王秀良 孫瑞妮 張焰佳

摘 要：根據(jù)高校學(xué)生日常出行中目的性強(qiáng)、人流車流集中的特點(diǎn)，越來越多的高校引入校園公交車以便利日常的校園內(nèi)出行。伴隨而來的是人車混行的安全問題以及高峰時(shí)間的車輛擁堵，為解決目前校園公交運(yùn)行中的諸多問題，利用智慧校園理念，通過智慧公交系統(tǒng)模塊間的相互協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)信息的同步更新并保障車輛運(yùn)行安全，改變校園交通環(huán)境。將公交運(yùn)行變得信息化、可視化、智能化，構(gòu)建一個(gè)專為高校校園服務(wù)的智慧公交系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智慧校園;智慧公交系統(tǒng)模塊;科學(xué)調(diào)度;出行舒適度

1 研究背景

“智慧校園”是2010年浙江大學(xué)所提出的未來規(guī)劃，是融合了物聯(lián)網(wǎng)、智能感知等多種綜合信息技術(shù)，能夠集校園工作、學(xué)習(xí)和生活為一體，為廣大師生提供一個(gè)全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)。目前智慧校園理念已經(jīng)推出網(wǎng)頁、微信公眾號(hào)以及手機(jī)APP等多種方式試驗(yàn)運(yùn)行，涵蓋包括家?；?dòng)、學(xué)生記錄等多種功能，以加強(qiáng)家校聯(lián)系、管理學(xué)生信息為主要目的，主要作為一種信息溝通平臺(tái)在家校兩端運(yùn)營(yíng)?；诖似脚_(tái)的已有概念，我們提出利用智慧校園理念創(chuàng)建一個(gè)專用于校園的公交出行系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于高校校園，希望能在合理安排校園公交車調(diào)度、減輕校園人力物力負(fù)擔(dān)、完善校園公交服務(wù)以及保障校園交通安全、提高校園交通效率、倡導(dǎo)公交先行、提倡綠色環(huán)保等諸多方面起到促進(jìn)作用。搭配利用軟件開發(fā)技術(shù)以及智能化管理，綜合多系統(tǒng)協(xié)作，從管理公交調(diào)度方案到為學(xué)生提供APP端收集信息，全方位一體化提供多項(xiàng)服務(wù)以優(yōu)化目前的校園公交運(yùn)營(yíng)情況，創(chuàng)建公交出行系統(tǒng)，改善校園公交不足。

2 江蘇大學(xué)校園公交現(xiàn)狀

江蘇大學(xué)校園公交每輛公交車滿載約載客45人，全線路票價(jià)1元，刷卡或是掃碼支付可享受半價(jià)優(yōu)惠。目前共有三條線路，其中1、2號(hào)線途經(jīng)圖書館、三江樓等大部分主要客流集散地，運(yùn)營(yíng)時(shí)間為7：00—18：00;3號(hào)線不經(jīng)過圖書館，運(yùn)營(yíng)時(shí)間18：00—21：30。三條路線起點(diǎn)均為六食堂公交調(diào)度中心，繞校園一周后回到起點(diǎn)，屬于人工實(shí)時(shí)調(diào)度并循環(huán)往復(fù)運(yùn)營(yíng)，客觀來說從很大程度上已經(jīng)起到緩解了目前校園內(nèi)的公交壓力的作用，屬于校園內(nèi)交通的重要組成部分。

校園公交運(yùn)行時(shí)與步行學(xué)生和非機(jī)動(dòng)車完全混行，無獨(dú)立路權(quán)，江大校園內(nèi)多為雙幅路，寬度較窄，因此學(xué)校為安全起見規(guī)定校園公交時(shí)速不得超過20Km/h。高峰時(shí)段上下課時(shí)間，目前公交通行先后順序全部依靠行人和非機(jī)動(dòng)車與公交司機(jī)之間自主讓行，公交司機(jī)經(jīng)常鳴笛示意讓路，即便公交車會(huì)提前在主要客流集散地等候并且經(jīng)常多車并發(fā)，但依然無法滿足客流需求。[1-2]

