北京市公共交通智能化调度管理系统的建设与开发

大数据 云计算数码世界 P.148基于大数据的智能化公交实时调度和管理技术研究朱涛 柳旭滨 孙宏飞 孔利媛 北京易华录信息技术股份有限公司摘要：针对公交行业存在的运营管理水平较低、车辆投放不均匀、服务质量监管不到位等问题，研发采用云计算和大数据的虚拟化、分布式存储和计算等先进技术与应用模式，与智能化公交调度业务相结合，实现公交运营和调度的精细化管理。

通过在全国大中型城市的应用，为其公共交通管理、缓解交通拥堵，重大活动的安全保障提供有力技术支撑。

关键词：云计算 大数据 公共交通 智能化调度和管理引言为缓解城市日趋严重的交通拥堵和由此带来的环境污染，国家大力发展公交都市，推进和落实公交优先和科技建设，尽管我国城市公交调度管理取得一定进展，但公交行业仍存在运营管理水平较低、车辆投放不均匀、服务质量监管不到位等问题，这已成为影响公共交通发展的突出矛盾，主要是信息采集不全和信息数据分析水平不到位，导致运营管理和公交调度尚未达到精细精准水平。

因此需要提升我们的管理系统，实现实时准确高效稳定的综合交通运输管理，挖掘城市公共交通资源最大潜能。

1 研究背景当前，公交调度和管理系统逐渐呈现多种问题，主要体现在：数据源体量巨大；产生数据种类多样且类型复杂；数据信息传递与运算程度较低。

而云计算和大数据技术为智能化公交调度系统的升级提供了技术环境，它具备海量多类型数据的运算处理能力、众多用户的实时信息服务、动态的负载平衡能力成为解决困扰公交智能化调度问题的主要途径，将实现公交实时调度管理系统作为研究的主要内容。

本研究有利于落实精细化公交调度管理，使公交运营企业合理投放运力资源；有利于公众获得及时准确的公交运行动态的信息需求；有利于政府监管部门在恶劣天气条件下、发生重特大道路交通事故、重大堵情、重大活动等情况下，实施点对点、点对面、点对线扁平精确指挥。

2 国内外研究现状目前，美国、日本是智能公交的主要研发与应用国家。

美国在2010年新发布《美国ITS战略计划2010-2014》，主要内容涵盖7大领域，其中包括公共交通运营系统，如公交终端的信息显示，公共交通和事故管理等系统结合起来进行部署、管理与控制。

2020年8月21日，国务院国资委下发了“关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知”，指明了国有企业数字化转型工作的方向。

“十四五”国家经济将进入高质量发展的关键时期，数字经济也将成为发展的新引擎。

北京公交作为首都最大的地面公共交通运输企业，迫切需要通过数字化转型升级企业管理效能、提升企业服务水平。

按照中央、北京市明确的数字化发展新方向，北京公交集团对企业数字化转型发展提出了新要求，云计算、大数据、移动互联网、物联网、第五代移动通信技术、人工智能等技术的逐步成熟，为北京公交集团数字化转型升级提供了技术基础。

北京公交集团迫切需要从信息化向网络化、数字化、智能化方向发展，不断强化基础设施建设、提升信息基础能力，推进数据资源整合和深度开发，为企业和谐、安全运行，打造成为优秀的“城市客运出行综合服务商”提供坚实的数字化、智能化保障。

基于此，关于城市公交企业的数字化转型、智能化发展思考如下。

1 明确目标，加快推进1.1 做好数字化转型升级顶层设计（1）开展数字化转型升级顶层设计及总体规划工作。

结合北京公交集团企业运行状况，对标兄弟城市先进经验，运用数字化前沿技术和数字化架构理念，量身打造业务数字化转型升级规划，开展深入细致的业务流程规划及设计，梳理应用架构、数据架构、技术架构，完成数字化治理机制总体设计和数据治理机制设计，指导北京公交数字化转型升级路径和项目群任务。

（2）同步强化业务管理的数字化转型。

以数字化转型升级理念为指引，描绘企业运行、业务功能、流程、组织架构，形成企业核心业务人、车、线、站的有效互动，实现业务与技术的“双轮驱动”、现实世界与虚拟世界的“数字孪生”，为北京公交集团未来5-10年持续开展的数字化转型升级打牢根基。

