对智能交通的理解范文

时间:2023-12-05 18:07:03

导语:如何才能写好一篇对智能交通的理解,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。

对智能交通的理解

篇1

一、多元智能结构理论

多元智能结构理论是美国著名大学教授华德?加德纳提出的一种人类智能结构的理论,随着社会经济的不断发展,这一理论在我国广泛的传播,对我国高校改革也产生了积极的影响。多元智能理论的主要内涵有以下几个方面:

(一)根据智力的发展不同的方向可以划分为七个不同的智力中心,包括语言智力、逻辑智力、视觉智力、身体动觉智力、音乐智力、人际交往智力和自我反省智力,所以我们在对智力开发的时候应该从多方面进行分析。

(二)上述的七种智力是相互联系的,对于智力的发展也有先后,对于这七种智力每一个正常人身上都具备,很多都是由于遗传和生存环境所影响,这些智力在每一个人身上表现程度是不相同的,在对信息的获取的时候一般都是由其中一种智力完成,但是在分析信息的时候其他的智力都要共同参与。

二、多元智力理论下的课程观

(一)课程模式的多元化

传统的课堂教学比较单一,对学生的个性和创造性的发展具有一定的限制。多元智力理论的运用,通过课堂中设置一些不同的智力活动能有效提高课堂教学效率,实行课堂模式的多元化。每一位学生都能够找到适合自己发展的特点和方式进行学习,通过多途径提高学生对知识的掌握,同时也更好的开发学生的智力。

(二)课程设计的个别化

在音乐教学中,运用多元智力理论根据每一位学生身上具备的不同的特点进行教学。由于每个人具备的智力类型不同,在传统教学中“差生”往往表现为语言智力和数理逻辑智力不好,但在其他的智能表现上也就比较出色,也就是说从不同角度出发看待学生,每一位学生都是优秀生,也就不存在智能高低的问题。所以在对课堂设置的时候,要突出个别性和差异性,让每个学生都找到适合自己发展的方向。

(三)课程实施的情境化

音乐教学主要就是培养学生对音乐的欣赏能力,人们通过自己对音乐情感的理解充分的认识到音乐的美妙,让学生在学习的过程中具有愉快的心情,提高学生的学习效率。所以在我们进行音乐教学的时候,要设置音乐有关的情景,帮助学生充分发挥音乐智力,更好的学习音乐,同时有效的调动学生的积极性,增加学生对音乐学习的兴趣。多元智能理论强调“智能的情境性”,注重发挥学习者的主动性,让学生参与到课程的开发和实施中去,使学习者本人在与环境的交互作用中更加有效地学习。

三、多元智能理论下的课程观对我国高校课程改革的启示

(一)激发孩子们的创造能力

多元智力理论运用到音乐教学中,以学习打击乐器对学生的智力发展进行分析。打击乐器相对来说技术要求比较简单,而且和声也比较单纯,同时参与伴奏的各个声韵都是基于固定的节奏,这样可以培养孩子们的创造性、灵活性以及团队合作能力,对孩子的全面发展来说十分有利。在我们进行音乐教学的时候,很多学生都不能很好的理解音乐本身的含义,在对音乐进行演唱的时候也就不能带有音乐创作时的情感,很多时候都只是对音乐进行简单的演唱。多元智力理论主要就是充分的强调学生的学习能力和智力的差别,对学生进行多元化的教学,提高学生的自主学习能力,让学生自己去学习,从多方面对学生进行音乐教学,提高学生的音乐学习能力。

(二)课程设置应该符合学生个性化的发展

在课堂教学中学生听音乐的时候,老师应该对学生进行正确的引导,这是老师就要充分的引导学生运用自己的创造性对一些音乐进行理解,尽量的创造一些有意义的旋律,同时也可以让学生自己创造一些合适的律动来表达他们的情感,这种方法也就能够更好的让学生感受到音乐的美妙,对学生的成长也极为有利。运用舞蹈律动来教学也能让学生好动的天性得到释放,让他们对学习产生浓厚的兴趣,同时加强学生对音乐的创造力和想象力,这样的教学也就会让学生爱上音乐,也就提高了学生对音乐学生的浓厚兴趣,也符合学生的个性化发展。

(三)评价学生的课程学习,其手段应该实行多元化

在传统的教学中对学生的评价都是通过考试完成,在测试中主要就是对语言智力和逻辑智力的检测。我们在实际的课堂教学中应该实施多元化的评价手段,强调评价的发展性功能,主张与自己过去相比有什么样的变化或进步,也更注重个人体验与成长,引导学生对自己的表现进行“自我反思性”评价。

篇2

关键词:智能交通系统集成;优化整合课程资源;应用型人才

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0048-02

南通大学是江苏省和交通运输部共建的地方综合性大学。为了推进省部共建工作,我校近年来非常重视交通教学和科研,其中,智能交通综合训练中心于2013年被遴选为江苏高校实验教学与实践教育中心建设点。该中心面向交通、计算机和自动化等所有交通主干专业学生,构建以智能交通为工程背景的多层次、多方位的多个实训平台,除了要求学生掌握扎实的软硬件能力之外,还需要学生熟悉常见的智能交通设备,包括交通流检测器、电子警察、信号机、信号灯等,通过交通设计、交通管理与控制等相关交通基础理论课程学习,根据智能交通施工规范,将不同设备安装在正确位置上,实现从交通数据采集、传输、处理和控制的全过程。这决定了智能交通综合训练中心以培养学生掌握智能交通的核心技能为目标,不仅要求学生所要掌握的软硬件知识不仅比计算机、自动化多,而且比一般交通专业多,对该智能交通方向的教学管理提出了新的挑战。因此,亟待构建面向交通主干专业学生的智能交通系统集成方向课程群建设。智能交通涉及交通、计算机、电子信息等学科多门课程,若各门课程之间缺少融合,仅按一门课程独立进行方案设计和建设,容易造成教学和实验内容重复、授课学时紧张以及相关知识点的前后衔接混乱等现象,从而造成无法培养学生具备用人单位最看重的工程实践能力的缺憾。为了培养交通系统集成方面应用型人才,以系统的观点充分考虑智能交通多交叉学科的各课程所包含的实践教学环节的共性和特性,合并相同或相近的实验内容,本着体系完整、注重广度与深度的结合、注重新知识的溶入、注重前后课程的衔接,对相互衔接的实验内容进行融合,充分体现工程训练的全程性。因此,依托一个实际项目,将多门课所涉及的相关知识点串联起来,亟待构建相互衔接的智能交通系统集成方向课程群。

一、培养学生智能交通系统集成能力的课程群设置

根据交通设备集成企业对智能交通工程项目等相关岗位的技能要求,依托一个实际道路上的智能交通集成项目,设置不同应用场景,如:单交叉通控制、干线协调控制、违章抓拍等,构建以熟悉整个智能交通数据采集、传输、处理和控制流程为核心的旨在建设专业内多课程大流程管理的项目并付诸实施,即:根据实际项目实施前后顺序,将所需知识点串接起来,整合相关或相近的课程,以智能交通的设备硬件和信息系统集成两条主线为教学重点,围绕智能交通集成系统的方案设计、研发、施工、安装集成和维护,按基础理论类(计算机软件基础、电子技术基础、交通基础理论)、技术类(交通数据采集与处理、交通网络与通信、车辆定位与导航)、实现类(交通控制集成系统)、应用类(智能交通综合实验)为序,分别构建一个结构合理、层次清晰、相互配合、相互渗透、课程间相互连接的递进式的课程群体系。

二、基础理论、技术类、实现和应用四类理论课程的具体内容

基础理论类课程涉及计算机软件基础、电子技术基础、交通基础理论三类,其中:计算机软件基础包括高级语言程序设计、数据结构和算法和数据库三门课程,是通用软件开发的最核心知识;电子技术基础包括电路、数字电路技术、模拟电路技术、单片机原理与接口技术四门课程,是通用集成电路应用开发的灵魂;交通基础理论包括交通工程学、交通管理与控制、交通规划、交通设计四门课,主要用于分析交通现象和规律。技术类课程包括交通数据采集与处理、交通网络与通信、车辆定位与导航,侧重于培养学生学习如何利用软硬件基础知识研发交通设备,如:信号机、交通流检测器、交通警察等,熟练掌握智能交通的数据采集、传输和信息关键技术。交通数据采集与处理侧重如何研究智能交通终端设备,交通网络与通信侧重于将安装道路或车辆上智能交通终端设备、控制中心之间数据传输和通信,车辆定位与导航在城市GIS基础上统计分析交通事件在时间和空间上的分布特征。

