公交智能交通系统实施指南

第一部分：公交智能交通系统简介

为世界银行驻华代表处编写

2009 年 2 月

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公交智能交通系统简介

1. 引言

引入智能交通系统（ITS）改进公交服务质量的做法在全球范围内受到了人们的日益

关注。智能交通系统就是指通过在合适的时间以合适的方式向公交职员及乘客提供合适的

信息，从而提高公交服务质量或效率的一整套技术。

世界银行参与了中国数个智能交通系统的融资。鉴于此类项目的复杂性及其所具备的

可以显著地改变公交营运机构的潜力，向实施智能交通系统的公交部门的高级职员及来自

于公交营运机构以外的决策者提供一些指导是很有必要的。为推动这一进程，世界银行委

托撰写了一个系列的三篇研究报告。第一篇报告描述了智能交通系统在公交营运中的主要

应用及该系统 具效益的方面。第二篇报告回顾了以往历次系统安装情况及有关从中吸取

的正反两方面经验教训的报告，以期 大限度地提高该技术在改善公交服务方面的效率。

第三篇报告是用于智能交通系统项目管理相关专业服务的项目说明书 (TOR’s)，目的是协

助项目实施。这些论文更多地是侧重于智能交通系统中的组织及规划问题。当然论文中也

涉及了智能交通系统中的一些技术问题，包括系统构架和通信技术的问题。在规划系统时

应向该领域的技术专家寻求针对具体地点的技术指导。

该指南主要针对公交营运部门，其中包括那些快速公交运输 (BRT) 服务。然而，收费

及交通信号优先权部分的指南亦可应用到有轨电车或轻轨运输中。在这些系统中，通常借

助于控制轨道之间切换的信号系统来实现车辆定位。

本部分主要介绍了公交智能交通系统这一话题，包括各种智能交通系统技术﹑它们的

效益及 适宜的应用范围。同时在文中也讨论了用于向公交系统管理提供有用信息的各种

技术的交互作用。我们还发现智能交通系统的成功实施不仅取决于技术而且还依赖于实施

这一系统的体制环境，这一点也同样重要。由于此项技术的引入彻底改变了传统管理及员

工操作流程的本质，因而，能够接受此种变化并相应改变经营方式的机构更有可能从这些

装置中充分受益。本文也相应地讨论了实施智能交通系统中的某些体制及机构因素。本部

分从一开始就不提倡实施特定的智能交通系统技术。只有对预期利益与获得预期效益所需

资源进行权衡后才能开展这类项目。这其中还应对承担这些项目的机构的技术及组织能力

进行如实的评估。合理规划智能交通系统对于这些项目的成功实施至关重要。

通过与数位不同机构的各级公交运输经理及职员商讨后，我们汇编了系统实施各阶段

中的一些实用指南，包括项目规划﹑采购﹑供应商选择﹑安装及实施后运营。我们认为这

些指南对其他实施此类项目的公交系统将不无裨益。它同时也为实施机构在评估其自身实

施此类项目的技术能力及在哪方面该技术能力得到加强提供了指导。

2. 背景

各种不同形式的公交智能交通系统大约经过了 30 年的发展历程。早在目前使用的

GPS 卫星系统出现之前，一些具有超前意识的公交系统中就已引入某种形式的车辆自动定

位系统。由于各种原因，后来人们才对这些系统显示出更多的兴趣。首先，该技术正处于

转型中，即从为每个公交系统进行定制设计和开发转向供应稳定成熟的产品，当然这种产

品也同样需要实行软硬件的定制安装。其次是由于诸如无线电﹑路由器及其他设备等智能

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交通系统部件造价的大幅度降低。再者，已有大量的成功案例表明智能交通系统的引进改

善了公交营运。

在接下来的段落中将描述四种主要技术。它们包括(1)车辆自动定位系统(AVL); (2)交通信号优先权系统(TSP); (3)乘客自动计数系统(APC); (4)收费收入管理系统。其他辅助以

上四种技术的电脑技术还包括车辆及乘务员调度系统﹑公交安全摄像头、违规闯入探测仪

及维修管理信息系统。这些系统将不列入本文的讨论范围内。

3. 车辆自动定位系统(AVL)