（3）开展信息人才队伍建设。

培养一批数字化转型升级、数字化治理管理人才，梳理总结并形成适用于公交企业运行特点的数字化转型升级与治理的经验和方法。

1.2 夯实两大基础底座打造“云平台、数据湖”两大基础底座，提高计算、存储、网络底层资源的易扩容和高稳定性，支撑业务应用开发、数据共享服务和展示。

北京智慧交通建设方案一、现状分析北京作为我国的首都和国际化大都市，交通状况复杂。

机动车保有量持续增加，道路资源有限，公共交通系统承载压力大，交通拥堵问题突出。

同时，交通管理手段相对滞后，智能化水平有待提高，交通信息的发布和共享不够及时和精准。

二、建设目标1、提高交通运行效率，减少拥堵时间，提升道路通行能力。

2、优化公共交通服务，提高公交出行的吸引力和满意度。

3、增强交通安全管理能力，降低交通事故发生率。

4、实现交通信息的实时、准确采集和共享，为市民提供便捷的出行服务。

三、具体措施1、智能交通基础设施建设（1）完善交通监测设备，如高清摄像头、雷达等，实现对道路流量、车速、路况等信息的全面实时监测。

（2）推进智能信号灯系统建设，根据实时交通流量自动调整信号灯时长，提高路口通行效率。

（3）在道路上设置智能诱导标识，为驾驶员提供实时的路况和导航信息。

2、公共交通智能化（1）推广公交电子站牌，实时显示公交车辆的到站时间和运行状态。

（2）优化公交调度系统，根据客流情况动态调整公交车辆的发车频率和线路。

（3）建设地铁智能安检和售检票系统，提高乘客通行效率。

3、交通大数据平台建设（1）整合各类交通数据，包括道路交通、公共交通、停车等数据，建立统一的交通大数据平台。

（2）通过大数据分析，挖掘交通规律，为交通规划、管理和决策提供科学依据。

4、智能停车管理（1）建立智能停车诱导系统，引导驾驶员快速找到空闲停车位。

（2）推广无感支付停车，提高停车缴费的便捷性。

（3）鼓励共享停车，提高停车位的利用率。

5、智能交通执法（1）利用电子警察、卡口等设备，实现对交通违法行为的自动抓拍和处罚。

（2）加强对重点路段和区域的交通监控，及时发现和处理交通拥堵和事故。

6、交通信息服务（1）开发交通出行 APP，为市民提供实时路况、公交地铁信息、出行规划等服务。

（2）通过广播、电视、互联网等多种渠道，及时发布交通信息，引导市民合理出行。

四、保障措施1、加强组织领导，成立智慧交通建设领导小组，统筹协调各项工作。

城市交通公共交通智能化调度系统建设方案第1章项目背景与意义 (4)1.1 城市交通现状分析 (4)1.2 公共交通智能化调度需求 (4)1.3 项目建设目标与意义 (4)第2章公共交通智能化调度系统总体设计 (5)2.1 系统架构设计 (5)2.1.1 基础设施层 (5)2.1.2 数据层 (5)2.1.3 服务层 (5)2.1.4 应用层 (5)2.1.5 展示层 (5)2.2 技术路线与标准规范 (5)2.2.1 技术路线 (5)2.2.2 标准规范 (6)2.3 系统功能模块划分 (6)2.3.1 实时监控模块 (6)2.3.2 调度管理模块 (6)2.3.3 预测分析模块 (6)2.3.4 安全管理模块 (6)2.3.5 信息发布模块 (6)2.3.6 数据管理模块 (6)2.3.7 用户服务模块 (6)2.3.8 系统管理模块 (6)第3章数据采集与处理 (7)3.1 数据来源与类型 (7)3.1.1 数据来源 (7)3.1.2 数据类型 (7)3.2 数据采集技术与方法 (7)3.2.1 数据采集技术 (7)3.2.2 数据采集方法 (7)3.3 数据处理与分析 (8)3.3.1 数据预处理 (8)3.3.2 数据分析 (8)3.3.3 数据可视化 (8)第4章乘客需求分析与预测 (8)4.1 乘客出行特性分析 (8)4.1.1 出行目的 (8)4.1.2 出行时间分布 (8)4.1.3 出行空间分布 (8)4.2 乘客需求预测方法 (9)4.2.1 经典预测方法 (9)4.2.2 机器学习预测方法 (9)4.2.3 深度学习预测方法 (9)4.3 预测结果与应用 (9)4.3.1 预测结果展示 (9)4.3.2 预测结果应用 (9)4.3.3 预测结果评估与调整 (9)第5章调度策略与算法 (9)5.1 调度策略概述 (9)5.2 车辆调度算法设计 (10)5.2.1 车辆调度目标 (10)5.2.2 车辆调度算法 (10)5.3 线路调度算法设计 (10)5.3.1 线路调度目标 (10)5.3.2 线路调度算法 (10)第6章智能调度中心建设 (11)6.1 调度中心硬件设施 (11)6.1.1 硬件架构 (11)6.1.2 服务器及网络设备 (11)6.1.3 存储设备 (11)6.1.4 安全设备 (11)6.1.5 调度台及辅助设备 (11)6.2 调度中心软件系统 (11)6.2.1 软件架构 (11)6.2.2 数据采集与处理 (11)6.2.3 智能调度 (11)6.2.4 监控与报警 (11)6.2.5 统计分析 (12)6.3 调度中心运行管理 (12)6.3.1 运行管理制度 (12)6.3.2 人员培训与管理 (12)6.3.3 系统维护与升级 (12)6.3.4 应急预案 (12)第7章公交车辆智能化改造 (12)7.1 车载设备选型与安装 (12)7.1.1 设备选型 (12)7.1.2 设备安装 (12)7.2 车载信息采集与传输 (13)7.2.1 信息采集 (13)7.2.2 信息传输 (13)7.3 车辆智能调度功能实现 (13)7.3.1 车辆运行状态监控 (13)7.3.3 车内视频监控 (13)7.3.4 驾驶员行为分析 (13)7.3.5 智能调度策略 (13)第8章系统集成与测试 (14)8.1 系统集成策略与方法 (14)8.1.1 集成策略 (14)8.1.2 集成方法 (14)8.2 系统测试与调试 (14)8.2.1 测试目标 (14)8.2.2 测试内容 (14)8.2.3 调试方法 (15)8.3 系统验收与交付 (15)8.3.1 验收标准 (15)8.3.2 验收流程 (15)8.3.3 交付内容 (15)第9章项目实施与运营管理 (16)9.1 项目实施组织与进度安排 (16)9.1.1 实施组织架构 (16)9.1.2 进度安排 (16)9.2 运营管理模式与策略 (16)9.2.1 运营管理模式 (16)9.2.2 运营策略 (16)9.3 项目评估与优化 (17)9.3.1 项目评估 (17)9.3.2 优化措施 (17)第10章项目效益与风险分析 (17)10.1 项目经济效益分析 (17)10.1.1 投资回报分析 (17)10.1.2 成本效益分析 (17)10.1.3 潜在经济效益 (17)10.2 项目社会效益分析 (18)10.2.1 提高公共交通服务水平 (18)10.2.2 优化城市交通结构 (18)10.2.3 促进节能减排 (18)10.3 项目风险识别与管理 (18)10.3.1 技术风险 (18)10.3.2 政策风险 (18)10.3.3 市场风险 (18)10.3.4 运营风险 (18)10.3.5 财务风险 (18)第1章项目背景与意义1.1 城市交通现状分析我国经济的快速发展和城市化进程的推进，城市交通需求持续增长，交通拥堵、空气污染和出行效率低下等问题日益严重。

公交系统中的信息管理系统——智能公交车辆调度系统【摘要】简单介绍公交系统中常见的信息管理系统及其功能，并对智能公交车辆调度系统的系统结构、工作流程、工作方式、系统功能等进行介绍，以加深大家对智能公交车辆调度系统的了解。

【关键词】智能公交车辆调度信息系统结构流程公交系统中的信息管理系统是按部门和操作者的权限来控制功能模块的访问和操作，把信息数据建立在数据服务器的大型数据库中，通过客户/服务器的数据访问方式，部门工作站用各部门的实用子管理系统建立各部门的信息数据记录，对已输入的记录可进行有条件的快速查询的信息系统。

