综合交通枢纽信息系统关键技术研究

林育麟 薛伟

摘 要：试点开展大型综合客运枢纽信息系统建设是交通运输部《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》的要求，是交通运输部在“十二五”期间的一项重要工作，对实现枢纽内轨道、公交、长途客运等不同交通方式的协同运转、安全监测及紧急事件的联动处置，提供枢纽内外旅客出行、换乘及交通诱导信息服务，促进多种运输方式的高效衔接，提高旅客换乘效率等起到重要的作用。本文结合高铁南京南综合枢纽汽车客运南站的应用工程建设，深入讨论了综合客运枢纽信息系统建设的若干关键技术。

关键词：综合交通枢纽；信息系统

1 引言

京沪高速铁路贯穿7省市，南京南站为五大始发站之一，集铁路、公路、城市轨道交通、公共交通等多种运输方式为一体，总建筑面积73万m2，汇集了京沪高铁、沪汉蓉铁路、宁安、宁杭城际铁路等四大客运专线，设有3场15站台28条站线，客流量高达到4413万人次/年，为亚洲最大立体客运综合枢纽。

2010年交通运输部、江苏省交通运输厅决定在京沪高铁南京南站试点开展综合客运枢纽协同管理与信息服务系统的建设。项目针对集铁路客运、公路客运、地铁、公交车、出租车、社会车辆等多种交通运输方式为一体的大型立体综合客运枢纽，紧紧围绕“加强各种交通方式接驳能力，减少公众换乘时间和空间距离，推进不同交通运输方式运行管理的衔接与协同效率提升”这一根本目标，以先进的IT技术集成应用为手段，加强各种运输方式相关信息资源的交换和共享，强化各种运输方式的衔接和协同运转，增强紧急情况下应急联动能力，提高运营调度效率，探索和积累交通主枢纽汽车客运站信息系统建设经验，真正实现“无缝”、“连续”、“零换乘”，为今后相关枢纽信息服务系统建设提供示范。

项目建设主要特点：⑴运输方式多：集铁路、公路、城市公交、地铁、出租汽车和社会车辆多种交通方式于一体。⑵换乘客流大，枢纽设计最大日发量16万人次，其中公路3.5万人次。目前公路最大日发量已达7.1万，远超设计值。⑶客流波动强：由于公铁联运，客流波动性强，而且运营初期客流增长率大。⑷车辆发班密度大：客源特点导致班次密度大，高峰小时发班近150班次，日发班近1000班次。⑸非通勤客流占比高：对换乘诱导信息服务要求高。⑹場地设施利用率要求高：现公路客运枢纽部分不足2万m2，尤其是到发场和待发车位面积仅6000m2。

需关注的突出问题：⑴客流量大、客流波动性强、场地有限，导致调度难度大；⑵因场地限制、非通勤客流占比高等因素，客运站运营存在较大的安全风险和隐患；⑶枢纽内铁路、公路、轨道、公交、出租和社会车辆高度联动，一旦发生突发事件，则传播速度快、影响面大，对应急处置的要求高；⑷旅客、政府和行业部门对服务质量的要求高。因此，安全有序地组织客流和资源成为运行的关键，必须通过先进的信息化技术和手段，全面提升枢纽集疏散、安全生产、科学决策和信息服务的能力。

2 综合交通枢纽中的长途汽车客运站信息系统的现状分析

我国综合客运枢纽信息系统起步虽晚，但发展较快。已经建成运营的上海南站、北京南站等都体现了我国综合客运枢纽建设的较高水平。在长途客运站信息系统建设上，由于受硬件条件、管理水平等的限制，目前基本上都是相互独立、分散且功能尚不完善。在客运场站监控管理、运力管理与调度等方面的智能化程度和综合服务水平还不高，相对制约了旅客运输的发展，主要表现为：

2.1 缺少综合客运枢纽信息系统数据交换体系

由于没有统一信息系统数据交换标准，使得各种交通运输方式在信息系统互联互通和信息共享，尤其是在业务协同、应急联动和决策支持等方面难以突破。

2.2 缺乏客运站客流量预测模型

旅客乘车之前，会选择不同的交通方式进场站，但是这些波动性的到达客流，尚未建立分析预测模型，无法组织有效联动和应急处置。

2.3 缺少的面向信息系统的IT技术集成应用方案

客运站各信息系统的建设，技术应用存在较大差异，需要通过业务流把各项IT技术如站内外视频监控、车载GPS及视频监控、车辆一卡通、RFID等进行应用集成。

3 南京汽车客运南站信息系统建设及关键技术研究

南京汽车客运南站信息系统由十个子系统组成：信息资源规划和数据库规划、应用系统、应用支撑软件、主机及存储系统、基础网络平台、通讯系统、安全系统、终端系统、标识系统、配套工程。

项目在系统建设的同时，进行了五个课题的研究：《南京南站客运换乘与客流分析研究报告》、《面向客运南站综合管理及信息服务系统的IT集成应用研究》、《利用RFID等技术解决场站车辆调度专题研究报告》、《南京汽车客运南站公共信息标识引导系统专题研究报告》。形成了两个标准（草案）的编制：“综合客运枢纽管理与服务信息系统建设规范”、“综合客运枢纽信息协同数据交换接口规范”。

在关键技术研究上，主要做了以下几项研究：

3.1 客运站客流量预测模型

通过建立客运站客流量预测模型，预测未来时间段客运站内客流情况，通过对站内的客流密度、拥堵程度进行综合统计分析，实现拥挤度预警、安全预警及综合预警，为运力的调度和客运安全提供决策数据支持。

