互联网+智慧公交整体解决方案

慧公交整体解决方案

目录

1概述 (6)

1.1项目背景 (6)

1.2项目智能化需求 (7)

1.3功能目标 (4)

1.4系统设计的优势 (6)

1.4.1基本概念 (6)

1.4.2技术特征 (9)

1.4.3系统设计优势 (11)

2系统总体设计 (13)

2.1系统采用的关键技术 (13)

2.1.1B/S 架构 (13)

2.1.2嵌入式实时操作系统技术 (13)

2.1.3GPRS 通讯技术 (14)

2.1.44G 通讯技术 (15)

2.1.5J2EE (16)

2.1.6智能移动终端技术 (17)

2.1.7Android 技术 (17)

2.1.8IOS 技术 (18)

2.2系统设计原则 (19)

2.3设计遵循的细则 (19)

2.3.1准确、完整、实时地采集数据，是重中之重 (19)

2.3.2安全、可靠、稳定的原则，是系统设计的第一准则 (20)

2.3.3实用性、可操作性原则，是系统顺利实施的关键准则 (21)

2.3.4针对公交业务特点进行设计的原则 (21)

2.3.5系统可扩展性设计 (23)

2.3.6充分利用已有投资设计原则，是保护投资的有效补充 (23)

2.4系统整体功能规划图 (23)

2.5系统部署与网络拓扑图 (25)

2.6软件系统框架设计 (25)

2.6.1基础技术设施层 (26)

2.6.2业务平台层 (28)

2.6.3业务应用层 (28)

2.6.4信息门户层 (28)

2.7应用系统设计 (29)

2.8系统接口设计 (30)

2.9系统性能设计 (30)

2.9.1应用程序设计 (31)

2.9.2查询优化 (32)

2.9.3服务器优化 (33)

2.10存储容量总体设计 (34)

2.11系统支撑体系设计 (35)

2.11.1系统安全保障体系 (35)

2.12系统安全策略 (36)

2.12.1计算机安全策略 (36)

2.12.2物理层安全策略 (36)

2.12.3网络层安全策略 (37)

2.13安全性设计 (39)

2.13.1应用层安全设计 (41)

2.13.2访问控制层安全 (43)

2.13.3系统备份与恢复 (43)

2.13.4防火墙系统安全 (44)

2.13.5安全审计技术 (46)

2.13.6系统稳定性设计 (46)

2.13.7系统网络安全设计 (48)

3基础场地建设 (52)

3.1概述 (52)

3.2机房建设 (52)

机房设计效果图 (53)

3.2.1机房场地装饰 (54)

3.2.2机房供电 (56)

3.2.3机房接地 (62)

3.2.4机房消防 (62)

设计要求 (63)

3.2.5机房温度调控系统 (63)

3.3大厅建设 (64)

3.3.1大厅场地装饰 (64)

墙体工程 (64)

地面工程 (64)

门窗工程 (64)

装修材料说明及要求 (64)

3.3.2防静电地板 (66)

3.3.3大厅供电 (66)

3.3.4大厅接地防雷 (68)

3.4机房、大厅综合布线子系统 (69)

4网络部署规划 (74)

4.1网络设计应遵循的原则 (74)

4.2网络平台设计 (76)

4.2.1服务器与存储区 (77)

4.2.2核心网络与交换区 (78)

4.2.3监控智能调度指挥中心大厅网络 (78)

4.2.4办公局域网 (78)

4.2.5移动视频监控 (78)

4.3局域网设计 (78)

4.3.1核心与分布层网络设计 (78)

4.3.2接入层网络设计 (80)

4.4广域网设计 (80)

4.4.1视频无线网络接入设计 (81)

4.4.2网络带宽设计 (82)

4.5IP地址规划 (82)

4.5.1IP 地址规划原则 (82)

4.5.2设备管理地址 (84)

4.5.3设备互联地址 (85)

4.5.4VLAN 分配原则 (86)

4.5.5VLAN 分配方案 (86)

4.5.6网络租用规划 (88)

5智能调度报站终端 (90)

5.1概述 (90)

5.2系统构成 (90)

