本文作者：郭啟煌 單位：武漢大學(xué)軟件工程國家重點實驗室

一、ITS智能公共交通管理系統(tǒng)的特點

ITS智能交通系統(tǒng)是指利用數(shù)據(jù)通信、電子控制、傳感器以及計算機等一系列新進的技術(shù)進行對公共交通的實時信息進行準(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)主要計算機管理調(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，計算機管理調(diào)度中心主要負責(zé)處理信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）發(fā)送來的信息，并且反饋各種交通指令；信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）主要是對信息采集中心傳輸來的各種信息進行分類匯總；信息采集中心主要是收集整理車輛單元采集到的各類路況信息以及車輛信息，并且向站臺顯示牌發(fā)送公交信息；GIS地理信息系統(tǒng)含有各個城市的交通、公共交通設(shè)施以及路網(wǎng)屬性等信息，方便計算機管理調(diào)度中心進行查詢。計算機管理調(diào)度中心是整個ITS智能交通系統(tǒng)的核心，主要負責(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)）以及無線電通訊系統(tǒng)，通過這些車載設(shè)備傳輸?shù)男盘枌崿F(xiàn)定位跟蹤，并且將車輛的里程數(shù)以及乘客信息傳輸給信息采集中心，然后對其進行分離整理后通過信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）傳送至計算機管理調(diào)度中心，進行分析處理后可以在電子地圖以及站臺顯示牌上顯示車輛目前的行駛路線、目前所在位置或者站點、里程數(shù)、乘客數(shù)量等信息，并且還會對車輛發(fā)送控制指令。此外，計算機管理調(diào)度中心還可以通過GIS地理信息系統(tǒng)查詢各個城市的路口、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)計與實現(xiàn)

建立ITS智能交通系統(tǒng)主要是通過先進的技術(shù)裝備實現(xiàn)公共交通的智能化、自動化以及人性化管理。通過對ITS智能交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及工作原理進行分析可知計算機管理調(diào)度中心有著非常關(guān)鍵的作用，它不僅需要對車輛傳輸?shù)男畔⑦M行有效處理并且準(zhǔn)確、及時的反饋給電子地圖以及站臺顯示牌，而且還需要通過信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）向車輛發(fā)送控制指令，因此本文主要對計算機管理調(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)計與實現(xiàn)進行分析研究：

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

ITS智能交通系統(tǒng)的計算機管理調(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)包括計算機處理器、公共交通管理數(shù)據(jù)庫以及其他輔助設(shè)備；軟件系統(tǒng)則主要采用的是模塊化設(shè)計，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車流狀況、行車速度、行車距離以及運行時間等各類信息進行分析匯總，然后獲得對其他軟件模塊有用的數(shù)據(jù)信息；系統(tǒng)查詢統(tǒng)計模塊主要是將將在后臺自動生成數(shù)據(jù)、記錄信息、并制成各類報表，方便管理人員的日后查詢，而且可以與GIS地理信息系統(tǒng)相連接收各個城市的路口、路段以及公共設(shè)施的地理信息；緊急事件處理以及調(diào)度模塊主要是用來處理公共交通車輛遇到的一些突發(fā)性事件，例如道路阻塞、交通事故、車輛違章、危險路段以及禁止通行等，車載設(shè)備可已將這些緊急事件的具體情況以及影響范圍及時的傳輸?shù)接嬎銠C管理調(diào)度中心，通過緊急事件處理以及調(diào)度模塊進行處理，以便采取及時有效地應(yīng)對措施；業(yè)務(wù)運營模塊負責(zé)對公共交通車輛的運行路線、時間、乘客數(shù)量、車輛狀況等信息的處理。例如對公交車輛的出發(fā)時間、到達各站時間、完成全程的耗時以及形式里程等數(shù)據(jù)制作出車輛、車隊營運表，可以為企業(yè)的決策者制定發(fā)展戰(zhàn)略以及經(jīng)營路線科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)信息，從而能夠進一步提高公共交通管理的質(zhì)量；辦公自動化管理模塊主要包括公共交通車輛、人事管理以及自動化辦公等內(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)度的實時性和有效性。信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）主要負責(zé)將信息采集中心所采集的各類信息傳輸給計算機管理調(diào)度中心，并且把計算機管理調(diào)度中心發(fā)送的指令和車輛信息及時得反饋給車輛單元和站臺顯示牌。信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）的特點是信息傳輸速度快、范圍廣、可靠性高、操作簡單不僅能夠有效地保證了計算機管理調(diào)度中心與車輛間的信息傳輸而且還降低了后期維護成本，便于ITS智能交通系統(tǒng)的進一步普及應(yīng)用。使用信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）進行數(shù)據(jù)傳輸時，主要是通過協(xié)議TCP/IP與計算機管理調(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。通過建立車輛單元與計算機管理調(diào)度中心之間的通信協(xié)議，就可以通過車載設(shè)備將公共交通車輛的站點、速度以及運行線路等相關(guān)信息及時的告知給計算機管理調(diào)度中心，然后經(jīng)過分析處理后進行信息反饋，便于調(diào)度管理人員隨時掌握公交車輛的運行狀況。而且信息傳輸系統(tǒng)（GPRS網(wǎng)絡(luò)）是雙向通信的方式，因此無論是車載設(shè)備還是計算機管理調(diào)度中心都可以隨時隨地的與對方發(fā)送短消息。

（三）GIS地理信息系統(tǒng)

GIS地理信息系統(tǒng)主要是給計算機管理調(diào)度中心提供各個城市的交通、公共交通設(shè)施以及路網(wǎng)屬性等信息，并且可以將計算機管理調(diào)度中心反饋的車輛以及路況信息及時地傳遞到電子地圖上進行顯示。GIS地理信息系統(tǒng)主要運用了分層式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要有客戶端、邏輯服務(wù)器端以及數(shù)據(jù)庫服務(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)。首先客戶端WEB瀏覽器通過給車載設(shè)備上編寫應(yīng)用軟件，實現(xiàn)客戶端的GIS信息計算，并且將計算結(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)庫服務(wù)器端，便于日后的查詢與管理。通過邏輯服務(wù)器處理客戶端傳輸來的信息，把握當(dāng)前公共交通車輛運行狀況以及預(yù)測未來的交通狀況，并其借助無線電通信等其它設(shè)備對公共交通車輛的行駛狀況進行處理。通過GIS地理信息系統(tǒng)，能夠使計算機調(diào)度管理中心迅速獲知公共交通車輛以及各類路況信息，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)以及計算機技術(shù)為一體的先進的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有公共車輛的定位跟蹤、輔助導(dǎo)航、車輛調(diào)度指揮、動態(tài)發(fā)布公交信息以及出行者最佳路經(jīng)查詢等功能，并且可以通過站臺顯示牌、或者是互聯(lián)網(wǎng)以及手機短信等方式將這些信息直觀的呈獻給廣大用戶，方便用戶查詢公共交通的換乘信息的同時還能夠通過計算機管理調(diào)度中心的宏觀調(diào)控，合理的安排車輛運行的時間以及線路，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。