公交车调度优化模型

公交车调度优化模型（精选6篇）

篇1：公交车调度优化模型

基于NSGA算法的公交车辆调度优化模型

宋晓鹏，韩印，姚佼

（上海理工大学 管理学院，上海200093）

摘要：公交车辆调度方案的优化对于提高公交服务水平，促进公交事业的快速发展至关重要。在乘客与公交公司利益博弈的基础上，基于极小极大思想，考虑公交车车辆容量的限制及城市道路信号控制的干扰因素建立公交发车间隔优化模型，并利用非支配排序遗传算法（NSGA）进行模型的求解。以河南省焦作市的公交线路为例进行验证，优化结果显示乘客的平均等车时间相对减少48.3%，公交车的全日平均满载率下降了3.8%，公交服务水平有所改善。

关键词：城市公交；发车间隔；等车时间；非支配排序遗传算法 中图分类号：U491 文献标志码：A Based on the NSGA Bus Scheduling

Optimization Model of the Algorithm SONG Xiao-peng, HAN Yin, YAO Jiao(Business School，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China)Abstract: Optimized buses scheduling scheme is essential to improve transit service levels and promote rapid development of public transport.On the basis of the interests of game between passengers and the bus company, considering bus vehicle capacity constraints and confounding factors of urban road signal control, we have built the bus departure interval optimization model based on the Minimax ideas , and then use the non-dominated Sorting Genetic Algorithm(NSGA)to solve the model.Illustrated by the case of bus lines in Jiaozuo,Henan Province, the transit service levels have been improved with the optimization results show that the average waiting time of passengers relative reduced by 48.3% and buses full day average load factors fell by 3.8%.Key words: urban public transport;departure interval;waiting time;non-dominated sorting genetic algorithm

优先发展城市公共交通是提高交通资源利用效率、缓解交通拥堵的重要手段。作为城市交通的主要通行方式，公共交通服务水平与居民出行需求和城市交通运行状态息息相关。优化发车间隔是公交调度的主要技术手段。准确和高效率的发车调度对提高公交线路的服务能力，减少居民的出行延误，提高乘客满意度有着重要意义。Huisman[1]等提出了用于描述多场站调度问题的动态模型，并应用“聚类再生成”启发式算法，基于数学规划模型得出优化的结果，但对公交车容量未作考虑。孙芙灵[2]根据乘客需求来确定发车间隔，用数学规划的思想建立调度模型，并用时间步长法、等效法进行求解，得出仿真结果，但对公交公司利益 收稿日期：2013-08-08

基金项目：上海市一流学科资助项目（S1201YLXK）；国家自然科学基金资助项目（51008196）第一作者：宋晓鹏（1987-），男，硕士研究生.研究方向：智能交通、交通规划与管理.E-mail：songxiaopeng208@163.com 通讯作者：韩印（1964-），男，教授.研究方向：智能交通、交通规划与管理.E-mail：hanyin2000@sina.com 考虑不足。陈芳[3]根据客流变化规律，对发车间隔采用多时段处理思想，建立了以乘客与公交企业运营费用最小为目标的公交车辆调度模型，对于信号控制的干扰没有进行考虑。刘志刚等[4]根据区域公交调度模型，把公交车容量作为理想状态，不受信号控制的干扰,建立了公交调度系统双层规划模型。本文综合考虑乘客与公交公司利益，并基于极小极大思想，考虑公交车车辆容量的限制及城市道路信号控制的干扰因素建立公交发车间隔优化模型，并利用非支配排序遗传算法（NSGA）进行模型的求解。优化模型的建立

1.1 模型假设

公交车辆的运营受很多因素的影响，本文为建立公交调度优化模型作出以下假设： a.线路上的公交车辆为同一型号，公交车会按照调度表准时到站和出站； b.全程票价统一；

c.公交车辆行驶过程中不存在阻塞现象及突发情况，且公交车之间依次行进，不存在超车及越站现象；

d.各站点乘客上下车的时间、公交车在各站点停留时间均被考虑在公交车的平均速度之内；

e.仅考虑沿线信号延误干扰，沿线交叉口具有相同的信号延误； f.各交叉口有足够大的通行能力，仅考虑单行方向公交车运行。1.2 模型的构建

公交车运行调度模型的建立是一个复杂过程，根据极小极大思想，为使服从相同规律的受控群体的性能指标在总体上最小，其充分条件就是使群体中性能指标值最大的个体值最小。作为乘客希望获得便捷、舒适、车辆间隔小、等待时间短的公交服务，这样势必造成空驶率过高，并且公交公司的利益得不到保证而影响其服务质量。而公交公司希望发车间隔增大，发车次数少且载客量大，以获取更大利益，这与乘客的需求相违背。因此，综合考虑公交公司与乘客的利益，使乘客最大广义费用最小及公交公司最大广义费用最小。

minC(f)maxminB(f)maxs.t1fM

(1)式中，M为公交车的最大发车间隔，为一正常数；f为发车间隔，f∈整数，min；C(f)为在时间段T内，乘客的广义费用，元；B(f)为在时间T内，公交公司广义费用，元。

在时间段T内出行者的广义费用

C(f)=FW(f)+1Fin2FT

(2)式中，δ为与乘客有关的时间费用转化系数；FW(f)为乘客等车时间，min；γ1为相对于等车时间费用的在车时间费用权重系数；γ2为相对于等车时间费用的换乘惩罚费用权重系数；Fin为与在车时间相关的费用；FT为与换乘相关的惩罚费用。

关于乘客等车时间有

FW(f)Sn

(3)式中，FW(f)为所有出行者等待时间，min，n为所有等待的乘客数量，人次；S为乘客等待时间的均值，min。

对于某一站点，记W(t)为在t时刻在节点等待的乘客数量，等待的乘客包含在下一辆车到达之前陆续来到站点做等待的乘客及在上一运次滞留的乘客。t时刻为某一公交车进站时刻。并且设定公交车的容量为C，则在该站点，乘客上车的数量为P(t)。

其中W(t)CO(t)W(t)P(t) 其中W(t)CO(t)CO(t)式中，O(t)为在某站点处，公交车上已有的乘客数量。

(4)对于滞留的乘客，其需要在等待下一运次才能乘上公交车，假定不存在3次等车，而保证一定的服务标准。对于滞留的乘客需要再次等待一个ti时间才能上车。若对于上一时刻存在乘客滞留，则滞留人数为D(t-ti)。

D(tti)W(tti)CO(tti)

(5)(6)ti=f+dj

jI式中，ti为相邻运行公交的平均车头时距，min；d在T时间段内，公交车由于遇到交叉口信号控制的干扰引起的平均延误，min；dj为公交车所遇到某一交叉口j引起的平均延误；I为公交车所沿该线路中交叉口数量，I∈整数。

由于公交车按照行车时刻表运营，因此，乘客到达公交站点会产生等车时间，根据Bowman等[5]提出的等车时间模型，乘客期望等待时间的均值为

E(t)H2(1CV)2(7)式中，E(t)为乘客期望等车时间，min；H为平均车头时距，min；CV为车头时距协变参数。

如果排除外界干扰，公交车平均车头时距应与发车间隔相等。由于公交车运行受交叉口信号控制的干扰，车头时距发生波动，则平均车头时距为ti。

Hti

(8)而对于t时刻，等候车辆的总人数为n，引起乘客等待公交车的状态有m种，分别为没有滞留的乘客平均等待时间和滞留乘客平均等待时间这两种方案，即m=2。根据熵权决策法原理[6]得出乘客等待时间的均值。

Sw1E(t)w2[E(t)tj]出行者等待时间

j=1,2,3……n

(9)式中，w1为没有滞留的乘客等待时间权重；w2为滞留乘客等待时间权重。

FW(f)Sn

(3)由于乘客在车时间只与路段的不同而不同，因此定义在车时间费用是只与路段相关的常数。对于惩罚费用同样与发车频率无关，取决于路段，同样可以作为常数处理[7]。对于在车时间费用与惩罚费用相应权重可以通过实际调查统计得到[8]。在时间T内，相应公交车运营的广义费用为

B(f)=3BF(f)+（1-3)BV(f)

