智能交通现状范文

时间:2023-12-05 18:07:45

导语:如何才能写好一篇智能交通现状,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。

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关键词:智能交通系统交通信息化

中图分类号:U491.1 文献标识码:A

一、智能交通系统的基本概念及其组成

(一)ITS的基本概念

智能交通系统发起于20世纪90年代,此后迅速发展,是未来交通系统的发展方向。它将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率,因而,日益受到各国的重视。

ITS的组成

ITS 主要由路边系统、车载系统、需求管理系统和交通管理控制系统四大部分组成。信息管理中心作为ITS的核心,为ITS 实现交通信息的共享提供基础。

1、路边系统

路边系统主要是用来对路面状况和司机行车情况进行实时监测,包括路面参数和车离路面标志线的距离等;此外,路边系统还包括能够测量车辆速度的雷达、交通路口设置的信号灯和停车场的电子收费装置。

2、交通管理控制系统

交通管理控制系统是ITS的决策中心,其主要工作任务就是利用应用软件分析整个交通系统的有关信息,并得出控制和管理系统运行的策略,使ITS 能够实现其提高用户的安全性、减少堵塞、节省能源、改善环保等目标。

3、需求管理系统

需求管理系统在ITS中占有重要的地位,其作用主要是分析有需求的用户,以便管理控制系统能够制定高效的服务策略,从而能够及时提供给用户,包括正在行驶的和预定车辆旅行的用户。

4、车载系统

车载系统主要包含动态实时监控系统和导航系统,而导航系统还包括有路网数据库、路径选取算法、视频音频输出导航信息提示等业务 。

智能交通在中国的发展现状

中国的智能交通最初只是解决道路交通混乱的问题,开始只是对交通信号控制、高速公路监控、GPS调度等方面进行单项研究。直到20世纪末才开始制定全面、系统的ITS发展战略。中国的ITS系统在以下五个方面起作用:

交通监控与管理,主要负责交通监视、交通控制、城市出入口控制。先进的交管系统能有效提高运输效率,减少交通阻塞,但由于系统成本过高和设备过于精密,我国的交通监控与管理系统仍然有很大的待完善空间。

信息服务,主要职能是路线引导、出行信息、驾驶员信息和旅行信息。车辆信息通信系统(VICS)是一种典型的实时交通信息提供系统,使用-FM多频广播系统,微波和红外线信号的路侧发射器向驾驶员提供旅行时间、交通拥挤、等实时信息;

安全保障,包括事故报警及响应、应急支援、安全警报和防撞。我国近40 %的交通事故死亡是由超速、超载或车辆失修、失养造成的,西部地区大量的自然灾害和恶劣的环境也是交通事故频繁产生的直接原因。可见,智能交通的安全保障智能对于每个人的生活都是息息相关的,我国智能交通的安全保障系统也不是很完善。

电子收费,主要用于停车系统和电子售票。该项职能主要用于停车场和公交系统。

是运输管理,主要负责快速货运服务、电子数据交换、运营调度、自动调度和公交服务。

在城市智能交通领域,北京、广州走在我国前列。目前北京市已初步建成4大类ITS系统:道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理、紧急事件管理,约30个子系统,分散在各交通管理和运营部门。而作为全国首批智能交通示范城市之一的广州,智能交通系统构建包括广州市交通信息共用主平台、物流信息平台、静态交通管理系统等智能交通系统的主框架。

三、道路交通智能化的在中国的发展趋势

在智能化的情况下,整个交通系统都显得井然有序:城市智能公交系统的完善会发展公交信息系统,当道路公交系统实现智能化,城市道路交通拥堵问题也就解决了一半;此外,城市交通智能管理系统的完善,会把城市道路交通监控系统,交通车流和人流采集系统,智能交通信号控制系统,交通违法取证系统和交通突发事件自动检测系统有序而紧密的结合起来,更加公平公正的处理道路交通肇事等问题。这样,公路靠自身的智能将交通流调整到最佳状态;车辆靠自己的智能在道路上自由行驶。

根据我国未来的发展规划,城市智能交通系统的建设方面将继续加大力度发展。首先将在50个左右的大城市推广交通信息服务平台建设,提供交通信息查询、交通诱导等服务;在200个以上的城市发展城市智能控制信号系统,形成智能化的交通指挥系统;在100以上的大城市推进大城市公共交通区域调度和相应的系统的建设,加大电子化票务的建设与应用。在不远的将来,中国道路交通智能化将会出现质的飞跃,中国道路交通问题将得到切实改善。

参考文献:

[1]李维平. 智能交通技术应用[M] . 北京:人民交通出版社,2006

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【关键词】城市智能交通;管理现状;优化对策

随着社会经济发展以及人们生活水的提升,家庭汽车的数量断增加,这在增加人们生活便利的同时也为道路佳通带来巨大影响,不仅给人们出行带来不便更可能攒在很对安全隐患,而原有的对道路修复以及扩建已经无法满足实际的需求,因此发展智能交通是非常有必要的,但是目前我国智能交通管理系统建设仍旧属于初级阶段,管理现状不容乐观。主要表现为以下几个方面:

1.我国城市智能交通管理现状

1.1交通管理体系需要优化

我国缺少专门的智能交通管理机构去开发交通信息系统化,各个部门之间的协调机制不健全,路网规划与智能交通系统的发展缺少协调机制,导致各个分系统没有很强的整合力度,出现此种情况的原因主要是缺乏健全的管理体制造成的,这就需要政府部门不断优化智能交通管理体系,进而从整体上对智能交通管理发展进行规划,改善各系统信息出现孤岛的现象。

1.2智能交通系统的建设力度不大

在我国政府部门很注重道路项目类建设,而且也给与了必要的资金支持,但是由于智能交通体系建设不仅需要在项目类建设中投入大量的资金,也需要有大量的技术人才对智能交通系统进行维护与管理,但是政府部门在项目类建设中的投资较大,并没有注重培养相关的技术人员,制约了政府对智能交通的管理。另外,在我国经济发展较快的城市中,各路口已建设了智能交通的调度中心,但是由于没有缺乏协调统一的指挥中心,导致出现各自为政的局面,因此需要政府部门加大投入建设高度集成写作的交管指挥中心,以方便对智能交通系统的管理。

1.3交通基础设施建设不足

我国在交通基础设施建设中的不足之处主要有,在频繁发生交通问题的路口以及车流量较为拥挤的路口等缺少设计较为精密的仪器设施,比如说:LED信号灯、视频检测系统以及长悬臂分道多为信号灯杆以及基础的路面交通设施等,给城市智能交通系统管理带来很大的不便。另外,在当前城市路网的建设中,路网设施不健全以及缺乏停车设施等基础设施建设相对不足,从而使城市交通问题更加严重。而随着城市规模以及城市人口的增加,而交通基础设施的不健全,会导致交通管理陷入困境,不仅给城市居民的出现带来很大的困扰,而且影响了相关部门对智能交通管理工作的顺利开展。

2.优化对策

2.1从整体上对智能交通系统进行规划

对智能交通系统进行整体规划是非常复杂工程涉及到很多问题,比如说:如何构建智能交通体系框架,规划中各层面的核心内容、各个内容之间的衔接点以及着手点等,因此必须从宏观上对智能交通体系的进行合理规划,制定可行的战略方案,为智能交通体系的实施提供重要指导。其次,在对智能交通系统进行规划中要以先进的理念进行指导,主要是以以人为本、针对性强等理念为重要的指导理念,从而使职能交通系统更加满足城市居民的出行要求,并能够从深层规划智能交通系统,从而更加方便对智能交通系统的管理。再次,在规划中要让城市民众参与其中,这也是使规划更加科学合理的根本需要,在规划前要及时了解社会各阶层对出行的需求,同时可以让各领域专家学者参与其中,从而使规划更加合理更符合人们的需求,才能够使人们更加自觉的遵守。最后,保证规划内容的可实施性,要使规划内容能有效实施,不仅需要规划内容科学合理,而且要处理好软性指导以及硬性约束的关系,才能保证规划的正常实施,另外按照规划性质的不同可以采取不同的约束手段,比如说经济、法律甚至行政手段,为各类规划的实施提供保障。

