一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，包括智能行車計劃排班系統(tǒng)、智能公交一體化終端、安裝在公交站臺的用于對公交站臺進行唯一標識的站臺交通要素標識標簽以及安裝在公交車輛上的用于對公交車輛進行唯一標識的交通要素標識標簽，智能公交一體化終端分別與車輛交通要素標識標簽和站臺交通要素標識標簽采用無線方式連接，智能公交一體化終端與智能行車計劃排班系統(tǒng)采用無線方式連接。本發(fā)明既會解決大量的客流轉(zhuǎn)移對城市交通造成的壓力，減少全社會的能源消耗，同時也會增加公交公司的營運收入。
【專利說明】
一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)及方法，屬于公共 交通實時動態(tài)公共交通調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)及通信技術(shù)的快速發(fā)展，智能公交行車計劃排班與新技術(shù)的 融合進入了一個新的階段。基于信息分布式處理存儲與汽車移動物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)， 將在大范圍內(nèi)實現(xiàn)實時、準確、高效的綜合交通運輸管理，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的緩解交通擁堵， 降低能源消耗，減少環(huán)境污染。基于云計算技術(shù)的智能公交產(chǎn)品與應用將在未來逐步走入 普通大眾的生活，城市交通將進入"云交通"時代。
[0003] 相比于傳統(tǒng)的服務器技術(shù)，面對海量的公交實時信息處理方面需要構(gòu)建相對獨立 的處理平臺，如面向公交的實時數(shù)據(jù)獲取和處理、面向用戶的信息服務處理以及面向決策 層的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理等，由于其數(shù)據(jù)的格式和算法的處理本質(zhì)不同，難以在相同的架構(gòu)上 實現(xiàn)整合，在網(wǎng)絡完全等方面無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)和應用的隔離，使得平臺在效用比和安全性上 難以實現(xiàn)有效的平衡。云計算利用虛擬化技術(shù)，以其在自動部署和資源快速啟動方面可以 有效的解決上述問題，使得服務、數(shù)據(jù)和接口可以有效的整合到一個平臺內(nèi)，并按照服務的 壓力和需求進行資源的調(diào)配，使得平臺的效用比最優(yōu)化，同時由于云計算在資源的隔離和 數(shù)據(jù)高可用性上具備靈活的解決方案，如多點冗余存儲、計算資源的彈性調(diào)度、數(shù)據(jù)的快照 等，可保證面向公交的高可用性計算和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)服務。綜上所述，公共交通行車計劃排班 系統(tǒng)是構(gòu)建在一個高可用的云計算平臺，使得其可以具備在線的計算能力擴展、高效的資 源效用比以及穩(wěn)定的運行性能，改變原有的公共交通信息服務平臺，實現(xiàn)高效、彈性和綠色 的通用計算平臺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃 排班系統(tǒng)，同時提供一種基于此系統(tǒng)的公共交通智能行車計劃排班方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
[0006] -種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，包括智能行車計劃排班系 統(tǒng)、智能公交一體化終端、安裝在公交站臺的用于對公交站臺進行唯一標識的站臺交通要 素標識標簽以及安裝在公交車輛上的用于對公交車輛進行唯一標識的交通要素標識標簽， 智能公交一體化終端分別與車輛交通要素標識標簽和站臺交通要素標識標簽采用無線方 式連接，智能公交一體化終端與智能行車計劃排班系統(tǒng)采用無線方式連接;所述智能行車 計劃排班系統(tǒng)由云端控制主機、公交基礎信息數(shù)據(jù)庫、公交車輛動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫、行車計劃 排班信息數(shù)據(jù)庫、客流信息數(shù)據(jù)庫以及公交到站預測信息數(shù)據(jù)庫組成;所述車輛交通要素 標識標簽和站臺交通要素標識標簽均采用低功耗藍牙標簽，所述低功耗藍牙標簽包括低功 耗藍牙通信模塊、鋰電池、防拆電路、按鍵模塊以及天線，所述低功耗藍牙通信模塊分別與 鋰電池、防拆電路、按鍵模塊、天線以及智能公交一體化終端。
[0007] 進一步地，智能行車計劃排班系統(tǒng)用于與智能公交一體化終端進行數(shù)據(jù)交互后獲 得車輛的實時位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)，進而 根據(jù)該實時位置數(shù)獲取對應的調(diào)度服務推送信息并推送到智能公交一體化終端。
