公共交通系统运营与管理.ppt

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1、1,北京理工大学交通工程系赵亚男,公共交通系统的运营与管理,2,5.1 城市公共交通营运组织5.2 我国公交企业运营调度管理现状5.3 国内外公交运营调度优化技术发展及应用5.4 基于准实时信息的公交调度优化系统5.5 基于车辆自动定位技术的公交实时调度优化系统,3,5.1 城市公共交通营运组织,一、车辆运行方式 根据客流在时间、方向、断面等要素的特征，车辆的运行方式有多种分类，主要有以下四类：1.按车辆工作时间的长短与类型，分为正班车、加班车与夜班车。（1）正班车主要指车辆在日间运营连续工作，相当于两个工作班的一种基本调度形式，所以又称双班车、大班车。,4,（2）加班车指车辆仅在某种情况下，

2、在某段营运时间上线工作，并且每日内工作累计工作时间相当于一个工作班的一种辅助调度形式，所以又称单班车。,（3）夜班车指车辆在夜间上线工作的一种调度形式。一般城市夜间客运量不大的线路，夜班车的车辆连续工作时间不足一个工作班，因此常与日间加班车相间组织运营，只有夜间客运量较大的线路，夜班车连续工作时间相当于一个工作班。,5,车辆调度问题是在已知发车时间表的条件下将车辆分配到每一条线路中去，考虑的目标是尽量小的配车数和尽量小车辆运营成本，获得尽量大的经济效益和社会效益。,减小车辆运营成本的方法主要通过减少车辆空程行驶时间和驻留时间，提高满载率等手段实现。,6,3按车辆停站方式，分为全站车、大站车和跨

3、线车。4按服务对象的广泛程度，分为普线车和专线车。,2按车辆运行区间，分为全程车和区间车,7,（2）区间车指车辆仅行驶线路上某一客流量的高路段或高区段的一种辅助调度形式。（3）快车是为适应沿线长乘距乘车需要，采取的一种越站快速运行的调 度形式，包括大站（快）车与直达（快）车两种。,（1）全程车指车辆从线路起点发车直到终点止，必须在沿线固定停车站依次停靠，按规定时间到达有关站点并驶满全程的一种基本调度形式，因此又称慢车。,8,（5）跨线车是为平衡相邻线路之间客流负荷，减少乘客转乘而组织的一种跨线运行的调度形式。实践表明，上述调度形式，对平衡车辆及线路负荷，改善交通拥挤，提高运输生产率和运输服务质

4、量以及促进客运发展都发挥了积极作用。,（4）定班车是为接送有关单位职工上下班或学生上下学而组织的一种专 线调度形式。车辆可按定时间、定线路、定班次和定站点的原则进行传输。,9,区间车调度形式选择原则 可以通过计算路段（断面）客流量差或路段不均匀系数的方法确定区间车调度形式。快车调度形式的选择原则 这种调度形式一般有两种方法：一种方法是根据客流调查结果，对某段时间内若干站点乘客集散量较大的站点行驶快车，以缓和拥挤和消除乘客留站现象。具体的方法可通过计算机站点集散客流量不均匀系数的方法确定；另一种方法是通过计算机方向不均匀系数的方法大致确定。高峰加班车调度形式的选择原则 这种调度形式一般通过计算时

5、间不均匀系数的方法确定。,凡公共汽车营运线路均需以全程车、正班车为基本调度形式，并根据线路客流的分布特征辅以其他调度形式。,10,二、车辆运行方式的选择,1.区间车运行方式的采用 不均衡系数法；差值法 2.快车运行方式的采用 不均衡系数法；吞吐量（集散量）比值法 3.加班车运行方式的采用前提 一般通过计算客流的时间不均衡系数确定。如果时间不均衡系数大于临界值（一般取1.22.2)时，就有开设加班车的必要。,11,三、编排行车时刻表,1.行车时刻表类型（1）车辆行车时刻表：指按行车班次制定的车辆沿线运行时刻表。（2）车站行车时刻表：指线路始末站及重点中途站（车辆）行车时刻表。,12,（1）确定车

6、辆行车班次序列（路牌）时，应注意与车辆在车场（库）的停车方式及行车人员的工作制度相适应。（2）根据客流沿时间分布的不均匀性，进行增减车辆排列时，须注意保持行车时隔均匀有序。（3）安排有关行车人员就餐时，应综合考虑运输服务质量、车时利用、行车人员劳动保健及营运经济效果。（4）行车人员工作时间安排，既应服从客流的变化需要，又应注意各行车班次车辆工作时间的平衡、要合理利用、劳逸结合。（5）公交车辆的行车时刻表应同城市其它客运形式运输工具的行车时刻协调配合。,2.编排行车时刻表注意的几个问题,13,5.2 我国公交企业运营调度管理现状,公交企业的运营调度管理同企业的经营模式相关。企业的经营模式在一定度

