智能交通研究现状范文

时间:2023-12-05 18:05:57

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智能交通研究现状

篇1

关键词:智能交通系统(ITS) 对策研究 交通信息化

中图分类号:C35 文献标识码: A

一、什么是智能交通系统(ITS)

智能交通系统(ITS)的英文全称是Intelligent Transportation System,是在比较成熟的交通基础设施之上,将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术及计算机技术合成运用而建立的综合交通运输管理系统。最初由美国在20世纪90年代提出并得到迅速发展,也是我国未来交通系统的发展方向。智能交通系统(ITS)可以提高现行交通系统的有效性和可控性,能有效减少事故、降低污染物的排放,从而建立一个高效、便捷、环保的综合智能交通体系。

二、我国智能交通发展的现状

我国从上世纪90年代开始重视并逐步开展智能交通系统(ITS)的研究,随着信息技术和计算机控制技术的的快速发展,我国加快了对智能交通关键技术的研究步伐。科技部从96年开始组织了一系列智能交通技术国际交流和合作,从而促进国内智能交通技术的研究和开发。

目前,中国的智能交通系统建设还处于初级阶段,在智能交通的规划上面应优先实施投资少,收益高的项目,比如:城市绿色交通通道、公共汽车有线通道(BRT)、地铁和公共汽车的智慧卡收费和收费数据库互联、城市交通监控与管理等。

三、目前我国智能交通存在的主要问题

(一)、我国产业链、技术创新、研发严重脱轨

以前我国智能交通研发没有形成产业链,由国家资助研究的智能交通领域项目没有产业化,更不要谈应用了。而西方发达国家却早已形成了智能交通系统相关产业链,并规模化生产。目前,我国智能交通企业群体虽然数量众多,多达2000多家,但只是局限于系统集成,而且技术含量不高。在技术创新、规模、品牌和未来主导方向等方面的企业相对缺乏。这是“十二五”期间国家重点扶持和亟待解决的问题。

(二)、智能车路协同技术和智能车载系统的研究才刚刚起步

目前国内智能车载系统还处在初期发展阶段,主要从国外引进应用系统。智能车路协同技术的研究也是刚刚开始,对环境的感知技术,尤其是在高速状态下对远距离环境的感知和传感器在网络化条件下对环境信息的感知尚缺乏有效手段。我国在基于多传感器集成复杂驾驶环境感知技术、以安全和舒适度为目标的具有增强“感官”性能的辅助安全驾驶技术、综合性车载信息服务平台技术、以及基于网络的三维全景导航技术等方面与国外同行还存在很大的差距。

(三)、智能化交通控制技术基本上依赖进口

目前国内城市交通控制系统产品几乎完全从国外进口,典型产品包括SCOOT、SCATS以及RHODES系统。经过实际应用这些系统并不适合中国特有的交通模式。特别是我国大城市交通网络极为复杂、车多人多,需要符合本地实际需要的智能化交通控制技术体系。只有建立起符合中国国情的智能化交通体系,才能真正有效缓解城市交通拥堵,改善交通环境。

四、中国智能交通发展战略研究

(一)、大力培养和引进智能交通技术人员

目前,我国智能交通技术人才缺编严重,亟需大量相关技术人才。能否建立起相关人才体系,是保证我国智能交通建设发展壮大的关键。因此,我们要以相关高校及科研单位为依托,及时向国外同行开展技术交流活动,通过开展相关重点科目的研究,为我国智能交通系统培养高质量的智能交通专业人才。

(二)、积极推动智能交通技术产业化

要想更好的发展一项技术,重要的途径就是将其产业化,智能交通技术的发展也不外乎如此。我国要逐步建立相关新技术推广转化机制和专利保护机制,建立便于智能交通科研成果转化平台,使其能够尽快转化为经济和社会效益。要尽快把目前已经成熟的、具有强大市场潜力的智能交通新技术加快推广应用,化技术为成果得以实际应用。

(三)、针对智能交通成立相关技术管理机构,建立健全行业标准规范,有效整合行业资源

目前,我国智能交通技术的研究开发还没有全国统一的领导机构,而国外却早已成立。如日本的VERTISITS、美国的 America及欧洲的ERTICO组织,负责统一制定本国智能交通的发展战略及行业技术标准。通过相关机构,加强智能交通发展上的宏观调控,整合优势资源,减少局部冲突和资金浪费。我国综合运输体制建设已逐见成效,但相关政府管理智能还各自为政,各种运输方式、各地政府管理智能还不够明确,在某些方面还存在土政策、图标准。这些因素非常不利于智能交通系统的发展。因此我国要尽快建立国家级智能交通系统管理机构,领导推进全国智能交通系统的协调发展。

综上所述,随着我国工业化与城市化进程的快速发展,我国路网结构日趋强大完善。智能交通技术的实施给我国日益严重的交通压力带来了希望。智能交通技术的应用将进一步增强道路安全、提高运行效率同时降低交通给环境带来的负面影响。智能交通技术的蓬勃发展也将促进相关行业进行产业升级,带动相关产业发展,优化国家产业布局,促进经济和社会发展。

参考文献:

[1]. 潘 琪,智能交通;促进城市交通可持续发展的最佳途径-杨兆升教授访谈录[J].综合运输,2010(7):85-89.

[2] 严新平,吴超仲,中国智能运输系统发展现状与趋势[J].交通企业管理,2001(11):57-59.

[3] 陈超,吕植勇,付珊珊,彭琪.国内外车路协同发展现状综述[J].交通信息与安全,2011,1(29);102-105.

[4] 李清泉,熊伟,李宇光.智能道路系统的体系框架及关键技术研究[J].交通运输系统工程与信息,2008,(1):40-48.

篇2

关键词:县域城镇 智能交通 建设与应用 基本流程

中图分类号:U495 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0225-02

进入21世纪后,智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,简称ITS)在世界各国有了长足的发展,特别是在治理交通拥堵、保障交通安全和提升交通管理效率等领域的应用,基本形成了大中城市的ITS体系框架。随着我国城镇化进程的加快,县域城镇面着大中城市所出现的交通拥堵、出行不便以及道路交通安全等问题,而我国县域城镇智能交通的发展缺乏系统性研究,其应用建设尚未形成与之相适应的发展模式,建设主体部门和建成后主管部门不明确,制约了我国县域城镇交通智能化的发展速度。因此,研究县域城镇智能交通应用建设的基本流程有助于明确县域城镇智能交通应用建设思路,对指导我国县域城镇智能交通协调可持续发展有十分重要的意义。

1 县域城镇ITS建设应用现状分析

目前,在我国经济较为发达的县域城镇已经将交通信息采集与、交通信号控制与管理、交通应急指挥和违法行为监测等智能交通技术应用于交通管理中,为县域城镇交通安全、畅通和高效的运行提供了保障。虽然我国县域城镇智能交通发展取得了不少成效,但我国县域城镇智能交通建设与应用也面临着亟待解决的问题:

1.1 缺乏有效的工作协调机制

随着我国城镇化进程加快,县域城镇交通出行需求要来越高,交通出行需求与道路供给的矛盾在短时间内尚不能完成解决,这就需要交通管理部门充分利用现有资源,最大化的满足居民交通出行需求。ITS建设应用是一个需要多部门如公安交警部门、规划部门、交通部门、建设部门和财政部门等共同协同完成,在调查的423个县中,有93%的县由于缺乏路网规划与ITS发展间的协调机制以及各部门间的协调机制,造成交通管理工作效率不高。

1.2 县域城镇ITS建设和维护资金得不到保障

经调研,县级公安交警部门经费来源主要有财政拨款、罚没返还和规费收入、燃油税提取和其他收入五个渠道,其中罚款返还和规费收入成为维持交通管理工作正常运转的主要经费来源;同时从ITS的社会效益角度分析,政府应该成为投资主体,但是ITS投资规模很大,政府财力有限。由于我国大多数县级政府尚不重视ITS建设,因此申请财政资金渠道困难,导致导致相关ITS项目建设不能如期完成,影响整个县域城镇ITS的发展。

2 国内外ITS建设应用模式分析

从世界各国ITS的发展历程和建设应用来看,各国对ITS建设应用模式都进行了初步的研究,大体上可以归纳成3种形式:顺序建设应用模式、整体建设应用模式和需求建设应用模式。

2.1 顺序建设应用模式

顺序建设应用模式又分为推式(自上而下)和拉式(自下而上)两种。推式总结为:顶层规划、市场引导、分布实施,典型代表有美国、广州等。拉式是在ITS的初始阶段系统各自开发的,最后形成一个总体体系,典型代表有日本。推式和拉式比较而言,拉式在不断发展过程中会出现系统兼容性不足等缺点。

