交通工程毕业论文：公共交通换乘枢纽信息化建设研究.doc

1、本科毕业论文（20 届）公共交通换乘枢纽信息化建设研究所在学院 专业班级 交通工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要随 着 高 速 铁 路 、 客 运 专 线 、 城 际 铁 路 、 城 市 轨 道 交 通 以 及 高 速 公 路 等 为 代 表的 交 通 基 础 设 施 的 快 速 发 展 ， 大 城 市 的 交 通 拥 堵 状 况 日 趋 严 重 。 我 国 综 合 运 输 网络 结 构 将 发 生 重 大 调 整 。 智 能 运 输 系 统 (Intelligent Transportation Systems， ITS)就 是 解 决 这 一 矛 盾 的 途 径

2、 之 一 ， 其 重 要 性 正 被 越 来 越 多 的 人 所 认可 。枢 纽 站 管 理 智 能 化 是 实 现 城 市 交 通 现 代 化 管 理 的 需 要 ， 而 换 乘 枢 纽 的 基 础 建设 以 及 服 务 功 能 的 先 进 与 完 善 ， 是 交 通 现 代 化 的 体 现 。 安 全 监 控 、 电 子 查 询 、 智能 化 调 度 、 道 路 标 示 、 信 号 机 、 交 通 指 挥 控 制 中 心 等 先 进 的 场 站 设 施 ， 再 加 上 人性 化 服 务 ， 都 说 明 了 我 国 的 交 通 业 在 不 断 发 展 。 为 了 提 高 道 路 基 础 设

3、施 运 行 效 率以 及 换 乘 质 量 ， 必 须 进 行 枢 纽 信 息 化 建 设 ， 运 用 现 代 电 子 信 息 技 术 和 计 算 机 网 络技 术 ， 将 信 息 化 、 网 络 化 、 智 能 化 引 入 交 通 换 乘 枢 纽 的 建 设 中 来 ， 从 根 本 上 提 高运 营 效 率 。本 文 分 析 交 通 换 乘 枢 纽 的 实 例 ， 并 结 合 智 能 公 交 系 统 ITS 的 发 展 ， 前 三 章研 究 了 综 合 交 通 换 乘 枢 纽 发 展 现 状 ， 通 过 分 析 研 究 公 共 交 通 换 乘 枢 纽 信 息 服 务系 统 的 需 求 ， 从

4、管 理 者 和 使 用 者 方 面 提 出 对 信 息 服 务 系 统 的 架 构 ， 并 对 其 中 的 公共 交 通 诱 导 系 统 的 架 设 和 公 共 智 能 动 态 调 度 系 统 的 架 设 进 行 设 计 研 究 。 第 四 章 通过 对 公 共 交 通 LED 信 息 发 布 系 统 的 研 究 ， 详 细 的 分 析 现 今 LED 发 布 系 统 的 基 本原 理 、 结 构 ， 研 究 了 公 共 交 通 诱 导 信 息 系 统 的 发 布 载 体 的 类 型 和 载 体 的 要 求 。 最后 从 可 行 性 、 所 能 实 现 功 能 等 方 面 详 细 分 析 了

5、公 共 交 通 信 息 发 布 系 统 。关键词： ITS；公共交通；信息服务；优化；诱导信息系统AbstractAlong With the high speed railway, special passenger line, inter-city railway, urban rail transportation and a highway, etc, as a representative of the transportation infrastructure fast development, the big city traffic congestion in the incr

6、easingly serious. The comprehensive transportation network structure in China will be the significant adjustment. Intelligent Transportation system (Intelligent Transportation Systems, ITS) is the way to resolve this one contradiction, one of ITS importance is being more and more people recognised.T

7、ransport management is to realize intelligent urban traffic management modernization needs and hubs infrastructure construction and service function of the advanced and perfect, is the embodiment of the modern traffic. Safety monitoring, electronic inquiry, intelligent dispatch, labeled, road traffi

