一、前言 

    城市公共交通是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是維系城市活力的血脈。近年來(lái)，隨著杭州城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，尤其是杭州市委[2004]34號(hào)文提出“公交優(yōu)先”的政策，杭州公交集團(tuán)本著“公交優(yōu)先，必須公交優(yōu)秀”的經(jīng)營(yíng)理念，大力實(shí)施“科技興司”戰(zhàn)略，加大科技開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，尤其是下大力氣推進(jìn)公交信息化和智能化建設(shè)，以“推行人性化乘車(chē)服務(wù)，建立智能化信息導(dǎo)乘系統(tǒng)”為抓手，初步形成了一個(gè)便捷、安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的，能滿(mǎn)足不同層次出行需求的客運(yùn)服務(wù)體系，杭州的城市公共交通出行率從1997年的8．7％提高到了目前的約25％。 
  
    二、對(duì)智能化城市公交(APTS)的認(rèn)識(shí) 

    什么是APTS?根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公共交通管理局(FTA)1998年出版的《APTS發(fā)展現(xiàn)狀》一文的解釋?zhuān)珹PTS主要是應(yīng)用動(dòng)態(tài)公共交通信息的實(shí)時(shí)調(diào)度理論和實(shí)時(shí)信息發(fā)布理論，采用先進(jìn)的電子、通訊技術(shù)來(lái)提高公交運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)水平。它具體包括車(chē)隊(duì)管理、乘客信息、電子收費(fèi)和交通需求管理等幾個(gè)方面。其中車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)主要有通訊(GSM或GPRS)、地理信息(GIS)、車(chē)輛全球衛(wèi)星定位(GPS)、自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)等子系統(tǒng)以及運(yùn)營(yíng)調(diào)度軟件和交通信號(hào)優(yōu)先；乘客信息則主要有出行前、在途信息服務(wù)和多種出行方式接駁信息服務(wù)子系統(tǒng)。美國(guó)公共交通協(xié)會(huì)(APTA)對(duì)APTS的評(píng)價(jià)是：“APTS可以顯著提高公共交通服務(wù)水平，吸引更多乘客采用公交和合伙乘車(chē)的出行模式，從而帶來(lái)減少城市交通擁擠，空氣污染和能源消耗等一系列社會(huì)效益”。 

    杭州公交集團(tuán)從1996年開(kāi)始，以技術(shù)創(chuàng)新的思維和手段，著手構(gòu)建和研發(fā)以智能化城市公共交通體系(APTS)為目標(biāo)，集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)于一體的客運(yùn)生產(chǎn)三大信息化體系，即：調(diào)度智能化管理系統(tǒng)(DIMS)、車(chē)輛信息管理系統(tǒng)(BIMS)、停車(chē)場(chǎng)信息管理系統(tǒng)(PIMS)。在杭州市各級(jí)政府和部門(mén)的大力支持下，通過(guò)近10年的不懈努力，在城市公交專(zhuān)用道規(guī)劃與建設(shè)以及信號(hào)優(yōu)先等公交優(yōu)先措施相繼推出后，杭州智能化城市公交體系(APTS)已經(jīng)初見(jiàn)雛形。本文基于調(diào)度智能化管理系統(tǒng)(DIMS)和公交信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)兩個(gè)案例的介紹，對(duì)杭州智能化城市公交(APTS)體系的現(xiàn)狀和發(fā)展做一簡(jiǎn)要闡釋。 
  
    1、調(diào)度智能化管理系統(tǒng)(DIMS) 

    DIMS系統(tǒng)的技術(shù)核心，概括地講就是3G(GPS、GIS、GPRS)+ADSL。它主要是應(yīng)用全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、無(wú)線通信技術(shù)(GPRS)+電信寬帶(ADSL)以及計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合集成開(kāi)發(fā)。DIMS系統(tǒng)軟件包括實(shí)時(shí)調(diào)度與監(jiān)控模塊、行車(chē)計(jì)劃編制、車(chē)輛數(shù)據(jù)接收與狀態(tài)控制模塊、數(shù)據(jù)分發(fā)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊、線路車(chē)輛和人員調(diào)派模塊、線路檔案管理模塊、人員信息管理模塊、報(bào)表生成處理模塊、電子地圖和報(bào)警處理模塊，以及車(chē)輛行駛狀態(tài)傳感記錄(車(chē)輛行駛速度、空調(diào)車(chē)廂溫度、尾氣排放煙度和行駛平穩(wěn)度)等模塊。硬件設(shè)備則有GPS車(chē)載終端、車(chē)載電話(huà)、智能電子站牌、自動(dòng)報(bào)站器、LED乘客信息顯示屏等。通過(guò)在公交車(chē)內(nèi)安裝GPS車(chē)載終端和無(wú)線雙向通訊話(huà)機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛自動(dòng)定位，并每隔10秒將定位信息數(shù)據(jù)打包發(fā)送給服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)傳送給線路調(diào)度員或調(diào)度室(調(diào)度中心)，使調(diào)度員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)行狀況，并可向車(chē)輛發(fā)布加速、減速、越站、跨線、折返等指令；當(dāng)車(chē)輛在行駛過(guò)程中遇到道路阻塞、交通事故、車(chē)輛故障或者在車(chē)內(nèi)發(fā)生乘客糾紛、擁擠等緊急情況時(shí)，司機(jī)也可通過(guò)車(chē)載終端上的相應(yīng)按鍵向線路調(diào)度員發(fā)出路阻、事故、故障、擁擠、糾紛、救助等短信息，直至與調(diào)度員直接對(duì)話(huà)。 