2.2 整体建设应用模式

整体建设应用模式是先整体后局部,点和面兼顾的一种方式,典型代表如欧洲在ITS的后期发展阶段。西方在60年代后期交通状况日益恶化,美、日、德等国即开始研究高新技术在道路交通上的应用,希望运用3C技术来改善交通状况,开发了先进的交通信号控制系统和路线导航系统,以及与之配套的智能化交通电子设施,使智能交通成为了一个新兴行业。

2.3 需求建设应用模式

需求建设应用模式是以城市需求为主要切入点,典型代表为中国各大中城市。中国城市智能交通在各个方面都借鉴国外的先进技术,再结合中国的不同城市的需求、规划特点建设出符合城市发展的ITS模式。例如:北京市是以交通管理系统、公共交通系统以及从公众角度出发的交通综合服务系统的建设为主。

3 县域城镇智能交通应用建设思路

3.1 应用建设原则

(1)遵循国家政策和标准:县域城镇智能交通规划应依据国家相关现行标准和指导意见开展规划工作,使县域城镇智能交通规划与国家政策相衔接。(2)经济实用,因地制宜:以县域城镇道路交通发展对智能化管理的实际需求为牵引,以县域城镇道路交通特点和长远发展为基础,充分结合当地经济发展情况,控制县域城镇智能交通应用建设投入,节约投资成本。(3)规划先行、应用为先:通过县域城镇智能交通专项规划,明确规划期间的建设目标和主要任务,指导当地智能交通在未来一段时间内的发展方向和建设应用工作。(4)分步实施:在县域城镇智能交通系统建设过程中,县有关部门要根据规划并结合实际情况,分步实施智能交通系统建设的各项工作,集中有限的资金做好重点项目的建设,做到步步见成效、步步见效益。(5)可持续发展原则:县域城镇智能交通应用建设必须与当地的经济、交通发展相适应。既要立足解决当前交通存在的各种问题,提高道路通行能力,又要着眼长远可持续发展,提高交通管理的智能化水平。

3.2 应用建设基本流程

结合上文对我国县域城镇智能交通应用建设现状及国内外建设模式分析,提出如图1所示的县域城镇智能交通应用建设基本流程。

(1)提出应用建设需求:县级公安交通管理部门根据实际管理需要,向县政府提出道路交通管理存在的问题和智能交通应用建设的需求,明确解决交通管理问题的紧迫性和发展智能交通的必要性。县政府主导建立协调工作机制,组织县公安局、规划局、交通局、财政局和县建委等相关职能部门对智能交通应用建设需求进行审议。审议通过后对项目立项,同时建立管理保障机制,明确建设和维护资金及资金配套部门。

(2)智能交通系统专项规划与设计:从我国县域城镇智能交通发展现状来看,县域城镇智能交通的实施并没有以系统的规划为基础,缺乏指导县域城镇智能交通建设的专项规划方案。由公安局会同交通局和规划局等部门,组织规划设计单位编制科学、合理的县域城镇智能系统规划方案,明确县域城镇智能交通的发展方向和目标,应用建设的内容以及实施计划,保证县域城镇智能交通健康、有序、规范及协调发展。

(3)项目建设实施:项目领导小组和相关部门对项目招投标、合同签订、工程施工等阶段进行管理。县域城镇智能交通系统建设项目的建设单位在项目执行过程中必须严格按照审批的设计方案执行,不得擅自变更。项目须在完工并试运行三个月以上的基础上进行验收。项目建设单位申请项目验收时,应提交项目所有验收材料;验收工作完成后,验收组写出验收工作报告;项目验收合格后,可以投入正式使用。

(4)管理与维护:设备管理与维护包括业务应用系统管理与维护、计算机网络管理与维护和系统设备管理与维护,确保智能交通外场设施和管理系统可靠、稳定地运行。

(5)应用建设保障机制:县域智能交通应用建设保障机制包括组织保障、管理保障、运行保障和安全保障机制,以保障县域城镇智能交通的建设实施与可持续发展。组织保障主要是建立项目领导、项目工作和人才建设机制,确保县域城镇智能交通建设与应用有序进行;管理保障主要是建立项目管理、资金管理、实施管理和成果管理机制;运行保障主要是业务应用系统的运行保障机制系统设备的运行保障机制;安全保障主要是对智能交通物理平台层、网络平台层、系统平台层、应用平台层以及人员的信息安全运行保障机制。

(6)智能交通建设及应用效果综合评价:运用智能交通综合评价方法,对县域城镇智能交通的应用建设进行评价,分析县域城镇智能交通建设成果和实际应用效果,使交通管理者充分认识到智能交通的发展对交通管理带来的经济、社会效益以及需要改进的地方,使交通管理者和设计者能够更好地对县域城镇智能交通系统进行调整、改进和优化,最大化地发挥智能交通系统在交通管理中的作用。

4 应用实例

当涂县是安徽省的经济强县,为满足当涂县日益增长的交通需求,一方面需要通过交通基础设施建设完善交通出行环境;另一方面需要运用智能交通技术,充分挖掘交通基础设施的服务潜力,实现交通信息化、数字化和智能化管理,改变传统交通管理模式,提高交通管理工作效率和交通综合服务水平。当涂县智能交通示范工程应用建设在综合考虑当涂县道路基础设施建设、交通需求以及交通发展目标的基础上,充分借鉴国内外智能交通系统建设经验和研究成果,制定当涂县智能交通示范工程应用建设的基本流程如图2所示,为当涂县智能交通发展提供了明确的应用建设思路。

5 结语

本文提出的县域城镇智能交通应用建设思路方案是基于国内外城市智能交通的建设经验,并结合我国县域城镇的发展情况及交通特点,提出了适合县域城镇智能交通建设的基本流程和思路方案。从以当涂县智能交通建设实例可看出,建设思路方案对县域城镇智能交通协调可持续发展具有重要的指导意义。

参考文献

[1]王炜,过秀成.交通工程学[M].南京:东南大学出版社,2011.

篇3

关键词 物联网;发展现状及存在问题;智能交通系统;应用

中图分类号:TN929 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)041-106-01

目前,我国的信息化技术不断发展,物联网技术也受到国家政府以及企业越来越多的支持和重视。作为走在国际最前沿的一项新技术,它被誉为:“技术的第四次产业革命”,在国家五大战略性新兴产业中,已被国务院上升到第二位。介于物联网关系到信息资源以及未来网络的应用,物联网将在推动世界迅速发展中占主导地位。

1 物联网概述

随着计算机、互联网以及移动通信网的广泛应用,物联网产业已经成为继它们之后的第三次世界信息产业发展浪潮。物联网概念第一次被提出是美国麻省理工大学Auto.ID实验室在1999年提出的,当时被称为EPC系统。它是通过信息传感设备,包括:RFID技术、红外感应、激光扫描器、各类传感设备装置、全球定位系统以及视频识别技术等,依照约定的协议,根据实际需要来完成物品互相联通的网络连接,然后进行通信以及交换信息,以至达到智能识别、定位、跟踪、监控以及管理的智能系统。

2 物联网发展现状及存在的问题

物联网技术的发展在我国起步比较早,所以现阶段在技术与标准等方面也存在一定的优势。在1991年,施乐公司的首席科学家Mark Weiser在《科学美国》这本权威杂志上对于计算机的发展前景作出了大胆的预测,也就是物联网最早时候的萌芽状态。而中国在1999年有了传感网定义,并且开始了传感网的研究与开发,因此逐渐有了物联网的雏形。

感知、传输、处理、实现、及时、精确、全面地获取和处理信息是物联网技术发展的重要环节。根据相关不完全统计,我国物联网市场规模在2010年几乎达到两千亿元。在标准研制与技术研发中也取得了重大突破,我国在多领域实施了技术攻关措施达到了较好的效果,其中包括:通信协议、芯片、智能计算机、协同处理以及网络管理等。现阶段,我国在诸多领域应用了物联网技术,如:环保、物流、医疗、农业、电力、交通、安防等,并且这些物联网应用模式逐渐走向成熟。

虽然我国在物联网应用及发展中取得了一些进步,但应该清楚我国在物联网发展中还存在很多不足。主要表现为:带头精英企业少,信息安全方面不完善,技术产品差,规模化应用不多,应用水平不够高,高端综合集成服务能力弱等。