[0008] 進一步地，智能公交一體化終端用于采集用戶周圍的站臺交通要素標識標簽信號 和車輛交通要素標識標簽信號，并與智能行車計劃排班系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互后將車輛的實時 位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)反饋到智能行車計劃排班系統(tǒng)，進而接 收智能行車計劃排班系統(tǒng)根據(jù)該實時位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)返 回的調(diào)度服務推送信息。
[0009] 一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班方法，步驟如下：
[0010] S1、實現(xiàn)行車計劃參數(shù)的管理，包括線路運營參數(shù)、車輛運營參數(shù)以及司機人員管 理參數(shù)的設定。這些參數(shù)用于指導生成行車計劃表，同時也作為行車計劃表是否滿足實際 運營需求的評定標準；
[0011] S2、根據(jù)線路運營時間參數(shù)、線路客流分布規(guī)律參數(shù)、線路運營車輛資源等條件生 成線路行車計劃。線路行車計劃按照車輛資源，將車位編號，生成線路車位行車計劃線路車 位行車計劃包括各車位運營的時間、任務計劃；
[0012] S3、每天將車輛分配給線路，車輛排班表中規(guī)定了在該線路行駛的各班次公共汽 車到達和開出各站的時間，行車間隔及換班或用餐時間等。車輛排班管理功能將生成線路 車輛排班表；
[0013] S4、指定線路車輛每天執(zhí)行的運營計劃，即運營車位，將實際車輛對應線路行車計 劃的車位上，同時線路車位計劃包括車輛發(fā)車順序以及車輛的營運時間、任務等運營計劃 要求；
[0014] S5、安排線路司機人員計劃，即將司機人員對應線路車輛資源，執(zhí)行車輛對應車位 的計劃；
[0015] S6、對指定線路指定日期的人員排班進行計劃，計劃指定日期內(nèi)，指定線路的車輛 的早班司機和晚班司機。人員排班表不能修改線路的車輛安排，只能指定線路的車輛的早 班司機和晚班司機；
[0016] S7、即時行車計劃管理主要根據(jù)線路運營車輛等情況實現(xiàn)線路即時行車計劃表； 主要當線路運營過程中發(fā)生車輛退出、車輛加入以及車輛短線快車時，能夠自動生成即時 行車計劃表，并自動提示調(diào)度按照即時行車計劃表執(zhí)行調(diào)度任務，更好的實現(xiàn)線路自動優(yōu) 化調(diào)度調(diào)整；
[0017] S8、停場計劃主要實現(xiàn)車輛出車、收車計劃，包括出車地點、時間以及收車地點、時 間。根據(jù)車輛的運營狀況，制定車輛保養(yǎng)計劃。
[0018] 進一步，所述步驟S6與S7之間還包括：
[0019] 智能公交一體化終端將接收的數(shù)據(jù)中心的計劃排班信息實時地反饋到智能行車 計劃排班系統(tǒng)，智能行車計劃排班系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的計劃排班信息后推送到智能公交一 體化終端進行實時顯示與跟蹤。
[0020] 進一步，所述公交出行服務信息數(shù)據(jù)包括天氣信息、路況信息、交通事故信息以及 通知彳目息。
[0021] 該發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的智能行車計劃排班系統(tǒng)，主要提供日常營運人 員制定相應的運營計劃，包括輔助營運調(diào)度員制定線路車輛行車計劃和車輛停場計劃;輔 助派替人員生成車輛排班計劃、人員排班及輪休班計劃;輔助技術(shù)工程部制定車輛保養(yǎng)計 劃。其中系統(tǒng)需要實現(xiàn)排班計劃參數(shù)管理、固定計劃排班和即時調(diào)度排班;固定計劃排班主 要有人員排班計劃、車輛排班計劃、輪休班管理、行車計劃；即時調(diào)度排班是指自動生成行 車計劃表，如當運營車輛退出、運營車輛加入及出現(xiàn)短線快車調(diào)整時，系統(tǒng)能夠自動對行車 計劃表進行局部優(yōu)化調(diào)整，并自動提示調(diào)度員按照新的行車計劃發(fā)車，確保線路車輛均勻 運行，為乘客提供更好的服務，用戶體驗好，智能化程度高，投入成本低，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好且可 靠性高。智能行車計劃將指導各公交運輸企業(yè)運營生產(chǎn)的全過程，為提高公共交通的整體 服務水平提供了有力的依據(jù)，將大大提高對乘客的服務質(zhì)量，使乘客對公共交通感到方便 而且便捷，從而吸引更多的人乘坐公共交通，這既會解決大量的客流轉(zhuǎn)移對城市交通造成 的壓力，減少全社會的能源消耗，同時也會增加公交公司的營運收入。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)的行車計劃結(jié) 構(gòu)框圖；
[0024] 圖3是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)的公交車輛動 態(tài)調(diào)度策略原理圖；
[0025] 圖4是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)的低功耗藍牙 標簽的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖5是圖4的天線的匹配電路圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本發(fā) 明。