实现类课程仅设一门交通控制集成系统,以交叉通控制为例,讲解智能交通系统的总体框架,围绕智能交通数据的采集、传输、处理和控制,介绍各种交通前端设备的原理和使用方法,重点关注其通信协议和二次开发接口,以及如何集交通流检测器、信号机、红绿灯、电子警察于一体。应用类课程也就是智能交通综合实验,针对围绕复杂多变交通环境下实际智能交通系统集成,如:左右转相位,利用主流厂家的真实设备,围绕智能交通系统的方案规划、施工设计、设备选型、安装、信息集成和运行维护等,训练学生将不同设备安装在正确的道路位置上,实现智能交通数据的采集、传输、处理和控制。

三、基础理论、技术类、实现和应用四类课程之间关系

基础理论类课程让学生分别掌握软件开发、硬件设计和交通系统分析的最基本知识,通过技术类课程告诉学生如何利用基础理论类课程所学知识开发智能交通所涉及的相关前端设备,而实现类课程是讲解智能交通系统集成的总体框架、前端设备及其集成关键技术。应用类课程相当于案例教学,根据复杂多变的交通场景,从方案规划、施工设计、设备选型、安装和信息集成等出发,利用真实设备集成一个智能交通大系统。因此,四个课程模块是一个层次清晰、递进式的课程群体系。

在基础理论类课程中,包括计算机软件基础、电子技术基础、交通基础理论三类,每类基础理论类课程相互独立,但它们自身的各门课之间各自成体系、相互融合。计算机软件基础以开发软件信息系统为线索,开设了高级编程语言、数据结构和算法设计、数据库等课程,是通用软件开发的最核心知识;电子技术基础以单片机应用开发为主线,集成了电路设计、电子元器件、传感器于一体;交通基础理论以城市的交通规划、设计、管理与控制为研究对象,开设了交通调查与分析、交通工程系、交通设计、交通系统分析、交通管理与控制、交通规划等。

技术类课程的三门课是智能交通设备集成的核心技术,相对独立、相互配合。在基础理论类课程基础上,交通数据采集与处理解决如何研发交通前端设备,车辆定位与导航解决移动车载设备与道路交通设备和数据中心的位置信息,而交通信息网络与通信是交通前端设备和数据中心通信交互的技术保障。

实现和应用类课程是一门综合课程,结合实际智能交通项目存在的问题,以基础理论和技术类为基础,围绕智能交通的方案设计、施工、安装和集成,介绍常见的智能交通前端设备的原理和使用方法,以及这些交通设备的通讯协议和二次开发接口,实现集成一个智能交通大系统,是锻炼学生实际动手能力的一门课程。

四、落实“课程群”的教学实践

首先,修订培养计划。调研相关智能交通企事业单位,邀请专家学者、交通工程师和专任教师、学生共同进行研讨会的方式,围绕智能交通相关岗位的核心能力所需的核心知识,构建课程体系,包括基础课程、支撑课程和选修课程,确定其教学和实验内容,据此编制培养计划、教学大纲等教学资料。

第二,课程整合与优化。分析课程群的各门课程教学内容之间的相互关系,进行整体规划,突出每门课程的重点和难点,避免课程之间内容的重复,并补充不足的知识点。例如:车辆定位与导航、交通网络与通信这两门课的部分知识重复,补充软件工程、软件测试等部分知识。

第三,课堂教学。围绕实际智能交通系统集成项目的实施过程,将相关知识点串联起来,注意它们之间前后关系,后续知识点则反复利用和提升前面的知识,据此安排各门课的教学计划。例如:交通数据采集与处理将交通和计算机融合在一起。

篇3

关键词:智能交通系统;评价;标准化

中图分类号:C913文献标识码: A

0.引言

近年来,中国智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)建设进入高速发展期,从2002年开始, “十五”国家科技攻关“智能交通系统关键技术开发和示范工程”重大项目正式实施,北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、中山、济南、青岛、杭州十个城市作为首批智能交通应用示范工程的试点城市,并逐步进行推广,预计到2020年,智能交通系统将覆盖全国100多个城市。随着智能交通系统建设的普及和完善,城市是否需要建设智能交通同系统和智能交通系统的实用性、社会效益、管理效率等影响道路交通的因素需要得到客观和科学的评价,智能交通系统评价势在必行。2000年,中国在《中国智能运输系统框架》中进行了智能交通系统经济技术评价的初步研究,推动了国内智能交通评价研究的发展,并拓展到了交通安全、交通管理、能源环境等多个领域,出现了多种多样的评价方法。

为推动智能交通系统评价发展,本文将给出智能交通系统评价标准化的提法。目前,国内学者对智能交通系统评价做了很多的深入的研究,取得了很多成果,同时也造成了各种方法中出现重复,没有形成一个大家都公认的和通用的评价体系,将这些方法和实践经验总结行成行业规范,这就是智能交通系统评价的标准化。当下,智能交通系统评价标准化还没有起步,但是可以就评价现状做一些归纳,为推动ITS评价标准化做一点研究。本文就智能交通系统评价的研究现状,结合标准化定义,对智能交通系统评价标准化做出展望。

1. 智能交通系统评价标准化的意义

标准是科学、技术和实践经验相结合的总结;而为在一定范围内获得最佳秩序,对实际或潜在的问题制定共同和重复使用的规则的活动称为标准化。标准化之于ITS评价具有以下作用:

(1)标准化应用于ITS评价,可以避免在评价研究上的重复劳动;当前,在ITS评价的理论研究上,国内国外都提出了很多方法,用于实践的不多,而评价的标准化可以实现方法的统一或者说根据实际选取适合现实情况的方法,真正实现理论用于实践。

(2)ITS评价也是管理上的一种,而标准化应用于管理,让评价做到通用、简化和模块化,可促进评价统一、协调以及高效的运作过程。

(3)标准化可实现科研、生产、使用三者之间的良性循环,能够使ITS领域内的新技术和科研成果得到推广应用,从而促进技术进步。

(4)标准化能促进资源的合理利用,保持发展平衡,维护社会当前和长远的利益。当前,许多城市都在计划建立ITS,以减轻城市交通的压力,但不是每个城市都适合建立ITS,ITS评价能够避免城市在建立和运用ITS上损害当前社会利益。

ITS评价标准化的建立,是形成以标准化引导技术的应用,在实践的过程中,完成标准先行、技术跟进、协调可持续发展的过程。标准化的实质就是使高速发展的技术和实际应用相互促进,获得最佳的社会效益。标准化的形式一般具有简化、统一化、通用化和模块化等特点,这样的特点就要求将多种多样的ITS评价形式进行统一,加以该进,增加服务的适用性,这样也能破除各个城市之间对智能交通系统评价的壁垒,促进技术上的联通和与合作。

2.ITS评价的现状

根据评价实现目的和评价内容的不同,评价有不同的分类, 一般可以包括技术评价、经济评价、社会效益评价、环境能源效益评价、风险分析、产业化评价和综合评价。当前,很多学者已经针对ITS评价做了深入的研究,在北京,广州等运用ITS较为成熟的城市都做过ITS评价,实现了理论到实践。从已做过的研究和评价来看,不论是哪种单项评价,还是综合评价,都有共同点,主要体现在评价步骤、选取评价指标和确定评价方法,这些共同点将可能是ITS评价标准化的基础。

2.1ITS评价一般步骤

根据对北京市ITS综合评价的实例总结,一般综合评价步骤如图3-1,其他单项评价可以参照综合评价步骤。ITS综合评价具有明显的逻辑性,从开始到结束,共有6个步骤,有些评价还在选定评价方法后设置了专家评价,这样有利于发现评价过程中的问题,达到及时克服与解决问题的目的。

评价的第一步是要确立评价对象和目的,ITS系统一般包括了11个子系统,要确定评价是关于其中的一个或者几个,还是关于整个系统的综合评价;同时要进行系统关联因素分析,明确ITS对道路交通的影响机制,进而确定此次评价应包含的内容和相关的评价指标类别。