(10)式中，γ3为公交公司所支出的固定费用的相应权重；BF(f)为在时间T内公交公司所支出的固定费用，元；θ为每公里运营费用(与百公里燃油有关)，元/km；BV(f)为在时间T内与发车间隔相关的公交车辆行驶里程，km。

其中固定费用主要包含公交车的保养维修费用、公交公司的管理费用及员工工资在T时间段内[9]。可得到相应固定费用

BF(f)=N(Bse+Bm+Bw)

(11)式中，Bse为在T时段内，平均每辆车的保养维修费用，元；Bm为在T时段内平均每辆车的管理费用，元；Bw为在T时段内相对于每辆车的人均工资费用，元。

在T时间段内运营了N辆车

TNf所有车辆行驶里程

(12)式中，N为一整数，运算中中括号为取整运算，表示N为不超过T/f的最大整数。

BV(f)=v[T(T-f)+(T-2f)++(T-(N-1)f)]2NTN2fNf =v()2

(13)式中，v为公交车的平均行程速度，在某条干线上为一常数，km/h。

公交车辆的运行势必受到红绿灯的干扰而影响正常运营，为保障公交车服务标准，相邻运行中的公交车车头时距因交叉口信号干扰需保持在一个发车间隔内。公交车遇到交叉口引起的延误是随机的[10]，因而根据Miller提出的随机延误理论。

d=2Q(1-g/c)[c(1-g/c)+o]2(1-q/s)qexp[-1.33sg(1-x)x]Qo=2(1-x)

(14)式中，d在T时间段内，公交车由于遇到交叉口信号控制的干扰引起的平均延误，min；c为周期时长，min；g为有效绿灯时长，min；x为饱和度；q为到达率；QO为平均饱和排队车辆数，辆。

公交车遇到交叉口引起的总的延误满足如下约束

d

jjI(15)基于公交公司与出行者综合广义费用最小。公交车发车间隔与信号控制之间存在相互影响，交通信号控制影响着车头时距的波动程度，约束发车间隔的确定；发车间隔的合理性又反映了信号控制的优化程度，信号控制得以优化可减少公交车运行时由于交叉口的干扰引起的延误，提高通行能力。则根据以上分析，建立如下公交车运行调度模型

minC(f)maxminB(f)maxs.t1fM

(16)

djIj

乘客广义费用和公交公司的广义费用这些目标并不是彼此独立，二者耦合在一起，互为矛盾，互为竞争。某子目标的改善可能引起其它子目标性能的改变，而同时使所有子目标达到最优往往是不可能的。要找到这些目标的最佳设计方案，就要解决多目标与多约束的优化问题，即多目标优化[12]。对于模型的求解引进非支配排序遗传算法(NSGA)。

可以定义为在一组约束条件下，极小化这两个目标函数[13]，令[C(f)]max=u1(X)，[B(f)]max=u2(X)，形式如下：

min[u1(X),u2(X)]gj(X)0j1,2,……J s.th(X)0k1,2,……Kk束。

(17)其中X=（f1,f2,……fp）是一个p维向量，ui(X)是目标函数，i=1,2。gj(X)和hk(X)为系统约NSGA是基于对个体的几层分级实现的。在选择执行前，群体根据支配与非支配关系来排序，所有非支配个体被排成一类，这些被分级的个体共享它们的虚拟适应度值。然后忽略这组已分级的个体，对种群中的其它个体按照支配与非支配关系再进行分级，该过程继续直到群体中的所有个体被分级。在NSGA中对每个局部的Pareto曲面（线）上的所有个体分别采用适应度共享策略，有利于保持群体多样性，可以克服超级个体的多度繁殖，防止早熟收敛。根据关志华[14]对于非支配排序遗传算法算子分析，参数选取分别为：交叉概率取0.8；共享半径取0.05；变异概率取0.00。算法流程如图1[13]所示。

开始进化代数GA=0初始化种群i=1种群全部分离是根据虚拟适应度进行复制否识别非支配个体指定虚拟适应度值交叉GA=GA+1变异应用于适应度共享小生境i=i+1进化数GA大于最大代数终止

图1 NSGA算法流程图 Fig.1 NSGA flow chart 实例分析

由式（9）知乘客的平均等待时间与发车间隔具有一定的关联性。此外，董强[15]等对公交车调度问题研究表明发车间隔与公交车的满载率相关，由于车次与发车时刻一一对应，而车辆的队列顺序是不发生改变，因而对所需车辆进行统一标号后，则对每一车次，与其对应的车辆编号是确定的，我们直接对第k次车进行考察，公交车全日平均满载率如下：

S=(k,)/(TNA)kTdayA

=(k,)/()fk(18)λS为公交车全日平均满载率；μ为某一站台；λ(k,μ)为第k次车离开第μ站时的全日平均满载率；TN为一天单程所发的车次总数；μA为单程站台总数；Tday为公交车全日运行时间。

选取河南省焦作市具有代表意义的5条公交线路，分别为21路、9路、13路、17路、14路。乘客平均等待时间能够直观地反映乘客的出行利益，公交车辆全日平均满载率能够衡量车辆的利用程度，反映了公交公司的利益，因此以乘客平均等待时间和全日平均满载率作为评价指标，进行相关的调查分析。经实地调查，上述模型相关参数选取如表1所示。

图2 焦作市其中5条公交线路走向图 Fig.2 five bus routes to figure in Jiaozuo

表1 模型相关参数取值

Tab.1 Model related parameter selection δ/元 0.26 γ1 0.8

γ2 0.2

C/人 60

w1 0.7

W2 0.3

γ3 0.5

v/km.h-1 10 在实际调查中，线路21路、9路由于客流量较大，满载率较高，对于乘客来说舒适性下降，不利于乘客利益；线路17路、14路，乘客等待时间太长，吸引客流较弱，不利于乘客利益，满载率过低，车辆利用程度交低，不利于公交公司利益。对于满载率，各个城市都不同，没有形成统一的规范值。按照焦作市城市公交行业管理规范中的规定，全日线路平均满载率控制在100%以下，为保持车辆利用程度，全日线路平均满载率控制在60%以上。线路13路满载率维持在合理水平，乘客等待时间稍长，可适当调节，维持乘客利益。通过Matlab编程对上述算法进行实现，利用研究模型对21路、9路、13路、17路、14路公交线路发车间隔进行优化，优化结果以乘客平均等待时间和公交车平均满载率作为衡量指标，如图3与图4所示。

***642021913公交线路图3 各线路优化前后乘客平均等待时间比较

Fig.3 Average passenger waiting time at present comparison with after optimization

乘客平均等待时间min现状乘客平均等待时间优化后的乘客平均等待时间1714 160140全日平均满载率/%***21913公交线路1714现状全日平均满载率优化后的全日平均满载率

图4 各线路优化前后全日平均满载率比较

Fig.4 Diurnal average load factors at present comparison with after optimization 根据本研究的优化结果，各线路乘客平均等待时间及对应的全日平均满载率不仅满足焦作市城市公交行业管理规范中的规定，且各线路总的平均满载率减少了3.8%，舒适度增加，吸引了客流，保证了公交公司的相应利益；同时乘客平均等车时间相对于现状平均等待时间减少48.3%，满足乘客的利益。总结

本文同时兼顾公交公司与出行者的利益愿景，根据极小极大思想对公交车发车间隔进行了优化。运用非支配排序遗传算法解决此类多目标问题，并获得最优解组合集合，在集合中找到最优解，规避了同时使所有子目标均达到最优的不实际现象。本文充分考虑了公交车容量限制产生的乘客滞留状况和交叉口信号控制对公交车运行的影响。通过对发车间隔的优化，不仅能满足客流需求，同时规避了公交资源的浪费，具有现实适用性。参考文献: [1] Dennis Huisman, Richard Freling and Albert P.M.Wagelmans.A robust sulution approach to the dynamic veicle scheduling problem[J].Transportation Science.2004,38(4).447-458.[2] 孙芙灵.公交调度中发车间隔的确定方法的探讨[J].西安公路交通大学学报,1997,17(2B):44-48.[3] 陈芳.城市公交调度模型研究[J].中南公路工程.2005,30(2):163-164.[4] 刘志刚，申金升.区域公交时刻表及车辆调度双层规划模型[J].系统工程理论与实践,2007,27(11):135-141.[5] Bowman,L,A.and M.A.Tumquist.Service frequency:Schedule reliability and passenger wait times at transit stops[J],Transportation research,1981(1):465-471.[6] 闫文周,顾连胜.熵权决策法在工程评标中的应用[J].西安建筑科技大学学报,2004,36(1):98-100.[7] 高自友,任华玲.城市动态交通流分配模型与算法[M].北京:人民交通出版社,2005.63-64,213-224.[8] 何胜学.道路拥挤收费定价分析[J].上海理工大学学报,2005,27(1):87-90.[9] 陈国栋,李会芬.公交车的经济寿命和影响因素的研究[J].广西大学学报,2008,30(zl):211-212.[10] 何胜学,范炳权,严凌.公交网络最优路径的一种改进求解算法[J].上海理工大学学报,2006,28(1):163-67

