（机械制造及其自动化专业论文）城市智能公共交通系统框架研究.pdf

s h a n d o n gu n i v e r s i t ym a s t e r ，st h e s i s r e s e a r c ho nt h ef r a m e w o r ko f u r b a na d v a n c e dp u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s c a n d i d a t e ：x i ay u j i n g s p e c i a l t y ： m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r ea n d a u t o m a t i o n s u p e r v i s o r ：p r o f l i uc h a n g 、a n n o v e m b e r2 7 t h ，2 010 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：缱坠日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 垃垫导师签名：翌日 期：! ! ! 7 山东大学硕十学何论文 目录 摘要v a b s t r a c t v i 第1 章绪论1 1 1 立题的背景及意义1 1 2 国内外研究现状2 1 2 1 国外研究现状2 1 2 2 国内研究现状4 第2 章城市智能公交系统的组成5 2 1 公交系统实体部分5 2 1 1 公交车辆5 2 1 2 公共汽车场站6 2 2 公交系统非实体部分7 2 2 1 智能公交优化子系统8 2 2 2 智能公交调度子系统1 1 2 2 3 智能公交信息服务子系统1 3 2 2 4 智能公交评价子系统1 4 2 3 智能公交系统常用技术简介1 5 2 3 1 定位技术1 5 2 3 2 地理信息系统1 7 2 3 3 交通通信技术1 8 2 3 4i c 卡自动收费技术19 2 4 本章小结2 0 第3 章国内公交系统存在的普遍矛盾及对策分析2 1 3 1 公交系统实体部分2 1 3 1 1 公交车辆2 1 3 1 2 公共汽车场站2 2 3 2 公交系统非实体部分2 2 3 2 1 公交线网2 2 3 2 2 公交调度管理2 3 3 2 3 公交系统评价2 3 3 2 4 其他2 4 3 3 解决对策分析2 5 3 3 1 改善城市公交企业管理运行机制2 5 3 3 2 公交系统信息化2 6 3 3 3 公交收费系统优化2 6 3 3 4 公交车辆优化2 7 3 4 智能公交系统实施策略分析2 7 3 5 本章小结2 9 第4 章智能公交系统框架的分析研究3 1 4 1 简介3 1 4 2 用户服务内容3 2 4 2 1 用户主体3 2 山东大学硕十学位论文 4 2 2 服务主体3 3 4 2 3 系统功能分析3 3 4 2 4 服务项目分析3 4 4 3 智能公交系统的逻辑框架研究3 6 4 3 1 逻辑框架的构建3 6 4 3 2 功能需求分析3 6 4 4 智能公交系统的物理框架研究3 9 4 4 1 公交电子收费系统4 0 4 4 2 公交调度系统4 1 4 4 3 公交驾驶员管理系统4 1 4 4 4 多运输方式联运换乘系统4 1 4 4 5 场站车辆维护系统4 2 4 4 6 公交安全监控系统4 3 4 4 7 公交信息发布系统4 3 4 5 本章小结4 5 第5 章总结和展望4 6 5 1 总结4 6 5 2 展望4 7 参考文献4 8 致谢5 1 山东大学硕十学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c t v a b s t r a c t v i c h a p t e r1 in t r o d u c tio n 1 1 1b a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo ft h ep a p e r 1 1 2r e s e a r c ho nt h es t a t u sq u ob o t ha th o m ea n da b r o a d 2 1 2 1r e s e a r c ho nt h es t a t u sq u oa b r o a d 2 1 2 2r e s e a r c ho nt h es t a t u sq u oa th o m e 4 c h a p t e r2t h ec o m p o si tio no fu r b a na p t s 5 2 1t h ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m se n t i t y 5 2 1 1t h eb u s e s 。