上海公交信息化總體方案研究

上海公交信息化總體方案研究 【摘要】本文全面分析了上海公交信息化方面存在的問題，進行了公交信息化的系統(tǒng)框架設 計，提出了分步實施的計劃，提出加快車載信息系統(tǒng)一體化、運營調(diào)度智能化、行業(yè)監(jiān)管精 細化、信息服務人性化、系統(tǒng)建設標準化等建議。 【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)框架；車載信息系統(tǒng)一體化；智能集群調(diào)度；行業(yè)監(jiān)管 1 引言 2012年12月29日，國務院發(fā)布了《國務院關(guān)于城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的指導意見》， 對城市公共交通的發(fā)展做出重要指示。要實現(xiàn)指導意見中要求的“大城市公共交通占機動化 出行比例達到60%左右”的目標，上海的任務十分艱巨。地面公交作為城市公共交通的重要 組成部分，其發(fā)展水平的高低和吸引力的強弱，直接關(guān)系到上海城市公交優(yōu)先發(fā)展目標是否 能夠?qū)崿F(xiàn)的重大問題。以信息化帶動地面公交行業(yè)的健康發(fā)展，是未來支撐地面公交優(yōu)先發(fā) 展的重要手段。 2 現(xiàn)狀和問題 地面公交信息化涉及到車載信息系統(tǒng)、運營調(diào)度、行業(yè)管理、信息服務、標準化等多個 方面。至2012年年底，上海地面公交信息化還存在下列問題[1]： 2.1車載信息系統(tǒng) 車載信息系統(tǒng)指的是包括公交車載調(diào)度終端、交通卡POS機、報站器、車內(nèi)走字屏、車 輛CAN總線、頭牌／尾牌／腰牌等在內(nèi)的所有電子設備的總稱，其中車載調(diào)度終端是核心設 備，是公交企業(yè)調(diào)度中心對車輛進行實時調(diào)度管理的關(guān)鍵。目前上海市公交車輛車載調(diào)度、 車載視頻監(jiān)控、交通卡POS機安裝比例很高，基本已經(jīng)達到了全覆蓋。但是車載信息系統(tǒng)在 使用過程中出現(xiàn)了一些問題，主要表現(xiàn)為： （1）車載信息系統(tǒng)集成度不夠。語音報站器、視頻監(jiān)控相對獨立，功能整合不夠。調(diào) 度的靈活性、維護的及時性都受到影響，公交企業(yè)無法快速方便地使用視頻資源。交通卡客 流數(shù)據(jù)、CAN總線數(shù)據(jù)利用不夠。無法為線網(wǎng)優(yōu)化、計劃編制提供客流信息，無法為公交精 細化監(jiān)管提供里程、油耗等信息。 （2）支撐調(diào)度功能不完善。調(diào)度終端不支持線路信息的遠程下發(fā)，當車輛臨時跨線運 行或者調(diào)配到其他線路后，車載終端內(nèi)線路信息仍然保持原來線路，導致信息系統(tǒng)對車輛的 誤判。調(diào)度終端普遍都不具備語音通話功能，緊急情況下也無法實時上報情況。調(diào)度終端上 還缺少車輛發(fā)車確認、工作量確認等操作的支撐，導致整個調(diào)度流程關(guān)鍵節(jié)點信息無法保障。 （3）設備標準化程度低。車載調(diào)度終端只能和供貨商自己的調(diào)度系統(tǒng)兼容，導致供貨 商往往在某一家營運公司處于壟斷地位，這不利于車載設備的價格競爭和功能優(yōu)選。 1 （4）車輛定位信息不準確。GPS精度不高，信號不穩(wěn)定，加上GPRS存在傳輸延誤和信 號盲/忙區(qū)導致車輛定位信息不能及時準確獲取。公交首末站，車輛啟動時搜星時間過長， 導致定位信息不準確。 （5）系統(tǒng)維護不及時、維護成本高。