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1、 神州數碼智能公交：快速公交解決方案Smart BRT 大容量快速公交線路是介于城市軌道交通和常規公交線路之間的一種費效比很高的公交形式。它具有地鐵一樣的大容量和速度，同時又具備常規公交運營成本優勢。特別適合大型城市地鐵線路的補充，以及中小城市新舊城區之間的連接。在十二五規劃的交通部分，已經明確了二線城市“優先發展大容量快速公交”的戰略，以便解決快速增長的交通出行需求。我國目前已經建設運營了一些BRT線路，取得了良好的社會效益，但是也存在以下不足。 系統的運行能力難以達到國際先進的快速公交系統的水平在我國快速公交系統實際運營管理過程中，實現和達到根據國際快速公共交通系統經驗設計的運力和運營時速2、似乎總是很難。整個運營管理體系中的車輛、場站、路口、路段等任何一個環節出現問題，都會導致快速公共系統最重要的特性“快速”無法發揮。 系統的信息服務水平難以和世界接軌根據國際經驗，高質量的信息服務是快速公交系統提升服務水準和樹立品牌形象的重要手段。由于我國公共交通信息服務發展歷史短，服務信息化的實踐經驗不夠豐富，因此對信息的獲取、分析、預測與應用等方面距離世界先進水平還有一定差距。 缺少一個先進的管理系統，輔助管理人員發現系統運營薄弱環節，并自動優化和改善系統的運營效率目前我國在使用中的快速公共交通以及傳統公共交通管理系統大都缺少具有針對性的能夠量化的自我監控功能。國際經驗表明，只有合理設計監控3、系統，才能夠有效的檢測和發現系統的真正瓶頸。輔以先進的智能調度管理系統，基于最先進的自動控制技術，才能夠從根本上提升快速公交系統的運營效率，充分發揮已有硬件的最大功能。一、神州數碼快速公交解決方案Smart BRT優勢神州數碼智能公交Smart BRT解決方案是針對大容量快速公交運營的解決方案，是BRT線路建設必備的配套方案。解決方案涵蓋了智能調度系統、智能站臺、車載設備、基礎網絡等方方面面。依靠神州數碼公司在IT各領域的建設經驗，可以為BRT線路建設提供全面的技術支撐，縮短BRT線路建設運營周期。Smart BRT系統是基于神州數碼Smart PTS解決方案裁剪、優化的針對BRT線路運營的專4、用系統。該系統整合國際最先進的優化調度、信息服務和智能監控技術，在充分考慮我國交通系統特性的基礎上，結合公交企業對單條或者多條線路管理的需求以及快速公交系統的特性，專門為我國公共交通管理企業設計的集成式管理服務系統。在各種先進的信息技術和管理優化模型的支持之下，Smart BRT系統將會有效的協助提升信息服務水平的質量，提高公交系統的運營效率。系統優勢包括： 完備的系統監控手段Smart BRT系統支持傳統的視頻、車載GPS和線圈等檢測手段，還集成了與微波、乘客以及行人檢測等先進設備通信的能力。利用系統自帶的高級數據集成、挖掘與監控功能，高效可靠的通過數字化手段對系統運營的各個環節進行整體監控5、。 調度規劃、實時優化與智能自我更新的完美結合系統內置了基于國際先進優化技術的調度管理模塊。不僅能夠出色的完成常見的調度規劃功能，還能夠通過對各種信息資源和管理設備的充分利用，實現實時調度優化管理。實時調度優化可以有效的提升快速公交系統的運營能力和平均運營時速。系統依靠附帶的智能自我更新功能，能夠對運營管理的各種參數自動調整，避免由于某些因素的變化導致系統運營效率的下降。 世界領先的高可靠性信息預測服務平臺Smart BRT系統的信息服務與預測模塊采用了自主知識產權、在世界上領先的模型技術。該技術具有目前世界上能夠實現的最高準確性和可靠性的信息服務質量等級，尤其是對未來信息的預測。可靠的信息預6、測將大幅度提高快速公交系統的運營效率以及在公眾中的形象。預測系統對硬件的需求經過了合理的優化，不同于一些同類系統只能使用單一硬件進行高密度的布設，Smart BRT系統可以在多種硬件設備的組合下，充分發揮各種硬件的長處，增進整體效率。