3 智能交通系统的概述

随着城市化建设的不断发展,交通越来越阻塞,交通事故也随之频繁发生,然而传统的应对措施根本无法彻底解决交通问题,智能交通系统应运而生。

智能交通系统是把多种技术有效集成应用在交通领域的综合管理体系,其中包括:通信技术、传感技术、微处理技术以及信息技术。其目的在于改善交通情况,建立交通工具、驾乘人员以及道路三者互相的动态联系,使驾驶员能在有效时间内清楚道路交通和车辆情况,使行车路线得到优化,降低了交通事故的发生率,保证了环境质量。智能交通系统是物联网技术在交通系统中的高效应用,它将信息高速公路与实体高速公路恰到好处的融合在一起,现阶段智能交通系统还没有得到普及,但已经有很多国家包括我国在内都已经在进行进一步的研究。

4 发展智能交通系统的必要性

城市交通问题多,主要体现在以下几个方面:

1)没有快速路走廊,道路比例失衡。

2)车辆的发展速度过快。虽然城市的道路一直在进行不断的完善,在长度和面积上都有很大的增长,但与车辆的增长速度相比较还是处于落后状态,因此也导致了交通状况的不断恶化。如此看来,目前的交通设施已经达不到交通路况的需要。所以,只是纯粹的依靠道路建设,很难彻底解决交通问题。只有在进行道路建设的同时加快智能交通系统的建设,才能彻底有效的改善交通状况。

3)交通政策不完善,管理技术不够强,导致交通堵塞,交通效率不高。

5 智能交通系统的总体架构

早期的智能交通系统被称为智能车辆道路系统,简称:IVHS。因为各个地方的国土面积、人口数量、密度和分布情况、汽车拥有量以及人均道路拥有量等都不一样,所以通常由政府组织开展智能交通系统的规划。鉴于如今的交通发展趋势,智能交通系统可分为以下几个支撑系统:

1)动态路线引导系统,简称:DRGS。

2)车辆运行管理系统,简称:MOCS。

3)安全驾驶支持系统,简称:DSSS。

4)智能图像处理系统,简称:IIIS。

5)紧急救援与公众安全系统,简称:HELP。

6)公交优先系统,简称:PTPS。

7)先进车辆信息系统,简称:AMIS。

8)环境保护管理系统,简称:EPMS。

6 物联网在智能交通系统中的应用

6.1 Telematics通信服务系统

Telematics车联网系统具有通信控制功能以及强大的计算功能,由专业公司提供相关服务需要。首次开展此项业务的是QnStar公司以及美国通用汽车公司。迄今为止,全世界已经有六百多万辆汽车在使用,其中我国也已经开通了这项服务。紧急救援、导航系统、碰撞自动求助以及车辆防盗等服务都是OnStar公司提供的。

6.2 互动式公交车站

互动式公交车站EyeShop系统的初始构想是实现人与自然的互动,在不受限制的空间内提供不收费的服务,使得公众在等车的时候也能实现查询多种信息、规划旅游线路以及进行阅读和娱乐等。并且该系统提供娱乐互动空间,如:互动式地图、公告栏、个性分类广告、电子涂鸦以及路线规划等。

6.3 V2V汽车防碰撞预警系统

V2V汽车防碰撞预警系统是由美国通用汽车公司最早发行的防碰撞与防追尾的预警系统,它的原理是当两车在距离比较近时,便会发出提示的警报,警示两车的驾驶员要提前进行防范。

7 结束语

本文对物联网的概念、发展现状与问题以及智能系统的总体架构和应用进行了完整的表述,通过结合我国交通的实际情况作出了物联网在智能交通系统中应用的初步分析。综合上述可以看出,物联网为中国的信息化产业的发展提供了一个难得的机会,并且已经受到国家的重视以及支持。随着物联网在智能交通系统中的应用,信息革命将再度被引领,使我国信息化产业走向更强。

篇4

关键词:国内外;职能公交;技术发展;动态

中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 13-0000-01

Domestic and International Developments in Intelligent Transportation Technology

Chen Qibing

(Passenger traffic management at Nanjing,Nanjing210029,China)

Abstract:Into the information age,rapid economic development and the accelerated process of urban modernization,cities constantly expanding,the pace of rural urbanization is accelerating.Public transport,the priority development of the world's major cities of the industry is facing unprecedented pressure.Traditional management methods are no longer able to meet this fundamental change,and an advanced intelligent management is very necessary.

Keywords:Foreign;Functions of public transportation;Technology development;News

一、引言

公交智能化技术,能使公交管理者及时了解到任一时刻,在任何一条线路上,任何一辆车的各种信息。如运车辆的运行速度,位置,载客量等情况,当然也能使车站上候车的乘客清楚了解,需要等待的时间,车上乘客多少等情况。同时也能给管理者和决策者提供全市公交运行周,月,年的综合信息资料(例如不同线路,在一天中的不同时段,在不同区间的客流情况)。使他们在做出调度,调整的决策时,有科学的依据。从而更加经济有效的来解决这一复杂的问题。

二、国外发展现状与趋势

国外各级政府和组织都非常重视智能公共交通系统的发展和研究,美国城市公共交通管理局1998年开展智能公共交通系统的研究,基于动态公共交通信息的实施调度理论和实时信息理论,以及使用先进的电子、通讯技术提高公交效率和服务水平的实施技术。日本城市公共交通智能化的发展已经历了公共汽车定位系统、公共交通运行管理系统到城市公共交通综合运输控制系统的三阶段,通过掌握运行的状况以及积累乘客数据而实现平稳的公共交通运营服务。欧洲主要通过实施公交优先政策,比如设立公交专用道,为公交车提供优先通行信号,布设智能公交监控与调度系统等措施缓解城市交通压力。

欧洲在ITS应用方面的进展介于日本和美国之间。目前正在进行Telematic的全面开发,计划在全欧洲建立专门的交通(以道路交通为主)无线数据通信网,正在开发先进的出行信息服务系统(ATIS),先进的车辆控制系统(AVCS),先进的商业车辆运行系统(ACVO),先进的电子收费系统(AETC)等。

国外智能公共交通的发展提供了很多有益的经验,如设立公交专用道,为公交车提供优先通行信号,布设智能公交监控与调度系统等措施,但最核心的是美日欧等发达国家均建立大型系统,旨在提高公交车辆运行速度和公交服务质量以吸引公众乘坐公交车出行。从而有效地缓解了城市交通压力,解决了城市交通问题,并取得了明显的社会经济效益。

进入二十一世纪以后,美国、日本、加拿大、英国、韩国等国家都投入了较大的人力和物力从事智能公共交通系统研究,在国际上处于领先地位,并已取得了显著的成果。目前,智能公共交通系统的研究已经进入了综合管理的时代,强调APTS的信息采集、处理、集成和输出的服务。

三、国内主要城市发展现状与趋势

根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》内容,科技部于2006年启动实施“十一五”国家科技支撑计划“国家综合智能交通技术集成应用示范”重大项目,设立北京奥运智能交通管理与服务综合系统、上海世博智能交通技术综合集成系统、广州亚运智能交通综合信息平台系统、国家综合智能交通发展模式及评估评价体系研究等7个课题研究,以提供人性化交通运输服务、发展交通系统智能化技术和安全高速的交通运输技术为研究重点。

在制定科技发展“九五”计划和2010年长期发展规划时,交通部就将发展智能交通列入计划,开展了ITS发展战略研究。1998年,在国家质量技术监督局指导下,交通部正式批准了ISO/TC204中国委员会,该委员会把推进中国ITS标准化作为主要任务。国家相关部委已成立了全国智能交通协调小组,并完成了“中国ITS体系框架”、“中国ITS标准体系框架研究”、“智能运输系统发展战略研究”等一批智能交通发展重点项目。

对于智能公交发展战略,2004年6月25日,总理做出批示:“优先发展城市公共交通是符合中国实际的城市发展和交通发展的正确战略思想”。2004年6月24日,曾培炎副总理批示:“建设部要进一步采取措施,引导各地优先发展公共交通,促进城市健康发展”。近年来,随着我国公交优先发展的一系列政策出台,智能公交行业得到了快速发展。

2010年6月8日,交通运输部科技司副司长洪晓枫在“十二五”智能交通发展战略思考的演讲中透露,“实现全国大中城市公交使用者,能够在任何时间,任何地点,通过其熟悉的方式,获取所需要出行计划和实时出行信息,提高公交吸引力和分担率,缓解城市交通拥堵,便利人们出行”已经成为交通运输部下一阶段工作发展思路和目标导向。“十二五”期间智能公交的发展令人关注。

