公交车辆实时监控系统设计及调度专家系统研究

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1、绪论然而，为使公共交通智能化调度系统得以实施，实时数据采集与处理技术和公共交通智能调度系统基本理论与技术是两个必须要解决的问题。实施智能公共交通系统需要用到大量的静态和动态的信息。静态数据包括：公交站点间距，站点的位置坐标、居民出行量，居民收入水平等。动态数据如：全球卫星定位系统(GPS)定位数据、地理信息系统(GIS)中电子地图上的矢量数据、客流量、动态交通数据、站点间行程时间数据、公交车发车间隔等等。现如今，GPS和GIS技术已经日趋成熟，基本可以满足智能公共交通调度对于定位精度和与车辆运营相关数据准确度的要求，而且随着电子技术和

2、无线通信技术的发展，公交车辆与调度终端的双向通信的可靠性是可以保证的。那么如何解决异常情况下的车辆调度所需要的技术支持是本文需要关注的问题，即在依据行车计划的基础上，根据道路车辆的实际运行情况进行实时调度的问题。这需要我们必须建立一个基于实时数据的专家系统，它可以根据动态交通信息和车辆定位信息，提出有效的调度方案。虽然我国在公交智能调度系统方面的研究已经有了一些进展，但是由于它们缺乏对许多基础理论的深入研究，一般没有将动态交通状态信息和车辆定位信息与辅助决策技术有效融合，使得目前系统智能化程度大大降低。因此，研究公交实时调度专家系统，

3、有利于提高我国公交企业的智能化水平，是我国智能公交调度系统研究的一个急迫的任务。1．3国内外研究现状从20世纪90年代开始，对于公交调度的研究和探索大都集中在两方面：一方面是如何应用APTS理论及其相关技术来集成调度系统，实现公交系统的智能化；另一方面是调度问题优化算法和近似算法的研究，然而将人工智能领域中非常活跃的专家系统应用公交实时调度方面的研究少之又少，正是通过国内外学者在这两方面的深入研究为公共交通系统的完善奠定了丰富和实践的基础，为本文的公交车辆监控系统设计和实时调度专家系统研究提供了很好的思路。1．3．1国外研究现状西方国

4、家在20世纪50年代就己开始对公交调度问题进行深入系统的理论研究。1981年，Ced一6l和Stem给出一种以赤字方程为概念的方法，利用不同首末站间的车辆空驶以减少整个公交系统的车辆总数；1993年英国的MaladyCarev[7】研究了车辆的非准点到站分布，以及不同发车间隔下乘客的到达分布，基于个体3北京交通人学硕十学位论文对费用、出行时间等因素的考虑研究了时刻表的制定问题；1995年美国的Adamski哺J等运用SIMULINK仿真工具对处于准点控制、发车间隔控制、协同控制和随机控制四种调度控制模式下的公交线路运营状况进行了仿真研

5、究【9】；1998年PaoloDelleSite[9】等研究公交客运走廊上的调度优化模型，研究线路在不同的运营模式下的调度优化问题；在技术方面，国外研究的主要精力集中在计算机辅助公交运营方面。最具代表性的为ITS技术支持下的公交调度系统。公交调度系统应用GPS、GIS、APC(乘客技术系统)、通信系统等技术，使公交调度措施更为有效。S．Bonora、OkuniefFlo】论述了在车辆自动定位系统AVL中应用GPS等技术实现控制中心对公交车辆的自动跟踪，并借助无限通信技术建立公交司机与控制中心调度员的通信联系，保证了调度措施的及时实施。

6、在车辆跟踪的基础上，借助公交实时位置及状态信息，对公交车内到站显示、公交路口优先、车辆运营中途调度、行车计划的修改、电子站牌等方面进行了开发。改善了乘客信息提供的准确性、实时性。MaltedDessouky【¨J论述了三种自动车辆定位(AVL)装置：信标及里程表(SO)、全球卫星定位系统(GPS)、无限导航(RadioNavigation)在公交调度中的应用。综上所述，国外在智能交通理论和技术方面都是比较领先的，成功的将最先进的技术应用到了公交调度系统中，并且实施了区域调度，实现了公交和其他交通方式的融合，综合枢纽换乘等比较先进的研究

7、工作。为我国的智能交通的发展起到了指导作用。1．3．2国内研究现状随着国外先进设备的引进，我国一些大城市相继尝试将GPRS／GIS等新技术运用于公交调度配车，如重庆市1996年开始将GIS技术引入到公共交通管理中，研究开发了“重庆市公共交通管理信息系统”；1998年3月北京市公交总公司决定开展“北京市公交总公司智能化调度系统总体方案设计及示范工程”项目，这是我国第一个综合性公交ITS项目：上海市1999年第一条应用GPS技术进行调度管理的公交线路981路在浦东投入运行；杭州市是我国第一个将GPS定位技术应用到公交车辆调度管理中的城市。

8、系统具备一定的车辆监控、管理和查询功能。系统还具备在电子地图显示车辆运行状态的能力，并且有报警以及运行车辆到达时刻站台显示等功能。在理论研究方面，我国仍以公交线路调度为主：于海滨论述了在实现智能调度系统中采用的调度模型，