二、Smart BRT系統框架Smart BRT系統由6個系統主模塊和一個大型中央數據庫組成。在主模塊與數據庫的協同工作下，完成快速公交系統的監控、信息預測、優化調度、辦公自動化以及系統自我評估和更新等多項任務： 實時監控模塊通過最先進的數字化檢測和視頻捕捉設備，在實時運行過程中，詳細收集各種系統設備的信息，包括車輛、場站、乘客以及快速公交沿線路段和路口的交通狀況7、信息，用以監控整個系統的運營狀況與效率，為系統中其它多個智能模塊的可靠運轉提供支持。系統良好的兼容性可以確保與多種不同類型的視頻監控設備、車況監控設備、GPS接收機、乘客檢測裝置、線圈檢測器、微波檢測器等協同工作。 通信服務模塊靈活運用多種不同帶寬的通信手段，任意組合高帶寬的千兆局域網、中等帶寬的本地加密無線網（WiFi）和帶寬相對較低的手機短信、GPRS、CDMA以及未來的3G手機網絡，最有效的滿足實時視頻、圖像、數字信息、公共信息、管理信息以及實時運營指令等傳輸的需求。通過實時傳輸與滯后傳輸實時監控模塊 車輛與場站的視頻信息監控 車輛狀態監控：位置、車速、設備運轉狀況與運行延誤等 乘客檢測8、：乘客上下車檢測器 交通狀況監測：智能交叉路口延誤檢測、交通事故檢測、故障車檢測以及其它異常交通事件檢測實時信息服務模塊 準確的預測和更新行駛中車輛到達下面各個站點的實時信息，為信息和調度模塊服務 先進的路口延誤和混行路段延誤預測，大大增強預測的整體可靠性 智能識別和處理異常交通事件，在實時運營中迅速估計相應的影響 為優化調度模塊提供實時信息支持，提供全面的短期與長期智能預測信息 能夠迅速根據最新調度方案的變更對相關預測信息進行實時更新 充分且全面的利用車輛、場站、乘客、周圍交通等信息實時優化調度模塊 采用世界領先的高效實時優化調度算法 可集成世界先進的公共交通信號燈優先以及其它信號燈協同控制9、算法 對整個系統中的場站、單條線路以及多條線路進行整體性的實時運營調度指揮公共信息發布模塊 向公眾發布未來預測信息以及當前系統狀況 自動評估各類預測信息的可靠性 公共信息可以通過多種有效的方式發布 達到高級智能公共交通系統(APTS)的信息服務標準調度管理與辦公信息管理模塊 根據場站、乘客以及周圍交通分布的狀況，優化制定單條或者多條線路在各個不同時段的調度基本安排 不斷對每日最新信息進行分析，對基本調度方案進行必要的修改以增進整體系統效率 通過監控模塊與各種管理所需的設備，將調度任務的實施與整個線路系統中的辦公自動化和信息管理緊密的結合起來系統狀態評估與智能更新模塊 自動評估調度方案的效率 評10、估監控硬件設備可靠性 實時評估信息服務的準確性 自我學習沿線交通狀況和乘客分布的變化 智能更新實時信息服務模塊中高級預測模型的參數 自動提供每日、每周或者每月的運行狀態報告以及增進運營效率的建議通信服務模塊 本地千兆網通信 手機網絡：GPRS、CDMA、短信以及未來3G網絡等通信方式 場站或者沿線信息交換裝備與車輛間的本地無線加密通訊 實時信息通信以及滯后信息交換方式 實時車輛、場站以及道路交通狀況數字化信息 實時視頻監控信息 各類歷史信息 線路、車輛、人員、班次等各種基礎信息中央數據庫的組合，并根據各種傳輸模式的帶寬特性，優化通信系統的運行效率。保證相關用戶在第一時間接收到實時運營管理和調度11、所必需的實時信息，同時確保中央數據庫在每一天結束前能夠收集到所有滯后傳輸的數據，保存當天的各種數字和視頻信息，供系統每日、每周以及每月的智能更新使用。 實時優化調度模塊Smart BRT系統采用世界領先的實時優化調度算法，不斷根據當前監控信息以及實時信息服務模塊提供的預測信息，對整個系統中的場站、單條線路以及多條線路進行整體性的實時運營調度指揮。最有效的發揮快速公共交通的潛力，提高單位小時的最大運營能力，加快平均運營車速。同時，系統采用世界先進的公共交通信號燈優先以及其它信號燈協同控制算法，隨時與周圍交通控制裝置進行通信，實時對所控制的公交系統與交通系統中其它元素的互動進行全面優化。