5 2 1 2t h eb u ss t a r i o n 6 2 2t h ei n c o r p o r e a lp a r t si nt h ep t s 7 2 2 1o p t i m a ls y s t e m s 8 2 2 2d is p a t c h e rs y s t e m s 1 1 2 2 3i n f o r m a t i o ns e r v i c e ss y s t e m s 1 3 2 2 4e v a l u a t i o ns y s t e m s 1 4 2 3i n t r o d u c et h ec o m m o nt t e c h i q u e si na p t s 1 5 2 3 1p o s i t i o n 1 5 2 3 2g e p g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s 1 7 2 3 3t r a n s p o r t a t i o na n dc o m m u n i c a t i o n s 1 8 2 3 4i ce l e c t r o n i ct o l lc o l l e c t i o n 1 9 2 4t h ec h a p t e rs u m m a r y 2 0 c h a p t e r 3a n a i y s ist h ec o n f ii c t sa n dc o u n t e r m e a s u r e s i np u b ii c t r a n s p o r t a t i0 1 3s y s t e m sa th o m e 。2 1 3 1t h ep u b li ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m se n t i t y 2 l 3 1 1t h eb u s e s 2 l 3 1 2t h eb u ss t a t i o n 2 2 3 2t h ei n c o r p o r e a lp a r t si nt h ep t s 2 2 3 2 1t h ep u b 】ict r a n s p o r t a t i o nn e t w o r k 2 2 3 2 2t h ep u b lict r a n s p o r t a tio ns y s t e m sd is p a t c h e r 2 3 3 2 3t h ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m se v a l u a t i o n 2 3 3 2 4o t h e r s 2 4 3 3c o u n t e r m e a s u r e s 2 5 3 3 1i m p r o v et h em a n a g e m e n ts y s t e m so ft h ep t s 2 5 3 3 2i n f o r m a t i o ni np t s 2 6 3 3 3o p t i m a li np u b l i ct r a n s p o r t a t i o nt o l ls y s t e m s 2 6 3 3 4o p t i m a lo nb u s e s 2 7 3 4s t r a t e g yp r a c t i c ei na p t s 2 7 3 5t h ec h a p t e rs u m m a r y 2 9 c h a p t e r4r e s e a r c ho na p t sf r a m e w o r k 3 1 4 1i n t r o d u c t i o n 3 l 4 2u s e r sa n ds e r v i c e s 3 2 4 2 1u s e r s 3 2 i i i 山东大学硕十学位论文 4 2 2s e r v i c e s 3 3 4 2 3f u n c t i o n 3 3 4 2 4s e r v i c e s 3 4 4 3r e s e a r c ho nt h el o g i c a lf r a m e w o r ko fa p t s 3 6 4 3 1s e tt h el o g i c a lf r a m e w o r k 3 6 4 3 2f u n c t i o na n dd e m a n d 3 6 4 4r e s e a r c ho nt h ep h y s i c a lf f r a m e w o r ko fa p t s 3 9 4 4 1t h ep u b li ct r a n s d o r t a t i o ne l e c t r o n i ct 0 1 ls y s t e m s 4 0 4 4 2t h ep u b li ct r a n s p o r t a t i o nd i s p a t c h e rs y s t e m s 4 1 4 4 3d r i v e rm a n a g e m e n ts y s t e m s 4 l 4 4 4m a n yt y p e so ft r a n s p o r t a t i o nc o m b i n e ds y s t e m s 4 l 4 4 5s t a t i o n sa n db u s e sm a i n t e n a n c es y s t e m s 4 2 4 4 6s e c u r i t ym o n i t o r i n gs y s t e m s 4 3 4 4 7i n f o r m a t i o np u b l i s h i n gs y s t e m s 4 3 4 5t h ec h a p t e rs u m m a r y 4 b c h a p t e r5s u m m a r ya n do u t io o k 4 6 5 1s u m m a r y 4 b 5 2o u t l o o k 4 ， r e ! f e r e n c e s 4 8 a c k n o w ie d g e m e n t s 。