智能技术在快速公交系统设计中的应用_郭晓蒙
智能技术在快速公交系统设计中的应用
郭晓蒙
（北京市市政工程设计研究总院，北京 100082）
摘要：利用现代化技术手段实现公交运营管理系统智能化，提高公交运营水平、服务水平。
本文秉承这一设计理念，通过对智能交通系统、安全门系统、自动售检票系统的应用分析，
构建适合快速公交的智能系统，实现公共交通的智能化管理和优质服务，在满足乘客快速出
行需求的同时，为乘客提供更加优质的服务。
关键词：智能系统；安全门；自动售检票；快速公交
The Application of Intelligence Technology in the Design of
Bus Rapid Transit
Xiaomeng Guo
（Beijing General Municipal Engineer Design&Research Institute, Beijing 100082）
Abstract: The modern technique is conducive to achieving the intelligent bus management system
and improving the bus operational level and service level. In this paper, the author discussed the
application of intelligence technology by analyzing intelligent transportation system, security door
system and the AFC system. Proper intelligence technology for bus rapid transit can fulfill the
intelligent management of public transportaion, meet the need of fast travel and provide excellent
service for passengers.
Key words: intelligent system; security door; Automatic Fare Collection; Bus Rapid Transit
由于中国城镇化进程的快速发展，城市人口数量迅速增加，随之而来的的交通问题日益严峻。同时人们对出行的便捷及舒适度要求越来越高，使得机动车发展过快，城市交通拥堵，城市环境恶化，快速、便捷的公交系统是被国际公认应对上述城市交通问题的有效手段。
目前在一些大中城市中，轨道交通的发展已经有效的解决了上述问题，但轨道交通建设面临着建设难度
大、周期长、投资高、运营管理复杂等问题。快速公交系统（Bus Rapid Transit，BRT），是一种介于城市轨道交通与常规公交之间的新型公共客运系统。它可以利用现代化智能技术构建智能公交运营管理模式，通过开辟公交专用道路和建造新式公交车站，实现轨道交通运营服务，这种独特的城市客运系统，被人们称作“道路上的地铁系统”。
在新疆乌鲁木齐快速公交系统设计中，我们秉承这一设计理念，充分利用现有的道路资源，利用轨道交通中先进的技术手段，在实现快速公交系统智能化管理、满足乘客快速出行需求的同时，还为乘客提供更加优质的服务。
乌鲁木齐快速公交项目建设起点高，现已开通的BRT1、2、3号线中均配置了智能系统、安全门系统、自动售检票系统，每条线路设置了线路调度中心，可实现车站和中心两级管理。同时设置了乌
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鲁木齐BRT路网调度中心、ACC票务清分中心，实现了BRT网络化运营管理的目标。
乌鲁木齐BRT车辆采用18米绞接、低地板快速公交专用车辆，专用车道，设计运营速度20~30km/h，路口采用公交信号优先。平均站间距约700~800米，站台长55~160米，分为售票区及候车区。封闭式站台，站内设暖房、自动检票机、售检票亭、安全门和智能信息系统设备等设施。远期采用封闭式票务管
理（进站检票、出站检票并回收车票），售票方式采用站台半人工售票和自动检票相结合的售检票系统。
1  智能交通系统
乌鲁木齐BRT智能交通系统[1]主要由通信系统、视频监控系统、公交信号优先系统、车辆自动定位及调度系统、车载辅助系统、站台信息服务系统、枢纽站发车及人员考勤系统、综合业务管理系统、电源及防雷接地系统等部分组成，如图1所示。
智能交通系统主要功能：
（1）通过集成设计，实现BRT具有的“站—车—道”一体化，将公交优先、合理调度、快速上下、安全舒适、人性化服务的功能发挥出来。
（2）采用先进技术手段对车辆自动定位，动态管理。
（3）提升BRT系统的营运效率，实现电子路单、路口公交信号优先、自动售检票等功能。
（4）实现行车计划和配车排班计划的自动化编制，对运营业务进行计算机辅助调度。
（5）通过语音广播、信息提示等手段，为出行者提供准确、及时的信息服务。
（6）实现BRT车站、车场的实时视频监控。
图1  智能交通系统构成图
1.1  通信网络系统