實時調度管12、理方案則通過各種信息服務和管理模塊，通過電話、手持終端以及系統電腦終端等發布給司機、場站管理人員以及后方管理人員。同時，實時優化調度模塊還能夠智能應對突發事件（如故障車和沿線事故等）造成的影響，對系統運行進行實時優化調整，盡量減少延誤。 實時信息服務模塊采用當前世界領先的預測和信息分析技術，Smart BRT系統能夠可靠的預測未來短期（30分鐘內）和長期（若干小時內）的系統運行狀況，并自動實時檢測任何系統中發生的異常事件（如混行路段中的交通事故等）。預測算法針對路段和路口的交通狀況、車輛運行狀況、場站乘客數量以及對車內乘客數量的檢測或者估測，綜合考慮中央數據庫中的歷史相關信息，可以可靠的預測每13、一輛行駛中的車輛到達下游每一個站點的時間。相應的預測和檢測信息經過組合可以完成對智能快速公交系統提供世界領先級別的信息服務支持。例如，將本車和下游換乘車的具體到達時間信息提供給正在乘車的乘客；將一條或者多條線路的下面若干輛車輛的到達時間信息提供給正在等車的乘客；以及將異常交通狀況對當前單條或者多條線路運營的影響提供給乘車、等車以及準備出行的乘客。 公共信息發布模塊Smart BRT系統支持多種方式向公眾發布系統當前運行信息以及未來預測信息（例如車輛的到達信息和延誤信息）。基于系統出色的可靠性評估模型，所有的預測信息的可靠性將會自動被評級。例如，正常調度運行下的預測（無論是交通的高峰還是非高峰時14、段）擁有最高級的可靠性，因此相應的預測信息可以精確到分鐘；而在某些特殊事件（如大型交通事故）的影響下，系統經過可靠性分析，可能只基于預測結果提供定性的信息，如“延誤超過半個小時”等。公共信息可以通過多種方式發布，包括車內信息板、車內廣播、車外信息板、車站信息板、互聯網站、手機短信平臺等。各種預測信息，以及檢測到的系統異常事件（如故障車輛），都能夠最迅速的顯示在公共信息平臺上，使得整體運營的信息服務水平真正達到智能公交系統（APTS）的標準。 調度管理與辦公信息管理模塊調度管理與辦公信息管理模塊有兩大功能：1）規劃和修改單條和多條線路的每日調度管理方案；2）協助管理團隊將調度管理信息集成到相應的15、辦公自動管理系統之中。與實時調度優化模塊專注于應對實時客流的細微變化和某些突發事件不同，調度管理功能注重于根據車輛、場站、乘客以及周圍交通分布的狀況，優化制定單條或者多條線路在各個不同時段的基本班次調度安排。調度管理系統會定期自動分析中央數據庫中最新的歷史數據，比較上一次規劃設計針對的客流與交通狀況與最近狀況的差異，然后采用智能算法確定是否有必要對調度總安排或局部進行修改，例如改變某一個時段的發車頻率等。具體調度管理的實施則通過與辦公信息管理系統的集成來實現。Smart BRT系統通過監控模塊與各種管理所需的設備，如IC卡、手持終端、車況監控設備等協同工作，將調度任務的實施與整個線路系統中的辦16、公自動化和信息管理緊密的結合起來。 系統狀態評估與智能更新模塊基于先進的智能檢測技術，模塊按照用戶指定的周期對系統的狀態，尤其是信息預測的準確性、系統中各個硬件的可靠性、以及實施調度管理的有效性進行自動評估，并通過顯示、打印、電子郵件和手機短信等方式出具評估報告結果。系統狀態的評估還著重在客流變化以及沿線交通狀況的變化對系統的運營效率的影響。如果系統處于可靠性降低或者個別系統檢測或傳輸設備出現故障的狀態，模塊中的智能更新功能則會被自動激活，通過先進的自我學習算法，根據最新收集的數據以及檢測出的系統運行偏差，對信息預測核心、異常事件檢測核心、實時優化調度核心以及調度管理規劃核心進行參數自動校正。17、同時，繼續對采用新參數后的系統的運行狀態進行監控與評估，不斷增進系統的可靠性。 中央數據庫中央數據庫由多個數據引擎組成，除了可以存儲傳統的視頻、圖片、報表等多媒體信息，還可以高效率的處理各種海量的數字化交通檢測信息、實時預測信息以及其它與運營相關的各種信息。