中山市公共交通管理系统分析与设计

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摘要：当前公共交通的发展面对着一面需求在增长，另一面道路资源被快速挤占的困境。智能公共交通管理系统是在管理层面提升公共交通监管能力，促进公共交通发展的重要手段。借助地理信息系统（GIS）和全球卫星定位系统（GNSS）等技术，智能公共交通管理系统能进行空间分析、车辆调度管理、公交线路辅助分析、公共出行查询等应用。本文首先介绍了智能公共交通管理系统发展情况；其次以“中山市公共交通管理系统”为例，分析了智能公共交通管理系统架构及关键技术；最后展望后续工作。

关键词：智能交通；公共交通；系统架构；地理信息系统；全球卫星定位系统

中图分类号： 文献标识码：

Abstract: Public transit is now facing double predicament. On one hand, public transit infrastructure is springing up with urbanization. On the other hand, the road is seized by private car. Implementing advanced public transport system (APTS) is a key measure to solve the problem. By means of satellite positioning and GIS analysis, APTS can achieve tasks like spatial analysis, vehicle scheduling, path query and analysis, and travel query. This works first outlines the development of APTS or ITS at home and abroad. Then it will take ‘Zhongshan’s Advanced Public Transport System’ for example to analysis the architecture and key technology of the advanced public transport system. Last but not least we will prospect the future work of IPTS.

Key words: intelligent transportation; public transit; software architecture; geographic information system (GIS); global navigation satellite system(GNSS);

CLC number: Document code:

中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

当前我国公共交通呈现多元化发展趋势：公共交通以公共汽车、无线电车为主体，地铁、轻轨等轨道交通快速发展。公共交通虽然发展良好，却面临着一边需求在不断增长，另一边可使用道路资源在萎缩的两难困境。我国已实施了“优先发展公交”政策，鼓励公交出行并大力发展公共交通基础设施。统计数据[1]（见表1、2）显示，全国公共交通以公共汽车、无轨电车为主体，并呈较快增长趋势；轨道交通快速发展，2011年运营车辆数量比2010年增长超过20%，运营线路总长增长超15%，客运量增长近30%。然而，由于私人汽车保有量无论在基数和增幅均远超过公共交通，挤占了大量道路资源，导致目前大中城市普遍面对着交通拥堵、出行时间过长、环境恶化等问题。我国主要大城市历年公交运量/公交运力比值更是出现大幅下降[2]。如何提升公共交通管理的水平和能力，从而改善道路交通系统运行状况，以及为广大出行者提供更优质的服务成为目前公共交通管理的热点问题。

表1：2010-2011年全国公共交通及私人汽车增长情况

表2：2010-2011年全国公共交通客运量增长情况

（数据来源：2011中国交通运输统计年鉴）

1 智能公共交通管理系统的发展状况

智能公共交通管理系统是智能运输系统体系框架[3][4]中关于公共交通管理的应用，是智能交通系统（Intelligent Transportation Systems, ITS）的重要组成部分。智能公共交通管理系统[5][6]是应用计算机技术与网络技术、数据通信与传输技术、全球卫星定位技术、地理信息技术等进行数据采集、传输、存储和分析应用的管理系统，可以实现公交车辆监控管理、安全监测、出行信息服务，以便开展交通规划、管理、政策制定、安全性能分析等有关研究。

国外对智能交通系统的研究起步较早。20世纪90年代，以美国、日本、欧洲为代表的发达国家就已经开展对ITS的研究。但由于ITS涉及多个方面的内容，而且依托于交通基础设施，因此各地对ITS研究的侧重点略有不同。美国在近20年来，从ITS概念、体系建设、系统应用、标准化等多层次进行探索，目前已将ITS发展重点放在信息服务、安全监测方面。日本从交通信号控制的研发和应用开始，不断加强对交通的控制管理，逐渐形成ITS的总体构想并实用化。目前通过先进的通信系统和车载系统应用，重点研究道路管理、物流、道路安全和出行信息服务方面。欧洲的ITS研究重点同样是提升综合交通运输能力和安全，但较美国和日本重视ITS标准化建设工作。

国内从20世纪末开始对ITS进行研究，北京、上海、青岛、杭州等城市是我国“十五”智能交通系统科技攻关的示范城市。借鉴国外经验及技术，国内ITS研究主要将通信、控制和信息处理等技术应用到运输系统中。目前国内智能公共交通系统应用主要方向包括公交车辆智能调度、公交IC卡、综合信息服务等。为适应城市发展，中山市编制了《中山市中心城区常规公共交通近期改善规划（2008-2010）》，制定常规公交线网改善方案及场站、车辆配置方案。中山市公共交通管理系统则是建设智能公共交通管理系统以支持公共交通规划和管理，提高公交总体服务水平。

2 智能公共交通管理系统分析

2.1 APTS系统架构

中山市公共交通管理系统主要是实现对中山市公共交通（公交车、出租车）进行监管及利用空间分析功能对公共交通数据进行管理。系统主要由公共交通行业监管子系统、公共交通地理信息子系统和数据接口子系统三个部分构成。其中公共交通行业监管系统下设三大模块，即：公共交通调度与监管模块、公共交通公众信息服务模块及公共交通数据采集模块。其系统整体结构图如下所示：

图1. 中山市交通管理系统结构图

2.2 公共交通行业监管理子系统

公共交通行业监管理子系统主要由公共交通数据采集、公共交通公众信息服务及公共交通调度与监管三部分构成。公共交通数据采集模块主要包括GIS数据采集、编辑；GIS地图校正、格式转换；GIS自定义操作及地理信息外业调绘等。公共交通公众信息服务模块主要包括公共信息；基于WEBGIS的公交换乘查询；公交换乘触摸屏查询；公交企业信息管理；公交线路申报等。公共交通调度与监管模块主要包括通信服务、轨迹分析、GPS客户端监控、数据统计查询、报警处理及权限管理等。公共交通数据采集模块是获取公共交通空间数据的基础；公共交通公众信息服务模块主要是面向公众服务及获取公交企业的相关数据，为公共交通地理信息系统中对公交企业进行绩效管理提供分析依据；公共交通调度与监管模块是本系统的一大重点，为交通局对全市的公共交通工具（公交车、出租车）进行监督管理。