GPS智能调度系统方案设计书.docx
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GPS智能调度系统方案设计书
物联网有限公司
GPS智能调度系统方案设计书
1.项目综述5
1.1项目说明5
1.2项目背景5
1.3系统建设实施原则6
1.4参考规范标准和相关文献7
1.5系统建设目标7
2.总体方案设计11
2.1概述11
2.2系统构成11
2.3系统平台设计标准12
3.智能调度系统模块介绍13
3.1智能调度监控系统13
3.2公交GPS运营管理系统15
3.3现场调度功能17
3.4电子路单管理18
3.5通讯子系统18
3.6故障应急子系统19
3.7公交GPS运营报表系统19
3.8CAN总线系统20
3.9系统特点21
4．车载系统技术规格22
4.1车载系统组成22
4.2载系统的功能23
4.3载系统技术规格25
5电子站牌26
6语音调度屏29
7超高亮度车载汉字滚动室内屏29
8超高亮度车头/车尾路牌屏30
9数据通信网络建设要求31
9.1概述31
9.2范围31
9.3建设原则31
9.4有线通信网要求32
9.5无线通信网要求32
10《某物联网智能公交系统》的特点及优点33
10.1基于模型决策的“智能化”33
10.2社会效益35
10.3保密声明37
1.
项目综述
1.1.项目说明
随着**城市日新月异的发展，人民生活水平不断提高，老百姓对衣、食、住、行的需求已经发生了质的改变，而**公交作为关系到国计民生的生命线工程，肩负着向社会提供重要公共产品、服务以及为市民提供更加安全、舒适、便捷、经济出行方式的光荣使命。
通过建立以公交智能调度管理系统为核心、整合完善公交现有信息管理系统，形成具有开放性、先进性的智能公交信息管理系统是**公交发展的趋势和必经之路。
智能公交信息管理系统的成功应用，将极大的改变城市公交的工作方式，提高企业整体素质，提高管理水平、服务水平和工作效率；将改变手工信息传递、人工指挥的传统调度模式，使企业信息传递及时、准确、规范，乘客可以得到准确详实的城市公共交通信息，为**公交的现代化和未来城市智能交通系统的发展奠定良好的技术基础。
本项目内容针对**市公共交通总公司系统建设规划要求功能需求书，以某物联网智能化公交系统技术平台为基础，做出全面的技术可行性分析及社会经济效益评价，并提出服务和维护一整套解决方案。
1.2.项目背景
目前城市公共交通系统普遍存在着拥挤、低效、污染、油价不断上涨等问题，制约着城市的可持续性发展。
公共汽车行车安全是公共交通客运的生命线，是为乘客提供安全服务的首要保障，然而，由于公共汽车运行场所的开放性和驾驶员作业的独立性，使得公共汽车的安全行车管理控制实际上处在事后控制和极具不确定性，急需寻求一种对公共汽车安全行车实时监控警示和对安全行车过程的客观、及时、全面的记录装置和设备，达到提高车辆行车安全，提高车辆利用率，降低安全事故之目的，而传统管理手段根本无法实现这一重要管理需求，同时，多年以来公共汽车的运营调度一直处在一种对运营过程和线路客流、道路疏堵状况无法知晓的情况下的盲目派班、随意性大，使得运营车辆发车间隔不符合乘客的需要，又影响公交为乘客提供优质服务宗旨的实现，也影响企业的经济效益，粗放型的管理一直是**公交最普遍存在又难以有效解决的问题，企业也花费大量人力、精力来改进运营管理，但仅靠传统管理手段是很难有效和系统地根本解决这一公交行业传统管理难题，只有利用现代信息技术手段来提升运营调度的科学化合理化。
如何解决这些问题已成为**公交面临的紧迫问题。
随着国民经济的高速发展，城市公共交通企业正在向着现代化、信息化方向发展。
为了贯彻执行国家优先发展城市公共交通，全面提高公交对社会服务水平的要求，全国**公交都逐渐意识到在不断增加新公交车辆、开辟新公交线路的同时，也必须进一步建立和完善**公交的管理模式和工作流程，全面提升**公交的管理水平、生产效率和服务质量。
