīng)用實(shí)例包含定制公交、企業(yè)定制班車(chē)、靈活型社區(qū)公交、APP預(yù)約公交等?！笆濉币詠?lái)，交通運(yùn)輸部編制《城市公共交通“十三五”發(fā)展綱要》[4]提出“互聯(lián)網(wǎng)+城市公交”的發(fā)展理念。本文以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、最優(yōu)化理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)方法，充分利用Python語(yǔ)言，ArcGIS等軟件工具，較好地體現(xiàn)了學(xué)科交叉的特點(diǎn)。通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)集計(jì)分析、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜性分析、網(wǎng)絡(luò)交通動(dòng)力學(xué)分析等多個(gè)循序漸進(jìn)環(huán)節(jié)，最終對(duì)城市公共交通服務(wù)能力給出評(píng)價(jià)與優(yōu)化策略，豐富了專業(yè)理論的應(yīng)用范疇，并推動(dòng)城市公共交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)等環(huán)節(jié)的論證理論與決策框架持續(xù)完善。1.1.2我國(guó)公交智能化發(fā)展近年來(lái)傳統(tǒng)公交行業(yè)受到巨大沖擊，客運(yùn)量呈斷崖式下跌，以交通運(yùn)輸部2022年36個(gè)中心城市數(shù)據(jù)為例，全年公交客運(yùn)量166.22億人次，較2019年的334.87億人次，降幅50.36%；公共交通系統(tǒng)內(nèi)市場(chǎng)份額由2019年的50.29%降至2022年的40.98%；公交的不可替代性嚴(yán)重削弱，社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值降低，市場(chǎng)地位不斷下降。另一方面，各級(jí)政府財(cái)政緊張，對(duì)公交行業(yè)的補(bǔ)貼也在逐年減少，經(jīng)營(yíng)難度不斷加劇。如何定位自身功能，如何提高服務(wù)質(zhì)量，如何融入智慧交通[5]大背景發(fā)展方向，如何實(shí)現(xiàn)和城市軌道交通、慢行交通、巡游出租等多種交通方式協(xié)調(diào)配合，成為了公交行業(yè)深入研究和探討的發(fā)展方向。高新技術(shù)加速融合應(yīng)用，為公交發(fā)展注入了新動(dòng)力。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等高新信息技術(shù)與交通運(yùn)輸?shù)纳疃热诤?，通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型為公交發(fā)展注入新的動(dòng)力。公交智能調(diào)度系統(tǒng)，已可根據(jù)客流、車(chē)輛、充電、人員、路況等多種因素進(jìn)行及時(shí)的智能排班與調(diào)度；通過(guò)ADAS、DMS、大數(shù)據(jù)畫(huà)像等技術(shù)，可顯著提高行業(yè)安全監(jiān)管能力；與其他交通模式的協(xié)同服務(wù)將極大提升城市交通的多元化一體化服務(wù)能力，滿足各類(lèi)用戶的個(gè)性化高品質(zhì)出行需求；同時(shí)隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)在公交領(lǐng)域的不斷探索與應(yīng)用示范，為公交降本增效提供了無(wú)限可能。北京、濟(jì)南、青島、杭州等城市公交企業(yè)選擇推行數(shù)字化轉(zhuǎn)型來(lái)給企業(yè)全方位管理、多場(chǎng)景應(yīng)用、減員增效等三個(gè)方面賦能。全方位管理—北京公交聯(lián)合華為、移動(dòng)、北京理工大學(xué)等多領(lǐng)域頭部企業(yè)及高等院校，搭建了了“五橫四縱”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型框架，經(jīng)過(guò)近三年建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了“人”“車(chē)”“場(chǎng)站”“站臺(tái)”全要素感知互聯(lián)。多場(chǎng)景應(yīng)用——濟(jì)南公交建立了三級(jí)數(shù)字總監(jiān)推進(jìn)機(jī)制，并將數(shù)字化在智慧出行、碳積分兌換實(shí)物、大客服體系、駕駛員安全管理、營(yíng)運(yùn)調(diào)度等多個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行了應(yīng)用。減員增效——通過(guò)數(shù)字賦能，青島公交實(shí)現(xiàn)減員3400人；提供私家車(chē)“取、修、送”一站式管家服務(wù)；構(gòu)建覆蓋城鄉(xiāng)的三級(jí)配送網(wǎng)絡(luò)；打造智慧安全、智慧運(yùn)營(yíng)、智慧場(chǎng)站、智慧黨建四個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，將重點(diǎn)建設(shè)“生活一張網(wǎng)”高能級(jí)創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，賦能品質(zhì)城市建設(shè)。加快推進(jìn)公交企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型數(shù)字化轉(zhuǎn)型要點(diǎn)包括，第一，業(yè)務(wù)對(duì)象數(shù)字化，解構(gòu)公交運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)和技術(shù)相關(guān)對(duì)象，形成主數(shù)據(jù)資源；第二，業(yè)務(wù)知識(shí)結(jié)構(gòu)化，將大量沉淀在業(yè)務(wù)人員頭腦的運(yùn)營(yíng)規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)等知識(shí)結(jié)構(gòu)化，形成可數(shù)字化的模型；第三，業(yè)務(wù)流程線上化，將業(yè)務(wù)流程盡可能從線下轉(zhuǎn)到線上，促進(jìn)業(yè)務(wù)要素的快速流動(dòng)與對(duì)稱性；第四，數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值化，通過(guò)數(shù)字化賦能傳統(tǒng)業(yè)務(wù)、創(chuàng)新服務(wù)模式、促進(jìn)生態(tài)融合等方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化經(jīng)營(yíng)收益和社會(huì)效益。