    由于DIMS系統(tǒng)可以對(duì)車(chē)輛及線路的營(yíng)運(yùn)情況，以及營(yíng)運(yùn)生產(chǎn)實(shí)績(jī)和客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能把相應(yīng)的公交服務(wù)信息通過(guò)媒體(如LED發(fā)車(chē)顯示屏、智能電子站牌、聲訊臺(tái)、公交網(wǎng)站、手機(jī)短信等)同步傳輸給乘客，因此在引導(dǎo)乘車(chē)、方便乘客，逐步形成公交全網(wǎng)集中、分級(jí)監(jiān)控、責(zé)任明確、措施有效的客運(yùn)管理新體系，提高車(chē)輛運(yùn)營(yíng)效率和效益，提升服務(wù)功能與服務(wù)質(zhì)量等方面，發(fā)揮了十分重要的作用。 

    杭州公交DIMS系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和信息發(fā)布三個(gè)部分，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖一。 

    截止2006年9月底，杭州公交已在207條線路(包括23條小區(qū)巴士線路)的2900余輛車(chē)上安裝了GPS車(chē)載終端，這些線路的調(diào)度已經(jīng)全部采用了DIMS系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛及線路的營(yíng)運(yùn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)從2005年起，我們采用BOT方式，引進(jìn)外來(lái)資金3500萬(wàn)元，在主城區(qū)的52條道路上陸續(xù)建設(shè)安裝了442個(gè)智能電子站牌。這些電子站牌覆蓋了杭州市區(qū)所有主要路段，遍布杭城商業(yè)中心、娛樂(lè)中心、文教中心、旅游景區(qū)及各大居住區(qū)塊。電子站牌的32英寸高清晰液晶電視和LED屏幕上除實(shí)時(shí)滾動(dòng)顯示車(chē)輛到站時(shí)間／距離信息外，還能向市民和乘客提供內(nèi)容豐富、休閑娛樂(lè)的視頻圖像流媒體，以及公交線路調(diào)整、天氣預(yù)報(bào)、本地新聞等文字性的信息，既為乘客出行提供便利，節(jié)約了乘客的出行時(shí)間，也讓乘客能在“等車(chē)”的過(guò)程中領(lǐng)略精彩紛呈的視頻節(jié)目，體現(xiàn)出公交“以人為本”的精神。下一步，杭州公交計(jì)劃以DIMS系統(tǒng)為操作平臺(tái)，在對(duì)公交線網(wǎng)布局、公交站點(diǎn)布置和換乘等進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)調(diào)度員對(duì)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛在單條線路和一定區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)智能調(diào)度和輔助指揮，提高車(chē)輛利用率，保證車(chē)輛準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)使更多的出行者愿意采用公交方式出行的目標(biāo)。 
  
    2、公交信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng) 

    杭州公交信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)于二00六年四月，在快速公交一號(hào)線(簡(jiǎn)稱(chēng)B1線)首先試驗(yàn)推出。B1線是目前國(guó)內(nèi)正式開(kāi)通運(yùn)行的最長(zhǎng)的一條快速公交線。該線全長(zhǎng)28公里，從黃龍?bào)w育中心到下沙東高教?hào)|區(qū)，是一條通過(guò)在杭城東西向主干道上辟建公交(BRT)專(zhuān)用道，同時(shí)具有大容量公交車(chē)、交通信號(hào)優(yōu)先、水平上下車(chē)、站臺(tái)自動(dòng)售檢票、信息化和智能化等BRT基本要素和功能的快速公交線路。 