作为一个城市的**公交，公交调度系统既要代表政府体现当地城市的形象，又要尽一切力量减少政府投资，创造良好的社会和经济效益。
而传统的公交运营系统的装备和管理模式较难达到这两者的完美结合。
随着科学技术的发展，某GPS智能调度系统带给**公交的将不仅是形象上的提升，也是效益的增长。
应用某GPS智能调度系统不但可以提高公交管理水平，升华公交服务内容。
而且可以及时掌握车辆运行状况，及时解决许多问题。
应用某GPS智能调度系统，不仅使驾驶员的操作变的更加简单，而且数据的统计将更加及时、准确。
如果将GPS技术应用于公交车上，肯定会为乘客提供更加良好的服务环境和服务条件，让每位乘客对公交的服务更加满意。
乘客可以从GPS公交应用系统中获得：
轻松自如选线路，明明白白的候车；乘车环境较宽松，资讯风景收眼中，不会乘车坐过站等。
GPS技术在公交应用能实现提升形象、提升服务、提升管理、提升效益的综合优势。
为了达到这个目的，**公交首先需要对公交管理模式、运营调度模式进行科学、合理地重新设计，并对整个公交管理流程和工作流程实现根本性的流程再造，同时通过先进的计算机、网络、数据通信、卫星定位、电子等多种先进技术有效地进行整合与集成，建设一个公交智能化运营管理体系。
作为城市公交智能化运营管理系统的主要组成部分，公交智能调度系统以建设“GPS智能调度系统”为核心，搭建**公交车辆管理、运营调度的平台，从而满足**公交运营调度可控化、人车调度科学化、管理流程精细化、企业管理现代化的要求。
这对于从根本上提高城市公交的现代化交通管理水平起着决定性地作用。
某物联网根据**市公共交通总公司的现状及发展目标，对该系统进行了全面的分析。
这一举措可以对运营调度、运力控制、行业服务质量、减少城市交通拥塞等方面起到全面改进的作用，实现公交车辆自动调度和指挥，保证车辆的安全、快捷、准点运行，使更多出行者采用公交出行方式，同时对提高**城市的形象产生深远的影响。
1.3.系统建设实施原则
1.3.1.遵循统一标准、统一规划、统一设计、分步实施的原则。
1.3.2.系统建设做到技术先进、安全可靠、兼容性强、易扩展升级、便于管理维护，充分满足公交行业实际需求，适应公交行业的管理模式。
1.3.3.系统建设具有一定的前瞻性，智能公交的建设及应用充分预留外部接口，能实现与第三方平台的数据共享和交换。
1.3.4.有效增强**公交的信息化基础，实现系统的灵活性和扩展性，通过接口配置实现与企业原有分立系统的业务衔接，实现数据共享和业务完整性，在保护原有投资的基础上进一步深化信息化建设，避免重复建设。
1.3.5.充分兼容各种公交车载软、硬件产品，**公交可以根据企业自身的需要，以企业平台为核心，选择可靠的软、硬件供应商与系统接驳，而不需要担心兼容性等问题。
1.3.6.实现平台化的资源管理，形成完整、高效、统一的管理体系，满足**公交的管理变革和需求变更，实现**公交信息化的长期可持续发展。
1.3.7.系统建设严格执行相关国家标准、行业地方标准和企业标准。
1.4.参考规范标准和相关文献
1.4.1.建设部93年发布的《城市公共交通车辆自动监控系统》（CJ/T3010-93）；
1.4.2.交通部门行业标准《公路工程技术标准》（JTJ001-97）；
1.4.3.邮电部门批准的《通信线路工程概算定额》、《通信工程补充预算定额》；
1.4.4.建设部96年1月发布的《城市公共交通经济技术指标分类与代码》（CJ/T3046.1-1995）；
1.4.5.《900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信名词术语》（YD/T1080-2000）；
