智能公交文献综述[最终定稿]

第一篇：智能公交文献综述

毕业设计

文献综述

院（系）名称

专业名称

学生姓名 指导教师

2017年03月16日

黄河科技学院毕业设计(文献综述)

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智能公交文献综述

摘 要

随着城市建设和发展不断扩大，公交数量急剧增加，有关公交的各种信息量也成倍增长，传统的人工记忆方式管理也慢慢的无法适应形势的变化。随着信息技术的发展，计算机已被广泛的用于社会的各个领域，成为推动社会发展的技术动力。而在计算机应用中，软件的作用十分突出，软件已经发展成为信息技术的核心，主导着信息产品的开发和信息技术市场的进一步的开拓。软件产业已成为社会信息化进程中的一个战略性产业。不断开发适应用户需求、市场需要的新型软件产品已成重中之重。随着社会的发展，软件也在不断的更新换代。由于有些公交公司现在还没有将公交管理系统化，这给管理者以及乘客带来极大的不便。乘客需要及时查询公交的相关信息以及对公交进行投诉，如果没有相关的平台解决此类问题将会很不方便。另一方面，管理者如果没有一个完整的管理系统将会给数据的查找、统计、更新、和维护带来了很大的困难，也会大大 降低工作效率。

鉴于公交管理中存在的诸多问题, 我在此次毕业设计中以智能公交系统为研究课题，通过实地考察等对此进行全面的设计。

关键词：管理系统，智能公交终端,静态信息，GPS，动态信息

1.前言

伴随着科学技术的高速发展，智能已是大势所趋，而智能公交小车作为智能车中一类必不可少的组成部分，最近几年在全球的地位飙升，各个国家更是投入大量的人力和资金，对其重视程度不亚于任何其他领域的研究。它广泛作用于人工智能、自动控制、传感器和信息等一连串学科的创新研究，其研究成果可应用于工业、医药、军事、航空、信息技术等实际领域，集中反映出一个国家的高科技水平和综合国力，是国家综合国力强大的标志，也是人类文明进步的标志。2.智能公交系统设计背景及目的

目前部分城市已经将公交管理系统化，但是还有不少城市依然没有系统化他们的公交管理，这给管理者以及乘客带来了极大的不便。乘客难以及时地查询公交信息，也无法对不平等对待进行投诉，缺少一个相关的平台来解决此类问题。另一方面，管理部

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门也难以对公交信息进行查找、修改、更新和维护，大大降低了工作效率。这些都是缺少一个完整而又系统化的公交管理软件平台所造成的。

为了提供高质量服务，公交管理系统必定随着乘客的需求而不断改进与完善。及时共享公交的路线信息，给乘客提供人性化的便捷服务已成为公交管理的目标与方向。未来的公交管理系统必定更加系统化、一体化与个性化，每个城市的公交公司的管理会更加系统化，各城市之间的公交能实现一体化联网查询，公交系统也会增加新闻发布、同城交友、公交投诉等个性化服务，而不仅仅是公交线路查询这个基本功能。在不远的将来公交系统的刷卡方式也会更加多样化，指纹识别刷卡也不再是梦想。在信息爆炸、科技高速发展的时代，竞争全球化、市场细分化、信息即时化、科技大众化给包括公交行业在内的各行各业带来了空前的机遇和巨大的挑战。未来公交管理系统将向着高度集成化与个性化的方向发展。智能公交系统一体化的过程将随着信息化社会的到来而展现出它绚丽的风采。3.国内外研究成果及现状

国外在公交智能化方面的研究要追溯到上个世纪六七十年代，由于第三次科学技术革命的带动，在一些发达国家，特别是美国、日本以及欧洲的部分国家，居民小汽车的拥有量飞速增长，伴随着城市交通状况不断的恶化，许多国家将交通运输发展的重点放在了公共交通行业，为了吸引居民乘坐公交出行，许多国家大力的提高城市公交的运营服务水平，因此，先进的技术和设备被应用到公交领域中，公交智能化方面的研究也就因此开始[1]。

在公交智能化方面的研究中，日本的起步较早，日本对于公交智能化的研究起始于二十世纪的70年代，日本在70年代研制出了公共汽车定位系统，这一系统的问世标志着日本公交智能化研究的正式起步。该系统安装在公交车上，能够在公交车运行到达调度站的前一站时，通过无线通讯，将车辆信息传回调度站，这是智能化公交系统的雏形；这一系统的研制，使得公共交通调度管理进入了智能化的管理时代。随后，在80年代，日本在公交智能化方面的研究取得了进一步的研究成果，一种叫做乘客自动计数器的设备被安装在了城市公交车上面，这一设备的主体功能是记录公交车上下车的客流量，公交管理部门通过这一设备能够实时的掌握公交站点的客流情况，通过对公交站点客流的分析，能够为公交企业制定调度计划提供决策支持。到了20世纪的90年代，由于日本城市交通拥堵十分的严重，公交的运营服务水平急剧下降，为了扭转公交行业竞争力日

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渐下降的趋势，重新赢得乘客对于公交的信息，日本的东京都交通规划院开发设计了一套城市公交车综合运输控制系统，这就是人们耳熟能详的CTCS系统，该系统的问世，大大的改善了日本公交运营的面貌，日本原本日渐萎缩的公交行业又重新焕发了生机。

美国从事公交智能化方面的研究相对日本较晚，美国从事智能公交方面的研究起源于二十世纪80年代美国城市公共交通管理局（UTMS）启动的智能公共交通系统的项目，UTMS基于现场试验得出了通过实时智能化的公共交通系统能够很好的改善城市的交通状况。基于此，美国开始从事智能化公共交通系统的研究，美国在公共交通系统的研究方面主要侧重于对出行者信息，电子收费，车队管理以及交通需求管理等方面的研究[2]，其中车队管理方面，主要研究以下几个方面：GIS系统、乘客自动计数系统、通讯系统以及自动车辆定位系统等。

欧洲国家开始从事智能公交方面的研究可追溯到20世纪的80年代，欧洲由于其历史原因，大部分国家的城市的历史比较悠久，城市街道普遍比较狭窄，所以，欧洲国家在从事公交方面的研究中结合了本地区道路比较狭窄的特点，将公交发展的方向放在了建设公交专用道和公交信号优先上，并已经取得了许多研究成果。

与国外发达国家相比，我国从事公交智能化方面的研究相对较晚，城市公共交通运营方面发展一直比较落后，公交车在城市交通运输中的重要作用一直没有被政府给予充分的重视。截止到1990年，我国公交车的保有量仅仅为13万辆，到2000年，统计数据显示我国的公交车保有量为23万两，公交车的平均拥有量仅为0.7/千人，而在发达国家公交车的人均保有量已经达到1.25辆/千人。在车辆保有量方面，就可以看出，我国存在的严重不足；另外，与国外发达国家相比，我国在管理水平上面也存在着很大的差距，但随着近几年城市交通问题的逐渐恶化，交通拥挤、堵塞问题的持续增加，政府加大了对公交运营方面的投入力度，在许多城市，对公交车辆进行了更新，增加了公交企业的补贴，鼓励公交的发展，在理论研究方面，国内的许多学者也开始对公交调度问题进行大量的研究，其中比较有代表性的人物有吉林大学的杨兆升、北京航空航空航天大学的张飞舟等学者。吉林大学的杨兆升首先提出了我国智能公交调度系统实施的框架体系，并对智能化公交调度系统的关键理论作了系统的研究。对公交智能化调度系统的硬件设计和软件设计进行了详细分析，提出了智能公交系统的评价理论和方法。北京航空航空航天大学的张飞舟在其博士论文中对智能公交调度的相关技术进行了研究，提出了基于遗传算法和混合遗传算法的车辆调度优化方法。另外东南大学的李海峰提出了我