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篇2：公交车调度优化模型

公交车调度问题的数学模型

针对多目标多变量的动态特点,把这个调度问题抽象成为一个数学规划模型,建立2个多目标规划模型.考虑到乘客等车时间的限制,建立了一个线性模型,从乘客与公交公司的利益出发,设定一系列的`指标,利用模糊评价的方法对调度方案进行综合分析与评价.最后对模型的优缺点进行分析,并提出了改进方向.

作 者：贺学海 刘永建 He Xuehai Liu Yongjian  作者单位：商丘职业技术学院,河南,商丘,476000 刊 名：河南科学  ISTIC英文刊名：HENAN SCIENCES 年，卷(期)： 27(6) 分类号：O029 关键词：公交调度   多目标规划   最大候车时间   最小车辆数   满载率  

篇3：Ceder公交调度模型优化研究

本文主要在Ceder所提出的模型[2,3]基础之上, 综合考虑道路的交通拥堵情况, 在确保公交车内舒适度和公交企业成本的前提下, 对现有的公交调度模型进行优化, 确定公交线路的最优发车间隔, 以切实提高公交系统的服务水平。

1 模型的建立

1.1 Ceder的经典模型

Ceder提出的模型中, 假设共有q个时段, 分别为j=1, 2, …, q。S为线路上所有站点i的集合 (不含终点站) 。

(1) 最大客流法 (基于站点调查)

式中:Pmj———时段j内, 该线路所有站点中观测到的客流量最大值;Fmj———时段j内的最小发车频率, 即发车间隔的倒数;doj———时段j内的期望载客量;Pij———时段j内驶离站点i的车辆上运载乘客的总数。

(2) 断面客流法 (基于跟车调查)

式中:li———站点i与下一站点i+1的站间距;Aj———时段j内断面客流曲线下的乘客公里数, 单位为人公里;L———该线路总长度;其他参数值同上。

对于上述模型, 方法1可以视为整条线路完全满足乘客期望拥挤度而不考虑企业运营成本的情况下所求的发车频率, 因此F1j值最大;方法2可以看作充分考虑企业的运营成本, 只保证一定乘客服务水平下的发车频率, 因此F2j值最小。

1.2 模型优化

Ceder提出的模型考虑了公交乘客的车内拥挤满意度和公交运营企业的成本效益, 满足了线路上车辆载客水平约束条件等, 易于理解且计算简单。但是在实际运行中, 线路上的车辆往往容易受到交通拥堵的干扰造成延误, 导致站点乘客的等待时间增加, 此时这四种模型均没有把公交车辆的延误对发车间隔的影响体现出来。因此, 本文拟在考虑路段延误和站点乘客候车时间的情况下, 对上述模型进行优化。

方法3:考虑路段延误和乘客等待时间因素的影响, 引入延误系数μij和候车时间系数λij, 得到优化后发车频率的确定方法[4]。

式中, μij———时段j内i站点附近路段的延误因子;λij———时段j内i站点乘客的候车时间因子;α是个特定参数, α>0;其他符号含义同上。

1.3 参数标定

1.3.1 μij和λij的定义

鉴于目前国内对于公交的行车延误和乘客的候车时间等参数的取值没有统一的量化, 本文谨将路段的延误因子μij定义为:公交站点i和i-1之间, 该条线路的公交车理想通行时间和实际通行时间的比值。将乘客的候车时间因子λij定义为:公交站点i处某条线路上乘客的实际候车时间与乘客所能忍受的最大候车时间的比值。影响因子的取值范围为0≤μij≤1, 0≤λij≤1。

1.3.2 α的标定

方法3是在Ceder模型的已知条件基础上考虑车辆的实际运行情况建立的, 其所确定的发车频率介于方法1和方法2之间, 由此可以确定参数α的值[5]。

已知:

整理得:

由0≤μij≤1, 0≤λij≤1, 得0≤μijλij≤1, 带入上式得:

综上所述, 方法3的最终表达式为:

式中各项符号含义同上。

2 实例验证

本文拟以西安市163路公交车为例, 对其发车间隔的优化方法进行研究, 并将优化模型的计算结果与实际发车间隔进行比较, 从而体现延误因子和候车时间因子对发车间隔的影响。

2.1 实例介绍

西安市163路公交于2012年2月21日开始运营, 其主要用于地铁二号线与行政中心附近大型社区的接驳, 以方便市民的地铁出行。163路线路长度6km, 配车数4辆, 单车载客量60人, 运行时间为6:30-19:30。

以163路朱宏路公交枢纽站至文景东区运行方向为例, 取沿途规模较大的站点朱宏路公交枢纽站、文景西区北门、白桦林居北门、行政中心西区、行政中心编号, 依次为1到5 (不包括终点站:文景东区, 编号为6) 。选取此线路7:00~11:00时段各站点的乘客数、站间距和运行时间如表1所示。

注:标记为加粗且带下划线的为各时段的最大客流或最大客流站点的总客流。

2.2 模型求解

现状中该条线路的发车频率在各时段均为3辆/时, 即Fmj=3 (辆/时) 。假设该线路的各时段的期望载客量相等, 因此doj=40 (人/辆) , c=60 (人/辆) 。其中站点集合S包括5个站点i=1, 2, ..., 5, 时段j=1, 2, 3, 4。

由式 (1.1) - (1.2) 、式 (8.1) - (8.4) 和表2依次求得各个时段的F1j、α以及Aj, 具体计算过程在此省略。当α>0时, 式 (8.1) 中的在0≤μijλij≤1上是单调递增的。由此可以得到μijλij取0-1之间不同取值, 不同时段情况下优化得到的发车间隔, 如表2所示。

2.3 结果分析

163路途经区域的早高峰时段为7:00-9:00, 以此时段为例, 选取优化模型在μijλij=0.6和0.8情况下算得的发车时刻表同该条线路实际情况的发车时刻表, 进行模型分析, 三种情况下的线路发车时刻表如表3所示。

由以上表格可以看出, 由于该条线路途径几大居民社区与地铁二号线接驳, 在早高峰时段, 客流量相对较大。但是, 其实际发车频率较低, 间隔过大, 无法满足上班乘客的接驳需求。优化模型的计算结果表明, 引入道路延误因子和乘客候车时间因子以后, 增大该条线路的发车频率, 通过适当增加该条线路的配车数, 在保证公交企业效益的前提下, 满足了乘客的实际乘车需求。

3 结语

本文在Ceder的经典模型基础之上, 考虑到道路交通拥堵对公交运行的影响, 引入道路延误系数和乘客站点候车时间系数, 建立了求解发车频率的公交调度优化模型。最后采用西安市163路公交线路的调查数据对所提出来的模型进行了实例验证, 计算结果表明该模型不仅能够有效地体现延误和候车时间的长短对发车频率的影响, 同时在考虑公交企业效益的前提下, 进一步缩短了公交乘客的等待时间, 具有一定的指导意义。

参考文献

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[2]Ceder A.Bus frequency determination using passenger count data[J].Transportation Research Part A:General, 1984, 18 (5) :439-453.

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[4]王超, 徐猛.考虑道路交通拥堵的公交发车间隔优化模型[J].交通运输系统工程与信息, 2011, 11 (4) :166-172.