在推進(jìn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化應(yīng)用方面，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行保障、經(jīng)營(yíng)管理、運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)、出行服務(wù)的數(shù)字化以及數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理，并建立起包含組織制度變革、人才隊(duì)伍建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、信息安全保障和數(shù)字運(yùn)營(yíng)模式等綜合構(gòu)成的能力保障體系。第2章案例分析我國(guó)智能化交通趨勢(shì)2.1智能化環(huán)境下的成熟案例2.1.1 以北京公交為例近年來(lái)，北京公交集團(tuán)對(duì)行經(jīng)在昌平區(qū)的各條公交線路實(shí)施智能化科技管理，提高運(yùn)營(yíng)效率的同時(shí)，不斷滿足乘客的出行需求。智能調(diào)度發(fā)車(chē)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以關(guān)注車(chē)輛即時(shí)運(yùn)營(yíng)情況，更合理的調(diào)配車(chē)輛，滿足乘客乘車(chē)需求。調(diào)度員可以通過(guò)調(diào)度臺(tái)，向車(chē)輛發(fā)出運(yùn)營(yíng)指令，與司機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通，并通過(guò)車(chē)內(nèi)攝像頭了解車(chē)內(nèi)車(chē)外情況。在智能調(diào)度系統(tǒng)中，能顯示線路上每一部車(chē)輛的行駛位置，如果車(chē)輛在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中或道路發(fā)生突發(fā)情況時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)可以及時(shí)的了解到現(xiàn)場(chǎng)情況，與司機(jī)及時(shí)進(jìn)行溝通，并采取一些措施。如圖2-1北京公交調(diào)度大廳通過(guò)系統(tǒng)可以了解到車(chē)輛之間的間隔和道路擁堵情況等，這些對(duì)于制定臨時(shí)調(diào)度措施有很大的幫助，避免因高峰時(shí)段擁堵和突發(fā)情況。在每個(gè)月的客流調(diào)研活動(dòng)中，還可以通過(guò)大數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)分析出客流走向，對(duì)于線路優(yōu)化調(diào)整也起到了一定的幫助。公交車(chē)輛運(yùn)營(yíng)調(diào)度的智能化，不僅方便居民出行更加便捷，也讓區(qū)域公交實(shí)現(xiàn)了集中管理、統(tǒng)一調(diào)度指揮，人力、運(yùn)力資源在更大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化和配置，降低公交運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，提高調(diào)度應(yīng)變能力和乘客服務(wù)水平，為推動(dòng)智慧交通與低碳城市建設(shè)貢獻(xiàn)科技力量。2.1.2 以濟(jì)南公交為例1997年以后，隨著GPS定位系統(tǒng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及，我國(guó)許多公交企業(yè)開(kāi)始建設(shè)智能調(diào)度系統(tǒng)，濟(jì)南公交也于2008年全面應(yīng)用了智能調(diào)度系統(tǒng)（青島海信提供），使調(diào)度工作從原來(lái)的人工盲調(diào)提升為計(jì)算機(jī)可視化調(diào)度，使?fàn)I運(yùn)數(shù)據(jù)由人工統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)。但是，目前國(guó)內(nèi)已應(yīng)用的調(diào)度系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的可視化和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的電腦化這兩個(gè)功能，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃編制、人員車(chē)輛排班、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、和運(yùn)營(yíng)考核的“自動(dòng)化”。

為了進(jìn)一步提升公司智能調(diào)度系統(tǒng)管理水平，加強(qiáng)營(yíng)運(yùn)調(diào)度的管理和考核，從而為廣大乘客提供更加可靠的公交出行服務(wù)，于2015年5月起先后在一公司一隊(duì)37路、11路進(jìn)行了智能調(diào)度云系統(tǒng)的測(cè)試工作。2016年5月總公司又新增6條試點(diǎn)線路開(kāi)展云系統(tǒng)試運(yùn)行工作。2017年12月20日與天邁科技簽定了服務(wù)合同。2018年1月，云系統(tǒng)開(kāi)始在濟(jì)南公交全面推廣，并于2018年5月底全面部署完畢，目前系統(tǒng)正在持續(xù)優(yōu)化中。

濟(jì)南公交智能調(diào)度云系統(tǒng)了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排班、自動(dòng)發(fā)車(chē)、車(chē)輛CAN數(shù)據(jù)傳輸、自定義考核報(bào)表、客流信息實(shí)時(shí)上傳、司機(jī)實(shí)時(shí)查詢班次里程計(jì)劃、管理人員手機(jī)監(jiān)控線路運(yùn)行、提供乘客出行服務(wù)等功能。自動(dòng)排班功能：只需設(shè)置簡(jiǎn)單參數(shù)，一鍵自動(dòng)排班；云系統(tǒng)支持導(dǎo)入功能，可以和現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行平滑的過(guò)度。二是適應(yīng)性強(qiáng)：適應(yīng)不同班制規(guī)則要求，并對(duì)新班制預(yù)留接口；支持區(qū)間車(chē)、雙向發(fā)車(chē)、固定點(diǎn)發(fā)車(chē)等特殊班制。三是可執(zhí)行性強(qiáng)：對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，具備初步數(shù)據(jù)分析、運(yùn)算、預(yù)測(cè)等能力，利用中心提供的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)算預(yù)測(cè)共31個(gè)時(shí)段的周轉(zhuǎn)時(shí)間，更加符合運(yùn)營(yíng)實(shí)際。