xx市公共汽车公司卫星定位车辆调度管理系统设计方案书.doc
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1、45 创 造 卓 越 信 诚 天 下市公共汽车公司卫星定位车辆调度管理系统设计方案书设 计 号:20081015项 目 经 理:设计总负责人:张 国 川广 东 创 信 科 技 有 限 公 司2008年10月15日序 言在经济迅速发展的大中城市中,公共交通显得越来越重要。城市对公共交通工具的需求越来越大,顾客对服务质量的要求也越来越高,但城市的道路经常因车流量太大而引起各种事故、堵塞等,至使某一路段长时间无车到站或同时多辆车进站的情况发生;某些路段车辆过于频密而其他路段又过于稀疏,致使车辆呈不合理分布。对于上述状况,公交车调度中心由于无法实时获取车辆行车情况、分布情况和载客量等信息,故无法对车辆
2、进行实时调度安排,更无法动态地适应随时发生的情况。这种人工、事后经验型的调度管理方式,起不到及时调度和合理配置车辆资源的作用,更无法提高效率和降低营运成本,阻碍了公交事业的进一步发展。而乘客也无法从站台处获知相关的信息,致使供求信息脱节。 面对公交领域的竞争,如何改善服务质量和运营效率,合理分配调度班次与车辆,科学规划网线与站点成为每个都市公交经营者的首要任务。针对公交系统出现的车辆延迟、堵塞等问题,广东创信科技有限公司结合世界各国(如:法国巴黎,英国曼彻斯特、德国汉堡、美国的圣地亚哥、安东尼奥和日本的东京、横滨等)及国内(如:北京等)的先进公共交通系统(Advanced Public Tra
3、nsport System,简称APTS)的应用并经过本公司的调查研究,利用公司无线通信技术的优势和全球卫星定位技术(GPS),设计了一套综合解决APTS的应用方案:即全球定位系统(GPS)和无线集群通信技术网络或者利用GPRS、CDMA等移动通信网络相结合,构建一个集公交指挥调度、综合业务通信、乘客信息服务为一体的现代化、全方位的智能车辆监控调度管理服务系统。该系统的建立,将极大地改善城市公共交通管理效率和运营效率,节省大量的人力、物力和财力,在促进城市管理计算机化、改善服务质量和优化社会环境等方面发挥重要的作用,并具有重大的经济效益和社会效益,同时,还能为智能化的公共交通管理提供重要的技术
4、保障。我们认为,该系统的建立,必将使xx市的公交系统最终迈向21世纪计算机管理的信息时代。调度管理系统能够实时地获取各路线各车辆的运行情况(如车号、车速、方向、到站场等信息),且能自动存入指定的数据库。如果车辆偏离原计划运行路线或已到达发车时间,监控系统将自动报警或弹出信息,自动调度程序会根据预先设置好的各种数据和库中的行车状况而在其权限范围内向车辆发出调度指令:如使车加速、慢行,绕道或发车等,如果超出权限或收到车辆的报警信息,系统将向调度员发出报警信号并停止执行自动调度程序,若调度员发现某一时段情况特殊,即可以人工插入代替自动调度。系统还能根据实时行车情况和载客量的变化自动生成最优化的行车新
5、计划调度车辆。在车辆终端,驾驶员可以通过电子显示屏和语音提示接收到调度中心发来的指令并作出相应的回应或发出请求,从而配合调度中心解决疑难。广东创信科技有限公司简 介广东创信科技有限公司于一九九七年七月经广东省科委批准在广州市成立。公司利用世界现代通讯技术、计算机控制技术、数字信号处理技术、GPS+GLONASS+北斗卫星定位技术、GIS地理信息处理技术等现代科学技术的成果,成功将远程的移动目标实时监控技术与常规闭路监控和现代楼宇智能化自动控制系统进行了科学的集成,使固定点的目标实现实时移动监控或移动目标的固定实时监控成为可能,是划时代的监控管理技术全面解决方案,并成功应用于各个专业领域。公司于
6、2001年2月9日通过了ISO9001国际质量体系和中国出口企业质量认证,成为首家获得该认证殊荣的专业GPS公司。新研制开发的陆地车载GPS系统终端、个人消费类GPS终端电子产品和完整的专业移动用户综合解决方案,已获得了多项技术专利,填补了国内空白。为加快企业发展的步伐,经过重组后的创信已获得了国际产业资本(Hong Kong CodeBank Limited) 的支持,在国内控股广东创信交通信息有限公司,参股创信科技(香港)有限公司、北方创信卫星定位系统公司。技术上在实现与高级大型军地和国际科研生产单位战略合作的同时,积极探索并开拓智能化监控系统以及全球卫星定位系统应用新领域,以“创造卓越、