2.2完善城市智能交通产业发展的相关政策

首先要以政府主导,优化智能交通发展体系,政府部门以及相关主管部门协调合作并成立领导小组以更好的推动智能交通产业化发展,把智能交通当成是治理交通且又是推动城市经济增长以及保证民生的重要工程项目,这个工程项目由政府部门主抓并协调相关专家制定适合城市发展的智能交通产业规划。同时要把智能交通的建设列为政府基本投资计划当中,并在基础设施建设中给予必要的优化政策。鼓励城市智能交通联合协会的成立并制定一些相关的优惠政策促使产业协会顺利发展。其次要逐步健全融资体系,加大对交通产业的扶持力度,政府部门要逐步健全投融资体系,推动城市智能交通产业的发展,可以由政府部门引导、民间机构广泛参与的投融资体系。政府部门要区别社会公益项目以及可经营项目,根据不同的项目制定不同的投资项目方案、主体以及规划战略等,对于经营性质的项目可以确定多元化主体,可由市场进行选择。对于重点项目政府部门要给予必要的资金以及政策支持。除此以外,政府部门可以适度加大对智能交通产业的发展的资金扶植力度,对于创建初期的重点项目给予扶持,可以通过政策引导、资金投入以及减免税收等当时鼓励企业加大对智能交通技术的研发力度,并要优化投融资的回报体系,进而使资金来源得到拓展。最后,完善法规政策维护市场秩序,国家要完善相关的法律法规以及政策,以弥补市场机制中的不足,促进智能交通产业化发展,比如:要大力保护知识产权,加大侵权的的处罚力度,如果有必要可以采取强制手段使其退出市场,以维护良好的市场环境。还要优化市场准入机制,加大智能交通产品准入市场的门槛,不符合要求的企业或者是产品坚决不允许进入市场,另外还要加强对市场的监管,对于违规企业以及不诚信企业要给予必要的惩罚与制裁,从而加强行业的自律性,推动市场秩序的积极、健康运行。

2.3加大基础设施的建设力度

首先要加大城市智能交通指挥调度中心建设,并使指挥调度中心能够覆盖城市公交系统、出租车系统以及道路运化行业指挥调度网络,可以在城市中的公交车、出租车等车辆上安装定位系统,从而实现实时监控以及合理调度,对于出租车可以鼓励以新媒体技术为主的订车服务,从而减少出租车占道行为。另外,可以充分整合车辆的无线广播优势,实时报道道路运行情况,为驾驶员选择行车路线提供依据。其次,要加大对占道等行为的管理,比如说占用公交车专用道等行为,在一定程度上能够改善交通困扰。再次要加大佳通停车场所的建设,结合当地经济发展的实际情况,可在城市热点地区建立停车专用场地,可以充分拓展地下停车场地建设,从而减少车辆随意停放的现状,为城市交通提供良好的环境,最后要加大基础设施建设,比如说:要加大路标以及智能红绿灯灯杆建设,从而为智能交通管理提供保障。

总之,随着社会经济发展以及人们生活水平提升,交通运输行业的重要地位逐渐突显,提升人们的出行效率,减少交通安全隐患,保障交通顺畅已经成为现代社会发展的重要问题,因此我国为了适应时展必须及时优化智能交通管理系统,从整体上对智能交通系统进行规划,逐步完善完善城市智能交通产业发展的相关政策,并要加大基础设施的建设力度,从而为城市交通提供良好的环境,促使城市健康高速发展。

参考文献:

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关键词:智能交通;规划建设;服务功能;理论体系

机动车辆的持续增加,为城市交通的有效管理带来了巨大的工作压力,对于相关的管理系统构建提出了更高的要求。做好城市建设理论方面的研究工作,需要提高对智能交通的认识,采取合适的分析方法理解智能交通的内涵。城市交通问题的有效解决,依赖于智能交通相关作用的充分发挥。同时,智能交通体系的完善,对于我国道路交通管理水平的提升起着重要的保障作用。

1智能交通系统的相关内容

1.1系统的主要组成部分

为了环境城市的交通压力,需要构建可靠的智能交通系统,提升交通部门整体的管理水平。常见的智能交通系统主要的组成部分包括:a.通讯定位技术。为了实时地监控不同路段的道路交通状况,需要充分发挥信息化技术的相关优势。其中,通讯定位技术在智能交通系统中占据着重要的地位。它主要利用了光纤传输技术、智能化系统定位技术、滤波频分复用技术,提高了系统中的信息传递效率;b.实时监测技术。交通车流量的大小、道路的质量状况等,通过卫星定位、红外探测、传感器感应等设备的共同协作,为道路交通图像信息及数据信息的分析提供必要地保障;c.信息数据处理技术。智能交通网络基础设施的完善,必须加强对系统中监控信息、路况分析等方面工作的控制力度。这些目标的实现,需要发挥出信息数据处理技术的相关优势;d.自动化控制技术。智能交通系统最大的优势在于它的信息采集能力强、智能化程度较高。道路中交通信号控制系统、信号灯控制系统等重要控制系统的构建,需要采取可靠的自动化控制技术,完善智能交通系统的服务功能。

1.2智能交通系统设计的主要内容

增强智能交通系统实际的作用效果,需要明确设计方案的主要内容。结合当前智能交通系统整体的发展现状,可以发现这种系统设计中的主要内容包括:a.系统平台支撑下图像的识别与分析系统的构建。智能交通设计方案中需要对监控中心图像识别和分析系统的构建进行充分地考虑,明确其中的硬件配置及软件资源;b.分析压缩编码技术的主要原理。智能交通中对于实时视频信息的传输机制要求较高,设计方案中需要分析这种技术的主要工作原理,减少后期系统运行中数据流的影响;c.智能交通系统设计的过程中,选择合理的传输介质及传输协议,对于系统的正常运行起着可靠的保障作用。传输协议一般采用的是Tcp/Ip协议。特殊情况下,需要利用到视频传输优势更多的RIP/RICP传输协议。在传输介质的选择过程中,应该充分考虑施工成本及后期的维护费用,传输距离小于550米时,主要采用的是多模光纤传输的方式,大于550米可以采用单模光纤传输的方式。

2城市智能交通实际应用中存在的问题

为了提升城市交通建设整体的管理水平,提高道路运输的交通能力,需要充分发挥智能交通的相关作用。结合现阶段城市智能交通实际应用中的发展现状,可以发现其中依然存在着许多的问题,影响了智能交通应用范围的扩大。这些问题主要包括:a.信息资源消耗量较大。智能交通主要依靠构建可靠的平台,提高信息流的传输效率实现的。但是,某些智能交通系统在实际的运行过程中,硬件配置过低,导致系统资源消耗较大,影响了系统的运行效率;b.线路布局在某些路段缺乏合理性。智能交通最大的优势在于它的图像传输质量高,实时监控效果好。但是,智能交通在实际的应用中,由于城市特殊地段的影响,某些线路布局缺乏合理性,导致监控系统出现了一定量的监控死角,为城市的道路安全埋下了较大的安全隐患;c.基础设施不完善。城市智能交通系统的构建,在系统运行高效性的具体要求下,需要完善配套的基础设施。但是,为了控制建设成本,某些城市的智能交通系统在实际的应用中无法达到预期的效果,主要在于它的基础设施建设还不完善。比如,光纤的布局、系统框架的构建等。

3增强城市智能交通应用效果的有效措施

为了保证城市智能交通整体的应用效果,需要采取必要的措施。这些措施主要包括:a.完善基础设施。智能交通系统在实际的运行过程中,对于配套的基础设施要求较高,尤其是在光纤的布局方面。因此,技术管理部门应该与施工企业做好基本的协调工作,保证基础设施实际的作用效果;b.合理规划线路布局。智能系统依赖于可靠的系统平台,平台的搭建需要保证不同路段线路布局的合理性。在规划设计阶段,相关的技术人员应该充分考虑线路布局的合理性,扩大智能交通系统实际的应用范围;c.提高硬件资源配置的配置效率。系统运行的高效性,与硬件资源配置程度的高低有着直接的关系。高配置的硬件资源,有利于提高智能交通实际的运行效率。同时,硬件资源配置效率的提高,对于系统的安全性起着重要的保障作用。

4结束语

智能交通在城市建设中起着至关重要的作用,需要对系统的构建有着清晰的认识。理解和掌握智能交通的主要内容,为设计方案的制定和实施提供了重要的参考依据。在未来很长的时间内,智能交通在城市建设中将会发挥更大的作用。做好相关的研究工作,对于智能交通应用范围的扩大有着积极的影响。文中通过对现阶段智能交通在实际应用中存在问题的具体分析,指出了较为合理的措施,有利于增强智能交通实际的作用效果。

作者:史博伦 单位:新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院

参考文献:

[1]马庆禄.基于混沌理论的交通状态预测研究[D].重庆:重庆大学,2012(4).