5.3车载设备功能设计 (91)

公交车载机系统主要功能模块一览表 (92)

5.4性能设计 (98)

64G 车载硬盘录像机 (100)

6.1产品概述 (100)

6.2H3324产品规格说明 (101)

6.3产品的主要功能 (104)

7软件功能设计 (116)

7.1智能公交运营调度子系统功能设计 (116)

7.2基础信息管理与维护 (116)

7.2.1实时监测 (118)

7.2.2行车排班 (123)

1、时刻表优化 (124)

2、智能排班管理 (124)

3、行车排班信息发布与查询 (126)

4、手机客户端营运信息推送 (126)

7.2.3运行调度 (128)

1、计划调度 (128)

2、实时调度 (130)

3、协调调度 (131)

4、调度预案 (133)

7.2.4应急管理 (134)

1、应急资源管理 (134)

2、突发事件快报 (134)

3、应急处置决策 (136)

4、查询统计分析 (137)

7.2.5信息服务 (138)

1、数据服务 (138)

2、公众信息服务 (140)

7.2.6报表统计 (142)

7.3ERP管理 (151)

7.3.1机务管理 (152)

1、车辆档案管理 (152)

2、车辆维修流程管理 (153)

3、车辆维修信息管理 (157)

4、车辆保养计划管理 (159)

5、车辆保养计划管理 (163)

图：各类质量检验单查询 (164)

6、机务信息汇总分析 (164)

7.3.2物资管理 (166)

1、物资档案管理 (166)

2、计划管理 (166)

3、出入库管理 (168)

4、库存管理 (168)

5、统计分析 (170)

7.3.3安全管理 (170)

1、驾驶员基本信息管理 (170)

2、驾驶员违规信息管理 (170)

3、行车事故信息管理 (172)

4、车辆安全监控 (172)

7.3.4人事管理 (173)

1、人事信息管理 (174)

2、人事信息查询 (174)

3、业绩考核 (175)

4、企业核算分析管理 (176)

5、员工调动 (178)

6、培训管理 (179)

7、考核管理 (180)

7.3.5勤务管理 (180)

1、勤务登记 (181)

2、勤务查询与统计 (181)

3、勤务考核 (182)

4、扫描二维码评价 (183)

7.3.6整合G-BOS 系统 (184)

7.4客流统计系统功能设计 (191)

7.4.1客流量统计介绍 (191)

7.4.2客流量统计的作用与智能调度 (191)

7.4.3国内外公交客流量统计技术现状 (192)

7.4.4车载智能视频客流量统计系统功能与特点 (194)

1、软件架构设置实现如下 (195)

2、系统功能 (197)

3、系统原理 (197)

4、系统特点 (198)

5、系统性能验证 (200)

（五）相关接口开发 (205)

7.5电子站牌系统功能设计 (206)

7.5.1系统架构 (207)

LED1 (208)

LED-N (208)

7.5.2系统指标 (211)

7.5.3系统功能设计 (212)

各模块接口功能： (213)

站台无线控制卡主要功能: (213)

8系统接口设计 (216)

8.1CAN总线接口 (216)

8.2R EST 查询服务接口 (218)

8.3MQ实时数据推送接口 (218)

8.4信息交换接口 (218)

8.5二次开发接口 (218)

9产品优势 (219)

9.1设备采用业界领先的“裸盘式”存储 (219)

9.2设备采用备用电池 (219)

9.3支持报警录像备份存储及自动上传 (221)

9.4车辆侧翻或碰撞事故报警 (221)

9.5无线网络通信流量实时监测 (222)

9.6采用车载防爆红外摄像机 (223)

10 设备流量及码流计算 (225)

11 设备清单 (226)

1 概述

1.1项目背景

国务院在《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确：“实施公共交通优先发展战略，大力发展城市公共交通系统”，并提出将“城市建成公共交通全覆盖”纳入国家基本公共服务体系，首次将公交优先发展战略上升为国家战略。在该战略中提到了科学设置公交优先通行信号系统的发展思路。要求通过科学设置公交优先通行信号系统，调整公共交通车辆与其他社会车辆的路权使用分配关系和加强公交优先通行信号系统管理，通过研制公交专用道的信号优先控制技术和运营调度技术，研究集成公交专用道路段