公交系统中常见的信息管理系统包括以下子系统：营运和统计信息管理系统，智能公交车辆调度系统，物资材料管理系统，车辆维护保修管理系统，公交车报站系统，公交监控系统，中国城市公交信息查询系统，广告媒体播放显示管理系统等。

以下是公交系统中各个子系统功能的详细说明1、营运和统计信息管理系统公交公司的主营业务是营运，这里将营运管理和综合统计放在一个子系统中，就是因为二者密不可分的关系，营运管理和综合统计组成一个信息数据环流，这一环流运行在公交的信息网络中，系统和管理信息由集团公司下行到分公司，再到路队；路队的营运和统计数据上行到分公司，再到集团公司；集团根据以往的统计结果和技术发展方向，结合公司的整体发展规划制订下一步的管理运营计划，启动新的一轮循环。

营运和统计信息管理系统分为三个独立的子系统，它们是集团公司营运统计管理系统、分公司营运统计管理系统和路队营运统计管理系统，三个独立的子系统都包括系统管理、营运管理和综合统计的功能。

2、物资材料管理系统物资材料管理系统是为公交集团的物资管理公司提供信息服务的系统。

物资材料管理系统包括：物资档案管理、物资采购入库管理、物资库存管理、物资领用出库管理、物资财务管理。

该系统的应用，对于用户解决企业管理系统数据收集准确性问题，提高企业信息化水平，全面提高企业管理效率，降低整体管理费用有很大的帮助。

城市公共交通智能调度系统设计与实施策略第1章引言 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (3)1.3 国内外研究现状 (4)第2章城市公共交通概述 (4)2.1 城市公共交通体系 (4)2.1.1 公共交通构成要素 (4)2.1.2 公共交通服务类型 (5)2.1.3 发展现状 (5)2.2 公共交通调度与管理 (5)2.2.1 公共交通调度内涵 (5)2.2.2 公共交通调度目标 (5)2.2.3 公共交通调度方法 (5)2.3 智能调度系统的优势 (6)第3章系统需求分析 (6)3.1 功能需求 (6)3.1.1 车辆调度管理 (6)3.1.2 乘客信息查询与导乘服务 (6)3.1.3 数据分析与决策支持 (6)3.2 非功能需求 (7)3.2.1 可靠性 (7)3.2.2 功能 (7)3.2.3 可扩展性 (7)3.2.4 安全性 (7)3.3 用户需求分析 (7)3.3.1 公交公司 (7)3.3.2 乘客 (7)3.3.3 管理部门 (7)第4章系统总体设计 (7)4.1 设计原则与目标 (7)4.1.1 设计原则 (7)4.1.2 设计目标 (8)4.2 系统架构设计 (8)4.2.1 系统总体架构 (8)4.2.2 系统模块划分 (9)4.3 关键技术研究 (9)4.3.1 公共交通数据采集与处理技术 (9)4.3.2 智能调度算法 (9)4.3.3 大数据挖掘与分析技术 (9)4.3.5 信息安全技术 (9)第5章数据采集与处理 (9)5.1 数据采集技术 (9)5.1.1 采集目标与内容 (9)5.1.2 采集方法 (10)5.1.3 数据传输 (10)5.2 数据处理与分析 (10)5.2.1 数据预处理 (10)5.2.2 数据分析 (10)5.3 数据存储与管理 (10)5.3.1 数据存储 (10)5.3.2 数据管理 (10)5.3.3 数据共享与交换 (11)第6章调度策略与算法 (11)6.1 公交线路优化策略 (11)6.1.1 线路优化目标 (11)6.1.2 线路优化方法 (11)6.2 车辆调度算法 (11)6.2.1 车辆调度目标 (11)6.2.2 车辆调度方法 (11)6.3 乘客需求预测 (11)6.3.1 乘客需求预测目标 (11)6.3.2 乘客需求预测方法 (12)6.3.3 乘客需求预测模型评估 (12)第7章智能调度系统模块设计 (12)7.1 车辆监控模块 (12)7.1.1 功能概述 (12)7.1.2 设计内容 (12)7.2 调度决策模块 (12)7.2.1 功能概述 (12)7.2.2 设计内容 (13)7.3 信息发布与交互模块 (13)7.3.1 功能概述 (13)7.3.2 设计内容 (13)第8章系统集成与测试 (13)8.1 系统集成技术 (13)8.1.1 集成框架设计 (13)8.1.2 数据集成 (14)8.1.3 服务集成 (14)8.1.4 应用集成 (14)8.2 系统测试方法与策略 (14)8.2.1 测试方法 (14)8.2.2 测试策略 (14)8.3.1 功能测试结果 (15)8.3.2 功能测试结果 (15)8.3.3 安全测试结果 (15)第9章实施策略与推广 (16)9.1 项目实施计划 (16)9.1.1 实施目标 (16)9.1.2 实施阶段 (16)9.1.3 实施时间表 (16)9.1.4 资源配置 (16)9.2 技术推广与培训 (16)9.2.1 技术推广 (16)9.2.2 培训工作 (16)9.2.3 培训内容 (16)9.3 风险评估与应对措施 (16)9.3.1 风险评估 (17)9.3.2 应对措施 (17)第10章总结与展望 (17)10.1 研究成果总结 (17)10.2 不足与改进 (17)10.3 未来研究方向 (18)第1章引言1.1 研究背景我国城市化进程的加快，城市公共交通系统在国民经济和市民日常生活中扮演着越来越重要的角色。

