基于智能公交调度管理系统研究

辛运霞   翟秀丽  翟文胜 

（郑州交通职业学院 郑州 450000）

摘要：随着交通压力的加大，车辆调度管理系统需要不断发展。兼于公交公司与乘客两方面利益的考虑；当乘客到达站点，乘客可以通过按钮面板按动目的地对应的按钮，数据传输到公交调度中心，实时统计各个站牌旅客的数量；调度中心随时调用比较合适的车辆尽快到达公交站牌，从而使公交车辆运营效率最高，达到公交车辆正点运行，乘客等待时间最短，达到资源优化配置；车辆智能调度管理系统完成对移动车辆的监控、管理、调度和日常的数据管理功能。对司机进行公平考核打分。该系统是一个创新。

关键词：车辆管理调度系统；全球定位系统；通信协议

Abstract: With the increasing pressure of traffic, vehicle scheduling management system needs to continue to develop. And passengers in the bus company and the two interests, when the passengers reach the site, passengers can press the destination button, the data transmitted to the bus dispatch center, real-time statistics the number of passengers each bus stop. More appropriate to call the dispatch center at any time the vehicle as soon as possible to reach a bus schedule, so that the operational efficiency of public transport vehicles highest public transport vehicles running on schedule, the shortest waiting time of passengers to reach optimal allocation of resources. Intelligent vehicle scheduling management system to complete the mobile vehicle monitoring, management, scheduling and daily data management functions. A fair assessment of the drivers rate. The system is an innovation.
Key words: vehicle management dispatch system; global positioning system; communication protocol

中图分类号:（ TP216）　　　文献标识码:（A）

1引言

当前交 通运输体系智能化、信息化已成为21世纪现代化交通运输体系的

发展方向；加快智能化、信息化发展步伐，将是实现交通运输业可持续发展、缩小国家差距、与国际接轨、提高行业竞争力重要环节^{[1] [2 ]}。因此，对城市公交车辆合理优 化配置，使交通资源效率达到最大化具有重要的意义^[3]；因此对公交车辆智能管理调度系统的研究^{[4] [5 ]}。

2车辆管理调度系统

该系统的实现是将先进的GPS卫星定位技术、电子信息技术、数据通讯传输技术等有效的集成运用于地面运输车辆管理体系中；调度中心可随时掌握车辆的运行情况，进行合理调 度系统功能具体主要表现为如下几个方面:1．车辆定位查询2．实时调度3.记录4.查询。

2.1系统结构框图

图1车辆调度管理系统框图

车辆调度中心是综 合的信息管理和对车辆的实时调度运营；调度管理分为动态调度和静态调度：动态调度是对已经发出的公交车实时调度到达需要去的站牌，静态调度是面对当时乘客的数量，需要对总的公交车辆的运行分配；信息管理分为乘客信息和公交车辆信息。调度中心可以实时对乘客的数量和公交车路线运行情况给以明细。

3全球定位系统（GPS）

该系统是以卫星为平台的无线电导航定位系统。这样公交车辆的实时定位成为现实；全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时功能。原理实质上就是测量学的空间测距定位。这样、车辆调度中心对公交车的实时调度成为现实。

4系统的硬件

4.1车载系统电路

车载硬件电路由液晶显示模块、GPS接收机、GPS手机模块、CF卡

存贮器以及主控电路组成，如图1所示:

图2车载系统框图

该部分是车载核 心控制单元，包括微控制器和在线可编程器件器件等；微控制器是车载该单元的核心器件，它控制、协调和管理各个功能模块的工作。CF卡实现动态数据存储功能。