1.4.6.信令格式、码字结构按MPT-1327；
1.4.7.拨号方式：
用户终端拨号符合MPT-1343标准；
1.4.8.符合GB/T15844.1-1995《移动通信调频无线电话机通用技术条件》；
1.4.9.符合GB12192-90《移动通信调频无线电话发射机测量方法》；
1.4.10.符合GB12193-90《移动通信调频无线电话接收机测量方法》；
1.4.11.技术安全要求符合GB4793-84；
1.4.12.电磁兼容要求符合GB6833-87；
1.4.13.其它有关城市公共交通信息管理及ITS技术应用的国际标准、国家标准等。
1.5.系统建设目标
依据国家有关规定和标准，借鉴国内外智能公交建设先进的技术、产品和成功的经验，结合本企业成功开发的案例，构建**公交智能化调度系统，实现企业信息传输网络化、统计分析报表自动化、营运生产调度全程可视化、排班自动化，使社会效益和经济效益最大化。
根本目的是进一步提高企业管理水平，为市民提供更好的服务，提升城市形象。
智能公交的建设及应用要保证整个系统既相对独立，在今后又需与城市信息系统有机连接，为此要求预留接口，能实现与市级信息平台的数据共享和交换。
经济效益及管理效益：
借助车辆动态定位、无线通信及电子地图显示技术，实现了对线路营运车辆动态位置的实时监控指挥，逐步代替了手工填写“路单”模式，实现了计算机操作和无纸化管理，提高了路单签发记录的准确性；发挥智能调度的实时监控和自动违规检测功能，取消了线路上的区间调度和副站调度，减少了路线稽查人员，节约了大量的人力资源，降低了企业的管理费用，提高了生产工作效率；通过智能调度系统建立了车辆应急求助服务体系，调度指挥中心可随时处理来自营运线路车辆关于交通事故、车辆故障以及道路受阻等方面反馈的求助信息，迅速调整运力，确保线路营运秩序正常，为一线驾乘人员提供帮助。
社会效益：
根据定时从GPS取到的定位数据，通过与数据库站点的基本信息对比，及时计算出车辆目前所处的位置和预计到达下站的时间，并通过电子站牌向乘客报告车辆动态运行信息，使乘客乘车或候车时可以根据电子站牌信息掌握即将到达车辆的具体线路、位置及时间，方便乘客出行；通过车载终端，实现了自动语音报站，取消了驾驶员手工操作报站方式，使预报站更加及时、准确。
不仅减轻了驾驶员的劳动强度，更重要的是通过清晰、及时的语音报站，使广大乘客感受到了细致周到的服务，避免了乘客误乘或乘过站事情的发生；通过智能公交的自动监测报警系统，对线路上营运车辆出现的超速、早点、晚点、滞站、越站及超越行驶轨迹等违章现象实施动态监控，及时纠正和处理各种违章违规现象，较好地规范了营运秩序，提高了安全行车系数。
1.5.1.智能调度系统的功能基本要求
1.5.1.1.利用现在成熟技术，建成车辆在线监控、智能调度、电子站牌、运行管理为一体的智能调度管理系统，建成的系统应实用、科学又具有可扩充性。
1.5.1.2.可对营运车辆进行自动计划排班、手动调整排班、适时调度、以及日常客运管理所需要的功能。
1.5.1.3.调度平台应能直观、实时的显示各线路车辆数、实时运营车辆数、车辆状态等信息、已发车趟次、发车完成情况等线路状态信息，车载机应有相应的声音报警、提示、语音交互功能。
1.5.1.4.调度平台可对营运车辆进行有效的适时管理、监控、查询、跟踪等功能。
1.5.1.5.可根据采集的营运数据，按照任意单位、路队、车辆或其它选项实施灵活发车、安全等管理活动，并能自动生成相应的报表，作为各级领导决策时的参考依据。
1.5.1.6.系统可记录所有车辆的各类信息，实时或按需重新回放显示，支持远程查询。
1.5.1.7.系统安全性能：
严格区分用户的权限级别，以保证系统或数据的安全性。
系统应提供权限级别的权限设置、分配、回收的功能，并能增加、删除、修改、查询用户信息。
1.5.1.8.具备车内、始发站、站台媒体服务管理发布功能。
