容明揚(yáng)，張雪軍，劉俞彤，高旭東，邢耀魯

(山東交通學(xué)院 a.管理學(xué)院;b.信息與電氣科學(xué)學(xué)院;c.交通與物流工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250357)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，給城市的公共交通帶來(lái)了巨大的壓力，公交車輛擁堵、低效、等候時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題嚴(yán)重制約了我國(guó)公交優(yōu)先戰(zhàn)略的實(shí)施。《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》中提出：“實(shí)施公共交通優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，大力發(fā)展城市公共交通系統(tǒng)”，讓人民群眾“出行更便捷、乘坐更舒適、換乘更方便、運(yùn)營(yíng)更安全”。因此，建立快捷的公共交通系統(tǒng)對(duì)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。

1 國(guó)內(nèi)外城市公交管理現(xiàn)狀分析

1)我國(guó)城市公交存在的主要問(wèn)題

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車擁有量及道路交通流量急劇增加，特別是大城市，公交車輛增加、線路延長(zhǎng)、車次增多，交通擁擠現(xiàn)象仍十分嚴(yán)重，且有日益加重的趨勢(shì)。據(jù)2012年中國(guó)國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)(傳感網(wǎng))博覽會(huì)高峰論壇上，交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院總工程師王笑京表示,國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，解決城市交通問(wèn)題的重要途徑就是發(fā)展公共交通，建立先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)(Advanced Public Traffic System，APTS)，提高道路通行能力和公交車輛運(yùn)營(yíng)管理水平。

目前，各大城市普遍存在公交車輛的行車速度下降、行車間隔不均衡，時(shí)常出現(xiàn)“串車”、“大間隔”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了公交客運(yùn)的服務(wù)質(zhì)量。由于缺乏現(xiàn)代化的服務(wù)管理模式，公交車輛運(yùn)營(yíng)過(guò)程處于“看不見(jiàn)、聽(tīng)不著”的落后現(xiàn)狀，具有較大的盲目性和滯后性。尤其是對(duì)于公交乘客，乘坐的公交車等候時(shí)間長(zhǎng)、行駛速度慢，車輛運(yùn)行、線路信息不能確切及時(shí)的提供給乘客。對(duì)于政府部門，無(wú)法獲取公交公司實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管。對(duì)于公安部門來(lái)說(shuō)，對(duì)公交實(shí)時(shí)監(jiān)控能力不強(qiáng)，無(wú)法做到事前預(yù)警和事后取證。對(duì)于公交企業(yè)本身來(lái)講，營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、處理周期長(zhǎng)，無(wú)法提供運(yùn)營(yíng)分析和決策支持。因此，建立一個(gè)實(shí)時(shí)信息傳遞、車輛互聯(lián)、視頻互聯(lián)、智能分析、智慧查詢、交流互動(dòng)的服務(wù)平臺(tái)是十分必要的。[1]

2)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

美、歐、日是世界上經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)程度最高的國(guó)度和地域，也是世界上智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System，ITS)開(kāi)發(fā)利用的最好國(guó)度。ITS已不限于解決交通擁堵、交通混亂、交通污染等問(wèn)題，也成為緩解能源缺乏、培養(yǎng)新興產(chǎn)業(yè)、加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、提升城市出行平安的良好辦法。

國(guó)際上具代表性的智能交通系統(tǒng)有美國(guó)智能車輛道路系統(tǒng)(IVHS)、歐洲高效安全交通計(jì)劃(PROMETHEUS)、歐洲車輛安全道路結(jié)構(gòu)計(jì)劃(DRIVE)和日本的ITS。其中，日本的ITS經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，覆蓋范圍遍及全國(guó)，在解決交通問(wèn)題上發(fā)揮著重要作用。其特點(diǎn)是：將先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等有效地綜合運(yùn)用于整個(gè)交通服務(wù)、管理與控制，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)，解決日趨惡化的道路交通擁擠、交通事故和環(huán)境污染。[3-4]

中國(guó)ITS起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大差距。1988年北京市從意大利引進(jìn)了2套電子監(jiān)控裝備，首創(chuàng)了我國(guó)城市交通應(yīng)用電子監(jiān)控裝備的先河。20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，在科技部、交通部的組織下，我國(guó)交通運(yùn)輸界的科學(xué)家和工程技術(shù)人員開(kāi)始跟蹤ITS技術(shù)，并取得長(zhǎng)足進(jìn)步。1999年11月國(guó)家科學(xué)技術(shù)部批準(zhǔn)成立了國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，在交通部、科技部的組織下，該中心完成了“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“中國(guó)智能交通系統(tǒng)體系框架”、國(guó)家基礎(chǔ)性科研項(xiàng)目“中國(guó)ITS標(biāo)準(zhǔn)體系框架研究”、交通部重點(diǎn)科研項(xiàng)目“智能運(yùn)輸發(fā)展戰(zhàn)略研究”等一系列關(guān)系中國(guó)ITS發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，為我國(guó)順利實(shí)施ITS 打下了良好基礎(chǔ)。我國(guó)與美國(guó)、歐洲、日本的智能交通系統(tǒng)發(fā)展對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 我國(guó)與美國(guó)、歐洲、日本的智能交通系統(tǒng)發(fā)展情況對(duì)比