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国智能公交调度系统的结构框架，吴海荣和何素敏通过对公交车实时调度系统的研制和开发，对智能公交车辆综合调度系统的功能进行了分析，提出了一套公交车综合调度的总体解决方案；吉林大学的胡坚明、宋靖雁等人就我国公交系统的实际情况，提出了公交车智能化调度系统实时调度形式的确定方法，并利用广义神经网络的方法确定车辆实时调度形式[3]；北方交通大学的张国武在论文北京市公共交通智能化调度管理系统的建设与开发中，阐述了智能化公交调度系统的综合集成的模式[4]，并且对各个子系统功能以及结构做了详细的分析和介绍；长安大学的陈俊、陈红根据对我国公交系统存在的问题，提出了建立中等城市智能公交系统的结构框架[5]；江苏科技大学的赵厚宝和苏勇通过利用混合遗传算法的方法，对公交运营调度进行了优化研究[6]；河南科技大学的李志强、周建立、张毅等通过利用GPS定位原理，在基于乘客满意度和企业效益的基础上，建立了智能公交动态调度模型[7]；北京理工大学的李宁、徐宝云、王武宏等提出了我国智能公交调度系统建设的基本结构，并对其中的关键技术和理论进行了研究[8]。通过国内这些学者的研究开发，我国在公交智能化方面的研究已经初见端倪。在一些大城市里已经开始应用智能化的公交系统。在上海，先进的UNGEL自动检票机已被成功安装在了线路上，该系统能够实现自动记录地铁线路上面的乘客上下车流量；

在杭州、大连、北京等一些大城市，一些先进的车辆定位系统和车载设备被安装在了移动的公交车辆上面，并且电子站牌也被安装在了公交站点，这些城市的部分线路已经实现了对公交车辆的跟踪定位，极大的提高了公交运营的效率。从而吸引了更多出行者选择公交车作为出行的工具。4.我国当前面临的问题

近年来，随着经济的高速增长和汽车保有量的激增，交通拥挤、交通事故频发等造成了越来越巨大的时间浪费、财产损失和环境污染，交通问题已成为包括我国在内的世界各国政府共同面临的重要难题之一。据中安顾问《2012-2016年我国智能交通行业运行态势及投资前景分析》报告中内容显示：我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下，有些路段甚至只有7～8km/h；同时，由于车辆速度过慢、尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化[9]。为了缓解经济发展给交通运输带来的压力，使现有资源发挥出最大的作用，我国政府加大了对智能交通系统的研究和建设力度。智能交通是将信息、通信、控制、计算机网络等高新技术有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准确、高效的交通运输管理系统。

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在我国智能交通快速发展的过程中，虽然有政府政策的大力支持，但由于我国智能交通起步较晚，在发展过程中还存在着一系列问题。中安顾问行业分析师根据分析指出我国智能交通发展过程中的主要问题包括：

1.产业链条发育不健全

智能交通在国内的发展一直强调交通管理手段的智能化，忽视了交通信息的服务功能。国外成功经验表明，当智能交通发展到一定阶段，高层次的交通信息服务就应成为智能交通的主要部分。国内目前在利用现有信息资源进行高层次交通信息服务的开发方面，还比较落后，没有形成包括供应商、运营商、政府和消费者间的完善的智能交通产业链。交通信息收集，开发和消费的市场机制还没有形成。高层次的交通信息服务相关的产业环节还非常不建全，运营商和交通信息消费者还没有融入智能交通体系之中。造成国内智能交通产业链条不完善的主要原因是由于各主要交通部门之间缺乏信息共享，没有形成一个能够同时掌握足够全面的交通信息搜集和发布的机构或平台，因此，无法从现有资源中产业能够提供辅助决策的信息。

2、核心技术被国外企业垄断

我国的智能交通发展较晚，在应用方面更显得落后。在中国智能交通的市场所蕴含的巨大商机下，大量的国外公司加入到我国的交通技术领域和咨询领域。就目前状况而言，国内企业在竞争机制、竞争策略、技术水平、人员素质等许多方面尚不如行业内的国外企业。目前，国内智能交通高端市场70％以上被国外企业抢占。比如，在自适应交通信号系统方面国内市场基本被国外公司所掌握。监控产品与国外仍有不少差距，行业的恶性竞争现象时有发生[10]。

3、统一标准和技术规范建设处于滞后状态

国内市场基本被国外公司所掌握。监控产品与国外仍有不少差距，行业的恶性竞争现象时有发生。

3、统一标准和技术规范建设处于滞后状态 国内智能交通系统项目的建设先于行业统一标准的推出。在缺乏标准的条件下，许多地区的智能交通系统自成体系，缺乏应有的衔接和配合，标准互不统一。即便在城市内部，道路上的传感器标准也非常混乱，因为传感器设备生产企业缺乏统一的接口标准。标准和规范的混乱妨碍了交通数据的获取，从而无法进行交通流的分析和预测。在高速公路收费系统方面，各省或地区内建设的网络一卡通或不停车收费系统，也没有统一指导和标准，为将来的全国联网造成了困难。

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4、资源整合不够，难以发挥系统功能优势

层面上有全国智能交通协调小组在推进系统建设，但在城市层面上，缺乏一个有力的机构进行协调。道路交通的信息分属于公安、交通、规划、铁道、民航等不同部门。各个部门都掌握有一定的交通信息资源，但出于部门利益，彼此间的信息交换存在很大困难。各个部门目前进行信息交换的主要渠道是网上留言、电子邮件或人工拷贝等。这些方法存在实效性差等问题，使得部门之间信息共享比较困难。

5、严重缺乏智能交通人才

智能交通技术本质上来说，是传统的交通技术和信息技术相结合的产物，因此智能交通人才应该是即懂交通又懂信息技术的复合型人才。目前我国十分缺乏这种人才，这对继续深入开展智能交通研究是不利的。智能交通的在研究领域跟不上，那在其产业链过程中也会制约着其发展。

6.智能公交系统设计方法和研究内容

基于改善公交调度手段、提高公交运营效率,提高公交吸引力和分担率目的,采用了基于物联网的智能公交系统设计方法.基于物联网的智能公交系统具有车辆监控调度、车载终端、电子站牌和通信网络等功能模块.系统通过 RFID技术对公交车辆进行跟踪、定位、监控和调度,站台的触摸屏统计各路次候车乘客数,及电子站牌实时发布各车次到站时间等信息,利用Zigbee无线 网络技术实现车载终端、站台系统和调度监控中心之间的通信.基于物联网的智能公交系统可以提高公交服务质量和效率,满足市民的出行需求.黄河科技学院毕业设计(文献综述)

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参考文献

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[17]John C.Miles, 陈干.智能交通系统手册[M].人民交通出版社, 2007.