1.5.1.9.车载设备的配备应充分考虑现有设备作用的发挥，设备间功能应互补、兼容。
1.5.1.10.软、硬件技术参数、性能指标、适用性，有国家或行业标准按相关标准执行，没有标准的双方约定。
1.5.1.11预留多个与城市信息平台的数据交换和共享接口。
1.5.1.12.系统应具备完善的图形化流程控制功能，实现业务流程的个性定制和动态调整；良好的业务提醒功能，以多种方式提醒用户及时进行业务处理。
1.5.1.13.编码依据国家和行业标准，并具有良好的扩充能力和使用的方便性，能够根据用户的具体需求提出解决方案。
1.5.1.14.可查询和备份的系统操作日志。
记录用户事件，如登录、修改、更新等。
1.5.1.15系统建立完善的备份和数据恢复功能。
1.5.1.16模块化、系统化、网络化。
系统采取模块化设计，功能涵盖所有业务，各功能模块的增减不能影响系统使用，通过各功能模块数据关联，实现在网络环境下综合信息数据的共享，强大的查询系统使检索数据更加容易。
1.5.1.17可与我公司生产的TM系列的投币机实现对接，实现定时，定点开锁功能，开箱记录无线上传，相关数据可在后台报表查询。
1.5.2.智能公交系统整合功能基本要求
1.5.2.1.数据集中管理：
在充分利用现有信息资源、现有信息子系统，且不影响现有信息子系统功能完整性，最大限度利用现有设备前提下，建立适应公交公司实际的企业信息管理系统，整合公共信息资源。
1.5.2.2.数据关联性、一致性：
在已有数据的基础上，自动导出主要数据，建立企业信息数据库，并在各个子系统数据间建立相互关联、引用。
1.5.2.3.形成企业资源计划环环相扣的闭环管理：
在已有数据基础上，自动生成各类日报表、月报表、年报表，包括关联数据报表，并能生成图形报表，方便决策分析；进一步减少中间环节和人为干扰因素的影响。
1.5.2.4.统一访问权限控制：
按照管理人员和相应权限，实现数据分级共享和自选条件查询数据。
1.5.2.5.兼容性及整合性：
可与公交IC卡系统整合，将现金收入与单车IC卡收入相关联，做到有机统一，要求整体成本、运行费用最低，此功能需要IC卡厂商配合。
2.
总体方案设计
2.1.概述
某GPS智能调度系统是在总结传统调度经验的基础上，采用GPS卫星定位技术、计算机技术、GIS电子地图技术和科学电子技术，以GPRS/CDMA无线通讯网络为桥梁，结合**公交运营管理理论对公交车辆进行智能动态调度和监控指挥的系统。
实现了被监控车辆的全程监控跟踪、自动排班、智能调度、统计决策和信息发布等过程的全自动化管理，是**公交建设现代化公交的基础保障。
《某物联网GPS智能调度系统》突出特点在于其功能全面，可扩展性、兼容性好，满足企业管理动态变化的需求。
2.2.系统构成
2.2.1.系统结构示意图
2.3.系统平台设计标准
2.3.1.应用系统架构
Ø具有灵活的架构，支持C/S架构、B/S架构以及两者混合的架构，能够很好的
满足系统未来规模扩充与功能扩展的需要。
Ø采用集中及分层授权的用户访问安全控制模式。
Ø系统操作简洁、一键式操作、图形化人机界面、界面友好、丰富明了、操作简
单、快捷、实用、功能强大。
Ø采用两级管理调度:
总调度、线路调度。
Ø所开发的公交智能调度车载硬件设备均具有CAN总线接口，方便未来与车内其
它硬件设备的互联互通。
性能稳定，抗干扰能力强，车载设备在任何车况下均可正常使用，如燃气车等。
ØGPS智能调度软件系统能够处理四千台公交车以上并发大数据量和业务量
的需求。
2.3.2.信息交换平台
Ø通讯平台采用数据缓冲机制，实现了信息的实时性和可靠性。
Ø实现车载系统、电子站牌、运营调度管理部门之间的信息交换。
Ø支持消息队列。
Ø支持TCP/IP协议，GPRS无线通信，无线局域网络等。
Ø实现与第三方应用协议在WebService及TCP/IP层数据实时交换接口。
