劉開元+羅威+李犁峰

摘要： 針對新能源公交車輛的使用特點以及公共交通信息化建設(shè)存在的問題，以數(shù)據(jù)共享為基礎(chǔ)，以新能源車輛的電池監(jiān)控與充電調(diào)度為重點，構(gòu)建新能源車輛的公交智能調(diào)度系統(tǒng)的功能體系，保障并提升新能源公交的使用效率。

Abstract： This paper is aiming at the characteristics of new energy bus and the problems of public transport information construction， based on data sharing， battery monitoring and charging schedule of new energy vehicles as the focus， it is setting up the function system of intelligent dispatching system of new energy vehicles， security and improve the efficient use of new energy bus.

關(guān)鍵詞： 公交智能調(diào)度系統(tǒng)；新能源；公共交通；調(diào)度

Key words： public transport intelligence dispatching system；new energy；public transport；dispatching

中圖分類號：U491.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）15-0128-03

1 新能源公交車應(yīng)用背景

作為國家七大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，節(jié)能與新能源汽車是實現(xiàn)中國制造2025以及汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要戰(zhàn)略支撐。從“十五”期間開始，我國針對新能源汽車開始進行大規(guī)模研發(fā)，通過“十五”奠定基礎(chǔ)、“十一五”進行布局、“十二五”重點立項，中國新能源汽車已經(jīng)從示范考核階段發(fā)展到產(chǎn)業(yè)化啟動階段。

2015年11月10日，工信部與財政部、交通部聯(lián)手制定了《新能源公交車推廣應(yīng)用考核辦法（試行）》，加快了新能源汽車在公交行業(yè)的使用步伐。各地方政府隨之加大了新能源汽車推廣的力度，如2016年4月18日，廣東省正式公布了《廣東省人民政府辦公廳關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的實施意見》，提出珠三角地區(qū)要成為全國純電動公交車推廣應(yīng)用的示范區(qū)域。深圳市計劃在2017年公交全部使用純電動大巴。因此，城市公交企業(yè)使用新能源汽車勢在必行。

2 新能源公交運營信息化中存在問題

2.1 新能源公交使用中存在的問題

國內(nèi)外新能源汽車的研發(fā)和試用已有較長時間，但量產(chǎn)化和規(guī)模推廣卻始終舉步維艱，推廣新能源汽車面臨動力電池容量不足而價格高、充電樁配套不足、缺乏可持續(xù)的商業(yè)模式等著多方面難題亟需破解，在運營過程中主要存在以下問題：

①車輛技術(shù)的不穩(wěn)定性制約公交運營。

純電動公交車輛處于技術(shù)的起步階段，以動力電池為主的關(guān)鍵零部件技術(shù)還難以達到安全、可靠運營要求，在運營過程中需持續(xù)監(jiān)控其技術(shù)狀況，積累技術(shù)數(shù)據(jù)。

②電池的續(xù)航能力制約公交的運營效率。

新能源車輛續(xù)航能力有限，充滿電一次的運營里程約為150-180km，達不到公交車日運營里程220km以上要求，需在運營過程中安排充電。而充電設(shè)施不足與布局不合理，導(dǎo)致對動力電池的監(jiān)控與充電調(diào)度必不可少。

③運營的復(fù)雜性。

新能源公交運營模式有別于傳統(tǒng)公交，除需考慮線路本身的情況外，還要綜合考慮車輛的續(xù)航里程、充電站布局、充電樁的使用情況等。因此，要保證新能源公交車的高效使用，必須建立高度信息化的調(diào)度系統(tǒng)。

2.2 公交信息化過程中存在的問題

①信息孤島嚴(yán)重。

在公交企業(yè)信息建設(shè)過程中，以業(yè)務(wù)版塊為導(dǎo)向進行信息化建設(shè)，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，無統(tǒng)一的數(shù)字化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及承載平臺，線路、車輛、人員等數(shù)字化基礎(chǔ)信息各自采集，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，已經(jīng)成為公交企業(yè)業(yè)務(wù)流程信息化的瓶頸。

②核心生產(chǎn)業(yè)務(wù)信息化程度低。

由于公交屬傳統(tǒng)勞動密集性行業(yè)，在公交運營各環(huán)節(jié)基本上沿襲了傳統(tǒng)的手工操作，信息化建設(shè)還處于初級階段，如采用人工錄入表格來傳遞作業(yè)計劃，投入的車載設(shè)備及其配套的調(diào)度軟件系統(tǒng)由于沒有與作業(yè)流程進行融合，在生產(chǎn)組織中并未發(fā)揮期望的作用。