7、信诚天下”的经营理念,建设世界一流的“数字监控定位与综合信息处理”高新技术企业,并创造良好的经济和社会效益。部分已承建项目:1、 国庆50周年阅兵卫星定位指挥系统及闭路电视监控系统2、 中国工商银行xx分行闭路电视监控系统及押钞车GPS定位监 控系统3、 中信实业银行xx分行闭路电视监控系统及押钞车GPS定位监控系统4、 光大银行xx分行闭路电视监控系统5、 xx夏港出租汽车公司无线电通讯保安报警系统6、 揭阳公安局“110”闭路电视监控系统及GPS卫星定位报警监控系统7、 xx市冠忠巴士公司公交GPS智能调度报警系统8、 广东省长途客运公司客运大巴GPS智能调度报警系统9、 2000年华北大
8、演兵卫星定位指挥系统10、2001年北京军区渡海登岛作战演习卫星定位指挥系统11、中华人民共和国第九届运动会开幕式卫星定位导航点火式12、芳村环卫局办公自动化环卫远程监控及车辆卫星定位监控系统13、xx交通出租车卫星定位监控系统一、系统整体设计及框图该系统主要包括:计算机网络系统、移动、固定通信系统、调度平台系统、公交车辆定位系统、大屏幕显示系统等。1.1、系统整体设计目标为了满足xx市交通的实际需要,适应未来发展,本系统主要确定以下设计目标:1)、彻底改变现行落后运营管理和调度模式:借助车辆动态定位、无线通信及电子地图显示技术,实现对线路运营车辆动态位置的实时监控,从根本上提高调度指挥系统对
9、运营状况的实时掌握与应变能力;2)、实现资源的最优化配置:由于动态监控、实时调度,尤其是区域调度的实现,车辆、人力、站场等生产资源育可能实现最优化配置;3)、提高企业效率,有利于实现企业管理现代化。降低企业运营成本,使企业成本构成更合理;5)、实现受控车辆的实时定位显示,同时提供包括位置、方向、时间、速度等车辆定位信息;6)、保证车辆的定位精度,其位置误差优于+10m,充分利用GPS与GIS相结合的技术,保证不同方向行驶的车辆能区分上下行;7)、实现当受控车辆出现非正常情况时的信息报告功能,即当出现道路阻塞、车辆故障、交通事故、乘客滞留或纠纷、报警等情况,调度中心自动显示车辆上发的消息;8)、
10、具有强大的信息库查询功能,包括:运营车的运行状况信息库以及非正常事件记录数据库等;9)、充分利用定位技术进行定位,利用当前先进的移动通信、计算机网络通信技术,保证系统稳定可靠地运行;10)、自动存储所辖线路运营车的相关数据,可供事后查询;11)、为运营车队调度室提供线路车辆调度信息;12)、采用IC卡刷卡,实现司机签到功能。13)、预留相关接口,方便系统扩充、扩容及其与其他若干功能的衔接处理,并方便系统的升级与维护;14)、致力于成为xx市乃至国内ITS智能交通的典范工程 。1.2、系统整体设计框图 在整体设计思想的指导下,产生系统如下的整体设计框图: 由上图可知,该系统集成了计算机网络系统、
11、移动、固定通信系统、调度平台系统、公交车辆定位系统等为一体的全方位调度管理系统。该系统的建立,将极大地改善xx市公共交通管理效率和运营效率,节省大量的人力、物力和财力,在促进城市管理计算机化、改善服务质量和优化社会环境等方面将发挥重要的作用,并具有重大的经济效益和社会效益。系统的建成,必将使xx市的公交系统最终迈向21世纪计算机管理的时代。下面分不同子系统介绍。二、公交车辆定位系统公交车辆定位系统主要包括定位技术的选择和车载设备的功能,该系统需要监测每一车辆的实时位置,并把信息传送到调度控制中心。2.1 定位方法选择根据公交系统的需要和技术选择的不同,可采用不同的检测和信息传输技术,包括(可能