篇4：公交车调度优化模型

【关键词】 港口；集装箱码头；作业效率；集卡；调度；优化

作为集装箱联运的重要环节，港口集装箱作业效率的高低直接关系到整个运输过程的效率和成本，影响船公司的效益和货主的利益。集装箱船大型化的趋势日益明显，对班轮公司和集装箱港口都产生深远影响，也在客观上对港口管理提出更高的要求。集装箱码头必须积极开发新技术，改善装卸工艺，提高设备运作效率及装卸速度，满足船公司缩短船舶在港时间的要求。

集装箱码头生产作业系统包括作业设备及一系列相关设备的操作过程。为使集装箱码头整体作业效率最优，在生产作业调度中既要考虑各环节的优化，又要考虑各环节之间的相互关系，因此集装箱码头作业安排问题较为复杂。如何实现作业系统各环节之间的协同调度，有效处理各种约束条件和复杂的相互关系，降低码头生产成本，一直是集装箱码头管理工作中的难题。集装箱码头要在激烈的市场竞争中生存和发展，一方面，要对现有作业设备进行技术革新及加强生产过程控制，提高作业效率并尽可能降低作业成本；另一方面，要充分考虑集装箱码头调度问题的动态性、不确定性和复杂性，通过理论分析与应用研究相结合的方法对不确定环境下集装箱码头调度问题的优化模型和求解算法进行研究。

1 码头作业效率影响因素

目前，我国大陆现代集装箱码头装卸作业的一般流程见图1。

影响集装箱码头作业效率的因素主要有码头场区道路布置方式、道路交通能力、水平运输方式、码头通过能力、生产组织方法、设备调度方法、设备管理水平、信息管理水平、管理人员素质、集装箱吞吐量、装卸设备类型、司机操作水平、作业线安排和管理水平等。码头作业效率能在一定程度上体现码头的综合能力和管理水平。现阶段各码头的机械性能和码头信息化管理系统均达到一定水平，因此，影响码头作业效率的主要因素是对码头资源的分配和调度方式，主要问题集中在生产流程上。

2 码头作业效率“瓶颈”

通过对码头作业历史数据的分析及现场调研，发现码头作业效率的“瓶颈”是集卡的水平运输。目前，码头的桥吊司机操作水平比较稳定，在作业过程中经常发生桥吊等待集卡的现象，如果集卡能跟上桥吊作业进度，那么船舶作业效率就能得到稳步提升。

码头一般使用岸边桥式起重机（桥吊）和场地轮胎式起重机（龙门吊），并通过集卡在码头与堆场间进行集装箱水平运输，并按照一定的比例为桥吊配备集卡。一台桥吊与对应的集卡组成一条作业路。在通常情况下，集卡分配给桥吊后，其行车路线就相对固定下来。在集卡作业循环中，一般半圈为重载，半圈为空载。空载造成能耗和时间的浪费，影响集卡效率的发挥。在码头的习惯做法中，一旦桥吊与集卡按一定比例完成配备，除非调度人员在作业过程中发现两者比例严重失调，否则不再作调整。在实际装卸过程中，这种操作方式可能产生影响船舶装卸效率的一系列问题：

（1）若是对甲板上的集装箱进行装卸作业，由于桥吊起升高度小、作业司机视野良好等原因，桥吊的作业效率一般比较高，集卡跟进速度往往跟不上桥吊的作业进度；若是对位于船舶深舱的集装箱进行装卸作业，由于桥吊起升高度大、司机视线受阻等原因，桥吊作业效率有所下降，可能导致集卡在船边排队等候桥吊装卸的情况发生。

（2）如果集卡运行距离比较长或者堆场作业机械比较繁忙，那么集卡完成“船边—堆场—船边”作业循环所需要的时间就比较长，就会发生桥吊等待集卡的情况；如果集卡运行距离比较短或者堆场作业机械比较充裕，集卡作业循环时间就大大缩短，可能发生集卡在船边排队等候桥吊装卸的情况。

（3）桥吊司机的操作水平差异以及船上作业环境的变化会造成桥吊作业效率的不同，集卡司机的操作水平差异和集卡行驶路程不同等因素也可能导致集卡作业循环时间的变化，而桥吊作业效率和集卡作业循环时间的变化也影响两者之间作业的协调性。

3 码头集卡日常管理优化

码头作业效率是码头能力的综合反映，单个子系统的高效率并不一定能提高整个码头的作业效率，但单个子系统的低效率却可能拉低整个码头的作业效率。要在管理上突破集装箱码头作业效率“瓶颈”，可从改进各子系统机械性能、采用信息化管理技术和合理调配装卸设备资源等方面入手，要在作业方面取得突破，则主要通过对子系统的优化配置和协调。

集卡的空耗指标能反映集卡的运作效率。通过对码头的集卡问题进行归类汇总，整理出5个集卡运作效率改善方向（合理预报集卡资源投入、改变集卡派工派车过于机械的方式、改善生产环节中的协调沟通、改进集卡内部管理、加强控制室对作业集卡的监管），并按照项目的难易程度、期限分类，提出近、中、远期工作目标和行动计划。通过成立集卡改善专项小组，协调、监督、检查问题的解决情况，建立跨岗位的沟通、监督机制，从根本上提高集卡运作效率。具体措施如下：

（1）制订集卡派车规则，合理预报和使用集卡。作业人员严格按照派车标准安排集卡，杜绝集卡调用的突发性、盲目性，在生产系统设置集卡超时预警提示，严格控制集卡的作业等待时间。

（2）设置资源总控制岗位，对在场作业集卡实行统一管理。设置资源总控制员，所有作业集卡均由其统一调配，增强不同作业线相互调配资源的灵活性，提高集卡的有效利用率。

（3）运用码头监控系统和操作系统，加强对作业集卡状态的监控。目前，大部分码头对集卡的监控手段不足，管理人员对集卡的监控仅以对讲机联络和小车巡逻等方式实施，集卡实时监控效果欠佳。为加强对集卡的监控，码头应升级操作系统和监控系统，对每辆作业集卡进行预警设置。

（4）优化码头集卡调度系统。传统的集卡调度方式是，港口调度人员在船靠泊后，根据船舶配载图、集装箱进出口数量、堆场贝位图等配置机械设备。在整个装卸过程中，桥吊、龙门吊和集卡按固定作业线路运输集装箱。在实际操作过程中，由于集卡调度不合理，会发生桥吊等待集卡、集卡排队等待装卸集装箱等情况，甚至导致交通堵塞。

4 码头集卡调度系统优化

由于传统的将集卡相对固定于作业线路的调度算法可能导致集卡利用率较低、空载率过高，本文将最短路径法和最小等待时间算法综合应用于集卡的优化调度模型，将装船、卸船、移箱等一系列需要集卡的运输过程进行动态综合调度。集卡在任意时刻为桥吊、龙门吊共享，而不局限于某条固定作业路线。

4.1 基于最小等待时间的集卡动态调度算法

基于最小等待时间的集卡动态调度算法打破传统的固定作业路方式，有利于解决集卡调度难题。这种算法能保证集卡、桥吊、龙门吊等待时间最短，最大限度减少集卡配置数量，降低集卡空载率，提高集卡利用率。其调度优先顺序为：（1）空闲集卡优先选择人为干预作业路线；（2）空闲集卡优先选择重点船、重点作业路线；（3）码头前沿空闲集卡优先选择卸船作业路线；（4）码头前沿集卡完成装船作业路线后优先选择卸船作业路线；（5）堆场空闲集卡优先选择装船作业路线；（6）堆场中集卡完成卸船作业路线后优先选择装船作业路线；（7）当两条作业线达到平衡，也就是集卡等待时间均等时，集卡选择路径最短作业线。

基于最小等待时间的动态调度算法以集卡等待时间为判断依据来配置集卡，减少集卡等待时间，降低集卡空载率。当某辆集卡完成某作业路线的作业而变为空闲状态时，立即进入系统的下一轮调度过程。基于最小等待时间算法的集卡优化调度流程如图2：

