【正文】 理、預(yù)案自動(dòng)選取、聯(lián)動(dòng)接口管理、應(yīng)急通訊系統(tǒng)管理、自動(dòng)報(bào)警、應(yīng)急預(yù)案自動(dòng)生成等功能。2. 開發(fā)具有集成功能的智能公交搶修救援調(diào)度軟件系統(tǒng)(1) 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能公交搶修救援調(diào)度軟件，能夠支持大型活動(dòng)會(huì)期間全部公交運(yùn)營(yíng)、保障車輛的搶修救援任務(wù)；(2) 改進(jìn)、更新、擴(kuò)展現(xiàn)有公交搶修救援?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，能夠支持大型活動(dòng)會(huì)期間保障任務(wù)、搶修救援作業(yè)，能夠支持分布式運(yùn)行方式，具備可靠性及一致性要求，更新響應(yīng)電子地圖數(shù)據(jù)及地圖顯示。（3）智能實(shí)時(shí)調(diào)度模塊：輸入預(yù)測(cè)模型得到的車輛運(yùn)行時(shí)間結(jié)果，結(jié)合調(diào)度站的運(yùn)營(yíng)調(diào)度數(shù)據(jù)，通過多種不同類型的智能調(diào)度算法，解決不同調(diào)度問題，提出解決措施，下達(dá)調(diào)度指令。以城市市公共交通客流調(diào)查數(shù)據(jù)和大型活動(dòng)期間的交通流量預(yù)測(cè)值為基礎(chǔ)，提出智能公交線路發(fā)車頻率優(yōu)化的雙層規(guī)劃模型，并基于優(yōu)化的發(fā)車頻率模型，建立線路車輛配置模型。借助公交車隊(duì)運(yùn)營(yíng)調(diào)度子系統(tǒng)，在各種計(jì)劃編制的基礎(chǔ)上，可根據(jù)調(diào)度計(jì)劃和勞動(dòng)配班管理計(jì)劃安排公交車輛進(jìn)行實(shí)際組織運(yùn)營(yíng)。公交應(yīng)急疏散示意圖如圖27所示： 圖27 單場(chǎng)館公交應(yīng)急疏散示意圖為了便于研究，我們引入公交緊急疏散拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的概念。判斷該頂點(diǎn)是否為最優(yōu)解，若最優(yōu)則結(jié)束，否則，尋找改進(jìn)的頂點(diǎn)，即轉(zhuǎn)換到另一個(gè)基可行解，改進(jìn)的含義是使目標(biāo)函數(shù)值優(yōu)于前一個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，再判斷該頂點(diǎn)是否為最優(yōu)解，如此循環(huán)往復(fù)，直到使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最大值，目標(biāo)函數(shù)最大值的基可行解（對(duì)應(yīng)于可行域的頂點(diǎn)）即為問題的最優(yōu)解。假定我們需要在某賦權(quán)有向圖中計(jì)算某一指定節(jié)點(diǎn)到其他指定節(jié)點(diǎn)v之間的最短路，算法首先從源點(diǎn)開始，給每一個(gè)節(jié)點(diǎn)記一標(biāo)號(hào)，標(biāo)號(hào)分為標(biāo)號(hào)和標(biāo)號(hào)兩種，標(biāo)號(hào)從源點(diǎn)到該點(diǎn)的最短路權(quán)的上界，又稱臨時(shí)標(biāo)號(hào)；標(biāo)號(hào)從源點(diǎn)到該點(diǎn)的最短路權(quán)，又稱固定標(biāo)號(hào)。等效駐車點(diǎn)的數(shù)量是由每個(gè)駐車點(diǎn)的派出車輛的最大循環(huán)次數(shù)上限決定的，在實(shí)際應(yīng)用中由人工指定。5）交通小區(qū)客流分配假設(shè)為了將交通小區(qū)產(chǎn)生的客流分配到站點(diǎn)上，在這里作如下幾個(gè)假定：①觀眾在交通小區(qū)內(nèi)部是均勻分布的；②交通小區(qū)內(nèi)，站點(diǎn)吸引的客流量與其服務(wù)面積大小成正比；③若公交線路有相同的服務(wù)區(qū)域時(shí)，按照距離場(chǎng)館遠(yuǎn)近順序分配觀眾客流；④當(dāng)存在幾條公交線路距離場(chǎng)館遠(yuǎn)近一樣的情況時(shí)，其重復(fù)的公交站點(diǎn)的服務(wù)范圍按照線路數(shù)均勻分配。