本發(fā)明涉及預測性多模式陸上運輸監(jiān)管領域。

背景技術：

在大型城市中，為用戶提供不同的公共運輸服務：火車、地鐵、有軌電車、公共汽車等。

這些服務彼此獨立地經(jīng)常由不同的操作者來管理。

在本文中，單模式網(wǎng)絡是其上行駛屬于單個運輸模式的交通工具(例如地鐵、公共汽車、有軌電車、火車)的網(wǎng)絡。單模式網(wǎng)絡的操作者基于與時間表或通過頻率相關聯(lián)的運輸規(guī)劃(即，供應站點的規(guī)劃)來查看該單模式網(wǎng)絡上的服務。操作者經(jīng)常管理一組單模式網(wǎng)絡，而無法有效地在這些單模式網(wǎng)絡之間同步。

一般地，單模式網(wǎng)絡以使得能夠管理相應的單模式網(wǎng)絡上的運輸?shù)募惺讲僮飨到y(tǒng)的存在為特征。操作系統(tǒng)使用時間表來控制在單模式網(wǎng)絡上行駛的每個交通工具的移動。時間表定義了線路上每個站點的出發(fā)時間、線路上兩個站點之間的正常行駛時間、正常停車時間等等。在相應交通工具的行駛期間利用運行信息(例如，與所關注的交通工具之前的交通工具的間隔、在?？吭谡军c處期間用戶換乘所需要的時間等等)來動態(tài)地更新時間表。

多模式陸上運輸網(wǎng)絡按照定義是下述網(wǎng)絡：該網(wǎng)絡將不同的單模式網(wǎng)絡組合在一起并允許用戶使用一種或若干種公共運輸服務從出發(fā)站點前往到達站點。

然而，在這樣的多模式網(wǎng)絡中，用戶難以有效地最小化其在出發(fā)站點與到達站點之間的行駛時間，尤其是在該行程包括兩種服務之間的換乘(即允許用戶離開第一交通工具而進入第二交通工具的站點，其中第一交通工具為第一單模式網(wǎng)絡的第一線路提供服務，并且第二交通工具為第二單模式網(wǎng)絡的第二線路提供服務)時更是如此。

用戶例如可以嘗試通過對聚集不同服務的理論調(diào)度表的數(shù)據(jù)庫進行查詢來規(guī)劃他的旅程。然而，服務被獨立地管理，理論調(diào)度表并不是相關的并且可導致在換乘站點延長等待時間。

此外，理論調(diào)度表是難以遵守的，使得在旅途期間，如果第一交通工具遲到，則第二交通工具在第一交通工具到達之前可能已經(jīng)離開了換乘站點。因此，用戶錯過了他的換乘，并需要等待為第二線路提供服務的下一交通工具或者重新定義他的旅途。在某些線路上的交通工具的頻率是低的，用戶的等待時間會是相當長的。

因此，即使在用戶已經(jīng)優(yōu)化其旅途時，也需要用戶以延長的持續(xù)時間旅行。因此，用戶感受到的服務質(zhì)量并不是最優(yōu)的。

因此，為了避免由獨立管理的運輸服務引起的這種情形，需要對多模式運輸網(wǎng)絡的運行進行監(jiān)管。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明致力于尤其是通過提出一種用于對多模式陸上運輸網(wǎng)絡進行監(jiān)管的基礎設施來滿足這一需要。

本發(fā)明涉及一種根據(jù)所附權利要求的監(jiān)管基礎設施。

附圖說明

在閱讀以下描述時將更好地理解本發(fā)明，以下描述僅作為非限制性示例被提供并且是參考唯一的附圖做出的，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的基礎設施的示意圖。

具體實施方式

圖中的監(jiān)管基礎設施10用于允許對上面定義的多模式陸上運輸網(wǎng)絡的運行進行監(jiān)管。

多模式網(wǎng)絡將多個單模式網(wǎng)絡組合在一起，每個單模式網(wǎng)絡包括相同類型的交通工具行駛的多條線路。

來自兩個不同單模式網(wǎng)絡的至少兩條線路共享的換乘站點使得用戶能夠從一條線路換乘到另一條線路。

因此，換乘站點允許用戶在由第一單模式網(wǎng)絡的第一交通工具提供服務的第一線路與由第二單模式網(wǎng)絡的第二交通工具提供服務的第二線路之間進行換乘。

每個單模式網(wǎng)絡配備有傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，其允許環(huán)行(circulate)的交通工具的動態(tài)操作。這種操作系統(tǒng)能夠具體地根據(jù)運行數(shù)據(jù)來動態(tài)地確定在當前時刻每個環(huán)行的交通工具的時間表。