智能交通系统 具变革性的技术是车辆自动定位系统(AVL)。车辆自动定位系统是一

项核心技术。它是驱动其他智能交通系统，如自动化乘客计数器及交通信号优先权系统所

必需的。车辆自动定位系统主要功能是图示某个公交运输系统中所有车辆的即时地理位

置。借助于引进某些软件程序，晚点的车辆将会以不同于正点车辆的颜色显示出来。车辆

自动定位系统的好处主要在于它能向调度员报告他们所监管的公交车的准时绩效并在以下

方面协助管理人员采取补救行动：比如向某一路线派遣另一辆公交车或者让某辆公交车留

滞在某一位置以此来拉大其与前一辆公交车的间距。在利用商业承包商来执行某些或所有

的公交营运的公交系统中，车辆自动定位系统是确保承包商履行其服务承诺的一种上佳选

择。车辆自动定位系统也提供大量的行程时间数据。通过引进能准确反映现场情况的计划

时间，这些数据可以用来改善公交系统的准时绩效。

目前车辆自动定位系统技术 常见的方式是通过 GPS 卫星(全球定位系统)。车队中各

辆车的时间安排及定位信息储存在一个中心调度所中。载有乘客的每辆车上的无线电接收

器每隔几分钟都会从配备无线电装置的卫星中接收到其当前的经度及纬度。一旦接收到信

号，车上的电子里程仪就会重置为零而经度及纬度数据将传至无线电控制中心。中心公交

系统电脑定时查询每辆车并从上一次 GPS 读数中获取 新的经度﹑纬度及行驶里程。根

据这两个数据点就能确定车辆目前的位置。查询速率取决于系统中车辆的数目。一般而

言，速率在 30 秒到 60 秒之间。在无法获得 GPS 信号时，比如车辆在立交桥下或在高楼林

立的街道上时，这种定位方法就能获得较为准确的读数。以下是这一系统的原理示意图。

在设计这种系统时，设计者应充分注意到一系列的技术因素。这也包括与未来将要安装的

其他系统接口的性能、公交车查询速率及公交车与系统控制中心之间的通讯方式。公交车

查询速率会影响 GPS 系统所提供的定位的准确性。公交系统似乎正在使用由移动电话供

应商提供的 GPRS（全球定位无线电系统）。该系统除了相对容易部署之外，也使公交营

运部门不需要维持由无线电发射机与信号塔组成的通信基础设施。

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车辆自动定位系统信息的三大主要用处如下：(1)向公交系统控制中心提供信息; (2)向乘客提供信息; (3)分析档案数据来协助运输管理。

控制中心信息—所有车辆自动定位系统向负责监控服务的公交控制中心传送实时数

据。控制中心通常配备一个监控总体公交运输网络运行情况的工作站。通常，图像被投射

到一个大屏幕或空白墙面上。如果晚点车辆以不同的颜色显示出来，就可以描绘出系统的

整体状况。

车辆自动定位系统还能使控制中心查看某条线路或一条通道内多条线路上的情况。我

们通常将这称作“路线观察”模式。由此就更易识别特定的晚点车辆。而且更为重要的

是，这一模式还方便辨识班次更多的线路上（班距大约为 10 分钟或者更少的线路）以及

前后车辆的间距或时距。在这种情况下，控制中心可通过无线电电话或文本信息传送指令

来更好地规范班距，比如将一辆公交车留滞在某个车站来扩大车辆的班距。无线电控制中

心需要在这一操作中做出判断，另外目前还没有能自动识别班距上短时间距以及推荐采取

校正措施的商业化产品。

在路线观察模式中，车辆自动定位系统还能传送某条线路中每辆公交车的预定始发时

间。这样控制中心就能监控车辆的准时性。系统显示屏还可以显示终点站已完成行程车 辆﹑正在行程中或即将发出的车辆的预定及实际发车时间。如果预计到公交车不能及时到

达终点站来开始下一次的预定行程的话，控制中心就可以通过延迟发车时间来保持预定间

距或延长班距来重设时间安排。

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预定及重设的发车时间信息可发送至司机的休息室或准备室或停车场来提示他们车辆