多系統(tǒng)并存，且調(diào)度對車載系統(tǒng)依賴性不強，導 致車載信息系統(tǒng)無法得到及時的維護。 2.2企業(yè)運營調(diào)度 公交企業(yè)運營調(diào)度包括計劃調(diào)度和實時調(diào)度兩大方面。 目前上海的公交企業(yè)的計劃調(diào)度通常設置在分公司層面，分為行車計劃和人員排班兩項 工作。行車計劃編制人員要定期對公交線路進行駐站觀測，了解公交客流特征。參考此數(shù)據(jù)， 依據(jù)個人經(jīng)驗，行車計劃編制人員負責制定分季節(jié)、分工作日／休息日的、不同天氣的行車 計劃。行車計劃通常以人工方式編制，形成的電子表格上傳至營運公司進行審核。負責人員 排班的責任人，通過和駕駛員進行緊密溝通，按照國家規(guī)定的工時以及各個駕駛員的具體需 求和實際情況，合理安排駕駛員的工作。 在實時調(diào)度階段，上海實施的多是一線一調(diào)的現(xiàn)場調(diào)度。現(xiàn)場調(diào)度員優(yōu)先按照計劃時刻 表進行發(fā)車。通過實時監(jiān)視車輛位置，可以獲知車輛運行動態(tài)，并根據(jù)實際情況采取適當?shù)? 調(diào)度措施。例如路堵導致車輛無法及時回程時，通過拉大發(fā)車間隔的方法，避免首末站發(fā)車 點出現(xiàn)大間隔。當大量客流滯站時，調(diào)空車進行客流疏散。目前一線一調(diào)的調(diào)度模式存在許 多缺點，不能適應公交未來發(fā)展的需求，具體表現(xiàn)在： （1）公交資源缺乏統(tǒng)一優(yōu)化，運行效率有待提高。公交計劃編制在分公司層面，只能 對分公司范圍內(nèi)的幾條線路進行安排，主要是發(fā)車間隔的計劃。對于線路走向的優(yōu)化，線路 配車的優(yōu)化都無法在分公司層面進行。而目前純手工的計劃時刻表編制方法，效率較低，不 支持公交資源的大范圍全局優(yōu)化。一線一調(diào)的調(diào)度模式的弊端，加上調(diào)度軟件系統(tǒng)功能欠缺， 導致公交調(diào)度人員只能局限于本線路的車輛的調(diào)度管理，線路之間缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)，運行效率 有待提高。 （2）對公交行業(yè)監(jiān)管和信息服務的支撐不夠。公交行業(yè)精細化監(jiān)管不僅僅需要穩(wěn)定可 靠的公交車輛位置信息的支撐，也需要公交調(diào)度指令信息的支撐。對于公交動態(tài)信息服務， 也是如此。目前的公交調(diào)度的數(shù)字化程度不夠，調(diào)度指令沒有規(guī)范化描述標準，對行業(yè)監(jiān)管 和信息服務的支撐不夠。 2.3行業(yè)監(jiān)管 對公交企業(yè)運營成本、營收、服務的動態(tài)監(jiān)管，是保證公交服務質(zhì)量和促進行業(yè)健康發(fā) 展的基礎。在以往的行業(yè)管理中，行業(yè)通過出臺相關(guān)規(guī)章、規(guī)定、標準，對公交企業(yè)的運營 進行規(guī)范，起到了一定的積極作用。例如對線路經(jīng)營權(quán)的考核管理，對公交企業(yè)的運營是一 種激勵。對線路配車的審核、行車計劃的審核和監(jiān)管，保證企業(yè)完成運輸任務。但是由于監(jiān) 管數(shù)據(jù)還不夠精細，導致很多業(yè)務還無法開展： （1）公交企業(yè)和行業(yè)沒有一致的基礎數(shù)據(jù)支撐，企業(yè)間信息交換、公交信息服務等業(yè) 2 務無法順利開展。 （2）公交線網(wǎng)優(yōu)化缺乏客流數(shù)據(jù)支撐。 （3）公交車輛位置信息數(shù)據(jù)質(zhì)量欠缺，沒有標準格式的行車計劃、執(zhí)行情況和調(diào)度信 息，導致無法進行嚴格的營運考核，公交成本規(guī)制和財政補貼無法和監(jiān)管數(shù)據(jù)掛鉤。 （4）從業(yè)人員和車輛的管理沒有精確到單人、單車，只有證照發(fā)放和審核環(huán)節(jié)，沒有 實現(xiàn)過程管理。 2.4公交信息服務 上海在公交信息服務方面開展了大量的局部試點，在統(tǒng)一化、調(diào)度支撐、長效建設維護 機制等方面存在不足： （1）發(fā)布形式多樣，缺乏統(tǒng)一的規(guī)范指導。目前各個試點單位進行的公交信息發(fā)布， 都是根據(jù)項目中客戶的要求進行的。存在發(fā)布形式不統(tǒng)一，發(fā)布內(nèi)容理解不一致的問題。一 個城市存在多種不同的發(fā)布形式，不便于市民的使用，容易造成識別的困難和理解的偏差。 （2）調(diào)度信息支撐不夠。目前上海所做的公交信息發(fā)布，普遍缺少調(diào)度信息的支撐。 當車輛實施特殊調(diào)度時（例如大站車、中途退出等），就會出現(xiàn)發(fā)布信息的錯誤，容易引起 市民投訴。 （3）項目可持續(xù)能力差。目前信息服務的試點，從資金渠道和責任主體方面看，都是 不可持續(xù)的。要在全市大范圍為公眾提供公交信息服務，還需要在責任主體和資金渠道上進 行落實。 （4）各地圖提供商自行采集公交信息，增加社會成本。目前上海市缺少統(tǒng)一的公交線 路、站點信息庫，各地圖提供商為各網(wǎng)站提供的公交信息多是執(zhí)行采集更新，增加了社會成 本。而且這樣做也不能保證公交線路變更后的及時更新。 3 公交信息化的系統(tǒng)框架設計 3.1設計原則 （1）信息資源整合和共享。從信息服務角度，作為一個地面公交的乘客，他所需要公 交信息不僅僅是局限于地面公交的單一信息，還需要道路交通狀況、軌道限流、緊急交通事 件等信息。上海地面公交由多家企業(yè)運營，但對乘客來講，在獲取信息服務的時候，不應該 感覺到企業(yè)和區(qū)域的界限。從企業(yè)管理角度，要做到優(yōu)化調(diào)度，就不再是以往的車輛位置監(jiān) 視，還需要基于道路交通狀況、公交客流需求特征的發(fā)車計劃優(yōu)化編制和公交實時調(diào)度優(yōu)化， 因此也需要綜合信息的支撐。從行業(yè)管理角度，行業(yè)監(jiān)管精細化不僅要獲取車輛位置信息， 還需要對車輛運行過程和駕駛員駕駛行為的監(jiān)管，需要掌握客流動態(tài)信息，以支撐公交線網(wǎng) 優(yōu)化和公交規(guī)劃。 （2）標準化引領(lǐng)信息化。不論對于企業(yè)還是行業(yè)，要保證監(jiān)管和運營的協(xié)調(diào)，前提是 保證基礎數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。公交信息系統(tǒng)設計時應重視公交基礎信息的實時統(tǒng)一，支持公交基礎 信息動態(tài)實時更新。從企業(yè)運營調(diào)度上看，通過對車載信息系統(tǒng)統(tǒng)一要求，可避免多家供貨 3[4][4] 商設備不兼容的問題，有利于產(chǎn)品的多家供應和集中采購，也有利于系統(tǒng)功能的整體性。從 信息服務的角度看，由于數(shù)據(jù)處理方法的不同，得到的公交發(fā)布信息內(nèi)容也會有差異。為了 避免不同發(fā)布渠道信息矛盾的情況，公交實時信息應該采取統(tǒng)一處理的方法，生成標準化的、 權(quán)威的發(fā)布信息之后，再提供給實時信息發(fā)布的主體。 （3）充分利用社會資源。從行業(yè)監(jiān)管的角度，從公交運營調(diào)度的角度，目前都已經(jīng)有 了相當?shù)幕A。