评价的第二步是根据评价的目的和评价对象与道路交通的相互影响关系选取反映系统作用的指标,不同评价指标反映系统的不同方面。评价指标体系的建立的目的是为了对系统构成要素进行分类,更有效地对系统与道路交通影响关系进行量化处理与评价。

图3-1智能交通系统评价一般步骤

评价的第三步是建立评价标准,也称建立评价准则。由于不同的指标反映了系统的不同方面,对系统的重要程度也不同,为了确定指标的重要性程度和规范化,需要建立评价价标准,对不同指标进行量化处理,让所有指标在同一标准下衡量对系统的影响程度。

评价的第四步是选定评价方法,也就是建立评价模型。科学的评价方法能够使得评价结果更为准确。选取评价方法应考虑指标的特点,数据的特点,数据的数量等多方面的因素,体现指标与系统之间的关系。

评价的第五步和第六步是评价结果检验和评价分析报告,评价结果检验是评价过程中很重要的一环,能验证评价过程的科学性、合理性,为评价的严谨提供保证;评价分析报告是最终的成果,如果评价结果检验符合要求,则可生成最终报告,如不符合要求,则返回第二步,重新评价;同时,评价的结果还可以包含周密的思考和科学判断所得到的见解,并不局限于评价方法所得到的结论。当然,实际评价过程具有很多现实情况影响,整个评价过程并非严格按照这个步骤进行,具体情况具体分析为原则。

2.2常用的评价指标

指标体系是综合评价的基础,是综合反映反映现代城市公共交通发展水平的依据。面向现代城市公共交通综合评价,实质上就是通过建立一系列指标体系,对现代城市公共交通的结构与功能、社会经济适应性、环境影响与资源利用等主要特征进行衡量和评估,进而提出调控措施。在现代城市交通评价活动中,并非是综合评价指标越多越好,也不是越少越好,综合评价指标过多,会形成重复,造成干扰;评价指标偏少,会形成评价的不完整,造成结论的片面性。常用的指标一般包括了六类:社会经济、交通安全、能源环境、管理效率、财务和技术评价。财务上有自己更为专业的评价,近年来全国智能交通标准技术委员会对ITS技术上逐步建立标准,因此,一般来说,ITS评价只包括了前四类。北京交通大学的关伟教授在《智能交通管理系统综合评价》一书中总结了评价中常用的指标,供决策者和研究人员参考,如下表3-1

常用ITS评价指标体系 表3-1

社会经济 交通安全 能源环境 管理效率

社会经济效益:

降低行车成本

减少出行时间

减缓土地资源及交通基础设施投资强度

推动相关产业经济发展和技术进步

满通需求和提高生活质量

其他社会经济效益 交通事故造成的经济损失:

车辆损失

人员伤亡损失

社会服务机构费用消耗损失

公共交通设施安全

货物损失

非交通事故造成的经济损失:

车辆被盗抢的损失

货物被盗抢的损失

社会服务机构消耗损失 环境效益:

减少交通尾气污染

温室气体减排

降低交通噪声污染能源效益

减少能源消耗

能源结构调整 执法效率:

中心城区管控范围

违法处罚管理效率队伍建设

警队人员数量

警队人员文化素质

交通法规宣传教育:

交通法规和交通安全厂商普及率

快速反映能力:

警情预测

实时报警完整性

从表中给出的常用指标来看,都是反映系统效益和作用的数量概念,具有被测定和度量的特点。选取指标不是什么指标都能拿来使用,而是根据一定的原则筛选,很多学者均提出了指标选取的原则,包括科学性原则、实用性原则、综合性原则、可比性原则、可测性原则以及独立性原则等。

2.3常用的评价方法

评价方法是否科学合理,直接决定了评价结果的科学性。不同的评价方法有不同的特点,可以得出不同的评价结论,因而对决策和技术方案产生的影响也不同,进而反作用评价主体并对其发展产生影响。早在1995年,国外学者Hong Lo和Weissenberger S就提出了整体评价过程和金字塔式的层次关系,最终可以给出整个ITS系统与可估算社会经济效益之间的关系。随后,更多国外学者提出了不同的评价方法,其中一些方法已经应用与实际案例。国内在评价方法的理论研究要晚于国外,于 2000年在《中国智能运输系统框架》中进行了智能交通系统经济技术评价的初步研究,2001年在国家“十五”科技攻关计划重大项目“智能家庭系统关键技术开发和示范工程”中将智能交通系统项目评价方法研究列为子课题。取得了突破性的进展。

如图3-2所示目前,国内外有关评价的方法大致可以分为四类:一是以数理理论为评价基础的方法。包括了模糊分析法、灰色系统分析法,技术经济分析法等。二是以统计分析为主的评价方法。包括了主成分分析法、因子分析法、聚类分析法、关联分析法、层次分析法等。三是重现决策支持的评价方法,包括以仿真和模拟技术为主的神经网络方法等。四是以数理统计和统计分析相接结合的评价方法,包括灰色聚类分析法等。方法的采用需根据实际情况、评价内容以及评价指标选取。例如,北京市在对北京城市智能交通安全影响评价时就采用了成本效益法以及灰色聚类评估法分别对ITS实施后的经济效益和效果进行评价;在评价ITS的社会经济影响时则采用了上述方法中的技术经济方法。

3.实现智能交通系统评价标准化的关键问题和挑战

当前,针对ITS评价的研究确有不少,且有一些理论已经用于实践,但智能交通系统评价的标准化还很有难度,本文认为,要实现智能交通系统标准化,智能交通系统评价的研究需向以下几个方面发展。

(1)实现通用性。由于已经开展的相关评价工作均具有较强的地域性,不能形成通用的评价体系,同时也由于相关计算数据的不可获取或者不能准确获取而影响到评价的准确程度。因此在借鉴和吸收国内外智能交通系统评价的先进理论和方法的基础上,应符合我国的国情和地域差异,不能一概而论。

(2)实现规范性。前文总结了当前评价的三个共同点,这是标准化的基础,但是也说了存在更多的不同点,例如,是不是要加入专家评价、是不是要进行系统要素分析等步骤,因此需要在评价领域实现评价的规范性。所谓规范性就是指ITS评价筹划、评价、结果的一系列过程的每一步骤、每个流程都有一定的规定和标准,从而整个评价过程将不会因中间的步骤省略或纰漏出现错误的结果。

(3)实现简易性和专业性的结合。ITS评价的目的是为城市决策者提供建议、为城市交通规划提供决策与支持,这就需要简单易懂和科学严谨同时出现在评价结论。简单易懂是让决策者对于智能交通系统的作用发挥程度有所明白,特别是除了经济效益之外的其他指标,应该能让非技术参与者能够看懂;同时,评价的理论、方法、过程均应该是严谨、科学、求实的。因此,怎样在专业的基础上体现通俗易懂将是ITS评价标准化的难点。

(4)具有实用性。ITS评价应该发挥三个作用,一是量化ITS项目带来的效益,这里包括经济效益、社会效益等,为决策者提供参考;二是引导未来投资做出正确决策,ITS评价的结论能够帮助决策者更好的理解人们对交通的需求,有利于未来投资找准方向和实施;三是优化已有系统的运作设计,当前的评价最多的是对现有系统做出评价,了解其运行状态,那么,科学严谨的评价可以帮助已有的智能交通系统找准改进方向,使得系统调整、改进和优化设计运作。

4. 结语

综上所述,智能交通系统评价标准化还没有起步,但根据现有的评价理论和实践,可以总结出评价的一般步骤、评价指标和常用的评价方法,这些总结能够作为评价标准化的一点基础,还需要更多的研究去实现评价标准化。可以预见,随着国家智能交通系统建设的普及和实施,对于判断系统运行效果和实施效益的智能交通系统评价将成为交通评价领域的重点工作,智能交通系统评价标准化也将成为研究的重点。

参考文献

[1]何建伟,曾珍香,李志恒.智能交通系统实施效益的综合评价研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2010,10(1):81-87

[2] 王笑京,李宏海,沈鸿飞. 智能交通系统成本效益的研究[J]. 城市智能交通技术,2007,(9):140-143

[3] 王笑京,沈鸿飞,汪林. 中国智能交通系统发展战略研究[J]. 交通运输系统工程与信息,2005,6(4):9-12

[4]卫振林,王世华,黄爱玲. 智能交通管理系统综合评价理论及实践[M].北京:人民交通出版社,2012.5.