進(jìn)一步落實(shí)優(yōu)先發(fā)展城市公共交通政策，推動(dòng)智能公共交通系統(tǒng)的發(fā)展，將進(jìn)一步提高公交行業(yè)的科技水平和服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)能夠準(zhǔn)確獲取公交企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本和效益，以便政府給予補(bǔ)貼和補(bǔ)償。優(yōu)先發(fā)展城市公共交通政策是緩解城市交通擁堵的有效措施，可以改善城市人居環(huán)境、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。[5]

2 智慧公交服務(wù)管理方案

智慧公交管理模式是指以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)感知、傳輸、應(yīng)用3個(gè)層次逐步推進(jìn)，由智能公交向智慧公交轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新服務(wù)管理模式。該模式為公交公司與公交乘客之間建立新型的互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)，將公交服務(wù)的內(nèi)容建設(shè)成可知、可視、可控的管理模式。建立居民智慧出行的新途徑，通過(guò)車輛、車站、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線射頻識(shí)別、手機(jī)、乘客、信息處理平臺(tái)等要素組合成物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智慧公交，通過(guò)這一平臺(tái)提供出行、換乘、時(shí)間計(jì)算、線路選擇、服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)、客流分析、乘運(yùn)效率分析、車內(nèi)安防、報(bào)警聯(lián)動(dòng)等服務(wù)內(nèi)容。智慧公交服務(wù)管理模式見(jiàn)圖1。智慧公交系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖1 智慧公交服務(wù)管理模式簡(jiǎn)圖

圖2 智慧公交系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 車聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)

車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)分支，是指安裝在機(jī)動(dòng)車上的電子設(shè)備利用無(wú)線射頻識(shí)別(RFID) 標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)往車輛的工作狀態(tài)(靜、動(dòng))和屬性特征等信息的提取與采集，交通管理部門根據(jù)需求對(duì)過(guò)往車輛進(jìn)行有效的監(jiān)督、調(diào)控與管理。

利用車聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，可監(jiān)測(cè)每輛車的實(shí)時(shí)位置、車輛間距、乘員情況，并把信息傳送到調(diào)度中心并在GIS上顯示。根據(jù)系統(tǒng)需要可選擇不同的技術(shù)，包括RFID、路標(biāo)技術(shù)、里程表技術(shù)和全球定位系統(tǒng)(GPS)等。車聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 車聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)

2.2 智能車站服務(wù)系統(tǒng)

通過(guò)車站的觸摸屏、電子顯示等媒介為公交乘客提供信息，包括根據(jù)乘客起點(diǎn)、終點(diǎn)位置進(jìn)行車次選擇的智能分析，根據(jù)車輛運(yùn)行情況選擇最佳線路，根據(jù)車輛乘員情況對(duì)車站乘客進(jìn)行預(yù)報(bào)等。[6]

通過(guò)觸摸屏等終端進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量信息反饋、乘客意見(jiàn)反饋、乘車滿意度反饋等信息收集，同時(shí)提供公交車輛實(shí)時(shí)到站預(yù)報(bào)、多語(yǔ)種信息發(fā)布、移動(dòng)智能監(jiān)控以及盲人電子語(yǔ)音導(dǎo)乘等多種社會(huì)服務(wù)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控公交站臺(tái)及周邊客流、車流和治安等狀況。智能車站服務(wù)系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 智能車站服務(wù)系統(tǒng)

2.3 互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)

用戶可以通過(guò)電腦、手機(jī)，隨時(shí)隨地查詢本市各公交車輛的實(shí)時(shí)位置、上下行方向等信息，方便用戶適時(shí)安排自己的乘車計(jì)劃，從而大大提高出行效率[7]。在服務(wù)系統(tǒng)中同樣可以加入乘客滿意度、服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)反饋等內(nèi)容?；ヂ?lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)見(jiàn)圖5，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用系統(tǒng)見(jiàn)圖6。

