2021-4-9 | 交通管理论文
本文作者：郭启煌 单位：武汉大学软件工程国家重点实验室
一、ITS智能公共交通管理系统的特点
ITS智能交通系统是指利用数据通信、电子控制、传感器以及计算机等一系列新进的技术进行对公共交通的实时信息进行准确、高效的采集、整理、处理以及传输，从而能够实现对公共交通的合理控制、确保交通安全以及提高公共交通设施的利用率。ITS智能公共管理系统主要计算机管理调度中心、信息传输系统（GPRS网络）、信息采集中心以及GIS地理信息系统等组成，计算机管理调度中心主要负责处理信息传输系统（GPRS网络）发送来的信息，并且反馈各种交通指令；信息传输系统（GPRS网络）主要是对信息采集中心传输来的各种信息进行分类汇总；信息采集中心主要是收集整理车辆单元采集到的各类路况信息以及车辆信息，并且向站台显示牌发送公交信息；GIS地理信息系统含有各个城市的交通、公共交通设施以及路网属性等信息，方便计算机管理调度中心进行查询。计算机管理调度中心是整个ITS智能交通系统的核心，主要负责公共交通工具的日常调度工作。ITS智能交通系统的工作原理是在车辆单元中装置有GPS全球定位系统、信息传输系统（GPRS网络）以及无线电通讯系统，通过这些车载设备传输的信号实现定位跟踪，并且将车辆的里程数以及乘客信息传输给信息采集中心，然后对其进行分离整理后通过信息传输系统（GPRS网络）传送至计算机管理调度中心，进行分析处理后可以在电子地图以及站台显示牌上显示车辆目前的行驶路线、目前所在位置或者站点、里程数、乘客数量等信息，并且还会对车辆发送控制指令。此外，计算机管理调度中心还可以通过GIS地理信息系统查询各个城市的路口、路段以及公共设施的地理信息，为公共交通工具的调度管理提供更加有效的数据支持。
二、ITS智能公共交通管理系统的设计与实现
建立ITS智能交通系统主要是通过先进的技术装备实现公共交通的智能化、自动化以及人性化管理。通过对ITS智能交通系统的结构以及工作原理进行分析可知计算机管理调度中心有着非常关键的作用，它不仅需要对车辆传输的信息进行有效处理并且准确、及时的反馈给电子地图以及站台显示牌，而且还需要通过信息传输系统（GPRS网络）向车辆发送控制指令，因此本文主要对计算机管理调度中心、信息传输系统（GPRS网络）以及GIS地理信息系统的设计与实现进行分析研究：
（一）计算机管理调度中心的结构设计
ITS智能交通系统的计算机管理调度中心主要分为硬件系统以及软件系统两大部分。其中硬件系统包括计算机处理器、公共交通管理数据库以及其他辅助设备；软件系统则主要采用的是模块化设计，主要功能有数据分析、公共交通信息处理、地理路况信息查询以及紧急事件处理和调度等。数据分析处理模块的主要功能是对车流状况、行车速度、行车距离以及运行时间等各类信息进行分析汇总，然后获得对其他软件模块有用的数据信息；系统查询统计模块主要是将将在后台自动生成数据、记录信息、并制成各类报表，方便管理人员的日后查询，而且可以与GIS地理信息系统相连接收各个城市的路口、路段以及公共设施的地理信息；紧急事件处理以及调度模块主要是用来处理公共交通车辆遇到的一些突发性事件，例如道路阻塞、交通事故、车辆违章、危险路段以及禁止通行等，车载设备可已将这些紧急事件的具体情况以及影响范围及时的传输到计算机管理调度中心，通过紧急事件处理以及调度模块进行处理，以便采取及时有效地应对措施；业务运营模块负责对公共交通车辆的运行路线、时间、乘客数量、车辆状况等信息的处理。例如对公交车辆的出发时间、到达各站时间、完成全程的耗时以及形式里程等数据制作出车辆、车队营运表，可以为企业的决策者制定发展战略以及经营路线科学、合理的数据信息，从而能够进一步提高公共交通管理的质量；办公自动化管理模块主要包括公共交通车辆、人事管理以及自动化办公等内容。
（二）信息传输系统（GPRS网络）的技术实现
ITS智能交通系统是以信息传输系统（GPRS网络）为基础进行数据信息的传输工作，从而有效地保证了公共交通管理调度的实时性和有效性。信息传输系统（GPRS网络）主要负责将信息采集中心所采集的各类信息传输给计算机管理调度中心，并且把计算机管理调度中心发送的指令和车辆信息及时得反馈给车辆单元和站台显示牌。信息传输系统（GPRS网络）的特点是信息传输速度快、范围广、可靠性高、操作简单不仅能够有效地保证了计算机管理调度中心与车辆间的信息传输而且还降低了后期维护成本，便于ITS智能交通系统的进一步普及应用。使用信息传输系统（GPRS网络）进行数据传输时，主要是通过协议TCP/IP与计算机管理调度中心之间的通信连接。而其中的协议TCP/IP技术主要有协议TCP/IP专用芯片和微型处理器中增加协议TCP/IP的转换器这两种方式。通过建立车辆单元与计算机管理调度中心之间的通信协议，就可以通过车载设备将公共交通车辆的站点、速度以及运行线路等相关信息及时的告知给计算机管理调度中心，然后经过分析处理后进行信息反馈，便于调度管理人员随时掌握公交车辆的运行状况。而且信息传输系统（GPRS网络）是双向通信的方式，因此无论是车载设备还是计算机管理调度中心都可以随时随地的与对方发送短消息。
（三）GIS地理信息系统
GIS地理信息系统主要是给计算机管理调度中心提供各个城市的交通、公共交通设施以及路网属性等信息，并且可以将计算机管理调度中心反馈的车辆以及路况信息及时地传递到电子地图上进行显示。GIS地理信息系统主要运用了分层式的结构设计，主要有客户端、逻辑服务器端以及数据库服务器端三层，其中逻辑服务器主要有WEB服务器、ArcIMS连接器、ArcIMS应用服务器以及ArcIMS空间数据服务器构成；数据库服务器端由ArcSDE空间数据引擎和Oracle8i读取和存取属性数据以及空间数据。首先客户端WEB浏览器通过给车载设备上编写应用软件，实现客户端的GIS信息计算，并且将计算结果传输给第二层的逻辑服务器，，最后将处理结果存入到数据库服务器端，便于日后的查询与管理。通过逻辑服务器处理客户端传输来的信息，把握当前公共交通车辆运行状况以及预测未来的交通状况，并其借助无线电通信等其它设备对公共交通车辆的行驶状况进行处理。通过GIS地理信息系统，能够使计算机调度管理中心迅速获知公共交通车辆以及各类路况信息，从而有效地提高交通效率以及安全，并且还能够使公共交通设施得到充分利用。总之，ITS智能交通系统运用了现代化的管理理念并且配合数据通信技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机技术为一体的先进的管理系统。该系统具有公共车辆的定位跟踪、辅助导航、车辆调度指挥、动态发布公交信息以及出行者最佳路经查询等功能，并且可以通过站台显示牌、或者是互联网以及手机短信等方式将这些信息直观的呈献给广大用户，方便用户查询公共交通的换乘信息的同时还能够通过计算机管理调度中心的宏观调控，合理的安排车辆运行的时间以及线路，有效地提高公交设施的使用效率，并且缓解了城市交通的压力。