的预定发车时间。请参见下图。

这些系统还能将文本信息传送至某辆公交车﹑某条特定线路上的所有公交车或公交网

络中的所有车辆。在某些国家，禁止司机在开车中进行语音通讯，但是允许司机接收文本

消息。

尽管从理论上讲可将信息发送至线路终点站的现场工作人员，但是采用车辆自动定位

系统的公交系统已将这一功能从现场移至监控数条线路的控制中心。

车辆自动定位系统的第二大主要通讯功能面向乘客，其中包括询求下站报站信息的车

上乘客及在车站候车打听车辆预计到达时刻的候车乘客。由于电脑（不管在车上还是在中

央操作中心）存有沿线车站的列表及每辆车的即时位置，因而很容易通过语音及电子显示

屏滚动信息来进行报站。有些车辆自动定位系统在上车门附近安有外置扬声器来广播车辆

的线路及目的地。这在某站有数条公交线路的情况下尤其有用。

车辆自动定位系统数据一个更为重要的用途在于它能将预设信息传送至正在车站候车

的乘客。理想的传送信息应该是后几辆车预计到达车站的时间。但在交通拥堵的情况下，

很难预测精准的到达时间。有些公交系统只是广播与下趟到达车辆相关的站名或站号。这

与电梯中显示所在楼层的方式极为相似。

当然在有些情况下，可将更新的调度信息通过电话或 SMS（短信服务）消息的形式发

送至乘客。其中一项技术就是使用交互式语音应答（IVR）系统。该系统在数据库中查找

关于下两辆车的预计到达时间并将此信息以语音的方式报告给乘客。乘客利用短信服务来

查询当前的车辆时刻表是一种新型的技术。这也是车辆自动定位系统采用能在未来引进更

多附加功能的数据架构的一个重要原因。

存档数据—本部分后面还讨论了利用存档的车辆自动定位数据来协助公交管理。

车辆自动定位系统的预期效益

公交车辆自动定位系统的预期效益如下所示：

管理职员人数的减少

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车队需求的降低

乘客候车时间的减少

乘车服务质量的提高

管理职员配备—发展中国家的每条公交线路终点站通常配有线路管理人员。其主要功

能是记录实际的到达及发车时间并通过相互之间的手机通讯来协助维持拥挤线路上的车辆

间距。鉴于每天服务的跨度，每条线路大约要安排六个全职线路管理员。（这是假定一周

运行七天，实行两次八小时轮班及每条线路两个管理员—终点站始发站各一个）。如果将

这一功能转移至一个控制中心，那么每个管理员的控制范围就会大大增加。一个熟练的线

路管理员可大概监控五条线路。这可以将管理员的需求量减少大约 90%。再者，由于系统

能自动收集车辆到达及发车时间数据，因而几乎能免去数据处理成本1。

车队需求—既然车辆自动定位系统能够对线路终点站之间进行实时跟踪，那么对于查

看存档数据就能揭示两次行程之间的调度复原水平及司机休息时间是否合适。通过使用附

件 D 中讨论的统计程序就能确定合适的运行时间。这些时间考虑到了司机休息时间和调度

复原水准，从而容许两次行程之间的实际运行时间有所差异。这一分析可能会减少或增加

为满足某一服务要求所需车辆的数目。不管在哪种情况下，这一数据分析可用来改善该系

统运行的准时绩效。

乘客候车时间—在本部分中，很难用三言两语来概括乘客到达车站时的复杂行为。众

所周知，当公交车班距大约为 12 分钟或者更短时，大多数乘客不会查询发布的时间表而

是任意地到达车站。此外，在发车频率较高的路线上的平均等待时间是发布的服务频率及

前后车辆之间间隔变化的一个函数2。试想一下每隔十分钟运行一次的一组车队中的两辆

车。此时平均等车时间就为五分钟。然而，如果这两辆车间距均匀，那就意味着等车时间

减少至 2.5 分钟。运输模型表明，相对于坐车时间而言，乘客更重视等车所花费的时间。

在实施一项车辆自动定位系统之前，可对减少的乘客等车时间及其相应的经济价值做一次

评估。

在发车频率较低的线路上，车辆运行的准时性将免去乘客痛苦的等待。分析车辆自动

定位系统数据有助于辨识运行准时性极差的时段或线路区域并可相应采取如下措施：给予

更充裕的时间或者引入交通信号优先权，插队及设立公交车专用车道等等。

乘车服务质量的提高—车辆自动定位系统的引入改善了公交服务的整体质量。对新乘

客或不常坐车的乘客而言，情况尤其如此。在缺乏车辆自动定位系统的情况下，乘客因为

害怕乘错车、下错站或等不到夜间的末班车而可能不愿意选择公交出行。关于这种信息对

乘客的价值，尚未进行对照试验予以评估。

然而，必须权衡车辆自动定位系统的效益与成本。除采购及实施成本外，车辆自动定

位系统的引进还牵涉到一系列的职员配置要求。由于车辆自动定位系统承担关键任务，因

而必须要有人员和实体基础设施来确保其可靠运行。稍后本文将讨论与该技术引进相关的

人员配备问题。

1从现有线路管理员处手动收集的数据一般无法进行电子处理。评估系统运行准时表现的个别情况

例外。 2 预期候车时间计算方法为 E(W) = E(h)/2 + s2(h)/2E(h), 其中的 E(h)指预定班距而 s2(h)就是班距的方

差。

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这些是公交系统投资于车辆自动定位系统技术的直接效益。公交车辆自动定位系统的

实施将增强公交服务在城市交通运输市场中的竞争地位，由此将在缓解交通堵塞及改善空

气质量方面产生诸多外部效益。

以下是实施车辆自动定位系统的一些实用指南：

到达及发车时间—车辆自动定位系统能提供诸多管理信息。具体而言，能利用它们来

规划行程路线并确定包括停车时间，等红灯时间等在内的车辆晚点原因。为充分利用这一

系统，所设计的车辆自动定位系统应能够记录下车辆在每个车站的到达及发车时刻。有些

系统只需记录发车时刻。

峡谷效应—城市中常有无线电信号接收受限的区域。信号接收受限主要发生在立交桥

下及高楼林立的街道上。在启动这种项目之前，应派人研究确定这些区域的通信质量。系

统在城市附近区域的成功运作可能还需要附加的无线电发射机。

记录，重现自动化—车辆自动定位系统的一个优点在于它能记录并重现车辆在实时及

加速时的实际运行路线。

车上广播—考虑到车站间距的不同，因而没必要对沿线的每站都广播。只需在主要街

道及转车处报站即可。

数据准备—不管选择哪家供应商的系统，都有必要研发关于车站位置（经度，纬度）

及形成线路的车站序列等的基线数据。为防止数据收集变成一种关键路径操作，应在合同

授予前完成数据收集工作。

4. 交通信号优先权

智能交通系统在公交中的一个普遍应用就是交通信号优先权(TSP)3。在交通信号优先

权系统中，靠近十字路口的车辆向交通信号控制设备发出指令，告知设备其距离十字路口

的具体距离。如果车辆预计在绿灯时到达十字路口，信号设备将不采取任何措施。如果车

辆预计到达路口时刚好为红灯，设备可能会采取措施，包括要么延长绿灯时间或者加快红

灯向绿灯转变的速度。

3 指作为优先权之一，而非强制优先权。强制优先权暗指忽略对其他交通的影响，无条件地给予公

交车辆优先权。一般很少这样做。

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授予优先权应依照一系列规则，包括(1)只将其授予晚点公交车, 或(2)只有在前一周期