智能交通系统的设计与研发随着社会的不断发展和城市的不断扩张，交通更加复杂化，交通安全等问题也日益突出。

因此，智能交通系统的设计与研发成为了现代交通领域亟待解决的难题。

智能交通系统是一种结合了信息与通信技术的高新技术应用，是城市智能化建设的重要组成部分，能够有效地优化交通管理、提高交通效率、减少交通事故、改善人民出行体验等方面起到了不可忽视的作用。

一、智能交通系统的概述智能交通系统是一种利用计算机、通信技术、控制技术、传感技术等高新技术，对不同交通系统之间的信息进行交换和处理，以达到交通流量控制、路况监测、自动驾驶等多种应用的交通管理系统。

智能交通系统是交通领域的高端技术，被广泛应用于各种交通场景，例如城市道路、高速公路、地铁、机场、车站、港口等。

智能交通系统可分为以下几个部分：1、交通信息采集：通过摄像头、雷达、传感器等设备来采集交通信号和数据，例如监测车流量、车速、车道占有情况、违规行为等信息。

2、交通信息处理：将采集到的交通信息进行处理，例如算法计算、模型拟合、标准化等，为下一步决策提供有效的数据支持。

3、交通路网优化：通过交通信息处理，对交通路网进行优化和分析。

例如道路拥堵情况下的调度、路线规划、信号灯控制等。

4、交通管理平台：交通管理平台是交通系统管理的核心。

平台能够集中管理各种交通设备，整合不同厂商的设备，提高设备的使用效率，方便平台操作人员进行管理和控制。

5、车载与行人设备：除了在交通设施和路网管理中采取相应措施，智能交通系统也需要在车辆和行人使用方面得到应用。

二、智能交通系统的应用场景智能交通系统可以应用于各种不同的场景，例如：1、城市道路交通：智能交通系统利用了最新的技术在城市道路交通管理中，例如识别车牌、卡口监控。

2、公共交通：公共交通系统中的智能信息处理将公共汽车、地铁等交通方式与路线规划相结合，提供了便捷的出行体验。

3、机场和港口：智能交通系统在机场和港口方面应用较多，例如自动化值机、机器人导航、行李追踪等应用。

公交智能调度系统的设计与开发马自强【摘要】近年，随着我国公共交通的迅猛发展，公交公司对公交车辆的管理难度却越来越高。

如何管理庞大数量的车辆以及如何安排错综复杂的线路，就成为了公交公司的当务之急。

通过对公交公司运营模式的理解，进行了系统的需求分析，并按照功能将系统划分为“车辆运营计划生成”、“车辆发车调度”、“统计报表查询”、“基础信息管理”、“系统角色维护”五个功能模块。

公交智能调度系统采用 B/S 开发模式，根据对系统整体架构的设计，系统采用目前JAVA WEB项目中普遍使用的企业级框架SSH（Struts + Hibernate + Spring），完成了系统中不同层次间的集成。

