基于合理架構的杭州智能公交系統

一、前言
城市公共交通是城市的重要基礎設施，是維系城市活力的血脈。近年來，隨著杭州城市經濟和社會的發展，尤其是杭州市委[2004>34號文提出“公交優先”的政策，杭州公交集團本著“公交優先，必須公交優秀”的經營理念，大力實施“科技興司”戰略，加大科技開發與應用，尤其是下大力氣推進公交信息化和智能化建設，以“推行人性化乘車服務，建立智能化信息導乘系統”為抓手，初步形成了一個便捷、安全、舒適、經濟、環保的，能滿足不同層次出行需求的客運服務體系，杭州的城市公共交通出行率從1997年的8．7％提高到了目前的約25％。

二、對智能化城市公交(APTS)的認識

什么是APTS?根據美國聯邦公共交通管理局(FTA)1998年出版的《APTS發展現狀》一文的解釋，APTS主要是應用動態公共交通信息的實時調度理論和實時信息發布理論，采用先進的電子、通訊技術來提高公交運營效率和服務水平。它具體包括車隊管理、乘客信息、電子收費和交通需求管理等幾個方面。其中車隊管理系統主要有通訊(GSM或GPRS)、地理信息(GIS)、車輛全球衛星定位(GPS)、自動乘客計數等子系統以及運營調度軟件和交通信號優先；乘客信息則主要有出行前、在途信息服務和多種出行方式接駁信息服務子系統。美國公共交通協會(APTA)對APTS的評價是：“APTS可以顯著提高公共交通服務水平，吸引更多乘客采用公交和合伙乘車的出行模式，從而帶來減少城市交通擁擠，空氣污染和能源消耗等一系列社會效益”。

杭州公交集團從1996年開始，以技術創新的思維和手段，著手構建和研發以智能化城市公共交通體系(APTS)為目標，集先進的計算機技術、網絡技術、通訊技術于一體的客運生產三大信息化體系，即：調度智能化管理系統(DIMS)、車輛信息管理系統(BIMS)、停車場信息管理系統(PIMS)。在杭州市各級政府和部門的大力支持下，通過近10年的不懈努力，在城市公交專用道規劃與建設以及信號優先等公交優先措施相繼推出后，杭州智能化城市公交體系(APTS)已經初見雛形。本文基于調度智能化管理系統(DIMS)和公交信號優先系統兩個案例的介紹，對杭州智能化城市公交(APTS)體系的現狀和發展做一簡要闡釋。

1、調度智能化管理系統(DIMS)

DIMS系統的技術核心，概括地講就是3G(GPS、GIS、GPRS)+ADSL。它主要是應用全球衛星定位技術(GPS)、地理信息系統(GIS)、無線通信技術(GPRS)+電信寬帶(ADSL)以及計算機和網絡技術綜合集成開發。DIMS系統軟件包括實時調度與監控模塊、行車計劃編制、車輛數據接收與狀態控制模塊、數據分發模塊、數據庫接口模塊、線路車輛和人員調派模塊、線路檔案管理模塊、人員信息管理模塊、報表生成處理模塊、電子地圖和報警處理模塊，以及車輛行駛狀態傳感記錄(車輛行駛速度、空調車廂溫度、尾氣排放煙度和行駛平穩度)等模塊。硬件設備則有GPS車載終端、車載電話、智能電子站牌、自動報站器、LED乘客信息顯示屏等。通過在公交車內安裝GPS車載終端和無線雙向通訊話機，能夠實現車輛自動定位，并每隔10秒將定位信息數據打包發送給服務器數據庫，同時傳送給線路調度員或調度室(調度中心)，使調度員能夠實時監測車輛的運行狀況，并可向車輛發布加速、減速、越站、跨線、折返等指令；當車輛在行駛過程中遇到道路阻塞、交通事故、車輛故障或者在車內發生乘客糾紛、擁擠等緊急情況時，司機也可通過車載終端上的相應按鍵向線路調度員發出路阻、事故、故障、擁擠、糾紛、救助等短信息，直至與調度員直接對話。

由于DIMS系統可以對車輛及線路的營運情況，以及營運生產實績和客運服務質量等進行實時監控，能把相應的公交服務信息通過媒體(如LED發車顯示屏、智能電子站牌、聲訊臺、公交網站、手機短信等)同步傳輸給乘客，因此在引導乘車、方便乘客，逐步形成公交全網集中、分級監控、責任明確、措施有效的客運管理新體系，提高車輛運營效率和效益，提升服務功能與服務質量等方面，發揮了十分重要的作用。

