本文作者：郭啟煌 單位：武漢大學(xué)軟件工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

一、ITS智能公共交通管理系統(tǒng)的特點(diǎn)

ITS智能交通系統(tǒng)是指利用數(shù)據(jù)通信、電子控制、傳感器以及計(jì)算機(jī)等一系列新進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行對(duì)公共交通的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行準(zhǔn)確、高效的采集、整理、處理以及傳輸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)公共交通的合理控制、確保交通安全以及提高公共交通設(shè)施的利用率。ITS智能公共管理系統(tǒng)主要計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心、信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）、信息采集中心以及GIS地理信息系統(tǒng)等組成，計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心主要負(fù)責(zé)處理信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）發(fā)送來(lái)的信息，并且反饋各種交通指令；信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）主要是對(duì)信息采集中心傳輸來(lái)的各種信息進(jìn)行分類(lèi)匯總；信息采集中心主要是收集整理車(chē)輛單元采集到的各類(lèi)路況信息以及車(chē)輛信息，并且向站臺(tái)顯示牌發(fā)送公交信息；GIS地理信息系統(tǒng)含有各個(gè)城市的交通、公共交通設(shè)施以及路網(wǎng)屬性等信息，方便計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心進(jìn)行查詢(xún)。計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心是整個(gè)ITS智能交通系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)公共交通工具的日常調(diào)度工作。ITS智能交通系統(tǒng)的工作原理是在車(chē)輛單元中裝置有GPS全球定位系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）以及無(wú)線電通訊系統(tǒng)，通過(guò)這些車(chē)載設(shè)備傳輸?shù)男盘?hào)實(shí)現(xiàn)定位跟蹤，并且將車(chē)輛的里程數(shù)以及乘客信息傳輸給信息采集中心，然后對(duì)其進(jìn)行分離整理后通過(guò)信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）傳送至計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心，進(jìn)行分析處理后可以在電子地圖以及站臺(tái)顯示牌上顯示車(chē)輛目前的行駛路線、目前所在位置或者站點(diǎn)、里程數(shù)、乘客數(shù)量等信息，并且還會(huì)對(duì)車(chē)輛發(fā)送控制指令。此外，計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心還可以通過(guò)GIS地理信息系統(tǒng)查詢(xún)各個(gè)城市的路口、路段以及公共設(shè)施的地理信息，為公共交通工具的調(diào)度管理提供更加有效的數(shù)據(jù)支持。

二、ITS智能公共交通管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

建立ITS智能交通系統(tǒng)主要是通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)公共交通的智能化、自動(dòng)化以及人性化管理。通過(guò)對(duì)ITS智能交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及工作原理進(jìn)行分析可知計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心有著非常關(guān)鍵的作用，它不僅需要對(duì)車(chē)輛傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行有效處理并且準(zhǔn)確、及時(shí)的反饋給電子地圖以及站臺(tái)顯示牌，而且還需要通過(guò)信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）向車(chē)輛發(fā)送控制指令，因此本文主要對(duì)計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心、信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）以及GIS地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析研究：

（一）計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

ITS智能交通系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心主要分為硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)兩大部分。其中硬件系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)處理器、公共交通管理數(shù)據(jù)庫(kù)以及其他輔助設(shè)備；軟件系統(tǒng)則主要采用的是模塊化設(shè)計(jì)，主要功能有數(shù)據(jù)分析、公共交通信息處理、地理路況信息查詢(xún)以及緊急事件處理和調(diào)度等。數(shù)據(jù)分析處理模塊的主要功能是對(duì)車(chē)流狀況、行車(chē)速度、行車(chē)距離以及運(yùn)行時(shí)間等各類(lèi)信息進(jìn)行分析匯總，然后獲得對(duì)其他軟件模塊有用的數(shù)據(jù)信息；系統(tǒng)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)模塊主要是將將在后臺(tái)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)、記錄信息、并制成各類(lèi)報(bào)表，方便管理人員的日后查詢(xún)，而且可以與GIS地理信息系統(tǒng)相連接收各個(gè)城市的路口、路段以及公共設(shè)施的地理信息；緊急事件處理以及調(diào)度模塊主要是用來(lái)處理公共交通車(chē)輛遇到的一些突發(fā)性事件，例如道路阻塞、交通事故、車(chē)輛違章、危險(xiǎn)路段以及禁止通行等，車(chē)載設(shè)備可已將這些緊急事件的具體情況以及影響范圍及時(shí)的傳輸?shù)接?jì)算機(jī)管理調(diào)度中心，通過(guò)緊急事件處理以及調(diào)度模塊進(jìn)行處理，以便采取及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)措施；業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模塊負(fù)責(zé)對(duì)公共交通車(chē)輛的運(yùn)行路線、時(shí)間、乘客數(shù)量、車(chē)輛狀況等信息的處理。例如對(duì)公交車(chē)輛的出發(fā)時(shí)間、到達(dá)各站時(shí)間、完成全程的耗時(shí)以及形式里程等數(shù)據(jù)制作出車(chē)輛、車(chē)隊(duì)營(yíng)運(yùn)表，可以為企業(yè)的決策者制定發(fā)展戰(zhàn)略以及經(jīng)營(yíng)路線科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)信息，從而能夠進(jìn)一步提高公共交通管理的質(zhì)量；辦公自動(dòng)化管理模塊主要包括公共交通車(chē)輛、人事管理以及自動(dòng)化辦公等內(nèi)容。