中央數據庫可以優化組合歷史信息與實時檢測信息，為Smart BRT系統中各種先進的信息服務與調度優化提供有力的支持。數據庫的優化存儲機制以及集成的高效數據挖掘功能使得系統具備很強的擴展能力，不僅能夠輕松處理多條快速公交線路的運營管理與信息服務，還可以擴展到為整個城市或地區的上千條多種類型的公交線路進行服務。三、 Smart BRT系統特性詳18、細介紹（一）全方位的智能檢測與監控Smart BRT系統有效的利用各種信息檢測設備，從覆蓋單條、多條或者整個公交系統的各個環節收集信息，用于支持智能調度與信息服務功能的可靠運轉。同時，系統對檢測硬件的兼容性很高，可以任意組合不同廠商、不同類型的檢測設備，并在運營過程中靈活的添加新設備。系統使用的高性能檢測設備包括： 公交車輛內的檢測與監控設備基于GPS技術的車輛運行狀態監控和分析系統：車內終端可以收集詳細到每秒鐘的行車信息，包括速度、加速度、減速度、行車時間、等待時間等。獨立的乘客上下車檢測裝置：通過安裝在車門上方的影像識別乘客檢測器或者安裝在進出車輛的踏板上的體重感應乘客檢測器，系統可以有效19、的收集乘客上下車數量、計算車內乘客人數、并統計乘客上下車延誤等信息，供實時信息分析和后臺數據統計使用。車內視頻與照相監控裝置：系統的車載終端可以實時收集行車過程中車廂內多個監控視頻頭的視頻錄像，如果用戶需要，車載終端可以在檢測到本地加密無線網絡時自動將采用先進壓縮算法保存的視頻傳輸給中央數據庫。 公交車輛外的檢測與監控設備違章車輛抓拍系統：用于抓拍占用公共交通專用車道的違章車輛。可以自動在照片上記錄時間和通過車載GPS獲取的位置信息，供執法部門作為證據使用。信息交換裝置：與運營沿線靈活布置的信息采集裝置通信，通過加密的本地無線網絡交換監控、指令以及其它服務信息。比手機網絡的方式擁有更大的帶寬，20、更加穩定可靠保密。 公交車站的檢測與監控設備車站的檢測系統通過售票系統（電子車票及人工車票檢測裝置）以及獨立的基于視頻的乘客進出站檢測系統，收集數字化的信息，協助系統估測站內的等車乘客數量等運營數據。基于攝像頭的監控系統也提供對傳統視頻和照片信息的顯示、收集和保存功能。 路口與路段上的交通檢測設備作為一套先進的公交管理系統，Smart BRT系統能夠有效的估測和利用運營線路周圍路段和路口的信息，并結合到系統中先進的信息服務和調度功能中。系統除了可以通過行車記錄，運用先進的算法估算相應路段和路口由于周邊交通狀況造成的運營延誤，還可以通過以下設備采集更多的信息以進一步增進整體可靠性。公交專用車道內21、的檢測設備：線圈、微波以及無線傳感檢測器，作為車載監控設備的補充。混行路段上的檢測設備：獨立的或者與交通管理部門共享的線圈以及微波等交通檢測設備。路口交通狀況檢測設備：系統可以與交通管理部門的信號燈監控系統通信，獲取所需的路口信號燈控制數據，然后轉換為路口交通狀況信息。（二）先進的高級公交信息服務功能Smart BRT系統提供的高級公交信息服務是基于獨創的世界領先的交通預測技術。與其它系統相比，具有以下出眾的特性。 世界領先的信息預測服務采用多層次空間切割技術和通過基因算法改進的神經網絡模型，系統可以準確的預測行車時間（每一輛運營中的車輛到達下面多個站點的時間）。由于系統同時具有預測周圍路段和22、路口相關的交通狀況的能力，因此相應計算出來的行駛時間預測更加準確可靠。預測結果可以通過不同方式發布給乘客，并在系統終端上通知線路管理工作人員。為乘客提供的信息舉例如下：當前時間：8：42站點甲：8：45站點丙：8：53終點站：9：12左右 當前時間：8：421分鐘內：11號線3分鐘：15號線5分鐘左右：11號線 可靠的信息準確度評估體系系統擁有一套內部評估體系隨時對各種信息服務的質量進行評估，能夠有效的檢測到在某些特殊情況下系統預測和檢測信息的誤差范圍出現波動的情況。因此系統能夠自動調整輸出信息的語氣和預測值范圍，確保乘客不被潛在的誤差所影響。