智能公交文献综述

毕业设计 文献综述 院 系 名称 专业名称 学生姓名 指导教师 2017 年 03 月 16 日 黄河科技学院毕业设计 文献综述 第 1 页 智能公交文献综述智能公交文献综述 摘摘 要要 随着城市建设和发展不断扩大 公交数量急剧增加 有关公交的各种信息量也成 倍增长 传统的人工记忆方式管理也慢慢的无法适应形势的变化 随着信息技术的发 展 计算机已被广泛的用于社会的各个领域 成为推动社会发展的技术动力 而在计 算机应用中 软件的作用十分突出 软件已经发展成为信息技术的核心 主导着信息 产品的开发和信息技术市场的进一步的开拓 软件产业已成为社会信息化进程中的一 个战略性产业 不断开发适应用户需求 市场需要的新型软件产品已成重中之重 随 着社会的发展 软件也在不断的更新换代 由于有些公交公司现在还没有将公交管理 系统化 这给管理者以及乘客带来极大的不便 乘客需要及时查询公交的相关信息以 及对公交进行投诉 如果没有相关的平台解决此类问题将会很不方便 另一方面 管 理者如果没有一个完整的管理系统将会给数据的查找 统计 更新 和维护带来了很 大的困难 也会大大 降低工作效率 鉴于公交管理中存在的诸多问题 我在此次毕业设计中以智能公交系统为研究课 题 通过实地考察等对此进行全面的设计 关键词 管理系统 智能公交终端 静态信息 GPS 动态信息 1 1 前言前言 伴随着科学技术的高速发展 智能已是大势所趋 而智能公交小车作为智能车中 一类必不可少的组成部分 最近几年在全球的地位飙升 各个国家更是投入大量的人 力和资金 对其重视程度不亚于任何其他领域的研究 它广泛作用于人工智能 自动 控制 传感器和信息等一连串学科的创新研究 其研究成果可应用于工业 医药 军 事 航空 信息技术等实际领域 集中反映出一个国家的高科技水平和综合国力 是 国家综合国力强大的标志 也是人类文明进步的标志 2 2 智能公交系统设计背景及目的智能公交系统设计背景及目的 目前部分城市已经将公交管理系统化 但是还有不少城市依然没有系统化他们的 公交管理 这给管理者以及乘客带来了极大的不便 乘客难以及时地查询公交信息 黄河科技学院毕业设计 文献综述 第 2 页 也无法对不平等对待进行投诉 缺少一个相关的平台来解决此类问题 另一方面 管理部门也难以对公交信息进行查找 修改 更新和维护 大大降低了工作效率 这 些都是缺少一个完整而又系统化的公交管理软件平台所造成的 为了提供高质量服务 公交管理系统必定随着乘客的需求而不断改进与完善 及 时共享公交的路线信息 给乘客提供人性化的便捷服务已成为公交管理的目标与方向 未来的公交管理系统必定更加系统化 一体化与个性化 每个城市的公交公司的管理 会更加系统化 各城市之间的公交能实现一体化联网查询 公交系统也会增加新闻发 布 同城交友 公交投诉等个性化服务 而不仅仅是公交线路查询这个基本功能 在 不远的将来公交系统的刷卡方式也会更加多样化 指纹识别刷卡也不再是梦想 在 信息爆炸 科技高速发展的时代 竞争全球化 市场细分化 信息即时化 科技大众 化给包括公交行业在内的各行各业带来了空前的机遇和巨大的挑战 未来公交管理系 统将向着高度集成化与个性化的方向发展 智能公交系统一体化的过程将随着信息化 社会的到来而展现出它绚丽的风采 3 3 国内外研究成果及现状国内外研究成果及现状 国外在公交智能化方面的研究要追溯到上个世纪六七十年代 由于第三次科学技 术革命的带动 在一些发达国家 特别是美国 日本以及欧洲的部分国家 居民小汽 车的拥有量飞速增长 伴随着城市交通状况不断的恶化 许多国家将交通运输发展的 