12、采用其中一种或多种):陆基无线电技术、路标技术、里程表技术和卫星定位技术等。在卫星定位技术出现以前,无线调度通信系统较为普及,但仅靠话音方式联系存在两大缺点:1)、驾驶员说话要占用时间,分散驾驶员注意力,容易出现意外事故,除特殊情况外,不宜向调度室报告运行情况,因此调度室仍然不能随时掌握全线运营情况;2)、通话方式的频道利用率太底,每频道仅能容纳几十辆车,当系统车辆数较多时,容易产生通信阻塞,使通话无法顺利进行。如果采用一呼百应的群呼方式,一辆运营车的情况,会对系统内其他车辆的驾驶员造成干扰,影响安全运营。随着计算机技术的发展,出现了自动车辆定位系统的雏形,其中多采用标杆接近法、无线电频率定位
13、法和里程表推算法进行定位,使用维护不方便、定位精度也不高。随着GPS定位系统开发与应用的发展,大多数公交系统采用GPS作为定位的主要手段。GPS系统受地形地物的影响较小,测距范围大,定位精度高,且使用极为方便。从1995年底到1996年初,经过几个月的反复论证,美国政府终于提出了一个较为宽松的GPS政策,致力于把GPS作为一个国际性的导航系统,加强国际合作,鼓励国际应用。美国前任总统克林顿已于2000年5月宣布取消SA(Selective Availability)政策,这将进一步扩展GPS的应用范围。2.2 GPS简介全球卫星定位系统(Global Positioning SystemGPS
14、)是基于卫星的无线导航系统,它提供一种实用的、廉价的全球范围内确定位置,速度和时间的工具。GPS星座包括24颗卫星,分布在6个轨道面上,每个轨道面有4颗卫星,每天24小时提供世界范围的覆盖。 至少同时观测到4颗卫星,就可以确定接收机的三维坐标及接收机和 GPS间的时间偏移,这样就可以精确确定位置、速度和时间,如图12所示。其定位精度可以达到115米,由于受到选择可用性( SeIective Availability-SA)保护,使得精度下降,以降低民用精度,达到美国国家安全需要的程度,所以定位精度下降到100米,但是采用差分法或采用高精度地图匹配算法可以大大改进GPS的性能。 图122.3 系
15、统框图 2.4 调度中心及大屏幕显示系统功能概述l 具备强大的指挥能力,能够在控墙式大屏幕显示器或台式显示器上全屏或分割式多屏显示一条或多条线路的全部信息。l 可实时了解正在运营的车辆整体或局部分布,行驶轨迹和状态l 可根据需要设立与各调度站的热线指挥电话及对各调度站电话监听录音装置l 在应付大型事件及突发事件时可与对应的调度站并列对相应的车辆进行指挥调度l 对被监控的车辆所在位置进行电子地图查询、放大、缩小、移动或自动跟踪滚动l 具有被监测车辆故障或遇险求助报警的声、光及该车编号车辆状态、驾驶员等资料显示l 具有自动完成车辆运行状况报表及执行相应的车辆运行数据统计、处理和管理程序l 具有轨迹
16、记录实时回放功能l 具有限时、限速、限路段、限范围等功能,可实现超速报警、超时停留报警、进出区域报警、偏离线路报警等。l 具有安全控制功能:安全断油断电功能l 具有实时拍照功能:车辆在行驶过程中如遇突发事件,司机可通过按报警按钮向中心发出报警信息,同时车载设备会自动拍摄车内图像并传回中心;中心也可随时向车载设备发出指令,截取车内外的图像信息,从而最直观的了解事件的真实情况,便于及时处理突发事件和用于事后的取证。l 调度短信功能:中心可随时向车辆发出调度指令信息。如:越站、加速、减速、等待等命令。指令信息可通过与车载终端相连的LCD调度终端显示或通话手柄显示并可进行实时通话。也可向车辆发布实时交
17、通、天气、广告或其它调度信息等,提供增值服务。l IC卡接口功能:车载设备能与IC卡设备进行通讯,将IC卡信息上传到中心进行处理,也可将中心的有关信息下发到IC卡。例如实现司机考勤打卡等l 报站器接口功能:车载设备能与报站器设备进行通讯,可实现车载设备驱动报站器进行自动报站功能。2.5 监控调度管理系统功能说明 车辆监控调度管理系统能在电子地图准确地显示车辆的行驶位置,并能接收车辆(驾驶员)的请求信息,通过调度中心进行有效合理的调度及管理。其功能主要分为:管理系统、车辆监控调度系统。2.5.1 系统功能模型2.5.2 管理系统模块功能1、驾驶员模块 功能:查询、增加、删除、修改;数据表格:驾驶