[5] 王华. 加强交通标准化工作促进交通可持续发展[J]. 交通标准化,2003.5(119):20-22

[6] 李旭芳,夏志杰等.现代城市公共交通智能化管理概论[M].上海:同济大学出版社.2013.3:143-156

篇4

关键词:交通信息技术;应用型;实践教学

基金项目:自治区自然科学基金资助(2015211C282)

TP3-4

交通信息技术是交通工程专业学生的专业基础课,本课程主要是为了让学生了解交通信息技术的基本理论、基本原理及其应用,掌握交通信息的采集、传输、处理以及过程,并运用交通信息子系统对交通信息技术综合应用进行了解。通过本课程的教学使学生对交通信息领域的相关知识有全面的认识和了解,为学生学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术和科学研究打下必要的基础[1]。本课程理论性强,课程实践教学环节力求从实际出发,使用通俗的语言,简练、易懂的操作过程诠释复杂的基础理论,对课堂教学辅助补充。

一、课程教学中存在的问题

交通信息技术课程是一门理论性强、实用性较强、涉及面较广的专业基础课程。该课程是智能交通系统的基础[2],其基本方法和理论大量应用于先进的交通管理,交通控制特别是智能交通的各个领域。传统的教学大部分是较为繁琐的理论分析和公式推导,物理概念抽象,因此容易使学生感到乏味和难以接受,尤其是交通信息采集技术部分,各项技术原理、技术关键和技术应用晦涩难懂,因此需要配套的实践教学环节使抽象的理论知识具体化,形象化,加深学生对课程内容的理解及掌握,激发学生的学习兴趣和提高课堂教学效果。

课程涵盖了交通工程、信息工程、通信、计算机、控制工程等多学科交叉领域的成果,应用于智能交通的各个领域,因此它也是一门面向工程应用的课程[3]。关于如何合理安排课程内容和应用多学科知识,采取何种教学模式,如何设计实践教学环节等问题也在探索之中。该课程魍车慕萄Х椒ㄖ饕是从宏观层面上介绍相关技术及其应用,偏重于理论知识的讲解,课堂教学也以说教为主,实验及实训内容相对较少甚至没有,学生对所学理论在实际中的应用一知半解,不利于学生对知识的吸收与消化,乃至于学以致用。有些实验室所使用的设备和器件与实际应用中所使用的实际设备和器件有较大的差异,往往只能用计算机仿真或者模拟,学生所掌握的知识与现实的应用之间距离较大。

随着智能交通系统的快速发展,对交通信息技术提出了越来越高的要求,传统的教学内容和教学手段难以满足这种要求。因此,笔者尝试对“交通信息技术”课程实践教学进行改革,借助于新疆维吾尔自治区交通工程紧缺人才专业建设的机会,开拓新的实验资源和项目,以理论和实践一体化教学,使理论、实践两个环节在教学过程中紧密相连,体现当前应用型大学以培养应用型人才的教育理念[4]。

二、课程实践教学内容设计

通过在多年教学中的摸索以及与用人单位、毕业生的交流,该课程的实践教学内容应注重培养学生分析问题、解决问题的能力,尽可能向应用型大学的教育教学改革的新需求和新特点靠拢,面向交通信息领域的新技术,与市场的应用新进展以及课程内容的需求相结合,设计了4个典型的实践教学任务如表1所示和一个创新实验设计项目“乌鲁木齐市天山区道路与车辆动态管理信息系统设计”。

三、实践教学条件的建设与使用

依据新疆“重点产业紧缺人才专业”任务,本专业以交通工程重点产业紧缺人才专业的建设为契机,积极推进智能交通实验室建设。目前实验室已具备三类常用的交通流检测器及其检测平台、车载GPS系统、GPS车辆调度实训系统、GIS-T软件系统、可变信息标志及其软件系统等软硬件实验设备,具备了较完善的实验条件,主要用于引导学生对交通信息采集技术的入门及全面认识;了解全球动定位系统(GPS)的入门及应用;熟悉GPS移动定位系统的使用;加强对GIS-T的认识、理解与应用。学生可将配套设备作为课程设计或毕业设计的硬件开发平台,在此基础上自主进行交通流三要素分析以及智能调度管理等智能型控制系统的研发。

四、结束语

近年来,随着智能交通的快速发展,交通信息技术也在智能交通体系中得到了广泛的运用,本课程重视实践课程教学也是智能交通发展的必然要求。本文在课堂教学的基础上,不再固守以知识传授为主的传统学科课程教学模式,而是将完成实验任务必需的相关理论知识构建于教学之中,实践-理论相辅相成,学生在完成实验的过程中掌握本课程必备的理论知识、训练动手能力。“交通信息技术”实践课程的建设对于本专业建设交通工程重点产业紧缺人才专业的任务,推进智能交通重点实验室建设也有借鉴作用。

参考文献:

[1]王兵,郭杜杜.交通信息技术[M].北京:机械工程出版社,2016.

[2]陈旭梅.智能运输系统[M].北京:中国铁道出版社,2007.

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关键词:智能交通方向;课程群;应用型人才

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)28-0228-02

智能交通软件开发能力是交通控制类专业学生的重要能力,与通用软件开发既有区别又有联系。它们的共同点是软件开发,它们的区别在于交通软件需要开发者掌握交通领域的专业知识。这决定交通控制专业的本科生所要掌握的知识比计算机专业多很多,受学分和学时限制,这对该专业的教学管理提出了新的挑战。

就智能交通的多交叉学科的特殊性来说,必须以系统的观点充分考虑智能交通软件方向的各课程所包含的实践教学环节的共性和特性,但目前我国的该方向课程体系缺少融合,一门课程独立进行方案设计和建设容易造成教学内容重复、授课学时紧张和浪费以及相关知识点的前后衔接混乱等,该现象使学生对课程中学习到的知识和技能如何应用于实际企业项目的执行过程不熟悉,从而造成用人单位在招聘学生时最先看重的学生实践能力缺少锻炼的缺憾。因此,亟待对相互衔接的智能交通软件方向教学实验内容进行融合,构建一个面向应用型人才的课程群建设。

一、培养学生智能交通软件开发能力的课程设置

根据智能交通软件企业对相关岗位的技能要求,构建以熟悉企业生产加工流程为核心的旨在建设专业内多课程大流程管理的项目并付诸实施,即:利用实际项目所需知识点将课程链中的相关或相近的课程串接起来,以通用软件开发能力和交通系统分析两条主线为教学重点,围绕智能交通系统的需求分析、软件总体设计、程序编写和测试维护,按基础理论类(高级语言程序设计、数据结构和算法设计、数据库)、技术类(交通地理信息系统、车辆定位与导航、交通信息网络与通信)、实现类(交通信息系统)、应用类(公共交通方向等)为序,分别构建一个结构合理、层次清晰、相互配合、相互渗透、课程间相互连接的递进式的课程群体系。实践环节是该课程群的重要组成部分,包括计算机语言算法课程实践、数据库课程设计、交通信息系统课程设计、智能交通软件方向实习、毕业设计等。

二、基础理论、技术类、实现和应用四类理论课程的具体内容

基础理论类课程包括高级语言程序设计、数据结构和算法和数据库三门课程,是通用软件开发的最核心知识。高级语言程序设计是软件开发的最基本工具,培养学生以计算机思维解决工程问题。数据结构和算法分为两部分,一是分析程序逻辑复杂性,二是优化程序结构,为开发好软件的灵魂。数据库是解决如何安全高效数据存取的问题。

技术类课程侧重于培养学生掌握智能交通的数据采集、传输和信息关键技术,开设交通地理信息系统、车辆定位与导航、交通信息网络与通信等相关课程。交通地理信息研究如何利用点、线和面描述交通系统拓扑结构,结合车辆定位与导航技术,据此统计分析交通事件在时间和空间上的分布特征。车辆定位与导航主要研究如何定点采集各个道路的交通事件。交通信息网络与通信实现了交通检测点和数据中心之间的数据传输和通信。