目前,我国发展智能公共交通系统最典型的现状可以从举办2008奥运会的北京、2010世博会的上海、2010亚运会的广州来体现。

奥运期间,北京市部分公交车安装了GPS全球定位系统,数据实时传输到调度台和监控位置,34条奥运公交专线、3500多辆公交车,在系统的统一调度下有序运行,把人们从北京的四面八方输送到奥运场馆。截止2008年底,上海已有7378辆公交车安装使用了车载智能系统,其中巴士集团完成5887辆,覆盖率达75%;强生公司完成834辆,覆盖率达90%,覆盖了内环线内的230条线路,30多个公交起讫站安装上了全球眼站点监控系统。广州在8667辆公交车安装了2.6万个摄像头。广州公交视频监控系统将成为全国规模最大的公交车视频监控系统。按照公交视频监控系统的建设要求,每台公交车至少将安装3摄像头,系统具备实时报警、GPS定位与数字视频录像(存储7天以上)功能。

江苏省内的智能公共交通系统也发展迅速。苏州通过建立统一的公交数据交换平台,创新性地开发集成了智能公交信息管理系统,实现了对公交运行的动态跟踪、监管、统计分析和信息服务等功能,探索建立了集服务社会公众、公交企业和行业管理部门于一体的城市公交信息管理系统。经在苏州7家公交企业等单位运行表明,系统达到了设计要求,能满足苏州公交智能化管理需求。

篇5

关键词:智能交通;智能交通系统;物联网;

【分类号】:TG333.2

一、引言

随着经济的发展和人民生活水平的提高,“以车代步”已成为一种普遍的社会观念,因此一个国家的道路建设速度永远赶不上汽车的增长速度,交通拥堵越来越严重。现行的限购、限号等政策,不能够从根本上解决问题,伴随着物联网技术的兴起,可以用物联网下的智能交通系统的构建来解决。有效解决目前交通拥堵的关键是实现道路利用率的最大化,这就需要对现有路况下的人、车、路进行有效的监控。因此,智能交通应运而生。

二、物联网和智能交通系统的发展现状及发展趋势

1.物联网发展现状和发展趋势

目前,全球物联网产业的发展还处于初级阶段。全球物联网仍处于概念、论证与试验阶段,处于攻克关键技术、制定标准规范与研究应用的初级阶段,但已具备较好的基础。未来几年,全球物联网市场规模将出现快速增长,据相关分析报告,2007年全球市场规模达到700亿美元,2008年达到780亿美元,到2015年全球市场规模将接近3500亿美元,年增长率接近25%,未来十年物联网将实现大规模普及。西方发达国家对物联网高度重视,并将其作为未来发展的重要内容。以物联网应用为核心的“智慧地球”计划也得到了奥巴马政府的积极回应和支持,其经济刺激方案将投资110亿美元用于智能电网及相关项目。

“智慧地球”是物联网发展的一个愿景,M2M是目前重点发展领域和物联网的主要表现形式。M2M是“机器对机器(Machine to Machine)通信”的简称,即通过通信网络实现机器之间的互联、互通。M2M既是物联网四大支撑技术之一,也是物联网在现阶段的最普遍应用形式,在欧洲、美国、韩国、日本等国家实现了商业化应用,例如安全监测、机械服务和维修业务、公共交通系统、车队管理、城市信息化等领域。

2.智能交通系统及其发展现状

智能交通系统是在较完善的道路设施基础上,将先进的电子技术、信息技术、传感器技术和系统工程技术集成应用于地面集团交通管理所建立的一种实时、准确、高效、大范围、全方位发挥作用的交通运输管理系统它具有以下作用:充分发挥现有交通基础设施的潜力,提高运输效率,保障交通安全,缓解交通拥挤,改善环境保护。

我国现有的智能交通管理系统还处在初级起步阶段,多以人工干预和管理为主,路面上的信息采集点较少,车辆的管理不够集中,系统独立运作,缺乏统筹规划和技术手段落后是造成上述现象的主要原因所在。

三、面向智能交通系统的物联网体系结构

智能交通系统与物联网相结合,实际上是构建了一种全新的智能化交通系统。两者结合可以将以物联网为代表的智能传感技术、信息网络技术、通信传输技术和数据处理技术等有效的集成,并应用到整个的交通系统中。可以提高交通系统的运行效率,减少交通事故,降低环境污染,促进交通管理及出行服务系统建设的信息化、智能化、社会化、人性化水平。未来的智能交通系统应包含交通管理与规划、出行者信息服务、车辆运营管理、电子收费、智能车辆、紧急事件与安全、综合运输、自动公路、汽车移动物联网这9大领域。但这9大领域中,每一个都与物联网技术息息相关,下面只将一部分领域中应用的物联网知识作简要介绍。

交通管理与规划领域的建设应包括先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统,这三部分内容。而这三部分内容又分别包括全方位的交通信息采集与路网状态监控、在大量的交通基础设施上部署各类先进的传感设备实时获取状态信息、将基于智能交通系统和物联网的基础设施建设中获取的大量信息资源提供给规划人员等。汽车移动物联网是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下,交通系统中的人、车、路等组成要素的泛在感知能力将逐渐成为现实,这相当于提供了覆盖率极高的信息采集和终端。在物联网的环境中,以汽车移动计算平台为核心,利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化,建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。

车联网利用车载电子、标准信源、传感网络等技术手段实现车辆的信息采集,利用无线射频识别(RFID)、专用短程通信(DSRC)、广域无线通信等技术实现车辆的信息互联,基于信息网络平成对车辆的静态、动态信息的深度挖掘与综合利用,并根据不同的功能需求实现车辆的合信息服务和监管。通过在物体上植入各种微型芯片,使物体变的智能化,变的可感知和识别,甚至具有主动或被动、单方向或双方向的信息交流能力,然后借助无线通信技术实现人和物体、物体和物体之间的相互交流。车联网是物联网与智能交通系统相结合的产物,通过安装必要的车载设备,使车辆具备信息交流的能力,通过无线互联技术充分利用车辆的身份、属性、位置和行驶状态等信息,发现其中的应用价值,并以此来满足车联网参与各方的需求。通过车联网,汽车具备了高度智能的车载信息系统,进而能够随时获得即时资讯,做出与交通出行有关的明智决定。

面向智能交通系统的物联网体系结构,在逻辑上划分为硬件、系统软件、应用软件三个层次。各个环节分别在各个层次上有着不同的体现。在硬件平台层,包含了数据中心所需的强大的电源支持设备、大量数据存储设备、高性能的计算芯片等,数据处理和信号处理也是其中的一部分。在系统软件层,包含了数据中心所需的满足高可靠要求的服务器操作系统软件、高效的系统管理软件、数据库管理系统软件、通信管理软件、系统诊断程序等,也包含了车载设备、路侧设备上使用的实时操作系统、专用的图像接口、语音功能组件等。在应用软件层,覆盖的内容更加的丰富多彩,在与车辆相关的智能交通领域,包含编队行驶控制软件、商业管理软件、道路管理软件、智能化交通控制软件、车辆导航软件等。

面向智能交通系统的物联网体系的实现需要多种关键技术的综合应用,包括标准信源技术、传感网络技术、专用短程无线通信技术、广域无线通信网络技术等,而在我国部分关键技术还有待突破。车辆传感网络和道路传感网络,共同实现车辆、道路、交通、环境状态的全面感知,在与之相关的传感器技术领域,很多核心技术都还没有掌握。众所周知,我国的通信网络带宽在世界主要国家中处于落后水平,目前的3G网络带宽并不能满足为来对图像和流媒体的传输需求,同时我国的通信服务性价比较低,较高的通信成本同样有可能成为面向智能交通系统的物联网发展的商业瓶颈。

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近年来,互联网的普及和发展给社会经济建设和人们生活带来了巨大的变化。随着“智慧城市”、“智能交通”、“物联网”新概念的提出,普及先进的智能技术,推动各方面产业的升级和转型,使各个领域又面临一场新的技术革命。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和“十二五”规划中,智能交通(ITS,IntelligentTransportationSystems)已被列入交通运输业优先发展主题,在交通运输领域广泛采用智能技术建立交通物联网络,已成为发展智能交通的优先途径,也是各级政府和交通专家最为关注的话题。打造国际一流的人性化、捷运化、信息化和生态化的交通物联网,应用智能技术能解决哪些问题?物联网建设中如何推广智能技术?这些问题都值得我们进一步思考和深入研究。

2交通物联网的构成和特征

2.1交通物联网的构成交通物联网是在较完善的交通设施基础上,将新一代智能技术充分运用于交通运输系统所建立的一种实现。即把智能传感器件装备到各地公路、水路、公交、地铁各相关系统的基础设施中,把车辆、船只等运动设施,还有桥梁、大坝、隧道、车站、港口等固定设施,网络、视频、广播、通讯、遥感等各种媒体设施,在互联网的支撑下经过互联构成“物联网”。而后通过超级计算机系统、智能交通系统以及云计算将物联网软硬件资源整合起来,构成一个完整的交通物联网体系。智能交通系统是交通物联网中的核心系统。人们通过它能以更加科学的智能的和动态方式管理和控制交通。