3 研究目標(biāo)

基于以上背景，我們?cè)陧?xiàng)目實(shí)施過程中力圖實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：（1）通過現(xiàn)狀調(diào)查收集公交運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)并匯總分析，在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下，分析現(xiàn)狀主要矛盾的同時(shí)還要合理編撰數(shù)學(xué)算法，利用回歸分析模型實(shí)現(xiàn)對(duì)乘客數(shù)量、車次安排的自動(dòng)運(yùn)算安排，統(tǒng)籌規(guī)劃并線上合理調(diào)度;（2）針對(duì)目前所存在的問題提出相應(yīng)改進(jìn)措施，從硬件設(shè)備更新和線上數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)方向入手，把針對(duì)校園公交的優(yōu)化改進(jìn)方案集成于智慧公交系統(tǒng)模塊中，并嘗試將線上信息與手機(jī)APP端進(jìn)行聯(lián)系;（3）進(jìn)行方案評(píng)估，檢測(cè)APP運(yùn)行狀況，并記錄試驗(yàn)期間能否達(dá)到緩解校園公交擁堵，提高乘客出行舒適度，合理調(diào)度并提高運(yùn)輸效率的最終目的。

4 問題分析

針對(duì)江蘇大學(xué)校園公交運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，基于更便利、更高效的主要目標(biāo)，我們對(duì)江蘇大學(xué)校園公交運(yùn)行情況信息展開調(diào)查，收集到包括公交班次時(shí)刻、每站大致停靠時(shí)間、各站平均上下車人數(shù)等數(shù)據(jù)，并對(duì)江蘇大學(xué)師生進(jìn)行校園公交滿意度調(diào)查，包括等車時(shí)長(zhǎng)、乘車體驗(yàn)等相關(guān)內(nèi)容，總結(jié)得出目前江大校園公交存在的主要問題。根據(jù)調(diào)查階段乘坐出行體會(huì)、公交基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)地調(diào)查和調(diào)查問卷所得結(jié)果，發(fā)現(xiàn)以下問題：

4.1 從乘客角度

（1）早中晚高峰時(shí)段內(nèi)，公交站臺(tái)內(nèi)乘客等車人數(shù)很多，排隊(duì)隊(duì)伍過長(zhǎng)甚至于堵塞宿舍區(qū)出入口，發(fā)車時(shí)間間隔長(zhǎng)短不定，尤其是早高峰時(shí)段，發(fā)車間隔甚至達(dá)到近10分鐘，嚴(yán)重影響學(xué)生等車體驗(yàn);（2）公交站臺(tái)內(nèi)沒有電子牌顯示公交車位置信息，導(dǎo)致部分同學(xué)急于上課選擇中途放棄等車，選擇其他方式去上課;（3）學(xué)生無法及時(shí)了解公交車內(nèi)空余座位數(shù)情況，存在終于等到車卻因沒有位置無法上車的情況;（4）高峰時(shí)段為運(yùn)送盡可能多的乘客，公交車的行駛速度偏快，特別是在轉(zhuǎn)彎處，存在站客由于慣性摔倒的情況;（5）高峰時(shí)段內(nèi)，公交車內(nèi)乘客多，環(huán)境嘈雜，存在司機(jī)聽不到乘客喊到站的情況，導(dǎo)致部分乘客坐過站。

4.2 從公交運(yùn)營(yíng)調(diào)度角度

（1）校園公交車在不同時(shí)段增減發(fā)車數(shù)主要憑借調(diào)度員從公交司機(jī)行駛途中觀察到的等車情況反饋，再結(jié)合其個(gè)人經(jīng)驗(yàn)調(diào)整發(fā)車車輛數(shù);（2）二號(hào)線四食堂至汽車學(xué)院的狹窄路段，全程均為雙幅路，人車混行，存在安全隱患的同時(shí)還可能在高峰時(shí)段內(nèi)阻礙公交車輛的通行。