[2]程谟刚.沈阳城市智能交通管理现状与对策研究[D].长春:东北师范大学,2011(3).

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[关键词]智能交通技术;公路;安全管理;作用

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.06.075

1 引 言

前,随着全国公路建设的持续推进,公路系统和枢纽的不断完善,公路交通已经成为了我国交通系统中不可或缺的重要一部分,在这种状态下,公路安全受到了社会各界更多的关注,与此同时,全社会对公路安全提出了更高的要求,关于智能交通技术在公路安全管理的作用探讨的必要性不言而喻。

2 当前我国公路安全管理面临的潜在危机

2.1 公路安全管理面临着巨大的“人”的危机,其失误和不确定性很强

公路交通实现的是货物或者人的空间转移,而空间转移主要依靠的是汽车这种交通工具在公路上行驶来实现的,驾驶汽车的驾驶员在公路上行驶会遭遇到各种情况,在这种情况下,驾驶员极有可能产生较多不理性的选择和判断。在这些选择和判断之中,蕴含着一些公路安全问题,比如说驾驶员在特定情况下会不自觉地进行错误判断和违规驾驶,相应地会出现一些影响公路安全的行为,这就很可能影响公路安全管理。不可否认,公路安全管理面临着巨大的“人”的危机,其失误和不确定性很强,这种“人”的因素是公路管理中最难以把控的一个方面。具体来说,人的机能不是不变的,身体和心理状态是随时变化的,在特定情况下,人会做出非理性的决定,同时也会引起错误的行为,进而危害公路安全管理。

2.2 公路的道路现状不是恒定不变的,在随时可变的情况中危机难以检测

影响公路的道路现状的因素非常多,除了天气因素以外,还有公路建设情况、车辆情况、交通法规情况等。由于其影响因素众多,因此,公路的道路现状在一定的时间内不是恒定不变的,在这种随时可变的情况中事故危机是难以检测的。具体来说,一些事故危机是公路本身或者是各种车辆上的问题,这种问题多是突发性质的,在公路安全管理中,必须考虑应用什么办法来检测出公路危机,同时也要考虑怎样把这些公路危机信息向其他驾驶者和相关人员传递。因此,面对着多如牛毛的公路危机和如何向驾驶员传递危机信息的情形,公路安全管理需要更高的技术和水平。

2.3 公路安全在被破坏之后,在一定时间内事故危害和救援能力受到限制

通常来说,公路上只要发生事故就会破坏当前的公路安全情形,在公路安全被破坏之后,在一定时间内尽量减少事故危害的影响和加强事故救援是公路安全管理必须做的,只有将事故危害减小到最低,尽可能加强事故救援,才能最大可能地为公路安全管理提供有力保障。目前,我国的公路安全管理在事故危害和救援能力上仍是受到部分制约,具体来说,在公路安全被破坏之后,公路事故的伤者需要最快的救援最好的治疗,而一些公路事故中,也会带有很大一部分财产救援的情形,因此,在公路事故之后,主要考虑的是怎么进行救援,怎样使救援力量在最短时间内到达现场,同时也要考虑如何减小事故后的危害,如何提升公路上事故的救援能力。从当前情况看,公路安全的信息传递能力和安全管理力量仍是受到限制。

3 智能交通技术在公路安全管理中的作用

3.1 智能交通技术在公路安全管理中的运用,有针对性加强事故的安全预防工作

事故的安全预防工作在公路安全管理中扮演着十分重要的角色,在有效的公路安全管理中事故的安全预防是关键之处,也是重中之重。把事故的安全预防放在公路安全管理中来谈,也就必须考虑智能交通技术这个话题。而智能交通技术在公路安全管理中的运用,能有针对性地加强事故的安全预防工作,同时也能提升公路安全管理的效率和有效程度,进而也能增强我国的公路安全管理水平。加强事故的安全预防工作,首先要考虑的是公路安全管理面临着巨大的“人”的危机,由于驾驶员的选择和机能情况是随时变化的,同时所产生的失误和不确定性很强,而智能交通技术在公路安全管理中的运用就是在尽可能地降低“人”的危机,用科技来开展安全预防和控制。

智能交通技术能够及时探测和发现驾驶员视野范围内、外的潜在危险,并及时向驾驶员发出警示信息,引导驾驶员关注周边的各种潜在危险,并为驾驶员的驾驶行为提供支持和建议,甚至能够采取控制措施以减少事故发生的风险,而这将能够有效地减少甚至消除认知延误、判断失误和操作失误这 3类引发道路交通事故的主要致因,以提高道路交通安全。[1]用智能交通技术把驾驶员有可能产生的公路事故危机扼杀在摇篮里,帮助公路驾驶员进行理性选择。

3.2 把智能交通技术作为公路交通管理的关键来抓,有利于公路事故预警和探测

随着当前我国交通科技技术的发展,新型交通科技技术在公路安全上的各项运用数量众多,而智能交通技术的运用更有其独特意义。若要提升公路安全管理水平,尽可能避免公路危机,这就需要把智能交通技术作为公路交通管理的关键来抓,这种先进技术的运用更有利于公路事故预警和探测。一般来说,公路事故预警和探测在智能交通技术的范畴内是通过传感器实现的,传感器能探测出当前公路环境情况,为路况信息提供数据,进而为公路事故预警和探测提供依据,能最快地发现事故危机的可能性因素。在高速公路中采用可以采集数据类型的传感器主要是:能见度检测器、气象检测器、环境检测器等数据采集设备,气象检测器主要检查高速公路天气变化,如雨雪、冰雹、大风天气,能见度检测器主要检查高速公路能见度大小,环境监测器主要检查道路温度,以及道路上的环境,这些传感器的设置为管理中心对道路及周边环境提供数据,搭建网络以数字形式进行传输,使其密切关注道路是否畅通,为车辆的安全驾驶提供外部的保障。[2]

3.3 充分依托智能交通技术的运用,能尽可能终止事故并尽快开展事故后的救援

在公路安全管理中,能尽可能终止事故并尽快开展事故后的救援也是不可忽视的一个方面,这是在事故产生之后减小事故的影响范围和波及面的有效措施。而在公路安全管理中充分依托智能交通技术的运用,能尽可能终止事故并尽快开展事故后的救援。具体来说,一方面,运用智能交通技术可以对当前事故的情况有针对性地了解,能明晰事故发生的时间、地点、现状,更有利于救援力量最短时间内到达事故现场展开救援,而部分救援行为甚至可能终止事故并防止二次事故危害的产生。而另一方面,智能交通技术所传递出来的信息使救援队伍选择更合适的救援方案,也能提高事故的救援率。面对“平安交通”的发展需求,我们在交通安全设施、车辆安全性能、交通运输企业安全监管和交通安全管理手段等方面的研究任重道远,重点要研究推广使用信息化技术和先进管理方法,提高道路交通安全管理科技水平,特别是要运用智能化的手段,提高交通安全的保障能力。[3]

4 结 论

交通科技技术的新发展对公路安全管理来说,不仅仅是一种新的发展趋势,同时也是促使公路安全管理上新台阶的助推剂,而智能交通技术在公路安全管理中产生了巨大的作用,要使智能交通技术在公路安全管理中发挥出更多的力量,这必须依赖于智能交通技术不断的发展和技术更迭。

参考文献:

[1]刘文峰,李斌,郝亮.智能交通技术在改善道路交通安全中的潜在优势[J].公路交通科技,2012(S1):121-124.