8、c signal controller, the command and control center and other advanced stations facilities, plus the humanized service, shows that Chinas transportation industry in the development. In order to improve the road infrastructure operation efficiency and change to the quality, must be hub informatizatio

9、n construction, use the modern electronic information technology and computer network technology, informationization, network, intelligence into traffic hub in the construction, fundamentally improve operation efficiency.This paper analyzes the traffic hub of the case, and intelligent bus system of

10、ITS development, three of the comprehensive traffic chapter research hub development present situation, through the analysis of the public transportation hubs information service system needs, from operators and users of the information service system to put forward the framework, and to the public

11、traffic guidance system set up and public intelligent dynamic scheduling system construction design research. The fourth chapter through to public transportation information release system LED research, today released a detailed analysis of the LED the basic system principle, structure, the public t

12、ransportation system distribution misleading information and the type of carrier of carrier requirements. Finally from the feasibility, can be realized a detailed analysis of the function of the public traffic information release system.Keywords： ITS;Public transportation;information service;optimiz

13、ation;misleading information systemI目 录1 绪 论 .- 1 -1.1 研究背景 .- 1 -1.2 国内外研究状况 .- 1 -1.2.1 国外研究状况 .- 1 -1.2.2 国内研究状况 .- 2 -1.3 本文的主要内容 .- 2 -2 公共交通换乘枢纽信息系统需求分析 .- 3 -2.1 换乘枢纽站的概念与功能 .- 3 -2.2 公共交通换乘枢纽信息服务优化设计 .- 3 -2.2.1 建立面向管理者的信息系统 .- 3 -2.2.2 建立面向使用者的信息系统 .- 4 -3 公共交通换乘枢纽信息服务系统的架构 .- 5 -3.1 智能化交通信

14、息服务系统特点 .- 5 -3.2 公共交通换乘枢纽交通诱导信息系统架构 .- 5 -3.2.1 诱导信息的采集 .- 6 -3.2.2 诱导信息的生成 .- 6 -3.2.3 诱导信息的发布 .- 7 -3.3 公交交通智能动态调度系统架构 .- 7 -4 公共交通 LED 信息发布系统研究 .- 11 -4.1 公共交通诱导信息发布系统的基本原理 .- 11 -4.2 公共交通诱导信息发布系统的结构 .- 12 -4.2.1 公共交通诱导控制中心 .- 12 -4.2.2 客户端操作 PC 机 .- 13 -4.2.3 LED 显示控制系统 .- 13 -4.2.4 LED 可变情报板 .

15、- 14 -4.3 公共交通诱导信息发布系统的发布载体 .- 14 -4.3.1 可变情报板发布的信息类型 .- 14 -4.3.2 公共交通诱导信息的主要发布载体 .- 14 -4.4 公共交通信息发布系统功能分析 .- 15 -4.4.1 系统可行性分析 .- 15 -4.4.2 系统任务概述 .- 16 -4.4.3 系统结构分析 .- 16 -II4.4.4 系统实现的功能 .- 17 -5 总结与展望 .- 20 -参考文献 .- 21 -致 谢 .- 23 - 1 -1 绪 论1.1 研究背景近年来电子信息技术的迅速发展，改变了传统的生活方式，随着现代社会的迅速发展，公共交通面临着

16、日益复杂的需求变化以及激烈的市场竞争的挑战，智能公交系统的发展为交通领域的发展提升带来了新型机遇，在当今智能交通系统发展建设当中，交通信息服务系统是其中重要的发展领域，我们称之为面向公众的先进的公交服务系统。我国交通运输近年来发展迅速，公交信息化发展也得到普遍重视加强公交信息化的建设，以信息为基础，提高交通服务和管理的信息化水平，在信息服务手段和质量上予以改善和提高，建设智能化公交信息服务系统，是促进和发展符合我国国情的智能交通系统的当务之急。因而影响制约其发展的因素分为以下几个方面：1.在换乘时间长，换乘距离大的情况下，换乘枢纽站引导设施简陋，设备老化，缺乏高效指引换乘的功能，因而导致换乘效

