基于物聯網的城市智能化公交系統加權網絡的設計和研究

摘? 要：為了進一步增強城市公交系統的管理能力，為居民提供快捷、優質的乘坐體驗，有效理順城市公交站點以及路線之間的關系。公交管理部門投入大量資源進行智能化城市公交系統的構建與完善，基于這種實際，本文以物聯網作為研究背景，全面梳理物聯網背景下，城市智能化公交系統加權網絡設計方法，促進公交系統的現代、智能、高效運行。

關鍵詞：智能化公交;物聯網;加權網絡;智慧城市

中圖分類號：TP391.4;TN929.5;U495? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：2096-4706（2019）21-0170-02

Abstract：In order to further enhance the management ability of urban public transport system，provide residents with fast and high-quality ride experience，and effectively straighten out the relationship between urban public transport stations and routes. Based on this reality，this paper takes the internet of things as the research background，comprehensively combs the weighted network design method of urban intelligent public transportation system under the background of internet of things，and promotes the modern，intelligent and efficient operation of public transportation system.

Keywords：intelligent public transport;internet of things;weighted network;smart city

0? 引? 言

考慮到公交站點體量較大，線路較多，在實際路線設置環節，采取必要的應對手段，進行加權網絡的設置，實現城市公交的系統化、整體管理。本文以城市智能化公交系統作為研究對象，將加權網絡設計作為研究核心，在物聯網視角下，對加權網絡設計方案進行梳理，以期為后續相關工作的開展提供參考。

1? 物聯網背景下城市智能化公交系統分析

城市智能化公交借助于GPS技術、GIS技術等技術手段，實現了公交車輛的實時定位、車速監控以及軌跡判定，大大增強了公交系統的運行效率與管理能力。在ZigBee、RFID等物聯網技術的支持下，城市智能化公交系統得以實現多元化的信息交互，推動了城市智能化公交系統的現代化升級。

隨著城市化進程的加快，城市人口體量的不斷增加，為了滿足公眾的出行需求，減少交通運輸壓力，各地轉變觀念，逐步加大公共交通的建設力度，積極推動城市公交系統的智能化，智能化公交系統的出現，在很大程度上改變了傳統的公交運行以及管理模式，為乘客帶來更為舒適、便利的體驗。物聯網在城市智能化公交系統中的應用，形成了感知層、網絡層以及應用層的合理劃分，實現了整個公交系統的體系化建設。在物聯網技術的支持下，城市智能化公交系統，能夠實現公交車輛的自我感知、信息的快速交互以及公交車輛的科學管控[1]。例如當公交車輛進入到公交站牌后，站牌內置的RFID組件會對公交車輛裝載的GPS信息進行讀取，并通過無線網絡將獲取的公交車輛信息進行傳輸，傳輸的信息進入應用層后，系統能夠快速識別公交車輛的運行路線、行駛的位置，并對信息進行發布。從技術層面來看，物聯網技術在城市智能化公交體系中的應用，能夠實現公交車輛信息的科學采集、高效處理以及快速發布，為后續加權網絡的構建提供了極大的便利。同時在GPS技術、GIS技術的支持下，公交車輛的車速得到科學估算，車內客流量也能夠實時反饋，這對于整個公交路線規劃以及發車頻次的確定有著極大的參考價值[2]。以武漢為例，2018年武漢共有公交線路557條，城區專線209條，城區普線34條，高密度的公交線路以及較高的乘客數量，使得武漢公交管理難度較大，為了扭轉這一局勢，提升公交體系的智能化程度，武漢市投入大量資金、技術，對現有的公交體系進行優化，逐步打造智能化公交平臺，實現了城市公交體系的現代化以及高效化，并在這一過程中，逐步探討物聯網體系下，城市智能化公交加權網絡設計方法，以期形成完備高效的公交車輛調度方案，發揮物聯網在公交車輛運行、監督以及管理方面的積極作用。

2? 基于物聯網的城市智能化公交加權網絡設計方法

物聯網框架下城市智能化公交加權網絡的設計以及實現，涉及多個方面的內容，在實際的處理環節，工作人員有必要從多個維度出發，在掌握城市智能化公交基本結構的基礎上，充分吸收過往的有益經驗，積極調整思路，創新設計思路、優化網絡構建方法，確保加權網絡的科學高效構建。