4.2 RS—485方式构成的多机通信原理
　　在多机串行通信系 统中，一般采用主从式结构；乘客站牌作为分立从机节点， RS－485构成的多机通信系统框图，如图3所示：

图3　采用RS－485构成的多机通讯原理框图

为了防止干扰，在总线末端串联一个匹配电阻；可以吸收总线上的反射信号，以保证信号干净、无毛刺；匹配电阻的大小和总线的阻抗相近。　　

当总线上无信号时，其处于悬浮状态，易受干扰；将总线上差分信号的正端A⁺和+5电源之间接一个10K电阻；正端A⁺和负端B^-间接一个10K电阻；负端B^-和地间接一个10K电阻，组成一个电 阻网络；当总线上无信号传输时， 端A⁺的电平约3.3V，端B^-的电平约1.5V，从而增加了总线抗干扰的能力。

4.3　协议设置
　　RS－485方式是半双工，收发共用同一信道；在任意时刻只允许单向；要求总线上呼叫信号发送完毕，单机才能应答；要求在时序上配合得当；要做到总线时序上的严格配合，必须遵守以下要求：

　　4.3.1当复位时，主从机都应该处于接收状态。

　　芯片SN75176的发送和接收功能转换是由芯片的 DE ，RE^*端控制的。RE^*，DE都为高电平时，SN75176发送状态；RE，DE都为低电平时，SN75176处于接收状态。一般使用单片机的一根口线连接RE^*，DE端。当上电复位时，单片机各端口复位后处于高电平状态，此时就会使总线上各个分机处于发送状态，加上上电时各单元电路的不稳定，可能向总线发送信息。因此，如果用一根口线作接收和发送控制信号，应该把口线反向后接入SN75176的控制端，使上电时SN75176处于接收状态。上电时或正式通讯前，要对串行口做几次空操作，清除端口的非法数据和命令。

　　4.3.2 控制端RE^*，DE的信号的脉冲宽度应该大于接收和发送一帧信号的宽度。

在RS－485半双工通讯中，因为SN75176的发送和接收都由同一器件完成，且发送和接收使用同一物理链路，必须把控制信号进行切换。控制信号什么时间为高电平，什么时间为低电平，通常参考单片机的TI，RI信号。

发送时，检测一下TI是否建立起来，当TI为高电平后关闭发送功能转为接收功能；接收时，检测RI是否建立起来，当RI为高电平后，接收完毕，又可以转为发送。

4.3.3 总线上各分机的发送控制信号在时序上完全隔开

　　为了保证发送和接收信号的完整和正确，避免总线上信号的碰撞，对总线的使用权必须进行分配才能避免竞争，连接到总线上的单机，其发送控制信号在时间上要完全隔离。

　　总之，发送和接收控制信号应该足够宽，以保证完整地接收一帧数据，任意两个单机的发送控制信号在时间上完全分开，避免总线争端。

5系统软件设计

5.1车载系统发射和接收的程序流程图如图3所示

图4程序流程图

《初始化程序》           《发送程序 》      《接收程序》

COMN：ANL PCON ,#7FH       SEND: CLR T1        REPT:CLR RI

MOV SCON,#50H               MOV A,@R1          MOV A,SUBF

MOV TMOD,#20H               MOV SBUF,A         MOV @R,A

MOV TH1,#0E8H               RET                RET

SETB TR1

SETB EA

SETB ES

RET 

开机上电，系统进行初始化，包括各功能模块的初始化、串口初始化和定时器初始化。各功能模块的初始化是为了它们能够按照指定的模式工作。串口初始化要把串口设置成GSM模块和GPS接收机相同的接收和发送方式。公交管理信息界面

系统的界面设计，除了要满足系统的功能要求和性能要求外，还要尽可能的实用、友好，以方便系统使用者尽快的熟悉并使用。便于智能公交调度信息系统的信息调度管理。

5.2管理员界面

公交公司的管理员需要通过密码进入系统，方能对系统的各个选项进行操作，包括对调度选择和客流数据的录入、站点的设置、乘客信息的修改、报表生成等操作，其界面及操作界面如图4。

图5  车辆的信息界面

6总结

伴随城市化的加快，实现公交调度信息系统的智能化已经提上日程。该系统的创新设计是当今的一个新成果，近年来该技术前景发展广阔。

参考文献

[1]夏丹.基于地理信息系统的rrs中城市公交智能查询系统的研究与设计:(硕士学位论文

沙:长沙理工大学，2006,10-21.