17、率低下。2.未能引进国外先进技术，缺乏相关方面人才，各网络自成系统，未能及时对接，缺乏高效的信息沟通能力。3.多方面运营衔接比较弱，交通换乘信息服务系统不够完善。4.枢纽功能多样化发展还未满足社会发展需求。1.2 国内外研究状况1.2.1 国外研究状况美国、日本、欧洲等国家都投入了较大的人力和物力在智能公交系统的研究和应用上，并已经取得显著的成果。1美国美国城市公共交通管理局(UMTA)已经启动了智能公共交通系统项目“Advanced Public Transportation Systems(APTS)“。经过现场试验，UMTA关于APTS的评价是：“APTS可以显著提高公共交通服务水平，吸

18、引更多乘客采用公交和合伙乘车的出行模式，从而带来了减少交通拥挤，空气污染和能源消耗等一系列社会效益” 。根据1998年美国运输部的联邦公共交通管理局(FTA)出版的APTS发展现状 ，美国的APTS主要研究基于动态公共交通信息的实时调度理论和实时信息发布理论，以及使用先进的电子、通讯技术提高公交效率和服务水平的实施技术。具体包括车队管理、出行者信息、电子收费和交通需求管理等几方面的研究。其中车队管理主要研究通信系统、地理信息系统、自动车辆定位系统、自动乘客计数、公交运营软件和交通信号优先。出行者信息主要研究出行前、在途信息服务系统和多种出行方式接驳信息服务系统。 1- 2 -2日本日本从 20

19、 世纪 70 年代末开始应用公共汽车定位系统；到 20 世纪 80 年代初，开始应用公共交通运营管理系统，包括了乘客自动统计，运行监视和运行控制等功能；20 世纪 90 年代，东京都交通局开发了城市公交综合运输控制系统(CTCS) 2，目标是改进公共汽车服务，以鼓励和促进乘客使用公交出行。在 CTCS 中，公交运营管理系统是一个基本的框架，其目的是通过通过掌握运行情况以及积累乘客数据实现精确的公交运营服务。将运营中的公共汽车和控制室间建立信息交换，并引用诱导和双向通信的方法，将服务信息提供给公交汽车运营人员和驾驶人员，同时将信息通过进站汽车指示系统提供给乘客。CTCS 包括累计运营数据、乘客技

20、术、监视和控制公交汽车运营和乘客服务等功能。3其他除此之外，新兴的工业国家和发展中国家也开始ITS的全面开发和研究。如韩国由建设交通部牵头制定了全面的ITS框架结构和发展计划，新加坡已经在全国开始推行不停车电子收费，中东的一些国家也开始讨论本国智能交通系统的研究计划。欧洲一些国家从实际出发，大力发展公交优先政策，设立公交专用车道，公交优先通行信号，并建立智能公交监控与调度系统等措施，大大提高了公交的运行速度和服务质量，从而吸引公众乘坐公交出行，缓解了城市交通拥挤问题。1.2.2 国内研究状况与欧美国家相比，我国的公共交通事业发展还比较落后。截止2000年，我国城市公交客车的总保有量为23万辆，

21、比1997年增长67万辆，每千人拥有公交车07辆，距离发达国家每800人拥有一辆公交车的水平还有一定差距，而且公交智能化水平还较低，绝大部分是沿袭旧的运营体制。 3但是，近几年，由于科学技术的进步和政府对公交投入力度的加大，我国智能公共交通系统已初现端倪。例如：上海的地铁安装了自动检票系统 4，可实现乘客的自动计数，统计客流变化情况。还有一些城市正在着手实施公交“一卡通“，实现公交电子收费。杭州、上海、北京、大连等几座大城市己在部分公交线路上建成了公交车辆跟踪调度系统，并安装了电子站牌，车载GPS定位设备，实现了对车辆的实时跟踪和定位、公交车与调度室的双向通讯以及电子站牌上实时显示下班车位置信