[0028]參照圖1，本實施例中的一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，包括 智能行車計劃排班系統(tǒng)、智能公交一體化終端、安裝在公交站臺的用于對公交站臺進行唯 一標識的站臺交通要素標識標簽以及安裝在公交車輛上的用于對公交車輛進行唯一標識 的車輛交通要素標識標簽，所述智能公交一體化終端分別與車輛交通要素標識標簽和站臺 交通要素標識標簽無線連接，所述智能公交一體化終端與智能行車計劃排班系統(tǒng)無線連 接。
[0029]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述智能行車計劃排班系統(tǒng)用于與智能公交一體化 終端進行數(shù)據(jù)交互后獲得用戶的實時位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)， 進而根據(jù)該實時位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)、客流數(shù)據(jù)獲取對應的調(diào)度服務推送信息并 推送到智能公交一體化終端；
[0030]所述智能公交一體化終端用于采集用戶周圍的站臺交通要素標識標簽信號和/或 車輛交通要素標識標簽信號，并與智能行車計劃排班系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互后將用戶的實時位 置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)反饋到智能行車計劃排班系統(tǒng)，進而接收 智能行車計劃排班系統(tǒng)根據(jù)該實時位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)返回 的出行服務推送信息并根據(jù)該出行服務推送信息對用戶進行公交乘車指導。
[0031] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述智能公交一體化終端，具體用于：
[0032] 采集用戶周圍的站臺交通要素標識標簽信號或車輛交通要素標識標簽信號，并通 過本地數(shù)據(jù)解析后用戶的實時位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)并反饋到 智能行車計劃排班系統(tǒng)，進而接收智能行車計劃排班系統(tǒng)根據(jù)該實時位置數(shù)據(jù)、行車排班 計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)返回的出行服務推送信息并根據(jù)該出行服務推送信息對用 戶進行公交乘車指導。
[0033] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述智能行車計劃排班系統(tǒng)由云端控制主機、公交 基礎信息數(shù)據(jù)庫、公交車輛動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫、行車計劃排班信息數(shù)據(jù)庫、客流信息數(shù)據(jù)庫以 及公交到站預測信息數(shù)據(jù)庫組成。
[0034] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，參照圖4,所述車輛交通要素標識標簽和站臺交通要 素標識標簽均采用采用低功耗藍牙標簽，包括低功耗藍牙通信模塊、鋰電池、防拆電路、按 鍵模塊以及天線，所述低功耗藍牙通信模塊分別與鋰電池、防拆電路、按鍵模塊、天線以及 智能終端連接。
[0035] 進一步，所述低功耗藍牙標簽采用防水、防塵的工業(yè)級外殼封裝。
[0036]按鍵模塊用于切換標簽工作模式，防拆電路用于檢測標簽的非正常拆卸、破壞，一 旦非正常拆卸或破壞可采用巡檢工具自動檢測出來。天線用于與外部藍牙設備例如智能終 端進行通信，采用2.4G sniffer天線，具體匹配電路如圖4所示。車輛電子標簽和站臺電子 標簽通過定時發(fā)射包含車輛編碼或站臺編碼的信息，智能終端可以實時讀取并識別到對應 的車輛或站臺。
[0037]低功耗藍牙通信模塊均是運行藍牙4.0及以上版本的協(xié)議，更低功耗。
[0038]本實施例中的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班方法，包括：
[0039] S1、實現(xiàn)行車計劃參數(shù)的管理，包括線路運營參數(shù)、車輛運營參數(shù)以及司機人員管 理參數(shù)的設定。這些參數(shù)用于指導生成行車計劃表，同時也作為行車計劃表是否滿足實際 運營需求的評定標準；
[0040] S2、根據(jù)線路運營時間參數(shù)、線路客流分布規(guī)律參數(shù)、線路運營車輛資源等條件生 成線路行車計劃。線路行車計劃按照車輛資源，將車位編號，生成線路車位行車計劃線路車 位行車計劃包括各車位運營的時間、任務計劃；
[0041] S3、每天將車輛分配給線路，車輛排班表中規(guī)定了在該線路行駛的各班次公共汽 車到達和開出各站的時間，行車間隔及換班或用餐時間等。車輛排班管理功能將生成線路 車輛排班表；
[0042] S4、指定線路車輛每天執(zhí)行的運營計劃，即運營車位，將實際車輛對應線路行車計 劃的車位上，同時線路車位計劃包括車輛發(fā)車順序以及車輛的營運時間、任務等運營計劃 要求；
[0043] S5、安排線路司機人員計劃，即將司機人員對應線路車輛資源，執(zhí)行車輛對應車位 的計劃；