重点放在了公共交通行业 为了吸引居民乘坐公交出行 许多国家大力的提高城市公 交的运营服务水平 因此 先进的技术和设备被应用到公交领域中 公交智能化方面 的研究也就因此开始 1 在公交智能化方面的研究中 日本的起步较早 日本对于公交智能化的研究起始 于二十世纪的 70 年代 日本在 70 年代研制出了公共汽车定位系统 这一系统的问世 标志着日本公交智能化研究的正式起步 该系统安装在公交车上 能够在公交车运行 到达调度站的前一站时 通过无线通讯 将车辆信息传回调度站 这是智能化公交系 统的雏形 这一系统的研制 使得公共交通调度管理进入了智能化的管理时代 随后 在 80 年代 日本在公交智能化方面的研究取得了进一步的研究成果 一种叫做乘客自 动计数器的设备被安装在了城市公交车上面 这一设备的主体功能是记录公交车上下 车的客流量 公交管理部门通过这一设备能够实时的掌握公交站点的客流情况 通过 对公交站点客流的分析 能够为公交企业制定调度计划提供决策支持 到了 20 世纪的 黄河科技学院毕业设计 文献综述 第 3 页 90 年代 由于日本城市交通拥堵十分的严重 公交的运营服务水平急剧下降 为了扭 转公交行业竞争力日渐下降的趋势 重新赢得乘客对于公交的信息 日本的东京都交 通规划院开发设计了一套城市公交车综合运输控制系统 这就是人们耳熟能详的 CTCS 系统 该系统的问世 大大的改善了日本公交运营的面貌 日本原本日渐萎缩的公交 行业又重新焕发了生机 美国从事公交智能化方面的研究相对日本较晚 美国从事智能公交方面的研究起 源于二十世纪 80 年代美国城市公共交通管理局 UTMS 启动的智能公共交通系统的 项目 UTMS 基于现场试验得出了通过实时智能化的公共交通系统能够很好的改善城 市的交通状况 基于此 美国开始从事智能化公共交通系统的研究 美国在公共交通 系统的研究方面主要侧重于对出行者信息 电子收费 车队管理以及交通需求管理等 方面的研究 2 其中车队管理方面 主要研究以下几个方面 GIS 系统 乘客自动计数 系统 通讯系统以及自动车辆定位系统等 欧洲国家开始从事智能公交方面的研究可追溯到 20 世纪的 80 年代 欧洲由于其 历史原因 大部分国家的城市的历史比较悠久 城市街道普遍比较狭窄 所以 欧洲 国家在从事公交方面的研究中结合了本地区道路比较狭窄的特点 将公交发展的方向 放在了建设公交专用道和公交信号优先上 并已经取得了许多研究成果 与国外发达国家相比 我国从事公交智能化方面的研究相对较晚 城市公共交通 运营方面发展一直比较落后 公交车在城市交通运输中的重要作用一直没有被政府给 予充分的重视 截止到 1990 年 我国公交车的保有量仅仅为 13 万辆 到 2000 年 统 计数据显示我国的公交车保有量为 23 万两 公交车的平均拥有量仅为 0 7 千人 而在 发达国家公交车的人均保有量已经达到 1 25 辆 千人 在车辆保有量方面 就可以看出 我国存在的严重不足 另外 与国外发达国家相比 我国在管理水平上面也存在着很 大的差距 但随着近几年城市交通问题的逐渐恶化 交通拥挤 堵塞问题的持续增加 政府加大了对公交运营方面的投入力度 在许多城市 对公交车辆进行了更新 增加 了公交企业的补贴 鼓励公交的发展 在理论研究方面 国内的许多学者也开始对公 交调度问题进行大量的研究 其中比较有代表性的人物有吉林大学的杨兆升 北京航 空航空航天大学的张飞舟等学者 吉林大学的杨兆升首先提出了我国智能公交调度系 统实施的框架体系 并对智能化公交调度系统的关键理论作了系统的研究 对公交智 能化调度系统的硬件设计和软件设计进行了详细分析 