為了進(jìn)行方案比選，選擇較好的方案，需要對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，本部分將將公交運(yùn)輸系統(tǒng)分為步行系統(tǒng)、場(chǎng)站等待區(qū)、公交運(yùn)行等部分，分別選取相關(guān)指標(biāo)；由于是對(duì)人車混行的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，在比較其他評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，選擇了模糊評(píng)價(jià)方法作為評(píng)價(jià)方法。②結(jié)果的綜合性。3）智能公交壓力測(cè)試方法根據(jù)前面確定的壓力測(cè)試方法的概念及步驟，確定了智能公交壓力測(cè)試方法。（4）保修分公司能監(jiān)控大型活動(dòng)分中心的工作狀況，必要時(shí)接替和干預(yù)。該模塊形式為一個(gè)ActiveX控件，此控件的功能包括將消息類型、內(nèi)容類型的數(shù)據(jù)包發(fā)給規(guī)則表中定義的多個(gè)目的地及端口，超時(shí)重發(fā)。（2）訂閱/發(fā)布方案：利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)MS SQLSERVER的復(fù)制功能[6]（訂閱/發(fā)布）實(shí)現(xiàn)了各個(gè)搶修調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)和備份數(shù)據(jù)庫(kù)之間數(shù)據(jù)的同步，在不影響效率的情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份。每個(gè)資源子集的多級(jí)隊(duì)列遵循以下的策略：(1)各類優(yōu)先級(jí)之間采用由高至低的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法分配處理時(shí)間；(2)各類優(yōu)先級(jí)內(nèi)部采用先進(jìn)先出(FIFO)算法分配處理時(shí)間，即僅當(dāng)完成對(duì)隊(duì)列首部任務(wù)的處理后，才處理其后的任務(wù)；(3)動(dòng)態(tài)調(diào)整多級(jí)隊(duì)列所有任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，按一定時(shí)間間隔重新計(jì)算優(yōu)先級(jí)且重新生成多級(jí)隊(duì)列，圖37的(a)(b)將多級(jí)隊(duì)列調(diào)整前后的狀態(tài)變化進(jìn)行了示意對(duì)照。首先計(jì)算R內(nèi)的所有空閑救援車ri（滿足C(ri，t)=0，C(ri，t)是表示救援車ri在t時(shí)刻狀態(tài)的函數(shù)，救援車的狀態(tài)分為三種類型，空閑、接收任務(wù)、執(zhí)行任務(wù)，分別預(yù)定義為0、2）與任務(wù)τj適合程度的權(quán)值：F是作用于三個(gè)指標(biāo)參數(shù)的函數(shù)，其中第一個(gè)參數(shù)中D是表示救援車ri到任務(wù)τj的直線距離的函數(shù)，利用地理信息系統(tǒng)(GIS)的地理信息及救援車的定位信息可以分別得到任務(wù)τj的坐標(biāo)(x1，y1)及ri的坐標(biāo)(x2，y2)，在這里坐標(biāo)表示地理信息系統(tǒng)中點(diǎn)的經(jīng)度和緯度，通過兩點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算兩點(diǎn)間距離：其中Radius是表示地球半徑的常數(shù)；第二個(gè)參數(shù)中E是表示救援車ri是否符合任務(wù)τj的技術(shù)要求的函數(shù)；第三個(gè)參數(shù)表示救援車ri已執(zhí)行任務(wù)的次數(shù)與R內(nèi)所有救援車已執(zhí)行次數(shù)平均值的差值，其中Si(t)是表示救援車ri 在t時(shí)刻已執(zhí)行任務(wù)的次數(shù)的函數(shù)；F是一個(gè)綜合作用于以上三個(gè)指標(biāo)的函數(shù)。該模塊包括兩部分，即條件選擇和統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)。（2）調(diào)度手段落后，手簽路單，口喊發(fā)車，俗稱又“聾”又“瞎”。城市大型活動(dòng)會(huì)期間，智能公交搶修及應(yīng)急保障工作可以充分展現(xiàn)了系統(tǒng)的調(diào)度處理能力。（3）提高了應(yīng)對(duì)大型活動(dòng)和突發(fā)事件的能力?？