[0044] S6、對指定線路指定日期的人員排班進行計劃，計劃指定日期內(nèi)，指定線路的車輛 的早班司機和晚班司機。人員排班表不能修改線路的車輛安排，只能指定線路的車輛的早 班司機和晚班司機；
[0045] S7、即時行車計劃管理主要根據(jù)線路運營車輛等情況實現(xiàn)線路即時行車計劃表； 主要當線路運營過程中發(fā)生車輛退出、車輛加入以及車輛短線快車時，能夠自動生成即時 行車計劃表，并自動提示調(diào)度按照即時行車計劃表執(zhí)行調(diào)度任務，更好的實現(xiàn)線路自動優(yōu) 化調(diào)度調(diào)整；
[0046] S8、停場計劃主要實現(xiàn)車輛出車、收車計劃，包括出車地點、時間以及收車地點、時 間。根據(jù)車輛的運營狀況，制定車輛保養(yǎng)計劃。
[0047] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述公交出行服務信息數(shù)據(jù)包括天氣信息、路況信 息、交通事故信息以及通知信息。
[0048]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做詳細說明。圖1是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下公 共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下公共交通智 能行車計劃排班系統(tǒng)的行車計劃結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下公共交通智 能行車計劃排班系統(tǒng)的公交車輛動態(tài)調(diào)度策略原理圖；圖4是本發(fā)明的一種云平臺環(huán)境下 公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)的低功耗藍牙標簽的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是圖4的天線的匹配電 路圖。
[0049] 實施例1
[0050] 參照圖1，本實施例中的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，包括智能 行車計劃排班系統(tǒng)、智能公交一體化終端、無監(jiān)督學習的公交客流出行、安裝在公交站臺的 用于對公交站臺進行唯一標識的站臺交通要素標識標簽以及安裝在公交車輛上的用于對 公交車輛進行唯一標識的車輛交通要素標識標簽，所述智能公交一體化終端分別與車輛交 通要素標識標簽和站臺交通要素標識標簽無線連接，所述智能公交一體化終端與智能行車 計劃排班系統(tǒng)無線連接。出行用戶可以以智能公交一體化終端為中介，與智能行車計劃排 班系統(tǒng)、車輛交通要素標識標簽和站臺交通要素標識標簽進行信息交互，感知周邊信息，結(jié) 合簡單的程序開發(fā)設置對應的便捷操作，則可方便出行用戶獲取所需的公交出行信息和服 務。
[0051]智能行車計劃排班系統(tǒng)由云端控制主機、公交基礎信息數(shù)據(jù)庫、行車計劃排班信 息數(shù)據(jù)庫、公交客流信息數(shù)據(jù)庫、公交車輛動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫以及公交到站預測信息數(shù)據(jù)庫 組成。
[0052]公交基礎信息數(shù)據(jù)庫為基于云服務的公交車輛數(shù)據(jù)、公交線路站臺數(shù)據(jù)、公交站 臺數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集、處理與存儲中心。云端控制主機可以根據(jù)智能公交一體化終端的用戶 請求推送公交靜態(tài)信息。公交基礎信息數(shù)據(jù)庫可直接選用已有的數(shù)據(jù)庫。
[0053]公交車輛動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫為基于云服務的公交車輛動態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集、處理與 存儲中心。公交車輛動態(tài)數(shù)據(jù)主要指公交的GPS數(shù)據(jù)、公交刷卡數(shù)據(jù)、進出站(報站)數(shù)據(jù)，以 及結(jié)合智能公交一體化終端采集的站臺交通要素標識標簽信號和/或車輛交通要素標識標 簽信號，經(jīng)融合處理后得到公交車輛動態(tài)位置數(shù)據(jù)。云端控制主機可以基于公交車輛動態(tài) 信息數(shù)據(jù)庫，根據(jù)智能公交一體化終端的用戶請求推送公交運行動態(tài)信息。公交車輛動態(tài) 信息數(shù)據(jù)庫可直接選用已有的數(shù)據(jù)庫。
[0054]行車計劃排班信息數(shù)據(jù)庫為基于云服務的行車計劃信息的數(shù)據(jù)收集、處理與存儲 中心。將行車計劃數(shù)據(jù)信息存儲在行車計劃排班信息數(shù)據(jù)庫中。云端控制主機可以基于該 數(shù)據(jù)庫，根據(jù)智能公交一體化終端的用戶請求推送行車計劃信息數(shù)據(jù)。行車計劃排班信息 數(shù)據(jù)庫可直接選用已有的數(shù)據(jù)庫。