這項功能大大提高了乘客對系統信息服務的信任性，確保23、了公交運營的系統形象。 高效的實時信息分析功能除了為乘客提供未來的預測，系統強大的信息分析功能還可以通過不斷分析各種監控數據，檢測系統中的各種異常現象，例如故障車輛和影響公交運行的交通事故等。一旦檢測到異常事件，系統的信息服務將自動調整受影響的車輛和線路上的信息發布，提供預測的延誤信息以及相關的警告。同時，系統還可以通過實時運行中不斷收集到的車輛行駛信息，驗證之前提供的預測，并自動微調運行參數對內置的預測模型進行實時修正。 靈活的信息發布方式除了傳統的車內和場站上的信息版發布方式，系統還支持實時網頁信息發布、手機發布以及收音機、語音臺的語音發布等方式。（三）優化的調度規劃與實時控制功能在系統完24、備的中央數據庫和強大的實時信息分析功能的支持下，系統對運營調度的優化可以從規劃和實時控制等兩大方面完成。 線路運營前的調度規劃系統可以在具體實施前，提供輔助工具分析運營線路周圍的交通狀況信息以及客流的預測，之后采用內置的調度優化模型進行相應的線路調度規劃。 運營過程中的實時優化調度調整系統集成了多種世界先進的實時控制策略，能夠在具體運營過程中通過智能優化功能和信息服務來有效支持實施相應的策略。這些策略包括單個車輛跟車和超車的控制、乘客上車時間的控制、實時區間車路線的選擇以及多種方式的公交優先路口信號燈控制策略。在這些實時調度策略的支持下，系統的運力和平均車速都可以得到有效的提升。 運營效率的評25、估與自動調度優化在實時信息分析功能的支持下，系統不斷比較由路口信號燈以及乘客上下車等因素造成的延誤與實時優化目標的誤差，并通過不斷自我智能修正進一步動態完善整個調度系統。（四）強大的異常事件處理功能與其它只提供監視功能的快速公交管理系統不同，Smart BRT系統首先能夠自動檢測多種異常事件的發生，然后迅速以電腦終端屏幕警告、手持設備警告以及手機短信等方式通知管理人員，縮短事件持續的總時間，盡量減少其造成的影響。同時，系統會迅速估計與預測相應異常事件造成的影響，更新服務信息，通知乘客。系統可以處理的異常事件包括：故障車輛、混行路段事故或其他特殊事件、臨時路口管制、站點特殊事件等。（五）直觀友好26、的系統管理界面具備三維可視化功能 友好的系統界面系統的界面設計符合美國人類與電腦交互實驗室（HCIL）制定的友好界面設計規范，通過多種測試手段保證系統的控制和提供的提示信息不會引起歧義。系統的界面提供直觀的運營狀況總結分析以及靈活的信息服務與管理功能。用戶可以自由選擇所有車輛狀況、單條線路運營狀況以及整個系統總體狀況等多種視圖方式了解相應的信息。另外，用戶還可以以車輛方式以及場站方式等靈活管理系統發布的各種公共信息。 當前與未來運營狀況的三維展現系統具有獨特的交通仿真接口。加裝相應的模塊后，用戶將可以通過交通仿真模塊以及附帶的三維顯示功能，將當前系統運行狀況與未來系統運行狀況通過三維視頻進行可27、視化的表現。系統的監測功能同樣可以加載在展現未來運行狀況的三維交通仿真上，幫助管理人員發現潛在的系統運營瓶頸。同時，交通仿真模塊還可以協助管理人員同時評估多個運營調度策略方案，無論是運營調度的規劃分析還是對異常事件的緊急處理中，都能夠迅速有效的協助管理人員選出對當前或者未來最有效的方案。（六）完備的系統監控與報告生成與發送功能 準確的監視所有系統部件Smart BRT系統具備全面的自我監視功能，能夠有效的監控和評估以下各種系統功能的狀態。其強大的數據分析能力能夠保證系統對多種無法直接測量的信息進行評估：檢測設備的可靠性、預測系統的準確性、調度規劃與實時調度的效率等。 強大的報告功能系統監控的結果可以在用戶自定義的緊急級別的基礎上，以各種不同的方式發送給管理人員。系統可以靈活的為管理人員設置權限和分組，并定制每一個人的信息收取方式（例如手機短信、電子郵件以及打印件等）。迅速全面的系統報告能夠大大縮短系統問題持續的時間，有效的提高系統的可靠性。