实现类和应用类课程是一个有机整体,仅设一门交通信息系统,它是基础理论和技术类多门课程知识的综合运用,以一个某交通领域的实际应用为研究对象,如:交通控制、公共交通系统和物流等,围绕交通软件的需求分析、软件设计、实现和测试、文档编写,培养学生理解和掌握如何开发一个软件的全过程及其可能遭遇的问题。

三、基础理论、技术类、实现和应用四类课程之间关系

基础理论类的三门课程(高级编程语言、数据结构和算法和数据库等课程)让学生掌握通用软件开发的最基本知识,通过实现类课程(交通信息系统)告诉学生如何利用基础理论类课程所学知识开发一个简单通用软件,而技术类的三门课程是交通软件中常用的技术和方法。应用类课程相当于案例教学,是软件开发技术在某交通领域中的具体应用,穿插在交通信息系统或其他交通类课程教学中。因此,四个课程模块是一个层次清晰、递进式的课程群体系。

在基础理论类课程中,各门课之间相互连接、相互渗透,高级编程语言是学好数据结构和数据库这门课的基础。数据结构与数据库相对独立,前者决定学生能不能可以编写高质量的程序,为学生入门软件开发行业面试的必备知识;而后者是系统软件开发的数据存储基本工具,常见的SQL Server、Oracle等。

技术类课程模块的三门课是智能交通软件开发的常见关键技术,相对独立、相互配合,在基础理论类课程基础上,交通地理信息系统解决车辆定位与导航的数据可视化显示问题,而交通信息网络与通信是GPS用户终端和数据中心通信交互的技术保障。

实现和应用类课程是一门综合课程,融合了交通专业课程知识,如:交通控制、公共交通系统和物流等,以基础理论和技术类为基础,围绕交通软件的全过程,补充部分软件工程、项目管理等课程知识,是锻炼学生实际动手能力的一门课程。

四、落实“课程群”的教学实践

1.修订培养计划。以应用型人才培养为目标,调研相关智能交通企业,采取专家学者、企业工程师和专任教师、研讨会、座谈会的方式,根据智能交通软件企业对相关岗位的技能要求,围绕完成一个完整的项目所需的知识,构建教学体系及其教学内容,确立基础课程、支撑课程和选修课程。

2.课程整合与优化,整理教学资料。对智能交通软件方向课程群进行整体规划,分析课程之间的衔接关系以及它们的教学内容的相互关系,突出每门课程的重点和难点,强调课程的关联性,避免课程之间内容的重复,并补充不足的知识点。例如:交通GIS的数据存储与数据库部分知识重复,补充软件工程、软件测试等部分知识。结合教育部对我校的本科教学工作水平评估,全面修订了这些课程的教学大纲和实验大纲,撰写实验指导书。

3.改进理论知识教学。结合真实企业软件开发项目教学,注重知识点的运用,后续知识点则反复利用和提升前面的知识。先行课程为后续课程做铺垫,将专业中多门相关课程以一个涵盖大流程地串接起来。例如:交通GIS的数据存储要用到数据库的知识;交通信息系统教学需将系统设计、数据库访问、界面设计、编码和测试等各个方面联系起来讲解。

4.依托项目的综合实践教学。将一个实际交通软件项目划分为大、中和小的众多软件项目,小软件项目适于单个课程知识点的实践教学,大和中软件项目通常是多个知识点综合实验。在这个阶段,将智能交通软件方向课程群多门课程融为一体,系统完成项目设计,以培养学生的实际动手能力。

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关键词:mBot机器人 创新教育 智能交通 Arduino

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)05(a)-0210-02

1 mBot机器人介绍

mBot是一款为素质教育而生的低门槛“机器人小车”,是实现跨学科综合素质教育STEAM[1]的载体,借助mBot机器人开展教育是培养学生创新能力的有效途径[2]。mBot 机器人分为硬件和软件两个部分,硬件是标准化的电子零件,由mBot机械部分、mCore控制板两部分组成,同时配有一个简易遥控器可供拼装完成后直接“驾驶”;软件部分使用基于Scratch2.0[3]开发的图形化编程软件mBlock,通过{牙直接实现操控mBot APP。mBlock根据需求编制一个程序,将其下载到mCore,由mCore控制mBot机器人完成动作。

mBot机器人与智能玩具的区别在于它可以使用软件mBlock进行二次开发,在其上加载一些传感器可以实现不同的功能。该次课程设计用3个mBot机器人模拟制作一个智能交通系统,用实例来讲述创新课程设计过程。

2 智能交通系统分析

课堂以智能交通系统为主题,激发学生讨论,讨论结果形成一个简单、完整的交通系统由3个部分组成智能汽车、智能红绿灯、智能车库。具体功能如下描述。

(1)智能汽车,用mBot机器人模拟汽车的行车过程,前进、左右转弯、倒车,同时用指示灯颜色和不同的声音区分不同状况,以给出警戒和提示;车上安装超声波传感器,便于安全倒车;汽车的行驶过程用遥控器控制。

(2)智能红绿灯,根据路段车流量设置红绿灯间隔时间,绿灯结束后有3 s的黄灯闪烁;指示灯亮,并用LED数码管显示剩余时间。在mBot机器人的主控板mCore上安装两个设备,一个是LED灯作为红绿灯使用;另一个是4位数码管用来显示红绿灯时间,用RJ25接口线将两设备与主控板连接。

(3)智能车库,用超声波传感器来检测有无车辆入库,若有,则用舵机控制横杆抬起,若无,则横杆落下。若在超声波出现故障时,则用机械遥感手动控制横杆起落。mCore主控板接3个设备:一是超声波传感器,用来检测门前有无车辆;二是遥感,便于应急时手动控制;三是舵机,其上安装横杆,接收超声波传感器信号,控制横杆起落。

3 课程设计

将智能交通系统课程设计分基础、应用、创新3个阶段来讲述。

(1)智能汽车:对汽车的踩油门、松油门过程用键盘上的“按下、松开上移键”命令来控制;脱机时,将“按下上移键、松开上移键”命令用红外遥控器上的上下箭头代替,便于脱机控制。由于红外线遥控器控制命令以判断形式出现,须将其加入条件控制结构。其它转向功能与前进类似。

基础功能完成汽车的机械行驶前进、后退、左转、又转,同时配备相应的指示灯;通过键盘上的4个方向箭头完成在线控制,使用图形化模块如表1的在线命令。通过学习让学生熟悉mBlock软件界面,学会图形化模块的拖拽方法和技巧。教学内容适合小学5、6年级学生。

应用级在初级基础上将控制方式改为遥控器控制,实现脱机运行,模块指令如表1的脱机命令。由在线命令转为脱机命令模块结构简单,但加入了选择判断,使学生的思路更加条理,同时查看对应模块生成的arduino程序如表1的Arduino 代码,熟悉arduino语法结构。教学内容适合中高年级学生。

创新能以初级为基础,加上应用级训练具有的逻辑思维能力和读代码能力,可以创造性地实现不同功能,当软件给出的模块结构不能满足要求时,可以在arduino的编辑器IDE手写代码来完成。高级阶段,每个学生的作品不一样,教学呈现个性化,适合大学生和电子类爱好者。

(2)智能红绿灯:定义一个变量time用来计时,将红绿灯持续的时间设置为循环次数,每次延时1秒,将变量time值减1,用LED数码管显示变量time值,达到计时效果。假设绿灯持续时间为30 s。

教学内容属于中级,增加了循环结构和变量设置,红绿灯持续功能用循环结构来实现,显示时间用变量赋值来完成。对中小学生,变量概念不易于理解,可用解应用题时的设未知数知识点来变通。对这部分内容的创新可以横向拓展,由红绿灯联想到路灯、声控灯、跑马灯、led显示屏等。

(3)智能车库:设置3个变量s、x、y、s用于存储超声波传感器测得数据,x存储摇杆x轴移动的距离,y存储摇杆y轴移动的距离;s小于10时,表示有车通过,横杆抬起,否则,横杆落下;x大于y表示横向移动,横杆落下,y大于x表示纵向移动,横杆抬起。其执行arduino程序如下,等待两秒是保证车安全通过。

相比上面教学内容增加两个难点:一是逻辑关系复杂包含顺序、选择、循环结构的嵌套,在理清逻辑关系的基础上才能驾驭;二是熟悉Arduino编程语言语法结构,并用其将逻辑关系表达出来。创新应用可在深度上挖掘,设计出更智能化的作品。