ØGIS地图可接受MapInfo主流地图文件显示格式，非主流地图显示格式可通
过转换工具进行转化。
2.3.3.系统软件环境
Ø服务器端支持WindowNT、2003、UNIX等操作系统。
Ø数据库支持Oracle9i以上企业版。
Ø支持服务器数据集群、负载均衡及双机热备。
Ø工作站支持Windows2000、XP、Vista等。
Ø支持数据分区、及分布式数据管理要求。
2.3.4.系统硬件环境
Ø服务器要求：
双核或四核服务器、两台以上，按功能划分，包括数据服务器，
应用/通讯服务器。
Ø数据可靠性保障：
建议服务器磁盘阵列采用RAID5方式或更高磁盘阵列技术，
双机热备为可选项。
ØI/O吞吐量：
信息交换平台的通讯服务器确保较高的I/O吞吐性能。
Ø工作站：
INTELP4或者AMDATHLON以上，内存1GB以上。
Ø数据中心LAN：
推荐1000MB以上以太网，最低要求100MB以上。
Ø总公司与分支机构之间WAN：
专用网络，最少2MB或以上带宽。
Ø网络安全性：
采用软件或硬件防火墙，结合网络杀毒软件，具有抵御外部攻击
和防范病毒的完整体系。
3.智能调度系统模块介绍
3.1.智能调度监控系统
Ø实时监控
1、具有模拟监控和GIS电子地图监控两种方式，对营运车辆的运行情况进行全面、实时、直观的监控。
2、实时显示线路电子路单、线路全天计划发车趟次、线路当前发车趟次统计、线路发车完成率、总配车数、实时运营车辆数、车辆部位号、车辆编号、线路号、司机姓名、车速、车辆状态、是否到站、发车时间等信息。
通过发送短信、语音调度指令或免提通话来完成对车辆的调度。
车辆进行终点场区，系统向车载终端发送已运营车辆趟次和下班次的发车时间点，场区调度屏会显示发车时间点。
3、实时监控车辆，显示调度区域内所有车辆的实时位置和速度信息，有效消除定位数据漂移现象，对车辆24小时监控，任一时间、地点均能查询行时车辆的运行情况。
随时可以通过右键菜单方便地修改发车时间、修改发车间隔、统计趟次、修改车辆状态、请求与接收通话等。
4、实时显示车辆普通、空调等车辆类别、司机姓名、发车时间、定位时间、瞬时速度等参数。
5、车载系统中有报警功能键，实时显示车辆故障、事故、报警、超速、堵车、维修等信息。
遇到事故、堵车、故障或紧急突发事件等状况下，可通过GPS车载终端同时向调度中心及指定手机号码发送短信报告情况。
也可通过车载免提电话向调度中心进行反映。
6、支持模拟图和电子地图查找车辆位置信息，路单视图可以实时显示车辆发车趟次明细。
7、车辆在线、离线状态提示。
8、可进行电子围栏设置，在遇到车辆离线、超速或进入站点不按时离站的情况时，系统会通过声音报警提示调度人员及驾驶员，让其遵守行车计划。
从而有效的杜绝了不正点发车、超速，绕道，压点，越站等现象。
9、实时通话，并可以按单车或者群发方式对车辆发送加减速等语音短信来调度控制车辆。
10、实时对场区车辆发送发车时间点、车辆已运营趟次等信息。
11、全面智能化、信息化GPS智能调度系统可与公交ERP综合信息管理系统、BRT快速公交系统数据共享，把车辆的保养、维修等各种状态数据显示在调度人员的操作界面上，使调度人员可以全面的了解线路车辆状态；而各部门所需的运营数据，在当天运营结束的时候，调度系统会通过ERP经常合信息管理系统数据平台直接生成各类报表备查。
系统还可以与公交网站、办公自动化系统进行扩展使用。
Ø轨迹回放
1、可分时间、分线路或车辆号查询车辆运行轨迹。
2、支持回放速度调节，GIS地图大小缩放。
3、在车辆轨迹回放时同时显现车辆的非运营、超速、堵车、故障等特殊状态信息。
Ø线路查询
1、可查询线路上行、下行线路轨迹、站点位置。
2、支持单线路、多线路显示。
Ø灵活的调度方案
支持部位计划、间隔排点及自定义调度方案，并可随时对线路车辆数量进行调整。