通过使用公交智能调度系统，公交调度人员只需要录入一次排班时刻表和轮换规则等数据，则可让系统自动生成每天的车辆计划，调度员无需在每月末集中安排下月的车辆计划。

同时，本系统会自动记录车辆每天的运营情况并进行数据汇总，省去了调度员计算运营数据的工作，大大降低了其工作强度。

本系统的应用也大大降低了公交公司对纸张的需求，形成无纸化办公，这不仅降低了成本，也间接地进行了环境的保护。

%In recent years, It becomes more and more difficult for public transportation companies to manage the public traffic vehicles with the fast development. How to manage the huge amount vehicles and intricate traffic routes has been the urgent affairs for public transportation companies. The system was devided into 5 function modules—“schedule generation”, “departure dispatch”, “statistic report inquiry”, “basic information management” and “system roles maintenance”—through understanding the mode of public transportation companies’ operation and analysis of the demands. The system utilisedB/S developing mode. According to the design of overall structure, the system used en-terprise framework SSH (Struts + Hibernate + Spring), which is utilised normally in JAVA WEB projects nowadays and help to combine different level of the system. Public transport intelligent dispatching system can generate daily vehicles schedules automatically after dispatcher inputs the schedule and rotation rules for one time, and there is no need to ar-range next month’s schedule at the end of the month. Meanwhile, the system will record and summarize everyday's op-erational data automatically, thus lower the workload of management officers. The system can also decrease the public transportation companies' demand for paper, forms paperless office which not only reduces cost but also protects the environment indirectly.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2016(037)011【总页数】6页(P41-46)【关键词】公交智能调度;无纸化办公;JAVA WEB;SSH框架【作者】马自强【作者单位】天津市通卡公用网络系统有限公司，天津市 300384【正文语种】中文【中图分类】TP311本文著录格式：马自强. 公交智能调度系统的设计与开发[J]. 软件，2016，37（11）：41-46随着我国对公共交通行业的大力发展，我国各个城市的公共交通能力有着大幅度的提高，这其中的一个表现就是公交车数量已有显著的提升。

Java语言开发的智能化公交系统设计与实现随着城市化进程的不断加快，公共交通系统在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

为了提高公交系统的效率、便捷性和智能化水平，Java语言作为一种强大而灵活的编程语言，被广泛应用于公交系统的设计与实现中。

本文将探讨如何利用Java语言开发智能化公交系统，以提升城市公共交通服务水平。

1. 智能调度算法在智能化公交系统中，调度算法是至关重要的一环。

通过Java语言实现智能调度算法，可以根据实时路况、乘客需求等因素，合理安排车辆的运行路线和班次，从而最大程度地提高运输效率。

常见的调度算法包括最短路径算法、遗传算法等，这些算法可以通过Java语言进行高效实现并与系统其他模块进行无缝集成。

2. 实时数据处理与分析智能化公交系统需要实时监控车辆位置、乘客上下车情况等数据，并进行实时处理与分析。

Java语言具有优秀的并发处理能力和丰富的数据处理库，可以帮助开发人员快速构建高效的数据处理与分析模块。

通过实时数据处理与分析，系统可以及时调整运行策略，提升运输效率和服务质量。

3. 乘客信息管理与服务优化智能化公交系统还需要管理乘客信息，并根据乘客需求进行个性化服务优化。

Java语言提供了丰富的图形界面开发工具和数据库连接技术，可以帮助开发人员构建友好的乘客信息管理界面，并实现个性化服务推荐功能。

通过乘客信息管理与服务优化，系统可以更好地满足乘客需求，提升用户体验。

4. 车辆状态监控与维护智能化公交系统需要对车辆状态进行实时监控，并及时进行维护保养。

Java语言可以通过硬件接口编程和远程监控技术，实现对车辆状态的监控和异常报警。

同时，Java语言还可以帮助开发人员设计车辆维护计划和保养策略，延长车辆使用寿命，降低运营成本。

5. 用户端APP开发与智能导航为了提升用户体验和便捷性，智能化公交系统通常配备有用户端APP。

Java语言可以帮助开发人员快速构建跨平台的用户端APP，并集成智能导航功能。