BRT智能系统的网络传输系统由本地网络运营商提供光纤介质，通过站台、枢纽站三层交换机组成千兆单环冗余环网，连接各车站、枢纽站、调度总中心，形成整个BRT网络系统，如图2所示。
其中BRT调度中心内部采用千兆以太网局域网，枢纽站内部、站台内部的计算机网络均采用百兆以太网局域网。
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图2  网络传输系统图
1.2  车辆定位及调度
车辆自动定位及调度系统用来跟踪确定公交车在路网中的位置、运行状态，包括速度、车辆牌号、运行方向、运行轨迹等信息，从而实现对公交车的实时位置监控，为运营调度和应急处理（抢修和应急指挥调度）提供协助服务。同时进一步通过对公交车间隔的控制，更好地保证快速公交车按照时刻表运营，并向在车站候车的乘客提供实时的公交车位置信息等。系统采用车辆实时定位和区段定位相结合的方式。
brt车辆是什么意思（1）车辆实时定位
GPS 设备收集车辆位置、速度、方向等信息，通过GPRS 无线网络传输至电信公司GPRS 网管，并利用专线传至公交集团BRT 调度总中心，再通过中心与枢纽站间的专线传至枢纽站，最终显示在总中心、枢纽站的调度终端上。同时，通过发送调度命令，调整车辆运营状态，必要时通过车载电话呼叫驾驶员，处理紧急情况，实现车辆的实时定位和实时调度。
（2）车辆区段定位
在车辆与枢纽站的GPRS 数据通道故障时，采用站台与车辆间的短程通信模块将GPS 设备收集车
辆位置、速度、方向等信息，通过车站与枢纽站间的通信网络传送至调度中心，实现车辆的区段定位。
1.3  视频监控系统
在各车站及枢纽站等的需要监视部位安装摄像机等前端设备，将视频监控图像通过车站与枢纽站间的通信网络传送到线路调度中心，实现视频录像处理，图像在存储的同时通过网络提供给线路调度中心调度人员，同时可通过网络传送至公交集团BRT 总调度中心，使调度人员充分了解监视区域的动态，根据站区情况实时安排发车计划，对重点的部位图像进行录像，预防各种事件的发生及为情件发生后提供相关依据，如图3所示。
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图3  视频监控系统图
在项目设计中，为了配合交管局对BRT 公交车专用道的有效管理，在BRT 车辆上设置了公交专用道违规抓拍系统。系统前端设备安装在公交车上，在行驶中对前方的非法占道车辆进行抓拍取证，并
将信息自动传回后台监控中心, 安装在公交车驾驶室内的抓拍系统可支持驾驶员手动操作，
及时对车辆前方出现的违法占用公交车专用道的车辆进行连续自动抓拍，获得违法占道车辆的情景图片、占道时间和地点。以上图像信息通过无线传输方式传回至中心平台，并通过违法数据库管理系统实时显示，系统与交警管理中心联通，实时提供车辆违章图像，实现视频图像共享。
根据乌鲁木齐市公安部门有关公交车设置视频监控安防建设的要求，在BRT 公交车辆内部设置了车载视频监控系统，实现对车辆内的情况实时录像，本地存储，能够与公交车车载主机通讯，并可通过3G 无线网络上传图片、设备监控状态等信息。
1.4  信号优先系统
对于BRT 车辆运行而言，路口公交信号优先是影响其车辆运行时间至关重要的因素。通过公交信号优先系统的应用，可以有效的提高BRT 车辆的运行速度和效率。
根据路口交通组织的特点，我们信号优先的触发条件进行了研究，以减少BRT 信号优先对相交道路的影响。在设计中，信号优先的触发条件结合了调度指令和车辆的早、晚点信息，对将要晚点的公交车辆给予优先信号。信号优先的车辆采用车载GPS+短程通信技术实现车辆的身份识别和信号优先的触发，如图4所示。
图4  交通信号系统优先控制策略图
1.5  站台信息服务系统
为提高乌鲁木齐BRT的服务水平，运营调度中心通过设置车站的信息查询机、显示装置和语音播报器等设施向站台提供信息服务，为乘客提供公交路线的路线安排、行车计划、下一班到达时刻等出行信息，以便乘客选择，提高乘客出行的便利性。
（1）LED屏显示下一班公交车所在位置，告知乘客下一班车约多久后到达。
（2）语音播报方式告知乘客公交车到站时间，提醒乘客车辆即将进站，以及应遵守的乘车规则。
（3）显示或播报首末班车驶离信息、突发信息等服务信息。
（4）乘客可通过设置在站台上的公共信息查询台等设施查询公共交通情况及出行信息。
（5）首末站除具备一般车站的站台信息显示外，还发布待发车辆车辆的车号、发车时间等信息。
1.6  车辆信息服务系统
乌鲁木齐BRT车辆采用智能车载设备，使车辆具备了GPS车辆定位、GPRS通信、信号优先请求、自动
报站（到站离站）、动态信息服务等功能，是BRT运营调度和乘客信息服务的重要组成部分。
车载辅助设备的主要功能包括：
（1）通过LED显示屏、站节牌等为乘客提供出行信息；
（2）通过GPS设备自动或驾驶员手动播报车辆到站信息，为乘客准确播报出行信息；
（3）通过驾驶员智能终端实现驾驶员与线路调度中心间的实时调度；
（4）通过车辆超速报警、车辆到达站点的准点情况等提示信息，规范驾驶员的操作；
（5）通过车门的开关门状态及车辆行驶里程等监视信息，保证行车安全；
（6）通过通讯接口，实现数据传输，实时监控车辆工作情况。
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