[0055]公交客流信息數(shù)據(jù)庫為基于云服務的公交車輛數(shù)據(jù)、公交線路站臺數(shù)據(jù)、公交站 臺數(shù)據(jù)、公交站臺客流數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集、處理與存儲中心。云端控制主機可以根據(jù)智能公交 一體化終端的車輛調(diào)度請求推送公交調(diào)度靜態(tài)信息。公交客流信息數(shù)據(jù)庫可直接選用已有 的數(shù)據(jù)庫。
[0056]公交到站預測信息數(shù)據(jù)庫為基于云服務的公交到站預測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集、處理與 存儲中心?；诠卉囕v動態(tài)位置數(shù)據(jù)和公交線路基礎數(shù)據(jù)，可進行公交到站預測，公交到 站預測信息存儲在公交到站預測信息數(shù)據(jù)庫中。云端控制主機可以基于該數(shù)據(jù)庫，根據(jù)智 能公交一體化終端的用戶請求推送公交到站預測信息數(shù)據(jù)。公交到站預測信息數(shù)據(jù)庫可直 接選用已有的數(shù)據(jù)庫。
[0057]智能公交一體化終端所采用的操作系統(tǒng)為Linux操作系統(tǒng)。
[0058] 優(yōu)選的，智能公交一體化終端包括公交車載信息中心（型號:BUSBIC01)、車載司機 信息顯示屏（型號：BIC-P1201)、定位擴展盒（型號：BIC-D1101)(可選）、司機鍵盤（型號： PGJP-SABN1)、交通要素標識標簽(型號:DM-B1301)及配套線纜、安裝支架等構(gòu)成。公交車載 信息中心：負責核心業(yè)務處理;提供設備和功能擴展；智能公交一體化終端是集公交調(diào)度、 自動報站、信息服務、外設管理于一體的智能公交全業(yè)務終端，可為公交企業(yè)提供基于精準 數(shù)據(jù)的公交調(diào)度、車輛運營、精細化管理等服務，也可為乘客提供基于本地或者互聯(lián)網(wǎng)的信 息服務。集成WIFI、藍牙、GPRS、4G、GPS于一體的多模終端，同時滿足近場感知、短程通信和 遠程通信要求。
[0059] 本實施例的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，主要提供日常營運人 員制定相應的運營計劃，包括輔助營運調(diào)度員制定線路車輛行車計劃和車輛停場計劃;輔 助派替人員生成車輛排班計劃、人員排班及輪休班計劃;輔助技術(shù)工程部制定車輛保養(yǎng)計 劃。其中系統(tǒng)需要實現(xiàn)排班計劃參數(shù)管理、固定計劃排班和即時調(diào)度排班;固定計劃排班主 要有人員排班計劃、車輛排班計劃、輪休班管理、行車計劃；即時調(diào)度排班是指自動生成行 車計劃表，如當運營車輛退出、運營車輛加入及出現(xiàn)短線快車調(diào)整時，系統(tǒng)能夠自動對行車 計劃表進行局部優(yōu)化調(diào)整，并自動提示調(diào)度員按照新的行車計劃發(fā)車，確保線路車輛均勻 運行，為乘客提供更好的服務。
[0060] 實施例2
[0061 ]本實施例中的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班方法，包括：
[0062] S1、實現(xiàn)行車計劃參數(shù)的管理，包括線路運營參數(shù)、車輛運營參數(shù)以及司機人員管 理參數(shù)的設定。這些參數(shù)用于指導生成行車計劃表，同時也作為行車計劃表是否滿足實際 運營需求的評定標準；
[0063] S2、根據(jù)線路運營時間參數(shù)、線路客流分布規(guī)律參數(shù)、線路運營車輛資源等條件生 成線路行車計劃。線路行車計劃按照車輛資源，將車位編號，生成線路車位行車計劃線路車 位行車計劃包括各車位運營的時間、任務計劃；
[0064] S3、每天將車輛分配給線路，車輛排班表中規(guī)定了在該線路行駛的各班次公共汽 車到達和開出各站的時間，行車間隔及換班或用餐時間等。車輛排班管理功能將生成線路 車輛排班表；
[0065] S4、指定線路車輛每天執(zhí)行的運營計劃，即運營車位，將實際車輛對應線路行車計 劃的車位上，同時線路車位計劃包括車輛發(fā)車順序以及車輛的營運時間、任務等運營計劃 要求；
[0066] S5、安排線路司機人員計劃，即將司機人員對應線路車輛資源，執(zhí)行車輛對應車位 的計劃；
[0067] S6、對指定線路指定日期的人員排班進行計劃，計劃指定日期內(nèi)，指定線路的車輛 的早班司機和晚班司機。人員排班表不能修改線路的車輛安排，只能指定線路的車輛的早 班司機和晚班司機；
[0068] S7、即時行車計劃管理主要根據(jù)線路運營車輛等情況實現(xiàn)線路即時行車計劃表； 主要當線路運營過程中發(fā)生車輛退出、車輛加入以及車輛短線快車時，能夠自動生成即時 行車計劃表，并自動提示調(diào)度按照即時行車計劃表執(zhí)行調(diào)度任務，更好的實現(xiàn)線路自動優(yōu) 化調(diào)度調(diào)整；
[0069 ] S8、停場計劃主要實現(xiàn)車輛出車、收車計劃，包括出車地點、時間以及收車地點、時 間。根據(jù)車輛的運營狀況，制定車輛保養(yǎng)計劃。
[0070] 優(yōu)選的，步驟S1，包括：
[0071] S9、通過智能公交一體化終端采集周圍的公交站臺交通要素標識標簽信號，如果 穩(wěn)定采集到某個具體站臺交通要素標識標簽信號，則精確確定用戶當前在該站臺位置附 近；