将准点时刻测得的售票、检票、同比客流、同比售票、同比检票、环比客流、环比售票、环比检票等九个长途汽车客运量的表征因数作为自变量，长途公路客运站客流作为因变量。建立如下的多元线性回归预测模型：

为了使每个变量的表现力都相同，对数据进标准化处理。设一组数据X，其中某个数据xi对应的标准化数据为 ， 和S分别为改组数据的均值和标准差，使用偏最小二乘回归方法来提升预测的准确性，则有 。

3.2 综合客运枢纽信息系统数据交换体系

建立与枢纽内其他交通方式相关信息系统之间的信息交换、共享和联动机制，实现多种交通方式的快速换乘诱导、联动管理和应急响应，提高各方信息资源的开发利用水平和事件处置能力，提高枢纽整体运转效率。按照“一数一源”原则，通过对源数据的抽取、转换、装载以及与底层的消息服务等手段，实现数据的压缩、加密、传输和集成；实现异构系统间的数据交换。

數据整合流程

经过上述几个环节，不仅整合了分散在各业务系统中的信息资源，形成了一系列的基础数据库、业务数据库和主题数据库；而且通过对这些数据的分析，形成各类综合应用，以多种形成展现给用户。

3.3 面向信息系统的IT技术集成应用

IT技术的集成应用，始终围绕着客运站的安全及高效运营，始终面向南京南站综合客运管理及服务信息系统，突出IT技术集成在客运模式创新、安全管理、高效节能和优质服务等方面的作用。

IC卡报班实现了班车从签订运输合同、运行计划，到车辆清洁、安检、报班、调度等全过程自动化管理，保证了营运车辆各项数据的准确性、完整性；利用信息系统实现了对企业、车辆、人员的可追溯管理，提升了管理水平；最终结合GPS信息和RFID系统实现对运营安全的全过程管控。

应用物联网技术对在途车辆实时动态管理。通过车载GPS和北斗导航定位系统，准确定位车辆行驶轨迹、时速等并采集路况等系统其他信息，通过数据分析预测车辆到站时间，提前决策车辆调度计划，实现了车辆在途管理、班车调度及预报等功能并及时向旅客发布班车准点、晚点相关信息。在调配机动运力时，也可根据班车位置情况进行调度作业。

应用成熟的技术克服场站资源的不足。基于RFID技术对到发场有限的车位进行高效的利用。通过车位探测器和RFID读写器的结合使用，实时获取到发场的空余车位信息。为进入车辆的车位做好自动预分配，便于车辆的快捷停靠、进出；降低事故的发生概率，提高车站的安全管理水平。

4 南京汽车客运南站信息系统的应用特点及效果

本系统与国内其他同类系统相比，主要有以下几个方面特点：⑴综合枢纽汽车客运站中实现多种运输方式、多部门的信息共享、协同服务，尤其在道路运输、铁路运输、地铁之间的业务协同及信息服务；⑵利用RFID、GPS等信息化手段，优化了车流及旅客流的组织管控，对枢纽中的客运车辆，公交车辆、出租车辆联合调度；⑶以“一键通”方式实现了综合枢纽汽车客运站内的应急安全疏散。

在应用效果上，主要有以下几个方面：

4.1 客流疏散、高峰客流应对能力的提升

营运班线辐射范围覆盖六省，年发送旅客数量由500多万人次提高到810万人次；高峰客流最大日发量由5万人次变为7.1万人次。南京客运南站原设计指标高峰客流最大日发量为3.9万人次，现高达到7.1万人次，平峰日发客流达1.6万人次。

为旅客提供了9种售检票方式，通过清晰、明确的诱导系统和高效的调度系统，使得旅客高峰时段站内平均驻留时间少于25分钟，班次正点率提高至92%，投诉率下降60%，为旅客提供了便捷、舒适的出行服务。

4.2 节能减排效益显著

通过减少公务成本、社会公众出行成本、车辆运行成本，可节约标准煤599.84吨/年。

4.3 社会效益显著

通过移动视频监控技术、RFID车辆智能识别技术、GIS地理技术、GPS定位等技术的集成应用，在仅有23个发车位的情况下，使高峰时段每车位发车间隔在15分钟以内，极端时段间隔在7.5分钟之内，小时最大发送量150班。汽车客运南站占地面积仅为南京市客运站面积的13.74%，旅客发送量却达到了全市的28.20%。车位资源利用率比南京中央门汽车站高出一倍多。

4.4 推广价值明显

⑴唐山市域范围内14个客运站推广应用，日发车辆平均896辆，日发班次平均2600班。系统自2012年12月21日正式上线以来，已通过窗口售票、自助售票、网上售票等方式累计售出车票达211万多张，日最高峰值3万多人。

⑵2014年将在南京小红山汽车客运枢纽（北枢纽）完成升级与移植。投入后，预计日最高发运近2000班，日最大客流量10万人，年客流量约700百万人次。

⑶已纳入江苏省智慧交通“232畅通网工程”示范项目，在全省约150个客运站进行全面应用。将满足每年1.7亿人次，日高峰客流160余万人次的旅客的发送需求，大幅提升全省旅客服务和站务管理水平。

5 总结与体会

通过项目的建设，也明确了需要深入研究的方向：

⑴综合枢纽信息化建设的重点：以信息采集、共享、融合、分析为重点，实现多项功能的应用集成。

⑵突破综合枢纽信息化建设的难点：采用机制创新，如场站公司化运作和管理，借鉴美国通用航空的FBO管理模式等，打破多种运输方式信息的交互制约信息化建设和应用的瓶颈。