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【关键词】智能交通技术;现状;运用

1.我国智能交通系统的现状

1.1我国智能交通的发展前景

据不完全统计,截止到目前我国涉及到智能交通的企业已经多达2000家,这些企业主要是提供道路监控、收费站收费设备的生产制造企业和从事卫星定位、地理信息采集的信息服务企业。近年来车载播放器、导航仪等电子产品的日益普及表明汽车电子产品已经成为智能交通的一个重要部分,并不断地推进着交通运输业的快速发展。智能交通系统涉及到不同类型的企业,这些企业中既有提供信息服务的电信服务商也有提供传感器、电子产品的硬件制造商,如今我国大力推动智能交通的发展,尤其相关的上下游企业也必将不断发展壮大,反过来这些企业的壮大也会推进智能交通的发展,进而形成良性互动的发展环境。

1.2我国智能交通系统存在的问题。

(1)信息共享性差和“应用孤岛”现象抑制智能交通的发展。在我国智能交通的主要是由交通运输部、科技部、国家发改委等多个部门联合推动的,然而由于各部门是根据自身的业务需求进行推进的,各自有各自的系统,这也就导致了我国的智能交通系统存在着多系统并存、信息共享性差以及重复建设等问题,这不仅使我国智能交通系统缺乏一个统一的构建同时也抑制了智能交通的发展。此外“应用孤岛”也是制约我国智能交通快速发展的一个重要因素,所谓的“应用孤岛”就是由于区域经济发展不平衡导致一些新的智能交通技术在经济发达的地区有很高的普及率,但在一些经济欠发达的地区却得不到有效的推广,这就导致了智能系统无法形成一个统一的联动机制。

(2)对于些重要的技术指标还没有制定统一的标准,加大了技术的推广,不利于智能交通技术的普及和推广。在缺乏标准的情况下,不同区域一般会根据自身的实际需求构建自己的智能交通系统,在这种条件下形成的智能交通系统存在兼容性差、信息共享性差等问题,系统之间不能形成有效的配合和衔接。比如我国公路收费系统,各省份或地区都有自己的系统,这就对以后公路收费联网造成了困难。

(3)智能交通技术创新能力差,核心技术只给能力差,对国外技术依赖较高。一些智能交通设备成本高、稳定性差,严重制约着智能交通烦人推广与应用。

(4)在智能交通设备市场中,国产品牌的占有率很低,主要的市场份额仍掌握在国外企业手中,并且有扩大的趋势,国内智能交通设备企业的发展环境不容乐观。

(5)国内的智能交通研究水平低,研究体系不完善,研究机构处于无序竞争的状态,这些因素都严重制约着智能交通运输行业的健康发展。

2.基于车联网技术的智能交通技术分析

2.1系统工作原理

基于移动互联网的智能交通系统包括系统数据采集和移动互联网终端信号处理两部分,其中数据采集部分包括交通灯控制模块,GPS导航模块,无线测距模块,实现对相关信息的采集,然后通过信号无线传输模块将信息集成到移动互联网终端控制器作相应处理,最后将信息以交通灯显示警报模块,行车轨道记录引导模块和安全车距警报模块等具体形式展现给行车人员,以达到信息实时动态传输,高效率交通运行的目的。

2.2具体实施方案

(1)交通信号监控模块。现有的城市路通管理系统一般利用监控器实时监控各道路车流量,通过人工实时干预以实现对交通的的引导,但是在天气条件不理想情况下,得到的视频图像效果得不到保证,极大影响调控效果,而且这种实施方案使得车主处于被动干预的处境,不利于动态灵活处理。针对以上情况,本系统交通灯控制模块分为交通控制模块和交通信号无线传输模块,交通控制模块控制交通灯的显示转换并且将交通灯信号实时传输给交通信号无线传输模块,将交通信号实时发送给移动互联网终端控制器,当行驶车辆进入交通路口设定范围时,终端显示器将显示离前方交通灯距离,并且告知当前交通灯信号状态,当监测到车速过大或者行驶车辆处于闯红灯临界时段时,终端警报器被激活,提醒驾驶人员注意控制车速,以防触犯交通规则引起交通事故。

(2)行车导航模块。GPS系统利用24颗轨道卫星通过测量到达信号时间来计算用户端位置,同时通过GIS(地理信息系统)匹配将用户地理位置在地图上实时显示出来。该系统可实现对车辆的动态监测,轨迹记录,以及交通管理等功能,因此广泛应用于行车导航,物流管理,车辆防盗等方面,具有良好的经济和社会效应。GPS通过和车载GPRS系统进行信息的交互,包括ARM嵌入式系统,GPS卫星接收模块,GPRS无线通信模块以及其他扩展子卡。GPRS无线链路基于移动公司的GPRS移动通信公众网,包括MSC基站控制器,SGSN业务支撑节点,GGSN网关支撑节点。监控中心包括网关和信息服务器,车载卫星定位系统的数据流程,首先由车载系统设备上的GPS卫星接收模块采集GPS卫星数据,经过数据处理得到车辆的地理坐标信息,该信息通过车载系统的处理之后,由GPRS无线通信模块发送到GPRS无线通信网上。GPRS网络根据相应的协议在车载系统和接互联网基站的监控中心之间建立一条支持TCP/IP的数据通道。监控中心把通过这条数据通道传送来的车辆位置数据通过数据库和WebGIS技术显示在电子地图上,最终达到导航的目的。

(3)车距测量模块。本系统所采用测距方式为非成像激光测距,激光测距仪是一种光子雷达系统,通过测量向目标发射激光的传播时间来确定与目标物体的距离。该系统运行原理是向目标车辆发射激光速,激光束传播时遇到目标车辆发生反射,激光束返回发射端,控制中心计算发射时到反射光回收到接收端的时间,测算出目标车辆距离。

3.智能交通在道路桥梁施工中的应用

尽管我国智能交通起步比较晚,但是,它在一些发达国家已经有数十年的发展历史,并且已经形成了一定的体系,在技术方面也有了很大的进步。为了科学、有效地解决我国道路桥梁施工中的相关问题,需要一些先进的技术和设备作支持,尽可能地将智能交通系统运用到道路桥梁施工中,不断完善智能交通中与道路桥梁施工相关的系统。

3.1监控系统

在道路桥梁施工过程中,会遇到各种各样的问题,比如人员管理问题、材料管理问题、安全管理问题等。因此,使用监控系统可以进一步解决这些问题,例如,监督施工人员的工作情况,从而督促他们的工作;监控施工材料,可以有效避免建筑材料丢失的情况,一旦发现有不好的情况发生,就可以快速与管理人员建立通讯联系,并制止不良情况出现;对于一些难于发现的或不经常关注的施工部分,可以从整体性监控的角度出发,对其进行全面的掌控,从而避免一些突况发生,保障道路桥梁施工的安全性,维护施工的正常进行,改善施工的运行状态。

3.2道路桥梁管理信息系统

道路桥梁施工离不开信息的收集、管理和分析,而道路桥梁管理信息系统主要服务于城市道路桥梁管养一体化的目标。它通过建设桥梁信息数据库和信息服务平台,收集建筑桥梁施工中的相关信息,并准确、客观地分析施工中收集到的数据,从而使道路桥梁设施管理更具科学性和专业性,为道路桥梁施工设计提供更加准确的参考意见。录入建筑桥梁施工信息,可以为道路桥梁的问题治理、安全管理作出突出的贡献。

3.3紧急救援系统

紧急救援系统是道路桥梁施工中不可缺少的系统之一,它是以救援机构和相关设施为基础,同时与监控系统相结合而形成的服务系统。在道路桥梁施工中,难免会发生一些突发事故,当一些事故发生或对人员造成损害时,可以通过紧急救援系统为使用者提供车辆故障现场紧急处置、现场救护、排除事故车辆等服务。它是通过电话通信、互联网通信、交通网络形成一个紧密的连接网,从而协助救援机构展开援助工作,为道路桥梁施工安全提供保障。

结束语

虽然我国智能交通业起步晚,发展时间段,但是在解决城市交通问题方面发挥着巨大的作用,为促进经济社会全面协调发展、保障人民群众生命财产安全创造了安全、高效、畅通、绿色的道路交通环境。所以,要不断加强智能交通技术的运用,借鉴国外先进的技术,从而促进我国交通的发展。

参考文献:

[1]蒋雨波,庞冰.智能交通系统应用探究[J].科技风,2014,16:67.