第二篇：智能公交论文

城市智能公交系统

城市公交具有运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本低等优点，优先发展城市公交是提高交通资源利用效率、缓解交通拥堵的重要手段，也是世界各国公认的解决大、中城市交通问题的最佳策略。在我国大力发展公共交通的政策导向下，公交系统的队伍逐渐壮大，需要通过信息化的手段去管理；公交智能化运营管理系统作为大力发展公交的产物，是“绿色出行、公交优先”得以实现的技术保证。国内已有许多城市部署了公交的智能化系统，但综合来说，与国外发达国家和地区相比，仍然存在较大的差距，如系统功能相对简单化、历史数据挖掘能力不足、乘客信息服务能力薄弱等问题，难以满足交通管理部门对公交运营调度和公交优先的要求，与广大乘客对优质服务的强烈需求有一定的距离，导致了公交系统的魅力和亲和力的降低，不利于公交优先的推广应用。

技术先进、运行高效、可靠实用的城市智能公交系统，可以充分实现“人一车一站一道”的一体化、智能化的监控、调度、管理与服务，将公交优先、合理调度、快速上下、安全舒适、优质服务等特点完全地发挥出来。城市智能公交系统综合运用智能识别、短程通信、网络通信、控制、信息处理等技术，集成城市ITS大系统，动态获取信息，对车辆进行实时动态定位；充分运用车辆监控、信号优先等智能交通技术，对停车场、车站进行可视监控，建造“站车道”一体化公交管理体系，实现了公交优先、合理调度；建立先进的售、检票系统和准确、方便的BRT公交信息服务系统，方便乘客快速上下、安全舒适，为其提供人性化服务。

城市智能公交系统是一项涉及众多组织协调合作、各子系统协同工作、实时调控的综合性系统。系统的结构框架决定了智能化运营管理系统的技术应用和相关信息需求。

一、公交智能化运营管理系统

主要包括10个子系统，智能调度子系统、运营监控子系统、视频监控子系统、统计分析子系统、企业信息管理子系统、计划排班子系统、通信子系统、信号优先子系统和乘客信息服务子系统。为了使各子系统协调一致地工作，需要将各个智能子系统进行有机集成。实现有线／无线网络、数据一语音一视频、各类电子设备、人一车一站一道(路口)的一体化监控和调度、企业业务一资金一数据三流合一的有机集成。

1智能调度子系统是整个系统的核心，它沟通了各外场设备与调度管理中心的联系并且负责对交通、气象环境等数据的实时收集、处理，通过外场诱导显示设备发布公交信息，同时根据实时发生的突发事件(交通事故、道路阻塞、车辆事故、求助报警等)做出迅速的反应。

2运营监控子系统实现对公交线路运营情况的实时监控和历史查看。通过地理线路和模拟线路提供线路中运行车辆的实时状态信息，为线路发车调度、车辆违规违章监控和处理，以及设备运行状态监视提供实时、直观和易操作的平台。同时具有公交行车路线的历史查询和轨迹回放等功能。

3乘客信息服务子系统是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以站台和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统，通过本平台向路口站台发送相关的乘车、广告、公告信息，并在路口I。ED屏上显示，使乘客能实时了解乘车动态。LED屏具体的显示信息包括：当前日期和时间、当天天气、各线路距离本站站数信息、意外临时停靠站台的其他公交线路信息，乘客提示信息或公益信息。

4企业信息管理子系统对企业人力资源、车辆信息、票务以及日常的文档等进行综合管理，实现办公自动化，优化企业业务流程，提高企业管理效率。

5计划排班子系统的主要功能有计划管理、人车关联管理以及发车时刻表和劳动排班的制订和管理。通过计划管理，对发车时刻表的制订设置约束条件，从而获得更加严谨的发车时刻表，结合人与车之间的关联关系，生成配车配班表，也即劳动排班表，以及考虑大型活动和节假日对公交系统的运营带来的影响，制订应急预案。6统计分析子系统对运营过程产生的数据进行分析，可作为运营规划辅助、智能调度等子系统制订相应方案的依据。

7信号优先子系统是相对独立的子系统，目前在快速公交(BRT)智能化系统中的应用居多。在BRT线路上实行公交优先是实现BRT系统高效、安全、平稳运行的前提，信号优先是BRT系统实现快速公交的重要技术手段。信号优先技术必须能同时实现BRT车辆在空问和时间通行权上的优先。空问上的优先可以通过设置公交专用道或分道器来实现。时间上的优先也即信号优先，是指交通信号系统对BRT车辆在“时间”上给予的优先，它主要体现在：当BRT车辆行驶到十字交叉路口附近时，交通信号系统识别到车辆并判断车辆的运行方向，为BRT车辆提供优先通行信号。

二、公交智能化运营调度指挥系统

智能公交运营调度指挥系统从技术上主要是采用GPS、GIS、GPRS／CDMA、视频监控技术进行车辆定位、动态跟踪，实现公交车辆运营调度、指挥、监控的自动化，同时以计算机代替繁杂的手工记录工作，真实、快速、精确地进行运营指标、数据的统计分析，实现公交运营生产的智能化、现代化管理。运营调度指挥系统体现了BRT的核心业务，是整个智能系统中实施最困难，也是最关键的一部分。运营调度系统需要利用车辆定位和通信系统、视频监控系统、信息传输系统实现车辆的动态跟踪，从而为调度员把握车辆状态、进行车辆指挥调度服务。同时，运营调度指挥系统也可以为乘客信息服务系统提供车辆到站和预测信息。

运营调度指挥系统一般需要实现以下业务环节：

(1)计划编制。根据历史数据和客流分析，确定行车计划的发车时刻表，制定配车指标和发车指标，根据指标制定行车计划．结合每日的可用车辆和人员资源制定当天的配车排班表。

(2)劳动管理。按照营运指标管理和配置线路资源，包括车辆和人员的配备，车辆管理和维护。人员培训、休假和考核。(3)实时调度。包括按照配车排班表自动发车．根据实时获取的信息，在必要的情况下调度员更改配车排班计划，手动发车，在紧急情况下提供应急调度。

(4)实时监控。利用车辆识别技术、GPS定位技术、移动通信技术，为实时调度系统提供实时、准确的车辆和线路的营运信息，给调度员提供远程监控和指挥能力。

(5)统计分析。自动生成各种统计报表，计算和分析各种营运指标，与营运计划指标进行比较，并对报表进行显示和打印，为进一步改进和完善营运丁作提供参考。

系统功能(1)信息管理信息管理用于实现业务基本数据资料的分类管理。主要内容包括：人员信息、车辆信息、线路和站点信息、系统设备信息、公司基本资料等。同时能实现新增、清除、变更、查询、打印等功能，并能与其他系统数据共享。

(2)运营计划系统能够根据行车时刻表和线路人员安排进行每日计划排班，生成排班表，包括车辆排班、司乘人员安排等。支持用户快速高效地制定、审批行车计划。但要求编制行车时刻表和日常排班的功能分开设置。

(3)车辆监控主要是利用智能系统的自动检测能力，发现车辆违规行为，统计车辆运行数据，分析车辆运行状况，便于调度员做出快速响应。车辆监控基于GIS地图的车辆运行监控能力，可以实时看到车辆的行驶轨迹、当前位置、瞬时速度等状态；能够接收车载机发送到后台的信息；提供线路简易图的方式实现车辆的监控；支持GPS补偿功能，实现车辆在GIS地图上显示的连续性；可以显示车辆实时定位信息，如经纬度、时间、速度、方向等；可以显示车辆的属性数据，如驾驶员、车辆自编号、车牌号等；可以显示车辆实时状态信息，如路阻、车辆故障、事故、报警等。对指定时间、指定范围的车辆运行轨迹进行轨迹回放，同时显示轨迹时间的车辆定位信息、车辆实时状态等。

(4)场站监控场站布设的电子设备和监控设备要实现牟场、车站内部的系统设备视频监控，可以控制车站上的电子站牌、屏蔽门等设备，通过视频或计算机实时查看站台客流。

(5)场站勤务场站勤务系统为场站和站台的司乘人员考勤、查看班次提供手段，使调度人员能够掌握当班司、售人员出勤情况，以免由于司、售人员临时缺勤影响发车；使司、售人113„一j员能够方便查询本人下一班何时、何地接班等信息；还能够为司机向调度中心提出报修、加油请求提供手段。场站勤务需要必要的设备提供支持，一般包括场站计算机、触摸式信息查询机、调度指令牌、语音广播、车辆进出场自动识别设备等部分。