5 改進(jìn)措施

為保障智慧校園公交出行系統(tǒng)的有序運(yùn)行，首先需要把站牌信息改為能夠?qū)崟r(shí)更新的電子設(shè)備，并根據(jù)目前發(fā)現(xiàn)的主要矛盾，我們從公交車輛、公交基礎(chǔ)設(shè)施和公交車運(yùn)營(yíng)調(diào)度三個(gè)方面提出有針對(duì)性的優(yōu)化措施：

5.1 公交車輛方面

（1）在公交車內(nèi)安裝GPS定位設(shè)施，鋪開校園公交浮動(dòng)車網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用GPS定位技術(shù)與踏板式上下客計(jì)數(shù)技術(shù)，聯(lián)網(wǎng)同步車輛位置、乘客信息，將公交車空余座位數(shù)實(shí)時(shí)顯示在站臺(tái)的電子牌或者手機(jī)移動(dòng)端上;（2）在公交車上配備“車輛轉(zhuǎn)彎，請(qǐng)拉好扶手”及報(bào)站等相關(guān)語音，例如將線路上轉(zhuǎn)彎點(diǎn)的地理位置信息記錄下來，車輛臨近轉(zhuǎn)彎點(diǎn)時(shí)，借助GPS定位系統(tǒng)，車輛通過識(shí)別判斷地理位置，自動(dòng)發(fā)出相關(guān)提示音。

5.2 公交基礎(chǔ)設(shè)施方面

（1）在每一個(gè)公交?？空景惭b攝像監(jiān)控設(shè)備并埋設(shè)壓力傳感器，基于視頻監(jiān)控和壓力傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)候車乘客數(shù)量統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而得出各站臺(tái)的等車人數(shù)，并通過無線傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸給調(diào)度員，方便安排車輛調(diào)度;（2）在各站臺(tái)建立電子站牌并配有語音廣播提示，使車輛信息實(shí)時(shí)更新在電子屏幕上并同步播報(bào)，也可開發(fā)移動(dòng)端APP，再結(jié)合RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)，方便乘客實(shí)時(shí)掌握公交車的位置信息;（3）對(duì)于二號(hào)線中四食堂至汽車學(xué)院的狹窄路段，特別是在高峰時(shí)段內(nèi)，可每隔三十米在路兩側(cè)設(shè)置電子指示牌，將RFID技術(shù)獲得的公交車輛位置實(shí)時(shí)顯示在電子牌上，提醒其他車輛，特別是私家車、出租車注意避讓，保證公交車在高峰時(shí)段內(nèi)的優(yōu)先通行。

5.3 公交車調(diào)度方面

將RFID技術(shù)、GPS定位技術(shù)、踏板式上下客計(jì)數(shù)技術(shù)和站臺(tái)下傳感器四者獲取的實(shí)時(shí)流量、地理位置等信息匯總，實(shí)時(shí)傳輸計(jì)算，方便科學(xué)合理地調(diào)整公交車發(fā)車頻率、發(fā)車路線。[3]