監(jiān)管基礎設施10使得能夠全局地查看多模式網(wǎng)絡上的交通，并且相應地優(yōu)化單模式網(wǎng)絡中的每個的運行。

監(jiān)管基礎設施10與不同的單模式網(wǎng)絡的現(xiàn)有操作系統(tǒng)對接，以提供對多模式網(wǎng)絡的監(jiān)管。具體地，監(jiān)管基礎設施10導致用于特定的單模式網(wǎng)絡的運行的設置點的生成，所關注的單模式網(wǎng)絡的操作系統(tǒng)將這些設置點當作運行數(shù)據(jù)，以形成環(huán)行的交通工具的時間表。

監(jiān)管基礎設施10動態(tài)地向各個操作系統(tǒng)提供所關注的單模式網(wǎng)絡外部的運行數(shù)據(jù)。操作系統(tǒng)相應地修改被監(jiān)管交通工具的時間表和/或被監(jiān)管交通工具的移動動態(tài)(即通過調(diào)整兩個站點之間的行駛速度來進行修改)，同時即使僅出于運行安全的原因也關注相應單模式網(wǎng)絡的運行。

監(jiān)管基礎設施10包括第一級11和第二級12。

分散式第一級11包括多個局部監(jiān)管模塊60。每個模塊60與包括交通數(shù)據(jù)的交通數(shù)據(jù)庫62相關聯(lián)。不同的模塊60經(jīng)由適當?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡彼此連接并連接到第二級12的全局監(jiān)管模塊20。

集中式第二級12包括全局監(jiān)管模塊20、運行數(shù)據(jù)管理模塊40和危機管理模塊50。

第二級12還包括歷史數(shù)據(jù)庫22、運行規(guī)則數(shù)據(jù)庫24和場景數(shù)據(jù)庫52。

第一級

第一級11用于評價多模式網(wǎng)絡的每個換乘站點處的局部情況以及管理每個換乘站點處的局部交通。

每個局部監(jiān)管模塊60與多模式網(wǎng)絡的換乘站點相關聯(lián)。

模塊60與單模式網(wǎng)絡的各操作系統(tǒng)64中的每個對接，其中單模式網(wǎng)絡的線路在與模塊60相關聯(lián)的換乘站點處相交。例如，如圖所示，模塊60與地鐵或有軌電車類型的單模式網(wǎng)絡中常見的一個或若干個ats(自動列車監(jiān)管)操作系統(tǒng)對接，并與公共汽車類型的單模式網(wǎng)絡中常見的一個或若干個eas(開發(fā)輔助系統(tǒng))操作系統(tǒng)對接。

更一般地，聚合在多模式網(wǎng)絡內(nèi)的不同的單模式網(wǎng)絡必須至少基于動態(tài)時間表(以及優(yōu)選地可以以短響應時間(通常大約為1秒)調(diào)整的動態(tài)時間表)的運行。

模塊60能夠根據(jù)與該模塊對接的操作系統(tǒng)傳遞到該模塊的信息(具體地為環(huán)行的交通工具的不同時間表)以及其它模塊60傳遞到該模塊的信息，來執(zhí)行該模塊配備的換乘站點處的局部交通的實時合成。將與局部交通合成有關的數(shù)據(jù)存儲在與所考慮的模塊60相關聯(lián)的數(shù)據(jù)庫62中。

模塊60實現(xiàn)針對該模塊配備的換乘站點處的交通的局部管理機構(gòu)，尤其是不同單模式網(wǎng)絡中的到達該換乘站點以及從該換乘站點出發(fā)的交通工具之間的同步機構(gòu)。

為此，模塊60執(zhí)行一組多模式運行規(guī)則，其使得能夠根據(jù)局部交通合成來形成特定單模式網(wǎng)絡的至少一個運行設置點。

全局監(jiān)管模塊20基于多模式網(wǎng)絡的運行簡檔將模塊60在當前時刻必須執(zhí)行的這組運行規(guī)則提供給該模塊，如下面將描述的。正是這組規(guī)則定義了模塊60實現(xiàn)的管理機構(gòu)。

例如，對于“標稱(nominal)”運行簡檔，模塊60驗證允許兩個多模式網(wǎng)絡中的在與關注的模塊60相關聯(lián)的換乘站點處相交的兩條線路之間的同步的一組規(guī)則。