5 1 i v 山东人学硕十学何论文 摘要 随着我国经济的飞速发展，城市化进程的不断加快，城市居民出行 量大幅度增加，加之机动车保有量的迅速上升，对于我国城市而言，目 前的交通拥挤、交通事故频繁和环境污染严重等问题将日益严重。仅仅 依靠控制需求，增加供给，扩大路网规模来解决现存的交通供求矛盾已 不再是行之有效的好办法，而利用高新技术改造现有的运输体系，大力 发展具有运载量大、运输效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本 低等优点的公共交通系统，才是解决只趋紧张的交通问题，保证城市可 持续发展的必由之路，也是世界公认的最佳解决策略。 智能公共交通系统作为智能运输系统的重要组成之一，将现代通信 技术、信息技术、电子控制技术等高新技术集成应用于公共交通系统， 实现公共交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化，为广大出 行者提供更加及时、便捷、有效的公共交通服务，从而提高公交出行的 吸引力，是解决我国城市日趋紧张的交通供需矛盾的根本途径。 论文以城市智能公交系统的应用为依托，分析了我国公交系统在公 交车辆、线网规划、公交管理等方面存在的普遍矛盾，并结合我国现行 公交系统运行现状，提出了解决对策，即从城市公交企业运行管理机制 的改善入手，提高公共交通企业管理的先进性，逐步实现公共交通系统 的智能化，同时兼顾公交信息系统、收费系统，以及公交车辆等方面的 优化。此外，论文根据我国公交系统的运营特点和智能公交系统的实施 目标，分别从管理体制、交通规划、资金投入、技术支持几方面进行分 析，提出了我国智能公交系统的实施策略。最后，论文结合借鉴了我国 智能运输系统的体系框架，分析建立了适合我国城市智能公交系统的体 系框架。 关键词：智能运输系统；智能公交系统；公共交通；体系框架 v l 【j 东人学硕+ 学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m yo fo u rc o u n t r ya n dt h ec o u r s e o fu r b a n i z a t i o n ，t h ec i t yr e s i d e n t st r a v e li n c r e a s ev e r yf a s t ，a n dt h en u m b e r o fv e h i c l e sa r ea l s oi n c r e a s i n gr a p i d l y ，m o r ea n dm o r es e r i o u si nt r a f f i cja m ， t r a f f i ca c c i d e n ta n dt r a f f i cp o l l u t i o na n ds oo n o n l yd e p e n do nc o n t r o l r e q u i r e m e n t ，i n c r e a s eo fs u p p l ya n de x t e n dt h er o a dn e t w o r ka r en o tg o o d m e t h o d st os o l v et h et r a f f i cb e t w e e n s u p p l y a n dd e m a n d u s i n gt h e h i g h - t e c h t o c h a n g e t h e t r a n s p o r ts y s t e m s a n d d e v e l o p t h e p u b l i c t r a n s p o r t a t i o ns y s t e ma r et h eb e s tm e t h o dt os o l v et h et r a f f i ci s s u e sa n d g u a r a n t e et h en e e do fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fc i t y b e c a u s et h ep u b l i c t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m sh a v et h ea d v a n t a g e so fg i a n ta b i l i t yo ft r a n s p o r t a t i o n ， h i g he f f i c i e n c y ，l o wc o s to fc o n s u m p t i o n ，l e s sp o l l u t i o na n dt r a n s p o r t a t i o n c o s t a d v a n c e dp