2.2交通物联网的特征⑴全面物联:智能传感设备将交通所有基础设施物联成网,通过专用技术对网络系统实时感测和智能的控制,全面实现交通网络智能化管理。⑵充分整合:物联网与互联网系统完全连接和融合,将软硬件资源最大有效的整合共享,资源分配更加充分和合理。为低碳环保、减少资源冗余浪费,提供最佳的基础设施。⑶协同运作:有效地利用基础设施的潜能,各个关键环节进行和谐高效地协作,监管保障进一步到位,不断消除自身的隐患,达到智能交通的最佳状态。⑷学习创新:立足系统本身的知识学习、积累和更新,不断地进行科技创新和应用,加快交通智能系统的研发和升级,提高可持续发展的能力。

3智能技术在交通物联网的应用成果

3.1智能技术的应用应用智能技术解决交通运输问题,已成为公认的最为有效的途径。从第十二届多国城市交通通展中可以看到,集电子技术、信息技术、传感器技术、数据通讯技术、人工智能和计算机应用等技术于一体的跨学科的智能技术,在交通科技领域的普及应用越来越广泛。如“一卡通”解决方案、RFID无线射频识别技术、GPS智能导航系统、ETC不停车电子收费系统、道路控管系统、网络影像传输系统、电子警察抓拍系统、公路车辆自动监测记录系统、交通综合信息管理系统、道路交通仿真系统等等。将不同的系统集成并将它们智能化从而提升交通管理的水平,已初见成效。由此可见,智能技术有效地综合运用于我国交通运输管理体系,已呈现出巨大的潜力和发展空间。

3.2应用智能技术取得的成果⑴智能公交方面,建立统一的智能化公共交通综合信息平台,在公路、水路等客运行业逐步实现全国联网信息共享服务。城市公交实行全程实时监控,科学的调节车流的时空分布,优化了城市公交网络。展示和引导公众选择低碳出行,逐步拓展公共交通综合信息平台的应用领域,提高公交运营效率和服务能力。⑵交通停车诱导方面,建立动态停车诱导系统和汽车租赁信息服务系统,在完善停车场和公共交通组合的基础上建设驻车换乘信息诱导系统;利用网络媒体和手机、GPS智能导航等信息终端,为公众提供实时、便捷、个性化的交通信息服务。⑶出租车营运管理方面,应用了RFID无线射频识别技术。上海市启动了出租车电子标签试点,将识别芯片安装在出租车后窗的玻璃处,执法人员使用手持识别仪透过GSM将数据传送到指挥中心,快速的把出租车的车牌号、发动机号、车辆颜色、营运证等资料读出,以此快速地识别正规出租车和“克隆”出租车,借助交通物联网智能标签识别技术,有效的提高了出租车辆营运管理的水平。⑷公路不停车电子收费方面,计划到2020年,ETC(ElectronicTollCollection)电子自动收费系统全国覆盖率达到60%以上。ETC使公路收费走向网络化、智能化,提高公路的通行能力,降低了收费管理的成本,减少了车辆和路面的损耗,为解决交通拥挤、交通阻塞、交通事故和交通污染问题提供了有效的途径。⑸港口建设方面,以虎门港物联网工程为例,去年虎门港全面启动了“智能港及物联网应用工程”项目,他们采用物联网技术为基础架构,以RFID及其他传感技术为数据采集终端,通过有线和无线的网络传输技术,把数据资源汇集到港口数据中心,云计算平成海量数据的计算,实现港口在生产操作、仓储管理、物流跟踪、海关监管、环境污染等方面管理的智能化,依托物联网打造智慧型的港口,带动了港口建设一场新的技术革命。

4交通物联网建设方面的探讨

4.1要加强交通物联网标准化工作针对智能技术包含多学科的特点,由此带来的数据采集和处理技术的复杂性,需要制定和完善统一的物理层接口协议和标准。实现物理层接口的标准化,可以最大限度降低系统的瓶颈,保证整个系统接口的互联性,有助于物联网配套产业的新产品研发和标准化生产,促进智能技术的广泛应用。

4.2要改善基础设施的硬件品质对物联网中装备的各种智能传感设备及硬件,要制定标准采购目录和安装规范,尽量采用新一代智能产品。对老化的设备要定期检查和更新换代,特别是对采集设备的性能进行制度性评估,提高硬件设备的品质,不仅对杜绝各类事故提供可靠的保证,而且使智能技术更加有效的发挥。

4.3要加快智能交通系统的研发应用从交通物联网的现状来看,很多地区发展还不平衡,有的还未引入真正意义上的智能交通系统。许多在用的交通管理系统,智能综合分析的功能较少。有些交通指挥系统只是具备监测、记录、抓拍等被动性的监管功能。不具备主动性的智能预防、诱导分流和调控功能。在交通管理方面,对车辆流量、车速、车况、路况、环境仍处在人工监管状态,对突发事件应急反应上还缺乏智能处理的预案。为此,加快智能交通系统的核心技术研发,建立物联网智能预防系统显得格外重要。智能预防系统是智能交通系统一个重要的组成部分。通过多种智能技术实时感测和智能的分析,对道路、车辆、驾驶员、环境及时提出预报、预警、诱导和安全评估以及专家解决方案。可以实现有效的限速限载,合理的分流调控,排除事故隐患,减少人员伤亡和路产损失,为公共交通提供更加安全的保障。

5智能交通系统的研究

在建立交通物联网的地区,初步实现了交通运输、物流仓储、交通监管等方面的自动化、数字化管理。但物联网的智能化水平还远远不够,数据分析、安全预防、调控决策和重大事件的处理大部分还需要人工完成,处理的结果还未达到专家水准。因此,研发和应用智能交通系统,是今后交通物联网建设的关键所在。

5.1智能交通系统的是一个交通领域的专家系统智能交通系统是当前交通运输领域的前沿研究课题,是一个涉及领域多、知识面广的庞大的体系架构。采用云计算平台技术,使分布的系统硬件和软件资源充分地整合,通过虚拟化管理和调度,可以实现基础设施级服务(IaaS),平台级服务(PaaS)和软件级服务(SaaS)。人工智能是研究如何构造智能机器或智能系统,使它能模拟、延伸扩展人类智能的学科。人工智能技术包含计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等,主要应用在专家系统、机器学习、模式识别等领域。智能交通系统就是采用人工智能和云计算技术构建的交通领域的专家系统,是实现交通物联网智能化的一个重要途径。

5.2智能交通系统的主要构成智能交通系统,也是一个功能完整的、有学习新知识能力的、并能进行逻辑推理的、在交通管理方面代替人类思维支配系统运行的知识系统。它由若干个子系统和知识库组成,各个子系统也是一个独立的专家子系统,根据专业技术领域可划分为:路桥专家子系统;车辆专家子系统;船舶专家子系统;水运专家子系统;物流专家子系统;交通监管专家子系统;应急救援专家子系统;安全预防专家子系统等。每个子系统由若干个完整的智能模块组成,按照功能的划分,每个智能模块对它管辖的范围进行实时的感测和处理。智能交通系统由日常处理、智能处理和专家处理几个层面系统组成。按照事件等级,日常处理只解决经常发生的简单事件,智能处理以快速响应、准确及时、合理调控、节约资源、预防事故发生为目的;遇到重大的复杂事件转由专家处理来决策。

5.3智能交通系统的研究方向智能交通系统通过知识工程方法进行研究,主要研究方向是解决智能接口技术、检索推理机构、知识获取、解释机构等问题。知识库和数据库及其知识、数据的管理通过云计算平台技术来完成。针对大量不同的系统终端数据采集技术的复杂性,要重点解决端口的数据转换方式、编码、交换、传输、差错控制等关键技术问题。智能交通系统在事件处理过程中,根据发生的不同事件的等级,由相应的子系统来进行响应,通过云计算平台调用系统知识库的知识,进行逻辑推理和筛选分析,得出切实可行的专家处理意见。由于采用云计算的编程模型、海量数据存储管理和虚拟化技术,进行大规模的分布式计算和并行处理,有效的利用了系统资源,使专家处理的结果变得更加及时和准确。智能交通系统每个子系统应具有强大的学习能力,能自动地获取知识,对系统知识库随时进行充实和更新。并经过人机接流,使学到的新知识达到专家水平。