7、上影响、决定企业的调度管理模式。例如以专线车为主的企业公 司同经营常公交线路的国有公司之间就有较大的区别，经营专线车的企业公司一般不具备完整的运营调度计划和相应监督管理机制。我国城市公共交通企业的经营模式主要有以下几种：车队-分公司-总公司三级承包责任制、外资和合资企业、股份制公司、企业公司、联营公司等。,14,一、我国公交企业的经营模式,1.车队-分公司-总公司三级承包责任制 这是当前大城市公交企业经营的主要模式之一。车队向分公司承包，分公司向总公司承包，总公司 向政府的公用（城建）局承包。承包的内容包括：重要服务指标的控制（车辆出场时间，高峰出车率，首末班时间，低峰最大间隔，线路运能配备）

8、；成本的控制（对燃料、配件、劳动力及企业管理费进行分项重点控制）；经营者的目标责任考核；乘客投诉、车况车貌和重大安全事故等指标。,15,大部分常规公交线路是按照这种模式经营的。,这种模式实质上是计划经济向市场经济转换过渡阶段产物，这种模式对于调动企业职工的积极性，提高城市公交 的服务水平起到了较好的作用。但是广泛采用这一模式的国有公交企业仍存在较为严重的亏损问题，政府为此仍付出巨大的财政支持。,16,2.外资和合资企业,外方提供全部或部分资金、车辆，中外双方共同经营，自负盈亏。外资和合资企业在满足政府规定的基本运营要求以外，其运营还受董事会的约束和影响。外资和合资公交企业一般人车比小，经营方式

9、灵活，经济效益优于同等规模的国有公交企业。,17,3.股份制企业,股份制是现代企业的一种资本组织形式，有利于所有权和经营权的分离，使企业的融资渠道拓宽，广泛吸收社会分散资金，充实企业资本金，扩大企业的生产规模。投资主体的多元化发展使企业的整体经营战略和运作制度得以规范管理，充分体现市场法人的主体性，有利于提高企业和资本的运作效率。,18,4.企业公司,专线车正在向这个模式发展。由非公交企业提供车辆，公交公司配备司乘人员，在指定的线路经营，公交公司自负盈亏。矿区、郊 区的企业一般都申请开通这类班车。,19,5.联营公司,出资或提供车辆的一方只是参与利润分红，并不参与经营服务，车辆产权关系不变。这

10、种由若干班车组成的联营公司，一般是由国有公交公司牵头组织管理，规定线路、运营时间、班次、票价等，在高峰时间运营，票款收入一般全归联营单位，不需上税。班车联营方式在大连、哈尔滨等地较多。这种模式实质上是公交公司车辆运力不足，利用社会闲置车辆的一种方法。,20,公交企业的运营调度管理主要包括两个内容：一是运营调度计划的制订；,过去，我国城市公共汽车、无轨电车的车辆调度，基本上沿用“定点发车、两头卡点”的手工作业的调度方式，由于信息不灵、调 度失控，车辆经常出现“串车”、“大间隔”现象，要么使乘客候车时间过长，要么前车提前离站、后车拥挤不堪，甚至导致全线运行秩序棍乱，严重影响了公共客运交通的服务质量

11、和社会信誉。,二是运营调度计划的执行和监控。,21,首末站运营调度流程,22,二、我国公交企业运营调度管理中存在的问题,1.运营调度管理主要依靠人力，总体技术手段落后，基本上没有新技术的应用。除去北京、上海等少数几个得到国家资助的城市得 以发展新的公交运营调度技术以外，我国公交企业的总体技术手段落后，新的公交运营调度技术，例如车辆自动定位技术、乘客自动计数技术等，基本上没有应用。在我国大部分城市公交系统调度部门的操做方式是手工的、经验的。调度员、乘客和驾驶员之间缺乏必要的联系。调度员不知道车辆在道路上的运行状况，乘客无法确定最佳的出行路线，而公交驾驶员则不知道前方道路拥挤状况。,23,2.以经