u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m si st h ei m p o r t a n tp a r to ft h e i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s a d v a n c e dp u b l i c t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m sm a k et h em o d e r nc o m m u n i c a t i o n ，i n f o r m a t i o n ，e l e c t r o n i cc o n t r o l a p p l i e dt ot h ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ，a n dr e a l i z et h ep u b l i ci n t o s c h e d u l i n g ，o p e r a t i n ga n dm a n a g i n gi n f o r m a t i o n ，m o d e r na n di n t e l l i g e n t a d v a n c e dp u b l i c t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m sc a np r o v i d ep u b l i ct r a n s p o r t s e r v i c e st h a tm o r et i m e l y ，c o n v e n i e n c ea n de f f i c i e n t l yf o rt r a v e l e r a n d i m p r o v et h ea t t r a c t i v e n e s so ft h ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o n i ti st h ef u n d a m e n t a l w a yt os o l v et h es u p p l ya n dn e e do nc i t yt r a n s p o r t b a s e do nt h ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o n s y s t e m so p e r a t i o n a ls t a t u s ，t h e p a p e ra n a l y s e st h ec o n t r a d i c t i o n sa n ds o l u t i o no ft h eb u s 、n e t w o r kp l a n n i n g a n dm a n a g e m e n ti no u rp u b l i c t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s t h i sp a p e rp u t s f o r w a r dt h a tf r o mt h ec i t yp u b l i ct r a n s p o r t a t i o nm a n a g e m e n t ，i m p r o v ec i t y v l 【j j 东人学硕十学位论文 p u b l i ct r a n s p o r t a t i o na d v a n c e d ，a n dr e a l i z eg r a d u a l l yi n t e l l i g e n c e a n d o p t i m i z et h ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，t o l ls y s t e m ，b u s e sa n ds oo n i na d d i t i o n ， t h e p a p e ra c c o r d i n g t oo u r p u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m so p e r a t i n g c h a r a c t e r i s t i c sa n dg o a l sf o rt h es y s t e m ，a n dt om a k et h ei m p l e m e n t a t i o n o ft h es y s t e mf r o mt h em a n a g e m e n t 、p l a n n i n g 、c a p i t a li n v e s t m e n ta n d t e c h n i c a ls u p p o r t f i n a l l y ，t h ep a p e ra n a l y s e st h ef r a m e w o r ko fa d v a n c e d p u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m sb a s e do ni