城市出行服务综合信息服务系统项目建设方案

城市出行服务综合信息服务系统项目建设方案北京世纪高通科技有限公司2017年11月内容提要总体需求公交数据应用-城市规划公交数据应用-公交公司管理公交数据应用-服务大众前言

在城市道路交通拥堵日益严重，道路供需矛盾日益尖锐的今天，城市公共交通系统的优先发展是大城市交通的基本原则。城市公共交通系统服务满意度是直接决定优先发展城市公共交通基本原则。服务满意度是指客户对服务的期望值与客户体验的匹配程度。多项研究报告研究表明，城市居民对公交系统的服务满意度与公交系统的服务质量呈现正向相关性联系。影响城市公交服务质量的重要因素依次是公交路线的换乘便利情况、公交车况、公交卫生状况和公交运行安全性。有效提升上述乘客关注内容的工作质量，便可在一定程度上提高公交服务满意度，充分发挥城市公共交通系统在缓解交通供需矛盾当中所起到的作用。

本项目旨在通过多种交通方式建立一个综合信息服务系统，以使出行者能够在出行之前根据所提供的道路交通信息和路线引导信息选择最适宜的出行时间、出行方式或出行路线,为出行者提供一个公共交通综合信息服务平台，促进城市综合交通运输系统的发展。总体需求建立城市的综合出行服务系统平台：1、实现公共交通的资源整合、信息统一、便捷推送；2、提升城市交通系统运行效率，缓解拥堵，节能减排；3、进一步完善多元化、高度协调且资源整合的现代化综合交通体系信息资源共享公交系统出租车系统轨道交通系统公共自行车系统…通过网站或APP查询到目的地的换乘方案公交出行方案查询数据服务中心对出行方案进行评价，并实现方案的自动化验证，继而实现出行方案的动态优化出行方案评价和迭代优化实时信息服务、提醒换乘出行前出行后获取实时公交信息，实现换乘站点的自动化提醒出行中循环迭代项目定位出行信息服务系统建设内容提要总体需求公交数据应用-城市规划公交数据应用-公交公司管理公交数据应用-服务大众线网设计城市公交线网规划调优：现行多数城市公交的线网设计是在传统线路的基础上，按照科研机构提供的公交线网方案进行优化布设，之后随着城市规模及道路的不断扩建，按照方案所提供的模型进行新开线路的设计。利用大量的公交运营数据进行支撑和大数据分析，可得出线网优化方案及模型，更能贴合城市居民的出行实际，同时提高营运效率，降低营运成本，提升线网的可达性、转乘的便利性及候车时间的合理性等影响服务满意度的指标。城市公交运营数据数据分析城市公交线网规划调优城市道路拥堵瓶颈分析制定交通管制城市道路调优城市道路拥堵瓶颈分析：公交运营数据分析可得出城市道路拥堵路段，拥堵时间，拥堵周期（如101路在A站到B站之间在整天运营时间段内，耗时都超过公交站点间正常耗时，则可找到拥堵原因并解决问题）。制定交通管制：通过公交数据可得出城市道路拥堵路段和时间段，交警部门可针对拥堵路段制定相对有效的交通管制措施，以减轻拥堵，提高城市交通效率。城市道路调优：道路网络的优化是建立可持续发展交通运输系统的重要环节，利用公交数据可快速、准确地定位拥堵路段，城市道路规划部门可以此为据，制定城市网络优化的思路、模型和方法，从而提高城市道路网络的交通效率。线网设计城市公交线网规划调优实例说明：881路(众泾社区-虎丘湿地公园)途径”纪元路采莲路东”站点，根据每天公交出行数据统计，发现附近乘坐公交人数多。公交网线可调整如左图所示（红色路径），新增一站点，将附近小区乘客集中上车地点分散，不仅方便附近居民出行，同时也提高了乘客的满意度。线网设计城市公交线网规划调优实例说明：522路(国际教育园南区首末站-官渎里立交换乘枢纽站)大量的552路公交运营数据分析可得出，在盘胥路上每天上班和下班时间点，这段路程非常拥堵（路况为红色），通过拥堵分析，发现附近胥江小学上学和放学为主要拥堵原因。因此相关部门通过交通管制（如在此时间段可让校车、公交车等通行，禁止小中型货车通行），也可通过加宽道路或者架设天桥等方式，缓解该地段的拥堵状况。客流调查公交发车间隔调优：客流调查是指有目的、有针对性地对客流方向、时间、地点等信息进行分析。通过对公交刷卡数据的收集和分析，来开展客流调查，以掌握客流变化规律，预测客流变化，用于调优发车间隔时间。公交发车间隔时间调优城市商业网点分布生活设施需求分布城市交通枢纽中心设置城市商业网点、生活设施需求分布：城市商业网点是商贸流通的基础设施，也是体现城市繁荣的主要窗口。公交数据可分析出某一地段人群的聚居程度，在人群密度高的地段设置商业网点和居民生活设施，可提高商业的最大效益，同时为大众带来生活便利。城市交通枢纽中心设置：交通枢纽是沟通市内各功能分区之间联系的必要设施。因此，应该设置在客流量集散地大的地点，以保证乘客以最大的便捷、快速、舒适、安全的方式进行换乘。客流调查公交刷卡数据分析：

