上海公交信息化总体方案研究

上海公交信息化总体方案研究 【摘要】本文全面分析了上海公交信息化方面存在的问题，进行了公交信息化的系统框架设 计，提出了分步实施的计划，提出加快车载信息系统一体化、运营调度智能化、行业监管精 细化、信息服务人性化、系统建设标准化等建议。 【关键词】系统框架；车载信息系统一体化；智能集群调度；行业监管 1 引言 2012年12月29日，国务院发布了《国务院关于城市优先发展公共交通的指导意见》， 对城市公共交通的发展做出重要指示。要实现指导意见中要求的“大城市公共交通占机动化 出行比例达到60%左右”的目标，上海的任务十分艰巨。地面公交作为城市公共交通的重要 组成部分，其发展水平的高低和吸引力的强弱，直接关系到上海城市公交优先发展目标是否 能够实现的重大问题。以信息化带动地面公交行业的健康发展，是未来支撑地面公交优先发 展的重要手段。 2 现状和问题 地面公交信息化涉及到车载信息系统、运营调度、行业管理、信息服务、标准化等多个 方面。至2012年年底，上海地面公交信息化还存在下列问题[1]： 2.1车载信息系统 车载信息系统指的是包括公交车载调度终端、交通卡POS机、报站器、车内走字屏、车 辆CAN总线、头牌／尾牌／腰牌等在内的所有电子设备的总称，其中车载调度终端是核心设 备，是公交企业调度中心对车辆进行实时调度管理的关键。目前上海市公交车辆车载调度、 车载视频监控、交通卡POS机安装比例很高，基本已经达到了全覆盖。但是车载信息系统在 使用过程中出现了一些问题，主要表现为： （1）车载信息系统集成度不够。语音报站器、视频监控相对独立，功能整合不够。调 度的灵活性、维护的及时性都受到影响，公交企业无法快速方便地使用视频资源。交通卡客 流数据、CAN总线数据利用不够。无法为线网优化、计划编制提供客流信息，无法为公交精 细化监管提供里程、油耗等信息。 （2）支撑调度功能不完善。调度终端不支持线路信息的远程下发，当车辆临时跨线运 行或者调配到其他线路后，车载终端内线路信息仍然保持原来线路，导致信息系统对车辆的 误判。调度终端普遍都不具备语音通话功能，紧急情况下也无法实时上报情况。调度终端上 还缺少车辆发车确认、工作量确认等操作的支撑，导致整个调度流程关键节点信息无法保障。 （3）设备标准化程度低。车载调度终端只能和供货商自己的调度系统兼容，导致供货 商往往在某一家营运公司处于垄断地位，这不利于车载设备的价格竞争和功能优选。 1 （4）车辆定位信息不准确。GPS精度不高，信号不稳定，加上GPRS存在传输延误和信 号盲/忙区导致车辆定位信息不能及时准确获取。公交首末站，车辆启动时搜星时间过长， 导致定位信息不准确。 （5）系统维护不及时、维护成本高。多系统并存，且调度对车载系统依赖性不强，导 致车载信息系统无法得到及时的维护。 2.2企业运营调度 公交企业运营调度包括计划调度和实时调度两大方面。 目前上海的公交企业的计划调度通常设置在分公司层面，分为行车计划和人员排班两项 工作。行车计划编制人员要定期对公交线路进行驻站观测，了解公交客流特征。参考此数据， 依据个人经验，行车计划编制人员负责制定分季节、分工作日／休息日的、不同天气的行车 计划。行车计划通常以人工方式编制，形成的电子表格上传至营运公司进行审核。负责人员 排班的责任人，通过和驾驶员进行紧密沟通，按照国家规定的工时以及各个驾驶员的具体需 求和实际情况，合理安排驾驶员的工作。 在实时调度阶段，上海实施的多是一线一调的现场调度。现场调度员优先按照计划时刻 表进行发车。通过实时监视车辆位置，可以获知车辆运行动态，并根据实际情况采取适当的 调度措施。例如路堵导致车辆无法及时回程时，通过拉大发车间隔的方法，避免首末站发车 点出现大间隔。当大量客流滞站时，调空车进行客流疏散。目前一线一调的调度模式存在许 多缺点，不能适应公交未来发展的需求，具体表现在： （1）公交资源缺乏统一优化，运行效率有待提高。