自動(dòng)發(fā)車(chē)：系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)天車(chē)輛運(yùn)行時(shí)刻表、實(shí)際運(yùn)行間隔，系統(tǒng)默認(rèn)計(jì)劃優(yōu)先、先進(jìn)先出，自動(dòng)發(fā)車(chē)，無(wú)需人工干預(yù)。在惡劣天氣、突發(fā)情況下，可以啟用應(yīng)急調(diào)度模式，可選擇間隔優(yōu)先或自適應(yīng)調(diào)整模式。場(chǎng)區(qū)調(diào)度屏、車(chē)載顯示屏以及監(jiān)控電腦顯示屏三屏聯(lián)動(dòng)，同步顯示車(chē)輛發(fā)車(chē)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指令的同步。運(yùn)營(yíng)車(chē)輛線路分布、車(chē)輛狀態(tài)、運(yùn)營(yíng)速度以及計(jì)劃完成率等數(shù)據(jù)都可自動(dòng)實(shí)時(shí)顯示。一旦發(fā)生突發(fā)情況，可及時(shí)提醒調(diào)度中心采取相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案（人工預(yù)制）。應(yīng)急預(yù)案確定以后現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度員通過(guò)發(fā)送短信、語(yǔ)音調(diào)度指令或免提通話來(lái)完成對(duì)車(chē)輛的調(diào)度。車(chē)輛CAN線網(wǎng)絡(luò)：能夠?qū)崟r(shí)收集車(chē)輛儀表、門(mén)信號(hào)、剎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等信息，監(jiān)控車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)，分析車(chē)況、駕駛員行為。報(bào)表系統(tǒng)：云系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)表的自定義開(kāi)發(fā)，針對(duì)我公司營(yíng)運(yùn)、服務(wù)、安全、工時(shí)不同工作的要求，自定義開(kāi)發(fā)了分公司運(yùn)營(yíng)里程統(tǒng)計(jì)、車(chē)隊(duì)營(yíng)運(yùn)里程統(tǒng)計(jì)、單車(chē)運(yùn)營(yíng)匯總、單程發(fā)車(chē)明細(xì)、司機(jī)工時(shí)統(tǒng)計(jì)、車(chē)輛超速報(bào)表、中途停駛查詢報(bào)表、車(chē)輛離線信息報(bào)表、線路方向平均速度、車(chē)輛歷史時(shí)刻速度報(bào)表、單車(chē)方向平均速度、準(zhǔn)點(diǎn)出車(chē)報(bào)表、串車(chē)報(bào)表、大間隔報(bào)表、超平峰服務(wù)水平報(bào)表、運(yùn)行正點(diǎn)率報(bào)表、高斷面通過(guò)車(chē)次報(bào)表、上線率報(bào)表等?？土髡{(diào)查設(shè)備：部分車(chē)輛安裝了客流調(diào)查設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)客流實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)上傳。客流計(jì)數(shù)器采用的雙目紅外攝像頭+人體感應(yīng)器，由開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)控制其工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì)，關(guān)門(mén)后上傳。雙紅外攝像頭抗干擾（環(huán)境光）能力強(qiáng)，人體感應(yīng)器可準(zhǔn)確區(qū)分擁擠的人群。經(jīng)實(shí)測(cè)準(zhǔn)確度在90%-95%之間。

司機(jī)APP與管理人員APP：駕駛員可通過(guò)手機(jī)APP實(shí)時(shí)查詢當(dāng)日營(yíng)運(yùn)情況，班次里程工時(shí)等信息，還能夠查詢次日的全天發(fā)車(chē)計(jì)劃。管理人員APP，公司管理人員能夠掌上查看線路車(chē)輛運(yùn)行狀況，分為模擬視圖、地圖視圖、路單視圖三種實(shí)時(shí)監(jiān)控模式，具有軌跡回放、報(bào)表查詢、視頻監(jiān)控等功能，實(shí)現(xiàn)時(shí)間與空間的信息共享，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)+公交的戰(zhàn)略部署。乘客出行APP：云系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至濟(jì)南公交369APP，為市民通過(guò)APP查詢來(lái)車(chē)預(yù)報(bào)、線路換乘提供數(shù)據(jù)支撐，極大方便乘客市民出行。如圖2-2濟(jì)南公交智能調(diào)度云系統(tǒng)功能框圖2.2研究對(duì)象保定市公交運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀的分析2.2.1保定公交的運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀保定市公交公司2023年的車(chē)輛停運(yùn)新聞沖上了各大新聞熱搜，保定市民出行困難成為了該市發(fā)展的阻礙。前往保定市實(shí)地走訪發(fā)現(xiàn)，在市中心老居民區(qū)部分公交線路停運(yùn)，市民要繞遠(yuǎn)坐車(chē)或倒車(chē)，正在運(yùn)營(yíng)的線路車(chē)次也大幅減少，正在運(yùn)營(yíng)的公交車(chē)也拉長(zhǎng)了發(fā)車(chē)時(shí)間間隔。通過(guò)掌上公交和地圖APP統(tǒng)計(jì)，在17點(diǎn)至19點(diǎn)晚高峰時(shí)段的2個(gè)小時(shí)內(nèi)，1路公交單向發(fā)車(chē)8次左右。連接保定站和保定客運(yùn)中心的1路公交全線共有16站，在18點(diǎn)24分，上下行只有各一輛公交在路上運(yùn)營(yíng)。同樣，17點(diǎn)25分時(shí)，查詢經(jīng)過(guò)保定市東西主干道東風(fēng)路的61路公交車(chē)，雙向運(yùn)營(yíng)的共有5輛車(chē)，這一公交線路共經(jīng)過(guò)35站地。如圖2-3保定公交發(fā)車(chē)時(shí)間圖西苑一區(qū)到韓莊鄉(xiāng)直線距離一公里左右，韓莊鄉(xiāng)居民反映，這里唯一一條公交線路18路車(chē)已經(jīng)停運(yùn)一兩年，他們要么多走五六百米到主干道上坐公交，要么干脆改變出行習(xí)慣。