[2]曹更新.公共交通调度管理智能决策系统研究:(硕士学位论文).成都:四川大学，2004,24-35.

[3]边明远，陈思忠，罗汉军.智能交通系统(工TS)及其发展.武汉汽车工业大学学报，2001， 167一174.

[4]习石峻.智能公交调度系统的优化研究与实现:(硕士学位论文).济南:山东大学，2005,167-178.

[5]李威武.城域智能交通系统中的控制与优化问题研究:(博士学位论文).杭州:浙江大学，2003,197-205.

第二篇：GPS智能公交调度监控管理系统简介

目 录

一、系统概述 ……………………………………………………1

二、系统方案组成……………………………………………………2

2．1系统架构…………………………………………………3

2．2车载终端…………………………………………………4

2．3 LCD调度屏………………………………………………7

2．4电子站牌及始末站调度牌………………………………8

2．5 软件系统………………………………………………10

三、系统总述…………………………………………………………11

公交智能营运调度技术方案

一、方案概述

公交智能营运调度系统主要由智能车载终端、调度后台系统、电子站牌等部分组成，实际应用时还要用到GPS卫星网络系统和移动运营商的无线网络系统。

智能车载终端安装在公交车上，能实时接收并处理调度中心发出的信息，并可以与后台管理中心进行双向信息交流。同时，车载终端系统还会对车辆速度、行车线路、停靠站点等进行智能监控，当某些参数超过标准值时，终端系统会自动报警，司机可采取相应措施，使公交车更加安全可靠。同时，后台中心能掌握路上运行车辆载客量、速度、停靠、等各种情况信息，可根据车辆位置速度等因素预计出车辆到站时间、距离等，并将这些预报信息通过GPRS发送到各电子站牌显示出来，乘客通过电子站牌可清楚了解等车情况，极大方便了乘客，提高了公交服务质量。

后台系统可将电子地图、公交线路网分别或同时，全部或局部显示在屏幕上，通过操作可以在电子地图上选取车辆并显示此时车辆的运行状态、速度、方向、线路号、车牌号码、车型等；可以在公交线路网络上查询任何一条线路的情况，如线路的总长度、站点设置的数量、站点地理位置、站名、每部车辆在线路中的位置、行驶方向、发车时间、末班车时间等；可以向车辆发送指令信息，如：越站、加速、减速等待等等。指令信息的发送可以通过车载终端液晶汉字显示，亦可通过GPRS无线通讯网络发送，无线通讯可群呼、单呼、并为双向信息传输；后台管理中心和二级管理站备有车辆报警紧急自动提示功能，可使车辆在出现问题时能及时得到解决；后台记录数据库，出具各种运营报表。 2

二、系统方案

2．1系统架构

本系统的硬件网络结构如图二所示：

从图中可以看到，整个系统是个集中式数据处理系统，从物理上看可以分为总调度中心、分调度中心、车载设备三级，其中车载设备通过无线网络直连集中式总调度中心，由总调中心统一存储整个系统的数据，方便集中保存集中管理的优势。而为了适应有些远程分公司分调度的需求，系统支持分调度中心的模式，分调中心只作为业务中心，并不承担系统数据处理中枢的功能

3

2．2车载终端（外形见附图1）

附图1：车载终端外形图

车载终端是安装在公交车上的现场设备，其处理性能的高低直接关系到系统的功能。

2．2．1车载终端技术参数

● 数据传送最大速率：9.6-4.2kb/s(GPRS)；

● GPS参数：冷启动时间 ≤120秒

热启动时间 ≤30秒

目标速度 0—545米/秒

定位精度 ≤15M(SA OFF RSM 95%)；

● 外设端口：3路开关信号输入口；

1路双声道音频输入输出口；

4路RS232数据通信口；

2路485数据通信口；

● 发射功率：≤

2W;