18、员工号、驾驶员姓名、电话、IC卡号。2、行车路线模块功能:站点管理、路线管理、车辆分配;输入输出情况:站点名称,站点地理位置,站点范围,路线名称,路线的起讫站及途经站点,路线长度及范围,车辆的分配;数据表格:站点列表和路线列表。3 、行车监控模块功能:线路监控、车辆监控、司机监控、分公司监控、在线车辆监控、行驶车辆监控等。;数据表格:车辆信息。4、报表统计模块:历史轨迹查询、行车里程统计,行车、停车统计,报警查询统计,准点报表,百公里营收统计及排名,路签(司机),路签(车辆)。5、其余监控模块:包括车辆实时定位显示监控、历史轨迹回放、拍照、指令发送、区域控制,地理点管理等。5.1 监控主界面
19、5.2历史轨迹回放界面5.3指令发送界面5.4 图像接收界面5.5 历史图像查看界面5.6 地理点管理界面2.5.3 调度系统模块功能1、接收短信 调度中心能够接收从车机上传的短信信息,并且屏幕上实时提示并显示,也可以对以往的消息进行查询、存储。车机能够接收从调度中心下发的各种调度指令或信息,并显示或进行语音播报。 2、发送短信。调度中心和车机均可向对方通过无线网络通道发送任意短信。 3、人工调度模块 调度中心可以根据各车辆的运行情况,统筹式对车辆下发各种调度指令(如加速、减速、超车等),也可对特殊情况车辆进行援助支持。4、IC刷卡认证模块司机在发车收车前,通过附在车机上的IC刷卡机进行刷卡,
20、刷卡后通过无线网络模块将刷卡信息送至调度中心,调度中心自动对其进行认证,认证成功与否通知回车机,并显示。2.6 各子系统功能说明2.6.1车载终端产品简介(TR2000GBD型车载终端)2.6.1.1 基本功能l 定位功能要求二十四小时服务,被定位车辆位置、经纬度、行驶速度、精确时间、方向等可在中心电子地图上显示出来。定位信息的上传间隔可由中心来控制。l 报警功能在紧急状态下,按下隐藏的报警开关,车载系统自动向服务中心发送报警信号,直至中心收到应答为止。l 跟踪功能中心可随时根据要求跟踪指定车辆,轨迹可在中心实时显示;在车辆被盗抢报警后,服务中心能自动跟踪报警车辆。l 发送状态功能通过车载上的
21、自定义按钮,可向管理控制中心发送诸如发车、载客、空闲、回程、调遣等短信息,中心收到后能自动应答。l 防盗防破坏功能破坏车载系统的任何一部分,系统会向中心报警。l 智能调度功能中心发送调度指令到GPS车机,GPS车机显示屏显示调度指令,司机可按键回应;司机也可主动发送请求指令到中心(如塞车、故障等),中心收到GPS车机上传的调度指令后能在中心电脑监控屏幕上以声音提示及文本显示。配合后台软件,根据公交智能调度模型,能实现自动及手动调度功能。车载机要求能存储后台中心发送的100条以上信息。l 免提电话功能车载机通过按键或外接手柄能够与中心语音通话,以实现电话调度功能;当进行通话的时候,车辆与后台软件
22、的数据通信的数据先存放起来,待通话结束后,再把积累下来的数据进行相互交互;当文字调度无应答时,采用语音调度。l 文本显示/文本自动转语音功能车载机能将后台发送过来的中文文本显示出来,并能自动转换成语音播放出来,语音播放时驱动自带喇叭或驱动公交车音响播报。l 遥控断油断电功能后台中心能远程控制车辆,实现安全的断油断电控制功能。l 电子围栏功能系统可根据用户要求预先设置车辆行驶范围,超出该范围系统会自动向中心报警。l 行驶记录存储/补报功能当与中心网络不通时,车载机能存储行驶数据,当网络恢复时,可将行驶记录传回中心。也可以根据要求间隔实现数据存储,服务中心可以根据需要遥控车载机发回数据。l 在线更
23、新软件、设置参数功能后台中心可以通过GPRS(CDMA)无线网络远程对车载机实现软件更新和参数设置功能。l 外设接口功能车载机应同时预留485和232接口(其中232口用于与公交IC卡连接,以实现IC卡数据通过GPRS上传和参数通过GPRS下载。485口预留将来与其他外设连接,例如驱动广告显示屏、线路行进显示牌、客流统计等)。l 地域适应功能车载机应充分考虑到我国广大地域的气候特点,能适应全国各地寒冷、潮湿、高温等各种气候。l 快捷键功能车载机应能充分定义各种快捷键,以适应公交应用特点。l 遥控监听功能后台中心可安需监听公交现场发生的情况。l 超速报警功能后台可设置限速,超速向后台中心报警。l
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