提出了智能公交系统的评价理 黄河科技学院毕业设计 文献综述 第 4 页 论和方法 北京航空航空航天大学的张飞舟在其博士论文中对智能公交调度的相关技 术进行了研究 提出了基于遗传算法和混合遗传算法的车辆调度优化方法 另外东南 大学的李海峰提出了我国智能公交调度系统的结构框架 吴海荣和何素敏通过对公交 车实时调度系统的研制和开发 对智能公交车辆综合调度系统的功能进行了分析 提 出了一套公交车综合调度的总体解决方案 吉林大学的胡坚明 宋靖雁等人就我国公 交系统的实际情况 提出了公交车智能化调度系统实时调度形式的确定方法 并利用 广义神经网络的方法确定车辆实时调度形式 3 北方交通大学的张国武在论文北京市公 共交通智能化调度管理系统的建设与开发中 阐述了智能化公交调度系统的综合集成 的模式 4 并且对各个子系统功能以及结构做了详细的分析和介绍 长安大学的陈俊 陈红根据对我国公交系统存在的问题 提出了建立中等城市智能公交系统的结构框架 5 江苏科技大学的赵厚宝和苏勇通过利用混合遗传算法的方法 对公交运营调度进行了 优化研究 6 河南科技大学的李志强 周建立 张毅等通过利用 GPS 定位原理 在基 于乘客满意度和企业效益的基础上 建立了智能公交动态调度模型 7 北京理工大学的 李宁 徐宝云 王武宏等提出了我国智能公交调度系统建设的基本结构 并对其中的 关键技术和理论进行了研究 8 通过国内这些学者的研究开发 我国在公交智能化方面 的研究已经初见端倪 在一些大城市里已经开始应用智能化的公交系统 在上海 先 进的 UNGEL 自动检票机已被成功安装在了线路上 该系统能够实现自动记录地铁线路 上面的乘客上下车流量 在杭州 大连 北京等一些大城市 一些先进的车辆定位系统和车载设备被安装 在了移动的公交车辆上面 并且电子站牌也被安装在了公交站点 这些城市的部分线 路已经实现了对公交车辆的跟踪定位 极大的提高了公交运营的效率 从而吸引了更 多出行者选择公交车作为出行的工具 4 4 我国当前面临的问题我国当前面临的问题 近年来 随着经济的高速增长和汽车保有量的激增 交通拥挤 交通事故频发等 造成了越来越巨大的时间浪费 财产损失和环境污染 交通问题已成为包括我国在内 的世界各国政府共同面临的重要难题之一 据中安顾问 2012 2016 年我国智能交通 行业运行态势及投资前景分析 报告中内容显示 我国大多数城市的平均行车速度已 降至 20km h 以下 有些路段甚至只有 7 8km h 同时 由于车辆速度过慢 尾气排 放增加 使得城市的空气质量进一步恶化 9 为了缓解经济发展给交通运输带来的压力 黄河科技学院毕业设计 文献综述 第 5 页 使现有资源发挥出最大的作用 我国政府加大了对智能交通系统的研究和建设力度 智能交通是将信息 通信 控制 计算机网络等高新技术有效地综合运用于地面交通 管理体系 从而建立起一种大范围 全方位发挥作用 实时 准确 高效的交通运输 管理系统 在我国智能交通快速发展的过程中 虽然有政府政策的大力支持 但由于我国智能交通起步较晚 在发展过程中还存在着一系列问题 中安顾问行业分 析师根据分析指出我国智能交通发展过程中的主要问题包括 1 产业链条发育不健全 智能交通在国内的发展一直强调交通管理手段的智能化 忽视了交通信息的服务 功能 国外成功经验表明 当智能交通发展到一定阶段 高层次的交通信息服务就应 成为智能交通的主要部分 国内目前在利用现有信息资源进行高层次交通信息服务的 开发方面 还比较落后 没有形成包括供应商 运营商 政府和消费者间的完善的智 能交通产业链 交通信息收集 