公交计划编制在分公司层面，只能 对分公司范围内的几条线路进行安排，主要是发车间隔的计划。对于线路走向的优化，线路 配车的优化都无法在分公司层面进行。而目前纯手工的计划时刻表编制方法，效率较低，不 支持公交资源的大范围全局优化。一线一调的调度模式的弊端，加上调度软件系统功能欠缺， 导致公交调度人员只能局限于本线路的车辆的调度管理，线路之间缺乏统一协调，运行效率 有待提高。 （2）对公交行业监管和信息服务的支撑不够。公交行业精细化监管不仅仅需要稳定可 靠的公交车辆位置信息的支撑，也需要公交调度指令信息的支撑。对于公交动态信息服务， 也是如此。目前的公交调度的数字化程度不够，调度指令没有规范化描述标准，对行业监管 和信息服务的支撑不够。 2.3行业监管 对公交企业运营成本、营收、服务的动态监管，是保证公交服务质量和促进行业健康发 展的基础。在以往的行业管理中，行业通过出台相关规章、规定、标准，对公交企业的运营 进行规范，起到了一定的积极作用。例如对线路经营权的考核管理，对公交企业的运营是一 种激励。对线路配车的审核、行车计划的审核和监管，保证企业完成运输任务。但是由于监 管数据还不够精细，导致很多业务还无法开展： （1）公交企业和行业没有一致的基础数据支撑，企业间信息交换、公交信息服务等业 2 务无法顺利开展。 （2）公交线网优化缺乏客流数据支撑。 （3）公交车辆位置信息数据质量欠缺，没有标准格式的行车计划、执行情况和调度信 息，导致无法进行严格的营运考核，公交成本规制和财政补贴无法和监管数据挂钩。 （4）从业人员和车辆的管理没有精确到单人、单车，只有证照发放和审核环节，没有 实现过程管理。 2.4公交信息服务 上海在公交信息服务方面开展了大量的局部试点，在统一化、调度支撑、长效建设维护 机制等方面存在不足： （1）发布形式多样，缺乏统一的规范指导。目前各个试点单位进行的公交信息发布， 都是根据项目中客户的要求进行的。存在发布形式不统一，发布内容理解不一致的问题。一 个城市存在多种不同的发布形式，不便于市民的使用，容易造成识别的困难和理解的偏差。 （2）调度信息支撑不够。目前上海所做的公交信息发布，普遍缺少调度信息的支撑。 当车辆实施特殊调度时（例如大站车、中途退出等），就会出现发布信息的错误，容易引起 市民投诉。 （3）项目可持续能力差。目前信息服务的试点，从资金渠道和责任主体方面看，都是 不可持续的。要在全市大范围为公众提供公交信息服务，还需要在责任主体和资金渠道上进 行落实。 （4）各地图提供商自行采集公交信息，增加社会成本。目前上海市缺少统一的公交线 路、站点信息库，各地图提供商为各网站提供的公交信息多是执行采集更新，增加了社会成 本。而且这样做也不能保证公交线路变更后的及时更新。 3 公交信息化的系统框架设计 3.1设计原则 （1）信息资源整合和共享。从信息服务角度，作为一个地面公交的乘客，他所需要公 交信息不仅仅是局限于地面公交的单一信息，还需要道路交通状况、轨道限流、紧急交通事 件等信息。上海地面公交由多家企业运营，但对乘客来讲，在获取信息服务的时候，不应该 感觉到企业和区域的界限。从企业管理角度，要做到优化调度，就不再是以往的车辆位置监 视，还需要基于道路交通状况、公交客流需求特征的发车计划优化编制和公交实时调度优化， 因此也需要综合信息的支撑。从行业管理角度，行业监管精细化不仅要获取车辆位置信息， 还需要对车辆运行过程和驾驶员驾驶行为的监管，需要掌握客流动态信息，以支撑公交线网 优化和公交规划。 （2）标准化引领信息化。不论对于企业还是行业，要保证监管和运营的协调，前提是 保证基础数据的统一。公交信息系统设计时应重视公交基础信息的实时统一，支持公交基础 信息动态实时更新。