或前两周期不中断的情况下授予。第二项规则旨在确保十字路口的交通不受信号灯相位转

换带来的负面影响。同时也应意识到一条主干街道上两个方向通常都有运行的公交车，因

而每小时的优先权请求次数大致相当于服务频率的两倍。

在授予其优先权的情况下，当公交车已经穿过十字路口而且适合恢复正常的信号相位

时，探测仪就会发出通知。

通常这类系统的应用需要管理信号系统的交通工程师的密切合作。一般而言，交通信

号优先权在同一通道上的数个十字路口上运行。当然也有交通信号优先权适用于一个单独

十字路口的情况存在。

在车站间距遥远的情况下，交通信号优先权计划运行状态 佳。如果在十字路口的附

近路边有公交车站，则必须撤销优先权请求。当公交车的前门打开时，这通常通过自动发

送撤销信息来实现。

交通信号优先权系统的报告性能有限，这包括在特定的时间段内被中断的信号周期的

次数。

应用与效益

交通信号优先权的应用条件并不明显。如果交通信号灯的周期长的话（超过两分

钟），绿灯五秒的额外延迟不会明显增加即将到达十字路口车辆碰上绿灯的可能性。再

者，如果公交车班距很短—五分钟或更少，则很可能在大多数信号灯周期中都有相位变换

请求。交通管理操作者不大可能接受这些请求。

另外，在大多数城市的主干道空间既定的情况下，在关键十字路口，公交路线有可能

在相交的两个街道上运行，给其中的一条路线以优先权可能会导致十字路口的服务质量降

低。

如果交通拥挤的话，很可能接近十字路口的车辆要等几个信号周期才能到达十字路

口。此时，交通信号优先权的效果就大打折扣。插队（稍后描述）能改善这一情况。

除了能减少总体行程时间，交通信号优先权还能降低不同行程之间的时间差异。这在

减少乘客候车时间中非常有用，尤其是在班距较短的线路上。

应使用交通仿真模型来确定信号优先权对行程时间的均值及变异的影响。

在引进交通信号优先权系统之前，应将其他交通工程理念应用于通道。这包括：

绿灯时间分配—标准的公路工程实践是通过在一个周期中分配绿灯时间将

全部车辆的延时 小化。当绿灯的分配时间与十字路口车流量成比例时就

会出现以上情况。通过检测穿越十字路口人流来衡量延误的轻重是分配绿

灯时间的上佳选择。这可以为公交车流分配更多的绿灯时间。

改善车站间的十字路口信号相位—若公交线路走向的两个站台之间有多个

安装了交通信号灯的十字路口（这种情况通常发生在快速公交系统线路

上），那么应当引进一个“绿波带”，以便公交车在通过第一个十字路口

后，尽量减少在到达下一个站台之前遇到红灯的可能性。

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行人信号改革—可将行人专用信号置于由穿越路口的行人控制的驱动器

上。在任何情况下，这些信号的相位都应包括在车站之间信号灯的任一

“绿波带”中。

插队—交通信号优先权的一个特例就是插队，如下图所示。借助插队，公

交车就进入了十字路口前为公交车保留的专用车道。在十字路口附近也许

会有公交车站。在向其他车道提供绿灯相位之前，交通信号系统向公交专

用车道提供较短时间（5 秒）的绿灯相位。这使公交车更易重新进入车流。

插队并非一定要有车辆自动定位系统，因为公交专用车道上的回路探测仪

能确定车辆（推定为公交车）是否在专用车道中并以此来决定是否需要提

前授予绿灯时间。

5. 收费系统

近，公交运输收费中智能卡的使用受到了人们的广泛关注。这部分的讨论将集中在

此种收费媒介上。尽管数个城市已采取此项技术，但是使用率（使用智能卡乘客的比率）

才在 30%与 50%之间。因而在现实中，智能卡收费系统的设计同时也兼容现金付费方式。

智能卡收费系统区别于其他智能交通系统技术的其中一个特征在于它在不同公交系统中运

行的系统需求没有太大的差别。它们之间 显著的不同就是基本收费方式是单一票制还是

区域票制。在区域票制的情况下，除了确定上车位置还需要采取某些方式来确定单个乘客

的下车位置。

所谓的智能卡就是内置有 RFID（无线电频率识别）芯片的塑料卡。RFID 芯片带有少

量的内存，能够从相关装置上读取并写入信息（参见下图）。芯片上的内存没动力，但置

于读卡器附近便可将其激活并与其通讯。每个 RFID 标签都带有一个特定的识别码。它们

具有储存数值的功能，数值可以是乘车次数，也可以是金额。感应读卡器也能减少智能卡

上储存的数值（如下图所示）。另外，也可将有效期范围内置于智能卡，这样就可以在一

段时间内使用它。在这种情况下，感应读卡器只能读取卡上的有效期范围并以此决定当日

乘车日期是否在有效期范围内。此项功能的执行就不需要向智能卡写入信息记录。智能卡

的另一有用特征在于它能充值。乘客可在独立式售票机或人工售票处进行充值。这种造价

数美元的智能卡可被乘客重复使用。

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依据收费结构类型及收费方式，可将收费卡系统划分为四大类：