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本文通过对云计算以及4G网络的定义和特点进行分析,提出了在4G移动网络平台上采用云计算技术处理城市智能交通系统中的大数据问题,主要是结合二者的优势分析智能交通系统的功能,并加以实现,这将给缓解交通压力、提高行车效率等提供便利。最后对未来智能交通系统开发与应用进行展望。

关键词:4G网络;大数据;云计算;智能交通;交通云

随着人们生活水平的提高,汽车逐渐进入到普通家庭,这无疑对道路交通的要求也越来越高,为提高道路行车效率,迫切需要建设一个高性能的智能交通系统(IntelligentTransportationSystems,ITS),以满足大家的需求。

1智能交通系统的概念

智能交通系统(IntelligentTransportationSystems,ITS)指的是建立在较完善的基础设施之上,将先进的信息技术、计算机处理技术、数据通讯传输技术、电子传感技术及电子控制技术等有效组合在一起,并运用于整个交通运输管理体系中,从而能够在大范围、全天候发挥作用,建立起的一种准确、实时、高效的综合运输和管理系统[1]。依据智能交通系统的概念,我们可以看出,为了解决社会不断增加的交通需求与有限的道路资源之间的矛盾,使有限的道路资源能被充分利用,提高人们的出行效率,保障人们出行安全,智能交通系统作为信息、通信、传感与控制技术综合运用的产物,能给人们带来便捷。但目前,我国城市交通仍面临着许多严重问题,如成都,作为西南地区的一个大型城市,虽然其承载能力越来越强,路网体系也日趋完善,但随着汽车保有量的强劲增长,道路供需关系依然非常严峻。据成都市交管局数据显示,截至2014年3月,成都地区的汽车保有量突破268.59万辆大关,中心城区突破114.18万辆,这个数据仅次于北京。而且成都已月均增2万新车,并持续了62个月。一天就会产生数百亿条GPS数据,而车牌识别信息、交通监控视频信息等数据量更大,交通相关的数据量也早以从TB级跃升到PB级[2],因此,如果要实现对城市道路的交通流量信息、交通状况、交通违法行为等的全面监测,特别是承担在交通高峰期采集、处理及分析大量的实时监测数据的工作,整个平台的运行压力将会非常巨大,大数据(bigdata)就此产生,大数据分析交通除了流量及车辆的相关信息外,还必须包括路面情况、天气、突况、周边环境等诸多因素,传统的交通数据分析法已很难有效处理如此庞大的数据的问题。城市智能交通应具备的特点和需求分析如下。

1.1数据信息海量化

整个城市的交通行为主体作为城市智能交通的分析对象,海量数据必然成为固有特性。

1.2应用负载变化大

城市交通流特性呈现出区域关联性强,随时间变化大的特点,系统需要根据实时的交通流数据,做出全面采集、分析、处理等。而传统的智能交通方案由于无法在全局上统筹,往往会因此陷入彼此孤立的情形。

1.3高稳定性和高可用性

只有要求城市智能交通系统具有高可用性和高稳定性,才能更好地、更快捷地提供畅通、安全、高品质的行程服务,以保障交通运输的高安全、高时效和高准确性,让政府、社会和公众感觉到方便。而目前的很多方案中,由于各生产厂商繁杂、设备类型众多、质量参差不齐,而国内也缺乏统一的标准,这样不仅系统维护成本高,而且也很难做到保持智能交通系统的高稳定性。

1.4数据共享需求

目前,正在建设中的智能城市交通系统,大量的终端设备出自不同的厂商或不同平台,这样就形成了许许多多的信息孤岛,彼此间很难实现共享数据。这在很大程度上影响了系统功能的充分实现,智能交通系统在硬件、接口上应做的统一,从而使行业信息资源的全面整合与共享成为智能交通发挥整体方案优势、整体统筹资源、统一协调的基础。

1.5信息实时处理性能要求高

随着城市交通的拥堵日趋严重,人们在出行时要求能随时随地通过熟悉的方式获取所需的出行计划和实时的出行信息,因此,未来的智能交通需要满足高效性、实时性的要求。

2大数据与云计算技术对智能交通系统的影响与应用

云计算(cloudcomputing)是将计算任务分布在大量互联的计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取存储空间、计算力和各种软件服务,该资源池被称为“云”。“云”是指一些可以自我管理和维护的虚拟计算资源,通常包括宽带资源、计算服务器、存储服务器等大型服务器集群[3]。而云计算(cloudcomputing)是一种基于互联网平台的计算方式,为计算资源提供全新的计算模式,其服务方式可动态、伸缩且虚拟化,云计算技术还会将所有的计算资源汇集在一起,并通过软件实现对资源的自动高效管理。这使用户能更加专注于自己的业务,无需为繁琐的处理细节感到烦恼。云计算技术之所以能有效处理和应对交通数据量大、可用性高、稳定性要求高、信息实时处理要求高、应用负载波动大、数据共享需求大等问题,并能实现应用的灵活性,高效整合资源,降低运维成本和总能耗,很大程度上是源于其自身的高可靠性、弹性扩容性好、快速部署及按需服务的特性。云计算技术以其高度的信息部署、优异的扩展性以及自动化IT资源调度,成为解决智能交通面临的问题的关键技术手段,成为一种全新概念的信息服务模式,有助于智能交通系统的快速实现。建设基于“云计算”的智能交通系统,要实现交通信息的动态采集、分析、处理及,并及时向用户提交动态交通信息,报告路况动态变化信息,指导用户出行计划,规划用户行车线路,从而有效提前进行分流拥堵流量,从而提高交通通行效率[4]。其具体应用如下。

(1)城市中的车、人或设备等每个交通终端节点,均可以实时地通过交通云得到基于整个城市交通信息智能分析后提供的服务。

(2)通过综合整个城区的交通流信息及汽车的运行计划信息,每个交通信号灯都得到高效控制,并在面控、立体多维的基础上进行相关预测;城市交通引导系统也可以与交通信息个性化服务进行无缝结合。

(3)为了更智能地提高交通运行效率,拓展一个智能交通信息服务市场,运营商要相应地通过手机基站定位,向用户提供实时的交通信息服务,这些信息与交通控制、引导相结合。随着移动通信网络的发展,从早期的2G网络到3G网络,再发展到当前的4G移动通信网络,4G网络使图像视频传输更加稳定,决策也更具有时效性,并为智能交通系统提供了更多应用的可能,移动网络在智能化交通信息系统中的运用日趋娴熟、准确,使智能交通系统真正、全面、高效地服务于社会,为缓减交通压力做出了更大的贡献。移动网络技术还有效地为智能交通系统的发展提供了新的发展思路。

34G移动网络的网络结构的核心技术及优点

3.14G移动网络的网络结构的核心技术

4G移动网络体系结构从下往上可分为物理网络层、中间环境层、应用网络层。正交频分复用(OFDM)技术是这一代移动通信网络的核心技术,该技术可以为用户提供速率高、时延小的数据交换服务,能达到下行50Mbit/s与上行100Mbit/s的峰值速率。OFDM技术特点包括:具有良好的抗噪声性能及抗多信道干扰能力,可扩展网络结构。

3.24G移动网络的优点

3.2.1通信速度高、灵活性好4G移动通信系统速率可以高达到l00Mbps,甚至是150Mbps。由于4G网络不仅是面向手机,还面向智能手表、控制器、眼镜等移动智能终端设备,这些终端设备极大丰富了人们的生活,使通信变得更加灵活多样。

3.2.2系统兼容性好未来的4G移动网络要面向全球发展,可以预测4G移动网络一定会开放出更多标准化的接口,并与全世界各种网络进行高速通讯、互联。

3.2.3网络采用宽频谱4G移动网络的每个信道会占有100MHz的频谱,是3G移动网络的20倍左右。

3.2.4通讯费用低目前,很多3G移动网络用户之所以能方便地过渡到4G移动网络进行通信,是因为4G移动网络与3G移动网络的兼容性较好,且4G移动网络的系统采用灵活的操作方式。在加上4G移动网络通讯费用相对较低,为4G移动网络的快速部署创造了条件。