傔\(yùn)營(yíng)指揮中心、智能公交搶修救援調(diào)度中以及原保修分公司搶修救援調(diào)度中心通過廣域網(wǎng)絡(luò)連接，共享部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。圖53 行車日志編輯界面圖54 行車日志查詢界面司售簽到管理、查詢示例如圖55所示。對(duì)多級(jí)隊(duì)列的某個(gè)任務(wù)進(jìn)行處理時(shí)，首先在本地資源子集中求最優(yōu)解，即對(duì)子集內(nèi)的所有救援車對(duì)于與任務(wù)適合程度的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估，再考查約束條件，如果任務(wù)被分配到屬于本地資源子集的救援車，則處理結(jié)束，否則運(yùn)用上節(jié)所介紹的資源調(diào)度策略的第(4)條策略，將任務(wù)排入管理其它資源子集的某臺(tái)計(jì)算機(jī)的多級(jí)隊(duì)列中等待處理。為便于描述，首先將此類資源調(diào)度問題以一種通用的符號(hào)形式表示：將所有可供調(diào)度的資源定義為一個(gè)集合R；按照一定的特性(如資源所屬區(qū)域)將資源分為m個(gè)組，每個(gè)資源組定義為一個(gè)子集，即有資源子集R1,R2,…,Rm，且某些子集間具有相似性(如區(qū)域相鄰性)；不斷產(chǎn)生的序號(hào)為i的任務(wù)表示為τi。同步機(jī)制采用兩種方案，各個(gè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)采用程序控制同步方案，每個(gè)搶修調(diào)度處運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)和備份數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)采用MS SQLSERVER的復(fù)制技術(shù)進(jìn)行同步。圖34 自主開發(fā)的智能公交搶修救援調(diào)度系統(tǒng)的組成系統(tǒng)具備接報(bào)、調(diào)度、分級(jí)管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能，可同時(shí)在多個(gè)搶修調(diào)度中心協(xié)調(diào)運(yùn)行。調(diào)度包括派救援車、下發(fā)搶修命令、實(shí)時(shí)監(jiān)控、完工結(jié)活。根據(jù)壓力大小的不同，又可分為壓力不變與壓力變化的測(cè)試方法。根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到優(yōu)化的公交方案。用公式表示如下：式中：Qo—場(chǎng)館周邊公交站點(diǎn)的大型活動(dòng)觀眾的客流量；M—公交站點(diǎn)的公交線路數(shù)；Pj—這個(gè)公交站點(diǎn)第j條公交線路的觀眾客流量。基于此，可以得到如下思路：通過分配小區(qū)出行量來得到站點(diǎn)的客流量，從而得到線路客流流量；根據(jù)場(chǎng)館周邊站點(diǎn)停靠的公交線路，得到場(chǎng)館周邊站點(diǎn)客流量；最后考慮線路的背景客流量得到站點(diǎn)最終客流量。在前述內(nèi)容中已提到無論是單場(chǎng)館調(diào)車模型還是多場(chǎng)館不循環(huán)調(diào)車模型最終都可以歸結(jié)為多場(chǎng)館循環(huán)調(diào)車模型，理論只需對(duì)多場(chǎng)館循環(huán)調(diào)車模型的求解進(jìn)行探討即可。⑷重復(fù)上面的⑵、⑶兩個(gè)步驟，直至找到最優(yōu)解。1 單純形法線性規(guī)劃問題包括兩種求解方法，即圖解法和單純形法。應(yīng)急調(diào)度要解決的問題是車輛從駐車點(diǎn)出發(fā)，去完成將參加大型活動(dòng)或大型活動(dòng)的人群緊急疏散到目標(biāo)疏散地（這里的疏散地是廣義的概念，指的是車輛的目的地，可以是大型公交樞紐、公園、學(xué)校等等）的任務(wù)?；诔鞘兄悄芄幌到y(tǒng)的需求分析，結(jié)合上述理論研究開發(fā)實(shí)現(xiàn)了基于GIS模式的公共交通運(yùn)營(yíng)組織與調(diào)度系統(tǒng)，包括公交運(yùn)營(yíng)計(jì)劃編制系統(tǒng)、公交車隊(duì)運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)、基于GIS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)、勞動(dòng)配班管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)等子系統(tǒng)。