大量的刷卡数据分析可得出某一区域的人口聚居程度，每天人员流动性影响。如左图所示，可得出该区域的人口热力图，进而确定该城市的人口流动密集区域。

相关部门可以增设生活设施，如银行、购物中心，公交换乘枢纽等等。内容提要总体需求公交数据应用-城市规划公交数据应用-公交公司管理公交数据应用-服务大众营运调度

公交行车时间控制：营运调度是组织、指挥和协调公交营运生产的一种管理行为，是公交营运的核心环节。通过客流数据、站点数据、车辆实时数据等信息的收集分析，合理控制车辆营运时间、乘客候车时长、车辆满载率等影响乘客满意度的数据，以最优化合理的投入，最大满足客流需求，提升服务满意度。公交行车时间控制实时公交查询公交站点调整

公交实时查询：公交作为一种普遍交通工具对大众来说十分的重要，尤其是公交到站的时间。利用实时公交数据可以定位车辆的实时位置，并精确计算到站时间，乘客则可以节约大量的候车时间。

公交站点调整：尽管公交停靠站占据空间不大，但是公交站点的设置直接影响到整个城市的交通运行系统，如果设置缺少一定的科学性，将导致城市的整体交通运行能力明显下降。通过公交数据分析，可在人群聚居集中地段设置合适的公交站点，可提高其运输能力、方便大众出行乘坐公交。营运调度实例说明：852路(望亭首末站-东渚龙景花园)日常中，852路公交发车间隔为20分钟，但随着附近人口增多，乘坐公交的出行者人数增多。公交公司可以通过缩短发车间隔时间（如15分钟）提高运输效率和乘客满意度。另外用户也可以通过实时运营数据，查询实时公交到站信息（如左图所示，用户可以用手机APP查询852路公交距离康阳路西塘河桥站点的时间），以减少候车时间。lineID：852路公交的路线IDstopID：该车经过站点的idtravletime：站点间的行驶时间根据实时公交的回传数据，可以精确的查询公交到站时间和发车间隔时间。内容提要总体需求公交数据应用-城市规划公交数据应用-公交公司管理公交数据应用-服务大众出行服务出行前：通过接收用户指定的起点、终点以及出发时间等信息，系统提供基于时间、路程、换乘、费用、舒适性、便捷性等多要素的公共交通出行解决方案出行中：发送实时公交信息，提供基于用户预先设定的换乘站点公交线路提醒服务，让用户实时把握公交信息，方便用户对换乘时间的掌握出行后：基于出行前的规划方案以及当天交通的实际运行情况，通过与预测方案的对比分析，从而验证出行方案的合理性，进一步引导公众通过信息系统合理安排出行日常生活：通过长期积累用户的出行需求数据，形成丰富的出行数据库，并对出行历史数据进行分析，为交通监管部门提供数据支撑，并可将封路，交通管制等信息推送给会员用户。公交规划方案实例说明

通过接收用户指定的起点、终点、等信息，系统规划的出行方案如左图所示：系统会规划出多条出行方案供用户选择，每一条方案中有预估的出行时间以及出行详情。除此之外还有多种用户选择出行模式：少时间、少换乘、坐地铁、少步行。pattern库实例说明