细致全面的调度计划，系统以刚性排班，先进先出，部位优先，即时补位为原则，对制定好的发车计划自行进行调整。
在遇突发事件、节假日机动车辆、临时支援车辆等加入线路发车计划的问题，系统允许对发车计划进行临时修改。
根据线路情况可随意增减运营车辆，在不同时间段按计划均衡发车。
系统操作人性化设计，针对临时调整场区运营车辆，从选定车辆的菜单上对车辆进行通话、发送语音调度指令、更改运营状态等功能。
若有车辆需要临时变更线路，可通过远程无线下载，一键式操作对车辆上的GPS车载机线路站点信息、IC车载机票价调整、电脑报站器的线路更换、车头车尾屏的线路转换等功能设备，进行实时更改或者定时设置等调整。
3.2.公交GPS运营管理系统
Ø智能调度子系统
系统完成对公交营运管理中的各种信息，如有关公司属性、分公司属性、车队属性、线路属性、站牌特征、站点属性、驾驶员类型、驾驶员信息、安全记录、服务质量考核记录、请假类型、燃油类型、车型信息、车辆信息、保养维修类型、故障类型等，进行设置、添加、查询等管理。
系统自动记录车辆运行全过程，进出场时无需任何人工操作，各类公里数统计准确，在遇离线、中途调头、临时改道、任意区间等情况时，系统均自动保证公里数完整性、无需人工修改。
将发车信息、签点信息、车辆的运营公里、空驶公里、运营趟次、进出场时间、进出站时间、车辆开关门时间、自动考勤、早晚点统计、违章统计、车辆状况、客流数据、道路各时段平均车速、道路实时通行能力等信息数据记录，并自动生成相应报表，为**公交制定科学合理的行车计划时提供准确的数据依据。
1、线路信息管理
支持线路基本信息管理，线路上、下行信息管理。
通过GIS（矢量地图和模拟地图）系统，直观的展现了城区的各个公交场站的分部位置；对车辆线路在城区的分布、运营情况、车辆的故障数量、路段常拥堵区域、事故多发区域等情况一目了然，使得系统更加直观实用。
通过采集客流调查器数据，有效的解决了**公交对车辆的配车及发车的科学性。
通过自动的运营数据统计取代了人工路单、人工客流调查、IC卡签点外，该系统还为线路客流、综合效益、运营计划分析、线路优化等方面为线路运营决策提供服务，更加适合公交的实际应用。
路径规划
站点重复率
平均速度
2、车辆及部位计划管理
支持公司号、线路号、车辆号、部位号、车型、发车场区、大班车、运营状态
的设置及管理。
支持预定义车辆线路设置及部位计划，能够设置执行时间。
支持对车辆各种电子设备（包括gps车载机、自动报站器、车辆内外数字/汉字显示屏、客流调查器、还包括IC卡车载机（需IC卡机厂家配合））的线路设置及各种参数的自动同步和远程下载。
3、调度计划管理
支持基础发车计划方案的制订，日发车方案的初始化与修改，调度指令执行查询。
支持当天车辆实时运行情况的查询。
支持不同时段内各站点的卡点设置。
行车作业计划（运行时间表）：
系统以初始化数据为依据，按照管理人员设定的边界条件，自动编制各种车辆每一工作时间段（如按日、周、月、旬、春运等）的行车时刻计划，并可以进行人工校核及调整。
运行时间表中包含：
线路编码、路牌、班别、到场时间、出场时间、方向、循次、单程运行时间、交接班时间、交接班地点、计划行使里程、计划运营车次、工作时间（单班、上午班、下午班、晚班）全程班次、行车间隔、进出场班次等信息。
Ø调度屏管理
调度屏各种基本信息管理，如名称、编号等管理。
调度屏线路信息管理，支持编辑调度屏线路号，方向等参数。
实时发布发车计划到现场调度屏，包括发车情况显示、显示屏可显示线路号、车辆编号、发车时间等。
LED显示屏可单线路单屏显示，也可以多线路多屏滚动显示。
Ø电子站牌管理
电子站牌各种基本参数、线路及站点信息设置、显示方式设置。
向电子站牌实时发送车辆位置或距离、到达时间。
向电子站牌实时发送公告。
Ø调度员日志管理
支持调度员
升级会员 