多森软件基于车联网的公交管理方案

多森软件基于车联网的公交管理方案1.方案综述为解决公交企业目前所面临的问题，笔者经过数年时间深化国内不同地区的公交公司基层进行市场调研，总结出一套适合我国国情的智能公交调度系统。本方案以“运力配备最少、车辆运行距离最短、驾驶员作业时间最少”三大问题入手，结合GPS、GIS、GPRS技术,实现了车辆的智能化调度，为公交企业在行车安排的制定、线路的调整及规划等方面的决策供应基础数据，从根本上解决了对司机的“三正点”、“超载”、“超速”、“丢站”、“越站”现象的考核。在解决公交企业合理运营问题的同时提高了企业的服务质量，便利了市民的出行。本方案通过对在线车辆的实时监控和调度，保证了车辆运行安排的有效实施。通过车辆运营信息的刚好反馈，保证了线路的畅通，并确保了车辆的合理运行、公交运力与客运资源的最优配置。本方案削减了乘客的等车时间，简化了调度员的调度流程，便利了司机与调度中心的联系，提高了乘车的舒适性及行车的平安性，也充分体现了调度人员的劳动价值、工作效率和工作质量。本方案实现了对各时间段、各站点的客流分布状况的采集、传输与分析，为领导的协助决策供应了必要的数据，并提高了公交企业运营的平安智能化，实现了司机、车、设备管理的智能化。支持多媒体广告信息的发布，公交公司既可以通过广告支持运用智能调度系统所产生的费用，又可以利用多媒体广告设备进行电脑语音自动报站、发布信息，起到一箭双雕的目的。本方案可以提高公交车辆的载客率，大大降低车辆空驶率、燃油消耗及设备的损耗，通过提高管理水平降低了企业的生产成本，间接地提高了企业的经营效益。有效地避开了交通堵塞，削减车辆对道路的无效占有和汽车废气的排放，进而改善整个城市道路的交通状况和空气质量，增加客运收入，为乘客出行供应便利，因此有具有肯定的社会效益。2.系统组成我们把系统主要分为三个部分：硬件设备、应用软件系统、传输网络。硬件设备分为：智能车联网终端、客流量统计仪、电子站牌及车厢走字屏。智能车联网终端可实现自动语音报站、将位置信息，客流信息，运营数据等进行采集，并通过无线网络与信息中心进行交互。客流统计仪可以实时采集车辆载客数，上下车人数，并对客流数据进行分析、处理，并上传至车联网终端，由车联网终端发送到信息中心进行处理。通过站台电子显示牌，可实时显示公交车辆离到站状况，乘客可以选择自己应当乘坐那辆公交车，离自己最近的该路公交车预料多长时间等信息。同时可以显示天气状况、噪音分贝，便利了乘客的出行。车厢走字屏主要用来提示乘客当前所在站及下一站的站名，可以提示乘客乘车平安及换乘信息，可以通过走字屏发布城市应急信息，发布企业广告。应用软件系统将成为整个调度系统的重点，为企业实现调度自动化、运营排班智能化、运营平安智能化、运营安排制定智能化、行车安排制定智能化、公交运营秩序管理智能化、车辆“三正点”考核智能化、无纸化办公、企业决策、企业运营优化等多个方面供应干脆性的支持。应用软件由GIS系统、WebGIS系统、线图调度系统、通信服务系统、应用服务系统及数据库组成。传输网络利用中国移动公司现有的无线通信网络，采纳GPRS的方式实现。3.解决方案3.1软件功能3.1.1应用软件功能公交智能调度系统的核心处理模块，由智能业务接入平台、智能业务管理平台、应用服务系统与接口适配层组成。3.1.2运营管理子系统从概念上讲，运营管理指对企业的运行与经营的管理，在公交企业中主要指客流、调度、行车安排、票务、运行的管理。针对公交公司的业务需求，在本方案中运营管理子系统主要包括基础数据管理、报表打印、电子路单自动生成、领导决策分析、司机的三正点考核等功能。基础数据管理数据管理包括系统维护、数据查询、其他维护等模块。本系统主要完成基本数据的管理。供应车辆、驾驶员、车台管理，起始站点信息管理、线路信息管理、运营时辰表管理、高峰时刻管理。基础信息的管理为智能部门供应基础数据，同时为领导决策供应一手数据。生成电子路单在本系统中如何自动生成电子路单并考核“三正点”呢？