（二）信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

ITS智能交通系統(tǒng)是以信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸工作，從而有效地保證了公共交通管理調(diào)度的實(shí)時(shí)性和有效性。信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）主要負(fù)責(zé)將信息采集中心所采集的各類(lèi)信息傳輸給計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心，并且把計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心發(fā)送的指令和車(chē)輛信息及時(shí)得反饋給車(chē)輛單元和站臺(tái)顯示牌。信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）的特點(diǎn)是信息傳輸速度快、范圍廣、可靠性高、操作簡(jiǎn)單不僅能夠有效地保證了計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心與車(chē)輛間的信息傳輸而且還降低了后期維護(hù)成本，便于ITS智能交通系統(tǒng)的進(jìn)一步普及應(yīng)用。使用信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，主要是通過(guò)協(xié)議TCP/IP與計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心之間的通信連接。而其中的協(xié)議TCP/IP技術(shù)主要有協(xié)議TCP/IP專(zhuān)用芯片和微型處理器中增加協(xié)議TCP/IP的轉(zhuǎn)換器這兩種方式。通過(guò)建立車(chē)輛單元與計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心之間的通信協(xié)議，就可以通過(guò)車(chē)載設(shè)備將公共交通車(chē)輛的站點(diǎn)、速度以及運(yùn)行線路等相關(guān)信息及時(shí)的告知給計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心，然后經(jīng)過(guò)分析處理后進(jìn)行信息反饋，便于調(diào)度管理人員隨時(shí)掌握公交車(chē)輛的運(yùn)行狀況。而且信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）是雙向通信的方式，因此無(wú)論是車(chē)載設(shè)備還是計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心都可以隨時(shí)隨地的與對(duì)方發(fā)送短消息。

（三）GIS地理信息系統(tǒng)

GIS地理信息系統(tǒng)主要是給計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心提供各個(gè)城市的交通、公共交通設(shè)施以及路網(wǎng)屬性等信息，并且可以將計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心反饋的車(chē)輛以及路況信息及時(shí)地傳遞到電子地圖上進(jìn)行顯示。GIS地理信息系統(tǒng)主要運(yùn)用了分層式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要有客戶(hù)端、邏輯服務(wù)器端以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端三層，其中邏輯服務(wù)器主要有WEB服務(wù)器、ArcIMS連接器、ArcIMS應(yīng)用服務(wù)器以及ArcIMS空間數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端由ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎和Oracle8i讀取和存取屬性數(shù)據(jù)以及空間數(shù)據(jù)。首先客戶(hù)端WEB瀏覽器通過(guò)給車(chē)載設(shè)備上編寫(xiě)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端的GIS信息計(jì)算，并且將計(jì)算結(jié)果傳輸給第二層的邏輯服務(wù)器，，最后將處理結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端，便于日后的查詢(xún)與管理。通過(guò)邏輯服務(wù)器處理客戶(hù)端傳輸來(lái)的信息，把握當(dāng)前公共交通車(chē)輛運(yùn)行狀況以及預(yù)測(cè)未來(lái)的交通狀況，并其借助無(wú)線電通信等其它設(shè)備對(duì)公共交通車(chē)輛的行駛狀況進(jìn)行處理。通過(guò)GIS地理信息系統(tǒng)，能夠使計(jì)算機(jī)調(diào)度管理中心迅速獲知公共交通車(chē)輛以及各類(lèi)路況信息，從而有效地提高交通效率以及安全，并且還能夠使公共交通設(shè)施得到充分利用。總之，ITS智能交通系統(tǒng)運(yùn)用了現(xiàn)代化的管理理念并且配合數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的先進(jìn)的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有公共車(chē)輛的定位跟蹤、輔助導(dǎo)航、車(chē)輛調(diào)度指揮、動(dòng)態(tài)發(fā)布公交信息以及出行者最佳路經(jīng)查詢(xún)等功能，并且可以通過(guò)站臺(tái)顯示牌、或者是互聯(lián)網(wǎng)以及手機(jī)短信等方式將這些信息直觀的呈獻(xiàn)給廣大用戶(hù)，方便用戶(hù)查詢(xún)公共交通的換乘信息的同時(shí)還能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心的宏觀調(diào)控，合理的安排車(chē)輛運(yùn)行的時(shí)間以及線路，有效地提高公交設(shè)施的使用效率，并且緩解了城市交通的壓力。