    由于B1線全線共有31個(gè)交叉路口，因此為了保證B1線大容量公交車(chē)的快速運(yùn)行，需要在這些路口實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)優(yōu)先。整個(gè)信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)以SCATS信號(hào)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，集先進(jìn)的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)于一體，構(gòu)成了智能化的交通信號(hào)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以“公交優(yōu)先”為設(shè)計(jì)原則，以科學(xué)的信號(hào)配時(shí)為手段，要求達(dá)到保障BRT車(chē)輛準(zhǔn)點(diǎn)，提高BRT運(yùn)行效率的目的，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高杭州城市公共交通服務(wù)水平的目標(biāo)。 

    整個(gè)信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，即：路口控制子系統(tǒng)、信號(hào)通訊子系統(tǒng)、SCATS中心控制子系統(tǒng)。它的基本實(shí)現(xiàn)程序和特點(diǎn)是當(dāng)RFID讀寫(xiě)器檢測(cè)到B1線車(chē)輛接近交叉路口時(shí)，即向路口信號(hào)機(jī)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，同時(shí)RFID讀寫(xiě)器對(duì)檢測(cè)到的BRT車(chē)輛進(jìn)行身份識(shí)別，并將該信息通過(guò)專(zhuān)用通訊光纖實(shí)時(shí)傳至杭州市交警支隊(duì)信號(hào)控制中心，SCATS系統(tǒng)即下達(dá)指令給路口信號(hào)機(jī)進(jìn)行配時(shí)調(diào)整。B1線的SCATS系統(tǒng)配時(shí)采取兩種方案：(1)當(dāng)BRT車(chē)輛接近路口遇綠燈時(shí)，則適當(dāng)延長(zhǎng)當(dāng)前的綠燈相位時(shí)間8秒，保證BRT車(chē)輛順利通過(guò)路口；(2)當(dāng)BRT車(chē)輛接近路口遇紅燈時(shí)，則縮短紅燈信號(hào)周期，提前8秒轉(zhuǎn)入BRT車(chē)輛行駛的綠燈相位，從而減小B1線車(chē)輛在交叉路口的延誤時(shí)間。 

    快速公交B1線自2006年4月26日投入試運(yùn)營(yíng)至今半年來(lái)，平均每天出車(chē)512個(gè)班次，每天運(yùn)行約1．34萬(wàn)余公里，日平均客運(yùn)量達(dá)3．67萬(wàn)人次，其中最高日客運(yùn)量突破了5．1萬(wàn)人次。車(chē)輛平均運(yùn)送速度達(dá)25．3公里／小時(shí)，其中平峰運(yùn)送速度達(dá)到26．35公里／小時(shí)，晚高峰運(yùn)送速度為24．17公里／小時(shí)。經(jīng)杭州交警支隊(duì)控制中心信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)檢測(cè)，每天每個(gè)路口平均有506個(gè)BRT車(chē)次給予了信號(hào)優(yōu)先，每個(gè)車(chē)次全程28公里可平均節(jié)約192秒。目前B1線運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)率達(dá)到了90％，使快速公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)、快速的特點(diǎn)得到了充分的體現(xiàn)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。杭州交警和杭州公交下步準(zhǔn)備在兩個(gè)單位之間共同建設(shè)一條光纖，建立一個(gè)可開(kāi)放信息的互通平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)交通管理和公交運(yùn)營(yíng)信息資源互享，最終實(shí)現(xiàn)“按照BRT運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表進(jìn)行智能化信號(hào)控制”的目標(biāo)。 
  
    三、發(fā)展智能化城市公交(APTS)的效益評(píng)估 

    由于智能化城市公交(APTS)系統(tǒng)在我國(guó)還沒(méi)有大范圍實(shí)施和推廣，所積累的原始數(shù)據(jù)較少，因而很難對(duì)其實(shí)施后的效果作定量評(píng)價(jià)。但是，我們認(rèn)為：基于一個(gè)合理架構(gòu)的智能化城市公交(APTS)體系建設(shè)，已經(jīng)給杭州公交帶來(lái)明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，大大提高了公交的服務(wù)水平，它具體體現(xiàn)在： 
    1)、APTS技術(shù)本身帶來(lái)的高效率，使杭州公交的企業(yè)管理水平、運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)效率、車(chē)輛利用率得到了明顯提高，人工、成本和間接費(fèi)用也相對(duì)減少； 
    2)、APTS模式的固化，為提升城市交通的管理能力提供了技術(shù)平臺(tái)和堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)； 
    3)、通過(guò)APTS，可以建立起一個(gè)公交與其他利益相關(guān)者之間更廣泛聯(lián)系和溝通的渠道，使公交能夠準(zhǔn)確掌握市場(chǎng)(客運(yùn))信息，平衡與協(xié)調(diào)供求關(guān)系，降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)?？梢哉f(shuō)，智能化城市公共交通系統(tǒng)(APTS)的應(yīng)用與實(shí)施推廣是城市發(fā)展的必由之路。