2.2.2運(yùn)營(yíng)當(dāng)中存在的問(wèn)題因?yàn)檐?chē)輛總數(shù)始終無(wú)法滿足實(shí)際需求，保定公交多數(shù)車(chē)輛日運(yùn)營(yíng)里程在200公里以上，甚至部分車(chē)輛能夠達(dá)到300公里，利用率非常高。前些年對(duì)于傳統(tǒng)燃油、燃?xì)?、混?dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，通過(guò)保定公交高水平的維護(hù)保養(yǎng)，并不會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題，但對(duì)于純電動(dòng)車(chē)輛尤其是早期的純電動(dòng)，這樣高強(qiáng)度使用帶來(lái)的后果就是部分車(chē)輛壽命下降，以至于后續(xù)出現(xiàn)車(chē)輛短缺的問(wèn)題。對(duì)于組團(tuán)型城市或者功能分區(qū)明顯的城市，采用組團(tuán)內(nèi)微循環(huán)+組團(tuán)間主干線路連接的模式通常會(huì)有較高的效率，但這種模式并不適合所有城市，2016-2018年保定公交將一些原本運(yùn)營(yíng)狀況還不算很很糟糕的長(zhǎng)線路進(jìn)行拆分，或?qū)⒉糠志€路砍斷，打造所謂的干線與微循環(huán)/接駁線路，使乘客被迫換乘，但是既沒(méi)有換乘優(yōu)惠，也沒(méi)有恰當(dāng)?shù)臉屑~站用于換乘，各線路之間的銜接并沒(méi)有很順暢，致使客流大幅下降，所謂微循環(huán)/接駁線路全部以失敗告終。此后又再次延長(zhǎng)和開(kāi)通了一批線路，甚至比以前更長(zhǎng)，更好的線網(wǎng)質(zhì)量使得保定公交2019年相較2018年客流有數(shù)千萬(wàn)的提升。部分中小城市的面積并不小，公交線路的長(zhǎng)度也需要與城市規(guī)模匹配。一條線路撤出后，需要有其他線路補(bǔ)充。保定公交前些年的部分線路調(diào)整中，撤出的一些區(qū)域和撤銷(xiāo)部分線路的走向完全沒(méi)有其他線路替代，還有部分線路的替代線路末班時(shí)間過(guò)早，導(dǎo)致客流直接丟失，即便后續(xù)（發(fā)現(xiàn)客流下降或被頻繁投訴）再開(kāi)通線路來(lái)彌補(bǔ)，也無(wú)法完全挽回?fù)p失掉的客流。2018年曾經(jīng)開(kāi)通過(guò)一批票價(jià)5元且定點(diǎn)發(fā)車(chē)的快線、專線，雖然這些線路走向獨(dú)特，看起來(lái)是有需求的，但這些線路每日班次大多在1-2班，有些線路讓乘客完全不知所措，“地圖上看起來(lái)有車(chē)，實(shí)際也確實(shí)有車(chē)，但是需要等3個(gè)小時(shí)?！弊罱K在2019年年初，這些線路通過(guò)延長(zhǎng)或調(diào)整普通線路的走向、時(shí)間進(jìn)行替代或直接停運(yùn)。大部分乘客的出行具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，班次過(guò)少的定點(diǎn)發(fā)車(chē)只能消亡。如圖2-42023年保定公交常規(guī)線路數(shù)據(jù)表第3章互聯(lián)網(wǎng)+調(diào)度系統(tǒng)在城市公交領(lǐng)域應(yīng)用3.1互聯(lián)網(wǎng)+城市公交調(diào)度3.1.1互聯(lián)網(wǎng)+公交內(nèi)容概述近年來(lái)，隨著新技術(shù)的快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)在公共交通領(lǐng)域的應(yīng)用也在加快推進(jìn)。智能公交作為智慧交通未來(lái)發(fā)展方向，其發(fā)展涉及車(chē)輛、通信、電子等多行業(yè)深度融合，因此受到國(guó)家工信部、交通部、科技部等部委的高度重視。當(dāng)前智能網(wǎng)聯(lián)公交車(chē)[5]經(jīng)歷著由封閉場(chǎng)地測(cè)試到道路測(cè)試，再由試點(diǎn)示范到商業(yè)化落地運(yùn)營(yíng)，其發(fā)展之迅速得益于國(guó)家政策的有力支持。為更好引導(dǎo)和推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)輛技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，黨中央國(guó)務(wù)院、國(guó)家各部委等相關(guān)部門(mén)，持續(xù)發(fā)布了一系列戰(zhàn)略性、指導(dǎo)性、規(guī)范性的相關(guān)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)展定制公交服務(wù)的目的[6]主要是通過(guò)更智能、更靈活、更符合個(gè)體需求的公共交通方式，來(lái)提高城市公共交通的服務(wù)水平，進(jìn)而提高整體的交通系統(tǒng)效能，緩解交通擁堵，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，提升城市的可持續(xù)性和競(jìng)爭(zhēng)力。1.疏解交通壓力，減輕城市污染。定制公交系統(tǒng)在人口體積大、私家車(chē)較多、城市交通壓力大的城市，能夠充分發(fā)揮其具有的優(yōu)勢(shì)，從而讓更多的受眾群體選擇地面公交出行，減少私家車(chē)的出行，緩解早晚高峰期的交通擁堵，控制污染排放，提高城市的空氣質(zhì)量。2.提升城市公共交通系統(tǒng)的服務(wù)水平。如何運(yùn)用信息化技術(shù)提升定制公交服務(wù)質(zhì)量和管理水平是公交企業(yè)普遍面臨的難題。借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)開(kāi)展需求調(diào)研，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)推廣到定制公交需求調(diào)研，在充分開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上探索服務(wù)模式，制定運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)急預(yù)案等一系列措施，利用信息化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)需求供給精準(zhǔn)匹配。信息化技術(shù)引領(lǐng)定制公交服務(wù)管理，通過(guò)后臺(tái)大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)乘客需求的提升，通過(guò)擬合OD聚合和時(shí)間聚合自動(dòng)規(guī)劃匹配線路，為乘客提供快速直達(dá)舒適服務(wù)，實(shí)現(xiàn)需求和供給精準(zhǔn)匹配。