③日常運營監(jiān)管和應(yīng)急指揮手段單一。

公交日常運營監(jiān)管和應(yīng)急指揮主要由總公司和各運營分公司相關(guān)人員按照工作流程和經(jīng)驗，通過電話、現(xiàn)場指揮等傳統(tǒng)人工方式進行，缺乏有效的應(yīng)急聯(lián)動手段與工具。

④對于日常管理和決策輔助不足。

公交企業(yè)的數(shù)據(jù)和信息的集成范圍廣、內(nèi)容多，但分散的信息平臺難以支撐運營組織與信息發(fā)布的一體化趨勢，大量的運營基礎(chǔ)數(shù)據(jù)僅作為存檔和統(tǒng)計用，缺乏數(shù)據(jù)挖掘、決策輔助功能。

3 新能源公交運營信息化系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)

3.1 新能源公交的運營調(diào)度模式

實現(xiàn)公交高效運營的核心是對運動中的公交車輛進行實時監(jiān)控和調(diào)度，借鑒公交信息化經(jīng)驗，新能源公交信息化系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)以智能調(diào)度為核心，建立包括新能源車輛狀態(tài)監(jiān)控在內(nèi)的遠程集中調(diào)度模式，如圖1所示。

3.2 新能源公交信息化系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

針對新能源公交運營需求，新能源公交智能調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)為：“五個平臺（數(shù)據(jù)綜合共享平臺、集中調(diào)度平臺、綜合監(jiān)控平臺、應(yīng)急指揮平臺和信息發(fā)布平臺）、一個系統(tǒng)”（輔助決策系統(tǒng)）。

①數(shù)據(jù)綜合共享平臺。

數(shù)據(jù)綜合共享平臺是公交企業(yè)信息化建設(shè)和推廣的重要基礎(chǔ)平臺，要統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，整合人力資源系統(tǒng)、運營統(tǒng)計系統(tǒng)、車輛檔案等現(xiàn)有系統(tǒng)，實時共享數(shù)據(jù)，消除信息孤島，建成整個企業(yè)資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)日常作業(yè)數(shù)據(jù)的實時更新、匯集、處理和分析。

②集中調(diào)度平臺。

實現(xiàn)智能調(diào)度的重要標(biāo)志是遠程集中調(diào)度，通過調(diào)度平臺進行行車監(jiān)控和實時調(diào)度，同時監(jiān)控車輛動力電池的電量、充電設(shè)施的使用情況，支持調(diào)度平臺與車載終端進行信息交互，實現(xiàn)不同線路調(diào)度員在統(tǒng)一的調(diào)度平臺上對車輛進行遠程集中調(diào)度以及車輛充電調(diào)度。

③綜合監(jiān)控平臺。

綜合監(jiān)控平臺包括行車監(jiān)控、地圖監(jiān)控、車廂視頻監(jiān)控和場站視頻監(jiān)控等，利用統(tǒng)計圖表、視頻圖像、實時數(shù)據(jù)分析等方式，分層級監(jiān)管線路運營情況，如基礎(chǔ)資源、運營狀況、服務(wù)質(zhì)量、實時路況、視頻圖像等。

④應(yīng)急指揮平臺。

應(yīng)急指揮是公共交通運營調(diào)度水平的重要指標(biāo)，通過智能調(diào)度系統(tǒng)實時掌握車輛運行信息、路況信息以及相應(yīng)的視頻信息等應(yīng)急所需信息，下達應(yīng)急指令，監(jiān)控應(yīng)急車輛、人員的工作過程和應(yīng)急事件的完成情況。

⑤信息發(fā)布平臺。

在監(jiān)控指揮平臺和數(shù)據(jù)共享平臺的基礎(chǔ)上，建設(shè)一個對外信息發(fā)布平臺，面向上級主管部門和行業(yè)監(jiān)管部門、大交通應(yīng)用和信息聯(lián)動、公眾（包括企業(yè)內(nèi)、社會公眾和乘客）等三個層面發(fā)布運營信息，服務(wù)于公交出行。

⑥輔助決策系統(tǒng)。

在收集運營監(jiān)控和應(yīng)急響應(yīng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立針對公交運營的輔助決策數(shù)據(jù)模型，包括行車作業(yè)計劃編制模型、運營狀況評估模型和線網(wǎng)評價模型等，持續(xù)改進公交運營效率。

總體上來看，數(shù)據(jù)共享是基礎(chǔ)，日常監(jiān)控、集中調(diào)度和應(yīng)急指揮是目的，信息發(fā)布和輔助決策是提升。針對新能源公交車輛，重點要對新能源公交車輛的技術(shù)、動力電池、充電設(shè)施設(shè)備等情況進行實時監(jiān)控采集，并與運營調(diào)度、應(yīng)急指揮等子系統(tǒng)實時共享。