4 结语

创新教育是一种培养学生创造与创新能力的新型教育方式,提倡在真实情境下学习、从生活中学习。该次创新教育课程设计内容选自与学生接触紧密的智能交通系统,以此为主题展开讨论,激发学生兴趣,引导学生关注生活,树立处处留心皆学问的学习理念。

创新课程采用项目化的教学方式,由智能交通系统为中心,向外发散到智能汽车、智能红绿灯、智能车库,每个部分又引出更多的知识点(如,智能红路灯引出路灯、流水灯、led灯等),丰富创新课程教学内容,体现知识有用性;创新课程教学目标区别于传统课程的知识堆砌[5],强调知识的横向纵向联系。创新课程没有标准答案,每个学生的想法都是智慧的萌芽,都会得到老师同学的认可,找自己的存在感,参与意识更强烈;更容易保持学习的激情、增强学习信心,在学习的过程之中更容易生成新的创意。

创新课程是课堂教学的有效补充,将基础教育获得的碎片化知识整合,结合实际加以应用,强调知识的有用性,从而调动学生的学习积极性,培养学生的创新、实践能力。

参考文献

[1] 梁森山.中国创客教育蓝皮书[M].北京:人民邮电出版社,2016.

[2] 万佑红,将国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2005,27(4):6-8.

[3] 王同聚.Scratch与机器人共融在教学中的应用与实践――以中小学机器人教学为例[J].中小学信息技术教育,2015(8):76-79.

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关键词:智能车辆;环境感知;传感器;多传感器信息融合

中图分类号:E91 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 14-0026-01

一、前言

随着社会的进步,汽车成为人们出行必不可少的交通工具,车辆堵塞、交通事故等问题也日益显现。汽车数量的快速增长造成了公共交通效率低下、交通事故频发。建立起现代化的智能交通系统便被提到日程上来。智能车辆(Intelligent Vehicles, IV)作为智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)的重要组成部分,也是系统的运行主体,能够提高驾驶安全性,大幅改善公路交通效率,降低能源消耗量,由于众多优点,该技术的研究日益受到国内外相关机构的关注。

智能交通系统能够有效缓解交通压力,合理调配公共交通资源和道路资源。基于机器传感技术和控制技术,驾驶系统采用信息传输技术和计算机视觉技术监测道路路面、交通标志、其他车辆、行人以及交通事故等道路环境状况,有效保证智能车辆在各种路况下的安全行驶,并能对一些异常状况进行及时处理。在过去的10多年里,相关技术取得了很大的进步,有些国家已经成功开发了一些基于视觉的道路识别和跟踪系统。其中,具有代表性的系统有:LOIS系统、GOLD系统、RALPH系统、SCARF 系统和ALVINN系统等。从这些先进技术的应用便可看出,感知外部环境模块是智能车辆的核心技术。

二、环境感知传感器在智能车辆上的应用现状

智能车辆在道路上畅行离不开相应的传感技术,其中最重要的是道路环境感知模块,该模块将先进的通讯技术、信息传感技术、计算机控制技术结合起来系统利用。智能车辆系统主要有环境感知模块、分析模块、控制模块等部分组成。环境感知传感系统主要由机器视觉识别系统、雷达系统、超声波传感器和红外线传感器组成。

(一)机器视觉识别系统

机器视觉识别系统是指智能车辆利用CCD等成像元件从不同角度全方位拍摄车外环境,根据搜集到的视觉信息,识别近距离内的车辆、行人、交通标志等。机器视觉也有其弱点,容易受到环境的影响,在能见度较低时效果不理想,因此,在传感器类别中属于被动型。与雷达系统相比较,视觉识别系统价格低廉,一辆车上可以安装多处,监测范围更大,搜集道路信息更为全面,通过对其所得的图像进行处理可以识别、检测周围路况,这些也是主动型传感器无法替代的。所以越来越多的人对利用机器视觉感知车辆行驶环境产生很大的兴趣,该系统在现实生活中随处可见,普及率最高,机器视觉在智能车辆研究领域得到广泛的应用, 成为最受欢迎的传感器之一。

(二)雷达系统

雷达系统是一种主动型传感器,利用微电磁波探测目标距离、速度、方位等。雷达不需要复杂的设计与繁复的计算。雷达系统的使用不受光线、天气等因素干扰,无论是白天还是黑夜,晴天或者下雨,雷达系统都能够正常运转。由于雷达是靠电磁波反射原理来工作的,这会导致相近的不同雷达间电磁波相互干扰而影响工作效能。但是,瑕不掩瑜,由于雷达在准确提供远距离的车辆和障碍物信息方面有着得天独厚的优势,因此在车辆的防碰撞系统中有着广阔的应用前景。

(三)超声波传感器

顾名思义,超声波传感器是指利用超声波为检测方法的传感器。使用超声波探测得来的的数据处理简单、快速,超声波传感器可以发射定向长生波,能够在较小范围内检测到物置。这种技术在医学应用上比较广泛和成熟。汽车工业上的利用首见于在欧洲销售的的BMW 车上的超声波停车装置。这种系统利用一片单片机进行控制,超声波遇到障碍反射回传后,根据传感器探测距离发出不同的提示音。

(四)红外线传感器

红外线传感器是利用红外线来进行测量工作的传感器,技术更加先进。红外线传感器不受黑暗、风、沙、雨、雪、雾的阻挡,环境适应性好,且功耗低。这些特点使它远超其他传感器。与超声波传感器相比,反应速度更快,探测范围更广,由于其探测视角小,方向性和测量精度有所提高。与机器视觉结合使用,红外线传感器可以增强机器视觉识别的可靠性,使黑夜如同白昼,因此常被用于智能汽车中的夜视系统中。

三、多传感器的综合利用

在复杂的路况环境下,单一传感器都有其局限性,仅仅安装单一传感器难以提供路况环境的全面描述,因此设计智能车辆必须配置多种传感器。例如夜间行驶时红外线传感器是必不可少的;而停车、倒车时主要使用超声波、雷达探测周边障碍物的远近;机器视觉除日常应用外与其他传感器结合起来可以使得智能车辆驾驶安全性更加可靠。

随着计算机信息技术、通信技术、控制技术和电子技术的进步,智能车辆技术研究中多传感器信息融合技术的应用取得了许多令人振奋的成果。如车载系统互联技术、欧洲的Peugeo系统、美国的IVHS系统等。Tsai-Hong Hong等利用激光传感器采集图像获得车辆前方的距离信息,在正常的路况环境下,采用彩色摄像机与激光传感器联合感知道路表面和定位道路边界。这些技术经过不断改进,相信在不久的将来引起汽车工业的革命。

四、结语

在智能车辆的环境感知模块技术研究中,传感器是智能车辆控制系统的关键。如何使传感器技术更好的应用到汽车行业上来,未来将成为传感器技术研究领域的一个发展方向。

整合各种类型的传感器技术,使其为智能车辆提供更加真实可靠的路况环境信息,对智能汽车技术的发展来说是至关重要的。由于实际的应用环境所得到信息大多数都是不确定信息,传感器回馈信息融合还原真实路况还有很大的困难。

纵观全球,我国的智能车辆研究工作还处于起步阶段,同欧美日等相比还很落后。但随着我国社会经济的发展,汽车保有量不断膨胀,严峻的交通现状迫使我们把发展智能交通尽早提到日程上来,只要我们勇于创新,结合我国具体国情,不断进行深入、细致的研究,我国智能化交通必能早日实现。

参考文献:

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关键词:交通事故;ZigBee;智能刹车

一、国内交通事故现状分析

据有关资料统计,到2011年底,我国公路里程达到410.64万公里,高速公里里程达到8.49万公里,汽车拥有量为1263.75万量。这表示到2011年底,如果所有的车辆都行驶在路上,那么约每0.32公里将会有一辆车。表1-1是我国近几年公路里程及汽车拥有量的统计情况。从表中可以看出,我国近几年汽车拥有量的增长率明显高于公路里程的增长率,且近几年公路里程增长率下降,而汽车拥有量的增长率却在逐步上升。