开发和消费的市场机制还没有形成 高层次的交通信 息服务相关的产业环节还非常不建全 运营商和交通信息消费者还没有融入智能交通 体系之中 造成国内智能交通产业链条不完善的主要原因是由于各主要交通部门之间 缺乏信息共享 没有形成一个能够同时掌握足够全面的交通信息搜集和发布的机构或 平台 因此 无法从现有资源中产业能够提供辅助决策的信息 2 核心技术被国外企业垄断 我国的智能交通发展较晚 在应用方面更显得落后 在中国智能交通的市场所蕴 含的巨大商机下 大量的国外公司加入到我国的交通技术领域和咨询领域 就目前状 况而言 国内企业在竞争机制 竞争策略 技术水平 人员素质等许多方面尚不如行 业内的国外企业 目前 国内智能交通高端市场 70 以上被国外企业抢占 比如 在 自适应交通信号系统方面国内市场基本被国外公司所掌握 监控产品与国外仍有不少 差距 行业的恶性竞争现象时有发生 10 3 统一标准和技术规范建设处于滞后状态 国内市场基本被国外公司所掌握 监控产品与国外仍有不少差距 行业的恶性竞 争现象时有发生 3 统一标准和技术规范建设处于滞后状态 国内智能交通系统项 目的建设先于行业统一标准的推出 在缺乏标准的条件下 许多地区的智能交通系统 自成体系 缺乏应有的衔接和配合 标准互不统一 即便在城市内部 道路上的传感 器标准也非常混乱 因为传感器设备生产企业缺乏统一的接口标准 标准和规范的混 黄河科技学院毕业设计 文献综述 第 6 页 乱妨碍了交通数据的获取 从而无法进行交通流的分析和预测 在高速公路收费系统 方面 各省或地区内建设的网络一卡通或不停车收费系统 也没有统一指导和标准 为将来的全国联网造成了困难 4 资源整合不够 难以发挥系统功能优势 层面上有全国智能交通协调小组在推进系统建设 但在城市层面上 缺乏一个有 力的机构进行协调 道路交通的信息分属于公安 交通 规划 铁道 民航等不同部 门 各个部门都掌握有一定的交通信息资源 但出于部门利益 彼此间的信息交换存 在很大困难 各个部门目前进行信息交换的主要渠道是网上留言 电子邮件或人工拷 贝等 这些方法存在实效性差等问题 使得部门之间信息共享比较困难 5 严重缺乏智能交通人才 智能交通技术本质上来说 是传统的交通技术和信息技术相结合的产物 因此智 能交通人才应该是即懂交通又懂信息技术的复合型人才 目前我国十分缺乏这种人才 这对继续深入开展智能交通研究是不利的 智能交通的在研究领域跟不上 那在其产 业链过程中也会制约着其发展 6 6 智能公交系统设计方法和研究内容智能公交系统设计方法和研究内容 基于改善公交调度手段 提高公交运营效率 提高公交吸引力和分担率目的 采用 了基于物联网的智能公交系统设计方法 基于物联网的智能公交系统具有车辆监控调度 车载终端 电子站牌和通信网络等功能模块 系统通过 RFID 技术对公交车辆进行跟踪 定位 监控和调度 站台的触摸屏统计各路次候车乘客数 及电子站牌实时发布各车次 到站时间等信息 利用 Zigbee 无线 网络技术实现车载终端 站台系统和调度监控中心 之间的通信 基于物联网的智能公交系统可以提高公交服务质量和效率 满足市民的出 行需求 黄河科技学院毕业设计 文献综述 第 7 页 参考文献参考文献 1 汪光焘 陈小鸿 中国城市公共交通优先发展战略 内涵 目标与路径 M 科学出版社 2015 2 3 Al Kanhal T Abbod M Multi agent System for Dynamic Manufacturing System Optimization M Computational Science I