4.2 基于最小等待时间的集卡分配

在对船舶的装卸作业中，所有的生产过程控制和设备调度都以桥吊为“龙头”，所有集卡和场地作业设备都通过人工控制和调度为桥吊服务。一般来说，重点作业线路的作业时间和作业量直接决定整船作业时间，其他作业线路则通过影响重点作业线路的作业间接地影响整船作业进度。通过缩短重点线路的作业时间能够直接有效地缩短整船作业时间。

码头确立以重点线路为核心的生产管理模式，通过不断优化集卡动态调度来保障重点作业线路的集卡服务，同时保证非重点作业线路的稳定进行，根据可分配的集卡和可作业的指令，采用最优匹配算法得到集卡指令的最优匹配。

4.3 计算时间代价

基于最小等待时间的集卡调度算法的重要步骤是计算集卡完成作业指令的时间代价。作业指令包含的信息有堆场位置和船上位置。集卡完成指令的时间代价以作业流程为线索，包括堆场等待时间、岸边等待时间和集卡完成任务的行驶时间。

4.4 码头集卡优化调度模拟结果

以集卡调度算法为基础，利用码头集装箱生产管理系统仿真计算单船作业结果。在这一算例中，船舶舱位容量为 TEU，载重约5万t，使用泊位4个，桥吊13～16台，没有特种箱作业；集装箱作业总量为680自然箱，桥吊装船作业效率为36 自然箱/h，卸船作业效率34 自然箱/h，龙门吊每箱作业耗时2 min，集卡重载速度为20 km/h，空载速度为26 km/h。模拟计算得出3种集卡调度算法的输出结果见表1。

篇5：公交调度

运输0702 华一丁 3070405047

[摘要]自改革开放以来，我国的公共交通建设取得了很大的成就。但由于路网布局不合理，停车设施不足，公共交通方式单一而且信息化程度不够，我国许多大中型城市的交通问题依然十分严峻。城市交通问题已成为城市发展的瓶颈。如何解决这些问题已成为摆在城市发展面前的重要课题。

[关键字]公共交通城市交通系统公交调度

就道路建设而言，全国公路里程从1978年的89万公里增至2007年的348万公里，高速公路从无到有己达5.45万公里。交通的建设离不开城市的发展与扩大，据统计，1978至2007年，城镇人口从7955万人增至59379万人，目前我国的大中型城市数量是80年代初的三倍。在城市迅速发展的情况下，我国交通建设虽然取得了很大的成就，尤其是城市中心区交通负荷过重，交通拥挤和阻塞现象日趋严重，交通污染与事故越来越引起社会的普遍关注。随着我国汽车工业的发展，许多小汽车进入私人家庭，这给城市交通带来了巨大的压力。城市交通的日渐拥堵使得我国许多大中城市公交车辆运行速度不断下降，平均行驶速度低于15km/h，城市公交所承担的运量不断减退，居民出行方式由公共交通逐年向个体交通方式转移，这无疑加剧了交通需求的不断增加与公交发展相对滞后的矛盾。因此，优先发展城市公交系统，改善公交服务水平，吸引更多乘客选择公交出行无疑是解决这一矛盾的首选途径。国内外均不乏运用公共交通来解决城市交通问题的成功例子，可以借鉴。在人口稠密、交通强度很大的香港，交通问题之所以解决得比较好，其中十分重要的原因是充分利用了城市公共交通。目前，香港公交客运量占城市客运交通的比重，从20年前的73%提高到目前的88%。在国外，许多大城市的公交系统也承担了相当比重的城市客运总量，如纽约为86%，伦敦为80%，东京为71%。与其他形式的交通方式相比，公交出行的成本最低，时间也较灵活。公交服务的覆盖面很广，其运输体系可在需求量很大的地区每小时有效运送2万名乘客，而且也能在成本低、效益高的条件下为人口稀少的地区服务。同时，公交运输体系还在火车、地铁和长途汽车组成的综合运输体系中发挥重要的作用。

然而我国现有的城市公交系统并没有完全发挥其在城市交通系统中的重要作用。造成我国目前公交服务水平底下、运量不足的现象的原因很多，其中主要的原因是传统的公交调度系统没有充分考虑实时的客流情况。目前我国的公交调度基本上还是采用传统的人工作业的调度方式，在传统的公交车辆的调度中，由于调度人员无法了解公交车辆在路上的运行状况、乘客流量、交通环境等情况，只能按照行车时刻表进行调度，司机在路上遇到了特殊的情况也无法接受正确的行驶引导和合理的调度指令，这样往往会浪费公交资源或者延长乘客的滞站时间。为了使调度中心能“看的见，听的着”进行调度所必需的实时信息，这就要求公交调度系统能够快速、准确地采集包括车辆的位置和状态信息、沿线的道路信息、沿线的客流信息等，为智能调度提供全面的数据支持。这样，才能够从车流、客流、路况等实际出发，选择最佳的调度方案，让整个公交线路运行在最佳的状态同时现代化的通讯技术和信息管理技术也会为公交公司节省相当的人力和物力，从而做到降低成本提高工作效率。所以，智能化公交调度的引入不仅有很好的社会效益，而且会给公交企业带来良好的经济效益。

国外研究现状

发达国家对智能公交调度优化的研究较早，理论相对成熟，而且己有大量的研究成果得到实际应用，并取得显著的效果。20世纪60年代，英国利兹大学计算实验室向国家交通委员会提交了“大规模调度计划问题的计算机求解基础原理和未来可能性”的报告，其研究成果被应用于铁路机车调度计划并取得显著效果。20世纪70年代，Bly，Jsckson，Koffman和Ryan等建立起了用于评价不同调度方案的模拟模型。

20世纪80年代后，结合计算机模拟的公交调度优化理论有了进一步的发展。1985年，Peter G..furter针对线路双方向客流不均匀问题，探讨了如何优化放车调度空车发出，中途载客过程，并提出了相关模型。1986年Avishai Ceder阐述了利用公交乘客数据制定公交发车时刻表的可供选择的不同方法，根据不同的要求计算六个主要评价目标，按照乘客的要求选择不同的发车方案。20世纪90年代，该领域的理论有了更大的发展。1998年英国的Christopher J Ellis和Emilson

C.D.Silva阐述了英国公交事业中竞争与需求协调的反调节措施，强调了需求协调机制在公交市场的主要作用，并表明了一旦需求协调时模型存在纯策略平衡解

圈。1999年Maged Dessouky等研究了在定时换乘端点进站车辆的到达与出站车辆的出发同步进行可以使换乘延误最小化，用智能交通系统的车辆跟踪和控制技术，阐述了能够实现同步换乘的实时控制的技术。

近年来，公交调度优化理论得到进一步发展和深化。2001年Andre de palma和Robin Lindesy研究了在给定公交车辆数量的前提下，当乘客对出行次数和时刻延误成本有不同的期望时，分析了单条线路的发车时刻优化方。同年Aceder等阐述了给定网络公交车同步性最大化的时刻表的制定问题，考虑了用户的满意度和方便性，使同时到达网络连接换乘点的公交车的数量最大，从而使换乘乘客在最短的等待时间内在换乘站点从一条线路到另一条线路上。该研究成果应用于以色列的公交调度系统，取得一定的效果。2002年Ali haghani等研究了多车场车辆调度问题和有时间窗的多车场车辆调度问题的模型，并用阐述了相应的启发式算法。

国内研究状况

公交优先发展战略在我国的研究和实施起步较晚，于20世纪80年代才逐渐受到人们的关注，相应的公交调度优化理论和系统建设到目前为止都还处在探索和初步发展阶段。20世纪80年代，蒋光震等介绍了基于乘客分布的公共交通线路组合调度模型，张席洲在其硕士论文中对公交调度优化问题进行了初步的研究。20世纪90年代，西安公路交通大学孙芙灵于1997年根据西安市公交公司客流调查数据，探讨了几种确定发车间隔的方法，1999年北方交通大学的刘云等在分析北京公交智能调度系统需求和相对当前几种先进的计算机网络技术进行比较的基础上，给出了北京市公交智能调度系统的计算机网络的设计方案，并进行相关的性能分析。20世纪90年代以后，东南大学杨新苗提出了基于准实时的公交调度优化系统，北京航空航天大学张飞舟对公交车辆智能调度及相关技术进行了研究，提出了运用遗传算法和混合遗传算法来进行车辆调度优化的方。青岛科技大学的童刚建立了公交调度模型并求出均匀的发车间隔〔，探讨了带软时间窗的单线路单车型的公交调度问题，分别选择运力与运量的平衡、乘客的不方便程度与公交公司的成本最小作为目标函数建立公交调度的数学模型。