配班結(jié)果可以分類查詢，包括上班、休息、全部，并可以對(duì)配班結(jié)果中的車輛及人員進(jìn)行修改。圖23 公交智能實(shí)時(shí)調(diào)度模型公交智能實(shí)時(shí)調(diào)度模型主要分為三個(gè)主要模塊：（1）數(shù)據(jù)處理分析模塊：公交智能實(shí)時(shí)調(diào)度模型的基礎(chǔ)模塊，數(shù)據(jù)來源兩個(gè)部分，一是公交歷史行車數(shù)據(jù)，這包括車輛發(fā)車時(shí)刻、運(yùn)營(yíng)時(shí)客流、天氣等數(shù)據(jù)；二是GPS定位系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，主要是各個(gè)時(shí)刻實(shí)時(shí)采集的車輛運(yùn)行信息。所選擇的大型活動(dòng)比賽場(chǎng)館主要包括：奧林匹克公園、五棵松場(chǎng)館群、工人體育場(chǎng)館、城市工業(yè)大學(xué)體育館。2）大型活動(dòng)地面公交運(yùn)力資源優(yōu)化配置系統(tǒng)主要功能包括：專用線路與常規(guī)公交線路的混合運(yùn)營(yíng)計(jì)劃編制、專用線路駐車和普通線路駐車管理等。主要包含以下內(nèi)容：大型活動(dòng)調(diào)度和普通調(diào)度的特點(diǎn)研究；時(shí)刻表編制適用模型與算法研究；車輛調(diào)度適用模型與算法研究；司售人員調(diào)度適用模型與算法研究；實(shí)時(shí)調(diào)度適用模型與算法研究；禁忌搜索算法，遺傳算法在調(diào)度中的應(yīng)用研究2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法研究對(duì)線路行車計(jì)劃數(shù)據(jù)，實(shí)際發(fā)車記錄等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并建立分析評(píng)價(jià)模型。（1）場(chǎng)館對(duì)應(yīng)地面公交場(chǎng)站的分擔(dān)率預(yù)測(cè)方法研究需求預(yù)測(cè)是安排運(yùn)營(yíng)組織計(jì)劃的基礎(chǔ)，其結(jié)果對(duì)方案的客觀性、合理性起到關(guān)鍵作用。3．大型活動(dòng)期間公交搶修救援調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行保障(1) 在大型活動(dòng)搶修救援分中心及公交搶修救援調(diào)度總中心安裝、實(shí)施“智能公交搶修救援調(diào)度軟件系統(tǒng)”，并按照大型活動(dòng)會(huì)的要求進(jìn)行演練。在此基礎(chǔ)上，基于GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了公交車隊(duì)面向行車計(jì)劃的實(shí)時(shí)執(zhí)行和監(jiān)控。由此計(jì)算大型活動(dòng)期間專用線路和普通線路的配車量在不同時(shí)段的變化值，為大型活動(dòng)會(huì)期間公交資源優(yōu)化配置提供了決策依據(jù)。同時(shí)，基于GIS車輛監(jiān)控子系統(tǒng)，可根據(jù)用戶權(quán)限選擇車隊(duì)或線路，生成線路站點(diǎn)地圖，進(jìn)而可對(duì)車輛的運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤，獲取車載設(shè)備發(fā)送的異常信息。拓?fù)鋵W(xué)是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，它把物理實(shí)體抽象成與實(shí)際大小和形狀無關(guān)的點(diǎn)，把連接實(shí)體的線路抽象成線，進(jìn)而研究點(diǎn)線面之間的關(guān)系。該過程如圖30所示。在標(biāo)號(hào)過程中，標(biāo)號(hào)一直在改變，已得到標(biāo)號(hào)的節(jié)點(diǎn)其標(biāo)號(hào)不再改變，凡是沒有標(biāo)號(hào)的節(jié)點(diǎn)，都標(biāo)上標(biāo)號(hào)。加入等效駐車點(diǎn)后的多場(chǎng)館調(diào)車模型的拓?fù)浣Y(jié)果如圖31所示。6）小區(qū)觀眾客流分配模型將小區(qū)分為有公交或軌道交通站點(diǎn)服務(wù)區(qū)域的小區(qū)與無站點(diǎn)服務(wù)區(qū)域的小區(qū)四大類。