3.2.5网络通信质量高4G移动网络通信时代是高质量通信的时代,与3G移动网络通信技术相比,4G移动网络通信技术将在很大程度上提升大数据的交互、处理能力,特别是跟云计算技术的结合,大大提高了效率,4G移动网络让广大人们拥有了前所未有的、便捷的移动网络交互体验,面对越来越复杂的网络环境,通信质量也得到了较好的保障,4G移动网络通信也能满足3G移动网络通信尚不能覆盖的区域。

4基于云计算的智能交通的关键技术

上述的需求,使大数据与云计算技术成为城市智能交通系统的重要支撑。为了有效地将云计算技术与跟4G网络相结合,提升信息传递的准确性和可达性,还需解决以下几个主要技术问题。

4.1最优路径规划问题

云计算技术在智能交通系统中的另一个重要应用是智能交通系统中的最优路径规划,它在各类应急系统及车辆路径导航系统中具有重要作用。智能交通最优路径规划是以交通运行数据为基础,在云计算数据中心对各交通影响因素进行分析、处理和判断后,再通过短讯、车载终端、GIS电子地图等各类终端帮助信息,为道路的使用人员提供最优路径,引导信息及各类实时交通帮助服务信息,以提高车辆的通行效率及行车安全。

4.2智能交通流预测与出行引导问题

基于云计算的智能交通流预测与出行引导可通过物联网对交通流量数据进行实时采集,对这些数据进行分析和快速处理,以便对道路交通流进行实时动态判别和准确预测,从而正确指导用户出行,这样必须建立起智能交通流量采集数据库及非结构化的数据库。

4.3智能交通事故预警处理问题

道路交通中的突发事故严重影响城市道路交通运行的安全性和可靠性,因此,面对突发事故,必须快速做出反应,提出处理预案,然后对其进行有效、及时地处置。基于大数据分析的交通事故应急处置方案的形成,是通过物联网技术快速采集和分析交通突发事件及整个道路流量信息,迅速地进行事故故障处理,并及时发出预警信息,提前、有效和安全地疏散车流,达到不影响交通正常运行的目的。

5我国智能交通系统发展趋势

众所周知,我国4G移动网络牌照已经发放,围绕4G移动网络的各项业务也快速展开,但目前,网络通讯费用并没有下降,这对基于4G移动网络智能交通系统的开发与使用具有较大影响,相信随着4G网络的普及、通信环境的改善、资费的下调,大数据的交互平台将有望在许多移动设备(如手机、平板电脑)上实现,云计算技术也将得到更广泛的应用。例如,未来的智能交通系统将会出现自动驾驶系统、大数据与智能交通、生态智能交通系统、移动互联网与智能交通等。近年来,基于移动网络智能终端的与交通相关的APP得到飞速发展,因而,移动互联网技术在人们出行中的作用将越来越大。

6结语

基于4G移动网络的大数据和云计算技术的智能交通系统是一个复杂的系统工程,它涵盖了网络构建、信息采集、系统集成及应用开发等多方面内容,同时也涉及城市交通运行管理中的许多领域。要在4G移动网络平台上加快推进大数据和云计算技术在城市智能交通系统中的研究及应用,必须不断加强技术革新、保障云安全、完善基础设施建设,并将政府构建的基础性开放平台与引导科研机构、高校、企业参与应用研发相结合。

参考文献

[1]吴忠泽.迎接中国智能交通的新时代[J].科学,2010(1):3-6.

[2]毕然,党梅梅.智能交通系统标准化现状及发展趋势[J].电信网技术,2011(4):44-47.

[3]赵娜,袁家斌,徐晗.智能交通系统综述[J].计算机科学,2014(11):7-11.

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北京交通大学交通运输学院的副教授、智能交通领域的研究学者乔文鑫深知:在各种交通网络复杂、充斥着发动机的轰鸣和电气之音的大都市中,建立一种实时、准确、高效的综合交通运输管理系统迫在眉睫。回国5年来,置身于北京这座大都市中,她的这种想法愈渐强烈。

智能交通引领生活

不积跬步,无以至千里。在美国马里兰大学将近7年的学习研究,让乔文鑫在智能交通领域积累了厚实的学术素养并构建了自己的科研体系。与此同时,她还在马里兰州公路局负责了多项课题,获得了丰富的实践管理经验。2012年,满载着沉甸甸的科研收获,乔文鑫作为海外引进人才,回到了自己的本科母校北京交通大学,开启了全新的科研征程。

回国后,在智能交通研究方面,延续着国外的研究基础,乔文鑫主持了“制定国家城市交通发展规划指南―智能交通技术研究”这一国际合作项目。在这项指南性文件里,她从ITS系统的建设与实施,实现缓解交通拥挤、减少交通事故、减轻环境影响等目的出发,分别从城市交通数据、智能交通管理与控制平台、交通控制中心、区域交通控制系统、先进的交通信息服务系统和交通诱导系统6个方面进行了编写,前沿性与指导性俱佳。此外,作为世界银行交通咨询专家,乔文鑫还于2016年参与了世界银行所做的综合性文件《中国问题系统分析报告》中“绿色交通”这一章节的编写。对于乔文鑫而言,这项纯英文的报告,不仅使她在美国的学习经验得以发挥,还能将自己所撰写的中国交通现状以文件的形式呈现并与世人分享,这让她充满了自豪感。而毋庸置疑的是,这两项成果的诞生,都与乔文鑫对交通问题全面、深刻的认识有着密切的联系。

立足现状科研攻关

在交通运输部印发的《城市公共交通“十三五”发展纲要》中,“公交优先”战略成为解决城市交通问题及城镇化发展的关键与核心。但如何在保证公交优先通行的基础上,尽量减小对于非优先方向社会车辆通行能力的影响,使交叉口各相位通行能力相协调,确保区域路网的可靠性,却是摆在这项战略面前的一道难题。

乔文鑫的研究,恰恰瞄准了这道难题。在她所主持的“基于社会车辆延误最小化的公交模型研究”中,她和团队成员们拟构建城市干道公交信号优先协调控制模型,搭建公交信号优先系统对区域路网可靠性影响评估体系的方法,为公交信号优先和非优先方向车辆均衡通行提供保障。这项成果面世之后,将会大大提高受到公交优先信号影响的非优先方向的社会车辆的通行能力。

此外,面对我国城镇一体化所形成的城市群所带来的交通问题,乔文鑫和团队成员们还在所参与的“城市群综合交通协同组织与资源配置”的研究中,探索城市群综合交通廊道优化设计理论与方法,为实现多种交通方式协同配置、时空资源与土地资源的优化配置,提高整个城市群的交通规划效率贡献力量。

`活教学专业引领

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关键词:智能交通 ARM7 监控系统 电子警察

中图分类号:C913文献标识码: A

1 引言

交通安全问题是一个严峻的社会问题,关系着人民群众生命财产安全。据统计,2012年我国共查处超速行驶9000多万起,因超速行驶造成的事故致7000多人死亡;不按交通信号灯指示通行的违法行为2600多万起,路通事故4.6万起致1.11万人死亡5万余人受伤。在传统的交通监控中,需要投入大量人力、物力,随着经济的发展,城市规模不断扩大,城市机动车辆数量迅速增加,交通监控负荷越来越大。采用智能交通监控系统,能有效减少人力、物力的投入,提升交通监控能力,促进城市交通安全。下面,本文以ARM7为例,就基于ARM7的城市智能交通监控系统设计相关技术进行浅要的探讨。

