《智能运输系统概论》课程论文
（2011-2012学年第二学期）
题目应用GPRS技术的智能公交调度系统
任课教师夏宇敬
学生姓名张雪洁
学号
专业班级09级交通运输（本）
成绩
德州学院汽车工程系
二O一二年六月二十五日
应用GPRS技术的智能公交调度系统
张雪洁
摘要:本文介绍了利用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和通信分组无线服务(GPRS)的智能公交调度系统。
结合中国智能公交系统现状与需求，分析了系统的主要功能，并通过对公交调度系统的调度方法深入分析，将动态交通状态信息与车辆定位信息有效融合，实现了对公交车辆的智能调度功能。
关键词：智能公交调度系统，地理信息系统，全球定位系统，通信分组无线服务
1．选题依据及意义
在公共交通的运行中 ,经常需要根据车辆运行状况在中途站对车辆实施临时调度措施，实时调度控制的主要目的就是要减少公共汽车的实际行驶状况与计划的行车时刻表的差距，实现对公交系统的合理规划利用。
目前，我国绝大部分城市公共交通调度工作还是采用传统的调度方法。
主要凭借调度人员的经验进行调度，不仅任务繁重，而且由于没有充分考虑实时客流量情况，经常出现乘客等车时间过长或车辆满载率过低等情况，从而造成公交服务水平低下，客流日益减少。
此外，超速、疲劳驾驶等违章现象时常发生，车辆事故等突发事件也存在上升势头，随着城市交通状况的不断改变，道路堵塞影响车辆运行速度的状况也日益严重[1]。
仔细分析传统的调度方法，我们不难得出造成这种状态的根本原因就是信息不足，所以大力发展公共交通，实现数字化、智能化城市公文管理，努力提高公共交通运营管理效率和社会服务水平，现已成为摆在各城市主管领导及交通管理部门面前的重要课题，它是适合中国国情的现代化大中城市发展的必然要求。
在这种情况下，一套具有车辆实时定位、监控和远距离智能调度的系统将十
分必要。
2．基于GIS/GPS/GPRS公交智能调度系统的依据
在技术方面，为充分提高机动车辆的运输效率，解决车辆增多带来的交通问题和环境问题，美国从上世纪70年代开始率先研制并使用了GPS车载定位系统，GPS具有精度高、全天候、高效率、多功能、操作简便、使用广泛等显着优点。
在我国， GPS正在日益受到人们的重视，我国的GPS车辆监控调度指挥系统正蓬勃发展， GIS以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用；而GPRS以其中速的无线传输速率，目前已成为国内使用最为广泛的无线通信方式之一。
综上所述，在存在实际需求和技术条件已经成熟的前提下，结合中国智能公交系统现状，通过对智能公交调度系统和调度特点深入分析，该系统具有全天候全球卫星定位功能，能准确判断车辆位置、运行速度、运行方向及时间信息，并能对其进行实时的智能调度，实现公交系统的远程监控和智能调度管理。
这将极大地提高城市交通运输效率，保障交通安全。
3.GIS/GPS/GPRS简介[2]
3.1地理信息系统GIS
GIS即地理信息系统(Geographic Information System)，是一中种采集、处理、传输、存储、查询、管理、查询检索、分析、表达和应用计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。
3.2全球定位系统GPS
GPS即全球定位系统。
简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。
能够提供实时、全天候和全球性的导航服务。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分——GPS星座；地面控制部分——地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。
3.3无线服务技术GPRS
GPRS是通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。
GPRS通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。
使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上(VRN)的使用者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。
4．系统主要功能
4.1.车辆实时定位功能
本系统中的每一辆公交车上都装配有一台高性能的多功能车载GPS定位终端，其定位精度可达到5米或更高。