(6)实时调度实时调度系统通过对人员、车辆进行组织，按照编制的运行计划执行调度，并根据实际发生的需求变化对运行计划进行实时调整，以满足运营的需要。运行调度系统应提供实时运营调度、维修调度、加油调度、临时区间车调度、放空调度、编组调度、直达调度、故障等异常调度等功能；能够在调度中心实现计算机辅助调度：按计划自动发车、手动发车、预案发车、应急调度、区间调度，并自动下发调度指令；能够提供调度员至少调度两条线路的能力；能够让调度员对线路的运行情况做总体直观把握；能够提供司机和调度人员信息确认沟通的手段；能够让调度员安排登记包车、维修、加油等活动；能够支持处理车辆故障、事故等突发信息；能够提供数据查询功能；车辆运行和调度过程中的动态信息、实际车次汇总信息。

(7)乘客信息服务为乘客提供车辆等待时间、换乘信息、乘车提示等方便乘客出行的一系列服务。系统能够根据线路车辆运行情况，在电子站牌上显示车辆所在运营区段，提示车辆到站时间；同时提供多媒体信息服务。能够实现对即将到达的车辆位置进行预报，通知乘客准备乘车；对线路运营异常状态向乘客做出通知。在车辆内部显示车辆在线路中所在位置，为乘客提供乘降提示。为乘客告知站名，预告下站站名，提示乘客乘降。自动进行站名、车辆运行状态(停站、转弯)的语音播报；对乘客进行安全提示。

(8)数据统计分析数据统计分析是指对公交企业日常运营业务数据进行收集、传递、汇总、加工、整理。然后进行分析和判断，从而找出相关规律，提供决策依据，服务于运营生产。数据统计分析应用指标对比法、因素分析法、比率分析法、动态分析法等主要技术分析手段，详细总结过去，科学规划未来，有效控制公交企业的生产经营活动，不断提高其经营管理水平和经济效益。

(9)技术管理预留将来能实现的部分功能，如接收公交公司下达的车辆保养计划，执行车辆保养计划，反馈保养计划的实施情况。对车辆的油(气)／电消耗情况进行管理。对各类车辆运营故障情况进行处理。随时进行技术稽查，完成技术稽查报告。检查司机的各项工作，完成个人考核记录。

(10)系统管理对系统的设置参数进行管理；对系统的用户权限设置等方面进行管理；增加软件的实用性，便于模块增加和减少。

三、GPS车辆定位及无线通信系统

1．系统概述车辆定位通信技术是BRT智能系统的核心与关键技术之一，为了实现对公交车辆的实时跟踪、实时调度和信号优先，就必须能够连续、实时、精准地确定车辆的位置。通过集成设计的公交车载电子设备，利用车载设备的智能CPU、总线连接，具备了GPS车辆定位、GSM／GPRS／CDMA通信、乘客上下车电视监控(司机显示屏)、LED自动显示前方到站、自动站牌显示、报站器自动报站、LED动态信息服务及信息下载等功能，是公交运营调度和乘客信息服务的重要支撑。

2．系统功能GPS车辆定位及无线通信系统是实现车辆运营信息采集的主要手段，车辆的合理调度及运营过程控制在很大程度上取决于其定位精确程度。公交车辆定位方式包括连续定位和点式定位。公交车辆定位系统只与智能集成管理平台直接交互，并通过智能集成管理平台与其他系统间接联系。GPS定位技术是目前应用最为广泛的连续定位方式，其特点是：全球、全天候工作；能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气影响；定位精度高；单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级；功能多，应用广；随着人们对GPS认识的加深，GPS在测量、导航、测速、测时等方面得到广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。

GPS定位系统在城市智能公交系统中实现以下功能：(1)公交调度GPS接受卫星信号，对公交车辆进行准确定位(位置误差小于10米)，并通过无线通信手段将车辆相关信息传送至BRT调度中心，以便调度中心对运营车辆进行调度管理。

(2)跟踪监视车载GPS终端周期性地发送自身位置信息，并在BRT调度中心的电子地图上实时显示其位置、速度、状态等信息，调度员可以了解全线车辆运行情况并实时发布调度命令。监视界面的电子地图可任意平移漫游，并且能随时提取移动目标的档案资料，方便调度员的监视和调度T作。

(3)存储回放调度中心服务器能自动记录车载终端所发送的数据，包括经度、纬度、定位时间、运行方向、速度等，作为运营组织等各项统计数据的资料。通过存储的基础数据也可实现车辆运行轨迹的回放功能。

(4)报警功能当车辆超速行驶、行驶路线超出设定范围或发生火灾、抢劫等异常情况时，车载终端可自启动相关报警设备向司机发出警告并且上传告警信息，公交调度中心终端同时也在监视车辆的运行状态，对车辆行驶过程中产生的异常情况自动报警。

四、乘客信息服务系统

1．系统概述乘客信息服务系统是城市智能公交系统的重要组成部分之一。此系统主要为旅客在出行前、出行中、出行后提供静态和动态的导乘信息。它是为乘客提供快捷的、有效准确的、利于乘客m行的信息系统。乘客信息服务系统包括了所有关于公共交通服务的使用方法、可利用的信息类型以及提供信息的方式，让乘客了解并方便地使用这个系统。乘客信息服务系统可有效提高公交服务质量、提升公交管理效率、改善公交形象，为乘客提供全方位、多层次、高水平的信息服务，充分体现“公交优先、以人为本、和谐交通、服务创新”的现代公交理念，以便使乘客能够及时、方便地获取所需出行信息，是提高城市智能公交系统服务质量及服务水平的重要手段。乘客信息服务系统需要在站台、车上、互联网上为乘客提供全方位的信息服务，要借助多媒体技术，用语音、文字、图片等多种传播方式，及时、准确地为乘客提供所需信息，达到方便乘客m行、吸引出行者乘坐公交、提高企业效益和声誉的目的。乘客信息服务系统主要完成的功能是用语音、文字、图像等方式向在站台候车乘客、车上乘客、所有乘客提供静态的和动态的信息，信息包括：各线路经过的站点、首末班时间、线路所处的大致地理位置、车辆到达本站的剩余时间、本方向沿线所有车辆的运行位置、换乘信息、到站站名、离站站名、天气道路紧急情况、当前站点和下一站要到达的站点等

2．系统功能乘客信息服务系统主要提供静态和动态导乘信息，其主要功能是：为车站、车内乘客提供实时、准确、便捷、高效的线路和车辆运营信息，与其他公交线路的换乘信息，BRT调度中心发布的紧急信息等，方便乘客制定出行计划和优化出行线路。乘客信息服务系统由站台信息服务、车上信息服务、互联网信息服务组成。站台信息服务，主要是车辆到达预报和提示信息；车上信息服务，主要是报站信息和提示服务信息；互联网信息服务，提供静态的车辆运行信息及换乘车次查询。

(1)站台信息服务站台信息服务是乘客信息服务的重要组成部分之一，该服务主要为乘客提供快捷的、有效准确的、利于乘客出行的静态和动态的导乘信息。

(2)车上信息服务通过语音、文字、图像三种方式向车上乘客提供信息服务：语音服务通过车载语音报站系统向车上乘客提供预到达信息、到站信息、离站信息、换乘信息等服务，驾驶员人对车厢内外广播；文字服务通过数字移动电视进行信息发布，通过站节牌进行车辆信息发布；图像信息服务通过数字移动电视播放媒体信息。