车上收费—单一收费

车上收费—按乘车路程收费

在车站收费—单一收费

在车站收费—按乘车路程收费

由于只需上车时在公交车票箱或公车站处进行单次交费，因而单一票制系统更易管

理。基于乘车路程的收费方式因取决于行程的起终点，所以就要复杂得多。单一票制系统

中使用智能卡的乘客只要在上车门或站台处将智能卡置于读卡器附近即可。读卡器通过扣

除乘车次数或等量面值的一定金额来减少卡上的存储数值。或者，在通常为一个月的有效

期范围内乘车时，读卡器就会确认坐车日期是否在智能卡上的有效期范围内。每项交易都

会建立一项数据记录，包括智能卡卡号、日期、时间及位置。车站读卡器的交易位置固定

不变，而车上读卡器可用 GPS 启动来记录交易位置。从数据管理角度而言，应注意到在

中心站台车外收费时，很有可能在每个车站只有一个出入口。这就阻止了识别此种交易行

程方向的可能性。

在车站及车外收费的线路上基于乘车路程的收费方式中，使用智能卡的乘客只需在入

口及出口处将卡置于读卡器附近即可。这种方式类似于北京，广州及其他城市中轻轨系统

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所采用的方式：就是所有付费乘客必须在自动售票机处购买带有 RFID 标签的用于一组特

定目的车站的代币。

在基于乘车距离的车上收费中，使用智能卡的乘客可以通过在门口靠近读卡器的地方

刷卡进行计程付费，从刷卡时的地方到终点站之间的行程中卡上所剩的费用价值逐渐减

少。下车时，乘客再一次在读卡器上刷卡。如果乘客在 后一站之前下车，卡上就会有剩

余金额。

效益

这些收费系统是出于资金安全及审计方便的目的而设计的。然而，它们能为运营分析

提供大量的数据。先进收费系统有诸多效益，其中包括：

资金安全的加强—传统现金收费箱系统中，由于无法将收费箱中的现金收

入与乘客人数进行核对，因而易遭偷窃。收费箱制造商会设计系统减少现

金处理量。然而，即使如此，这些收费箱还是易遭隐秘的偷窃。此外，智

能卡系统还能降低了现金的交易量并能将乘坐次数与自动售票机上的收入

进行核对。在实施智能卡系统之前，即便可行，但也很难确定一个机构中

的遭窃水平。

交易时间更短—车上收费时，收费时间的减少对车站停留时间的降低至关

重要。据称智能卡能减少交易时间。如果一个公交系统中的收费计算方法

非常简单，只用一张纸币或一枚硬币进行付费，交易时间不会差别太大。

基于距离收费的公交系统更可能从智能卡收费系统中受益。

收入处理成本的降低—收入处理的成本很大程度上取决于系统中纸币或硬

币的数量。如果现金收入中大都为纸币，由于必须对纸币进行依次对齐并

点数因而处理成本会很高，在决定引进智能卡之前，应对现金处理操作进

行评估，以确定收入处理的人员配置需要。

改善的乘客数据—智能卡能提供大量用于乘客流量分析的数据，尤其是如

果对交易进行地域编码的话。即使在单一票制中，乘客上车位置的信息可

用于管理分析。目前正在进行的研究就利用上车数据并假定乘客的上车位

置就是其当天上一次行程的下车位置来分析乘客下车的位置。

智能卡收费系统中应考虑的一个社会问题就是其较高的初始成本。因此，它们主要被

用作多次乘坐付费的媒介。低收入人群也许没有现金来预付一星期或一个月的公交费，因

而他们通常使用单次票或现金付费。不幸的是，实施多渠道销售打折智能卡以此来推广其

使用的做法使该问题进一步恶化。

幸运的是，由于这些系统只需在车上进行 小化的安装且其基本的收费过程在公交系

统中都是相同的，因而系统的实施非常容易，在实施中很少需要进行定制。

6. 乘客自动计数器

顾名思义，乘客自动计数器使公交运营商能够记录某条线路沿途每站上下车的乘客人

数。公交运营商通常的做法是将这些计数器配置在整个公交车队的部分车辆（约 15%）

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上，并将配备乘客自动计数器（APC）的公交车在整个系统中不断调动，以确保每条线路