2.1? 建立城市公交站點網絡模型

在城市公交加權網絡構建的過程中，工作人員需要率先結合城市公交建設情況，利用空間法建立起城市公交站點網絡模型，在實際操作環節，由于物聯網與城市公交的結合，使得公交站點的位置更加容易識別，因此整個網絡模型的構建難度得以有效降低。以武漢為例，在城市公交站點網絡模型構建環節，借助于物聯網對全市所有公交站點的位置、分布情況進行了全面梳理，掌握了相關情況，進而為空間法在實踐環節中的應用提供了極大的便利[3]?？臻g法所構建的城市公交站點網絡模型，直觀地反映出兩個相鄰公交站點之間的聯系，形成一個矩陣模型，借助于相關矩陣模型，能夠較為直觀地反映城市公交系統的網絡結構。

2.2? PTEW加權計算

在利用空間法進行城市公交站點模型構建的基礎上，工作人員在加權網絡構建的過程中，還可以使用PTEW加權法進行相應的算法梳理。在計算環節，為了保證計算方法的實用性，實際處理環節，工作人員還應當引入BPR函數的概念，借助于BPR函數，準確反映公眾出行時間成本，明確車輛通行與道路狀況之間的關系，其數學表達式為Tk=

T ok[1+α（xk/ck）β]，其中Tk代表在道路交通為0時，某路段k的道路阻抗值，α以及β代表函數計算的修正系數，xk表示路段k的交通量，ck表示路段k的實際通行能力，通過這種函數計算，能夠快速進行相關路段內公交通行能力的有效評估，進而為整個智能公交加權網絡的構建提供數據參考，增強線路設計、站點規劃的有效性[4]。武漢在城市智能化公交建設的過程中，為了更好地明確路段通行能力，實現公交形成路線的合理規劃，在加權網絡構建的過程中，立足于自身在物聯網建設方面的優勢，采取PTEW加權計算，對全市范圍內各個路段的交通阻值進行了梳理，劃分了阻值較大的區域，并根據相應區域的相關特點，采取有針對性的處理方式，進行優化調整，全面增強相應路段的通行能力，為公眾提供更為便利、更為高效的出行路徑，發揮了城市公交的社會價值。由于物聯網的參與，武漢智能化公交各項數據得以在短時間內快速匯集，這種情況為整個加權網絡的構建以及優化提供了極大的便利。

2.3? 公交站點通行時間計算

在對公交站點通行時間計算的過程中，工作人員可以從兩個層面來進行相關的工作。一方面在物聯網技術的支持下，對相鄰公交站點之間的通行時間進行科學的計算，物聯網技術對于城市公交系統的改造，使得公交站點的信息收集、處理以及交互能力得到顯著提升，無形之中對于公交站點通行時間的計算產生了深遠影響。具體來看，在計算之前，需要收集路段自由通行的時間，并在此基礎上，明確路段實際通行密度以及最大通行密度，在物聯網相關數據的支持下，工作人員能夠較為直觀地掌握相鄰公交站點之間的交通情況，實現通行時間的合理科學計算，降低計算難度，提升計算結果的準確性[5]。另一方面，除了進行相鄰公交站點的通行時間計算之外，還應當對站點之間的最佳行車路徑進行規劃，通過這種處理，可以更加準確地計算和把控整個公交站點通行時間，為后續相關公交車輛調度以及管理提供了極大的便利，確保了公交車輛運行的高效性。

3? 結? 論

加權網絡在城市公交中的構建，有效應對城市公交拓撲網絡以及流量系統帶來的工作難度，在保證城市公交綜合管理的同時，能夠根據道路情況以及客流量進行實時動態調整，有效滿足現階段社會公眾對于公交出行的相關要求。本文著眼于實際，以物聯網作為技術背景，在城市智能化公交基本構成的基礎上，對加權網絡的設計思路以及設計方法進行系統化梳理，以建立完備、高效的公交網絡。

參考文獻：

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[3] 張少波，董思招，王亞龍，等.基于ZigBee與Android的城鄉智能公交系統 [J].信息技術，2019（3）：24-28.

[4] 趙勇，李懷宇.基于物聯網的智能交通系統的開發與設計 [J].自動化與儀器儀表，2017（5）：70-72.

[5] 孫璐陽，王全秀.基于物聯網和Zigbee技術的智能公交調度系統 [J].電子技術與軟件工程，2019（9）：93-94.

作者簡介：周楊雅枝（1985-），女，漢族，湖北京山人，就職于圖書館資源建設部，管理員，館員，本科，研究方向：圖書資料情報等。