五、数字视频监控系统

1．系统概述数字视频监控系统主要对首末站、地面车站现场情况进行实时摄像监视和录像，并通过网络将前端图像传回调度中心，实现实时监控、监控报警联动的功能。场站、地面站台视频监控通过智能高速球机将采集到的多路视频信号进行压缩，传输到车站、场站、地面站网络视频服务器进行显示，同时由网络视频服务将图像实时上传到监控调度中心；调度中心通过工控式视频录像服务器对图像进行实时录像，通过电子地图和电视墙选看各车站、场站、地面站台的情况，还可根据需要同时对监视视频信号进行回放。车辆视频监控通过车载录像机进行录像，本地存储，可实时向后台传输。

2．系统功能视频监控系统主要完成对公交调度中心、各站台、场站的实时摄像监视和录像。视频监控系统主要由车站、场站前端系统和调度中心系统组成，视频监控系统通过BRT专用网络进行数据传输。车站、场站前端系统通过智能高速球机将采集到的多路视频信号传送给网络视频服务器进行编码压缩，同时通过光纤网络实时传送给调度中心。调度中心首先对各个监控点传送来的图像进行实时录像，并通过电子地图仿真数字矩阵系统将各前端监控点传输过来的视频数据进行有效地管理组织，并为监控人员提供查看、控制和管理监控点图像的界面。视频监控系统中心设备主要包括数字视频矩阵控制器、电子地图服务器、丁控式视频录像服务器、监控工作站等。车站、场站设备主要包括智能高速球机、网络视频服务器等。

六、站台摄像端和中心监控端借助视频监控系统

(1)监视功能调度中心的管理人员和车站值班员可以实时监视各车站客流、车辆出入站以及乘客上下车等情况，使其能根据现场情况及时采取对应措施，以提高运行组织管理效率，保证BRT系统安全、正点地运送乘客。视频监控系统的监视范围为各车站的出入通道、站台区，其中站台监视区的监视目标主要是乘客上下车的情况。视频监控系统可为站台值班员提供对车站的站台等主要区域的监视，为调度中心调度员提供对各车站的监视。调度中心调度员可选看全线各车站的任何一个智能高速球机传回的画面，站台调度员可选看本站的任何一个智能高速球机传回的画面。

(2)控制功能视频监控系统采用二级独立监视和两级控制的方式，二级独立监视分别为：调度中心调度员和站台值班员；两级控制为：中心级和站台级。中心级和站台级的监视及控制相互独立，平时以站台值班人员监控为主，在紧急情况发生时，中心调度人员应具备最高级别控制权。操作人员分别通过设于以上两处的控制设备对任意一台智能高速球机的焦距、方向进行独立选择控制。智能高速球机视频信号叠加时间和摄像区域信息后分别显示在调度中心电视墙和监控工作站的显示器上。控制设备对所有智能高速球机信号的显示可以进行手动和自动循环切换控制，自动循环时间可调，也可以选择跳过某一路。

(3)录像功能调度中心和站台可根据需要同时对多路监视视频信号进行录像，还可以通过视频服务器历史随时回放。

(4)维护管理功能维护管理终端可对系统信息集中管理，对设备T作状态、优先级控制等重要参数进行设置与监控。

七、路口信号优先系统(快速公交)公交优先的实现途径有两种，一种是空间优先，即为公交车提供专用车道，这样可保持公交车的无阻碍通行；另一种是时间优先，即通过路口信号灯为其优先安排绿灯。空间优先方案虽然效果显著，但快速公交专用道的空闲率较高，利用率低。在城市道路资源日趋紧张的今天，纯粹空间优先方式已经不能满足实际需求。因此在公交优先的技术研究中，主要偏向于时间优先，即信号优先。为达到快速公交车辆信号优先目的，路口信号优先系统必须要实现以下几项功能：BRT车辆的检测识别，一定的优先信号策略，信号机的优先信号实现。具体涉及到以下三项技术内容。1．快速公交车辆的检测、识别在距离路口100米左右对快速公交车辆进行检测，而后通过与信号机的联动以及一定的信号优先方式(如相位伸缩、优先相位插入等)实现快速公交车辆的优先通行。在车辆检测识别方面，可以采用的技术有地感线圈、视频监测和RFID等，但线圈无法实现车辆身份识别，视频监测又易受环境因素干扰，因此以RFID进行BRT车辆识别监测是一种较优的方式。2．信号优先策略信号优先策略是BRT系统研究的热门，目前国内外关于公交优先控制的策略主要有实时控制、固定配时控制、运营计划控制和车辆间隔控制。其中，实时控制是一种动态的方式，而固定配时控制、运营计划控制和车辆间隔控制都是属于静态的控制策略。实时控制系统依靠获取的不断变化的信息进行决策控制，系统要求具有车辆位置、路口交通流状态等信息的采集手段，以及在此基础上合理的控制逻辑，有较好的适应性与有效性。固定配时控制是指依照给定区域内的常规情况来进行信号控制，不需要经常性地进行信息采集与更新，系统按照预设的方案进行控制．而不是依照时刻变化的交通信息进行控制。运营计划控制中的优先决策是依据公交车辆的运行计划执行的，信号控制与运营计划结合的多种方式有多种，与实时控制的主要区别在于系统可以不关心具体的车辆位置，仅靠运营计划制定路口的相位控制方案。车辆间隔控制则是以公交车辆通过路口的时间间隔为控制参考指标，防止串车现象的发生，在客运低峰期可以提高运输效率，比较适合交通状况良好、公交运输需求不高的情况，具有一定的公交运营管理的作用。3．信号机联动优先信号的实现，本质上要通过信号机完成，但当前的信号机系统并无成熟的快速公交功能，因此必须开发快速公交优先信号控制器，与先进的信号机系统联动，实现信号机的快速公交优先信号功能，如根据信号优先请求调整信号灯相位运行方式，如绿灯提前、绿灯延长、插入相位、相位次序交换等。

城市智能公交系统物理架构分为4个层次，包括前端设备层、网络传输层、中心服务层和业务应用层。

前端设备层包括了信息采集设备和控制设备，是车辆和站台正常运行的基础设备。

网络传输层是实时数据传输和指令下达到终端的传输介质，包括有线专网和无线通信网。有线专网实现了绝大部分网络传输业务，站台、场站、路口设备的通信都是通过有线专网；无线通信网(GPRs／3G)实现运动中车辆与中心的动态数据交互。

中心服务层是系统的核心，负责数据采集、处理，智能调度，信息转发、终端设备管理、客户端管理、数据库服务、地理信息服务等核心服务。

业务应用层是用户运营管理的接口，包括电视墙、数字广播、终端电脑。通过客户端平台，用户可以实现视频监控、车辆监控、车辆指令调度、语音通话等运营管理活动。

城市智能公交系统特点和优势主要体现在以下几个方面。(1)高度集成的信息化系统通过城市智能公交系统集成，使“站一车一道”成为一个有机整体，提高快速公交的管理效率和运营效率。

(2)业务逻辑高效、规范满足快速公交系统运营所需的“业务资金～信息”三位一体的现代化业务要求，实现高效运营、优质服务、规范管理。

(3)智能调度智能化编制运营作业计划和劳动配班，同时结合动态监控获得的数据、现场的采集数据以及人员反馈数据，利用计算机辅助实现智能调度。

(4)准确、便捷、高效的信息服务系统通过多种途径，为广大出行者提供实时、准确、便捷、高效的信息服务，改善公交形象，提高服务水平。

(5)信号优先(快速公交)实现快速公交车辆识别，进行相对的、有条件的路口优先，并选择适当的优先策略、优先模式，实现各交叉路口的公交信号优先控制，减少其路口延误时间。