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关键词:面向未来;智能社会;智能交通系统

科技的快速发展衍生了一系列的高科技技术,各种人工智能、云计算、大数据、互联网等在社会的各行各业当中发挥了重要的作用,这也就意味着,智能化将成为社会未来的发展趋势。基于此,相关的部门就必须要对当下的交通行业发展情况进行深入的调查和研究,然后充分地利用各种先进的技术构建出更加环保、便捷、安全、高效、公平的智能化交通系统。全面地将智能化交通系统运用到实际的管理过程当中,并且要根据实际情况不断地对智能交通系统进行更新。这不仅能够最大限度地提升交通行业的整体管理水平而且能显著地提升交通行业的整体服务质量。

1 面向未来智能社会的智能交通系统当中的重要智能交通技术

1.1 大数据挖掘

社会的快速发展最大限度地推动交通行业的发展进程,在这样的情况之下,各种先进的多元化集成技术被广泛地运用于交通行业的管理过程当中,从而有效地推动了交通行业的大数据发展。相关的工作人员通过利用计算机设备和大数据技术,能够在海量的信息当中挖掘出所需的重要信息,并且通过科学的预算和分析,快速地掌握数据变化的规律。管理人员通过计算机设备了解到这些大数据分析的结果和规律,然后能快速地对交通进行全面而准确的评估,从而作出正确的决策。另外,相关工作人员通过大数据能够快速地解决各种交通要道拥堵的问题,而用户通过相关的仪器设备访问这些数据,能够根据实际的出行需求选择最优的路线方案,最大限度地提升了出行的便捷性和高效性。相关的管理人员还可以利用大数据技术,全面地建立跨区域的具有较高的立体性和综合性的智能交通系统,从而实现跨区域的交通管理。例如利用全新的先进科学技术检测驾驶行为、完成交通信息诱导、实时地对事故进行处理和监测等。这样不仅有效地提升了大数据技术在交通管理过程当中的实际应用,同时也提升了交通管理的智能化水平。

1.2 无人驾驶

无人驾驶技术是一项全新的车辆自动驾驶技术,通过车辆当中配置的机械电子、自动控制、信息融合、组合导航、计算机视觉、人工智能等技术的配合,从而完成车辆的无人驾驶。无人驾驶中的导航设备可以与全球的导航系统相连,同时能够利用红外线、视觉、激光等多种方法来感知周围的环境和交通的情况。这样不仅能够快速地定位车辆的位置,同时还能够有效地规避行驶过程当中的障碍物和其他车辆。另外,车辆上的高智能计算机能够完成一系列的运算,用户通过向计算机下达指令能够完成转向、速度、启动等的操作。无人驾驶车辆不仅能够最大限度地提升车辆行驶的整体安全性和可靠性,同时还能够有效地缓解驾驶人员长期进行车辆驾驶产生的疲劳感,进而达到最大限度地预防各种交通事故的发生。无人驾驶车辆还能够很好地在极限条件下和恶劣条件的环境当中行驶,车辆的各方面性能远远优于普通车辆。无人驾驶技术可以广泛地使用于无人潜航器、无人艇、无人驾驶飞机、无人驾驶汽车等。无人驾驶设备通过详细的定位,以及利用网络云计算、自动控制、智能规划、自动规避、自动导航、视觉环境感知等技术,能够快速地将车辆信息和周围环境信息形成一个较为完整的整体。智能设备能够在这个整体当中快速地完成各项指令和操作。无人驾驶技术不仅仅是衡量一个国家工业水平和科技水平的重要因素,同时也是面向未来的智能社会发展过程当中智能交通系统构建的必然。

1.3 车联网

在构建车联网的过程当中,必须全面地遵循数据交互标准和通信协议原则,然后在车载移动互联网、车际网、车内网的基础上,构建汽车与互联网、车与行人、车与路、车与车之间的信息交换和无线通信的大网络。在构建车联网时,相关的工作人员需要合理地利用大数据对各种信息进行有效的分析和计算,然后再根据实际的情况和客户的需求,为客户推出一系列定制服务。可以不断地加强智能城市和助力智能交通的建设,也可以不断地完善政府企业车队、车行行业、4s行业、合力保险行业、云计算平台。在构建的过程当中,充分地遵循以人为本的原则,然后有目的性地向用户提供环保监测管理、车管业务、智能交通管理、资讯、增值服务、查询理赔、ubi保费计算等服务。车联网的建设包含了智能化汽车和物联网两个方面的内容,是交通系统当中全面应用物联网技术的典型案例。相关的管理人员通过车联网,能够实时对车辆智能化控制、智能动态信息服务、智能化交通管理进行一体化的管理操作。另外,车联网还会提供一系列的产品捆绑销售,例如车联网电商、车联网保险、无人驾驶技术、声控互联等。这不仅仅是交通行业对于传统的交通网络系统的优化和创新,同时也是交通行业全面地构建智能交通系统,迈向未来智能社会的重要体现。

2 面向未来智能社会的智能交通系统的有效应用措施

2.1 全面地提升智能交通信息服务水平

现阶段,智能交通发展前沿的技术是车路协同技术。因此,中国在进行智能交通系统的构建时,需要全面地加强对车路协同技术的研究,不断地引进先进的车路协同技术来进行智能交通系统的建设。与此同时,为了能够更好地在智能交通和智能交通科技的发展过程当中占据优势,抢占发展的制高点,相关的工作人员还要根据我国的交通分布情况尽快地进行智能交通车路协同布局。相关人员需要加强交通仿真技术和交通信号控制技术的科研力度,不断地对现有的技术进行优化创新,从而尽快地摆脱智能交通核心技术依靠进口的现状。在未来智能社会的发展过程当中,车辆将作为重要的出行工具和移动终端,根据人们的需求汽车甚至还能衍生出比手机更加强大的功能性。因此,相关的部门必须要加强对车联网产业链的研究,不断地将大数据技术应用于车联网当中,全面地提升车联网的整体科技化水平和质量。

例如,智能公交就是通过GIS地理信息技术、通信技术、GPS定位技术,有效地对公交车辆进行全面的监控管理,然后按照实际的运行状况智能化地对公交车进行调度。通过利用车联网技术和大数据技术对出行人群的出行方式、出行路线、出行时间进行预测,然后制定最高效的优化路线,从而能够有效地解决城市当中的车辆调度问题。通过将导航规划技术和百度地图实时路况监测技术融合之后,能够对驾驶员的出行路线、出行习惯、出行方式等行为进行全面的监测,从而全面地完成驾驶人员的科学评估。

2.2 全面地加强对无人驾驶车辆的研发

在面向未来的智能社会发展过程当中,无人驾驶技术主要运用于特殊环境城市、环境高速、公路环境当中,因此,需要根据驾驶环境综合地研究无人驾驶车辆。在高速公路环境当中驾驶,需要完善无人驾驶技术的车辆识别、路线跟踪、道路标志识别功能的开发和研究。在城市环境当中进行驾驶,则需要不断地加强对无人控制系统的控制算法和感知的科研,最大限度地提升无人驾驶的安全性和可靠性。在军事环境和其他某些特定环境下进行驾驶时,需要根据不同的驾驶需求和侧重点来进行无人驾驶车辆该方面性能的研发,全面提升无人驾驶车辆恶劣环境适应性和车辆可靠性等性能。

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关键词:嵌入式系统;智能交通信号;交通控制系统;

中图分类号:C913.32 文献标识码:A 文章编号:

城市化进程的加快,使智能交通信号控制系统成为城市交通管理技术应用的必然趋势。由于道路规划不合理、城市汽车数量增长过快、交通信号控制系统落后等多种因素的影响,我国城市目前的交通管理状况很不乐观,交通拥堵已在很多大中城市成为常态。从国外的研究成果来看,交通信号控制系统在解决城市拥堵方面的作用非常明显,应该作为当下我国城市改善交通管理的主要举措。

一、智能交通信号控制系统

1.概念

智能交通信号控制系统是指不同于传统的单点定时控制系统,通过对路口的交通信号灯色进行智能化调节,实现合理指挥交通车流、疏导交通拥堵的目标。

城市的智能交通信号控制系统根据不同的标准可以分成多种类型。根据控制结构和方式的不同,可以分为集中式计算机控制系统与分布式计算机控制系统;根据控制战略的不同,可以分为静态系统与动态系统;根据路网机构的不同,可以分为开环网络系统与闭环网络系统等等。

2.发展状况

智能交通信号控制系统在国外的研究、发展已经走过很长一段历史,目前,国外的智能交通信号控制系统理论研究已经非常成熟,并在主要的发达国家得到广泛的应用,对这些国家的交通管理起到了很好的改善作用。从技术分类来看,目前发达国家的智能交通信号控制系统主要可以分成三种:Transyt交通信号控制系统、SCAT系统和SCOOT系统。英国在智能交通信号控制系统方面取得的成就是当前世界是最先进的,这三种成熟控制系统中的Transyt交通信号控制系统和SCOOT系统就来自英国的研究和实践。

