武汉大学硕士学位论文分类号密级U D C编号 10486武汉大学工程硕士专业学位论文智能公共交通系统实施方案及其关键技术研究研究生姓名：张宁指导教师姓名、职称：李莉、副教授学科专业名称：软件工程研究方向：电子政务二○○七年四月Research on the Implementary Scheme and Its Key Techniques of Intelligent PublicTransportation SystemZhang NingMarch , 2007郑重声明本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果，特此郑重声明。
学位论文作者（签名）：年月日II摘要先进的公共交通系统是智能交通系统的重要组成部分，本文的研究内容是智能公共交通系统在我国的应用和发展，在对比了世界各国智能公共交通系统研究现状的基础上，提出了适合我国国情的智能公共交通系统的框架和实施方案，以及建立智能公共交通信息平台的重要性。
并给出了智能公共交通系统的关键理论与技术问题的解决方案。
本文着重论述了数据采集和处理技术、智能公共交通优化理论与方法、智能公共交通调度系统理论与方法、智能公共交通信息服务实现方法等。
在4.1节“智能公共交通系统数据采集和处理技术”中，主要是提出了管理海量数据的技术，引入了数据仓库、数据融合和数据挖掘概念。
在4.2节“智能公共交通优化理论与方法”中，主要介绍了公交网络的优化理论与技术。
在4.3节“智能公共交通调度系统理论与技术”中，主要介绍了两种算法：一是运用遗传算法来解决公交运营调度问题，二是运用蚁群算法来解决应急调度问题；在4.4节“智能公共交通信息服务实现方法”中主要是优化了计算电子站牌显示预测时间算法。
最后，在第五章中，举出了“顺德区智能公共交通安全监控系统”的框架和实施方案”的实例。
本文的主要成果是：提出了基于数据仓库技术的智能公共交通信息平台的体系结构，构造了数据融合技术、数据挖掘技术在智能公共交通信息平台应用的体系结构，探讨了它们在信息平台上的具体应用。
这对于智能公共交通系统的未来发展有较好的参考价值。
关键词：智能公共交通; 实施框架; 信息平台;数据仓库; 数据融合; 数据挖掘IIIAbstractAdvanced Public Transportation System (APTS) is an important component of Intelligent Transportation Systems (ITS), the research project mentioned in this paper is the application and development of APTS in China. Based on the research on comparison of the actuality of APTS in other countries in the world, the frame work and the implementary scheme of intelligent public transportation system that suitable for the situation of China and the importance of the establishment the intelligent public transportation information platform is proposed in this paper. Key theories and the solution techniques of intelligent public transportation system are also given.Data gathering and management techniques, optimization theories and methods for intelligent public transportation, the theories and methods for intelligent public transportation dispatch system, the realization methods for information service of intelligent public transportation, and so on are mainly discussed in this paper. In Section 4.1, data gathering and management techniques of intelligent public transportation, the management technique of mass-data is mainly proposed; the conceptions of data warehouse, data fusion, and data mining are introduced. In Section 4.2, optimization theories and methods for intelligent public transportation, optimization theory and technique for public transportation network is mainly introduced. In Section 4.3, the theories and techniques for intelligent public transportation dispatch system, two algorithms are introduced: (a) Genetic algorithm for solving the problem of scheduling of public traffic vehicles dispatch; (b) Ant colony a lgorithm for solving the jury-dispatch problem. In Section 4.4, The a lgorithm for time to recast that displayed by LED is optimized. Finally, an example, the framework and implementary scheme for “intelligent public transportation security inspect-control system for Shun De Section” is given.The important achievements of this paper are:The system structure of intelligent public transportation information platform that based on data warehouse technique is proposed. The system structure for the application of data fusion and data mining in intelligent public transportation information platform is constructed, and the concrete application of which in the information platform is discussed.IVThese are rather valuable for the future development of the public transportation systems.Key words: Intelligent public transportation; Framework; Information Platform;Data warehouse; Data fusion; Data miningV目录摘要................................................................ I II Abstract .............................................................. I V 目录................................................................ V I 第一章引言.. (1)1.1 智能公共交通系统的发展现状 (1)1.1.1 国外智能公共交通系统的发展 (1)1.1.2 我国智能公共交通系统的发展 (3)1.2 本文研究的意义 (5)1.3 本文的研究工作和组织结构 (5)1.3.1 本文的研究工作 (5)1.3.2 本文的组织结构 (6)第二章智能公共交通系统的基本理论概述 (7)2.1 GPS-全球卫星定位技术 (7)2.2 GSM移动通讯技术 (7)2.3 中国移动GPRS技术 (7)2.3.1 GPRS系统的分层模型 (8)2.3.2 GPRS系统的工作原理及数据流程 (10)2.4 GIS地理信息处理技术 (11)第三章智能公共交通系统的构成和实施框架 (13)3.1 智能公共交通系统的构成 (13)3.2 智能公共交通系统的实施框架 (14)3.3 智能公共交通系统信息平台 (16)第四章关键理论与技术问题解决方案 (18)4.1 数据采集与处理技术 (18)4.1.1 智能公共交通中的数据处理技术 (18)4.1.2 数据仓库技术在智能公共交通系统中的应用 (22)4.1.3 数据融合技术在智能公共交通系统中的应用 (25)VI4.1.4 数据挖掘技术在智能公共交通系统中的应用 (28)4.2 智能公共交通优化理论与方法 (33)4.2.1 智能公共交通优化理论基础 (34)4.2.2公交网络的优化理论与方法 (34)4.3 智能公共交通调度系统理论与技术 (36)4.3.1用遗传算法来解决公交车辆运营调度问题 (37)4.3.2用蚁群算法解决应急调度时道路最短路径问题 (40)4.4 智能公共交通信息服务实现方法 (42)4.4.1智能公交电子站牌显示时间预测方法 (43)4.5 智能公共交通评价方法 (48)第五章顺德区公共智能交通安全监控系统 (50)5.1 顺德区发展智能公共的必要性 (50)5.2 顺德区智能公共交通安全监控系统框架 (51)5.2.1 智能公交线网规划管理子系统 (51)5.2.2 智能公交调度运营管理子系统 (53)5.2.3 出租车监控调度管理子系统 (53)5.2.4 智能公交信息服务子系统 (54)5.3 顺德区智能公共交通安全监控系统实施方案 (54)5.4 顺德区智能公共交通安全监控系统的总结和展望 (55)第六章总结和展望 (57)参考文献 (58)致谢 (60)VII第一章引言智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS) 是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统，是国内近两年来发展起来的一个课题。