城市智能化便民交通系统的研究初探

梁展凡　韦海和　商小燕　严凯

【摘 要】便民交通系统是在对公交系统优化的基础上，运用系统工程理论将交通流诱导技术、差分GPS定位技术、GIS及地图匹配技术、数据库技术、智能卡技术等先进技术科学集成，形成智能化调度、公交电子收费、信息服务、网络通信于一体的先进的公共交通管理系统。综合优化交通运输体系，实现交通运输基础设施智能化。文章针对便民交通系统的建设进行研究，对其建设提出指导性的建议。

【关键词】城市公交；便民交通系统；智能化

【中图分类号】U29 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）01-0049-05

0 引言

近年来，在城市化之进程中，人们生活的各个领域都有了翻天覆地的变化。世界各个国家和地区为了刺激经济发展，拥有持续的竞争优势，采取一个重要战略，就是建设智慧型城市。为此，一些地区和国家的城市都纷纷推出了产业发展规划、建设城市信息通信技术基础设施、技术研发等措施，未来国家和地区发展的共同目标和愿景就是建设“智慧化”城市。

城市经济的不断发展，使得其向国际化迈进。城市化的国际接轨及经济发展的必然要求，使得机动化速率出现井喷式的增长[1]，也使得原来城市道路规划及科学管理运营等方面的问题亟待解决，城市便民公共交通系统也变为非常重要[2]。在政府财力的有限支撑下，解决当前城市交通的不足问题就是充分利用新一代信息技术，实现智慧化管理，充分发挥便民交通主体公交运营车辆的运输能力，使城市便民公共交通满足人们日常生活的需求，让在城市生活的人民增强幸福感。

1 便民交通系统

1.1 便民交通系统的概念

对国外和国内先进智能公共交通系统的功能和组成结构进行深入研究的基础上，可以描述便民出行的公共交通系统有如下的具体特征：采用GPS全球定位系统开展数据采集工作；对公交出行情况进行调查和研究，建立以GIS地理信息系统为主的操作平台；在优化设计线路公交方式配置、公交线网布局、发车间隔确定、票价制定、站点设置的基础上，实现对公交车辆的自动指挥和调度，确保车辆能够准点运行，让出行者通过电子站牌，对车辆的到达时刻有一个准确了解，从而节约乘客出行的时间。同时，公交出行者还可以通过媒体（如互联网和信息台等）快捷、方便地获取换乘点、出行线路、票行等公交信息，从而有利出行者采用多种公交出行途径。

便民交通是基于城市化发展诞生的概念，主要是指满足于人们日常出行方式的一种交通形式，旨在提高人们日常生活的效率及舒适感等，切实保障实际生活中出行的要求。因此，在城市发展过程和城市生活中，便民交通系统变得非常重要。

1.2 系统关键技术及原理

1.2.1 数据采集与处理技术

在智能便民公共交通系统实施的过程中，需要大量的静态数据、静态和动态互相结合的交通数据，例如居民出行的D-O量、居民收入水平、公交站点之间距离等。动态数据包括客运量、GPS全球卫星定位系统、公交车发展的间隔时间、站点间行程时间和数据等。这都需要采用先进的数据融合技术，把这些数据进行有机的融合。通过合理的、科学的数据融合，合理布局便民公交系统，适应智慧城市进一步发展的需要。

1.2.2 地理信息系统技术（GIS）

地理信息系统又叫做GIS，由地理数据、计算机系统、用户等要素共同组成。通过对交通设施、公路网、车辆等地理空间数据的采用、应用，以及管理和分析，能输出并生成各种地理信息[3]。采用GIS技术建立一个基于智能交通管理系统的信息共享平台，能在空间上直观地显示出交通信息，也为深层次挖掘信息、后续信息服务活动的开展、决策辅助提供与空间属性上有关的技术支持。

1.2.3 GPS全球定位技术

便民公共系统可以采用GIS和GPS技术，能对移动物体或者固定物体的实际位置进行实时的显示，并实现任意缩小、放大、换图或者还原等功能。例如，跟随目标移动，让目标始终保持在屏幕上；可以采取多移动物体、多屏幕、多窗口同时进行跟踪；可以采用GIS和GPS技术随时对某一个车辆进行跟踪，准确对某一个目标所在空间进行定位操作[4]；可以由驾驶员去确定终点与起点的所在，并且根据应用软件的要求，自动去设计车辆行驶的最佳路线，包括最简单的路线、最快的路线。

1.2.4 大型空间数据存储和管理技术

新一代的空间数据库引擎，如ArcSDE、Spatial和Ware等方面的管理技术，以及大型的、支持空間数据的商业数据库，如Oracle，DB2，SQL，SERVER等，可以同时把空间（图形）数据和属性数据存放在一起。数据库所有的这些特点，对于建立一个以空间（图形）数据管理和分析、决策支持为基础的城市地理信息系统非常重要。利用这一技术可以实现智能交通系统中所产生的海量空间交通信息管理和应用[5]。