它可以做到每秒每个频点传输30~60辆车的数据。
在硬件系统的支持下，系统软件部分通过客户端方式获取车辆位置信息等，通过一定的数据处理，实现车辆的实时定位功能。
4.2.车辆运营管理功能
针对集中管理和分级管理的不同做法，可以有不同的系统配置方案。
鉴于大多数大中型城市公交系统都实行分级管理的情况，本系统中所述的运行管理功能将分别在中心站和若干线路调度站实现。
具体有：
(1)车辆实时运行调度管理功能
管理部门根据实时收到的各运行车辆的定位数据以及状态信息（包括路号、车号、司机工号）等一般信息以及车辆报警信息，帮助调度人员可以很快作出即时的调度。
(2)统计、汇总各种运营数据、制表功能
系统将自动记录并贮存每一条线路上、每个车牌号、每一个司机（通过司机IC卡刷卡实现）所驾驶的公交车辆到达每一站的时间（包括预定到达时间和实际到达时间），因
而可以很容易生成所需的各种运营报表。
所有的统计和分析都由计算机自动完成，避免了人为误差，大大减轻了劳动强度。
系统自动生成的基本统计报表可长时间（例如一个月）保存在数据库中，以便随时调用打印。
(3)乘客流量统计功能
通过设立在车上的上车和下车乘客流量探测、统计设备，可将车上的乘客流量发送到调度管理站，在客户端调度软件对应的数据库中实时记录这些信息，以便随时进行乘客流量的统计。
4.3.广告及行车信息发布功能。
在每个车站设立一块电子站牌，它由一块广告信息显示屏和2-3个行车信息显示屏组成（也可以在一些比较集中的大站，设立一块大型电子站牌）。
还可以在每辆公交车内设置小型信息显示屏，滚动显示行车信息和广告信息。
通过客户端调度软件的调度管理功能，可以：
(1)电子站牌将向乘客实时显示该条公交线路上离该站最近车辆的离站距离、行进速度和载客情况，做到使乘客等车时心中有数。
(2)电子站牌处显示广告信息，可以充分发挥其广告价值。
(3)车辆LED实时显示广告、行车信息及公司通告。
基于GIS/GPS/GPRS城市公交智能调度系统的设计与实现
(4)电子站牌和车辆LED的亮度、颜色均可远程设定，并且远程控制其以滚动或其他方式显示广告，每条广告播发次数以及停留时间亦均可遥控设定。
(5)具有时间显示屏，准确显示北京标准时间（误差10以内）。
5.智能化调度方法
5.1时放车调度方法
实时放车调度问题(RealOtime Deadheading Prob2lem, RTDP) 是指车辆空车从始发站出发, 经过数个公交站点后, 开始按站点次序次停车的调度形式。
放车调度形式主要是为解决停靠车站的乘拥挤问题。
当一辆公交车被放车调度时, 可以减少在停靠站点的发车间隔。
空车调度与快车调度的区别在于“快车”可以在任意站点开始越站, 而空车调度则只能开始于始发站。
采取放车调度形式的根本出发点就是减少停靠站点上候车乘客的等车时间, 但放车调度形式延长了车辆所越过的站点上乘客的等车时间。
同时, 放车调度也损失了被越过路段上的客流量。
5.2 紧急情况实时调度方法
当公交车在运营过程中遇到交通事故、重大事件等紧急情况时, 会出现客流突然增加的情况, 致使某班公交车(本文只讨论紧急情况立即消除, 只影响一班公交车的情况) 出现拥挤而产生延误。
在公交智能化调度系统中, 由于客流和车辆位置都可以实时获得, 而且能够和每辆公交车保持通信联系, 这样, 就可以采用以下几种调度策略, 使整条线路的运营尽快恢复正常。
方案1 前车加大站点停靠时间;
方案2 前车减速;
方案3 后车加速;
方案4 后车缩短站点停车时间;
方案5 放车调度。
出现紧急情况时, 有必要的预案准备体现了智能化调度系统的优越性。
5.3小结
基于GIS/GPS/GPRS公交智能调度系统与调度方法的分析与融合，公交公司就能智能化调度公交车辆，达到合理利用时间、资源以及减少乘客的等待时间等一系列问题，进入
中国公交智能化调度时代。
6总结
本文详细阐述了公交智能调度系统通过对GPRS通信的解读，分析GPS车辆信息以及乘坐公交车乘客量信息，又通过对GPS信息的进一步分析和解读，最终得到车辆位置等信息，并对这些信息进行了综合分析，解读出车辆间距离、车辆与站点之间的距离等信息，并结合智能调度的方法，最终实现GPRS系统对公交系统的智能调控。
[参考文献]
[1]徐大伟，裴玉龙．智能公共交通系统动态调度模型研究[J]．哈尔滨工程大学
学报．2007，28(3)：273-276．
[2]杨兆升.智能运输系统概论（第二版）人民交通出版社.2001.
[3] 戈建君.基于GIS/GPS/GPRS城市公交智能调度系统的设计与实现.西安电子科技大学硕士论文.2011.
[4]龙安国.基于GPS/GPRS城市公交智能调度系统的设计与实现.通信技术期刊.2009.42(1)。