6 智慧公交系統(tǒng)模塊構(gòu)建

在大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的支持下，我們可以劃分出諸多模塊，用以支持智慧公交系統(tǒng)運(yùn)行。主要包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)、公交決策支持系統(tǒng)、公交車系統(tǒng)、公交站臺(tái)系統(tǒng)以及軟件APP幾大部分。從獲取公交車GPS定位到收集乘客信息，整個(gè)數(shù)據(jù)的收集工作一直在進(jìn)行，將所有收集到的大數(shù)據(jù)匯入數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)進(jìn)行分析整理，可以得出公交車的運(yùn)行屬性、乘客行為屬性、路段屬性以及站點(diǎn)屬性等有效信息，生成現(xiàn)狀公交運(yùn)行線路圖、公交時(shí)刻調(diào)度表的同時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以自動(dòng)預(yù)測(cè)未來時(shí)間各站臺(tái)大概排隊(duì)的乘客數(shù)量，利用公交決策支持系統(tǒng)根據(jù)客流的動(dòng)態(tài)更新自動(dòng)運(yùn)行實(shí)施科學(xué)調(diào)度，并自動(dòng)生成公交車調(diào)度方案，保證乘客的出行體驗(yàn)和出行效率。在用大數(shù)據(jù)分析結(jié)果的支持基礎(chǔ)上，公交車系統(tǒng)、公交站臺(tái)系統(tǒng)以及軟件APP可以實(shí)時(shí)更新并與數(shù)據(jù)處理相互反饋，實(shí)現(xiàn)站臺(tái)語音播報(bào)、車內(nèi)智能語音提醒、擁堵路段語音提示等諸多功能。APP客戶端也可以通過信息更新實(shí)時(shí)查看公交車位置，智能查詢路線規(guī)劃，合理安排出行計(jì)劃減少時(shí)間浪費(fèi)，這就完成了整個(gè)智慧公交系統(tǒng)的運(yùn)作流程。[4-5]

7 效果評(píng)估

從乘客提體驗(yàn)角度來講，站臺(tái)有語音播報(bào)，并且當(dāng)公交車的定位信息以及到站時(shí)間可以實(shí)時(shí)同步顯示后，師生可以收到系統(tǒng)提示的預(yù)計(jì)等車時(shí)間，除了避免不必要的等車時(shí)間浪費(fèi)以外，還可以幫助合理規(guī)劃行程，提高師生出行效率。并且車內(nèi)安裝語音提醒，也降低了由于車輛在行駛過程中顛簸帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。從管理者角度來講，在多種技術(shù)手段的幫助下，公交車可以進(jìn)行自主規(guī)劃調(diào)度，省去了人工調(diào)度安排的時(shí)間，管理者就可以把更多的精力用在關(guān)于校園公交車的維修保護(hù)上，同時(shí)不需要人工指揮公交車運(yùn)營(yíng)，也節(jié)約了財(cái)力物力，并大大提高管理者的工作效率。從校園交通管理層面來講，校園公交能夠高效安全的運(yùn)行將很大程度上緩解校園道路上的交通壓力，通過提醒其他車輛和行人的自主避讓，將聚集在道路上的行人和非機(jī)動(dòng)車有意識(shí)分散開，公交優(yōu)先以減少交通擁堵。除了提高師生乘車效率、管理者工作效率以外，也可以智慧公交系統(tǒng)的連續(xù)作用下，優(yōu)化校園內(nèi)的整體交通情況。

8 結(jié)論

本項(xiàng)目的特色是綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論來研究分析校園公交現(xiàn)狀的主要矛盾，運(yùn)用軟件編程開發(fā)和智慧交通體系從乘客方和運(yùn)營(yíng)調(diào)度方兩方面提高校園公交出行服務(wù)水平。在理論上，構(gòu)建智慧校園公交系統(tǒng)模塊。本項(xiàng)目通過分析目前校園公交乘客出行舒適度的影響因素和公交運(yùn)營(yíng)調(diào)度的方法效率，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，提出公交在智慧校園公交體系下的改進(jìn)優(yōu)化措施，探索乘客出行體驗(yàn)最優(yōu)、公交運(yùn)營(yíng)收益最大和公交調(diào)度最科學(xué)的最優(yōu)解。在應(yīng)用上，通過軟件模塊為乘客提供最佳的出行體驗(yàn)、為公交科學(xué)的運(yùn)營(yíng)調(diào)度提供決策依據(jù)。目前校園公交還無法具備為師生提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的公交信息的條件，公交調(diào)度為傳統(tǒng)人工估計(jì)決策調(diào)度，本項(xiàng)目旨在解決以上薄弱環(huán)節(jié)，為全校師生提供最佳公交出行體驗(yàn)。

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指導(dǎo)老師：孫超。