2 南宁市便民交通系统平台

“南宁市便民出行系统平台”主要包括“1库、1平台和50终端”。其中：“1库”指的是一个智能公交数据库系统，“1平台”指的是一个智能公交监控调度管理系统平台，“50终端”主要是指50套电子站牌系统设备（含信息发布显示和站点视频监控）。公交电子站牌是在对普通公交站牌进行静态信息显示的基础上，增加具有预报动态车辆显示、发布公众信息等功能的信息化、智能化站牌。便民交通系统架构图如图1所示。

（1）数据采集层：主要是利用地理信息技术及全球定位系统技术收集公交运输数据、应用服务运营数据及各级管理部门的数据。

（2）网络基础平台层：利用互联网，实现企业与省市级中心之间的网络连接、信息传输，形成从数据采集到服务所需要的数据传输交换物理平台。

（3）主机存储及支撑软件层：通过服务器、存储设备及操作系统、数据库管理软件、GIS引擎等建立基础支撑体系。

（4）数据处理层：主要通过GPS位置信息数据、营运车辆动态信息数据、日常运营管理信息数据、GIS空间信息数据等开展数据发展，实现有效管理数据库的资源。

（5）应用支撑平台：为系统运行提供应用支撑软件，主要是以地理信息系统（GIS）、车载GPS信息、车载视频信息及“人车证”信息为基础的综合监控管理平台。

3 便民出行公共交通系统的构成

便民出行公共交通系统，是在优化公交系统的基础上，采用系统工程理论，把GIS地图匹配技术、交通流诱导技术、通信技术、数据库技术、电子技术、智能卡技术、差分GPS定位技术等先进技术科学集成，形成具有信息服务、智能化调度、网络通信、公交电子收费等集为一体的、功能先进的公共交通管理系统。

3.1 便民出行的公交系统

对便民出行的公共交通系统进行优化设计，这有利于优化和设计线路、配置公交方式、布局公交线网、确定发车间隔、布置站点、制定票价，以规划的角度促进公交服务水平的提高，这也是公共交通调度子系统有利于便民出行的基础。

3.2 便民出行的公共交通调度子系统

建立便民出行的公共交通调度子系统，由电子站牌、调度中心、车载设备等部分所构成。公共交通调度子系统的主要功能就是对公交车辆开展自动调度，确保车辆能够实现准点运行。出行者借用电子站牌的方式，对车辆的到达时刻有一个清晰的了解，从而能大大节省出行者的等车时间。

3.3 公共交通便民出行信息服务子系统

公共交通服务便民出行信息服务子系统，可以通过互联网、可变信息牌、信息台等媒体，显示和发布车型、出行线路、票价、换乘点等公交信息。公交出行者不仅可以快捷和方便地获取信息，而且节约了出行时间。

3.4 公共交通便民出行评价子系统

公共交通便民出行评价子系统，可以采取建立一整套科学的公交系统的评价指标体系，全面评价便民出行公交交通系统实施之前的社会效益、经济效益、服务水平。公共交通便民出行系统的组成如图2所示。

4 便民交通系统应用体系

4.1 便民交通系统运营结构

交通便民管理和运营系统是一个信息协同和整合的服务合作平台。该系统从城市公交管理角度出发，将原有和新建的各类业务系统依据统一的标准进行融入，实现城市公交运营管理信息资源的全面整合与共享、业务应用的协同；并借助于城市公交信息资源数据库，为管理決策提供技术方面支持。通过便民交通运营管理系统，能对城市公交运营管理的各个环节和关键性指标有全面、充分的了解。以大数据分析、智能预测等手段，提高服务、管理、应急的响应速度；并以高效率的跨部门智能协同提升城市公交管理和服务的水平，从而不断向“智慧化”的目标迈进。

便民交通运营管理系统一般由地理信息系统、车辆调度和车位系统、运营管理系统3个部分构成（如图3所示）。车辆调度系统和定位应该由本调度中心去负责所管辖的车辆监控和定位，车辆发送有关调度指令和站牌数据，开展车辆之间的双向通信。通过营运管理系统，管理司售人员、车辆和场站设备，统计运能情况，查询或者输出各类报表，并管理IC卡的具体使用情况。

4.2 运营子系统

4.2.1 营运子系统

公交车队场是处在营运子系统的最前端。它的功能就是负责系统的管理和调度工作，以及上报车站、车辆、线路、司售人员、维修、故障等计划和信息，实施传送车辆的状态、定位、速度等动态方面的交通信息，以及根据区域调度的指令执行调度和其他有关命令。公交车队站场是位于公交GPS监控管理信息系统的基础上，是信息的根本来源，由站台设备、车载终端、车队和场站设备、站台设备等部分组成。