4

● 工作电压：+12--24VDC（适应范围8--40VDC）； ● 外形尺寸：185MM×158MM×48MM

● 重 量：825g

● 工作条件：工作温度 -15--60℃，

相对湿度 <95%不冷凝；

大气压力86kPa—106kPa

2．2．2车载终端功能

● 定位功能：二十四小时服务，被定位车辆经纬度、行驶速度、精确时间、方向等可在中心电子地图上显示出来。定位信息的上传间隔可由中心来控制。

● 通讯功能：具备GPRS(或CDMA)的通讯功能，能与监控中心进行双向的信息传输。

● 跟踪功能：中心可随时根据要求跟踪指定车辆，轨迹可在中心实时显示；在车辆被盗抢报警后，服务中心能自动跟踪报警车辆。

● 智能调度功能：配合后台软件，根据公交智能调度模型，能实现自动及手动调度功能。能存储后台中心发送的50条以上信息。

● 免提电话功能：能够与中心语音通话，以实现电话调度功能；当进行通话的时候，车辆与后台软件的数据通信的数据先存放起来，待通话结束后，再把积累下来的数据进行相互交互；当文字调度无应答时，采用语音调度。

● 防破坏功能：检测到电源被切断时，系统会向中心报警。 ● 紧急报警功能：在紧急状态下，按下隐藏的报警开关，车载系统自动向服务中心发送报警信号，直至中心收到应答为止。 ● 越界报警功能：系统可根据用户要求设置车辆行驶范围，超出该范围系统会自动向中心报警。

5

● 分段超速报警功能：按照不同线路所经线段的情况设置不同速度限制，当车辆超速时可采用提示音、文字显示等方式不断提醒司机，同时向中心进行报警。

● 甩站越站上报功能：当公交车出现甩站越站情况时，车载机自动上报后台中心。

● 行驶记录存储/补报功能：当与中心网络不通时，能存储行驶数据，当网络恢复时，可将行驶记录传回中心。也可以根据要求间隔实现数据存储，服务中心可以根据需要遥控车载机发回数据。

● 自动报站功能：当车辆进入站台一定的区域时，车载机会自动发回到站数据到监控中心，同时进行语音自动报站。

● 乘客关怀服务：通过按键，司机可以方便的提醒顾客注意拐弯、防止被盗等服务。

● 快捷键功能：车载机能充分定义各种快捷键，以适应公交应用特点。

● 远程监听功能：后台中心可根据需要远程监听现场情况。 ● 实时拍照功能：可定义拍照间隔，拍照的相片实时传回后台中心。

● 数据确认功能：从调度监控中心发送数据到车载终端时，车载终端会向控制中心发送已收到信息的确认信息，以保证数据传输的正确性。当向控制中心发送信息失败时，能将信息保存在终端内的缓存中，以一定的时间间隔向控制中心重发该数据。 ● 在线设置参数功能：中心可以通过GPRS无线网络远程对车载机实现参数设置。

● 能存储公司线路的资料，包括上下行方向的站点资料、报站语音提示、调度指令分类信息等，并指示车辆的当前运行线路。 ● 外设接口功能：预留接口用于与公交IC卡POS机、车内 6