上都能定期行驶这类公交车。

乘客自动计数器（APC）是一种相当直接了当的技术。乘客上车时，只需激活一个电

子装置或机械装置，就能产生一个包含公交车号、公交车位置（来自公交车定位系统）以

及上下车乘客人数的记录。

这种精确的计数方法要求乘客必须从前门上下车。因此，有必要找到一种鉴别上车和

下车的方法。以前的公交系统在公交车的车梯上铺了一个踏板垫，踏板垫里装有一个可以

根据脚步序列来识别上车或下车的感应器。另外一种识别技术是在每个车门上与反射读数

器并排安装两束红外线。通过乘客隔断红外线的顺序可以识别是上车还是下车。在每个门

上面安装红外线探测仪识别乘客上下车是目前 受欢迎的识别方法。这种探测仪发射出一

种看不见的光波，而这种光波可以从乘客身上反射回来。若乘客向红外线光束照射的地方

走过去（进入红外线光束照射区），连续不断的脉冲将反射更快，以表明乘客在向光束的

方向移动。若乘客下车，会出现与此相反的情况。对该系统的描述如图所示。

需要注意的是乘客自动计数系统与上下车次数并不匹配，所以不可能从该数据中确定

起讫点的对数。

这些数据可通过一个简单的车载计算机获取。该系统无需司机参与。一天的工作结束

时，系统中的数据可以通过移动媒介，如软盘或 U 盘，或通过公交车总站的无线局域网连

接进行传输。

后处理过程中使用的程序有好几个。首先，数据中的车号与当日为该车分配的行程单

和行程中的站点要匹配。然后，每次上下车都分配给 近的站点。数据中应用了一些筛选

和错误检验程序。这些程序包括以下内容，如：

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将行程第一个站点的下车次数分配给上次行程的 后一个站点。