和交叉口的车辆运行监测系统、优先放行信号系统、车载设备的选择、车载设备与信号机的信息交换等技术，有效提高公共交通车辆运营速度和道路资源利用率。

近年来，在**政府的高度重视与大力支持下，**公交客运公

共交通信息化管理得到了较大的发展。当前，公交企业经营管理

运营管理与调度的好与坏，直接影响到实际的社会效益与经济效益。因此企业必须利用先进的科学技术手段，建立起能应用于公交日常

运营管理的信息系统，从而提高公交企业的运营调度管理水平，使

公交实施调度优化成为可能。但是由于城市客运行业的信息化建设

起步较晚、基础薄弱，没有统一的行业规划和标准，加之长期形成

的企业隶属不同的上级主管部门，条块分割严重，信息化建设思路

不清，使用很多城市公交行业信息化应用自成体系，相互独立封闭，各子系统仅仅是简单地通过连接堆叠在一起，没有实现系统集成及

法忽视的瓶颈，导致其管理手段滞后、分析决策能力薄弱，越来越难以满足当前和今后城市客运交通快速发展的需求。

1.2项目智能化需求

1.提升企业形象需求。

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随着市场经济的持续发展，社会的文明程度越来越高，百姓

的出行要求也越来越高，政府也更加关注城市基础设施的提供，

因此公交企业必须内外兼修，对外在运营管理上，改变目前公交

粗放的人工调度方式，利用 GPS 定位系统、智能报站、智能调度系统等提升运营效率，解决等车难、换乘难的问题；对内在企业

管理中也可以充分利用信息技术手段对安全规范、服务行为等进

行全方位的监控及管理，提升服务管理水平和一线员工的服务意识。运用科学技术手段突破传统管理上曾经存在或一直无法解决

的盲点、难点问题，最终提升企业自身管理形象及品牌形象，得

到市民及政府部门的认可与肯定。

2.优化资源配置、控本降耗。

全国各大城市的公交行业都普遍存在一个问题，即资金问题，

公交企业关系民生，是属于社会公益型事业，为全面贯彻公交优

先理念，打造城市形象，切实满足“行有所乘”的出行需求，企业需要每年投入大量资金用于更新或增加公交车数量以及进行相应的劳动力配置。虽然，近年来政府抚持力度不断加强，以及不同程度地提供了相应的补贴及优惠政策，但是对于企业来说，必须充分运用科学技术手段辅助进行相关专业化决策和分析,改变传统运营调度模式，科学依据城市交通路网规划、各条线路配置需求及不同时间段面的客流分析等数据信息，合理规划各条线路运营调度模式，调配企业内部的运力及人力资源配备，最终确保城市公交线网优

化布置，劳动力储备、资源配置的最大和最合理，最大程度节约企业资金投入，最终回到一种良性循环发展的经营状态中，为企业资

金解困，为政府减负。

3.强化数据分析功能，为决策提供依据。

（1）公交行业每日运营及内部管理过程中会形成很多基础数据信息，如营运数据信息（如车辆信息、人员信息、站点信息、里程、收入、工作车时、车次及车次执行率、加油情况、安全信息、服务信息等）、车辆维修信息（报修时间、故障类型、实修情况、材料费使用、修理工派工情况、保养类型、发动机管理信息、轮胎信息、总成修理数据）等基础信息数据。

（2）企业需要将这些数据有效的收集、分类、整理、汇总，最终形成相应的明细及汇总性分析结果（如营运生产报表、收入及成本分析报表、车辆维修明细及材料费使用情况报表、单车材料费成本报表、车辆重返修率报表、车辆保养