有以下三种方案：方案一，利用车联网终端来实现：工作流程：利用车联网终端来实现，由于多森软件公司智能车联网终端具有自动判站功能，所以车辆的出场、出车、到站状况可通过车联网终端上传站名、到站时间到调度中心，由调度中心自动进行推断，依据推断的结果得出正点状况并生成电子路单。具体实现方法如下：对于是否到站、进场或出场，车联网终端中记忆了全部站点的位置数据，当车辆的位置在车联网终端指定的站点范围之内时则认为车辆到站。具体表现为：当车辆正在运行时，车联网终端自动采集车辆的位置数据，实时的和车联网终端中内置站点的位置信息进行对比，依据比较结果，实现自动报站。同时车联网终端把相应的车辆到站状况上报给调度中心，调度中心记录车辆到站状况，实现司机三正点的考核，自动生成电子路单。方案特点：成本低，不受其他设备的限制，在收车的时候有可能出现误差。方案二，IC卡与车台的结合：工作流程：如下图，由于一般的公交车已经具备IC卡系统，每个司机都有自己的工卡。当司机进出场时可以在刷卡机上刷卡报告，车台和IC卡系统通过RS485或者CAN总线连接，干脆可以读到司机的出场和进场时间，再由车联网终端发送到调度中心，对于到站状况和方案一的推断类似，从而可以实现电子路单及三正点的考核。方案特点：数据精确、须要IC卡系统供应接口；方案三，运用RFID技术来实现：技术原理：RFID(无线电识别)技术是一种利用无线电频率传输和读取一组特别的无线电信号来识别物体的技术，在停车场应用中，识别的物体就是汽车。而利用RFID这一技术，一个RFID接收天线被安装在闸门机数米远的地方，此天线可以覆盖1.5-2M的车道宽度。司机只需将一枚RFID盘放在车内或安放汽车底盘，当车开过停车场出入口天线前方时，数据就可以被自动读取，司机跟本不用将车停下，更无需开车窗。工作流程：如下图，在每个起点站、终点站及车场上安装RFID装置，当车辆进站或离开站点时，通过各站点的RFID数据采集系统对进出站的车辆进行采集，并依据肯定规则发送到场站调度系统，场站调度系统通过数据传输网络将信息送至调度中心，由调度中心对信息进行分析处理后存放到数据库服务器，实现电子路单及三正点的考核。方案特点：成本高，数据精确、工程实施较大；考虑到成本缘由，建议采纳方案一或方案二来实现。运营数据管理依据上图所生成的电子路单，系统可以自动计算出司机的正常作业时间及实际的营运里程，为运营管理人员对司机的考勤、工资、奖金发放等供应了基础。可完成线路营运数据的统计查询、司机营运数据的统计查询、各线路的发车/到站状况查询、车队营运数据的统计查询等。广告发布功能调度员或运营管理人员可以自行编辑更改显示内容，用以发布广告。广告除接收交通集团供应的车载电视节目外还可以在电视底部以字幕的方式发布各类文明服务用语或商业广告用语，广告用语可以分段显示。当车辆在行驶过程中，车联网终端还可以实时地向乘客通播当前站名和下一站站名。领导决策支持领导决策支持系统通过Web的方式，可以查阅自身公司安排、车场安排、线路安排、班次安排。依据时间划分为年安排和月安排，按类型划分为公里安排和收入安排。可以对每个子系统中都有对基础数据进行统计分析功能，如：在车辆动态监控子系统中有重要的客流分析统计、可以实时分析统计一段时间的各个站点或各个时间段的客流走向、客流数量，该统计分析数据为调度动态的指挥和调整车辆运行供应直观的实时的决策依据，具体的统计有：运营公里统计、运营收入统计、车辆下线统计、车辆状况统计、日小时配车统计、人事考勤统计、平安事故统计、业务检查统计、车辆修理统计、燃油消耗统计等。同时系统还可以供应到每个单车、单人在各个时期（可以用户自定义）的运营收入、运营公里等数据进行汇总排序，供应基础数据部分给人力资源的合理奖惩，作为评定驾驶员和乘务员的工资、奖金的重要参考。并且，系统把分析结果通过报表和图表（直方图、折线图、饼图、3D图等）的方式表现出来，其形式精确直观，运营趋势明显，为领导决策层供应了精确的第一手数据，帮助领导精确驾驭车场、公司的生产、消耗状况，协助决策层制定出正确的、合理的下一步工作安排、发展目标。