(6)相关系统的无缝集成实现城市公交智能系统与现有道路交通管理系统、公交运营管理系统的有机融合，采用标准化接口进行信息共享与无缝集成。

第三篇：公交GPS智能调度培训资料

公交GPS智能调度培训资料

一、智能调度工作要求

1、调度员要严格遵守总公司关于智能调度系统的各项制度和管理规定，切实做好自身本职工作；熟悉掌握线路基本情况、车辆配备、人员安排、道路、线路客流、客向、客源、气候等情况，能够及时了解运营过程中车辆人员的动态、路况和客流的变化；转变管理思路，由传统的手工模式向数字化管理模式转变，充分地利用智能调度系统，根据行车作业计划，对车辆运行进行指挥和实时监控，根据实际合理、机动灵活地调整配车、配班，指挥生产运营，做到运力与运量的合理匹配，提高车辆满载率，保证运营计划任务的完成。

2、调度员要保证首末班车准点发出，如有特殊情况，应及时调配车辆,并上报。

3、客流分为工作性客流、学习性客流和文娱生活性客流。除了传统的客流调查方式，还要会利用运营调度系统、车内视频监控系统分析公交出行客流量、出行结构等。

4、行车调度工作要按照“人多车密，人少车稀”、“高峰未到早加车，高峰要过缓抽车”的原则，充分合理的发挥车辆运能。在高峰时段、平峰时段、路堵串车时，要有预见性，提前安排组织储备运力，快速做出调整安排。灵活机动地采取多种调度方式，通过压缩停站时间、提前或拉后发车、放站等方式，调整周转时间、行车间距，使行车秩序正常化。

避免运力浪费，减少无效公里的投入，缩短乘客候车时间。节假日期间要取消日勤班，并减少班次投入；根据天气变化和客流情况适时增减班次。

5、调度员日常电脑操作常用软件主要有计划排班系统、运营调度系统、车载视频监控系统、场站视频监控系统（CMS）、飞鸽传书等，要熟练掌握，会使用车载视频监控系统抓拍驾驶员违规图片，截取视频，下载历史视频并回放。

二、智能调度系统注意事项

（一）计划排班系统

计划排班系统用于行车计划和配车排班的编制、审核和发布。行车计划要按照总公司下达的计划执行，而配车排班可根据实际运营情况修改班型、车辆、人员、计划车次。

（1）计划编制

1、实行定点发车的线路计划类型要选择普通计划，其他线路应选择流水计划。

2、要在班次信息里设置小班型，若是双班应设置交班时间和交班地点。

3、不要将当天配车排班所用的行车计划注销、删除。（2）配车排班

1、班次方向（主站发车、副站发车）要根据首班发车地点正确选择，车次数要根据实际填写。

2、已确定休息或请假的驾驶员不要填在配车排班里，车辆保留。

3、可以在班次一栏更改小班型，在调整车次里更改大

班型。当新建班次时，先设置好上下班时间（日勤班下班时间为下午下班时间），再在调整车次里添加车次信息。

4、做完配车排班要进行异常校验和冲突校验后再保存。

5、配车排班至少提前一天做，前一天晚上下班前一定要检查是否已经发布。

（3）人员假事

当天驾驶员临时请假，要在人员假事—请假管理中添加。若要补添之前的假事，只能一天一天的添加。

（二）运营调度系统

1、登陆运营调度系统时注意权限选择，不要占用他人的主副调权限，也可查看权限已被谁占用。

2、交接班时晚班调度要及时切换用户，只能用于拥有相同线路权限的用户之间切换，也可以重新登录系统。

3、流水发车

早上上班打开调度系统后首先检查人员、车辆、班次有没有需要更改、新增，然后设置各条线路的发车间隔、上下行排队数，上下行待排打钩。

晚上下班前认真检查、核对驾驶员、线路营运及非营运里程、营运车次数、考勤情况，明天的排班是否已经发布，驾驶员的计划和实际上下班要填写完整、准确。

如遇停电、断网，应立即上报，并启用手工调度发车模式，填写《行车记录表》，确保运营数据不丢失。电力或网络恢复后，在保证当前线路车辆正常运营的同时及时将停电期间手工记载的运营趟次及相关数据补录入系统中。

4、调度资源管理

在驾驶员发车之前为驾驶员打好上班。双班车驾驶员交班时，要先将上午班驾驶员打下班，再给下午驾驶员打上班。每天确保驾乘人员考勤的上下班时间准确，否则某时刻车辆超速记录无驾驶员姓名或驾驶员错误。

5、车辆运行图

调度员同时对多条线路车辆、人员进行动态监控，远程下发调度指令，依据客流变化实时指挥调度，发现异常情况通过语音通话（VOIP）或短消息向下级调度或驾驶员下达指令。

系统发生异常或需要临时修改车辆计划时，应及时进行人工干预调整，修改调度发车时间后要立即下发发车指令。

当发生自然灾害（山体滑坡、塌方、泥石流、路面积水过深等）、封路、交通事故等突发事件影响运营线路时，通过视频监控查看、确认，及时上报，并作出适当处置。

6、每天认真、规范填写调度日记。

7、昨日车次处理

每天上午检查完成昨日车次处理车次是否全部确认，小班型是否填写。

8、对于车辆的非营运车次，要确保非营运类型、大小班型、班别、班次号与其营运车次一致。对于不需要填驾驶员的非营运车次，可以选择虚拟驾驶员一（虚拟），工号为AA。

9、驾驶员如果脱班，要新增烂班，填写烂班车次数、里程、烂班类型，并注明烂班原因。

10、向驾驶员发送短消息、语音通话时要注意言辞、语气。

11、通过设备事件查询车辆何时开机、关机、重启上线。

12、杜绝病车、车载设备故障的车辆上路，及时报修。

（三）车辆视频监控系统

监控车辆运行情况和抽查驾驶员行车操作有无违规行为。

（四）ERP系统营运管理模块

只有总调（一、二级调度）才有权限操作使用ERP，主要的操作内容：

1、车次管理：查询或修改线路、车辆、驾驶员的营运和非营运公里及车次。

2、录入包车数据：先在包车协议管理里添加包车协议，再在车次管理里选择车次类型（营运-包车）、包车协议添加用于包车的车次。

3、员工考勤管理：查询、修改或添加驾驶员的考勤。

4、在烂班管理、攀枝花脱班统计中查询各线路的脱班情况，并核对攀枝花大日报里脱班原因统计数据，是否与实际相符。

5、攀枝花大日报：检查核对日计划配班、日实际班次、运营公里等数据。

6、通过员工考勤月报（新考勤）查询驾驶员出勤和请假情况；

7、通过驾驶员里程、人头（驾驶员）里程统计、驾驶员运营里程统计查询驾驶员的运营（或非运营）里程和运营车次。

（五）电脑操作

1、会使用飞鸽传书发送文件、图片、消息和截图，通过飞鸽相互沟通及向上汇报。

2、会同步电脑与中心服务器的时间。当电脑显示的时间与手机时间不一致，点击电脑屏幕右下角时间，更改日期和时间设置，选择Internet时间，点击更改设置，立即更新，直到提示同步成功，然后点确定。发车屏时间也会同时同步更新。