我国的智能交通信号控制系统理论研究才刚刚走过了几年的时间,在实践应用中也存在诸多问题,但许多城市为缓解巨大的交通压力已经开始在这方面有所成就,研究、制定了一些适合本城市交通发展状况和特点的智能交通信号控制系统,如南京市的NUTCS交通控制系统就是这方面的代表。

3.技术基础

智能交通信号控制系统建立在近年来现代控制理论研究与发展迅速的基础之上,应该说,近年以来智能控制技术在社会各个层面都得到了不同程度的推广应用,具体到交通信号控制系统方面,则主要以模糊控制技术与神经网络控制技术作为技术基础。模糊控制技术是一种通过模拟人的思维方式和判断标准而形成的一种适合计算机数据运算与处理的控制模型。这种控制模型应用到交通信号控制系统中,就是通过对交警思维和工作模式的模仿,实现对交通状况的有效判断,从而进行合理调节,具有算法简单、便于控制的特点,但同时也由于其缺乏科学的数据分析作为控制支撑,只是通过模拟的方式进行处理,就容易导致判断和决策的失误,带有一定的控制模糊性。神经网络控制同样是从对人的神经网络结构的模仿出发,通过强大的学习和修复功能,不断完善自身的分析、控制能力,形成一种动态的智能交通信号控制系统。这种技术的判断和分析能力极强,决策准确度高,但由于其需要一个适应和修复的过程,因此在管理应用的初始阶段,这种控制技术的效果比较差,无法及时针对现实情况作出有效决策。

二、嵌入式系统

1.系统概念

嵌入式系统是现代信息技术的最新产物,是一种以应用为中心,同时面向用户、产品和应用,依靠计算机技术适应系统对软硬件各项功能、成本、体积等严格要求的专用信息系统。它由一个或几个预先编程好的微处理器、存储器、输入输出设备和软件组成,可以完成各种具有特定要求的、预先定义的任务。

2.主要特点

近年来随着芯片技术的迅猛发展和现实应用需求的不断扩大,嵌入式系统也迎来了研究、发展、应用的高峰期。嵌入式系统以高度现代化的技术特点赢得广泛青睐,主要包括以下几个方面:

(1)内核小。嵌入式系统以植入小型设备为基本特征,因此资源有限,它的内核比任何的传统系统都小。

(2)软件实时性强。嵌入式软件以固态形式进行存储以提高速度,软件代码要求质量高,可靠性高。

(3)生命周期长。嵌入式系统能够与应用有机结合,并进行同步换代,使嵌入式系统的产品进入市场后能够始终保持较强的竞争力。

(4)专用性强。由于嵌入式系统很强的个性化,加上软件与硬件的紧密结合,使嵌入式系统的更改需要进行极其复杂的操作而接近于不可能实现,因此,嵌入式系统的专用性非常强。

3.工作流程

嵌入式系统的工作流程可以分为单一路口与串口两种。

单一路口的系统工作流程

串口通信的系统工作流程

三、嵌入式智能交通信号控制系统设计方案

1.总体方案

嵌入式智能交通信号控制系统由图像采集摄像头、微型计算机处理器、无线通信系统、微型控制器及交通指示信号灯现实单元组成。通过在十字路口设置图像采集摄像头获取车流量基本信息,并将获取的信息传输至微处理器进行分析处理,微处理器将处理结果发送给路口的控制系统,控制系统根据信息确定路口车流量的状态从而进行有效调节,实现对交通信号的智能控制。

2.方案特点

组成嵌入式智能交通信号控制系统的各个组件通过其独特的功能特点,保证了整个系统的有效运行。

(1)图像采集摄像头

一般采用CCD摄像头,主要功能是将光信号转换成数据信号,并传送至处理器进行分析。

(2)微型计算机处理器

微型计算机处理器执行ETX工业标准,在收到图像采集摄像头传输过来的数据信号后及时对其进行分析、处理,并将分析结果发送至控制系统。

(3)信号控制系统

信号控制系统一般采用AVR微控制器对数据分析结果做出判断并进行调节,高速运算能力与内部的I/O功能有机结合,实现对交通信号控制系统的智能化管控。

(4)无线通信系统

无线通信系统作为整个系统的信息传送路径,其系统性能也至关重要。无线通信系统还可以通过组建广域网或局域网进行一定区域内的信息交流,提高系统控制的智能性,减少传统布线带来的资源浪费。

3.嵌入式控制系统优势

嵌入式控制系统在应用过程中具有明显的优势。如可以实现对道路整体车流情况和具体信息的实时监控,且信息的准确度高,稳定性强,同时能够适应各类复杂的路况环境,可推广性和可移植性强等等。

结语:

利用现代科技技术,推广使用嵌入式智能交通信号控制系统,是下一阶段我国城市解决交通拥堵问题,构建现代化的城市道路交通管理体系要采取的必然措施。当前,嵌入式智能交通信号控制系统的理论研究在国内才刚刚开始,在实践管理中对其的应用实例也非常少,因此,研究者和相关行业应加大对嵌入式智能交通信号控制系统的研究力度,不断克服其在实际应用过程中的困难,通过借鉴国外智能交通信号控制系统发展的优秀成果,结合我国城市交通道路管理的实际情况,争取实现城市交通信号控制系统的智能化。

参考文献:

[1]刘艳霞,刘爱芳,张海斌. 基于以太网的嵌入式交通控制单元设计[J]. 机床与液压, 2008(7)

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【关键词】计算机技术 智能交通系统 运用

1 概述

伴随着世界经济水平的迅速提升以及人们生活水平的不断改善,汽车已经成为现代化社会的显著体现。汽车的使用变得越来越广泛,汽车的数量也呈现出爆发式增长的情况,然而也致使交通环境情况变得更加糟糕,交通事故发现率也在不断增加,城市也将难以承受巨大的交通压力,这一系列情况对人们的日常工作和生活带来了一定的干扰。并且城市内部人口愈加集中,可用于交通建设的土地变得很少,故通过扩建道路来解决交通拥挤等问题是不可行的,这时智能交通系统理念开始被人们所提出,并针对其展开了一系列探究。

2 智能交通系统的概念及组成

2.1 智能交通系统的概念

智能交通系统是人们为了更好地理日益严重的交通问题而提出来的。其是通过运用最新的计算机技术和数据来进行交通管控,并在管理过程中综合探析行人与路和车之间的因素,从而得出比较合理的交通管制效果,进而建立起来的交通管理系统。该系统应用的范围比较广阔,且具有着非常良好的作用,同时运行效率不低。

2.2 智能交通系统的组成结构

智能交通系统是以过去的交通工程为基础而兴起的新型交通系统。其组成部分有智能交通管理系统、智能信息系统、智能公共交通系统、车辆管理系统、电子收费系统和应急管理系统。智能信息系统是智能交通系统中最重要的组成部分,其有助于各相关部分之间达成信息共享的目标。而智能交通管理系统则是智能交通系统制定相关决策的体系,其不仅能够在一定程度上确保用户的安全,还有助于改善交通拥堵的情况。

3 计算机技术在智能交通系统中的应用

3.1 基于计算机技术的车辆导航

现如今,由于城市道路越来越复杂,且经常会有所变动,致使驾驶员无法很好地把握住道路的实际情况,因此常常会不知道目的地的实际路线。车辆导航的运用正好可以解决这种尴尬的情况,其能够指引驾驶员行进的方向。车辆导航是计算机技术在智能交通系统中比较常见的运用,在导航过程中,计算机技术的运用主要表现为对道路上交通情况的识别和对道路上障碍物的检测这两个方面。这两种计算机技术能够帮助驾驶员知晓道路边界的情况,并能够获得该车辆与前方车辆之间的距离,以确保安全车距满足相关要求。同时,车辆导航对于信息数据的传递有着非常高的要求,道路上的实时数据也是在不断变化着的,这不可避免会运用到计算机技术中的数据传递功能,因为驾驶员只有在不断获得最新消息的情况下才能做出最准确的判断。

3.2 基于计算机技术的交通监控

交通监控主要是在对交通中行驶车辆、车辆跟踪和闯红灯等方面的应用。其实际操作流程主要是通过运用射频器材来得到道路交通情况的图像,然后再运用计算机技术来对这些图像进行处理,从而获得交通车辆以及车辆跟踪的实际情况,通过这些材料即可达到监控的目的,其不仅有助于交通事故的判定,还可以供相关工作人员用于疏通路况。