這組規(guī)則例如包括通過使用在相應線路的運行規(guī)劃中提出的時間裕度來延遲第二換乘交通工具的出發(fā)。

更具體地，在局部交通合成信息中，模塊60定期地估計第一交通工具將到達換乘站點的延時。

根據(jù)這一估計的延時，模塊60形成設置點，其包括相對于在第二交通工具的當前時間表中提出的出發(fā)時間，延遲該第二交通工具離開換乘站點的出發(fā)時間。

然后將設置點發(fā)送到對第二交通工具的行駛進行監(jiān)管的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)然后更新第二交通工具的時間表，除了其傳統(tǒng)上考慮的信息以外，其還將設置點考慮進來，以監(jiān)管第二交通工具的移動。

因此，使屬于第二單模式網(wǎng)絡的第二交通工具保持在站點處以顧及第一單模式網(wǎng)絡的第一交通工具的延遲，從而允許第一交通工具的用戶離開第一交通工具并登上第二交通工具。

然而，在第二交通工具的出發(fā)時間中引入延遲必須不能給所關注的換乘站點的下游造成過多的混亂(雪崩效應)。因此，模塊60所執(zhí)行的運行規(guī)則使得能夠僅在其保持在第二單模式網(wǎng)絡的操作者預定的運行裕度以下時延遲第二交通工具的出發(fā)。

如果即使存在第一交通工具尚未到達的事實，局部監(jiān)管模塊60也無法再使第二交通工具停留，則第二交通工具離開，而不會等待第一交通工具到達。模塊60向全局監(jiān)管模塊20發(fā)送沒有遵守一組運行規(guī)則的事實。隨后將需要模塊20分析這一異常的原因，并可選地部署新的運行規(guī)則以更好地管理交通，從而允許在所關注的換乘站點處兩個單模式網(wǎng)絡之間的換乘。

一旦針對第一列車的估計延時的值通過局部交通合成被修改，運行規(guī)則被更新。

每當關于第二列車的出發(fā)時間的設置點被修改時，該數(shù)據(jù)被傳播到其它模塊60，使得在這樣的數(shù)據(jù)對于所實現(xiàn)的運行規(guī)則是相關的時，這些其它模塊更新它們的局部交通數(shù)據(jù)庫62。

一旦第二列車實際上離開站點，模塊60停止更新關于第二交通工具的校正的出發(fā)時間的設置點，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給其它局部監(jiān)管模塊60和相關操作系統(tǒng)。

可以實現(xiàn)不同類型的規(guī)則或規(guī)則組以動態(tài)地修改時間表、重新定義交通工具的分配、修改交通工具在兩個站點之間的動態(tài)等等。更一般地，設置點可以通過規(guī)則或規(guī)則組來生成，以影響操作系統(tǒng)能夠調(diào)整的任何參數(shù)。

第二級

第二級12用于評價整個多模式網(wǎng)絡上的全局情況以及使用運輸規(guī)劃來管理多模式網(wǎng)絡。

全局監(jiān)管模塊20被配置為以三種可能模式工作。

在第一運行模式或標稱模式下，模塊20自動地或通過操作者干預以及基于多個參數(shù)來選擇多模式網(wǎng)絡的運行簡檔。

在運行數(shù)據(jù)庫24中，每個簡檔與在選擇所關注的簡檔時每個模塊60必須執(zhí)行的運行規(guī)則組相關聯(lián)。

例如，在預定義簡檔中，存在：“高峰時間”簡檔，其運行規(guī)則優(yōu)先考慮用戶流量(有利于沿著大量用戶所使用的線路環(huán)行)；“非高峰時間”簡檔，其運行規(guī)則使得能夠優(yōu)先考慮具有較少服務的站點(延遲頻率低的列車以允許用戶進行其連接)；或者節(jié)能簡檔(不是通過保留在站點處，而是通過限制列車在兩個站點之間的速度，在延遲的情況下使列車環(huán)行)。

用于選擇簡檔的參數(shù)例如包括確定其是涉及非高峰時間還是涉及高峰時間的當日時刻，等等。

一旦選擇了簡檔，就從數(shù)據(jù)庫24讀取與相應簡檔相關聯(lián)的規(guī)則，并將所述規(guī)則發(fā)送到每個模塊60以便執(zhí)行。

應當注意的是，在數(shù)據(jù)庫24中預定義運行規(guī)則。每個規(guī)則由受到相應規(guī)則的實現(xiàn)影響的單模式網(wǎng)絡的各個操作者與多模式網(wǎng)絡的操作者之間的運行分析而產(chǎn)生。