l客流量数据统计分析对采集到网辐式客流统计仪的数据统计分析每条路途和站点的上下客和运营收入等分析。l运营线路统计分析对各分公司的运营线路的工作量和车辆运用时间、运营平安和修理的状况形成状态分析数据和量化指标。l车辆状态统计分析为车辆建立基本档案，包括：车辆行驶里程、间隔里程小计、单车保养安排表、各级保养登记表、联网抢修登记表、临修登记表、材料出库、保修抢修内容表、保修抢修时间材料及工时统计表等。l修理数据统计分析形成车辆的单车保养安排表、各级保养登记表、联网抢修登记表、临修登记表等。l单车辆成本分析单车辆运营收入费用、修理和保养费用进行统计分析，具体到每辆车的成本统计分析报表。l材料消耗统计分析由材料管理子系统实时的输出有关数据形成包括：材料、燃料和油耗等统计分析报表。l管理成本分析由十一个子系统产生的数据，形成包括：各公司燃料/材料成本的统计分析、公司员工工资成本统计分析和公司税费成本的统计分析报表。l人事分析对司机人事成本的进行统计分析，主要从运营线路的成本效益结合来做统计分析报表，其目的合理配置和规划人员。l资金管理和决策依据各子系统现金流和运用费用状况，依据不同的时间要求做统计分析，其目的削减资金积压、削减存货和合理配备资金。报表打印功能系统采纳自定义报表技术，可以为公交公司量身定做客户运营分析所需的各类报表，例如：区域收益报表、营运收入报表、各部门和实体性质的统计报表等。中心系统集聚了大量的信息，并为之供应了多样化的智能信息查询服务。3.1.3调度管理子系统GIS调度GIS调度包括：GPS位置信息实时呈现模块和GIS数据统计分析模块、WebGIS模块，GIS调度子系统指调度中心从宏观上对运行的车辆进行指挥、调度、监控，并对车辆的历史运行轨迹进行回放。GIS调度系统不适合公交企业对车辆的实时调度，而是从常规的角度分析调度与车辆运行中所出现的问题，并对运行调度策略进行订正与完善。位置信息实时呈现模块的主要功能如下：l车辆的调度功能1）车辆定位信息实时显示；2）车辆历史轨迹回放；3）报警居中显示；4）显示路途信息；5）下发车辆调度派发信息；6）下发车辆限制吩咐；l地图显示功能1.地图的加载；2.地图的放大操作、地图的缩小操作、地图的平移操作、地图的全屏显示操作；3.距离测量、面积测量；4.按比例显示图层功能；5.模糊查询功能、点选查询功能、框选查询功能、最近点地理查询功能；6.地名的定位；7.地名信息阅读；8.地名索引；9.地物空间编辑；10.中心显示；11.通过某点地理信息得到该点的位置信息；12.地图的刷新功能；13.鹰眼图功能；l其他操作本系统除地图显示操作、车辆监控操作外还供应区域定位操作，便利用户快速查找目标。lGIS数据分析统计模块webGIS主要用于远程对车辆的运行进行指挥、调度与监控。WEBGIS模块的主要功能如下：车辆的调度功能²车辆定位信息显示；²车辆历史轨迹回放；²显示路途信息；²下发车辆调度派发信息；地图显示功能²地图的加载；²地图的放大操作；²地图的缩小操作；²地图的平移操作；²地图的全屏显示操作；线图调度通过线图调度系统，调度员可在线调度车辆，通过在车辆上配置的智能车联网终端设备实时采集运营车辆、机动车辆、抢修车辆的运行方向、速度、客流、位置等数据。数据通过无线专网实时将采集数据传送到调度中心，调度人员可以通过车场计算机终端的动态监控系统随时查看驾驭运营车辆的车况、路况、运行位置、速度、方向、客流量等信息。调度人员依据驾驭的信息对在线的车辆进行刚好的下发加车、减车、上线、下线、调整车距间隔等调度指令。调度指令可以通过调度短信发放功能和语音传输功能两种方式传输给驾驶员。调度人员可以利用线图调度对运营车辆和抢修车辆进行实时优化调度，增加对运营状况的指挥与应变实力。本系统将传统的多级调度系统变更为两级调度，即总调和区域调度，区域调度是系统中真正的调度实体，每个区域调度可以管辖多条线路的公交车辆。