3.2.1 车辆监控

计算机中的图像处理系统能够针对运用的物体来展开有效的监控活动。在智能交通系统中,工作人员可以通过图像分差法来监控车辆,其监控形式分为静态和动态这两种类型。该监控的主要流程是运用计算机来察看车辆的视频图像序列,并分析目标车辆是否处在运动状态。这种检测方式比较容易操作,其所需要运算的数据不多,且具有着非常良好的成效,故图像差分法在交通监控系统中被人们所普遍使用。图像差分法通常有两种:一是当前帧与背景帧之间的差;二是相邻帧之间的差。

3.2.2 事故检测

许多交通事故都是由交通拥堵所引起的,所以对交通事故进行预警以及发现是很有必要的。智能交通系统能够获得事故发生处的视频图像,并可以运用各种设备来得出车辆的运行速度和运行情况,有助于分析事故发生的真正原因,这样也可以方便相关人员以最快的速度来处理交通事故。

3.3 基于计算机技术的交通管理

交通管理中计算机技术主要用在收费系统和车辆牌照识别等方面。RFID信息技术系统在交通收费系统中运用范围比较广,其通过运用阅读器以及其他相关设备来识别车辆,在进行信息收集、处理之后则能够被用来进行道路状况信息的公布以及收费。而ETC(不停车电子收费系统)是射频识别技术(RFID)在智能交通系统普遍运用的一种信息技术。如果有车辆驶过ETC入口,那么阅读器将会对该车辆进行识别并将所获得的数据传到对应的控制器中,ETC系统就是运用这种原理来进行收费的,即通过阅读器来获取车辆通过两个入口时的相关数据,然后运用计算机来加以处理,得出相应的通行费用。如果信息无误的话,系统将会进行自动收费及放行。

4 结束语

由于城市内部车辆数量不断增多,而城市内部可用土地变得越来越少,这致使城市的道路交通情况持续恶化。为了处理各种交通所引起的问题,智能交通系统被人们所提出并加以运用,已经取得了一定的成效。而计算机技术是该系统中的一项非常重要的技术,其能够帮助交通系统来完善各项工作,具有着非常好的功效,且应用前景极为可观,故人们应注重计算机技术在智能交通系统中的应用。

参考文献

[1]戈悦迎.建设适应我国城市和交通发展规律的智能交通――访北京交通发展研究中心原主任全永[J].中国信息界,2013(08):31-35.

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[3]王笑京.新一代智能交通系统的技术特点和发展建议[J]. 工程研究-跨学科视野中的工程,2014(01):56-62.

[4]游楠,张健,展凤萍,王浩淼.国内智能交通系统建设机制现状综述[J].交通标准化,2013(23):24-25.

作者简介

沈小军(1984-),男。在职攻读苏州大学计算机科学与技术学院软件工程专业硕士学位。

篇10

近年来,经济的发展和人们生活水平的提升也使得人们的出行更加便捷,越来越多的人都是自己驾车出行,这样导致公路上的交通流量不断增加,如何保障交通的顺畅性和安全性成为人们关注的重点问题。信息技术的发展推动了计算机视觉技术的出现,为交通安全性的提升提供了一定的保障。本文主要对计算机视觉技术进行分析,进一步探讨计算机视觉技术在智能交通系统中的应用。

【关键词】计算机 视觉技术 智能交通 系统 应用

智能交通系统简称ITS,这是一种新型的交通管理系统。该系统主要结合了信息化技术、计算机技术以及数据传输技术等多种技术,用来对整个交通运输体系进行管理,可以实现人、车、路的全面监控和管理。计算机视觉艺术作为智能交通系统中的一个重要环节,受到相关工作人员的高度重视。随着计算机视觉技术的发展,不仅为交通行业的发展提供了更多的便捷,同时还能够筛选道路交通的各种信息,进一步增强了智能交通系统的灵活性和准确性。

1 计算机视觉技术的概述

计算机视觉也被称为图像分析和图解理解,其包括的理论主要有摄影几何学、概率论、图像处理理论以及人工智能理论等部分。计算机视觉技术主要是用二维投影图像实现三维物体重构。这种技术的应用范围比较广泛,不仅应用于二维图像识别方面,同时还用于三维物体的识别和重建上面。通过计算机视觉技术能够获取专业化的三维信息,对三维信息的获取一般有两种方法,其中一种是直接获取法,还有一种是间接获取法。直接获取法主要是通过计算机视觉技术的效果来确定三维运动中产生的各种参数,这一过程对摄像机运动问题的关注程度较高;间接获取的方式就是将单幅图像和摄像机焦距相结合,来判断被测量位置视觉上的信息。计算机视觉技术的关键就是实现特别匹配,在特殊情况下可以利用不同的摄像C同时收集运动信息,从而提高相关控制的精确度。

2 计算机视觉技术在智能交通系统中的应用

计算机视觉技术在智能交通系统中的应用可以实现道路交通的监控,同时还能够实现自动收费、智能导航等功能,主要应用有以下几个方面的内容。

2.1 交通监控中对计算机视觉技术的应用

基于计算机视觉技术的交通监控系统主要分为三个步骤,首先是对车辆和行人进行跟踪和分割,其次是对车流量进行分析和计算,并且计算车辆的平均速度和道路上车辆的队列长度,最后根据道路的交通状况来规划形式线路,从而有效缓解道路交通拥堵的现状,方便人们减少出行时间。车辆和行人作为道路中运动的主要目标,在监控场合下,需要对运动时间进行有效分割,常用到的分割方式包括光流法和帧差法两种,其中前一种分割方式主要是依据图像中不同的运动用映射参数正确的表达,这样可以将具有同样映射参数的光流量进行分配,从而完成参数分割。计算机视觉在交通监控中的应用主要是对车辆速度、车辆数目、车辆分类进行检测。随着计算机通信技术的发展,计算机视觉技术也是日新月异,基于计算机视觉的交通监控系统具有较强的实时工作性,能够快速的适应高度公路以及城市道路交通的监控。

2.2 车辆导航中对计算机视觉技术的应用

实现车辆的智能导航是计算机视觉技术在智能交通中应用的典型案例。这种技术主要为驾驶人员提供道路信息和车辆运行状况两大信息。通过车辆智能导航系统的运行能够对道路两边的界限进行有效的识别,将车辆引向规定的行驶车道,在车辆行驶过程中,该系统能够自动检测车辆与前方其他车辆之间的距离,从而提醒驾驶人员保持车辆的安全距离,最终实现安全导航驾驶。通过该系统的摄像机运动能够识别其他车辆的行驶状况,并且通过计算检测点的方式计算车辆的模拟匹配点。车俩智能导航系统中就使用了计算机视觉技术,可以从中提取相关信息,计算车辆行驶的安全距离和速度。

2.3 计算机视觉技术用于车辆辅助驾驶

计算机视觉技术在车辆辅助驾驶中的应用主要是帮助驾驶人员对外界的变化做出反应。具体表现为车辆在市内行驶时,计算机视觉技术的应用能够识别周边道路的标记,并且对交通标志、其他车辆和行人进行识别,然后筛选相关信息进行计算,让驾驶人清楚外界的具体状况,从而避开其他的车辆和行人,能够从根本上减少交通事故的发生,增强车辆的安全运行。辅助驾驶的形式转变为人机交互的方式,一定程度上能够满足驾驶人员对信息的需求。

2.4 计算机视觉技术用于车辆智能收费

车辆收费是车辆在公共交通位置行驶中的一个关键环节。随着科学技术的发展,车辆收费系统逐渐向着计算机技术的应用方向发展,计算机视觉技术在各地区交通发展中的应用是现代化交通发展的一个重要突破口。很多地区的智能化收费都是通过识别车牌的方式来实现收费,我国在车牌识别这方面仅仅限制于单目车牌和双目车牌的识别,其中单目车牌识别的核心就是将车牌照位置作为核心部分,我国大部分地区都是将单目系统作为核心部分来使用。采用双目系统对车牌进行识别,也可以对车辆的型号进行识别,通过大量的实践发现,双目系统进行车牌识别的实用性较强。但是这种识别方式在实际应用过程中仍然存在着信息获取难度大、车牌照定位难度大等多种问题,尤其是车辆在高速路上行驶时,对于车牌信息的获取更为困难,因此,在这方面还需要加大研究和实践。

3 结束语

随着计算机视觉技术的智能化发展,其在智能交通系统中的应用能够解决多方面的问题。该技术的应用不仅能够实现车辆的实时监控,同时还能够实现车辆导航以及车辆收费,帮助驾驶人员识别车辆行驶中存在的障碍物,这样一来,可以增强车辆行驶的安全性,同时还能够提高我国道路交通系统的整体管理水平。但是该技术应用中也存在不足之处,未来发展中需要降低视觉系统的价格,减少系统的尺寸,从而增强系统对车辆信息的处理速度,最终实现对道路交通的全面监测。

参考文献

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