依靠算法構(gòu)建智能出行服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合乘客需求，運(yùn)用計(jì)算機(jī)算法整合車(chē)輛站點(diǎn)、線路等數(shù)據(jù)資源，分析出行客流需求與供給承載需求，構(gòu)建診斷評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)智能公交的可感知、可運(yùn)營(yíng)、可管理。面向公眾提供可計(jì)算的智能出行服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，提升公交出行品質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力。創(chuàng)新發(fā)展"互聯(lián)網(wǎng)＋公交"新業(yè)態(tài)，不斷優(yōu)化企業(yè)服務(wù)流程提高乘客滿意度，促進(jìn)群眾更多地選擇定制公交作為出行交通方式，鼓勵(lì)和支持"互聯(lián)網(wǎng)+公交"新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新發(fā)展，提升企業(yè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平和公交分擔(dān)率。3.彌補(bǔ)出行的不公平性。定制公交系統(tǒng)的發(fā)展，能夠讓更多的市民享受到公共交通服務(wù)，特別是對(duì)于殘疾人、老年人、中小學(xué)生等弱勢(shì)群體，定制公交服務(wù)系統(tǒng)的開(kāi)通為他們的出行提供了更多的選擇空間。所以我們不難看出，定制公交的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)以解決城市交通擁堵、提高公共交通出行分擔(dān)率、滿足人民群眾美好出行需求為目標(biāo)，而非單純追求經(jīng)濟(jì)效益；但為了實(shí)現(xiàn)定制公交可持續(xù)發(fā)展、避免公共資源不公平分配，需要兼顧商業(yè)利益，不能將其當(dāng)作基本公共交通服務(wù)來(lái)提供。只有處理好定制公交與常規(guī)公交間的補(bǔ)充、協(xié)調(diào)與合作發(fā)展關(guān)系，才能推動(dòng)定制公交健康持續(xù)發(fā)展[7]。在河北石家莊互聯(lián)網(wǎng)+，數(shù)字賦能、智能化等服務(wù)要求成為該集團(tuán)的“強(qiáng)服務(wù)”的出發(fā)點(diǎn)、落腳石。同時(shí)把“智慧公交出行伴侶，美好出行每一天”定格為集團(tuán)服務(wù)于民的格言。石家莊智慧公交APP應(yīng)運(yùn)而生。實(shí)時(shí)查詢、掃碼出行、便捷生活等服務(wù)以智能形式主打服務(wù)項(xiàng)目全；通勤專線、校園專線、暢游景區(qū)、接駁專線、個(gè)性化定制等服務(wù)以智能形式主打服務(wù)區(qū)域廣；巡游預(yù)定、高鐵巡游等服務(wù)以智能形式主打服務(wù)區(qū)別化；更有掌上營(yíng)業(yè)廳、實(shí)體卡線上掛失、解掛，手機(jī)NFC充值，開(kāi)具發(fā)票，失物招領(lǐng)、在線購(gòu)物等眾多服務(wù)已登錄線上，讓“強(qiáng)服務(wù)，智能先行”落地落實(shí)。面向新時(shí)代市民出行需求讓利于民，發(fā)展惠民，行與民需，創(chuàng)新思維，滿足人民差異化、多元化的出行方式。3.1.2互聯(lián)網(wǎng)+公交運(yùn)營(yíng)流程定制公交以乘客出行為導(dǎo)向，乘客通過(guò)定制APP提出自己的需求，公交企業(yè)根據(jù)需求和客流情況設(shè)計(jì)出合理的公交線路方案，同時(shí)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+、數(shù)字化等技術(shù)，推出一系列全方位交通定制服務(wù)。智能調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，后臺(tái)程序?qū)?duì)定制公交運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而對(duì)定制公交服務(wù)進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，滿足市民個(gè)性化出行需求，提升乘客服務(wù)質(zhì)量。（1）需求數(shù)據(jù)采集及服務(wù)區(qū)域選擇后臺(tái)通過(guò)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)聚合匹配，通過(guò)對(duì)多源數(shù)據(jù)的采集，準(zhǔn)確獲取乘客的出行需求，將同一條線路上需求相似的乘客進(jìn)行篩選，有效提取用戶的出行軌跡，形成線路模型，挖掘完整的出行信息。后臺(tái)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析擬合OD聚合和時(shí)間聚合，自動(dòng)規(guī)劃匹配線路，為乘客提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、門(mén)對(duì)門(mén)的快速直達(dá)舒適服務(wù)，實(shí)現(xiàn)需求和供給精準(zhǔn)匹配。首先獲取乘客出行需求為后續(xù)線路規(guī)劃模型的設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，采用改進(jìn)的具有噪聲的基于密度的聚類(lèi)（density-basedspatialclusteringofapplicationswithnoise，DBSCAN）算法，對(duì)傳統(tǒng)公交數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，將出行起終點(diǎn)相似的需求進(jìn)行聚類(lèi)，并考慮每個(gè)區(qū)域的覆蓋半徑，以控制乘客到站點(diǎn)的行走距離，制定最優(yōu)的運(yùn)營(yíng)方案。定制公交作為常規(guī)公交的補(bǔ)充，完成定制公交的車(chē)輛繼續(xù)加入到常規(guī)公交的營(yíng)運(yùn)線路中，避免浪費(fèi)的同時(shí)為常規(guī)線路開(kāi)通和優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)。通過(guò)定制公交和常規(guī)公交的有效結(jié)合，智能調(diào)度系統(tǒng)制定合理的行車(chē)作業(yè)計(jì)劃，完成定制公交車(chē)輛和常規(guī)公交車(chē)輛的整體調(diào)度工作。同時(shí)通過(guò)智能化調(diào)配系統(tǒng)分析乘客的出行時(shí)間和習(xí)慣性的出行路線，以便隨時(shí)調(diào)整公交車(chē)的數(shù)量、路線及發(fā)車(chē)時(shí)間，充分提高公交車(chē)輛的使用效率，提升公交營(yíng)運(yùn)水平。