2 城市智能交通监控系统发展研究

2.1 城市交通监控系统发展历史

早在1858年,英国伦敦就出现了交通信号灯,最初的信号灯以燃煤气为光源,通过机械扳手实现红、蓝光的转换,用以指挥马车通信。1914年,美国开始出现电器启动的红绿黄交通信号灯,该信号灯以红、绿、黄三色圆形投光器组成,红色表示停止、绿色表示通信。1918年,美国研发出可控制的红绿灯,有压力探测器控制模式和扩音器控制模式两种。1968年,联合国在《道路交通和道路标志信号协定》中,对交通信号灯进行了规定,包括绿灯、红灯、黄灯、左右转弯等,同时制定了《道路交通安全法实施条例》,成为交通信号灯的国际标准。交通信号灯的出现,有效的提升了交通流量疏导能力、道路通信能力,在减少交通事故方面起到了重要作用,改善了道路交通状况。不过,随着城市规模的扩大和机动车辆的增加,再加上城市道路构造方面的影响,传统的交通信号灯已经不能满足城市交通控制的需要,急需提升城市智能交通监控水平。

2.2 智能交通监控系统发展现状

智能交通监控系统利用微处理器和传感器等,实现交通智能监控。早在上世纪八十年代,国外就出现了车辆智能导流系统,并迅速投入使用。1991年,美国开始了智能交通监控系统的研发并迅速投入实践应用,成为国际上智能交通监控发展最为迅速的国家。继美国之后,欧洲、日本等也开始了相关方面的研究和应用,目前在交通关系、出行需求、公交运营、电子收费、应急管理、车辆控制、交通安全等方面的研究都取得了极大的发展,并与智能汽车技术产生了紧密的结合。我国在智能交通监控系统的研发上起步较晚,上世纪九十年代以前主要在一些大城市引进国外的交通信号控制系统,九十年代以后国内才进行相关方面的研究,经过二十余年的努力,也取得了一定的进展。

3 基于ARM7的城市智能交通监控系统分析

3.1 主要功能分析

传统的十字路品交通信号灯,主要通过车流量分析,预先设置各方向红绿灯延时,用以进行交通疏通控制。但实际上,车流量的变化具有很强的不确定性,不同路口、不同时段之间的车流量会出现巨大的差异,尤其在城市规模不断扩大、机动车辆迅速增加的情况下,这种不确定性带来的差异越来越为明显。利用ARM7构建城市智能交通监控系统,主要是为了构建出根据车流量实际变化情况进行自智能调整,避免空道占时现象减少车辆滞留时间,并执行违章抓拍等动作。

3.2 ARM7概述

ARM7系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器,该处理器采用3级流水线,提供了一系列内核、体系扩展、微处理器、系统芯片应用方案,由于所有产品均采用通用软件体系,因此相同的软件可以在所有的产品上运行。利用ARM7构建城市智能交通监控系统,其精确度取决于芯片内部集成的A/D转换器,仅需少量的电路支持,有较多的寄存器和丰富的资源,并可应用汇编语言和C语言进行编程,具有极高的性价比,能有效提高城市智能交通监控水平,降低系统构建成本。

3.3 系统基本结构

根据本系统基本功能,系统基本结构主要分为电子警察监控系统和交通监控系统两部分。电子警察监控系统负责违章抓拍、肇事记录,并将数据发送至监控中心;交通监控系统主要对车辆滞留进行检测,通过交通高峰低峰状态对交通信号灯的通行时间和禁止时间进行智能调整。

4 系统基本设计综述

4.1 电子警察监控系统设计综述

在本系统中,电子警察安装于交通路口,24小时对违规违章车辆进行监控记录,抓拍违章车辆以图片形式发送至监控中心,监控中心以照片作为处罚依据,利用电子警察替代人工监控,降低人力投入并提高监控覆盖率,提高机动车驾驶员的自觉性,减少交通事故发生概率。电子警察智能监控采用地感线圈和红外线技术实现,以有效博捉违章车辆并进行自动抓拍,记录违章过程。自动抓拍的相片质量,需要保证车辆号码清晰,违章过程记录清晰,以确保抓拍记录结果能作为违章现象和交通事故处理判断的依据。同时,为了满足肇事、违法处理的需求,还可以采用视频拍摄的方式,为交通监控提供更为有力的支撑。因此,系统在设计时需要考虑足够的扩充性、移植性和兼容性,预留扩展接口建设开放式软件平台,以便更好的与其它系统协同工作。

4.2 交通信号控制系统设计

交通信号控制系统包括车辆滞留检测系统和交通信号灯控制系统两个部分。车辆滞留检检测系统对车辆滞留情况进行检测,可采用电感式传感器或红外线传感器进行,利用传感器检测车辆滞留情况。考虑建设成本和可靠性, 采用电感式传感器具有较高的性价比。在车辆滞留检测中,车辆滞留数量的计数是智能控制的关键环节,可采用双传感器的方法,利用ARM7获取传感器发送的脉冲对车辆滞留数量进行计数,以获取准确的车辆滞留数量,避免出现漏检现象。在系统中,设定各时段车辆滞留量预设值,作为系统信号灯控制的标准值,当系统检测到车辆滞留量达到预设值时,即启用车辆信号智能处理程序对车流量进行调整,调整信号灯控制,当路口发生紧急事件时,则程序自动启用紧急信号处理程序,对信号灯进行紧急控制,从而实现路口信号灯的智能控制,避免因固定预设值信号灯控制模式降低交通疏导效率。

【参考文献】

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交通运输是经济的生命力。如果没有交通运输系统将人和货物运进、运出或者在周围移动,那么城市就不可能存在。交通运输一直是全球化的主要驱动力,它让距离不断缩小、促使整个新经济的出现并改善了数以百万计的人的生活质量。几乎每一天人们都离不开交通:需要坐公交、地铁或者开车去上班,需要骑车去上学,需要坐飞机出差等等。即使不出家门,生活也被交通行业影响,几乎所有的有形的物品——食品、服装、医药、汽车、计算机——都是从世界上其他地方运送到你的所在地。然而,现在许多交通运输系统的能力不足以满足21世纪的需求。

几年前,IBM公司发起一场名为“智慧地球”的运动,宣称数字技术能让能源、交通、城市等诸多领域更加智能化。各国政府也见风使舵,许多国家已经将大量的激励方案用于智能基础设施项目上,还有一些国家将智能系统放在产业政策的优先位置。

IBM的一项研究报告表明,随着世界变得更加城市化,到2050年,将有70%的人口生活在城市中。伴随着城市的增长,很多城市都在努力解决增加的交通流量和拥堵问题。目前,交通已成为市政规划者的迫切的优先事项,他们需要改善交通流量,以建设更加清洁、更少拥堵的城市。Pike Research一份对全球130个智慧城市项目的追踪报告表明,目前有50%以上的智慧城市项目集中于交通运输和城市机动性方面的创新。在智慧城市规划者需要优先考虑的项目列表中,为现代城市制定一个环保、经济高效并能被选民接受的机动性战略一直处于首位。尽管各国政府都在努力寻求减少债务、收紧预算,但智能交通系统行业在未来几年的投资仍将会增加。

Markets and Market公司的一份市场研究报告表明,智能交通市场整体在2012年的价值约为267亿美元,预计到2018年达到1023.1亿美元,从2013年到2018年的复合年增长率为23.6%。尤其值得注意的是,交通解决方案市场,其复合年增长率达22.5%,到2018年预计价值达到666.2亿美元。拉丁美洲、中东和非洲、东欧和独联体国家的增长最快,在2013年到2018年的增长率分别达到45.8%、39.1%和31.4%。

欧美智能交通机构

ERTICO-ITS欧洲是在欧洲联盟委员会、交通运输部和欧洲工业的领导成员的倡议下成立的一个多行业的公私合作关系,旨在进行智能交通系统服务(ITS)的开发和部署的机构。该组织将公共当局、业界人士、基础设施运营商、用户、国家智能交通系统服务协会以及其他组织联系起来,共同为实现“智能移动”而努力。ERTICO工作方案的重点举措是为了改善运输安全、加强防护、提高网络效率,同时要考虑减少对环境的影响。

在美国,每个州都有一个智能交通系统(ITS)分会,它会组织州内每个交通部门(州、市、镇、县)都派代表出席年度会议,以促进和展示其在智能交通系统方面的技术和理念。

智能交通技术的应用及实例

从古到今,任何交通运输系统都由三种元素组成:交通工具(汽车、船舶、飞机)、道路(公路、铁路、航道)和终端(车站、停车场、机场、海港)。人口增长、前所未有的城市化和持续的全球化给该系统中的所有元素以巨大的压力,逼迫它们到了超出其使用寿命内的能力的地步。在过去的两个世纪中,交通运输的发展——从运河、铁路、汽车、到飞机——创造了现代世界,并且为企业、为社会以及为我们如何生活迎来了一个新的时代。我们必须重塑交通运输,以满足21世纪的需求。