因此,虽然我国地大物博,但人口众多,汽车拥有量在不断增加,交通事故的防治也应当引起重视。到2011年底,我国机动车交通事故共发生198113起,死亡人数为59673人,受伤人数224619人,直接财产损失高达104788万元。

二、研究智能刹车系统的必要性

人工刹车由于受人的主观反应、司机在行驶时的状态(如打电话、听歌、发短信等)以及气候因素等,影响了刹车的及时性。

首先是人的主观反应。驾驶员在开车时,存在听歌、跟乘客交谈、打电话等现象,有些影响可以避免,而有些影响是不可避免的,因此人工刹车本来就存在很大的缺陷。其次是驾驶员操作不当。由于驾驶员的失误而引起的交通事故,在各种事故原因中所占的比例高达80%~90%。据统计,2011年只是因未保持适当车距而造成交通事故的比例就为7.94%,由这一因素引起的交通事故,若能及时刹车,基本可以避免。最后是非人为因素。非人为因素有天气、弯道等因素。天气有雾时,会影响视觉判断,驾驶员在弯道上有时也不能及时刹车。

如果避免了人为刹车的失误,则交通事故的发生率可以大大降低。ZigBee智能刹车系统这一装置的研究,保守估计可以避免至少10%以上交通事故的发生。

三、ZigBee在智能刹车技术领域的应用分析

ZigBee作为一种新型的短距离无线通讯技术,它采用直接序列扩频技术DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum),它的传输距离介于10 m与75 m之间,增加RF发射功率,可将传输距离提高到500 m。它的特点是:1.低功耗;2.低成本;3.短时延;4.网容大。ZigBee技术具有强大的组网能力,可以形成星型网状网、树型网状网和MESH网状网。一个协调器可以同多个设备进行通讯。

结合车辆的刹车系统,在刹车系统的基础上,利用ZigBee无线通讯技术,并结合传感器,使其构成合理的智能刹车系统。智能刹车设备的结构框图如图3-2所示,它的工作原理是这样的:(1)压力传感器估计该车的车重,从而有利于判断刹车距离;(2)ZigBee通讯设备同其它车辆进行通讯,测量出同其它车辆的车距;(3)将压力值以及车距都传输给CPU,CPU根据车重、车速及前方车辆的车距来决定是否启动刹车装置,并将刹车信号传递给刹车装置;(4)刹车装置收到刹车信号以后,即使没有手动刹车,也执行刹车操作,从而达到智能刹车的目的。

图3-2 智能刹车设备结构框图

四、ZigBee智能刹车系统的扩展功能

随着ZigBee技术的不断普及,它的应用领域也越来越广泛,在车辆中配备ZigBee智能刹车系统的同时,也 可以利用ZigBee这一技术解决收费IC卡管理系统、智能交通灯系统等各种有用系统。

目前我国公路收费IC卡管理采用全自动收发卡机的方式,使用这一方式管理收费公路存在着一些问题。首先IC卡受其物理尺寸的限制,在出卡的同时,很容易出现卡卡的现象。其次,IC卡在一定程度上,仍然无法避免出IC卡张数的错误,从而造成重复收费或者漏收费的现象。最后,IC卡在进出口处,仍然需要人工取卡,不够智能化。通过ZigBee技术,可将车辆进行联网装置,在收费处建立一个PN协议器,它可以同多个协调器和一般设备进行通讯,当有车辆靠近时,PN协议器搜索到一般通讯设备(即车辆),并将该车辆的信息记录存档,同时记录该车辆进入高速路的时间地点,从而替代现有IC卡管理技术,使得高速路的通行更加方便。

我国交通灯现按照车流量的统计来分配各路段的红绿灯时间。然而,有些路段仍然存在特殊情况,如夜间行驶时,车流量较少,有些路口没有车,但等红灯的时间仍然很长,ZigBee技术可以合理解决这一问题。在十字路口建立一个PN协议器,每一个通过的车辆都可以和它进行通讯,从而在十字路口可以更加实时的采集车流量信息,并根据采集到的信息,更加合理的更改红绿灯时间,达到实现智能交通灯的目的。

五、ZigBee智能刹车系统的现实意义

如今ZigBee技术不仅用途广泛,并且它的成本低廉。ZigBee智能刹车系统解决了两车间由于车距过近而造成的交通事故,同时它可以在高速公路收费系统、智能交通灯等多处进行应用。从成本上分析,它也占有很大的优势。据网上报价,目前与ZigBee有关的CC2431芯片的零售价为50元左右人民币,若批量生产该设备,总成本还会更低。因此,它具有很好的市场推广性。

参考文献:

[1]毛彩云,王海林,吴慕春等.道路交通事故原因分析与辩证思考[J].消费导刊,2009,(2).

[2]国家统计局.中国统计年鉴-2012[M].国家统计出版社.2012.

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作为CommunicAsia的合作媒体,《移动通信》今年已是连续第6年参加该展会。按照惯例,本刊今年为展会制作的英文专刊旨在为我国移动通信技术、应用与产品的推广提供平台,并向世界各地的ICT专业人士介绍行业最新发展情况,尤其是我国的移动通信产业发展情况。专刊内容涉及TD-LTE、OTT、智能终端、移动互联网等。本刊展位位于3楼展馆入口处的显要位置,吸引了入场客商的广泛关注,现场有不少人前来取阅英文专刊并咨询相关业务。

CommunicAsia2013通过五大技术展区向业界展示了当今最新技术及趋势对产业的变革,包括智能APP、智能企业解决方案、下一代连接服务、用于下一代服务的光纤接入以及电子政务。

随着全球LTE商用步伐的日益加快和厂商对移动技术的持续推动,众多参展商展示了LTE天线、LTE场景下的Wi-Fi接入、LTE智能终端以及LTE整体解决方案。会场中,华为的新LTE智能手机Ascend P6便吸引了众多客商驻足观看。

同时,随着宽带建设越来越成为众多国家和地区的重要战略,光纤入户不仅为更多的企业、家庭用户带来了更好的上网体验,同时也为产业带来了一片繁荣,本次展会中众多厂商争相展示其在光纤接入方面的最新技术。例如烽火科技展示了其宽带网络解决方案(智能SDN、基于FTTx的产品及技术、下一代光传输平台等),据悉,其宽带产品目前已销往80多个国家和地区。

此外,随着BYOD及移动趋势在全球的风靡,面向移动设备的应用服务与创新受到来自产业各方的追逐。这里不仅有基础的通信服务,例如TalkBox在展会中面向企业级用户推出的Voice Messenger产品,使用界面和方式与大家熟知的消费级产品微信类似,但拥有企业级安全和更易管理的优势;还有应用服务的创新,如Retail Juice推出的3D Sofa Maker App,该App可以让消费者通过3D技术所营造的客厅空间,来选择沙发款式及位置摆放等,以在实体购买前更好地美化和达成购买预期;而随着越来越多的移动办公设备涌入办公环境,应对BYOD浪潮的企业移动管理方案以及下一代移动安全解决方案更是必不可少。

OTT同样作为关键技术分布在展厅各角落。作为2013年的趋势技术以及链接广播传播与通信传播的OTT电视技术,正在改变着产业格局。此次展览中,一部分厂商针对OTT电视推出了全媒体概念,将TV延伸至各个平台;一部分厂商也推出了基于自身理解的OTT解决方案以帮助内容提供商、集成商更好地应对新趋势。同时,中国企业如创维等期望将中国OTT发展经验带到东南亚等更多的地区。

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关键词:电子口哨;道路安全;扩音器;交通安全;道路建设;交通信号灯 文献标识码:A

中图分类号:U491 文章编号:1009-2374(2017)01-0100-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.049

在城市道路的建设中,交通信号灯起着至关重要的作用。但是传统的交通信号一般是使用红黄绿三个颜色的灯来定时对交通流的通行进行限制,这样的话,传统红绿灯的弊端就会在车流量比较大的路段中凸显出来,因为红绿灯的时间是固定的,这样的话就难以有效地利用交通资源,所以交通的智能化也应运而生。根据相关研究人员研究显示:智能交通系统将会成为交通信息化的切入点以及重要的技术手段,为了更好地建设我国的综合运输体系,我们就需要提高交通运输行业在我们国内的服务质量和水平,要致力于提高国内的交通运营管理的效率和管理的水平,进一步改善我国的交通安全,让运输行业能够支撑起城乡交通一体化的发展,促进智能型综合型的交通体系的形成。智能交通的作用不只局限于以上所讲的那些,智能交通是我国的高新科技研究的一个很重要的部分,智能交通的发展将会直接影响到我国高科技的发展。其中电子口哨就是顺应时展的产物,很大程度上解决了现代交通的压力,同时大大减轻了交通民警的工作压力。