通過(guò)合理的調(diào)度和資源利用，借助數(shù)字化技術(shù)手段，對(duì)定制公交線路規(guī)劃開(kāi)通全過(guò)程和乘客定制出行的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的“全鏈條、全過(guò)程”流程化管理，提高線路運(yùn)行效益和服務(wù)效能。利用先進(jìn)的技術(shù)支持，通過(guò)定制公交服務(wù)平臺(tái)，向乘客提供實(shí)時(shí)的車(chē)輛位置、到站時(shí)間等信息，使乘客能夠更好地計(jì)劃行程。這些都有助于乘客更方便地預(yù)訂服務(wù)，也有助于運(yùn)營(yíng)方能夠更好地管理車(chē)輛和路線。（2）合乘站點(diǎn)選址合乘站點(diǎn)選址是跨區(qū)域需求響應(yīng)式公交規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。合乘站點(diǎn)的位置按照乘客需求設(shè)置和選取，一般考慮乘客最大步行距離等約束將距離相近的預(yù)約地點(diǎn)聚類(lèi)。同時(shí)考慮復(fù)雜路網(wǎng)及停車(chē)管理等因素，除乘客預(yù)約位置及聚類(lèi)中心可作為合乘站點(diǎn)外，現(xiàn)有公交固定站點(diǎn)及臨時(shí)?？空疽部勺鳛楹铣苏军c(diǎn)。（3）線路及時(shí)刻表設(shè)計(jì)線路及時(shí)刻表設(shè)計(jì)是跨區(qū)域需求響應(yīng)式公交規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)。線路規(guī)劃及時(shí)刻表設(shè)計(jì)主要依托乘客預(yù)約需求，線路應(yīng)盡可能覆蓋根據(jù)乘客預(yù)約生成的合乘站點(diǎn)，時(shí)刻表應(yīng)滿足乘客的預(yù)約時(shí)間窗要求。此外，線路與時(shí)刻表設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)要考慮的因素包括復(fù)雜路網(wǎng)中的道路設(shè)置、道路擁堵?tīng)顩r、線路?？空军c(diǎn)最大數(shù)量限制等。（4）票價(jià)制定為保障線路的上座率，在線路正式開(kāi)行前進(jìn)行線路座位預(yù)售，達(dá)到一定預(yù)定數(shù)量的線路正式開(kāi)行。制定合理的差異化定價(jià)策略，考慮不同時(shí)間、距離和用戶群體的需求，吸引更多的乘客。提供多元化的付款方式和多樣化優(yōu)惠政策，如移動(dòng)支付、電子卡、月票、季卡等，以提高支付的便捷性，提升用戶體驗(yàn)。如圖3-1互聯(lián)網(wǎng)+公交運(yùn)營(yíng)平臺(tái)3.1.3乘客端操作流程定制公交系統(tǒng)，覆蓋應(yīng)用于早晚通勤城市聚集辦公區(qū)、大中型產(chǎn)業(yè)園區(qū)等，響應(yīng)式接駁定制公交模式主要特征為：其在特定的服務(wù)區(qū)域內(nèi)提供響應(yīng)式接駁定制公交服務(wù)，線路的乘車(chē)點(diǎn)與終到站為城市公交線路的一個(gè)或多個(gè)換乘樞紐；在規(guī)劃服務(wù)區(qū)域內(nèi)設(shè)立接駁定制公交站點(diǎn)供乘客上下車(chē)。定制公交與樞紐公交線路的銜接，解決居民出行鏈的“最后一公里”問(wèn)題。對(duì)響應(yīng)式接駁定制公交系統(tǒng)進(jìn)行一體化運(yùn)行計(jì)劃協(xié)同優(yōu)化時(shí)，除考慮接駁系統(tǒng)自身的服務(wù)水平、運(yùn)營(yíng)成本等因素之外，還應(yīng)考慮接駁系統(tǒng)與主線公共交通方式、跨區(qū)域需求響應(yīng)式公交模式的有效銜接，優(yōu)化乘客出行鏈的出行效率。如圖3-2響應(yīng)式接駁定制公交線路示意圖首先打開(kāi)定制公交app，輸入您的上車(chē)點(diǎn)，再輸入下車(chē)點(diǎn)，點(diǎn)擊快速查詢。分別點(diǎn)擊起點(diǎn)和終點(diǎn)，可以線上查看上下車(chē)點(diǎn)的站牌，同時(shí)也可以看到該路線所經(jīng)過(guò)的站點(diǎn)。點(diǎn)擊屏幕中的浮框，還可以查看該線路的社群，可以通過(guò)掃描二維碼加入該社群，這時(shí)候選擇購(gòu)票。再次確認(rèn)的上下車(chē)點(diǎn)，并選擇乘車(chē)日期，可以選擇購(gòu)買(mǎi)當(dāng)天的車(chē)票，也可以選擇多天的車(chē)票，還可以選擇月票。支付環(huán)節(jié)支付寶或者微信付款都可以。購(gòu)票成功后，可以在app車(chē)票欄查。并且參加一條線路的預(yù)售，同樣是選擇上車(chē)點(diǎn)、下車(chē)點(diǎn)，點(diǎn)擊搜索，會(huì)看到有一條預(yù)售的線路，點(diǎn)擊進(jìn)入。點(diǎn)擊購(gòu)票，再次確認(rèn)上下車(chē)點(diǎn)，確認(rèn)無(wú)誤后支付票款。購(gòu)買(mǎi)成功后，會(huì)顯示購(gòu)票人數(shù)已到達(dá)16人。那么如何發(fā)起一條線路定制？先來(lái)看看個(gè)人定制，填寫(xiě)您的出發(fā)點(diǎn)和目的地，選擇出發(fā)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間，然后就可以發(fā)起這條線路的定制了。發(fā)起后還可以邀請(qǐng)朋友一起參加定制，還可以隨時(shí)查看線路定制的進(jìn)度。如果企業(yè)有成熟的需求也可以發(fā)起定制，點(diǎn)擊企業(yè)定制填寫(xiě)您的相關(guān)信息即可調(diào)度大廳將每輛運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的線路規(guī)劃和時(shí)刻表通過(guò)車(chē)載終端設(shè)備下發(fā)駕駛員，駕駛員通過(guò)調(diào)度大廳指令駕駛車(chē)輛，車(chē)輛在行駛過(guò)程中又將實(shí)時(shí)位置信息與乘客服務(wù)信息回傳至調(diào)度大廳，完成由調(diào)度大廳、車(chē)輛和駕駛員、乘客組成的調(diào)度運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的運(yùn)行和實(shí)時(shí)信息交互。運(yùn)營(yíng)調(diào)度流程如圖所示如圖3-3需求響應(yīng)式接駁公交服務(wù)流程3.2互聯(lián)網(wǎng)+調(diào)度系統(tǒng)在保定公交可應(yīng)用設(shè)計(jì)在保定公交的應(yīng)用上可體現(xiàn)在應(yīng)對(duì)保定東站旅客客流上面，比常規(guī)公交更加靈活、方便、快捷，舒適度更高，更經(jīng)濟(jì)，服務(wù)更加人性化。運(yùn)營(yíng)模式為在保定市主城區(qū)推出共享巴士網(wǎng)絡(luò)約車(chē)服務(wù)，是將傳統(tǒng)公交與互聯(lián)網(wǎng)共享約車(chē)相結(jié)合的一種全新公交出行方式。