情况统计表、修理工时报表等）。通过各专业管理部门对信息进

行归集、分析所产生的各类分析报表，才能透视企业内部管理动

态，不断改进并完善管理，最终提高企业管理效率及水平。

（3）由于公交行业普遍还处于人工化的管理模式，而企业在

运作过程中不断产生的大量基础数据需要通过大量的人力去进行

分类和计算，因而存在工作效率低下、数据分析准确性不高等状

况。甚至存在一些基础信息数据因人工耗时太长或数据过于零散

而无法收集和提取，导致信息缺失、不准确，直接影响到最终形

成的报表的参考价值。

（4）基于**目前的现状，迫切需要建立一个综合立体的智能

化体系，并在最大程度上确保系统稳定性和数据的安全性。通过

集成全面解决了传统系统集成带来的杂乱、繁琐和难以管理的问

题，最终获得真正资源共享，解决多项数据重复，通过统一接入、

统一管理、统一提供功能性优化升级服务，并在保持各子系统相

对独立性的同时，实现多系统集中管理，协同工作的集成目标。

1.3功能目标

通过建设数据中心和企业生产管理体系、出行服务体系和政府

指挥决策体系，为企业提供计划排班管理、多种调度模式的生产

调度系统，为市民提供信息出行服务，为政府提供“数据说话”方式的政府行业监管及决策支持系统，形成常态化、动态化、高效率的信息化闭环管理业务模式，主要体现如下：

1、实现公交基础数据的统一集中管理与处理；

2、实现企业安全生产运营管理有序；

3、实现市民出行方便、快捷，常态化、动态化、智能化的

公共交通服务体系；

4、实现政府对公交行业的管理有度、指挥处理应急突

发事件得力；项目建设共分 3 个阶段：

1、建立数据中心，为 GPS 子系统、4G 视频监控子系统及 IC 卡等子

系统建

立统一的基础数据来源，同时通过数据接口将这些子系

统的数据传入数据中心。

2、建设企业生产管理系统，包括企业运营管理系统（公交

ERP）及企业智能排班调度系统。先建立两条示范线，待

系统稳定运行后再逐步推广至其余各条线路。

3、完成公众出行服务体系的建设，并进行公交行业监管、

应急指挥调度、客流分析分析及公交线网优化等政府指

挥决策体系的建设。

1.4系统设计的优势

1.4.1基本概念

1、TD-LTE的概念

LTE 是Long Term Evolution 的缩写，即长期演进。TD-LTE 是中国主导的并具有“国际化”特征的标准，俗称 4G。TD-LTE 的技术优势体现在速率、时延和频谱利用率等多个领域，使得运

营商能够在有限的频谱带宽资源上具备更强大的业务提供能力，

而这也正是全球移动通信产业孜孜以求的目标所在。

2、什么是4G？

4G 是第四代移动通信技术的简称，其网络速度可达 3G 网络速度的十几倍到几十倍。4G 是高带宽、高质量的新一代无线宽

带通信标准之一，具有高速度、低时延、国际化的特点，4G 的网络技术标准有TDD-LTE 和FDD-LTE 两种。

3、4G最大的特点是什么？

4G 最大优势是速度快！上网峰值下行速度将达到每秒 80 兆。以下载电影为例，一部 700M 的高清电影，用 4G 网络下载，最快

1 分多

钟就可以完成。

4、什么是TD-LTE？

LTE 是基于 OFDMA 技术、由 3GPP 组织制定的全球通用标准，

包括FDD 和TDD 两种模式用于成对频谱和非成对频谱。其中 LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即Time Division Long Term Evolution（分时长期演进），由 3GPP 组织涵盖的全球各大企业