三、智能调度系统常见问题及处理措施

智能调度员必须学会基本的系统问题分析和判断，并能够对一般故障进行排查、处理。

1、如果无法登陆系统，看清提示，学会分析判断、处理：网络是否中断？显示屏右下角网络图标打了红叉则表示网络断开，便要检查一下网线是否插好，电源是否开启？是否提示数据库配置错误或无法连接？一般是联通网络通讯服务中断造成的。

2、车辆到达主副站后不自动排队。原因：①在首末站车辆通讯状态不正常，采不到站点；②车辆当前状态与实际不符，对其修改状态；③该车计划车次已完成，修改计划车次数；④该车辆已被暂停或其非营运、营运车次未完成，取消暂停或完成营运、营运车次。

3、运行图上车辆上现红框，代表服务器已断开；现蓝框或黄框，表示车辆离线，GPRS（手机卡信号）通讯中断。观察调度系统界面下方中间的数据库连接、通信连接图标是否显红色。

4、车辆排队时间生成错误甚至离谱，后面车辆排队的时间均错误时，在下行或上行发车排队列表里查找是否有个错误调度发车时间的车次，若有删除。

5、在调度资源管理里打好了考勤，显示早退、迟到或查询不到这一天驾驶员的考勤。一般是新增车辆计划时出现这种现象，需要手动修改上下班时间。

当出现自己处理不了的问题，应立即向总调或中心监控（智能调度中心）反映，并利用飞鸽截图，附上文字表达清楚，同时做好记录。

第四篇：公交智能调度五点好处

一、为政府科学决策提供依据

建设智能化公共交通系统可以使政府主管部门全面掌握公共交通资源信息，科学制定全市的公共交通宏观发展战略，合理配置全市的交通资源，科学预测交通需求，统筹安排全市的道路建设计划，合理投放并宏观调控全市公共交通运力及公交线路的调整、规划等交通宏观决策。该系统可以使政府具备紧急调度车辆、疏导客流的现代化手段，提高政府处理应急事件的能力。

通过智能公交系统的使用，可以提高城市信息化水平，提升城市形象，改善城市的投资环境，提高城市的综合竞争力，可以有效地改善城市交通环境，便捷高效的交通、商业物流成本的降低，都将对改善一个城市的投资环境起到了积极的作用，对城市的发展起到积极的推动作用。

二、改善城市交通环境，为市民的出行提供更好的服务

利用智能公交系统可以使公交服务准时性和可预见性提高；提高调度适应客流的水平，增强公交服务灵活性，缩短等候乘客时间，提高舒适性；使换乘衔接更为高效，换乘方案可预见性强；便于乘客更有效利用候车时间和乘车时间；缓和城市交通拥挤的状况。

三、减少能源消耗、降低环境污染、促进城市环保

由于城市公共交通与小汽车相比，具有客运量大、相对投资少、占有资源少、效率高、污染相对较少、人均占用道路少等优点。据有关专家测算：“城市中公共交通的载客量为小汽车的30倍，承载着城市80%以上的客运量”；“以常规公交运输占用道路面积为1计算，则运输同样多的乘客，自行车占用的道路面积为5，小汽车为15”；“按单位载客量计，它的公里耗油量、尾汽排放量等指标与小汽车相比，均优于小汽车10倍左右”。因此，近年来，各地政府领导及交通管理部门都逐渐形成这样一些共识：“发展公共交通是改善城市交通的战略选择”“解决城市交通问题必须体现优先发展城市公交的原则”。

在公交优先政策的激励下，部分以自行车、摩托车、甚至私车为出行交通工具的市民，会重新采用乘坐公交车为出行方式，这样在一定程度上缓解了城市交通的拥挤问题，减少了机动车辆对空气的污染，会促使社会环境的良性循环发展。

四、减少事故率、死亡率，提高交通安全

利用智能化公共交通系统对车速、行车路线、客运载客数量等进行监控和管理，可以有效地减少客运交通事故率、死亡率，提高交通安全。车载视频监控系统，起到防恐、防盗，打击不法分子的作用，提高公交的安全性，创造良好的乘车环境。

五、提高公交企业的管理水平和赢利能力

建设智能化公共交通系统，从本质上讲是公交企业的一场革命，它改变了公交企业近几十年的管理模式和管理手段，是用现代化技术改造传统公交企业，实现从粗放型管理向集约化管理，从经验管理向科学管理，从定性管理向定量管理，从静态管理向动态管理的转变，它将优化公共交通管理模式，极大地提高现有公交企业的管理水平和运营效率，降低企业管理成本、降低企业运营成本、降低车辆消耗成本、降低车辆运营安全隐患，提高运能运力、提高工作效率、提高工作质量、提高调度时效性，加速企业资金流动，降低企业运营资本总额，提高资金利用率。

第五篇：智能小车设计文献综述

智能小车设计文献综述

智能小车设计文献综述

摘要：随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用，而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。国外智能车辆的研究历史较长。相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制将有广阔的发展空间。本设计的智能小车利用红外对管检测黑线与障碍物，并以单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。并对智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍。关键词:智能技术，自动循迹，避障 前言

随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计，一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶[1]。智能小车运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制，运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制，通过单片机来控制直流电机的工作，从而实现对整个小车系统的运动控制。智能小车的发展历史、国内外研究现状

2.1 国外研究现状

国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段[2][3][4]：

第一阶段，20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS（Automated Guided Vehicle System）。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车辆最基本得特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平，应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感

智能小车设计文献综述

技术的发展，智能车辆的研究不断得到新的发展。

第二阶段，从80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲，普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索。在美洲，美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟（NAHSC），其目标之一就是研究发展智能车辆的可能性，并促进智能车辆技术进入实用化。在亚洲，日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会，主要目的是研究自动车辆导航的方法，促进日本智能车辆技术的整体进步。进入80年代中期，设计和制造智能车辆的浪潮席卷全世界，一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。

第三阶段，从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是，美国卡内基.梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车（Navlab1—Navlab10）的研究，取得了显著的成就。

目前，智能车辆的发展正处于第三阶段。这一阶段的研究成果代表了当前国外智能车辆的主要发展方向。在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构研发的智能车辆具有代表性的有：

德意志联邦大学的研究，1985年，第一辆VaMoRs智能原型车辆在户外高速公路上以100km/h的速度进行了测试，它使用了机器视觉来保证横向和纵向的车辆控制。1988年，在都灵的PROMRTHEUS项目第一次委员会会议上，智能车辆维塔（VITA,7t）进行了展示，该车可以自动停车、行进，并可以向后车传送相关驾驶信息。这两种车辆都配备了UBM视觉系统。这是一个双目视觉系统，具有极高的稳定性。

荷兰鹿特丹港口的研究，智能车辆的研究主要体现在工厂货物的运输。荷兰的Combi road系统，采用无人驾驶的车辆来往返运输货物，它行驶的路面上采用了磁性导航参照物，并利用一个光阵列传感器去探测障碍。荷兰南部目前正在讨论工业上利用这种系统的问题，政府正考虑已有的高速公路新建一条专用的车道，采用这种系统将货物从鹿特丹运往各地。

日本大阪大学的研究，大阪大学的Shirai实验室所研制的智能小车，采用了航位推测系统（Dead Reckoning System），分别利用旋转编码器和电位计来获取智能小车的转向角，从而完成了智能小车的定位。另外，斯特拉斯堡实验中心、英国国防部门的研究、美国卡内基梅隆大学、奔驰公司、美国麻省理工学院、韩国理工大学对智能车辆也有较多的研究。