2.4 乘客信息收集系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以通過(guò)車站、互聯(lián)網(wǎng)、公交IC卡3個(gè)渠道實(shí)現(xiàn)信息收集，其中，公交IC卡與無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)結(jié)合，可以對(duì)乘客進(jìn)行準(zhǔn)確的流量分析、定點(diǎn)分析，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)乘客線路、距離、時(shí)段，為公交整體運(yùn)營(yíng)、調(diào)整、調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)[8-9]。乘客信息收集系統(tǒng)見(jiàn)圖7。

圖5 互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)

圖6 互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用系統(tǒng)

圖7 乘客信息收集系統(tǒng)

2.5 視聯(lián)網(wǎng)與車內(nèi)安防系統(tǒng)

視聯(lián)網(wǎng)與車內(nèi)安防系統(tǒng)如圖8所示。

2.5.1 公交車站視聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

系統(tǒng)根據(jù)需要實(shí)時(shí)對(duì)各個(gè)車站的圖像進(jìn)行調(diào)用、檢索、回放等操作，對(duì)分布在各個(gè)區(qū)域的前端設(shè)備進(jìn)行集中管理和控制，還可對(duì)分布在各區(qū)域的存儲(chǔ)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的集中管理，對(duì)各個(gè)區(qū)域不同的用戶，可以根據(jù)指定的權(quán)限對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。

2.5.2 公交車視聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

公交車視聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能為：視頻采集端設(shè)備將公交車運(yùn)行途中的視頻圖像通過(guò)傳輸系統(tǒng)傳至視頻信息管理控制平臺(tái)；視頻信息通過(guò)無(wú)線通訊方式，借助電視墻、多媒體大屏幕、PC終端等信息顯示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控信息的遠(yuǎn)程調(diào)用或回放。

圖8 視聯(lián)網(wǎng)與車內(nèi)安防系統(tǒng)

2.5.3 報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

一旦遇有緊急險(xiǎn)情(如拋錨、火警、治安事件等)，司機(jī)馬上按動(dòng)應(yīng)急報(bào)警按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)向后臺(tái)中心報(bào)警，后臺(tái)中心立刻通知相關(guān)單位處理。管理人員可以在地圖屏幕上鎖定且高亮顯示報(bào)警車輛位置，并自動(dòng)進(jìn)行追蹤顯示，同時(shí)自動(dòng)打開(kāi)遠(yuǎn)程車內(nèi)視頻通信，便于管理人員遠(yuǎn)程監(jiān)視車內(nèi)視頻，并開(kāi)始遠(yuǎn)程錄制視頻。

智慧公交系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)公共交通運(yùn)輸管理體系使用信息技術(shù)、人工智能、GPS 技術(shù)、電子通信和控制技術(shù)等進(jìn)行綜合有效地管理，達(dá)到人、路、車協(xié)調(diào)統(tǒng)一的配合，從而提高交通運(yùn)輸率，緩解交通堵塞。

3 結(jié)語(yǔ)

公交線路上建成智慧公交服務(wù)管理系統(tǒng)，并安裝智慧站牌、車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)跟蹤和定位、公交車與調(diào)度室的雙向通訊、智慧站牌實(shí)時(shí)顯示下趟班車位置信息等功能。對(duì)于政府部門，提高了監(jiān)督執(zhí)法水平；對(duì)運(yùn)營(yíng)公司，優(yōu)化資源配置，降低運(yùn)營(yíng)成本，提高服務(wù)質(zhì)量，提升企業(yè)的形象；對(duì)營(yíng)運(yùn)站場(chǎng)，提高了站場(chǎng)的利用率；對(duì)于群眾(駕駛?cè)藛T、司售人員以及乘客)，保證他們的生命安全，為乘客提供了更方便的導(dǎo)乘信息，同時(shí)，提高了車輛運(yùn)行正步率和服務(wù)水平，吸引了大量客流。達(dá)到政府受益、企業(yè)獲利、群眾滿意的三贏效果。

智慧公交管理模式提出以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，5大系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作的的理論性構(gòu)想。智慧公交系統(tǒng)的研究可以有效解決城市公共交通的問(wèn)題，達(dá)到人、路、車協(xié)調(diào)統(tǒng)一的配合，提高了交通運(yùn)輸率，緩解了交通堵塞。由于本文對(duì)系統(tǒng)管理模式的研究處于初期階段，很多內(nèi)容和技術(shù)需要進(jìn)一步探索。隨著科技的發(fā)展，智能設(shè)備進(jìn)一步更新，為智慧公交系統(tǒng)解決城市交通問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)提供了更廣闊的發(fā)展空間，今后對(duì)該領(lǐng)域的研究將會(huì)更加深化、完善并走向?qū)嵱没?/p>

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