及运营商共同制定，是我国主导的国际主流 4G 标准。

5、TD-LTE与FDD-LTE的区别？

TDD 与FDD 属于LTE 的两大分支，其中FDD 发展较早较成熟、而TDD 为中国所主导。其实这两种技术的本质是一样的，在实际应

用中各有优劣。具体说来，FDD LTE 更适合广度覆盖、而 TDD 适

合室内覆盖、室外扩容。

6、12.4.5TDD—LTE与FDD－LTE制式的比较

TDD-LTE 和 FDD-LTE90%技术是相同的，具备了同步发展条件；

主要差别是无线空口物理层。其中TDD-LTE：时分双工 (TDD)，

上行频带和下行频带相同，不需对称带宽，频谱利用率高。

FDD-LTE：频分双工 (FDD)，上行频带和下行频带分离，对

称带宽频频谱利用率稍低。

TDD-LTE 相对于 FDD-LTE，具有上下行同一频率，频率易获

取，上下行比例按需设置，满足数据业务不对称特点，效率更

下行峰下行平上行峰上行平总峰值速率总平均容量高等优势。

FDD-LTE 150Mb

p

s

36Mbps 50Mbps 24Mbps 200Mbps 60Mbps

1.4.2技术特征

（1）、通信速率有了提高，下行峰值速率为 100Mbps、上行为50Mbps。（2）、提高了频谱效率，下行链路 5(bit/s)/Hz，3--4 倍于 R6

版本的HSDPA)；上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6 版本HSU-PA 的

2--3 倍。

（3）、以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。（4）、QoS 保证，通过系统设计和严格的 QoS 机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。

（5）、系统部署灵活，能够支持 1.25MHz-20MHz 间的多种系统

带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配，保证了将

来在系统部署上的灵活性。

（6）、降低无线网络时延：子帧长度 0.5ms 和0.675ms，解决了

向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<5ms，C-

plan<100ms。

（7）、增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情

况下增加小区边界比特速率。如 MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供 1bit/s/Hz 的数据速率。

（8）、强调向下兼容，支持已有的 3G 系统和非 3GPP 规范系统的协同运作。

1.4.3系统设计优势

随着 4G 网络和业务的不断成熟，无线监控技术已经逐步从早

期的基于控制命令和传输图片的小数据量的应用，向可以基于实

时的海量数据的实时监控应用发展。为了适应城市公交的不断发展

和社会治安的改善,因此建立一套统一、高效、通畅、覆盖范围广、

能够对其进行实时监控、调度、统一管理的系统就显得尤为重要。

而这一切都依赖于无线网络的传输，中国移动基于 4G（TD-LTE）系统设计具有以下优势：

1、无缝覆盖

移动已实现 4G 网络乡乡通， 4G 基站无缝覆盖城市的各个角落，4G 网络及业务快人一步，正处于规模化发展的良好势头。

2、高速互联

TD-LTE 传输下行峰值速率为 100Mbps、上行为 50Mbps。实测

速率为峰值的 60%-80%，针对本项目的高清视频、音频、文字、

图片等多媒体数据传输，高速互联，毫无压力，传输效率极高。

3、始终领先

4G（TD-LTE）作为国家发展战略，相关产业链获得国家的支

持，政府采购也积极引导利用 4G（TD-LTE）技术进行项目建

设，潮流不可逆。

本项目随着 4G 的发展而始终领先，相关系统功能扩展升级，不受3G 产业链消退的制约，4G 产品完美递补，源源不断地为本项目

提供更多时代前沿的应用。

2系统总体设计

2.1系统采用的关键技术

2.1.1B/S 架构

所谓 B/S 结构，即 Browser/Server（浏览器/服务器）结构，是随着 Internet 技术的兴起，对 C/S 结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过 WWW 浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，

形成所谓 3-tier 结构。B/S 结构利用不断成熟和普及的浏览器技术实现原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约

了开发成本。

Internet 的出现，为不同地域范围内的联系提供了最理想

的网络平台，基于 Internet 的网络应用软件也开始扮演更重要的角色。每个单位都希望能和异地的分支机构、上下级部门等保

持实时的联系，希望自己身处异地仍能了解和处理单位事务。

B/S 架构从根本上满足了这一需求。

本项目的业务子系统中，除了营运调度程序，其他部分全部采

用 B/S 架构设计。

2.1.2嵌入式实时操作系统技术

鉴于大量实时数据采集的需要，系统采用实时操作系统

（Vxworks），该系统能够在限定的时间内执行完规定的功能，并能在限定的时间内对外部的异步事件作出响应。该实时性系统在过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等对时间敏感的环境中得到大量应用。

该系统区分与分时系统，其性能远远高于分

时系统。该系统具有可靠性、实时性和可

裁减性等诸多的特点。

适用于多任务、抢占调度、任务间通讯与同步和任务与终端之间的通信的环境，能够很好的满足本项目的需求。

2.1.3GPRS 通讯技术