在出行方案中的预估出行时间，是基于pattern库计算得出。

pattern库中以一周7天为划分区间，每天以10分钟为粒度，所以pattern字段有144个数值，分别代表每隔十分钟该路线站点间的行驶时间。

patten库更新则以2个月的数据为一个粒度，由于两个月共8周，（以W1星期一为例）则意味着有8个W1的数据，再乘以不同的加权值求平均值，更新patten库对应的W1数据。字段名称字段解释tag星期标记lineID路线idstopID站点间的idpattern24小时的站点间行驶时间（以10分钟为粒度，共144个时间信息）内容提要总体需求系统设计数据设计网络及硬件设计总体架构代号系统名称功能用途用户PPE公交出行规划引擎负责公交换乘查询的计算处理01PDA公交大数据分析负责出行pattern分析和出行方案对比分析，为公交换乘引擎提供算法优化输入01RPE驾车规划引擎负责驾车规划查询的计算处理01IME多模换乘引擎负责多模换乘的计算处理01TXI打车指数负责提供指定区域的打车热度分布信息01API平台服务接口平台对外服务的api，面向出行app提供服务01OMS后台管理系统负责平台后台的用户和业务管理02系统划分支持利用公交运营数据、实时公交GPS数据对公交出行时间进行分析和预测支持利用用户评价数据对出行时间、出行方案进行优化支持对公交出行方案进行动态排序（4个指标）支持起终点到公交站点的步行规划支持指定出发/到达时刻的方案规划公交出行方案规划系统公交换乘引擎公交实时GPS换乘结果排序数据服务静态公交数据动态公交数据公交引擎数据编译公交运营数据公交历史数据Pattern库选点匹配换乘计算公交换乘服务公交查询服务Pattern数据查询公交换乘规划用PSF规划结果做成数据管理层数据处理管理层公交大数据分析引擎功能层接口层评价数据查询步行引擎选点匹配步行规划规划结果做成步行导航数据步行规划用PSF步行引擎数据编译第三方系统向系统平台传入起止点或出发/到达时间，系统平台返回公交出行方案。数据规范详见“公交出行查询”业务接口第三方应用根据用户定制的中途提醒功能，及时获取用户的位置和下一站点，将站点和目的地位置及当前的出行方案，发送到平台的中途提醒接口平台将重新计算用户当前站点或目的地位置的出行方案，并与之前的方案进行比对，如发生变化，则下发新的方案，第三方应用提醒用户进行变更，或无变化，则返回无变化消息，第三方应用不做任何处理出行方案中途提醒公交方案pattern中途提醒对比服务公交换乘基础数据数据管理层数据逻辑层接口层公交换乘引擎公交站点选点匹配出行方案合成公交换乘计算结果排序公交换乘计算应用层中途提醒订阅中途提醒请求数据规范详见“途中提醒”业务接口支持对历史出行方案的存储支持根据系统历史上规划的出行方案，与实际运营数据进行自动对比，包括站点间的行驶时间和站点舒适度，从而得出系统规划方案的准确率输出结果可作为优化规划方案的输入，提升公共交通出行方案规划系统的结果准确性能够对站点间行驶时间和站点舒适度的异常情况进行分析统计，为公共交通规划和决策提供条件支持出行方案对比验证系统公共交通出行方案规划系统运营数据对比结果查询服务出行方案数据管理层数据逻辑层接口层出行方案对比系统公交线路方案对比轨道交通线路方案对比对比结果做成规划算法优化基本流程Pattern增量程序根据输入的历史数据、实时数据等，进行数据的清洗、聚类、决策更新到Pattern库数据更新后由推送接口推送到公交规划引擎的数据缓存中公交规划程序在进行计算路线时，从缓存中读取最新的Pattern数据优化路线算法优化逻辑规划算法优化轨迹数据历史运营数据实时数据……Pattern增量程序轨迹数据清洗Pattern增量增量数据聚类决策树增量训练HBASE存储Pattern库公交站点聚类表增量数据推送接口Pattern数据发送公交规划引擎RedisPattern数据缓存公交规划程序出行方案对比系统公共交通出行方案规划系统验证结果站点间行驶时间分析站点等候时间分析换乘时间分析特殊原因分析（天气、事件，etc.)调整pattern库、cost计算参数、ete.规划算法优化（续）公交运营数据分析实际出行方案和规划出行方案偏差在-20%-20%之间，认为是出行方案规划较为准确。在出行方案校验时将偏差百分比大于20%或者小于-20%的出行方案记录在数据库recordErrorTravel表中，程序定期（每个月）将自动对pattern表进行调优更新到站时间预测计算利用规划时间计算星期和pattern时间中的时间下标，利用lineID和站点ID则可以查出站点之间行驶时间，累计则为车辆的行驶时间。