1 电子口哨在道路安全中的应用

在道路安全中,交通繁忙堵塞时,时常可以见到交警拿着口哨指挥交通。它之所以会受到交警的重视,这也是得益于口哨发出尖锐的声音效果。现代都市,在道路交通中,由于诸如汽笛、发动机噪音等声音的影响,交通指挥员很费劲去吹、去喊把指令费力地传达出去,这时就需要一个能够快速、增幅声音的工具来把交通指令传达出去,而电子口哨就能适用这种局面,把声音放大推送出去。交警只需要站在原地而不用离开原本的位置就能把交通指令放大进行指挥。通过这一点,可以很清晰的理解,电子口哨在道路交通的应用中是发挥着重要作用的。特别是在上下班高峰期,交警人手有限的情况下,电子口哨声音放大效果既能够缩短声音空间的距离,也能对交通违规现象起到震慑的心理作用。对于现代的交通系统而言,电子口哨有着极为显著的补足

作用。

对于处在一线的执勤民警、协管员来说,口哨是他们工作的一个必备物品,但现在道路的情况是越来越复杂了,周边的环境也比较差,有些地方还有空气污染,以上原因都会使交通疏导的强度变得更大,在这种情况下,原有的口哨就没办法满足现在执勤工作的需要了。如果遇到特殊情况需要民警长期坚守在工作岗位上,因为一些外部的原因或是自身的情况都会使哨声变弱从而使市民听不清楚哨声。原本传统口哨传播声音的方式就是扩散的,在交通路口人群嘈杂的地方使用,效果不会很显著。在这样的情况之下,就出现了一种新式电子口哨,这种新的电子口哨就能比较完美的去解决上述这些问题。

新的电子口哨发出的声音要比传统的口哨响很多,而且电子口哨的指向性比较明确,这种口哨可以大幅度地提高民警的工作效率。最重要的是,电子口哨不会受到外界的干扰出现市民听不清指挥哨声这样的情况。新型电子口哨有将近120分贝的哨音,不仅声音清晰明亮,还提供了三种不同档位的音量,可以在不同的环境下使用不相同的档位。电子口哨通过更换它的电池来供电,非常安全而且环保,所以成了现如今的交通管理以及体育比赛等所必备的一个用品。

2 电子口哨与红绿灯的配合

什么是红绿灯?所谓红绿灯就是交通信号灯,它在城市的交通中起着必不可少的作用。

红黄绿三色定时灯是用来进行交通流通行限制的一个信号,但是红绿灯的弊端是很大的,特别是在车流量较大的路段弊端更为明显,因为红绿灯的时间是固定的,所以交通资源得不到很好的运用。大多数时候为了补通信号灯的不足之处,如果交警们配上电子口哨,通过运用扩音器来分流一部分交通信号灯的压力,补通中的漏洞。

在道路交通安全中,红绿灯的确可以很完美地胜任交通指挥员的任务,但是这是就一般情况而言,在一般的状况之下,红绿灯的切换是灵活的。然而当交通进入高峰期拥堵时间,红绿灯所面临的压力也跟着增大了。由于它的时间固定性,在分流交通时往往显得相对迟缓。这个时候为了补充红绿灯的功能,就需要交警来进行协助。而在这个过程中,能让交警最大地执行交通指令的就是扩音器。通过扩音器,交警可以适当地把调整的交通指令传达出去。

电子口哨比较卫生,而且使用起来不累,工作几个小时还能持续发出最响亮的哨声,这是以往用传统指挥哨很难做到的事情,让交警可以节省体力。那么扩音器与电子口哨的结合是否应该或者必然的成为道路交通中的关键工具呢?在道路交通中,装有红绿灯的同时,是否应该考虑也给道路装上扩音器与电子口哨呢?

3 如何有效发挥电子口哨在道路安全中的效用

现实生活中指挥口哨是民警、协管员必须装备的一个工作必需品,但在日益复杂的交通情况下,道路环境越来越嘈杂,空气污染越来越严重,交通疏导强度越来越大,传统口哨已无法满足工作需要。有时民警因为长期工作,哨声音量降低,市民听不清。此外,传统口哨的声音是以扩散的方式传播,在大路口使用效果并不好。基于现实需要现在一种新式电子口哨出现了,很好地解决了这一系列问题。

相比传统的指挥哨,电子口哨的声音更响、指向性更明确,在交通指挥中能够大大提高交通指挥的效力。更重要的是,电子口哨在十字路口或红绿灯的地方经过与红绿灯链接成一个体系后,可以在安全的环境下提醒过往行人与车辆,避免了市民和车辆听不清指挥哨声的情况出现,大大降低了因为混乱环境导致的安全事故。电子口哨采用可更换电池供电,安全环保,是交通管理、体育比赛等必不可少之用品,能够在现代交通中发挥良好的效用,是现代交通指挥系统中重要组成部分。

在交通安全管理中,扩音器确实在交通安全中起着不可或缺的作用,但是它更多的时候是属于一种支援性作用,理所当然的,这种支援当然是不可或缺的。不过,在道路上只装备扩音器也并不理想,应该说扩音器的运转并非是时常性的,它是在交通紧张时为交通起到舒缓确保交通安全的一种工具,为道路装备扩音器会消耗资金和维护费。所以更优质的方案应该是电子口哨与扩音器的结合,让它成为交警的一种携带工具,作为随时补充交通的支援性道具。

那么如何才能更为有效地发挥电子口哨的作用呢?诚然,道路交通安全应用中,电子口哨的作用是不可或缺的。不过最大的发挥其作用的方式,就是保持它的流动性。应该说,把扩音器作为处于流动状态下的交警的配备品来补足固定状态下的红绿灯的不足,如当人们不看红绿灯的情况下发出“请等待”“请通行”“嘟嘟”等语音提示。

同时,最大发挥扩音器在交通中的应用方式莫过于把它与交通指令、交通法规相结合起来运用。也就是,在现代的交通指挥指令里加入电子口哨的规范语操作。可以把喊话、口令等语言的表达方式加入电子口哨中去,通过让普通人认识理解一些规范性的交通喊话,然后再在交通运转中由交警利用电子口哨发出这些标准化的语音来梳理交通。这样应该能够更加有效地发挥出电子口哨在道路交通安全中的作用。

在人们对繁忙的交通感到浮躁,不再遵守交通规则时,通过一个富有暗示性的警示性喊话,就能把人的心给重新拉回到正确的位置。当然如果在为这条喊话带上法律意味的震慑性惩罚,那它将会成为一种严格意义上的交通规则。

4 现代道路交通安全的启示

现代交通就是声光影的演绎,在这场由众多的噪音和车流构成的交通下,仅仅是红绿灯光的发挥并不能充分起到对交通安全的确保作用。扩音器声与电子口哨的运用也是同样必要的存在。

人们在现代都市的道路安全中,往往会因为强烈的噪音和刺激的光色变换而变得失去耐心,而这种时候,一句清晰又富有震撼效应的声音可以把人从浮躁中抽离出来。现代道路交通安全是一种多元的交通,它的构成包含了各类交通工具和道路规则。然而尽管在这种多元化的交通下,由机器控制的红绿灯操控着交通,但是它毕竟还是机械的。有时人的力量也是同样不可或缺的,在利用现代科技控制交通的时候,回过头去审视人的力量也是一种进步。

现代道路交通安全中的扩音器运用所带给我们的启示是人作为一个个体是不可或缺的,在现代的交通系统中,以人力来发挥扩音器的功效并不是说就比以电脑来控制红绿灯要来得差。我们应该把红绿灯与电子口哨结合起来,把科技和人类的力量相互融合。

当前电子口哨在交通中的应用还处于试验性阶段,这篇文章的关键命题说的是电子口哨在道路交通安全中的应用,但是换一种说法,发挥人的能动作用,重视人的力量也同样能够在各种领域中发挥出超乎寻常的作用。

参考文献

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