公交信息系統(tǒng)設計時要對原有基礎進行充分利用，保證原有資產(chǎn)效益的最大 化發(fā)揮。從拓展公交信息服務新業(yè)務的角度看，目前許多信息服務提供商已經(jīng)做到了靜態(tài)的 交通信息服務。要充分利用這些市場上已經(jīng)有的資源，用最少的投入來實現(xiàn)需要的功能。 3.2公交信息化系統(tǒng)框架 公交信息化系統(tǒng)框架的設計，應保持和交通港航信息化總體架構(gòu)的協(xié)調(diào)一致。以交通港 航行業(yè)核心數(shù)據(jù)庫為支撐，實現(xiàn)外部信息接入、精細化監(jiān)管功能開發(fā)以及信息服務信息的生 成。系統(tǒng)框架由行業(yè)核心數(shù)據(jù)庫、企業(yè)運營管理系統(tǒng)、行業(yè)監(jiān)管和輔助決策系統(tǒng)、公共交通 信息平臺和公交出行信息服務系統(tǒng)等組成 。 圖1 上海公交信息化系統(tǒng)框架 4[3]。[3]。 （1）行業(yè)核心數(shù)據(jù)庫。交通港航信息化頂層設計中包含一個行業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設。行 業(yè)數(shù)據(jù)中心位于總體框架中的信息資源層，是在現(xiàn)有的綜合數(shù)據(jù)庫基礎上構(gòu)建的一個覆蓋全 交通港航行業(yè)管理對象的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心的行業(yè)核心數(shù)據(jù)庫包括了公交相關(guān)人、車、站、 線等基礎數(shù)據(jù)，通過與行業(yè)監(jiān)管與輔助決策系統(tǒng)的連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時更新。行業(yè)核心數(shù)據(jù) 庫作為行業(yè)對外信息的接口，公交企業(yè)信息、軌道、道路等信息在此匯聚。 （2）企業(yè)營運管理系統(tǒng)。企業(yè)營運管理系統(tǒng)包括運營調(diào)度、人事、機務、財務等信息。 它為行業(yè)的精細化監(jiān)管和公交信息服務的實現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支撐。同時公交企業(yè)還承擔公交候車 亭、公交車內(nèi)的公交信息發(fā)布的職責。 （3）行業(yè)監(jiān)管和輔助決策系統(tǒng)。行業(yè)的精細化管理，例如服務水平監(jiān)管、客流特征分 析、線網(wǎng)優(yōu)化、節(jié)能減排分析等功能由該系統(tǒng)實現(xiàn)。通過和行業(yè)核心數(shù)據(jù)庫、公交企業(yè)營運 管理系統(tǒng)緊密地數(shù)據(jù)共享交換，來支撐這些業(yè)務的開展。為了彌補目前公交監(jiān)管數(shù)據(jù)不準確 的缺陷，行業(yè)管理部門還單獨建設基于RFID的公交進出首末站監(jiān)管，做到營運班次、里程 的準確采集。 （4）公共交通信息平臺（交換與服務）?；谛袠I(yè)數(shù)據(jù)中心，上海市交通港航系統(tǒng)信息 化頂層設計規(guī)劃了針對全交通港航行業(yè)的數(shù)據(jù)交換共享和數(shù)據(jù)綜合服務兩個平臺，滿足行業(yè) 內(nèi)外數(shù)據(jù)交換與業(yè)務協(xié)同需求，實現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)的科學利用和權(quán)威發(fā)布，成為交通港航系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)門戶。