12、验为主的运营计划制定方法，缺乏科学性和合理性,当前运营计划的制定主要依靠调度管理人员的经验和直觉。经验型决策虽然能在一定程度上把握公交客流的变化特点，但其具有不稳定性的缺点，运营计划的正确性和科学性得不到保障。不合理的计划带来的是资源的浪费和经济效益的下降。,24,3.运营调度管理实时性很差，运营计划的调整周期太长,公交企业的运营调度管理大多局限于“一头一尾”的首末站调度，对于沿线站点无法监控，绝大部分公交企业做不到实时的运营调度管理。运营计划的调整周期一般较长，反应慢的企业需要 1个月或更长的时间才能调整过来。,25,4.运营调度管理人员素质亟待提高,对于大部分公交企业来讲，基层运营调度管理

13、人员的素质较低。较低的人员素质制约着运营调度管理水平的提高，而且新技术的应用需要有较高层次的专门人员来操作和使用。,26,5.宏观运营控制指标的制定问题,政府对公交企业运营服务的宏观控制是通过高峰出车率、低峰最大间隔等重要指标来实现的。但是有许多城市政府的管理部门出自本部门管理方便的需要，没有经过仔细的调研，采用“一刀切”的办法制定这些指标。这对于公交企业发挥其灵活性，实现调度优化是人为的制约。,27,5.3 国内外公交运营调度优化技术发展及应用,一、国内公交运营调度优化技术发展及应用 最近10多年在北京、上海、杭州、长春、西安等城市进行了公交运营调度系统和优化技术的研究。但研究的深度和广度都

14、有限。少数几个成功的例子还不具备普遍的意义，因为这些城市的公交企业调度优化系统的建设得到了国家的大力资助和支持。,28,1.北京市,北京是我国系统地进行公交运营调度系统研究和建设的重要城市。引入了国外的一些先进技术，取得了较好的效果。1997年国家科学技术委员会同欧盟在北京召开了第一次中欧智能交通系统研讨会，时任国务委员、国家科学技术委员会主任宋健与欧盟伯克曼委员会联合签署了中欧合作发展“ITS应用于公交系统的示范工程”，并建议在北京公交总公 司进行实施。北京公交 ITS示范工程于 1999年投入运行，首次投人运行的装有先进的车载卫星定位 系统和无线通讯装置的车辆约为 300多辆。,29,2.

15、上海市,1999年 7月，上海市第一条应用 GPS技术进行 调度管理的公交线路981路在浦东投入运行。该系统选择了无线数传通讯技术来传送定位信息。该系统的车载设备，用液晶显示和语音提示相结合的方式提示驾驶员，有利于驾驶员集中精力，安全驾驶车辆。该系统的监控软件提供了车辆行驶速度预警，预测车辆到达站点时间，具有较为完善的电子地图显示功能。,30,3.杭州市,杭州市是我国第一个将GPS定位技术应用到公交车辆 的调度管理 中的城市。系统具备一定的车辆监控、管理和查询功能。系统还具备在电子地图显示车辆运行状态的能力，并且有报警 以及运行车辆到达时刻站 台显示等功能。但是系统目前只在杭州市部分公交线路上

16、应用，而且系统传递信息的方式是单向的，调度室可以获得驾驶员发来的信息，但不能对驾驶员的操作发布实时的指令。,31,4.长春市,由吉林市交通公司与吉林市东北电力学院共同研制开发的“公共汽车微机调度管理系统”，系统分为室内与室外两大部分，室内微机控制系统每天自动地按顺序把每次车的发车号、发车时刻、需继续等待的时间、司乘人员的代号显示在 CRT屏幕上，并同时通过电缆把 以上调度内容送到室外大型显示屏上，以清晰的数码显示告之广大乘客。长春市调度管理系统的设计思路是一个提醒显示系统，局限于一站一点，没有网络管理和协调优化的功能。,32,5.重庆市,重庆是我 国四大直辖市之一，是西南地区经济、文化、商业、

17、金融、信息等中心之一，由于人口密度大，流动人口多，加之受山地地貌等条件的影响，公共交通在城市交通中占主导地位。重庆市 1995年开始将 GIS技术引入到公共交通管理中，研究开发了“重庆市公共交通管理信息系统”。重庆市公共交通管理信息系统已实现的功能还仅限于一些与公交线路、站点等基础设施查询有关的静态查询，没有深人到运营管理层次，是一个基于 GIS的图形查询系统。,33,6.西安市,西安公路交通大学同西安市公交公司共同合作，依据部分西安市公交客流调查数据，探讨了几种确定发车间隔的方法。这一研究是公交运营调度优化系统的一个重要内容，但其建模需要各站之间的公交客流，在目前没有乘客自动计数系统的情况下