采纳线图调度系统，每个调度员能够便利直观地视察到各个车辆实际运行位置并了解其状态，为调度供应依据。通过车联网设备，调度人员可以清楚地知道车辆在运行过程所遇到的任何问题。对于车辆事故、车辆故障、车辆调出、线路出现大间隔、客流突然增加或削减、线路严峻堵塞、重大活动影响运营、线路施工影响车辆行驶及紧急状况司机都可以实时上报，为调度员的调度供应了最干脆的信息。3.1.4通信管理子系统通信管理子系统主要负责数据的转发和数据格式转换。车联网终端和调度系统之间传输的数据、调度系统与其他系统之间传输的数据都通过通信系统。通信系统由一个通信限制计算机和通信软件组成，通信软件通过中国移动供应的数据线进行信息的交换。当车载台发向调度系统的GPS数据包到达通信网关后，通信限制计算机接收相应的数据包，经解析后，转发给相应的各个终端，在各个终端上显示车辆的运行位置和状态。当调度系统向车载台发送限制数据时，通信网关对限制数据进行格式的转换后，以数据包的形式发送给车载台。3.1.5协助管理子系统权限管理系统通过操作员级别机制、部门权限机制、区域权限机制实现操作员权限管理。l操作员级别机制系统将操作员分为四种级别：超级管理员、系统管理员、部门管理员、一般操作员。不同级别的操作员具有不同的操作权限及数据权限。l部门权限机制将系统中全部任务的操作权限分类，包装成为多个角色，安排给不同的部门。不同的部门可以设置不同的权限，从而部门之间具有了明确的任务分工。在部门内部，部门管理员将该部门的权限安排给一般操作员或者子部门。操作权限在部门内部有了进一步的分解。一般操作员权限只能是部门权限的子集，子部门的权限也仅局限在其父部门获得的权限范围内。l区域权限机制对于某些关键数据，操作员仅能操作指定区域范围内数据，不能越权操作其他区域数据，从而确保数据平安性。系统管理专业的系统维护工具，供应了网络节点管理、服务器监测、数据备份与复原功能。l网络节点管理用于维护IDIMS系统同网络设备的连接。通过网络节点管理配置网络设备信息，建立或者断开系统同网络设备的连接。l服务器监测系统能够实时监控核心处理模块所在服务器CPU占用率、内存状态、文件系统空间、数据空间，确保整个系统运行正常。l数据备份与复原备份与复原系统数据库及系统配置文件。其中，数据库备份在磁带设备上，系统配置文件备份在主机上。当系统发生故障时，可运用备份的数据复原系统，使其可以完成基本的功能，并在此基础上进一步完成其他操作。应急处理为了保证各分公司正常运营，系统供应了应急运营系统。当各部门应用终端与IDIMS服务器的网络出现中断时，可以启用应急运营系统接着进行工作，极大的提高了用户终端的运营平安。该系统处理过程如下：l网络正常时，按区域将运营数据下载到各分公司应急运营系统。l网络中断时，启用各分公司应急运营系统处理业务数据。l网络复原后，应急运营系统自动将数据、操作日志上载到IDIMS系统。3.2车联网终端功能车联网终端分为：智能车联网终端和网辐式客流统计仪，见图5.3-1。智能车联网终端各子系统软件支持在线升级，具体功能如下：3.2.1智能车联网终端跟踪定位功能定位功能将实时采集车辆的位置信息，包括：当前位置的格林尼治时间、定位状态、纬度、南北半球、经度、东西半球、地面上的速度、方位角、时间、采集时间间隔最小为1秒。考虑到车辆在林立的城市街道中行驶，不能保证每时每刻都能收到GPS卫星的信号，即接收机有可能由于卫星被遮挡无法输出定位信息。我们采纳陀螺仪（角速度传感器）供应的信息进行航位推算，保证定位信息输出的连续性。数据采集功能主要包括：车辆开车时间（出厂时间），车辆停车时间（入厂时间）、智能车联网终端的状态、车辆速度，车辆报警信息等。增值业务功能在车载多媒体上显示：文字广告、天气预报、到站信息、温馨提示和通知发布等信息。无线传输功能无线传输功能，是硬件设备与软件中心的桥梁，利用公网（GPRS/CDMA网络，或其他无线的传输方式）进行数字信息的传输，包括车辆的位置信息，车辆的运营数据，车辆的状态信息，传输系统将会分为实时传输（位置信息等）、定时传输（出入场时间等）、统计数据传输（客流信息）几个方面。