智能小车设计文献综述

2.2 国内研究现状

相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，开始于20世纪80年代。而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家，并且存在一定得技术差距，但是我们也取得了一系列的成果[5 ]，主要有：

（1）中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。该自主驾驶轿车在正常交通情况下的高速公路上，行驶的最高稳定速度为13km/h,最高峰值速度达170km/h，并且具有超车功能，其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。

（2）南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制了7B.8军用室外自主车，该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。计算机系统采用两台Sun10完成信息融合、路径规划，两台PC486完成路边抽取识别和激光信息处理，8098单片机完成定位计算和车辆自动驾驶。其体系结构以水平式结构为主，采用传统的“感知-建模-规划-执行”算法，其直线跟踪速度达到20km/h，避障速度达到5-10km/h。

智能车辆研究也是智能交通系统ITS的关键技术。目前，国内的许多高校和科研院所都在进行智能交通系统ITS（Intelligent Transport System）关键技术、设备的研究。随着ITS研究的兴起，我国已形成一支ITS技术研究开发的技术专业队伍。并且各交通、汽车企业越来越加大了对ITS及智能车辆技术研发的投入，整个社会的关注程度在不断提高。交通部已将ITS研究列入“十五”科技发展计划和2010年长期规划。相信经过相关领域的共同努力，我国ITS及智能车辆的技术水平一定会得到很大提高。

目前学术界对智能小车的研究也很多，桂林理工大学黄建能等[2]设计的无线遥控小车，其由四部分组成：主控模块、无线通信模块、电机驱动模块和电源模块。主控模块采用STC89C52单片机作为处理器；无线通信模块采用芯片 PT2262和 PT2272实现无线收发；用内置两个H桥的 L298芯片驱动直流电机实现对小车的控制，实现前进、后退，左转、右转以及加速、减速的动作。整个无线遥控小车系统具有体积小、成本低、操作简单等优点，并具有一定的可扩展性。

于连国、李伟等[6]设计了自动往返的智能电动车，其采用 STC89C51 单片机作为小车的检测和控制核心；使用红外传感器检测跑道黑线并把反馈到的信号传给单片机，能够使小车在各区域均能按预定的速度行驶。

智能小车设计文献综述

葛广军,杨帆[7]设计了一种能够自动循迹的智能小车。该智能小车的控制系统以单片机MC912DG128为核心,由路径识别、车速检测、舵机控制、直流电机、电机驱动芯片LMD18200和电压转换芯片LM7525等模块组成，并详细阐述了控制系统的组成原理和软硬件设计。实验的结果表明：该控制系统具有循迹效果好、性能稳定等优点。

董涛,刘进英等[8]设计并制作了一种具有红外遥控、自动避障、智能寻径等功能的智能小车，该车以玩具小车为车体,直流电机及其控制电路为整个系统的驱动部分，STC89C52单片机为整个系统的控制核心,采用IRM-2638红外一体接收头接收控制信号实现对小车的遥控,加以多种传感器以实现小车的自动避障与智能寻径等功能，该小车还配备了两块数码显示管，以便实时观察小车状态。该小车工作稳定，还可用于各种机器人比赛。

姜宝华、齐强等[9]基于STC89C52RC单片机设计了一种遥控智能小车。小车具有自动、遥控两种模式。该小车在遥控模式下小车可在1公里范围遥控到达指定位置，并在手持设备上显示小车位置坐标；自动模式下在封闭环境输入任意坐标，小车可自动运行到该位置。

可以预计，我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。我们要结合我国国情，在某一方面或某些方面，对智能车进行深入细致的研究，为它今后的发展及实际应用打下坚实的基础。智能小车设计构想

智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。本次设计对智能小车的控制系统进行了研究，设计实现一个基于路径规划处理的智能小车控制系统，实现智能小车最基本的两个功能：循迹、避障。

3.1 主控系统

方案1：采用可编程逻辑器件CPLD作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的 逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合为大规模控制系统的控制核心。但本设计不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度要求也不是非常高。且从使用及经济角度考虑我放弃了此方案。

方案2：采用51单片机作为整个系统的核心[7]，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而

智能小车设计文献综述

在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。因此，这种方案是一种较为理想的方案。

综上所述，我采用了方案二。

3.2 电机驱动模块

方案1：采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。

方案2：采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。但电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般的电动机电阻很小，但电流很大，分压不仅回降低效率，而且实现很困难。

方案3：采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成的 H型桥式电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高，H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制，电子管的开关速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的 PWM调速技术。

这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。

综合考虑，本设计选择了方案三。

3.3 循迹模块

方案1：采用简易光电传感器结合外围电路探测，但实际效果并不理想，对行驶过程中的稳定性要求很高，且误测几率较大、易受光线环境和路面介质影响。在使用过程极易出现问题，而且容易因为该部件造成整个系统的不稳定。故最终未采用该方案。

方案2：采用两只红外对管，分别置于小车车身前轨道的两侧，根据两只光电开关接受到白线与黑线的情况来控制小车转向来调整车向，测试表明，只要合理安装好两只光电开关的位置就可以很好的实现循迹的功能。

方案3：采用三只红外对管，一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑

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线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆不定，虽然可以正确的循迹但其成本与稳定性都次于第二种方案。

综合考虑，本设计选择方案二。

3.4 避障模块

方案1：采用一只红外对管置于小车中央。其安装简易，也可以检测到障碍物的存在，但难以确定小车在水平方向上是否会与障碍物相撞，也不易让小车做出精确的转向反应。

方案2：采用二只红外对管分别置于小车的前端两侧，方向与小车前进方向平行，对小车与障碍物相对距离和方位能作出较为准确的判别和及时反应。

方案3：采用一只红外对管置于小车右侧。通过测试此种方案就能很好的实现小车避开障碍物，且充分的利用资源而不浪费。

综合考虑，本设计选择方案二。设计原理简述

4.1 循迹原理

这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。

当小车在白色地面行驶时，装在车下的红外发射管发射红外线信号，经白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信号，那么图中光敏三极管将导通，比较器输出为低电平；当小车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光敏三极管截止，比较器输出高电平，从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口，当I/O口检测到的信号为高电平时，表明红外光被地上的黑色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引导线上；同理，当I/O口检测到的信号为低电平时，表明小车行驶在白色地面上。

循迹流程框图如图4.1所示。

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开始前进N是否检测到黑线Y左转Y判断是否是左边检测到黑线N右转

图4.1 循迹流程框图

4.2 红外避障原理

避障传感器基本原理，和循迹传感器工作原理基本相同，利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调小车两轮工作，完成一个漂亮的躲避障碍物动作传。

跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。

红外避障流程框图如图4.2所示。

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开始前进N左转是否检测到障碍物NY左红外是否检测到障碍物N左右红外对管都检测到障碍物YY右转后退

图4.2 红外避障流程图 总结及展望

智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气技术、电气控制技术、智能控制等学科，智能控制技术是一门跨科学的综合性技术，当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动的运行，可运用于科学勘探等用途，无需人为的管理，便可以完成预期所要达到的或更高的目标。智能机器人正在代替人们完成这些任务，凡不宜有人直接承担的任务，均可由智能机器人代替，可以适应不同环境，不受温度、湿度等条件的影响，完成危险地段，人类无法介入等特殊情况下的任务，智能小车就是其中的一个体现。对于智能小车研究还可以从以下方向展开：在小车上装摄像头进行实时视频监控采集，通过无线传给远端的主机，主机可以发送命令给小车，执行相应的动作等等。还可以扩展其他的模块。就可以广泛的应用于科学研究、地质勘探、危险搜索、智能救援等。

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参考文献

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