市民可以通過(guò)APP，在手機(jī)上自主選擇出行需求或發(fā)起拼車(chē)（如上下、車(chē)地點(diǎn)和出行時(shí)間），有5人以上即可出發(fā)成行，推出的共享巴士網(wǎng)絡(luò)預(yù)約平臺(tái)有些近似于打車(chē)軟件中的拼車(chē)功能。第4章智能化交通調(diào)度系統(tǒng)4.1車(chē)輛智能調(diào)度4.1.1線路調(diào)度公交車(chē)輛調(diào)度是公交運(yùn)營(yíng)的一項(xiàng)必要日常工作，結(jié)合數(shù)學(xué)算法實(shí)現(xiàn)排班系統(tǒng)的智能化，根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況實(shí)現(xiàn)車(chē)輛調(diào)度優(yōu)化，響應(yīng)乘客的乘車(chē)需求。自適應(yīng)大鄰域搜索算法自適應(yīng)大鄰域搜索算法分為remove和insert兩部分算法，每次從當(dāng)前的解中移除一定量的值隨后得到一個(gè)部分解，對(duì)部分解應(yīng)用insert算子，重新插入的所有可能情況構(gòu)成了原始解的一個(gè)鄰域，使用Branchandound算法來(lái)搜索整個(gè)鄰域的最優(yōu)解，假如鄰域中的最優(yōu)解比當(dāng)前解更優(yōu)，則當(dāng)前解進(jìn)行改進(jìn)。算法流程自適應(yīng)大鄰域搜索算法流程主要由生成規(guī)則、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和算法的終止準(zhǔn)則組成。首先初始化全局最優(yōu)解，然后利用破壞算子和修復(fù)算子方法來(lái)獲得臨時(shí)解，并評(píng)估臨時(shí)解的好壞，以此確定該臨時(shí)解是否應(yīng)該成為當(dāng)前新的解。檢查新解是否優(yōu)于全局最優(yōu)解，更新全局最優(yōu)解，并檢查終止條件，最后輸出全局最優(yōu)解。如圖4-1自適應(yīng)大鄰域搜索算法流程圖自適應(yīng)大鄰域搜索算法在公交調(diào)度領(lǐng)域進(jìn)行的應(yīng)用自適應(yīng)大鄰域搜索算法在需求響應(yīng)公交調(diào)度[8]上應(yīng)用較廣泛，公交車(chē)輛調(diào)度時(shí)需要考慮服務(wù)區(qū)域附件具備場(chǎng)站，滿足發(fā)車(chē)條件后發(fā)出車(chē)輛，乘客預(yù)約的上下車(chē)點(diǎn)分布在起點(diǎn)、終點(diǎn)、M1個(gè)固定站點(diǎn)及M2個(gè)可變站點(diǎn)中，對(duì)于某一車(chē)輛班次k，該公交車(chē)從起點(diǎn)出發(fā)，依次在固定站點(diǎn)及被響應(yīng)的可變站點(diǎn)服務(wù)，最后行駛到終點(diǎn)結(jié)束該班次服務(wù)。在建立車(chē)輛調(diào)度模型時(shí)，首先通過(guò)調(diào)研獲取公交站點(diǎn)的相關(guān)信息和區(qū)域內(nèi)乘客出行規(guī)律，將符合出行規(guī)律的乘客信息用于計(jì)算，將站點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)坐標(biāo)值，根據(jù)每個(gè)時(shí)段內(nèi)的預(yù)約數(shù)據(jù)，進(jìn)行發(fā)車(chē)判斷，將滿足發(fā)車(chē)條件的數(shù)據(jù)輸入線路調(diào)度模型，獲取最優(yōu)車(chē)輛調(diào)度方案，合理調(diào)度公交車(chē)輛降低運(yùn)營(yíng)成本，減少乘客候車(chē)時(shí)間表4-1優(yōu)化發(fā)車(chē)時(shí)間表班次基準(zhǔn)發(fā)車(chē)時(shí)間優(yōu)化發(fā)車(chē)時(shí)刻19：009：0529：209：2439：409；38410：0010：02通過(guò)自適應(yīng)大鄰域搜索算法能夠滿足多對(duì)多的乘客公交出行需求,生成車(chē)輛調(diào)度優(yōu)化方案，提高公交需求響應(yīng)能力，制定合理確定發(fā)車(chē)時(shí)間和車(chē)次，最大化滿足乘客出行需求。4.2駕駛員智能分配4.2.1駕駛員每日智能排班對(duì)于新型的智能公交排班系統(tǒng)，也有一些企業(yè)研發(fā)并投入使用。保定公交目前在用的天邁科技的公交智能調(diào)度系統(tǒng)，以公交調(diào)度、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管為核心，以提高公交運(yùn)營(yíng)效率，提高乘客滿意度，緩解交通擁堵，掌握客流規(guī)律合理指定行車(chē)計(jì)劃為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)城市公交實(shí)時(shí)監(jiān)控、有效預(yù)測(cè)、科學(xué)調(diào)度等功能，解決客戶的公里及趟次準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)、發(fā)車(chē)和到達(dá)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、駕駛行為規(guī)范化、車(chē)輛行駛安全等問(wèn)題。針對(duì)公交調(diào)度問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種將啟發(fā)式算法和精確算法結(jié)合的方法。首先使用遺傳算法生成一個(gè)車(chē)輛排班的解，將解中表現(xiàn)較差的車(chē)輛使用列生成法再次優(yōu)化，最后和遺傳算法中較好的解進(jìn)行結(jié)合，生成最終解，該方法可以一定程度上彌補(bǔ)遺傳算法帶來(lái)的缺陷性，例如陷入局部最優(yōu)解的情況。搭建了一個(gè)車(chē)輛排班系統(tǒng)，該系統(tǒng)從客流數(shù)據(jù)開(kāi)始，一直到人員輪班的生成，中間包括公交車(chē)輛排班和司機(jī)人員排班，將各個(gè)功能集成在一個(gè)系統(tǒng)里面，方便用戶一鍵生成各種排班方案。一般來(lái)說(shuō)，公交公司為了節(jié)約運(yùn)營(yíng)的成本，會(huì)希望長(zhǎng)班車(chē)的數(shù)量更多，首選用遺傳算法快速生成一個(gè)車(chē)輛排班的結(jié)果，之后將結(jié)果中的長(zhǎng)班車(chē)作為最后解的一部分，剩余的短班車(chē)的規(guī)模就很小了，而列生成算法可以很快的求解出小規(guī)模問(wèn)題的最優(yōu)解，用列生成算法對(duì)剩余的解再進(jìn)行一次優(yōu)化，得到最后的最優(yōu)。公交車(chē)輛排班系統(tǒng)主要包括用戶登錄、預(yù)測(cè)客流量、生成公交車(chē)輛排班、生成人員排班、生成人員輪班等功能。系統(tǒng)目標(biāo)希望可以在一定程度上代替人工排班，減少公交公司的人力成本，同時(shí)使的公交車(chē)輛排班更加的合理，減少運(yùn)營(yíng)成本。