22、息等功能。上述功能的实现，使得调度过程有据可依，并实现了计算机辅助管理，节约了劳动力，减轻了劳动负担，同时，提高了车辆运行正步率和服务水平，吸引了大量客流。 1.3 本文的主要内容本文通过对智能交通信息系统中的子系统换乘枢纽信息化服务的研究，以公共交通换乘枢纽信息化建设为核心问题，重点研究了换乘枢纽站诱导信息系统的建立、智能动态调度系统的设计研究、LED 诱导信息系统，以先进的公共交通系- 3 -统(Advanced Public Transportation systems APTS)在公交网络分配、公交调度管理为前提下，将通信、信息、电子控制、计算机、网络化等高新技术集成于公共交通枢纽的建

23、设，将 LED 信息发布技术结合于管理，达到优化换乘，管理高效的目的。2 公共交通换乘枢纽信息系统需求分析2.1 换乘枢纽站的概念与功能换乘是交通出行的必然行为，是出行者在出行过程中改变交通方式或交通工具的一种交通行为，从城市交通系统角度理解，换成就是不同交通方式内在不同交通工具之间交换乘客的过程。所以换乘是一种交通行为，换乘行为的集聚点形成了交通枢纽。 5城市公共交通换乘枢纽是在各种交通方式并存条件下，为了方便乘客换乘、平衡客流而建立的一种公共交通设施，主要是解决城市内公共交通之间换乘的衔接，例如常规公交枢纽、轨道枢纽、铁路枢纽等，一般位于市内公共中心区和居民生产生活较为集中的社区。出行者从

24、出发点开始，通过不行以及各种各样的交通方式，完成此次出行目的的全过程，称为一次出行，这次出行的各个环节构成一个完整的出行链，枢纽可以位于出行的起点、终点，也可以位于中间。在大部分情况下，枢纽是位于中间的，因此枢纽必定连接着两种或两种以上的交通方式，或是同一种交通方式而有着不同的交通工具。在这种情况下，枢纽既是城市交通网络中的节点，同时也是乘客出行过程中的中间点，起到了连接交通的关键作用6。2.2 公共交通换乘枢纽信息服务优化设计城市交通换乘枢纽信息服务是借助声学、光学、电气等现代化技术，在出入口，售票处、通道、站台等乘客经过的地方，通过广播、指示板线路图、电子显示屏等各种方式发布有关换乘的动态

25、、静态信息。完善的交通换乘信息服务有助于乘客选择最佳行程路径，减少换乘盲目性，从而达到提高换乘枢纽效率的目的7。目前轨道交通站内的导向以及标识系统比较完善，轨道上下车信息、内部换乘信息、进出站导向信息等均比较完善，但是由轨道交通换乘常规公交、出租车的信息系统尚未建立，因而缺乏各出站口连接道路的公交车站信息，使不熟悉出站口信息的乘客无法及时的出站，耽误行程时间，因此，必须从完善信息一体化，建立面向乘客以及管理者的信息系统来系统实现换乘枢纽的服务信息优化。2.2.1 建立面向管理者的信息系统1.建立车辆实时运营信息系统：包括智能公交运营指挥调度系统、轨道交通- 4 -系统的列车调度实时监控系统、长

26、途客运站汽车调度系统等，从而保证客运、交通运营的准时性、可靠性、高效性。2.制定与枢纽连接交通方式的合理时刻表系统:根据轨道交通、长途汽车、名行、铁路等方式的时间表，并结合道路动态拥堵信息，调整常规公交等方式的发车时间，实现枢纽内的客流能够迅速高效的集散，节省乘客换乘时间，提高枢纽的使用效率。3.建立交通管制信息系统:给予公共换乘交通更便利的路权，配套管理一体化机制，提升公共交通在客运交通系统的地位 8。4.完善运营一体化系统:随着运营一体化系统的完善，应当考虑建立公共交通票务一体化系统，促进和支持管理一体化系统的发展，使得管理一体化系统的管理简洁高效。2.2.2 建立面向使用者的信息系统1.

