基于SOA 打造北京公交调度系统

北京的城市公共交通在城市交通中起着支撑性的作用,为缓解北京市交通拥堵,解决交通供给矛盾,实现城市交通的可持续发展做出了巨大的贡献。由长风联盟成员企业神州数码实施的北京公交调度系统,遵循了长风联盟SOA应用集成框架的模式和思想,在承担北京市日常公共交通运营调度管理的同时,还大大提高了北京市公交系统应对奥运会等大型活动或突发事件的大客流快速集散能力。

为“三定”作保障

在城市交通系统中,公共交通客运的特点是定时、定线、定站:定时,是指公共交通线路的首末车时间、发车间隔等是根据运营作业计划事先确定的;定线,是指公共交通的线路走向按照客流规律设置;定站,是指公共交通线路所途经的停站地点是根据客流需要选定的。它们都具有相对稳定性,是公交系统对社会的承诺,是衡量公交服务水平的指标。因此,它们在一定时期内不能轻易改变。在公共交通运输管理工作中,运营组织与调度是核心的内容,是实现定时、定线、定站的基本保证。良好的运营组织与调度管理可保障公交系统以最少的人力、物力投入就可满足客流的需求,确保运营计划的执行。

北京公交运营车辆运行间隔小(有的线路只有1～2分钟间隔),与国外公交运营的情况不同,确保各换乘枢纽站公布的时刻表的准时性,保证乘客车辆间的换乘等问题,不是北京市公共交通系统考虑的重点,而是要保证车辆在首末站按行车计划发车、到达。这是北京市公共交通运营组织与调度管理的主要任务。同时,由于车辆发车频率高,对调度员应付突发异常情况的实时性要求更高。

提高北京公交的运输效率以及对未来环境变化适应能力,特别是应对诸如2008 年北京奥运会等大型活动对公交客运提出的强大需求,同时结合国内外先进经验,充分利用智能交通技术和先进的管理思想,对北京市公共交通资源进行重新整合,实现公交运营组织与调度管理的现代化、信息化、智能化,进而改善现有公交系统的服务水平和运营效率,提高突发事件的应对能力,成为北京市公共交通系统急需研究和亟待解决的课题。

基于此,北京市公交集团提出了要建立满足公交集团信息化,以及满足北京市大型事件或突发事件公交运营组织管理要求的北京市公共交通运营组织与调度系统。该系统是在应用ITS(智能交通系统)技术及先进的管理思想基础上,在北京公交集团总公司范围内,以原有计算机骨干网及相关系统为基础,基于GPS等技术而建立的自动化、信息化、智能化的运营组织与调度系统。

数据共享交换按级进行

北京公交的综合指挥调度系统分三级部署的分布集中式系统,涉及到总公司、六个分中心、500多个车队的系统之间信息的交换和传输。信息的传输以及各项数据交换服务是否及时、准确,并且稳定可靠地执行,是影响北京公交三级调度能否成功应用的关键。

交换的需求主要包括了车队和车队之间业务数据的传输,还包括车队与分中心之间、分中心与分中心之间、分中心与总公司之间的数据交换,这中间还涉及到基于交换数据内容的路由。

基于上述需求,遵循长风联盟SOA应用集成框架的模式和思想,北京公交调度系统利用长风联盟SOA套件中的数据交换服务产品和服务库产品,搭建了北京公交调度系统三级数据交换解决方案。

公交系统涉及到三级独立部署系统——总中心、分中心、车队。通过业务分析,从数据源到目的地,每一级都与其他两级有数据往来。为统一交换模式,简化交换路由,约定了交换按级直接进行,不跨级交换,即总中心只与分中心交换,车队只与分中心交换。总中心与车队的交换通过分中心进行,总中心与车队不发生直接交换。

交换的数据要发给第三方(如从车队到总中心),由目的地设计交换流程时通过路由转发。公交系统对交换需求的实现是基于数据源向数据目的地推送数据,交换通过消息队列做中介,交换双方不直接发生耦合。

从数据关系到服务关系

从提高交换平台性能考虑,数据源向数据目的地“推送”数据的方式,要比数据目的地向数据源请求数据“拉”的方式,减少对数据源的数据库操作,从而减轻数据源的压力。推送模式基于消息队列,也可以考虑基于消息发布/订阅的方式来实现推送模式,但这受消息服务器所提供功能的约束。

消息队列与消息主题(发布/订阅)相比,队列方式在设计交流流程时需要明确交换的目的地;若后续目的地有变更,则需要修改流程设计。而发布/订阅方式在设计交换流程时不需要明确交换目的地,可实现动态的变更订阅者。

但是,队列方式在设计时较为清晰直观,发布/订阅方式的动态性需要在运行态进行直观的管理监控,而且发布/订阅方式对于交换平台的设计复杂度要求较高。

基于SOA的北京公交调度系统建设模式,是长风联盟SOA应用集成框架中提到的服务装配构建系统模式和利用应用模板构建系统模式的结合。在系统建设中,一方面构建了各中心和车队数据提供、数据推送、数据订阅等多个服务并转配成业务功能,并通过长风联盟SOA套件服务库产品来进行高效的管理和监控;另一方面利用了长风联盟SOA套件中基本的数据共享交换服务产品构建了企业级的大型三级数据交换中心。

由于采用了基于长风联盟SOA套件的共享交换方案,北京公交调度系统成功地解决了数据在三级应用中可靠传输的问题,每一个车队、分中心或总公司需要传输的数据都被当做一个服务来调度。这样数据和数据之间的约束关系转化成了服务和服务之间的约束关系,原来复杂的数据关系现在转化为有意义的业务服务之间的关系,使系统的复杂性降低到原来的十几分之一。目前,该系统己经成功上线,全面提高了北京公交的运营组织与调度、经营管理、乘客信息服务水平,满足了北京日常公交运输服务需求,同时满足了奥运会及其他大型活动的客运交通服务需求。