从企业运营调度上看，通过对车载信息系统统一要求，可避免多家供货 3[4][4] 商设备不兼容的问题，有利于产品的多家供应和集中采购，也有利于系统功能的整体性。从 信息服务的角度看，由于数据处理方法的不同，得到的公交发布信息内容也会有差异。为了 避免不同发布渠道信息矛盾的情况，公交实时信息应该采取统一处理的方法，生成标准化的、 权威的发布信息之后，再提供给实时信息发布的主体。 （3）充分利用社会资源。从行业监管的角度，从公交运营调度的角度，目前都已经有 了相当的基础。公交信息系统设计时要对原有基础进行充分利用，保证原有资产效益的最大 化发挥。从拓展公交信息服务新业务的角度看，目前许多信息服务提供商已经做到了静态的 交通信息服务。要充分利用这些市场上已经有的资源，用最少的投入来实现需要的功能。 3.2公交信息化系统框架 公交信息化系统框架的设计，应保持和交通港航信息化总体架构的协调一致。以交通港 航行业核心数据库为支撑，实现外部信息接入、精细化监管功能开发以及信息服务信息的生 成。系统框架由行业核心数据库、企业运营管理系统、行业监管和辅助决策系统、公共交通 信息平台和公交出行信息服务系统等组成 。 图1 上海公交信息化系统框架 4[3]。[3]。 （1）行业核心数据库。交通港航信息化顶层设计中包含一个行业数据中心的建设。行 业数据中心位于总体框架中的信息资源层，是在现有的综合数据库基础上构建的一个覆盖全 交通港航行业管理对象的数据中心。数据中心的行业核心数据库包括了公交相关人、车、站、 线等基础数据，通过与行业监管与辅助决策系统的连接实现数据的实时更新。行业核心数据 库作为行业对外信息的接口，公交企业信息、轨道、道路等信息在此汇聚。 （2）企业营运管理系统。企业营运管理系统包括运营调度、人事、机务、财务等信息。 它为行业的精细化监管和公交信息服务的实现提供数据支撑。同时公交企业还承担公交候车 亭、公交车内的公交信息发布的职责。 （3）行业监管和辅助决策系统。行业的精细化管理，例如服务水平监管、客流特征分 析、线网优化、节能减排分析等功能由该系统实现。通过和行业核心数据库、公交企业营运 管理系统紧密地数据共享交换，来支撑这些业务的开展。为了弥补目前公交监管数据不准确 的缺陷，行业管理部门还单独建设基于RFID的公交进出首末站监管，做到营运班次、里程 的准确采集。 （4）公共交通信息平台（交换与服务）。基于行业数据中心，上海市交通港航系统信息 化顶层设计规划了针对全交通港航行业的数据交换共享和数据综合服务两个平台，满足行业 内外数据交换与业务协同需求，实现行业数据的科学利用和权威发布，成为交通港航系统的 数据门户。地面公交信息化的信息交换和服务功能，属于这两个平台的一部分。依托于交通 港航行业的数据综合服务平台和数据交换共享两个平台，构建公共交通信息平台（交换与服 务），实现动态的数据接收、处理、交换，主要是支撑公交数据共享、信息服务功能的实现。 （5）公交出行信息服务。在发布信息的标准化基础之上，公交信息发布采取多渠道、 多样化的发布，尽量扩大信息的受众的规模，使得公交信息被更多的用户获得。目前智能手 机的普及程度越来越高，使用智能手机获得各种服务逐渐成为人的一种习惯，为基于智能手 机的公交信息服务提供了一条方便的渠道。目前多个大型网站已经提供了基于桌面网站和智 能手机客户端的城市地图服务，在静态信息服务方面已经十分成熟。未来公交动态信息提供 之后，这些网站能够迅速的实现动态信息的基于桌面网站和智能手机的发布服务。因此应该 充分利用社会资源，以最小的投入来实现公交信息服务功能 4 公交信息化的推进计划 目前上海公交信息化的建设存在着一些瓶颈，和国内其他城市相比在某些方面已经落 后。通过对信息化建设的推动，未来实现在信息化建设方面政府补贴和企业发展的良性互动 分工互补，在公交运行方面实现行业精细化监管和企业服务持续改进的协同发展，公交资源 得到最合理的配置、公交运行效率得到最大的提高、公交乘客得到高品质的服务、公交对居 民出行产生较大的吸引力。 