在系统建设和软件开发方面，北京市于20世纪90年代末开展了我国第一个综合性公交项目“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”。

杭州、上海相继率先将定位技术应用到公交调度管理中。近年来，广州、青岛、重庆、南京等城市陆续引进先进的技术设备，逐步发展智能公交。智能公交是城市交通发展的一个重要内容，我国在这方面的研究和应用还处在起步阶段，尤其是关键技术的理论研究还有待成熟。另外，由于我国公交环境状况不同于国外，在发展我国的智能公交系统时不能生搬硬套国外的理论和成果，因而，在适当借鉴的前提下，必须研究并深化适合我国公交特点的智能调度优化理论和技术。

北京中国第一条典型的快速公交线路—北京快速公交南中轴1号线于2005年12月30日开通。北京快速公交1号线由前门向南，沿南中轴线延伸，是北京南城重要的交通通道，每日通过该走廊的客流多达数十万人次。线路全长15.8公里，其中公里为典型的快速公交封闭系统，另外2.4公里为混行的线路。

北京快速公交号线路取得初步成功，主要体现在以下方面

1、载客多—90000登车乘客/天

2、运营速度高—高峰期22公里/小时，其他时期26公里/小时

3、服务可靠—90%的准点率

4、成本低—3000多万人民币/公里

昆明的北京路北延长线BRT系统专用通道，全长4.985km。公交专用道硬件部分，按照BRT要求进行设计并先行建成，后续通过提升相关软硬件设施升级为BRT系统，公交专用道在路段上通过两侧物理隔离实现横向封闭交叉口处采用“禁左”的管理措施保证公交通行的优先性，与原有公交专用道相比，进一步规范了车辆运行秩序、提高了公交通道的运力，高峰小时可达到1.5一2万人次爪提高了机动车道路通行能力，高峰4225pcu/h，缓解了交通拥堵，并且改善了道路环境，提升了BRT系统沿线的景观效果。

杭州2006年4月16日，杭州快速公交线开始投入正式运营。杭州快速公交线按快速公交系统的基本要求，结合杭州实际情况进行设计和建设，全长约28。km，规划设置23对中途停靠站，6个换乘枢纽站，设计运送速度为25km/h。全程共设置了18km的双向路侧公交专用道，其余10km由于路幅限制或车辆稀少与社会车辆混行。专用道采用划线和分道器结合，其中在城市中心区4.8km范围内为半开放式，采用分道器隔离，必要时公交车和社会车辆可以互相借道行驶。经调查发现，杭州快速公交线的日均客流量4.52万人次，日最高客流量7.3万人

次，站点最大日进站客流量达到1.5万人次，高峰小时断面通过量达到4200人次。线平均运送速度为16.35km/h，高峰时段为25.5km/h,线准点率达到了89.7%。

在城市道路资源有限，城市人口迅速增长的背景下，发展城市公共交通已是一个全球性的趋势，也是解决我国城市交通问题的关键所在。公交企业作为城市公共交通的管理者和实施者，其核心工作就是进行科学有效的公交调度。智能化的公交调度是智能交通系统的重要发展方向，它可以提高我国城市公交系统的运营水平，同时，对于扩大公交出行比例，提高公交服务水平，进而解决城市交通拥堵所带来的废气、噪声等诸多环境问题都具有重要的现实意义。

公交主动服务比传统公交服务的形式更灵活，方法更先进，对象更全面，它将公交运行、调度、换乘等信息，主动地向公交乘客进行发布，能够增加公交吸引力度，减少乘客候车时间，并可以为合理的调度方案的形成提供依据。公交主动服务的应用可以显著提高城市公交系统的服务水平。

公交的实时调度策略是建立在车辆的实时运行信息采集的基础之上的，它能够改进传统调度方式的不足，使公交调度形式更为灵活。本文提出的基于不同对象的实时调度策略及其产生过程，使调度形式更为细化，这对于解决目前单一形式的公交调度的一系列问题具有较好的效果，从而可更好地为公交乘客服务。

与经过优化的发车时刻和配车数相比，传统的经验排班方式并没有充分发挥公交车辆的运力，其经济性有待提高。作为公交车辆运行的基础，发车时刻表的编制应建立在更科学的算法的基础上，这样有利于在保证公交服务质量的同时，提高公交企业的效益。

参考文献

篇6：公交调度管理系统方案

本系统提供的功能包括：

一、公交管理中心通过大屏幕电子地图，实时查看所有公交车辆的运行情况；

二、公交管理中心根据车辆的运行状态，在车辆阻塞，车辆故障的情况下，通过LCD屏幕文字，实时调度车辆；

三、公交管理中心给司机发送通知信息、注意事项等文字、图片信息；

四、司机向公交管理中心发送报警信息、求助信息等；

五、自动语音报站，不需要司机手动按键报站，报站的同时在LED大屏幕上显示同步站名；

六、报站语音清晰，可以随时修改，可以添加语音广告信息；

七、公交管理中心随时通过无线的方式，远程集中修改公交车上LED大屏幕的显示信息内容，这些内容可以是市政通告，公交提示、公安提示、广告信息、天气预报、交通状况等；

八、一卡通交通卡及时计费统计，及时自动统计公交卡刷卡费用，不需要人工读取数据；

九、随时对所有公交车辆或部分公交车辆的电子广告进行调度控制，以达到广告投放的最大效果。

系统管理基本信息管理车辆调度管理 车辆调度管理系统

根据各模块不同的表实现：添加记录、删除记录、修改记录用户管理密码修改车辆信息驾驶员信息车场信息车辆派遣车辆预约

一.系统组成 公交调度系统 A 系统功能

GPS定位系统具有下列功能和特点： 1)车辆、船只的实时定位和跟踪

可以定时、定距回传车辆船只的位置信息，最快可以1秒一个位置信息，便于调度人员实时跟踪车辆、预计车辆到达时间、合理调配车辆； 2)车辆防盗报警功能

无线，远程，不限时间、地域的车辆防盗报警监控； 3)车辆紧急求助功能

司机在紧急情况下通过隐蔽的按钮发送求助，控制中心可以自动跟踪该车辆并及时进行处理，救助； 4)车辆超速报警功能

限制危险品运输车辆，限制公交车辆在某些路段的行驶速度； 5)车辆越界报警

限制出租车、物流车、公司车辆和快递车的活动区域； 6)免提通话功能

提供无线车载电话的功能； 7)监听喊话功能； 8)接收广播信息功能；

发送给司机的广播信息，如：天气预报、道路状况、会议通知、临时事项等； 9)发送广播信息功能；

请求控制中心的天气预报，事项通知等； 10)接收和应答中心调度功能； 11)远程参数设置功能；

在控制中心对所有车辆更改系统的参数、公司参数、功能设置等； 12)轨迹回放功能；

可以回放车辆的行驶路线，防止公车私用、绕行、跑私活等不规范用车行为的发生； 13)轨迹存储功能； 14)实时跟踪功能；

15)分级的车辆管理和监控功能； 16)车辆动态显示

通过大屏幕和电子地图方式动态显示任何一量公交车辆所处的位置，以便给调度人员及各级指挥人员提供直观判断信息。17)重要通知下发

通过系统，可方便地有选择地针对所有公交车辆或部分公交车辆下发一些重要通知。

18)广告播放调度

通过中心广告调度，可随时对所有公交车辆或部分公交车辆的电子广告进行调度控制，以达到广告投放的最大效果，同时获取最大收益。19)核心调度管理

可随时对所有公交车辆进行调度，随时增加或减少线路车辆，以达到车辆使用的合理化。B 系统效益

全面实现了公交公司、乘务人员、乘客之间的信息采集，信息发送，和信息共享；

通过这些服务可大大提升公交公司在市民中的地位，使城市的公共交通管理迈上新的台阶；

大大提高公交公司的车辆的运营效率；

系统通过对公交乘务人员的管理，可把考勤，调度，奖励结合在一起，提高公交系统的透明度；

一个企业如果对车辆的管理缺乏有效的监管系统，对车辆的管理不好，会造成很多无谓的费用浪费。

根据有关资料统计，如果企业缺乏有效的监管系统，会造成下列额外费用支出。

油费和电话费用的直接浪费，如表1所示： 表1 油费和电话费浪费

车辆数量（台）1 10 20 30 50 100 汽油浪费（元/月）263 2625 5250 7875 13125 26250

电话浪费（元/月）50 500 1000 1500 2500 5000

总无谓支出（元/月）313 3125 6250 9375 15625 31250（说明：油费按如下计算：每月平均行驶5000公里，500公里为无效行驶，油耗0.15元/升，则月无效油耗75升，月无效油费262.5元。）