18、，获得模型所需的基本数据是相 当困难 的。,34,二、国外公交运营调度优化技术发展及应用,发达国家对于公交调度优化研究很重视，而且开始研究的时间较早，已经有大量的研究成果和应用实例。发达国家在公交运营调度上的研究大致可以归纳为两个方面：系统设计和集成；优化方法的研究。,35,系统设计和集成相当于运营调度管理系统的“硬件”建设，各发达国家在系统设计和集成方面的基本思路是通过大量地应用通讯、控制等领域的新技术手段，使得调度管理者能获得充分的实时信息，保证管理者与被调度管理者之间的信息交流畅通。,优化方法研究是运营调度管理系统的“软件”建设，它完成的任务是在系统提供的实时信息基础上，辅助调度管理者做

19、出正确的决策。美国是当今世界各国中在智能交通领域投入最大的国家，它在智能公共交通系统方面的研究处于领先地位。,36,1.公交运营调度系统设计和集成,美国智能公共交通系统的主体是车队管理（Fleet Management)，相当于的公交运营调度优化系统。它的目的是以提高服务效率和乘客的安全问题为核心，积极吸收采用各种基于车辆的高新技术和方法，提高公交运营的有效性和可靠性，从而提高公交的吸引力。美国在车队管理中使用的新技术有：现代通讯技术、车辆自动定位技术、乘客自动计数系统（Automatic passenger counters)、地理信息技术等。,37,美国在车队管理中提供的可使用通讯技术,使

20、用的通讯技术有：低轨道地球卫星系统（Low-earth-orbit satellite services),FM副载波 RDS系统（FM sub-carrier radio data systems)、个人通讯系统（Personal communication systems)、发散频谱系统（即read spectrum systems)、共享频谱技术（Shared spectrum technology)、无线数据通讯系统（Wireless data services)、移动无线通讯系统（Commercial mobile radio)、综合通讯系统（Integrated communica

21、tions）等。美国公交利用这些技术的发展趋势是以上各种方式的综合利用。,38,车辆自动定位技术是车队管理的核心,车辆自动定位技术由定位技术与数据传输组成。美国提出的四种可能的定位技术是：路标技术（Signpost and Odometer),全球定位系统（Global Position System)，陆基无线电技术（Radio Navigation Location）和惯性导航技术（Dead-Reckoning)。路标技术和惯性导航技术是美国公交部门曾经广泛采用的两种定位方式，但现在大部分企业转向使用全球定位系统。,39,2.优化方法的研究,上述硬件技术作用的充分发挥需要借助于优化方法，即

22、是软件的研究，美国提出了公共交通管理软件的概念。公共交通管理 软件的研制目的是通过软件的设计，最大程度地发挥上述各种技术的作用。通过公交管理软件系统可以实现多种公共交通方式和多种公共交通运输功能的自动化、流水化和一体化管理，例如计算机辅助调度、服务监控、管理控制和数据采集等。借助于公交管理软件，管理部门可以对线路上发生的事件做出快速的反应。在美国公共交通管理软件是综合交通管理系统的重要部分，其实施 的执行部门是各地的交通公共交通管理中心。,40,5.4 基于准实时信息的公交调度优化系统,基于准实时信息的公交调度优化系统,41,基于准实时信息的公交调度优化系统调度流程,42,5.5 基于车辆自动

23、定位技术的公交实时调度优化系统,当今各国，研究和应用的车辆自动定位技术主要是以下几种：1.路标技术 路标技术要求在线路沿线设置信标（电子接收装置），在公交车辆 上装备车载接收发送设备。安置在路边的信标同车辆之间的信息交换是通过低能量 的信号进行的。,43,当车辆经过信标时，信息发生交换。,信息交换的方法主要有两种：一种是信标将自身的信号传送给车辆，车辆通过车载计算机计算方位，并将信息传送给管理中心；另一种方式是每一车辆都有其专用的 ID标号，当其经过信标时，车辆将 自身信息发给路边的信标，信标将信息发送给管理中心。尽管路标技术已经很成熟，但它使用起来有较大的缺陷，它的系统设备固定于线路之上，如果线路变更后，系统的调整很麻烦，而且安装、维护 费用巨大。,44,2.GPS技术,GPS技术是当前最常用的车辆定位技术。装有GPS接收装置的车辆，读取3颗或以上卫星发送的信号，车辆的位置由此可以计算出来，然后将计算 出来的位置传送到调度 中心，由调度中心做进一步的处理。,45,46,47,北京公交智能化调度系统总体方案,48,本章复习思考题,1.根据客流在时间、方向、断面等要素的特征，车辆的运行方式有很多种分类，给出主要的四类分类方式。2.我国公交企业运营调度管理中存在的问题有哪些？3.发达国家在公交运营调度上的研究大致可以归纳为哪几个方面？4.名词解释：车辆行车时刻表、车站行车时刻表,