杭州公交DIMS系統主要分為數據采集、數據處理和信息發布三個部分，其系統結構見圖一。

截止2006年9月底，杭州公交已在207條線路(包括23條小區巴士線路)的2900余輛車上安裝了GPS車載終端，這些線路的調度已經全部采用了DIMS系統對車輛及線路的營運情況進行實時監控。同時從2005年起，我們采用BOT方式，引進外來資金3500萬元，在主城區的52條道路上陸續建設安裝了442個智能電子站牌。這些電子站牌覆蓋了杭州市區所有主要路段，遍布杭城商業中心、娛樂中心、文教中心、旅游景區及各大居住區塊。電子站牌的32英寸高清晰液晶電視和LED屏幕上除實時滾動顯示車輛到站時間／距離信息外，還能向市民和乘客提供內容豐富、休閑娛樂的視頻圖像流媒體，以及公交線路調整、天氣預報、本地新聞等文字性的信息，既為乘客出行提供便利，節約了乘客的出行時間，也讓乘客能在“等車”的過程中領略精彩紛呈的視頻節目，體現出公交“以人為本”的精神。下一步，杭州公交計劃以DIMS系統為操作平臺，在對公交線網布局、公交站點布置和換乘等進行優化和設計的基礎上，逐步實現調度員對運營車輛在單條線路和一定區域內的計算機智能調度和輔助指揮，提高車輛利用率，保證車輛準點運行，實現使更多的出行者愿意采用公交方式出行的目標。

2、公交信號優先系統

杭州公交信號優先系統于二00六年四月，在快速公交一號線(簡稱B1線)首先試驗推出。B1線是目前國內正式開通運行的最長的一條快速公交線。該線全長28公里，從黃龍體育中心到下沙東高教東區，是一條通過在杭城東西向主干道上辟建公交(BRT)專用道，同時具有大容量公交車、交通信號優先、水平上下車、站臺自動售檢票、信息化和智能化等BRT基本要素和功能的快速公交線路。

由于B1線全線共有31個交叉路口，因此為了保證B1線大容量公交車的快速運行，需要在這些路口實現交通信號優先。整個信號優先系統以SCATS信號控制系統的自適應協調控制技術為基礎，集先進的遠距離射頻識別技術(RFID)、網絡技術、計算機技術、機電控制技術于一體，構成了智能化的交通信號控制系統。系統以“公交優先”為設計原則，以科學的信號配時為手段，要求達到保障BRT車輛準點，提高BRT運行效率的目的，實現進一步提高杭州城市公共交通服務水平的目標。

整個信號優先系統主要由三部分構成，即：路口控制子系統、信號通訊子系統、SCATS中心控制子系統。它的基本實現程序和特點是當RFID讀寫器檢測到B1線車輛接近交叉路口時，即向路口信號機發送請求信號，同時RFID讀寫器對檢測到的BRT車輛進行身份識別，并將該信息通過專用通訊光纖實時傳至杭州市交警支隊信號控制中心，SCATS系統即下達指令給路口信號機進行配時調整。B1線的SCATS系統配時采取兩種方案：(1)當BRT車輛接近路口遇綠燈時，則適當延長當前的綠燈相位時間8秒，保證BRT車輛順利通過路口；(2)當BRT車輛接近路口遇紅燈時，則縮短紅燈信號周期，提前8秒轉入BRT車輛行駛的綠燈相位，從而減小B1線車輛在交叉路口的延誤時間。

快速公交B1線自2006年4月26日投入試運營至今半年來，平均每天出車512個班次，每天運行約1．34萬余公里，日平均客運量達3．67萬人次，其中最高日客運量突破了5．1萬人次。車輛平均運送速度達25．3公里／小時，其中平峰運送速度達到26．35公里／小時，晚高峰運送速度為24．17公里／小時。經杭州交警支隊控制中心信號優先系統檢測，每天每個路口平均有506個BRT車次給予了信號優先，每個車次全程28公里可平均節約192秒。目前B1線運行準點率達到了90％，使快速公交車準點、快速的特點得到了充分的體現，取得了良好的社會效益和經濟效益。杭州交警和杭州公交下步準備在兩個單位之間共同建設一條光纖，建立一個可開放信息的互通平臺，實現交通管理和公交運營信息資源互享，最終實現“按照BRT運營時刻表進行智能化信號控制”的目標。

三、發展智能化城市公交(APTS)的效益評估

由于智能化城市公交(APTS)系統在我國還沒有大范圍實施和推廣，所積累的原始數據較少，因而很難對其實施后的效果作定量評價。但是，我們認為：基于一個合理架構的智能化城市公交(APTS)體系建設，已經給杭州公交帶來明顯的社會效益和經濟效益，大大提高了公交的服務水平，它具體體現在：

1)、APTS技術本身帶來的高效率，使杭州公交的企業管理水平、運營生產效率、車輛利用率得到了明顯提高，人工、成本和間接費用也相對減少；

2)、APTS模式的固化，為提升城市交通的管理能力提供了技術平臺和堅實基礎；

3)、通過APTS，可以建立起一個公交與其他利益相關者之間更廣泛聯系和溝通的渠道，使公交能夠準確掌握市場(客運)信息，平衡與協調供求關系，降低經營風險。可以說，智能化城市公共交通系統(APTS)的應用與實施推廣是城市發展的必由之路。