将行程 后一个站点的上车次数分配给下次行程的第一个站点。

通过一些程序平衡每次行程的“上车”和“下车”次数。

经验表明这些系统可以提供准确的数据—误差约在 2%以内。如果回程的 后一个站

点也是出程的第一个站点，如在乘客终点站，偶尔会出现数据混乱，比如当回程车辆的上

车人数较多时。这种情况可以通过准确的数据评估予以校正。

乘客自动计数器数据不能被实时传送到控制中心，并不是因为技术上的原因。很少有

公交系统这么做。 有用的实时信息是车载重量（累计上车人数和累计下车人数之差）。

若预计某条线路沿途乘车人数很多，可允许调度员在该线路上安排更多车辆。

安装乘客自动计数设备需要在前后门上布线以便安装传感器，并把这些设备连接到车

载数据记录器或计算机上。因此， 好在公交车生产过程中就进行该系统的布线。

约有 15%的公交车其设备安装方式取决于车辆部署的实际情况。在好几个城市，车辆

长期在固定的线路上运行。车身涂有线路名称以及车号。理想的情况是，在特定的一天、

在特定线路上运行的所有公交车都安装有乘客自动计数器。因此，配备乘客自动计数器车

辆的车头应标注不同的信息，从而可以将同一公交车安排在不同的线路上。

乘客自动计数器系统的优点

自动计数器 大的优点是能够以表格或地图的形式清楚地说明乘客上下车模式。自动

计数器数据的一般用途包括可生成以下几个方面的记录：

按站点记录的乘客活动情况—该记录可显示按站点记录的乘客上下车情况。 它可以把

一天的时间分段（上午高峰期、中午、下午高峰期等）。此外，该数据可以通过在地图的

站点上画圈进行描绘，圆圈的大小与上下车次数成正比。

该记录对确定每个路段的乘客流量及该线路末段站点的利用率用途很大。可能没有必

要让一条线路上所有的公交车服务于外围的终点站。

载重因素分析—乘客自动计数器数据能够说明前后相连的站点之间每个连接处的载重

（车载人数）情况。这对于确定某条线路上适当的行车频率很有用处。

行程乘客数量—该记录可列表显示网络中每个行程的乘客流量。这对评估行车频率特

别有用。

通过对运营绩效数据进行仔细分析，很有可能减少 5%或 7%的行车量，同时又不会对

乘客产生很大影响。该类型的设备对自动化车辆定位项目来说是一种相对容易的附加设

备。

7. 智能交通系统组织气氛评估

本文前几个小节侧重讨论了应用于公共交通中的智能交通系统技术。还有一些管理事

项也至少具有同等的重要性，在智能交通系统项目实施前，必须对这些事项加以考虑。

机构气氛是成功实施智能交通系统的一个重要因素。在内部实施智能交通系统项目可

能会导致机构的转型。 以前的公交机构是在数据贫乏的环境中运营的，这种环境高度重视

本机构内部的个人经验。长期任职的员工有一定的判断力和直觉，这对于机构的管理很有

必要。如果掌握更多的信息，就可以在事实和分析的基础上进行决策。这对公交机构各个

公交智能交通系统简介 第 13 页

层次的交通管理而言意义重大。从经验型机构过渡到信息驱动型机构，这是一个重大挑

战。

甚至在规划智能交通系统项目之前，就应当对该项目的组织和技术能力进行评估。承

担大型的智能交通系统项目的理想管理气氛包括以下几个方面：

管理层愿意依据更充分的信息对公交系统提供的服务进行改革。

有一套目标清晰且能够为本机构员工充分理解的体制。

公交系统中已启用某种类型的绩效监控体系，用于评估在整个公交网络或

线路层次上管理变化所带来的影响。

公交系统的所有线路和职能部门应有明确的绩效指标。

员工应熟悉现代管理和分析方法，包括项目管理。

在机构内部具有高度发达的信息技术职能，能够在实施中遇到不可避免的

困难时提供支持，并且还能够支持新系统。

对公交系统而言，这是一组理想的属性。但不可否认，这些属性很难获得，特别是那

些首次着手实施重大智能交通系统项目的机构。然而，机构内部拥有的上述条件越充分，

实施智能交通系统的效益就越有可能充分实现。

作为实施智能交通系统项目的第一步，应该对该项目的目标清楚地进行阐述并对智能

交通系统技术的效益进行某种评估。从项目启动到项目竣工，我们始终要牢记，智能交通

系统项目的目标不是为公交系统增添技术，而是从乘客或外部利益相关者（如政府财政机

构）的角度提高公交系统的绩效。在有些情况中，评估可能会表明某种特定的智能交通系

统并非提高组织绩效的恰当解决方案。比如，交通信号优先权在特别拥挤的交通环境中收

效甚微。

以前，公交系统是按职能组织的，各部门对相应的职能承担明晰的责任，如公交车的

运营、车辆和设施的维护、财政、管理、营销和规划等。随着公交机构对智能交通系统的

引进，对跨越传统组织界限的信息技术职能必须更清晰地进行界定。另外，在项目开发阶

段应早日对公交机构内部各职能部门的内部业务流程进行审查。应特别关注数据流，包括

数据收集、总结、报告和分析活动。在有些实例中，比如准时绩效监控，信息系统能够自

动进行几乎所有的数据收集、处理、总结和报告。

7.1 信息技术职能的定义

机构内部信息技术职能的组织方式，不同的机构自然会有所差异。对现有技术应用有

限的公交系统而言，开发这样的信息技术职能很有必要。在较大的公交系统中，现有技术

的应用 好由一个部门主管，该部门有一名高级经理直接向首席执行官汇报。在小一点的

公交系统中，可以只有一个人负责。该职能领域中的任务可以由内部员工和外部承包商共

同来完成。

该信息技术职能的责任包括：

与高级管理层合作，确立信息技术项目的优先权和资源配置。

与高级管理层合作，确立治理政策并明确界定信息技术职能的任务以及该

任务与运营、职能机构和公交服务承包商之间的关系。

建立企业标准和规章制度，包括运营制度、桌面工具标准化、电脑个人使

用程序、密码修改、异地访问等。

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维护技术基础设施，包括：

系统硬件 o 替换与更新 o 系统升级 o 日常维护 o 供电管理 o 资产识别及管理

系统软件（操作系统和普通企业软件） o 升级安装 o 授权许可维护 o 密码维护

通讯系统 o 故障解决 o 维护合同 o 非营业期间的运营

应用软件 o 安装升级 o 售后担保管理 o 供应商提供的用户支持

执行信息技术操作

备份、异地存储及检索 安全 用户支持、服务台－工单系统

提供员工培训并支持员工发展

新员工培训 软件升级培训 员工发展 确保员工能力的冗余

实行项目开发和管理

项目可行性研究 项目规划 项目说明和采购 项目管理 项目执行 验收测试 安装后运行

提供信息技术支持

数据库查询 供应商联络 采用不同职能范围的数据查询

本清单并非无所不包，而是选取了一些有代表性的功能类型，这些功能对于确保新技

术在公交运营环境中的适当运用很有必要。

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除信息技术职能外，运营部门位对技术管理也负有一定的责任。这些责任包括:

建立数据录入质量标准

数据错误检查

系统操作

与信息技术职能部门的联系

数据存档

重新设计工作流程

创建新项目的数据文件

与信息技术工作人员一起开发新系统和系统升级的验收测试标准

确定应用开发及升级建立的内部（部门内）优先权

确定报告要求

确定员工发展机遇

管理针对具体应用的工作流程4

参与开发应用软件的功能要求及选择供应商等

向信息驱动型机构的过渡为评估当前各部门内部及部门之间的业务活动及数据流提供

了机会。执行该项工作的咨询专家（或内部职员）的可能工作范围见在附录 A 中的说明。

7.2 更加重视绩效监控

在智能交通系统项目实施前或实施中，启用绩效监控系统的价值无论怎么强调都不为

过。两位美国专家（奥斯本和盖博）做过如下阐述：

“若不评价结果，就不能识别失败与成功。”

“若不能看到成功，就不能予以嘉奖。”

“若不能看到失败，就不能予以更正。”