n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s k e y w o r d s ： i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ； a d v a n c e dp u b l i c t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ；p u b l i ct r a n s p o r t a t i o n ；f r a m e w o r k v i l 山东大学硕+ 学位论文 v i l i i j 东大学硕十学何论文 1 1 立题的背景及意义 第1 章绪论 随着世界全球化、数字化、城市化进程的加快，世界各地的交流越 来越频繁，新技术的应用越来越快，人们生活水平也随之大幅度提高。 特别在我国，随着城市化进程的加快，城市人口急剧增加，据统计2 0 0 0 年城市人口达到4 6 7 亿，已经超过了总人口数的3 0 ，到2 0 0 9 年城市 人口约占全国总人口的4 6 6 ；百万以上人口的大城市数量增长迅速， 预计到2 010 年底，我国人口超过百万的城市将达到12 5 个，其中超过 2 0 0 万的超大城市将有5 0 个。这些都充分说明，我国的城市化进程已经 进入了加速发展的阶段。 另一方面，城市化进程的加快，使得城市居民出行量大大增加，加 之人们生活水平的大幅度提高，机动车保有量也将随之大幅度增加。对 于大、中城市而言，目前存在的交通拥挤、交通事故频繁和环境污染严 重等问题日益严重。依靠控制需求，增加供给，扩大路网规模来解决交 通供求矛盾己不再是行之有效的好办法，而利用高新技术改造现有的运 输体系，大力发展具有运载量大、运输效率高、能源消耗低、相对污染 少、运输成本低等优点的公共交通系统，才是解决同趋紧张的交通问题， 保证城市可持续发展的必由之路。据有关资料表明，公共汽车占用道路 和停车用地最为经济，以每平方米每小时通行人数多少为标准衡量道路 的使用效率，公共汽车是小汽车的10 15 倍；运送同样数量乘客，公共 交通与私人小汽车相比，分别节省土地资源3 4 、建筑材料4 5 、投资 5 6 ；私人小汽车产生的废气是公共汽车的lo 倍：耗油量是公共汽车的 2 - 3 倍；交通事故比公交高出10 0 倍。 因此，将智能运输系统( i t s ) 与城市公共交通系统有机的结合起来， 山东火学硕十学位论文 把人、车、路综合起来考虑，充分利用现代科学技术，提高公交系统的 服务水平和管理水平，实现城市公交占有较大运量分担比例，是解决当 前交通供求矛盾的根本途径。 智能运输系统( in t e l 】ig e n tt r a n s p o r t a tio ns y s te m ，简称i t s ) 就是通过对关键基础理论模型的研究，从而将信息技术、通信技术、电 子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起 大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。智能运输 系统利用现代科学技术在道路、车辆和驾驶员之间建立起智能的联系。 借助系统的智能，车辆可以在道路上安全、自由地行使，靠智能化手段 将车辆运行状态调整到最佳，保障人、车、路的和谐统一，在极大地提 高运输效率的同时，充分保障交通安全、改善环境质量、提高能源利用 率。 所谓智能公共交通系统，就是在公交网络分配、公交调度等关键基 础理论研究的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、 电子、控制、计算机、网络、g p s 、g i s 等高新技术集成应用于公共交通 系统，并通过构建现代化的信息管理系统和控制调度系统模式，实现公 交调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化，提高公交企业的运营 效率和效益；同时为出行者提供更加安全、舒服、便捷的公共交通服务 和信息服务，从而吸引公交出行，缓解城市交通拥挤，有效解决城市交 通问题，创造更大的社会和经济效益心3 。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 美国、日本、欧洲等国家都投入了较大的人力和物力在智能公交系 统的研究和应用上，并已取得了显著的成果。 ( 1 ) 美国 2 山东大学硕+ 学位论文 美国城市公共交通管理局( u m t a ) 已经启动了先进的公共交通系统 项目( a d v a n c e dp u b l i ct r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ，a p t s ) 。美国的a p t s 主要研究基于动态公共交通信息的实时调度理论和实时信息发布理论， 以及使用先进的电子、通信技术以提高公共效率和服务水平的实施技术。 具体包括：车队管理、出行者信息、电子收费和交通需求管理等几方面 的研究。其中车队管理主要研究通信系统、地理信息系统、自动车辆定 位系统、自动乘客计数、公交运营软件和交通信号优先。出行者主要研 究出行前、在途信息服务和多种出行方式驳信息服务系统。经过现场试 验，u m t a 关于a p t s 的评价是：“a p t s 可以显著提高公共交通服务水平， 吸引更多乘客采用公交和合伙乘车的出行模式，从而带来减少了交通拥 挤、空气污染和能源消耗等一系列社会效益” 。 ( 2 ) 日本 r 本从2 0 世纪7 0 年代末开始应用公共汽车定位系统一公共汽车接 近显示系统；到了2 0 世纪8 0 年代初，开始应用公共交通运行管理系统， 包括乘客自动统计，运行监视和运行控制等功能：2 0 世纪9 0 年代，机 动车数量的增长和严重交通拥挤的影响，已很难保持正常的行车速度， 导致公交乘客数量的急剧减少。对此，东京都交通局开发了城市公共交 通综合运输控制系统( c t c s ) ，最终目标是为了改进公共汽车服务，重新 赢得乘客。在c t c s 中，公共交通运营管理系统是一个基本的框架，其目 的是通过掌握运行情况以及积累乘客数据实现精确平稳的公共交通运营 服务。它将运营中的公共汽车和控制室之间建立信息交换，并引用诱导 和双向通信的方法，将服务信息提供给公共汽车运营人员和驾驶人员， 同时这些信息也通过进站汽车指示系统和公交与铁路接驳信息系统提供 给乘客。公共交通综合管理系统包括累计运营数据、乘客技术、监视和 控制公共汽车运营和乘客服务等功能，其中乘客服务功能中包括进站汽 车指示、信息查询和公共交通与铁路接驳信息提示。公共交通综合管理 系统的硬件包括公交主控中心、区域中心以及路边、车库和车载设备等 1 】 山东大学硕十学位论文 ( 3 ) 欧洲 欧洲一些国家从城市实际情况出发，大力发展公交优先政策，设立 公交专用车道，公交优先通行信号，并建立智能公交监控与调度系统等 措施，大大提高了公交的运行速度和服务质量，从而吸引公众乘坐公交 出行，缓解了城市交通拥挤问题，同时取得了显著的社会经济效益。 1 2 2 国内研究现状 与国外一些国家相比，我国的公共交通事业还比较落后。然而，在 各级政府高度重视和巨额投入下，我国的智能公共交通系统的实施已初 见成效。在系统建设方面，国内北京、上海、杭州等多个城市已经开始 了智能公共交通系统的建设和实践。如杭州市是我国第一个将6 p s 应用 到公交车辆调度管理中的城市，其主要包括车辆定位，车辆监控、管理 和查询，显示车辆运行状态，报警以及站台显示车辆到达时刻等功能； 北京公交i t s 示范工程于19 9 9 年正式投入运行，首次投入运行装有车载 卫星定位系统和无线通讯系统的车辆3 0 0 多辆，该示范工程的总体目标 为：建立集运营指挥调度、综合业务通通信、乘客信息服务等为一体的 智能化公交系统；上海市也于2 0 0 4 年投入运行了包括导乘指南、来车预 告、安全驾驶、信息发布等多项功能的城市公交运营信息化系统，该系 统充分利用了公交车站的电子站牌，实现了来车预告功能。 4 山东大学硕十学位论文 第2 章城市智能公交系统的组成 城市公共交通是指在城市及其近郊范围内为方便居民和公众的出 行，使用各种客运工具的旅客运输体系，是国家综合运输网中的枢纽和 节点，是城市客运交通体系的主体，是城市建设和发展的重要基础之一， 是生产和生活必不可少的社会公共设施，也是城市投资环境和社会生产 的基本物质条件，同时又是展示城市精神文明，反映城市国民经济、社 会发展水平和市民道德思想风貌的窗口。 作为智能运输系统( i t s ) 研究的一项重要内容，城市智能公交系统 是以出行者和公交车辆作为主体服务对象的，通过对动态和静态交通信 息采集和处理，将发车时刻、换乘线路等信息提供给出行者，最终达到 优化出行的目的，同时实现对公交车的科学管理，提高其服务水平。 城市智能公交系统组成可划分为以下几部分： 2 1 公交系统实体部分 2 1 1 公交车辆 公交车辆，指在城市道路上按固定路线，有固定班次时刻，承载旅 客出行的机动车辆。一般外形为方型，有窗，设置坐位。也称为公交车、 公汽或巴士，其中“公交”是公共交通的简称。现在绝大部分公交车辆 仍以柴油引擎为动力，也有些国家开始研制使用天然气、电力驱动的公 交车。 一般的公交车辆均以提供最大的载客量为目标，大部分空间均摆设 座位，通道等空间以供乘客站立。公交车辆可以根据其机械操作、外形 设计等而分为以下类别： 山东大学硕士学何论文 ( 1 ) 按格局分类： 双层公交：车厢分为两层，载客量更大。一般而言，一辆车长l0 米的双层公交可运载约13 0 名乘客。有些双层公交的上层不设车项，供 游客登上浏览沿途景色。 铰接公交( 挂接公交) ：有些公车会以两节车身来增加长度及载客量， 并在两节车身间加设可伸缩的接合位置( 类似火车车厢之间的接驳部分) 以辅助转向。 低地台公交( 低地板公交) ：在2 0 世纪末期开始盛行的低地台公交， 车厢地台比旧款公交更贴近路面，并且不设梯级。后半车厢有二三台阶， 前半车厢低地板的被称为低入口公交。这些公交装有设施以方便行动不 便的乘客( 如乘坐轮椅的人士) ，并缩短上下车所需的时间。 ( 2 ) 按尺寸分类： 双层公交：以车身长度分类，常见有10 米、l2 米、13 7 米，15 米。 单层大型公交：一般是指长1 1 米或以上，或载客量超过6 0 人的公 共汽车。 单层中型公交：一般是指尺寸在10 米或以下，载客量约3 0 至4 0 人 的公共汽车，在中国中等城市比较普遍。 小型公交：载客量一般在8 至2 0 人之间，它们多数行走于客量较低 或需要服务偏远、弯多、路窄地区的路线。 2 1 2 公共汽车场站 公共汽车场站( 简称公交场站) ，是指为公共汽车客运服务的首末站、 枢纽站、综合车场、中间停靠站、站台、站牌等服务设施。公交首末站 即每条公交线路的起点和终点站。首站要提供公共汽车调头、停放、上 客以及乘客候车等多种设施，末站则是仅用于公共汽车调头的终点服务 站。