地面公交信息化的信息交換和服務功能，屬于這兩個平臺的一部分。依托于交通 港航行業(yè)的數(shù)據(jù)綜合服務平臺和數(shù)據(jù)交換共享兩個平臺，構(gòu)建公共交通信息平臺（交換與服 務），實現(xiàn)動態(tài)的數(shù)據(jù)接收、處理、交換，主要是支撐公交數(shù)據(jù)共享、信息服務功能的實現(xiàn)。 （5）公交出行信息服務。在發(fā)布信息的標準化基礎之上，公交信息發(fā)布采取多渠道、 多樣化的發(fā)布，盡量擴大信息的受眾的規(guī)模，使得公交信息被更多的用戶獲得。目前智能手 機的普及程度越來越高，使用智能手機獲得各種服務逐漸成為人的一種習慣，為基于智能手 機的公交信息服務提供了一條方便的渠道。目前多個大型網(wǎng)站已經(jīng)提供了基于桌面網(wǎng)站和智 能手機客戶端的城市地圖服務，在靜態(tài)信息服務方面已經(jīng)十分成熟。未來公交動態(tài)信息提供 之后，這些網(wǎng)站能夠迅速的實現(xiàn)動態(tài)信息的基于桌面網(wǎng)站和智能手機的發(fā)布服務。因此應該 充分利用社會資源，以最小的投入來實現(xiàn)公交信息服務功能 4 公交信息化的推進計劃 目前上海公交信息化的建設存在著一些瓶頸，和國內(nèi)其他城市相比在某些方面已經(jīng)落 后。通過對信息化建設的推動，未來實現(xiàn)在信息化建設方面政府補貼和企業(yè)發(fā)展的良性互動 分工互補，在公交運行方面實現(xiàn)行業(yè)精細化監(jiān)管和企業(yè)服務持續(xù)改進的協(xié)同發(fā)展，公交資源 得到最合理的配置、公交運行效率得到最大的提高、公交乘客得到高品質(zhì)的服務、公交對居 民出行產(chǎn)生較大的吸引力。 在公交信息化的建設維護機制沒有理順和建立起來之前，政府行業(yè)管理部門要發(fā)揮推進 引導和示范拉動作用，開展示范工程建設，發(fā)揮以點帶面的示范作用。政府開展先導性示范 工程建設，通過示范工程方式，驗證一體化車載信息系統(tǒng)功能、性能，以及客流和CAN總線 5 數(shù)據(jù)采集、公交企業(yè)集群調(diào)度，公交信息預報發(fā)布服務等方面示范效果和試點效應。在示范 工程基礎上，政府和企業(yè)協(xié)同推進，借助社會資源，全面實現(xiàn)公交信息化智能化，進而實現(xiàn) 公交信息服務的目標。 分階段實施計劃如下： （1）2013-2015年，首先要對已有信息化資源進行整合和提升，進行示范系統(tǒng)建設和 示范應用。配合智慧城市建設計劃，開展一體化車載信息系統(tǒng)、公共交通信息平臺、公交集 群調(diào)度、行業(yè)監(jiān)管和輔助決策、公交信息服務示范工程的建設。在示范工程基礎上，總結(jié)經(jīng) 驗和編制標準規(guī)范，由政府部門發(fā)布標準規(guī)范和管理規(guī)定，進行推廣應用。一體化車載信息 系統(tǒng)、公交企業(yè)集群調(diào)度系統(tǒng)、基于公交候車亭電子站牌的信息發(fā)布由公交企業(yè)作為責任單 位和實施主體，企業(yè)負責在示范工程基礎上按照政府部門的管理規(guī)定和實施意見推廣應用。 在企業(yè)智能調(diào)度基礎上，行業(yè)監(jiān)管信息系統(tǒng)升級改造基本完成，實現(xiàn)全市公交基礎信息的規(guī) 范一致，關(guān)鍵運營數(shù)據(jù)全面準確獲得，全面支撐公交行業(yè)安全、服務和供應監(jiān)管。中心城區(qū) 實現(xiàn)電子站牌、智能手機、網(wǎng)站等多種形式的實時公交信息服務。 （2）2016-2020年，車載一體化設備和公交客流采集技術(shù)全面支撐公交運行計劃的編 制和智能集群調(diào)度，基于CAN總線數(shù)據(jù)分析的駕駛行為考核逐步推廣應用。公交企業(yè)以推進 時刻表化運行為重點，逐步形成基于時刻表的計劃編制、運行考核和信息發(fā)布運行模式。上 海公共交通信息平臺由政府繼續(xù)擴展和維護，公共交通信息平臺性能、功能進一步拓展，全 面支撐公交行業(yè)成本規(guī)制和財政補貼的決策分析。在公交信息服務方面，站點發(fā)車時刻表和 實時到站信息服務相結(jié)合，多方式換乘信息和出行全過程的旅行時間服務得到普及。 5 對策和建議 5.1加快推進車載信息系統(tǒng)建設，提升公交信息化裝備水平 按照統(tǒng)一的規(guī)范標準采購車載信息系統(tǒng)，形成車載信息系統(tǒng)政府采購目錄，在車輛購車 環(huán)節(jié)實現(xiàn)車載信息系統(tǒng)的前裝。增強車載信息系統(tǒng)的功能集成，實現(xiàn)基于交通卡POS機的實 時客流采集、基于CAN總線的里程、油耗和安全運營數(shù)據(jù)的采集；實現(xiàn)車輛自動報站器的功 能集成；采用車載調(diào)度終端和DVR互聯(lián)或者車載調(diào)度終端兼有DVR功能的方式，實現(xiàn)車載視 頻的集成應用。 5.2著力轉(zhuǎn)變企業(yè)營運調(diào)度管理模式，推進傳統(tǒng)調(diào)度向智能化集群調(diào)度轉(zhuǎn)變 改變單一的一線一調(diào)的調(diào)度模式，探索靈活配置的集中和分散有機結(jié)合的集群調(diào)度模 式。完善企業(yè)內(nèi)部管理制度，加強新的調(diào)度管理模式下的培訓和宣傳工作。調(diào)度模式轉(zhuǎn)變后 牽涉人員崗位調(diào)整的，應落實好人員的培訓上崗工作。完善企業(yè)調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)調(diào)度信息的 數(shù)字化和標準化，支撐調(diào)度信息的共享交換。通過試點、示范和推廣，穩(wěn)步推進營運公司集 中調(diào)度、分公司集中調(diào)度、樞紐站區(qū)域集中調(diào)度等多種形式的相對集中調(diào)度模式，實現(xiàn)一人 多線調(diào)度、跨線運營調(diào)度等靈活多樣的實時調(diào)度功能， 5.3加強過程化、精細化監(jiān)管，提升行業(yè)監(jiān)管水平 6 研究公交行業(yè)成本規(guī)制，健全城市公共交通發(fā)展績效評價制度，對公共交通企業(yè)服務質(zhì) 量和運營效率進行定期評價，讓公交企業(yè)運營績效、企業(yè)成本和政府補貼掛鉤。加強人員、 車輛、線路的精細化管理水平，由原來的定時審批、審核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程化管理。增強行業(yè)優(yōu)化 配置車輛、優(yōu)化公交線網(wǎng)布設的能力，提高整個公交行業(yè)的公交資源優(yōu)化配置能力。 5.4配合行業(yè)數(shù)據(jù)中心和公共交通信息平臺的建設，促進行業(yè)信息資源整合 加快地面公交基礎信息庫的建設，為行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設建立基礎。完善公交監(jiān)管平臺， 做好公交企業(yè)和行業(yè)監(jiān)管平臺的數(shù)據(jù)對接，提高行業(yè)監(jiān)管數(shù)據(jù)質(zhì)量，支撐行業(yè)應用。加強企