27、建立为使用者提供实时信息服务的信息发布系统:在各交通子系统内(包括公交站、地铁站、客运站等)显示公交车、地铁、长途运输汽车等的到站离站时间信息、轨道交通换乘(尤其是换乘常规公交车的信息)、道路拥堵和运行状况、车站内各站点使用显示状况、车站各站点拥堵情况、停车设施使用情况、换乘通道使用情况。2.建立提供警告性、方向性和服务性等功能的导向指引系统:导向设施应该设置在明显、有效的位置，并给以足够的照明。导向设施所表达的信息在保证完整性的同时，还应当做到一目了然、简单易懂，在可视范围内不被误解，使乘客认知标识的位置同其应有的功能相符。(1)信息图:提供详细的辅助信息，主要包括轨道交通系统路网图、车站位

28、置图、车站信息图、路线图、票价图、出口信息图等，其位置根据信息图服务的内容和性质，配合进出站的路线设置。(2)线路识别标识:用不同颜色代表不同的路线以加强旅客对所在线路的印象。(3)方向识别标识:方向性标识主要是提供乘车(往月台方向、车行方向)、出站、换乘以及无障碍路径、紧急逃生等主要路线及相关设施的引导。方向性标识需要配合站内旅客行动路线的规划设计。其设置形式可分为标识灯箱、独立性标识、贴纸式标识等。(4)车站识别标识:在车站的每一个出入口上方或与其他设施空间的交界处、轨道侧墙、站台侧墙、月台柱面等明显位置标识车站站名，以提供进站及到站的车站识别 9。换乘枢纽的交通信息服务对乘客十分重要，城

29、市轨道交通不仅要实现人流的迅速流转，也要实现信息流的即时通信，使乘客能快速高效的完成换乘，从而提- 5 -高整个公共交通网络的整体效率和服务水平。3 公共交通换乘枢纽信息服务系统的架构3.1 智能化交通信息服务系统特点智能化交通信息服务系统是指面向公众或特殊受众群体提供的综合交通信息服务的智能化信息系统，智能化交通信息服务系统是基于交通运输信息化的发展和 ITS 的要求而形成的，是现代交通发展信息建设的发展目标。一般来说，智能化交通信息服务系统均具有以下几个共同点:1.具有集成化的综合信息平台基础2.提供多媒体信息服务(如大屏幕信息指示牌)3.多由不同产品，多种不同技术组合而成4.具备系统化、

30、人性化、标准化、智能化的特点5.安全、经济、高效、实用公共交通换乘枢纽信息服务系统的构成一般侧重为:交通诱导信息系统、交通管理综合查询系统、交通信息对外发布系统、交通广播、互联网查询系统等。3.2 公共交通换乘枢纽交通诱导信息系统架构公共交通换乘枢纽交通诱导信息系统是换乘枢纽、车辆和换乘人员之间的联系纽带，它的建设提高了交通换乘枢纽的交通安全、网络的利用效率也得到增强。在系统的研究和发展中，解决交通拥挤、保证安全、提高网络使用效率的根本是建立一个完善的交通诱导系统，这也是智能交通系统(ITS)发展的重要组成部分。公共交通换乘枢纽交通诱导信息系统的主要作用是根据枢纽交通状态或管理部门的指令及时显示有关信息，从而有效地对交通流进行诱导，合理的控制和平衡交通流分布，提高枢纽使用效率，为驾驶人员和换乘人员安全快速换乘提供良好的服务。交通诱导信息系统是智能交通信息系统中的一个子系统，主要利用交通流量监测系统、事故处理系统、警卫系统、GIS 系统以及相应的其他系统，根据枢纽堵塞程度的具体情况，由指挥中心或是系统自动发布和显示交通信息，减少拥堵，提高枢纽通行能力。诱导信息系统主要包括三个方面 10:1基础交通信息的采集与处理2指挥处理器处理得到诱导信息3诱导信息的发布。公交车辆诱导信息系统的结构如图表 3-1