公交枢纽站是指三条以上公交线路共用的首末站或者与其它交通方 式换乘的首末站。城市公交枢纽站为客流较多的地方，常有若干公共交 通线路通过，这些交通集散点上换乘的乘客多。枢纽站一般布设在干道 6 山东火学硕十学位论文 一侧或另辟专用场地。同始末站一样，枢纽站夜间可停放6 0 营运车辆， 同样还需配备调度办公室等设施用地。公交停车场和保养场合并即成综 合车场，提供大部分公交车夜间停放场所及营运车辆的维修保养任务及 材料、燃料的储备和发放。综合车场集行政管理、停车、维修保养等功 能于一体，需有较大规模和功能齐全的设施。公交停车场用于公交车辆 下班后停放及进行低级保养和小修的场地。保养场主要承担营运车辆的 高级保养任务及相应的配件加工、燃料储备、存取等功能。中间停靠站 要求有站名、站牌等。 2 2 公交系统非实体部分 城市智能公交系统是智能运输系统( i t s ) 的一个重要组成部分，它 与其他一些系统有着密切的联系。城市智能公共交通系统是通过全球定 位系统( g p s ) 进行数据的采集，再结合公交出行调查等数据，完成基础 信息的采集和处理，同时结合地理信息系统( g is ) ，对城市公交线网布 局、公交线路配置、票价制定等方面进行优化和设计，从而实现公交车 辆的自动调度和指挥，保证车辆的准点运行，使出行者能够通过电子站 牌、车上显示系统等信息媒介及时了解车辆的运行情况和具体到达时刻， 节省乘客的出行时间，充分提高公交车的利用率。最终，完成对城市智 能公交系统的社会效益、经济效益和服务水平的评价。智能公共交通系 统组成结构框图如图2 1 所示1 。 7 山东入学硕十学位论文 图2 - 1 智能公交系统组成结构框图 2 2 1 智能公交优化子系统 智能公交优化子系统是对公交线网布局、线路配置方式、站点布置、 发车间隔确定、票价的制定等进行优化和设计。城市智能公交系统的规 划和设计要综合考虑城市总体规划、城市客运规划和城市公交规划三方 面的制约。其目标就是建立先进的公共交通系统，促进公共交通的发展， 为城市居民提供安全、舒适、便捷、经济的服务，提高公交运营效率。 智能公交优化子系统的主体部分大致可分为数据的采集、处理与融 合，综合分析，优化方案的设计，方案的评价四个阶段。 公交数据包括城市公交基础设施信息，社会经济情况，城市形态及 居民分布等不会经常改变，没有实时更新的需要的静态数据；以及随时 间变化需实时更新的客流量、交通流量、信号控制方案等动态数据。交 通相关信息的采集、处理与分析、预测，涉及智能公共交通系统各项关 键技术的研究和智能公共交通系统的开发和应用，是研究开发基础。 综合分析是在公交数掘采集处理的基础上，对交通发展以及公共交 通发展进行合理的分析和预测，目的是为城市公共交通的管理提供基础 8 山东大学硕+ 学位论文 的数据支持，以及对城市公共交通需求进行合理预测，为后续工作做正 确的引导。 城市智能公共交通的优化包括公交线网布局、线路配置方式、站点 布置、发车间隔等的优化。结合我国公交发展现状，主要是对原有线路 的调整，对线网的优化布设，但目前为止，优化模型还处于开发研究阶 段，还没有一个统一的模型。 对公交系统优化方案的评价主要是对公交线网布局和站点布置的评 价，评价指标一般为公交路网的覆盖率、路段的重复系数、线网的非直 线系数、站点的覆盖率等。公交运行质量主要从公交车辆的运行速度、 车内人数、延误时间等方面进行考虑。 ( 1 ) 优化模型 本段所指优化模型主要是针对公交线网的优化。目前不少优化方法 仅处于理论研究阶段，所建立的数学模型比较复杂，而且约束条件众多， 求解困难，很难在实际工作中得到应用。但在一般情况下，在进行公交 线网优化时多会考虑这样几个目标：乘客总的出行时间最小；客流直达 率最高；线网覆盖率高；线路重复系数低；公交经济效益最大。 ( 2 ) 约束条件 本部分只简单列举进行公交线网优化过程中所用到的最为基本的几 项约束条件n 1 ： 线路长度 线路长度与城市的规模、城市居民的平均乘距有关。路线过长增加 运营费用，过短增加换乘系数。城市道路交通规划设计规范建议线 路长度的限制公式： ，m 。= 阿k 6 0 ( 2 1 ) 式中y 一公交车的平均运营车速，设为l5 k m h ； 乙一城市9 5 n 民的单程出行时间( m in ) ，可由城市道路交 通规划设计规范查得； ，晌按运营要求约为5 k m ，对于待定的公交线路，其长度有最优值。 9 山东大学硕十学位论文 路线非直线系数 路线非直线系数是公交线路长度与起、终站空间直线距离之比。城 市道路交通规划设计规范规定计算公式： 7 路线非直线系数= 之= 1 4 ( 2 - 2 ) d 式中卜一公交线路的实际长度，k m ； d 一线路起、终站的空间直线距离，k m 。 线网的整体约束条件除了要考虑以上的单条线路约束条件外，还应 考虑以下几点约束条件： 线网密度 公交线网密度是指城市有公交线路服务的每平方公里用地面积上有 公交线路经过的道路中心长度，它反应了居民接近线路的程度。城市 道路交通规划设计规范给出的线网密度的下限值为： 市中心地区p , i n = 3 4 晒k m 2 ) ( 2 - 3 ) 市边远地区j d 。i 。= 2 2 5 ( k i n k m 2 ) ( 2 4 ) 由于路网密度受道路网密度的影响，通常用公交线网的道路网覆盖 率来衡量线网在道路网上的密度。式为： ， d 。= ( 2 5 ) 爿朋 式中 d 。一第m 区公交线网的