[0072] S10、如果沒有采集到站臺交通要素標識標簽信號，則通過智能公交一體化終端采 集自身的定位信息，大概確定用戶的當前位置；
[0073] S11、在車輛移動行駛過程中，智能公交一體化終端實時采集周圍的站臺交通要素 標識標簽信號，結(jié)合自身的定位信息和站臺交通要素標識標簽信號，綜合確定車輛的當前 位置，實現(xiàn)精準定位和智能行車計劃排班。
[0074]優(yōu)選的，步驟S11，包括：
[0075] 1、模型設定
[0076] (1)線路上運營的車輛都被認為是全程車，即公共交通車輛只從起點站發(fā)車，經(jīng)過 各站后到達終點站；
[0077] (2)任一時刻到達各個站臺的人數(shù)之間是相互獨立的；
[0078] (3)單位時間內(nèi)到某一車站上、下車的人數(shù)是隨機的，并服從平均分布或泊松分 布；
[0079] (4)每位乘客上、下車的時間己記入公共交通車輛的營運時間（不再單獨考慮各站 乘客的上、下車所需時間）；
[0080] (5)不考慮公共交通車輛在運營過程中所遇到的紅、綠燈，交通阻塞等意外情況。
[0081 ] 2、基本數(shù)據(jù)
[0082] (1)車站標記：Si i = l，2,…，n
[0083] (2)站間距離(公里）：U i = l，2,…，11山=0,從第i-1站到第i站站間距離；
[0084] (3)站間行駛速度(公里/分鐘）：Vi i = l，2，"_，n，vi = 0
[0085] (4)從第i-1站到第i站站間行駛的平均速度；
[0086] (5)統(tǒng)計時段間隔(分鐘）：t，總時段數(shù):Q
[0087] (6)-個典型工作日各時段各站臺上、下車乘客的數(shù)量統(tǒng)計：
[0088] Uiq--第i站第q時段上車人數(shù)，q=l，2,…，Q，
[0089] Diq--第i站第q時段下車人數(shù):q = 1，2，…，Q;
[0090] (7)每輛公共交通車標準載客容量(人數(shù)）：B，上限:哀；
[0091] (8)乘客最長候車時間：f--時段，？--時段。
[0092] 3、乘客上、下車模型
[0093] (1)站間行車時間（分鐘）：
[0094] 第i-1站到第i站站間行車時間(包括在第i站的停車時間）；
[0095] (2)首站發(fā)車時間表:T=(To，Tr"，Tk'"，Tm)
[0096] 其中：TO:第一輛車到達起點站S1的時間，
[0097] Tk:第k輛車駛離起點站S1的時間，k = 1，2~m
[0098] Tm:最后一輛車離開起點站S1的時間， n
[0099] Tki :第k輛車離開第i站的時間，乙=A + L勺
[0100] 全天第i站的有效侯車時間為=
[0101 ]公共交通車輛線路運營的工作時間為：[To,Tm+h]，
[0102]全天共發(fā)行車輛總數(shù)為m。
[0103] (3)上、下車人數(shù)分布
[0104] 假設乘客每一站每一時段上、下車人數(shù)服從等概率分布，
[0105] 則:lMt)-一為t時刻之前到第i站要上車總?cè)藬?shù)之和函數(shù)，
[0107]
[0108] x<t^2x
[0109] (Q-2)x<t^(Q-l)2x n.
[oho] (Q-^y<i^Qr ~Zr / +r/
[0111] Di(t)一一為t時刻之前在第i站下車總?cè)藬?shù)之和函數(shù)，
[0113] Ti^t^T
[0114] x<t^2x
[0115] (Q-2)x<t^(Q-l)2x n
[0116] (Q-^<t<QT-Y.Tj + Ti M
[0117] PU.dk,t)--第K輛車離開第i站后，間隔t分鐘在第i站要上車的人數(shù)，
[0118] PUi(Tk,t)=Ui(Tk+Ti+t)-Ui(Tk+Xi),
[0119] PD.dk.t)--第K輛車離開第i站后，間隔t分鐘在第i站要下車的人數(shù)，
[0120] PDi(Tk,t)=Di(Tk+Ti+t)-Di(Tk+Xi)
[0121] B.dk.t)一一第K輛車發(fā)出后，間隔t分鐘從始發(fā)站所發(fā)的第i+1輛車離開第i站時， 車上所要載客的人數(shù)
[0122] ^(7；，/) = E(^;(7；./)-f>D;(7；,/))
[0123] 4、公交運輸企業(yè)利益模型
[0124] 由于公交運輸企業(yè)的利益主要表現(xiàn)在每輛參與營運的車輛上，所以，主要分析所 發(fā)出的每趟車的效益，而每趟車的效益又具體表現(xiàn)在以下幾方面：
[0125]第K趟車的載客總?cè)藬?shù)Nk--各站上車人數(shù)之和，
[0126] Nk=tn!扒J.、 ^ ，
[0127]每輛車的客運能力： N'-l
[0128]
[0129]第K趟車的客運量Wk-一離開各站后，車上乘客人數(shù)乘以到下一站之間的距離之 和。
[0130] %-=2(7；,小乙,+1
[0131]第K趟車的滿載率ak--第K趟車的客運量除以每輛車的客運能力，
[0133]第K趟車離開第i站時的載客率akl-一為離開第i時車上人數(shù)除以標準載客人數(shù)：
[0135] 第K趟車的車票收入Ak(元）
[0136] (1)、按人頭收費一一載客總?cè)藬?shù)乘以票價n(元/人）
[0137] Ak = NkXq
[0138] (2)、按里程收費一一客運量乘以票價y(元/人，里）
[0139] 5、乘客的利益模型
[0140] 乘客的利益主要體現(xiàn)在兩方面：