在公交信息化的建设维护机制没有理顺和建立起来之前，政府行业管理部门要发挥推进 引导和示范拉动作用，开展示范工程建设，发挥以点带面的示范作用。政府开展先导性示范 工程建设，通过示范工程方式，验证一体化车载信息系统功能、性能，以及客流和CAN总线 5 数据采集、公交企业集群调度，公交信息预报发布服务等方面示范效果和试点效应。在示范 工程基础上，政府和企业协同推进，借助社会资源，全面实现公交信息化智能化，进而实现 公交信息服务的目标。 分阶段实施计划如下： （1）2013-2015年，首先要对已有信息化资源进行整合和提升，进行示范系统建设和 示范应用。配合智慧城市建设计划，开展一体化车载信息系统、公共交通信息平台、公交集 群调度、行业监管和辅助决策、公交信息服务示范工程的建设。在示范工程基础上，总结经 验和编制标准规范，由政府部门发布标准规范和管理规定，进行推广应用。一体化车载信息 系统、公交企业集群调度系统、基于公交候车亭电子站牌的信息发布由公交企业作为责任单 位和实施主体，企业负责在示范工程基础上按照政府部门的管理规定和实施意见推广应用。 在企业智能调度基础上，行业监管信息系统升级改造基本完成，实现全市公交基础信息的规 范一致，关键运营数据全面准确获得，全面支撑公交行业安全、服务和供应监管。中心城区 实现电子站牌、智能手机、网站等多种形式的实时公交信息服务。 （2）2016-2020年，车载一体化设备和公交客流采集技术全面支撑公交运行计划的编 制和智能集群调度，基于CAN总线数据分析的驾驶行为考核逐步推广应用。公交企业以推进 时刻表化运行为重点，逐步形成基于时刻表的计划编制、运行考核和信息发布运行模式。上 海公共交通信息平台由政府继续扩展和维护，公共交通信息平台性能、功能进一步拓展，全 面支撑公交行业成本规制和财政补贴的决策分析。在公交信息服务方面，站点发车时刻表和 实时到站信息服务相结合，多方式换乘信息和出行全过程的旅行时间服务得到普及。 5 对策和建议 5.1加快推进车载信息系统建设，提升公交信息化装备水平 按照统一的规范标准采购车载信息系统，形成车载信息系统政府采购目录，在车辆购车 环节实现车载信息系统的前装。增强车载信息系统的功能集成，实现基于交通卡POS机的实 时客流采集、基于CAN总线的里程、油耗和安全运营数据的采集；实现车辆自动报站器的功 能集成；采用车载调度终端和DVR互联或者车载调度终端兼有DVR功能的方式，实现车载视 频的集成应用。 5.2着力转变企业营运调度管理模式，推进传统调度向智能化集群调度转变 改变单一的一线一调的调度模式，探索灵活配置的集中和分散有机结合的集群调度模 式。完善企业内部管理制度，加强新的调度管理模式下的培训和宣传工作。调度模式转变后 牵涉人员岗位调整的，应落实好人员的培训上岗工作。完善企业调度系统，实现调度信息的 数字化和标准化，支撑调度信息的共享交换。通过试点、示范和推广，稳步推进营运公司集 中调度、分公司集中调度、枢纽站区域集中调度等多种形式的相对集中调度模式，实现一人 多线调度、跨线运营调度等灵活多样的实时调度功能， 5.3加强过程化、精细化监管，提升行业监管水平 6 研究公交行业成本规制，健全城市公共交通发展绩效评价制度，对公共交通企业服务质 量和运营效率进行定期评价，让公交企业运营绩效、企业成本和政府补贴挂钩。加强人员、 车辆、线路的精细化管理水平，由原来的定时审批、审核转变为过程化管理。增强行业优化 配置车辆、优化公交线网布设的能力，提高整个公交行业的公交资源优化配置能力。 5.4配合行业数据中心和公共交通信息平台的建设，促进行业信息资源整合 加快地面公交基础信息库的建设，为行业数据中心建设建立基础。完善公交监管平台， 做好公交企业和行业监管平台的数据对接，提高行业监管数据质量，支撑行业应用。加强企