车辆监管不力，造成间接的浪费，如表2所示： 表2 其他间接浪费

编号 1 2 3 4 无监管系统的状态 车辆大量的无效、额外行驶 绕道，公车私用，跑私活 开快车，造成交通事故

车辆状态和车辆位置不明确，不能合理调配车营运成本增加 辆，车辆运行不合理，空载、超载

后果

车辆折旧费用增加 造成企业额外负担

管理混乱，不按规定线路或者规定时间出车，加重企业车辆维修费用，医疗费用负担 6 电话询问司机位置，状态 极性不高，造成赶时间，赶路线

人工费用增加，电话费用增加

不合理的分配任务，造成管理效率低，司机积交通事故增加，企业效率降低

极低的营运成本

无需昂贵的网络投资，永远在线，有传输才有费用；

监控距离广，可跨省、跨市，距离不受天气、温度、时间的影响；

一次调度和定位的费用低于0.3分钱；

无需网络建设费用，开通时间快，通信费用约短信系统的1/50；

实时的定位与调度

全天候的卫星定位，精度高，可达10－15M；

一直在线的实时车辆位置监控；

GIS电子地图显示车辆位置和状态；

双向的车辆调度，信息发布，信息点播；

车辆状态输入和控制输出接口；

计价器、扫描仪接口；

出租车资费纠纷的查询和解决；

降低车队管理成本

降低车辆空置时间和几率；

节省车队耗油量；

减少司机通话费用； 提高车队管理效率

以准确可查询的信息代替通话调度，不影响司机驾车；

实时查看车辆的地理位置；

查看、分析车辆的运行路线；

车辆的安全防盗；

高效高品质物流

车辆全国、全省的跟踪和调度；

实时了解车辆的载货情况；

跟踪快递物品的起止位置；

重要物品、危险物品的全程监控与跟踪；

及时、快捷、明确的车辆调度； C 系统结构

车载定位系统由四大部分构成：

车载定位终端，安装在车辆上，每个车辆安装一个；

传输网络，系统使用无线公网，省去建立网络的费用；

中心管理软件，实现车辆的无线接入和身份认证；

客户端软件，用户对自己能控制的车辆进行调度、跟踪控制。整个定位调度系统的结构如图1所示:

车载定位调度终端装置在车船上，利用GPS卫星定位，将车船的位置记录下来，位置信息通过GPRS网络传输到网络服务器上，位于控制中心的终端接入服务器通过多种方式连接到网络服务器，通过网络服务器网络车载终端和管理服务器建立一对一的TCP连接，实现数据的可靠、快速传输。

在控制中心，车辆的位置信息可以实时的在电子地图上显示出来，便于直观的调度和跟踪车辆。同时控制中心使用SQL大型数据库记录各个车辆的位置信息和状态信息，便于车辆的历史回放和事件分析。

控制中心的接入服务器对终端进行管理、控制，对数据进行处理，同时对客户端的要求做出反应，客户端软件可以通过局域网或者电话拨号、ADSL上网等多种方式与服务器软件连接，在不同的地方查看自己有权限查看的车辆，方便在公司内部通过局域网连接查看和控制车辆，或者在公司外部通过拨号、无线上网等方式查看和控制车辆。二

系统方案 1 系统组成

车辆调度监控系统由以下几部分组成： 1）电子地图，显示车辆位置状态；

2）一个终端接入服务器软件，完成所有车载定位终端的连接和鉴权；

3）可配置的多个内部监控调度客户软件，多个外部监控客户软件方便客户从公司内部，或者从公司外部访问车辆状态；

4）车载终端，安装在车辆上，完成信息显示，监控报警，车辆调度等功能。车载终端的配置要求如下：

LCD调度屏，显示调度信息和广播信息，发送预制信息，预制信息可以修改；每屏显示4行每行12个汉字；

报警按钮，用于紧急报警；

免提通话；

系统组成框图如图2所示: 系统功能

本车辆调度监控系统提供下列功能：

车俩的调度功能；

每次调度过程记录存档，可查询；

车辆的定位监控功能；

车辆的行驶速度，轨迹，位置在地图上可显示；

车辆的定位报文按照定时间隔上传，定时间隔可设置；

中心广播信息发布；

车辆轨迹存储，查询，显示；

车辆接收广播信息；

车辆发送预制信息；

车辆免提通话；

车辆的通话号码可限制；

车辆来电显示；

车辆紧急求助。3远程信息发布系统 系统概述

远程信息发布系统（ZWINFO），是一套基于GPRS（CDMA）网络的广域信息发布系统，实现无需布线，无需网络建设的不限区域、不限时间、多点集中统一管理、自动的远程信息发布。

ZWINFO远程信息发布系统是一套新型的无线远程信息发布系统，将传统的信息显示平台如：LED、LCD、TFT等，与先进的无线分组网络GPRS或者GSM SM技术相结合，提供实时、无线、远程、多屏幕的信息发布。

系统可以应用于所有需要信息发布的场合，如：户外广告、高速公路信息指示、小区信息发布、车站码头信息发布等。系统突出的特点是布设方便，无需任何连接线，信息可以实时更新，可以在中心办公室对设置在各个场所的显示平台进行远程管理，无需到现场单独更新，提高更新的速度，减小更新成本，增加信息发布的距离。

远程信息的显示可以有闪烁、滚动、静止、循环、交叉等多种方式，通过中心计算机对所有显示屏进行自动发布信息，信息可以是文字和图片。发布的信息可以记录、可以查询、可以打印和统计。系统特点

远程信息发布系统具有下列功能和特点：

1)远程的无地域、时间、空间限制的，及时的无线信息发布； 2)可采用GPRS或者GSM SM方式进行信息发布（可选）； 3)多种显示方式可控制和选择，显示内容可储存； 4)远程状态量的采集和检测功能； 5)远程控制量输出控制功能； 6)远程输出驱动电压功能；

7)中心管理软件文字信息自动保存和查询功能； 8)中心管理软件多终端统一监控、统一管理功能。

ZWINFO远程信息发布系统可以广泛应用于下列领域： 1)交通管理领域；

对街道十字路口和高速公路的路口、危险路段进行信息发布，可以实现无布线免维护信息发布系统，整个系统低成本，一个中心对大量信息发布点进行管理，这在当前的信息发布系统中是非常难实现的。

2)公交车广告管理；

对公交车的显示屏进行信息发布，提供广告服务。3)超市价格信息系统；

对超市的商品促销信息和广告信息在超市的各个位置进行发布。4)市政广告；

对街道和公共场所进行信息发布。

其他所有原来使用纸张、人工更新等方式进行信息发布的地方。2.2.3 系统结构

ZWINFO远程信息发布系统包括三个部分：中心控制计算机、无线通讯终端和LED显示屏。系统示意图如图所示:

图中，金黄色为ZWINFO信息发布系统产品。

显示屏设置在需要发布信息的各个远程位置，每个显示屏均配置一个信息发布终端，信息发布终端通过SM或者GPRS与中心计算机通信。采用GPRS方式时，终端通过GPRS方式连接到INTERNET互联网，同时，用于发布信息的计算机也通过专线、ISDN、ADSL、拨号等多种方式连接到INTERNET网络，通过互联网的沟通连接，中心计算机就可以以TCP/IP的方式与各个显示屏进行集中的数据传输和发布，无论显示屏是否放置在同一个城市、同一个区域，都可以在管理中心集中进行廉价的信息发布，实现信息发布的统一管理和维护。