在第二運行模式或“超載”模式下，監(jiān)管模塊20根據(jù)特征事件來分析網(wǎng)絡行為的演進。

更具體地，運行數(shù)據(jù)管理模塊40能夠確定多模式網(wǎng)絡上的交通的即時狀態(tài)。交通的即時狀態(tài)例如可以包括多個變量，每個變量與多模式網(wǎng)絡的點處負載水平相關聯(lián)。

為此，模塊40從不同的信息源收集數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以是由單模式網(wǎng)絡的監(jiān)管系統(tǒng)傳遞的運行數(shù)據(jù)、上下文運行數(shù)據(jù)(例如天氣數(shù)據(jù))或者由照相機傳遞的監(jiān)視數(shù)據(jù)。不同類型的這種信息被模塊40聚合以獲得即時狀態(tài)。

將即時狀態(tài)存儲在歷史數(shù)據(jù)庫22中。

模塊40能夠?qū)⒓磿r狀態(tài)與先前狀態(tài)進行比較，以確定交通的即時狀態(tài)的改變，尤其是負載水平的變化。接下來將這樣的狀態(tài)改變信息與存儲在歷史數(shù)據(jù)庫22中的類似信息進行比較以識別特征事件，其中特征事件是交通超載情況的前兆。

將所識別的特征事件實時地發(fā)送到全局監(jiān)管模塊20。

基于接收到的特征事件的類型，模塊20隨后能夠采取使得能夠避免飽和雪崩現(xiàn)象的對策。

這些對策包括在一個模塊60或另一個模塊60上逐一地部署新的運行規(guī)則。再一次地，這些規(guī)則是在運行規(guī)則數(shù)據(jù)庫24中預定義的。

不同的局部監(jiān)管模塊60所執(zhí)行的這些新運行規(guī)則使得能夠更好地保留網(wǎng)絡的運輸容量，以避免可能惡化網(wǎng)絡的整體性能的擁塞。

這種運行模式旨在處理故障，例如在多模式網(wǎng)絡中識別的重復發(fā)生的交通延遲或瓶頸。

在第三運行模式或降級模式下，全局監(jiān)管模塊20在多模式網(wǎng)絡的一部分不可用時(例如，在乘客意外或不可用的基礎設施情況下)對該網(wǎng)絡進行監(jiān)管。

當模塊40已識別到指示故障的特征事件時，將情況文件發(fā)送到模塊50。同樣，模塊60可使主要的混亂擴大到模塊20。

數(shù)據(jù)庫52包括針對多模式網(wǎng)絡的不同的預定義重配置場景。每個場景與情況文件相關聯(lián)，并且情況文件與多個可能的重配置場景相關聯(lián)。例如，如果在站點處的線路上檢測到超載，則場景可以包括：在所確定的持續(xù)時間期間避免使用相應的運輸手段；在上游站點中受影響線路上保持交通工具；或者委托改道線路上的交通工具。

模塊50隨后能夠分析與情況文件相關聯(lián)的每個場景的實現(xiàn)對管理所檢測到的故障的影響。例如，對這些場景的每個執(zhí)行預測算法，以確定這些場景中的最佳場景，這考慮到了相關運行參數(shù)，例如多模式網(wǎng)絡的不同換乘站點的重新同步，或者返回到正常交通，或者多模式網(wǎng)絡的重配置時間的減少。

導致多模式網(wǎng)絡的容量最大化的場景被選擇作為最佳可能場景。模塊50因此使得能夠預料場景的實現(xiàn)對交通狀態(tài)的影響。模塊50構(gòu)成操作者的決策輔助。操作者選擇在交通狀態(tài)方面能夠提供對故障的最佳響應的場景，并將該場景發(fā)送給全局監(jiān)管模塊20。

更具體地，由于每個場景與數(shù)據(jù)庫52中的多個運行規(guī)則相關聯(lián)，模塊20將與最佳場景相關聯(lián)的運行規(guī)則發(fā)送到每個模塊60，使得這些模塊實現(xiàn)這些運行規(guī)則，以例如通過以下方式有效地對多模式網(wǎng)絡的運行進行重新配置：例如，使得單模式網(wǎng)絡的線路的一部分不可用；重新定義在該單模式網(wǎng)絡或相鄰單模式網(wǎng)絡上環(huán)行的交通工具的分配以及因此帶來的時間表；或者委托旁路線路和替換交通工具。

當然，可以根據(jù)需要定義額外的模式。