主要包括：站点间行驶时间分析、站点候车/换乘时间分析驾车规划引擎静态驾车数据动态交通数据驾车引擎数据编译选点匹配Dijkstra探索驾车规划查询服务驾车规划用PSF规划结果做成数据管理层数据处理管理层引擎功能层接口层引导信息做成支持利用实时交通信息为车辆规划出到达目标点的最优路径最优可以是路程上的最短、时间上的最快、经济上的最省支持封闭区域、封闭路段功能支持多经由地规划功能驾车规划引擎第三方系统向系统平台传入起终点经纬度和驾车策略，系统平台返回两点间的最优行驶路径。数据规范详见“驾车规划”业务接口公共交通出行方案规划系统评价数据评价数据录入出行方案数据管理层数据逻辑层接口层评价分析系统星级计算问题管理数据保存推荐路线查询评价分析系统支持用户对出行方案进行评价内容录入评价分析系统支持对评价星级的计算、用户问题的管理、及数据保存，并且需要与保存的出行方案进行关联评价分析系统提供对相同起终点的出行方案进行推荐，提供评价的平均星级以及时间、费用、舒适性、便捷性等方面的评价意见，供用户参考方案评价与信息共享第三方应用系统向系统平台传入用户评价信息，系统平台进行分类存储；第三方应用系统向系统平台传入线路信息，系统平台向第三方应用系统返回用户评价信息。数据规范详见“用户评价”和“查看用户评价信息”的业务接口会员信息推送/打车指数推送信息管理公交线路发班计划交通管理服务数据信息录入数据管理层数据逻辑层接口层公交线路变更发班计划变更交通管理措施服务数据信息推送第三方系统向系统平台传入推送的消息类型，系统平台把服务信息（包括：公共交通线路的变更（线路增开、站点调整）、发班计划变更（早末班车时刻）、交通管制措施等）信息返回给第三方系统打车指数引擎出租车源数据范围内车辆筛选车辆旅行时间计算打车指数查询服务空车行驶概率计算数据管理层引擎功能层接口层范围内空/重车数量计算打车指数服务会员信息推送数据规范详见“会员推送”和“打车指数”接口第三方系统传入用户位置信息，系统平台返回该位置周边（3公里）内的出租车实时位置及空重车信息以及实时打车指数换乘规划引擎静态公交数据动态公交数据公交引擎数据编译公交运营数据驾车规划用PSF选换乘点驾车规划多模换乘查询服务公交换乘规划用PSF规划结果做成数据管理层数据处理管理层驾车引擎数据编译引擎功能层接口层公交实时GPS公交换乘规划步行导航数据步行规划用PSF步行引擎数据编译步行规划结果排序驾车规划数据实时交通数据多模换乘/公共自行车查询（预留接口）多模换乘公共自行车查询第三方系统向系统平台传入自驾起止点位置，系统平台返回对应的“P+R”出行方案第三方系统向系统平台传入城市区域信息，系统平台返回公共自行车站点分布数据、站点可借自行车数、站点可还自行车数的数据信息数据规范详见“P+R查询”和“公共自行车查询”接口支持对用户信息的管理和用户访问权限管理支持对用户业务访问统计和评价对比结果的展示后台管理系统数据规范详见“用户注册”和“用户鉴权”接口内容提要总体需求系统设计数据设计网络及硬件设计表名分类用途url20161118业务相关表（每日生成）存储请求urlTravelPlan20161118业务相关表（每日生成）存储出行方案travelRoute20161118业务相关表（每日生成）存储出行方案详情evaluation_info业务相关表存储出行方案评价push_info业务相关表存储推送信息push_content_type业务相关表存储推送信息类型recordErrorTravel业务相关表记录出行误差较大的方案信息travelTime业务相关表记录行驶时间stationPssngFlow业务相关表记录站点客流量stationCarCount业务相关表记录站点车次数sysUser后台相关表存储后台用户信息sysPrivlg后台相关表存储后台用户权限数据库表清单业务相关表（每日生成）业务相关表（固定表）后台相关表数据表关联关系客户端URL请求数据储存表之间的关系推送消息数据存储数据表之间的关系静态数据存储管理公交线路公交站点换乘区记录公交线段公交形状线公交名称公交形状数据Pattern数据文件序号项目偏移项目名称项目类型项目长度项目约束备注10当前路线IDN2A

22当前路线对应的上行或下行路线IDN2A

34起点站点IDN2A

46终点站点IDN2A

58首班车时间N2

(1)610末班车时间N2A(1)712经由站点数目N8b

812线路收费类别N1b

(2)912月票是否有效N1b

1012线路类型N4b

(3)1112空调车起价N6b

(4)1212非空调车起价N6b

(4)1312发车间隔N6b

(5)1416线路中文名称索引N4A

1520线路英文名称索引N4

1624所属公司中文名称索引N4

1728所属公司英文名称索引N4

1832线路总里程长度N4

(6)序号项目偏移项目名称项目类型项目长度项目约束备注10所属换乘区IDN2AS版，L版22当前站点IDN2AS版，L版34所属线路中前后站点IDN2×2AS版，L版48到前后站点的距离N2