在IP层网络系统的基础上，通过TCP/UDP传输协议，建立适合公交系统的应用层协议，并将各类设备的各种数据传输至软件中心、或其他设备。智能分析功能主要实现：中途正点推断、到站推断、超速推断、偏移线路推断、偏离区域推断、到达特定地点推断、客流拥挤程度推断等有利公交运营调度改进的智能判别系统，并为其他系统供应基础性数据支持。依据智能分析功能生成的基础性数据，将数据的结果发送到多媒体电视，以人性化的方式播报出来，对语音信息的加载支持动态更新。远程维护功能车联网终端支持指挥中心远程修改工作参数，而且能够支持远程修改中心IP地址和端口号，同时支持通过GPRS修改其它工作参数。车联网终端支持远程软件升级。状态信息上报在车载设备上，有肯定的消息按钮用以供应车辆的状态信息，当车辆处于某状态时，驾驶员可按下相应的按钮，将此信息传输到调度中心，调度中心收到短信息后发送应答提示。短信息包含乘客滞留、服务纠纷、车辆故障、事故、报警、道路堵塞、通话恳求等。设备构成由GPS模块、GSM模块、CPU、限制单元、麦克风、扬声器、串口限制模块、电源模块、手柄及天线组成。置于车辆的隐藏位置，接收车辆的GPS定位信息，分析车辆的状态数据，响应司机的报警限制，并刚好精确的将这些信息发送至监控中心。3.2.2客流统计设备客流检测始终以来是公交企业急待解决的难题之一，它可以作为企业运营成本，企业收入成本的重要的依据，公交行业的应用中，最干脆经济收入来源就是客流，如何能更好的进行客流的统计，将对运营调度、线路规划、企业决策等各个方面产生干脆的影响。主要功能l上车人总数的统计及储存；l下车人总数的统计及储存；l车载人数的实时统计；l每日车载人员状况的无线上传。产品特点²采纳主动式红外线技术进行检测；²具有方向性，能推断乘客的方向；²能解除非相关物体的干扰，如行李，雨伞；²自动计数乘客数目；²精确率达到95%；²乘客通过车门的速度与系统无关性；²静止乘客与系统的无关性；²能有效区分连续、挨近的乘客；²不受灯光与温度变更的影响；²安装的简洁性；统计指标²乘客上下车的时间：年月日时分秒；²乘客上下车的数量：人/次；²乘客上下车的位置：某条线路的某个站点；统计模型建立在公交信息数据库中建立公交线路表、公交车辆表、公交线路站点表、公交线路分站票价表、公交营运司机表、营运班次表(注：线路的营运方向是双向的，例如1路车是从火车站到西站是不同方向的线路，所以要区分)。由客流统计仪上报数据给车联网终端，车联网终端通过无线通信网络上传数据到信息中心。假设1路车单趟全程票价为1元。举例：1.在始发站客流统计仪上报，上车5个人(车上有5人)；2.在站点2客流统计仪上报，下车3个人，同时上车6个人(车上有8人)；3.在站点4客流统计仪上报，下车1个人，同时上车7个人(车上有14人)；4.在站点5客流统计仪上报，下车4个人(车上有10人)；5.在站点6客流统计仪上报，上车2个人(车上有12人)；6.在站点7客流统计仪上报，下车8个人（(车上有4人)）；7.在站点8（终点站）客流统计仪上报，下车4人（全部乘客）；依据上下车的人数可以算出单趟营业收入为20元；3.3电子站牌功能电子站牌是树立在公交各个线路部分站点上的提示系统，系统将滚动显示，将到达此站的每个车辆的信息，为市民等车，乘车带来便利。3.3.1主要作用公交信息显示电子站牌随时与调度中心保持联系，由调度中心随时发布最新的公交信息，包括最近班车信息，前方路况信息等，便利站台上的乘客了解状况；公益信息显示调度中心可向电子站牌发送公益信息，向市民宣扬政策信息等；广告信息显示调度中心也可向电子站牌发送广告信息，取得肯定的广告收益；3.3.2设备构成电子站牌主要由微限制器、显示单元、无线通信模块、电源、外壳构成。通过GPRS的通讯方式，从信息中心获得有关数据传递到电子站牌显示，且与车联网终端