[0141] 候車時間：如果公交運輸企業(yè)承諾:平峰時乘客的等待時間不超過r，高峰時乘客 的等待時間不超過？。乘客的候車時間若在此范圍之內(nèi)，則乘客被認為是滿意的。公交運輸 企業(yè)為了實現(xiàn)自已的承諾，在制定發(fā)車時間表時，是可以做到的。若公交車在行駛的過程 中，因外界因素造成乘客的候車時間過長，則乘客不被認為對公交運輸企業(yè)不滿意。
[0142] 乘客乘車的舒適度：當乘客所乘的車輛上的人數(shù)不超過標準載客人數(shù)時，乘客被 認為是舒適的，其不舒適度為0。若第K趟車離開第i站到第i+1站之間運行時，車上的人數(shù)超 過標準載客人數(shù)，則被認為是不舒適的，其不舒適度ft-:為超載人數(shù)除以載客上限與標準載 客量的差再乘以％。
[0143] 貝 1J:
B SO i = 1,2,??,/? -1
[0145]第K趟車的不舒適度為
[0147] 為站間的不舒適度乘以站間距離除以線路里程再乘以％。
[0148] 整條線路的不舒適度為各趟車的不舒適度之平均值
[0150] 6、線路上站點設置
[0151 ]公交線路上最優(yōu)的站點設置有兩種情況：
[0152] 第一、公交線路上只設有起點站和終點站，公交車的發(fā)車只取決于起點站的人數(shù) 是否達到標準載客人數(shù)。
[0153] 第二、公交線路上雖然設置了多個站點，但是，公交車在起點站發(fā)車時，車上人數(shù) 就已達到標準載客人數(shù)，隨后各站的上、下車人數(shù)完全相等，終點站全部下車，此兩種情況， 公交公司都可以保證利用最小的配置獲取最理想的收益。若車上人數(shù)出現(xiàn)超載，盡管當時 收入增加，但乘客感覺擁擠，降低了乘客乘坐公交車的信心，對公交公司的長期利益隕害比 較大，不認為是公交公司最理想的收益。事實上，上述兩種理想的站點設置，在城市運營的 公交線路上幾乎不可能實現(xiàn)。這樣對線路上站點的設置就要進行合理性評估。
[0154] -般情況下，城市里運營的公交線路上都設置有許多站點，這些站點大致可分為 三類第一類上車人數(shù)絕對大于下車人數(shù)的站點第二類上車人數(shù)和下車人數(shù)基本接近的站 點；第三類，上車人數(shù)絕對小于下車人數(shù)的站點。各類站點之間應相互緊鄰，且第一類站點 應集中在起點站附近，第三類站點應集中在終點站附近，第二類站點應分散在中間各站。
[0155] 第i站的凈上、下車人數(shù)為UDi: U, =fMq - dJ t{Uiq-Dig)>0
[0156] UDt=l 1 D，-2(d, ￡K-dJ<() q={
[0157] 起點站的合理性--起點站的上車人數(shù)除以各站凈上車人數(shù)之和再乘以％，
[0159]終點站的合理性一一終點站的下車人數(shù)除以各站凈下車人數(shù)之和再乘以％，
[0161]其它各站的合理性：
[0163]整條線路站點設置的合理性一為各站點設置的合理性這平均值
[0165]公共交通線路運營過程的動態(tài)行為，公共交通車輛在首站按發(fā)車時刻表發(fā)車，自 始發(fā)站乘客上車，經(jīng)區(qū)間運行，中途各站乘客上下車，直至終點站乘客全部下車，公共交通 車輛將乘客運送到各自的目的地。在各車站，乘客不斷地隨機到達，等待上車；當公共交通 車輛到站時，乘客上下車。根據(jù)客流量的時間分布，在不同時段可采用不同的發(fā)車間隔，由 此可使客流量較大的時段其車流密度也較大。如此公共交通車輛按設定方案發(fā)車運行，乘 客在不同時段以不同的客流密度隨機到站乘車，便形成了實時的動態(tài)的公共交通車輛運營 的全過程。采用遺傳算法來解決行車計劃排班的關(guān)鍵問題，具體如下：
[0166] 公共交通行車計劃排班的目的是確定最優(yōu)或近似最優(yōu)的運營車輛的發(fā)車時間表， 公交運輸企業(yè)的車隊按照該時間表發(fā)車能夠達到最高的運營效率和服務水平，為了便于驗 證比較，選廣州市公交555線路運營車隊作為排班對象，不失一般性，只考慮下行線路，即要 優(yōu)化555線路車始發(fā)站的發(fā)車時刻表。設首班車發(fā)車時刻為早上6點整，末班車發(fā)車時刻為 11點整，所有運營車都在整分鐘時刻發(fā)車，一天之內(nèi)的總班次為M，總時間為17小時，即1020 分鐘。
[0167] 用表示第輛運營車發(fā)車時刻距首發(fā)時刻的時間，以分鐘為單位，則決策變量可表 示:X=[xl，x2,…，xn]T，根據(jù)其物理意義可知，優(yōu)化問題的約束條件如下： A砭名且尤，> 0，其中= 1，2，…，饑
[0168] < Xi - Qt ^ - 3GG (4) i、，、< ..r2 < …<: …
[0169]滿足上述約束條件的X的集合記為R。通過尋優(yōu)找到了最優(yōu)或近似最優(yōu)解X，可以得 到公交車隊的發(fā)車時刻表。
[0170]遺傳算法應用于行車計劃排班具有很好的效果，能夠在計劃排班優(yōu)化問題的巨大 搜索空間中可靠地找到近似最優(yōu)解。在具體運算過程中，對客流出行時間分布的設置具有 很大的假定性，同時，認為公交車輛勻速行駛也不符合實際情況。但是，從遺傳算法的演算 過程中可以看出，算法的收斂性并不依賴于乘客的分布形式或者道路的通行狀況。因此在 實際應用過程中，只要客流出行分布和道路情況能夠準確地提供，通過遺傳算法的實現(xiàn)，就 能夠得出結(jié)果。