綜上述，借鑒國(guó)內(nèi)外已有研究成果，建立了從場(chǎng)站選型、場(chǎng)站優(yōu)化、公交線路發(fā)車方案優(yōu)化與公交方案評(píng)價(jià)等實(shí)用的大型活動(dòng)公交運(yùn)輸優(yōu)化與評(píng)價(jià)體系。從大型活動(dòng)場(chǎng)館地面公交運(yùn)輸系統(tǒng)的評(píng)價(jià)輸出結(jié)果來看，其評(píng)價(jià)結(jié)果是一個(gè)綜合評(píng)價(jià)值，是對(duì)某一大型活動(dòng)場(chǎng)館周邊公交場(chǎng)站運(yùn)輸系統(tǒng)的功能的描述。①測(cè)試原因由于預(yù)測(cè)時(shí)采用基礎(chǔ)資料的不確定性及預(yù)測(cè)方法中存在的誤差，將可能使得大型活動(dòng)時(shí)交通運(yùn)行的真實(shí)情況可能與預(yù)測(cè)的差別較大，這樣就需要對(duì)不同交通需求壓力下的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高對(duì)不同情況下的應(yīng)變性。（5）指揮中心在大型活動(dòng)期間享有救援車輛指揮調(diào)度的優(yōu)先權(quán)。搶修調(diào)度系統(tǒng)的消息通信模型采用PTP通信模型，通信方式建立在消息隊(duì)列的基礎(chǔ)上，每個(gè)客戶端對(duì)應(yīng)一個(gè)消息隊(duì)列，發(fā)送客戶端發(fā)送消息到消息隊(duì)列中，接收端從消息隊(duì)列讀取消息。加上在運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)上的定時(shí)備份完整數(shù)據(jù)庫(kù)到本地磁盤，從而從兩個(gè)地方保證了數(shù)據(jù)的完整性和持續(xù)性。圖37 多級(jí)隊(duì)列（a）多級(jí)隊(duì)列（b）(4)當(dāng)某個(gè)任務(wù)獲得處理時(shí)間時(shí)，遵循以下的策略對(duì)該任務(wù)進(jìn)行處理：當(dāng)處理到某個(gè)任務(wù)時(shí)，如果能夠獲得所處資源子集的資源，則對(duì)該任務(wù)處理結(jié)束，否則將此任務(wù)按優(yōu)先級(jí)排入與所處資源子集具有相似性關(guān)系的某一個(gè)資源子集的多級(jí)隊(duì)列中，參與該隊(duì)列的調(diào)度。比較所有空閑救援車對(duì)于該任務(wù)的權(quán)，權(quán)值最高的救援車即為該任務(wù)的最優(yōu)解。圖64 運(yùn)力資源優(yōu)化配置條件選擇模塊圖65 運(yùn)力資源優(yōu)化配置統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)模塊通過該功能，可實(shí)現(xiàn)OD數(shù)據(jù)在全市公交線路網(wǎng)的分配，從而模擬線路調(diào)整前后路網(wǎng)的交通流量情況。調(diào)度手段落后的主要原因是缺乏有效的監(jiān)控手段，無法了解道路狀況，不能準(zhǔn)確掌握車輛運(yùn)行狀況，如行車位置（是否正點(diǎn)）、車輛速度、乘客數(shù)量、各個(gè)站臺(tái)候車人員數(shù)量、車輛運(yùn)營(yíng)狀態(tài)（事故或故障）等信息，存在調(diào)度措施滯后等問題。（5）提高了運(yùn)營(yíng)方案的可行性。通過車載定位系統(tǒng)能夠在電子地圖上顯示車輛運(yùn)行位置、速度等狀態(tài)信息，了解車輛的行駛狀況，對(duì)在途車輛下達(dá)行駛指領(lǐng)；通過圖像信息管理系統(tǒng)，圖像信息可以實(shí)時(shí)傳輸給各級(jí)調(diào)度指揮中心和車隊(duì)調(diào)度室，可以看到站臺(tái)上乘客的滯留情況，從而加大或者減小發(fā)車頻率，即可以確保乘客等車時(shí)間不過長(zhǎng)，也可以充分利用運(yùn)力，提高運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)約能源和運(yùn)輸成本。圖97 公交運(yùn)行方案一站臺(tái)等待的觀眾密度隨時(shí)間變化圖圖98 公交運(yùn)行方案二站臺(tái)等待的觀眾密度隨時(shí)間變化圖圖99 公交運(yùn)行方案三站臺(tái)等待的觀眾密度隨時(shí)間變化圖l 系統(tǒng)建設(shè)建立了智能公交搶修救援調(diào)度中心，中心設(shè)在集團(tuán)公司大廈四樓總運(yùn)營(yíng)調(diào)度指揮中心內(nèi)。實(shí)時(shí)調(diào)度主界面圖52 實(shí)時(shí)調(diào)度主界面