車(chē)輛排班：車(chē)輛排班是整個(gè)系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)的核心就是生成車(chē)輛排班，用戶通過(guò)輸入時(shí)刻表，系統(tǒng)根據(jù)輸入的時(shí)刻表和對(duì)應(yīng)的約束條件快速的生成一個(gè)質(zhì)量好的公交車(chē)輛排班方案。人員排班：為了更好的執(zhí)行系統(tǒng)的公交車(chē)輛排班方案，對(duì)司機(jī)人員的排班也是必不可少的。系統(tǒng)需要根據(jù)已有的公交車(chē)輛排班方案來(lái)對(duì)司機(jī)人員進(jìn)行排班，減少司機(jī)人員，使司機(jī)的排班更加合理。人員輪班：作為一個(gè)一體化的智能公交排班系統(tǒng)，需要對(duì)整個(gè)線路的公交司機(jī)進(jìn)行輪班，輪班周期由用戶輸入，在輪班周期內(nèi)，每名司機(jī)人員的工作時(shí)長(zhǎng)應(yīng)基本相同，不宜有較大的差距。4.3智能調(diào)度APP4.3.1場(chǎng)站端調(diào)度人員這類(lèi)用戶類(lèi)似于系統(tǒng)管理員，比司機(jī)用戶擁有更多的功能，可以生成具體的排班方案，并且可以刪除不合理的排班方案，通過(guò)上傳數(shù)據(jù)來(lái)生成一個(gè)符合實(shí)際情況的排班方案。這類(lèi)用戶的用例圖如圖４－２所示。如圖4-2調(diào)度人員排版生成圖4.3.2駕駛員手機(jī)端操作司機(jī)用戶這類(lèi)用戶僅支持查看排班方案，可以在系統(tǒng)里查看每天的排班方案，包括車(chē)輛排班方案和司機(jī)的排班方案，查看上下班時(shí)間等。用戶的用例圖如圖所示。如圖4-3駕駛員用戶圖4.3.3場(chǎng)站端客流密度分析客流模塊是整個(gè)系統(tǒng)的初始模塊，需要向系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)里上傳已經(jīng)處理好的客流信息，根據(jù)單向客流信息來(lái)預(yù)測(cè)形成完整的OD客流。預(yù)測(cè)的結(jié)果有站點(diǎn)預(yù)測(cè)和客流預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行可視化?？土髂K的流程如圖４－４所示?？土髂K最重要的是單向的客流數(shù)據(jù)，客流數(shù)據(jù)的好壞直接影響后續(xù)的模塊，根據(jù)單向客流數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)OD客流，能夠直觀的看到客流的走向，也可以直接搜索用戶在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的所有乘車(chē)記錄，根據(jù)得到的客流結(jié)果能夠更好的生成車(chē)輛排班計(jì)劃，方便公交司機(jī)的使用。車(chē)輛排班模塊是本系統(tǒng)的核心，是時(shí)刻表的后續(xù)，人員排班的前提，對(duì)于公交企業(yè)來(lái)說(shuō)最關(guān)心的就是公交車(chē)輛的排班方案，一個(gè)良好的公交車(chē)輛排班方案可以極大的提高車(chē)輛的利用率，降低公交公司的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。車(chē)輛排班主要具有以下的功能：選擇任意已存在的時(shí)刻表生成車(chē)輛排班方案。由于不同時(shí)間段的客流量相差很大，因此最后的公交車(chē)輛排班方案也有一定的差距。在生成車(chē)輛排班方案的時(shí)候，可以設(shè)置對(duì)應(yīng)的參數(shù)，比如早晚高峰和最小休息時(shí)間等。將這些參數(shù)設(shè)定不同的值，得到的車(chē)輛排班方案也不盡相同?？梢愿鶕?jù)已經(jīng)生成的車(chē)輛排班方案查看對(duì)應(yīng)的時(shí)刻表，由于車(chē)輛排班方案的時(shí)刻點(diǎn)比較分散，沒(méi)有按順序排列，直接通過(guò)公交車(chē)輛排班方案去查看對(duì)應(yīng)的時(shí)刻表是個(gè)很重要的功能。公交車(chē)輛排班方案不同的可視化形式，公交公司更習(xí)慣將公交車(chē)輛排班方案按照表格的形式展示，同時(shí)甘特圖的展現(xiàn)形式也更容易使人接受。如圖4-4客流模塊流程圖人員排班模塊人員排班實(shí)在車(chē)輛排班基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)功能，需要對(duì)車(chē)輛排班方案進(jìn)行拆解和重組，在滿足司機(jī)的工作條件下盡量使用少的司機(jī)數(shù)量。模塊的輸入為公交車(chē)輛排班方案，輸出為人員排班方案。人員排班模塊的流程圖如圖，首先校驗(yàn)參數(shù)是否合法，如果不合法直接結(jié)束，否則從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取對(duì)應(yīng)的車(chē)輛排班，加載人員排班生成算法，算法執(zhí)行結(jié)束后將結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，并向Ｋａｆｋａ發(fā)送消息。如圖4-5人員排班模塊流程圖人員輪班模塊人員輪班模塊作為整個(gè)系統(tǒng)的最后一個(gè)模塊，需要產(chǎn)生一個(gè)輪班周期，在這個(gè)輪班周期內(nèi)，每名司機(jī)的工作時(shí)長(zhǎng)應(yīng)大致相等，休息日應(yīng)盡量在周末，算法需要以人員排班為輸入，生成一個(gè)周期內(nèi)所有司機(jī)的工作時(shí)間和所需要駕駛的車(chē)輛，將此結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。4.3.4系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體架構(gòu)圖是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)抽象設(shè)計(jì)。用戶向網(wǎng)關(guān)層發(fā)送ｈｔｔＰ請(qǐng)求，為了防止用戶過(guò)多導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰在網(wǎng)關(guān)層使用Ｎｇｉｎｘ來(lái)做負(fù)載均衡，保證每個(gè)服務(wù)器的用戶數(shù)量基本相等。業(yè)務(wù)層主要是對(duì)系統(tǒng)的主體業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，五個(gè)模塊層層遞進(jìn)。數(shù)組層主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化，ＭｙＳｑｌ作為數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)持久化數(shù)據(jù)，Ｒｅｄｉｓ用來(lái)做緩存和分布式鎖，防止多個(gè)對(duì)象占用同一個(gè)資源，Ｋａｆｋａ用來(lái)做消息通知，比