我们并不主张实施智能交通系统前建立复杂的绩效监控系统。但是，如果智能交通系

统的目标是提高公交系统的服务质量或效率，那么这样的绩效评价系统就能够让项目发起

人对旨在改进服务的各种管理行为的效果加以评价。有了一套明确表述的指标还有助于确

定该实施何种智能交通系统以及应该授予它们哪些优先权。

作为出发点，以下是关于运营绩效的直接测量标准类型，都需要加以考虑：

系统和线路乘客总人数（效果）

每车辆小时的上车乘客总人数（效率）

服务质量测评标准

低交通量线路上的准时绩效 高交通量线路中点或 高载重点的车辆时间间隔

4 例如，制定新的时间表后，必须通过各种方式（纸质时间表、街道信息、呼叫中心、网站、调

度、司机分配等）在内部和外部进行传达。这一过程涉及到数个职能部门，在项目实施的关键路径

上每个部门都可能承担一定的任务。像这样跨职能部门协调任务非常重要。

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预定行程完成百分比 车辆平均速度

直接测评难以确定乘客质量。我们建议在 大载重路段—即载重量 大的相邻站点的

间距—进行定时测评。测量载客量的一个简单方法是在 大载重路段行驶时感觉不舒服的

乘客人数所占比例。可以 12 米长的公交车上载客 60 人、18 米长的公交车上载客 90 人作

为标准。出发时，站着的乘客每人空间小于 0.20 平方米应被视为超载。这大体是乘客的承

受水平。

其他有用的乘客评价标准是安全性（每 10 万次上车中发生的乘客事故）和服务可靠

性（每 1000 次预定行程中未完成行程的次数）。服务可靠性这一测量标准受到乘务员排

班和车辆维护质量的高度影响。

在引进任何改进措施之前，应对系统在这些措施方面的表现进行基线测量。这将使以

后能够对措施的效果进行测评。应准备基线绩效报告。

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附录 A： 有关公交智能交通系统的注释书目（有互联网链接）

(2008) 利用智能交通系统数据进行公交市场调研： 实践指南（2008）

第 126 号美国交通运输研究委员会公交合作研究项目（TCRP） 报告：《利用智能交

通系统数据进行公交市场调研：实践指南》一文探讨了智能交通系统和目前运用的公交智

能交通系统技术，讨论了它们提供市场调研数据的潜力，并介绍了收集和分析这些数据的

方法。该手册还重点讲述了三个怎样运用智能交通系统数据来改进市场调研实践的案例。

http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/tcrp/tcrp_rpt_126.pdf

快速公交系统实践指南（2007）

第 118 号美国交通运输研究委员会（TRB）公交合作研究项目报告：《快速公交系统

实践指南》一文探讨了实施经过选择的快速公交车系统组件的成本、影响和成效。该报告

研究了与实施快速公交系统的不同组件相关的规划和决策，更新了《第 90 号公交合作研

究项目报告：快速公交系统》中的一些信息，重点介绍了实施不同各种公交快速系统组件

的成本、影响和成效。

http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/tcrp/tcrp_rpt_118.pdf

使用存档的车辆自动定位系统和乘客自动计数器（AVL-APC）数据改善公交绩效及管理

（2006）

第 113 号美国交通运输研究委员会公交合作研究项目报告：《使用存档的车辆自动定

位系统和乘客自动计数器（AVL-APC）数据提高公交绩效及管理》一文探讨了存档的车

辆自动定位系统和乘客自动计数器数据的有效收集和使用情况，以此来提高公交系统的绩

效和管理。网上有电子表格文件。这些文件提供了使用车辆自动定位系统（AVL）数据所

做的乘客等车时间长短的原型分析，并提供借助自动乘客计数器(APC)数据对乘客拥挤状

况所做的原型分析。关于 AVL-APC 数据使用情况的个案研究已经在前面作为第 23 号公交

合作研究项目网络版文献《使用已存档的 AVL-APC 数据来提高公交绩效和管理：综述和

潜力》的附录予以出版。

公交承载能力和服务质量手册（第二版）（2004）

第 100 号美国交通运输研究委员会公交合作研究项目报告：《公交承载能力和服务质

量手册（第二版）》一文涵盖了各种类型的公交运输系统的背景、数据统计以及图表，并

提供了从乘客角度测评公交可用性和服务质量的框架。该报告还包括了用于计算公交车、

火车和轮渡运输服务能力及运输站点、车站和站场能力的定量分析法。该文件将被译成中

文并于短期内完成。

http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/tcrp/tcrp100/part%200.pdf

注：本链接仅提供第一章（从 0 到出版前言）。其他链接如下：

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报告部分 0 – 出版前言 (PDF 文件：713 KB) 1 – 引言与概念 (PDF 文件 ：391 KB) 2 – 北美的交通运输 (PDF 文件 ：5.4 MB) 3 – 服务质量 (PDF 文件：2.8 MB) 4 – 公交汽车运输能力 (PDF 文件：5.0 MB) 5 – 铁路运输能力 (PDF 文件：6.5 MB) 6 – 轮渡运输能力 (PDF 文件：1.7 MB) 7 – 站点、车站和站场的运输能力 (PDF 文件：3.6 MB) 8 – 术语 (PDF 文件：1.6 MB) 9 – 索引 (PDF 文件：472 KB)

电子表格 公交车专用道运输能力( MS Excel：40 KB ) 公交站点运输能力 ( MS Excel：29 KB ) 分层铁路运输能力 ( MS Excel：149 KB ) 轻轨单轨运输能力 ( MS Excel：26 KB )

快速公交系统（第二卷）：实施指南（2004）

第 90 号美国交通运输研究委员会公交合作研究项目报告：《快速公交系统（第二

卷）：实施指南》讨论了快速公交系统的主要组成部分，并描述了快速公交系统的概念、

规划考虑因素、主要问题、系统开发流程、快速公交系统的理想条件和总体规划原则。同

时也提供了系统类型的概述。《快速公交系统（第一卷）：快速公交系统中的个案研究》

发布于 2003 年 7 月。

http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/tcrp/tcrp_rpt_90v2.pdf

公交信号优先权（TPS）：规划和实施手册（2005）

http://www.fta.dot.gov/documents/TSPHandbook10-20-05.pdf