便民交通系统的重要核心就是运营子系统（如图4所示）。它通过采用先进的通信技术、计算机技术、灵活的调度算法等，能有利于智能化的公共交通区域的调度、营运调整和管理。在营运子系统里面，通过存储管理和调度有关方面的信息，推动信息的分布式存储的实现，最大限度地减少信息冗余，提高有关子系统运作的可靠性和运行速度[7]。

4.2.2 信息存储共享平台

信息存储共享平台是建立在便民交通系统基础上的综合信息平台。在平台系统的直接管理活动中，与各个外部有关的系统，可以在平台中实现信息的共享和交换。在公共公交信心存储共享平台中，对公交运营系统的动态数据和静态数据进行存储，能为有关行业调度和协调提供数据上的支持，以及为行业管理、优化和决策提供依据，为公交出行提供服务。

4.2.3 应用管理子系统

在便民交通系统中，应用管理子系统是重要的构成部分。应用管理子系统具备安全运营监督、实时监管、营运数据汇总分析、服务监督、查询统计、公共服务评价、系统管理、公交线网优化决策等功能。同时，应用管理子系统的存在，也能提高企业和公交之间的互相配合程度。引导原来在业务量比较少和联系也比较少的公交车之间、企业之间在行业领导下，为智能公交运输业务的完成去努力，这样对在特殊状态下公交和轨道部门运行业务的完成发挥协调和促进的作用。

便民交通运营管理系统是在目前城市管理信息化系统基础上搭建的新一层应用和协调机制。通过高效化和灵活化的集成框架，能汇集与城市公交管理密切相关的信息数据和资源；在与其他管理应用之间，也形成一个无缝的协同互动和衔接[8]。通过对城市资源和信息技术的整合和利用，建立高效的城市公交信息数据中心，能为城市信息资源共享交换体系的建立奠定基础。

5 系统信息的作用

建立城市便民交通系统的本质，就是推动交通信息的利用与共享。建立城市交通信息共用平台，这也是提高交通信息需求的一个有效办法。城市智能化便利交通公共系统主要包括交通信息服务系统、公共管理系统、交通信息综合管理系统、紧急事件快速反应系统、智能交通监控系统等子系统。这些子系统组成了一个比较复杂的大系统。在城市交通系统中，智能公共交通系统是核心部分，这有助于各个系统之间的和谐运作。信息应建立在公共的信息平台上，可以互相共享[9]。便民交通系统各子系统的协同运作，使得城市交通压力得到有效缓解。它具体有以下几个方面的作用。

（1）便民交通系统能够有效地缓解城市机动车增长的压力，更好地适应城市高科技化的发展速度[10]，提高交通管理部门、运输企业、政府部门的规划化效率，也有助于推动基础交通信息共享的实现。在基础交通信息共享和交通信息采集方面，避免了许多重复性建设的发生。

（2）这也有利于政府执政能力的全面提高，职能部门的服务效率和执行力的提升，以及治理水平和治理能力的提高，量化考核科学性的提高。

（3）在建设便民出行的公共交通运营管理系统的过程中，可以逐步实现城市公交各个部门的信息良性互动和信息共享，建立人和环境互相和谐、协调的关系，促进城市公交运营管理能力的增强，城市公交服务能力的提升和完善，城市公交管理水平的提高，以及城市公交系统的综合竞争实力的提高。

6 结语

便民交通系统的建设主要是为了改善市民的出行环境，改变南宁市公交建设滞后的现象，实现社会经济和公共交通的协调、和谐与全面发展，为广大市民提供安全、完善的公共交通服务系统。

本文针对智慧城市发展的需求，提出了城市便民交通系统，将位置信息系统、定位系统、大数据处理及应用进行一个全新的融合，使这些技术能协调运作，从而实现城市公共交通的最优化及效率的最大化。系统的实施，对静态数据的处理和公交系统的动态处理有艰巨的挑战性。这都需要利用数据融合技术对各种数据实施有效融合。这也是国际上比较普遍公认的智能运输系统研究的焦点和难题。

因此，为建立健全南宁市便民交通系统，应加大对城市公交基础设施建設的投入，引入新技术，将智能化城市公交不断地付诸实际应用。与此同时，需要结合南宁市本地的发展情况，综合考虑公共交通线路的合理性，优化交通网络[11]，以便于运营调度，降低运营成本，提高运营效率，减小道路交通压力，促使整体交通系统的健康、协调发展。

参 考 文 献

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[责任编辑：钟声贤]