3.3 智能調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)架

根據(jù)智能調(diào)度的建設(shè)目標(biāo)，公交信息化系統(tǒng)應(yīng)以智能公交調(diào)度系統(tǒng)為核心子系統(tǒng)，集成公交企業(yè)現(xiàn)有或正在建設(shè)的單獨業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)有效對接和共享，提升整體信息化程度，系統(tǒng)功能體系如圖2所示。

4 新能源公交信息化系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵點

借鑒公交企業(yè)的信息化建設(shè)成功的經(jīng)驗與教訓(xùn)，在新能源車輛的公交信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，需要把握以下關(guān)鍵點：

4.1 數(shù)據(jù)共享中心建設(shè)

數(shù)據(jù)共享中心是集成、處理和分發(fā)公交企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)信息的樞紐，有別于常規(guī)動力公交車輛，新能源公交信息化系統(tǒng)要突出車輛技術(shù)、動力電池以及充電設(shè)備的監(jiān)控。

信息采集層主要由車輛信息系統(tǒng)（含電池電量）、停車場信息系統(tǒng)（充電設(shè)施使用情況）、站點信息系統(tǒng)（包括終點站、樞紐站、中途站等）、客流集散點或重要地點地段信息采集系統(tǒng)組成；信息處理主要由數(shù)據(jù)中心來完成，包括數(shù)據(jù)服務(wù)、通信服務(wù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理服務(wù)等；信息發(fā)布主要是對內(nèi)信息的利用（服務(wù)于日常運營和生產(chǎn)作業(yè)等日常管理）和對外作為行業(yè)、社會公眾信息發(fā)布平臺的信息來源。功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

從圖中可以看到，統(tǒng)一集成的數(shù)據(jù)由綜合業(yè)務(wù)處理模塊結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，形成內(nèi)部業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流后，直接發(fā)送到實時信息服務(wù)和統(tǒng)計分析服務(wù)進行分析和處理，再結(jié)合GIS服務(wù)、數(shù)據(jù)同步服務(wù)，形成數(shù)據(jù)中心對上層應(yīng)用和各個外部應(yīng)用的綜合數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。

4.2 電池狀態(tài)監(jiān)控與充電調(diào)度

在新能源車輛的信息化系統(tǒng)建設(shè)中，須導(dǎo)入動力電池監(jiān)控系統(tǒng)，更好地為新能源車輛公交運營提供支持與服務(wù)。動力電池監(jiān)控系統(tǒng)與智能運調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，實時采集新能源公交車輛運行數(shù)據(jù)（包括動力電池衰減趨勢、充電時間、百公里電耗、續(xù)航里程、故障頻率和種類等），服務(wù)于日常的運營組織，同時積累的運營數(shù)據(jù)為制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、扶持政策等提供數(shù)據(jù)支撐。

系統(tǒng)至少具有三大功能：①監(jiān)測整車充電與行駛中動力電池實時性能；②監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)充電機運行狀況及使用情況；③根據(jù)電池電量、充電設(shè)施使用情況以及線路運營計劃，合理安排車輛充電等。

動力電池監(jiān)控系統(tǒng)與充電調(diào)度系統(tǒng)將車輛、動力電池、充電設(shè)備系統(tǒng)地聯(lián)接起來，在保證電池電能滿足運營需求、提高充電設(shè)施使用效率的同時，建立電池系統(tǒng)安全體系，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障或電池性能超出設(shè)定閥值，系統(tǒng)將在第一時間作出反應(yīng)，及時啟動相應(yīng)保護措施。

5 結(jié)語

建立一體化、數(shù)字化的公交信息系統(tǒng)對于提升車輛運營效率、推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著深遠意義。在新能源公交信息化過程中，不能是技術(shù)的簡單堆砌，系統(tǒng)規(guī)劃以及企業(yè)管理制度與信息化系統(tǒng)的匹配需要建設(shè)過程中不斷思考完善。

參考文獻：

[1]滕靖，楊曉光.城市公交監(jiān)管信息系統(tǒng)需求分析與功能設(shè)計[J].城市交通，2010，5.

[2]王可平.城市公共交通信息系統(tǒng)的構(gòu)成與實踐[J].城市公共交通，2000，5.

[3]陳茜，陳學(xué)武，王煒.城市智能公交中的信息采集與整合[J].城市公共交通，2003，5.

[4]楊兆升，胡堅明.中國智能公共交通系統(tǒng)框架與實施方案研究[J].交通運輸系統(tǒng)工程與信息，2001.

[5]呂穎，陳小鴻、葉建紅.基于出行特征的新能源車輛交通系統(tǒng)設(shè)計研究[J].交通與運輸，2010，12.