[0171]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為 本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，其特征在于:包括智能行車計 劃排班系統(tǒng)、智能公交一體化終端、安裝在公交站臺的用于對公交站臺進行唯一標識的站 臺交通要素標識標簽以及安裝在公交車輛上的用于對公交車輛進行唯一標識的交通要素 標識標簽，智能公交一體化終端分別與車輛交通要素標識標簽和站臺交通要素標識標簽采 用無線方式連接，智能公交一體化終端與智能行車計劃排班系統(tǒng)采用無線方式連接;所述 智能行車計劃排班系統(tǒng)由云端控制主機、公交基礎信息數(shù)據(jù)庫、公交車輛動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫、 行車計劃排班信息數(shù)據(jù)庫、客流信息數(shù)據(jù)庫以及公交到站預測信息數(shù)據(jù)庫組成;所述車輛 交通要素標識標簽和站臺交通要素標識標簽均采用低功耗藍牙標簽，所述低功耗藍牙標簽 包括低功耗藍牙通信模塊、鋰電池、防拆電路、按鍵模塊以及天線，所述低功耗藍牙通信模 塊分別與鋰電池、防拆電路、按鍵模塊、天線以及智能公交一體化終端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，其特征在于： 所述智能行車計劃排班系統(tǒng)用于與智能公交一體化終端進行數(shù)據(jù)交互后獲得車輛的實時 位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)，進而根據(jù)該實時位 置數(shù)獲取對應的調(diào)度服務推送信息并推送到智能公交一體化終端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班系統(tǒng)，其特征在于： 所述智能公交一體化終端用于采集用戶周圍的站臺交通要素標識標簽信號和車輛交通要 素標識標簽信號，并與智能行車計劃排班系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互后將車輛的實時位置數(shù)據(jù)、行 車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)反饋到智能行車計劃排班系統(tǒng)，進而接收智能行車計 劃排班系統(tǒng)根據(jù)該實時位置數(shù)據(jù)、行車排班計劃數(shù)據(jù)和公交站臺客流數(shù)據(jù)返回的調(diào)度服務 推送信息。4. 一種云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班方法，其特征在于:步驟如下： 51、 實現(xiàn)行車計劃參數(shù)的管理，包括線路運營參數(shù)、車輛運營參數(shù)以及司機人員管理參 數(shù)的設定;這些參數(shù)用于指導生成行車計劃表，同時也作為行車計劃表是否滿足實際運營 需求的評定標準； 52、 根據(jù)線路運營時間參數(shù)、線路客流分布規(guī)律參數(shù)、線路運營車輛資源條件生成線路 行車計劃;線路行車計劃按照車輛資源，將車位編號，生成線路車位行車計劃線路車位行車 計劃包括各車位運營的時間、任務計劃； 53、 每天將車輛分配給線路，車輛排班表中規(guī)定了在該線路行駛的各班次公共汽車到 達和開出各站的時間，行車間隔及換班或用餐時間；車輛排班管理功能將生成線路車輛排 班表； 54、 指定線路車輛每天執(zhí)行的運營計劃，即運營車位，將實際車輛對應線路行車計劃的 車位上，同時線路車位計劃包括車輛發(fā)車順序以及車輛的營運時間、任務運營計劃要求； 55、 安排線路司機人員計劃，即將司機人員對應線路車輛資源，執(zhí)行車輛對應車位的計 劃； 56、 對指定線路指定日期的人員排班進行計劃，計劃指定日期內(nèi)，指定線路的車輛的早 班司機和晚班司機;人員排班表不能修改線路的車輛安排，只能指定線路的車輛的早班司 機和晚班司機； 57、 即時行車計劃管理主要根據(jù)線路運營車輛情況實現(xiàn)線路即時行車計劃表;主要當 線路運營過程中發(fā)生車輛退出、車輛加入以及車輛短線快車時，能夠自動生成即時行車計 劃表，并自動提示調(diào)度按照即時行車計劃表執(zhí)行調(diào)度任務，更好的實現(xiàn)線路自動優(yōu)化調(diào)度 調(diào)整； S8、停場計劃主要實現(xiàn)車輛出車、收車計劃，包括出車地點、時間以及收車地點、時間； 根據(jù)車輛的運營狀況，制定車輛保養(yǎng)計劃。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班方法，其特征在于： 所述步驟S6與S7之間還包括:智能公交一體化終端將接收的數(shù)據(jù)中心的計劃排班信息實時 地反饋到智能行車計劃排班系統(tǒng)，智能行車計劃排班系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的計劃排班信息后 推送到智能公交一體化終端進行實時顯示與跟蹤。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的云平臺環(huán)境下公共交通智能行車計劃排班方法，其特征在于： 所述公交出行服務信息數(shù)據(jù)包括天氣信息、路況信息、交通事故信息以及通知信息。
【文檔編號】G08G1/00GK105913653SQ201610494099
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】陳深進, 張傳春, 薛洋
【申請人】華南理工大學