显示屏、电子路牌、行车记录仪、客流统计仪等。

2．3 LCD调度屏（外形见附图2）

附图2：LCD调度屏外形图

LCD调度屏是系统与司机之间的人机对话设备，由一个LCD点阵液晶显示屏、16个操作按键、一个音频输入输出口及一个接触式IC卡读卡器组成。

2．3．1 LCD调度屏技术参数

● 数据通信口：RS232；

● 人机界面：LCD屏显示分辨率192×64

操作按键 16个

● 工作电压：+12--24VDC（适应范围8--40VDC）； ● 外形尺寸：180MM×105MM×30MM；

● 重 量：375g；

● 工作条件：工作温度 -15--60℃；

相对湿度 <95%不冷凝；

大气压力86kPa—106kPa；

2．3．2 LCD调度屏功能

7

● 文本显示功能：能将后台发送过来的中文文本显示出来，还可显示实时的位置、车速、时间、超速提示、站点名称等。

● 司机签到功能：提供接触式IC卡，司机能方便快捷的完成签到、交班等操作。

● 发送状态功能：通过按键，可向管理控制中心发送诸如发车、载客、空闲、回程、故障等短信息，中心收到后能自动应答。

● 语音通话功能：提供音频插口，接入MIC和喇叭可进行前后台的语音通话。

● 报站信息显示及手动操作功能：能实时显示到站或下一站等报站信息，通过按键可完成相关的手动操作功能。

2．4电子站牌及始末站调度牌

公交电子路牌

电子站牌安装在各主要公交站点，它本身能显示文字、简单

图形，也能进行字幕叠加及上下滚动、左右移动、旋转等多种特 8

技处理显示。电子站牌本身带有GPRS无线通讯功能，可通过调度系统后台实现显示屏远程播放与控制，可显示车辆到站距离、预计时间等信息，具有日期、时间显示功能。

始末站调度牌亦带有GPRS无线通讯功能，可通过调度系统后台实现显示屏远程播放与控制，用于对始末站的车辆的发车提示，可显示发车时间、车辆号等相关信息。

2.5软件方案

本系统的硬件网络结构如图三所示。

整个应用系统采用三层架构，支持C/S和B/S模式，对于总调中心和分调中心实时性、交互性要求高的部分采用三层C/S架构，以提高处理效率；对于其他一些实时性要求不高交互性较少的应用例如远程查车之类的应用则采用B/S架构。

这种软件架构下，配合整个硬件网络系统，整个系统的稳定性安全性达到商用最高的级别—C2级，系统防病毒、防攻击能力非常强。

附录1：超速报警查询报表附录 2：车辆资料报表

附录3：运营路签日报表（司机） 附录4：准点率考核报表

9

附录5：车辆运行数据栏

附录6：自动排班实时营运状态

附图3：车辆运行轨迹回放图：

三．系统总述

KLTITS-08公交智能管理系统在公交企业的应用，使公交公 10

司可以及时掌握车辆运行状态，实施车辆的科学调度，可随时了解车辆状况，及时解决许多问题。不仅使司机的操作变得更加简单，而且数据统计将更加及时、准确，乘客也可获得更加优良的服务。总之，该系统的应用，在改变落后的运营管理和调度模式、实现公交资源的最优配置、提升公交服务水平、提高公交企业效益、吸引乘客等方面成效显著。

公交智能管理系统意义：

过程信息化、路单电子化、考核科学化、调度智能化运行正点化、配置合理化、报警及时化、监测实时化、报站自动化维管智能化、运管科学化、分配合理化、客服自动化、决策科学化 公交智能管理系统功能

1基础数据信息、运营数据管理、系统参数管理

2车辆定位监控：实时定位、电子地图、直线图示、车辆监控、报警处理、轨迹回放

3线路站点管理 ：全自动报站、站点管理、线路管理、分段限速、分段限时、自动电子站牌

4场站管理：进出场站记录、进出场站限制、异常进出场站 5调度管理：行车排班计划、发车调度管理、行车调度管理 6现场图片上传/现场监听

8自动投诉系统

9 IC卡系统管理

10后台远程管理

11运营分析报表

车辆超速统计、车辆超时统计、车辆偏离线路统计、赖站情况统计、场站归场未归明细统计、单车营运情况统计、行车时刻记录、车辆运行日报表、车辆里程统计表、驾驶员/售票员/车辆资料表、调度指令查询、上传下发短消息明细等、 11

车辆趟数统计、车辆进出站统计、车辆行车计划表、车辆排班计划、下发文件查询统计、报警情况统计

二00九年九月九

12