系统可以极大的方便不同地域或者众多显示屏的实时信息发布。系统功能

无线信息发布系统提供下列功能：

各个信息点设置总共2000个LED图文屏，显示广告信息、市政信息及其他需要的信息等，可以随时修改；

LED图文屏的位置，可以根据需要设置，无位置，距离限制；

2000个显示屏幕的内容可以统一更改，可以指定对某一个，某几个或者某一组进行修改；

2000个显示屏发布的信息，其发布时间，更改时间，操作人员等信息，可以记录，查询；

可以对每一个屏幕设置单独的显示方式；

在管理中心对所有2000个屏幕进行远程信息发布，无需任何现场操作；

日常运作费用的自动估算和提示，便于系统的运作费用控制；

无需布线，无需现场维护，操作管理简单，功能完善实用。远程信息发布系统功能特点 编号 功能特点 备注 无线LED，除电源外无需任何布线，节省材料成本、施工成本 2 不受时间、地域、气候限制，屏幕可以随处任意放置 3 管理中心远程信息更新，无需任何现场操作 更新速度快，可以随时修改信息，现场修改与其相比不可同日而语 5 信息更新可以统一对2000个屏幕操作，也可以对任意一个、几个操作 6 运作费用低，与人工修改信息相比，其优越性具有天壤之别 7 发布的信息和发布人信息可以保存、查询，便于系统维护 8 2000个屏幕统一管理，维护，提高维护效率，降低维护成本 9 整个系统更可控、可靠，系统的效率和优越性可以充分发挥

系统组成

本无线广告发布系统包括2000个信息显示点，1个信息发布管理中心。信息显示点的设置如下：

显示屏使用图文屏，字体尺寸约8cm×8cm，双基色，256×160点阵，每屏可显示160个汉字，滚动显示。在各个路口根据需要放置，规格可以根据需要改动。信息发布管理中心配置一台计算机，一个无线终端，一套信息发布软件。整个广告无线信息发布系统框图如图2所示。

电子站牌系统

电子站牌完成远程信息的显示。显示信息包括：滚动文字信息、车辆班次、发车时间、发车路线等。显示的文字可以有3种颜色，可以有10多种显示特技方式。

颜色可以为单、双色,可显示各种图形、文字等信息。表面平整、显示均匀、发光亮度好、显示效果清晰稳定。高亮度、宽视觉、长寿命、重量轻、模块化结构、安装方便、易于维护等特点。

文字条屏有单色和双基色，16点阵、24点阵、32点阵、48点阵等大小，有φ3.75、φ4.8、φ5.0等系列规格，也可根据用户的需求特别定做。

中英文全兼容显示，还可显示其它各图文字及简单图形。

断电保存资料，可存储多幕信息，可方便地控制运行其中的一幕或多幕。

可选择设定十多种显示和消失方式其中之一种。可依用户要求，选载实时钟，实时显示日期时间;可依用户要求，特制任意大小的字体。

在电子站牌上可以添加无线接收系统，实时显示车辆当前位置，和车辆达到时间。滚动文字信息，可以通过无线方式远程修改，简单快捷，省缺人工费用。5 语音报站系统

语音播放器完成语音的存储和播放。语音可以通过USB接口高速下载，可以随时修改更新和修改。

语音播放器的特点如下:

12-24V电源供电，可推动3W－5W喇叭，MP3格式放音，接近CD音质，通过USB接口快速下载语音内容，使用方便。

语音总长度约15分钟，可以定制长度。可以添加广告语音，语音通过USB下载，简单高效。录像监控系统

采用成熟的低成本的长时间录象设备，对车辆的情况进行录象，使用车载磁带录象机。三

系统管理软件

公交管理中心的管理软件配合系统的硬件完成系统的所有管理、调度功能。包括下列功能：

人员车辆的考勤登记；

出车统计，调度表编排；

车辆运行情况记录；

远程信息发布；

电子地图查看车辆；

其他辅助的数据库管理、统计、查询、报表、打印等功能。1．统一的信息化管理

公司管理：提供单一公司到完善的多公司（子公司或挂靠公司）管理方案。

用户管理：对管理员、操作员、督查员、驾驶员等人员提供不同权限的服务。

车队管理：对车队、班组，管理员、驾驶员等进行统一管理。

线路管理：对所有站点，各车队行驶线路等进行统一管理。

设备管理：车辆、设备等提供从采购、保险、维修等完整的管理。2．车辆实时监控

行驶位置：通过地图直观的反映出车辆当前所处的位置。

运行状态：及时在监控图上反映出当前车辆的运行状态，是否顺畅等。

停靠站监控：监控车辆是否接近或停靠在有效的站点上、停靠时间等。

实时指挥调度：调度员可在监控屏幕中，直接对车辆发送指令进行调度。3．车队监控管理

运行次序：在地图上直观的反映各车在线路的实时位置，自动判断在一线路中车辆是否有爬头、有无抛站，以及在同一站点或路段内车辆是否相互挤压、有无越线行驶等。

运力分布：监控各条线路、各个站点和路段内各车辆的相对情况，描述运力的分布特征。比如：车辆密度、预计到站时间等。

服务质量：记录司机有无超速、越线、抛站、急刹车、爬头、带速开关门等信息。

指挥调度：调度员可根据运行次序和运力分布情况，调派车辆。4．查询统计系统

报表统计：系统自动生成公司所需要的各种统计报表。

决策统计：提供多种条件的组合查询统计功能，为决策提供各种辅助统计报表。5．计算机辅助决策

客流分布：提供直观的客流分布统计图表。

线路分析：提供各线路重叠度图表，换乘关系描述等。

运力管理：提供车队运力归属关系管理，以及调动变更管理。

计划生成：根据运力配置、发车间隔、运行方式、运行时间，速生成运力周转运行计划表。

运能分析：对每条线路提供运能进行分析，与客流时空分布进行比较，得出运力配置及计划安排是否能够满足客流疏散要求，并提供不断修正的方便。

实时决策：根据客流和运行环境的变化，进行实时作业计划调整。系统采取预案的方式，每个预案有其适用的情况和启动条件。一旦条件成熟，系统自动提示，由调度员选择执行。若出现预案以外的情况，则由有经验的调度员在监控调度中，通过人工判断发布指令进行指挥调度，并在事后进行事件分析，编制新预案。3.系统特点及优势

本公交车调度管理系统的特点和优势包括：

车辆管理、车辆调度、车辆通信、车辆监控、远程信息发布、自动报站、电子站牌七大功能完整统一，提供完善、高效、经济的公交车管理、调度、营运系统；

MP3语音报站，可以实现GPS自动报站；

车辆LED大屏幕显示，与报站器同步显示站名，并可以实现远程无线广告信息、公交信息、市政信息、公安提示信息、天气预报等信息远程发布；

车辆实时跟踪监控，电子地图显示车辆；

管理中心与公交车实时双向文字通信；

电子站牌显示车辆班次和位置，以及到站时间；

系统自动化程度高，人工维护少，统一集中发布信息无需到现场，节省人工成本；

减少大量布线，无需网络建立和维护，系统投入少。

GPS车载终端

车载终端提供下列接口： 1)电源接口：12V－36V直流电源； 2)SIM卡接口：3V SIM卡专用接口； 3)GPS天线接口：GPS天线专用口； 7)计算机配置接口：串行接口； 8)输入输出IO口：串行接口； 9)状态指示灯；

车载终端的外形示意图如图3所示。

车载终端的性能参数如表6所示。

总结

控制中心管理软件采用C/S结构，将GIS系统、TCP网络通信、SQL数据库操作结合起来，整个系统使用一个接入服务器和多个客户机，可以多台计算机在不同地方查看不同的车辆的状态。

服务器软件包括终端管理、车辆信息管理、终端控制，车辆定位信息处理、信息存储查询等功能，系统功能强大安全可靠，采用MSSQLSEVER数据库，3层C/S体系，数据维护方便，数据可靠性、安全性强，数据的存储和处理能力强大，可以长时间保存大每个车辆的运行记录。软件设置管理密码和权限管理，保证系统的安全。