现有的物理交通运输系统可以用传感器、仪表、电器、照相机、智能手机、生物识别设备等装备起来,从而能够衡量、感知和看到所有事物的确切情况。这些装备可以感知正在发生的事情,无论是火车轮毂轴承的温度,放错了位置的手提箱,还是桥梁的金属疲劳。同时,先进的分析系统可以检测出模式和关系,并启用接近实时的连续决策。因此,我们可以更好地规划路线和行程,优化车辆、设备和设施,以扩大能力。

智能交通系统根据应用技术的不同而不同,从基本的管理系统,如汽车导航、交通信号控制系统、集装箱管理系统、可变信息标志、自动车牌识别或高速摄像机,到监控应用,如保安闭路电视系统,再到更先进的集成其他若干来源的实时数据和反馈的应用,如停车场的引导和信息系统、气象信息、桥梁除冰系统等。此外,正在发展的预测技术使得先进的建模以及与历史基准数据的对比成为可能。智能交通技术的应用主要包括以下几种:

【车载紧急呼叫系统】车载紧急呼叫是在发生事故后,由车乘人员手动生成或者是通过车载传感器自动激活的紧急电话。当激活时,车载紧急呼叫装置会建立起紧急呼叫,将语音和数据直接传送到最近的急救点。数据包括与事故相关的各种信息,如时间、精确位置、车辆行驶方向以及车辆识别等。

【自动道路执法】交通执法摄像系统用于探测和识别不遵守车速限制或其他法律规定的车辆,并且根据车牌号自动开出罚单。这类系统包括识别超速行驶车辆的高速摄像机、探测红灯时越过停止线或指定停车区域的红灯摄像机、识别在公交专用车道上行驶的车辆的公交车道摄像机、识别非法穿越铁路的车辆的平交路口摄像机、识别车辆越过双白线的双白线摄像机、识别违反高占用车道规定的高占用车道摄像机等。

【可变限速】 最近一些司法管辖区已经开始根据道路拥堵和其他一些因素对道路实行可变限制。通常情况下,这种限速只是在恶劣情况下要求降低车速,而不是在道路情况良好时允许提高车速。一个应用案例就是环绕伦敦的英国M25公路。M25全长188公里,是英国高速公路网络中最繁忙的公路之一。在2003年,位于伦敦希思罗机场附近的车流量曾经达到一天19.6万辆;而在2007年,路的西半段的平均日车流量达14.7万辆。自1995年开始,M25公路上最繁忙的23公里就开始使用可变限速和自动道路执法。初步结果表明,该举措节省了行车时间,使交通更加顺畅,同时事故数有所下降。

【防撞系统】日本的高速公路上安装了传感器,可以通知驾驶员前方有车辆停滞,从而防止碰撞事故的发生。

【动态交通灯序列】在多车辆、多车道和多路的交界区,该系统可提供一种有效的时间管理方案,为每个通道制定动态的时间计划。系统实时运行时能够根据每个通道上的车辆数量和路况来做出效仿执勤的交警人员的判断。

智能交通的作用及其在全球的发展

智能交通系统(ITS)是一种先进的应用,旨在提供有关不同模式的运输和交通管理的创新服务,并使各类用户能够更好地得到信息从而更安全、更协调和更“聪明”地使用交通运输网络。

目前,世界人口的一半居住在城市,人们每天需要在居住地和工作地之间穿梭。为确保所有这些人安全及时地到达工作场所,智能交通运输系统在人口密集的城市中发挥着至关重要的作用。全球智能交通系统市场也目睹了越来越多的政府主动推动智能交通系统发展的举措。

越来越多的道路交通事故和交通拥堵情况是迫使全球各国政府花费巨资改善道路交通的一个主要因素。仅在美国,每年浪费的燃料和时间的总成本就高达872亿美元,其中包括42亿小时的交通时间浪费和28亿加仑的燃料浪费。在欧盟,交通拥堵成本占其GDP的1%以上,或者说每年超过1千亿欧元。然而,我们不能依靠兴建更多的道路、桥梁和轨道交通来解决交通拥堵。正如澳大利亚昆士兰州高速公路首席执行官Phil Mumford先生所言,“我们看到的模式是每次新建一条路,使用就会增加,然后又重新造成拥堵。我们需要更聪明地管理交通流量、机场容量、铁路系统和航道”。而智能交通正是一种能够不做大的新资本投资,却能最大限度地利用现有交通系统的办法。根据Pike Research的报告,在智能交通中投资最大的领域将会是智能交通管理系统,这其中包括一系列的应用,例如旅客信息、拥堵收费和自适应信号。预计到2017年,这些系统将会无处不在,几乎在每个主要城市都能提供这样的服务。同时,随着城市中增加的替代路线或可预测的交通缓和,这些系统会变得越来越有活力。

在发达国家,最近政府在智能交通系统领域的活动——特别是在美国——进一步被日益受到重视的国土安全所驱动。许多拟议的智能交通系统还涉及公路监控,这是国土安全的首要任务。此外,在由因自然灾害或威胁而造成的大的伤亡事故中,智能交通系统可以发挥重要作用,帮助迅速大规模地疏散市中心的群众。智能交通系统中涉及的大部分的基础设施和规划都与国土安全系统相匹配。

2012年8月,美国运输部宣布计划进行世界上最大的真实世界的智能车辆测试,包括车辆对车辆(V2V)和车辆对基础设施(V2I)的通信。测试包括在密歇根州安阿伯地区的近3千辆通用和福特的小汽车、公共汽车和卡车。这些努力旨在推动安全技术进步,从而可以帮助车辆避免碰撞,同时改善交通通信。

在发展中国家,从农村到城市的迁移进展不同。发展中国家许多地区的城市化并未伴随显著的机动化和郊区的形成。虽然只有一小部分的人口可以买得起汽车,但汽车大大增加了这些多式联运的交通系统的拥堵。同时,它们也产生大量的空气污染,构成重大安全风险并加剧了社会中的不平等感。高人口密度可以由步行、自行车交通、摩托车、公交车和火车构成的多式联运系统来支持。而发展中国家的其他地区仍然主要是正在飞速地城市化和工业化的农村。在这些地区,随着人口的机动化,机动化的基础设施也在开发建设中。财富的巨大差距意味着只有一小部分人口可以机动化,因此穷人的高度密集的多式联运交通系统与富人的高度机动化的交通系统交叉在一起。

无可否认,我们的星球越来越智慧,智能正在注入世界的各个方面,而全球都在走向智能交通中的生活。

智能交通能帮助预测需求并优化可用容量。使用分析工具,交通运输提供商可以预测需求,调整能力和部署资产,不断适应跨整个网络的运作。比如与IBM合作,瑞典首都斯德哥尔摩从2007年开始使用拥堵计费系统。经过一年的使用,早晨通往斯德哥尔摩市的车辆排队时间减半,城市交通量下降了18%,内城二氧化碳排放减少了14%~18%。在新加坡,智能卡系统能使陆路交通管理局制定最优路线和班次,减少交通堵塞,提高公共交通的吸引力。

智能交通大大提高了端到端的旅行者体验。不论交通运输提供商是为城市交通、长途旅行还是货运业务服务,技术都可以按照客户喜好的方式和频率,向他们提供需要的信息和服务,从而提高满意度并最终加强客户忠诚度。加拿大航空开发的智能手机应用程序能让旅客下载电子登机牌、办理登机、获取飞行状态、预订租车等。这一应用使得手机办理登机增加了60%,并且有93%的加拿大航空的旅客说自助服务提升了他们的旅行体验;另外,该应用程序还可以节省80%的办理登机成本。

智能交通能在提高运营效率的同时降低对环境的不良影响。目前交通运输基础设施的很大一部分已经有几十年了,交通官员们往往需要管理这些复杂老化设备与较新资产的混合体。通过分析来自智能交通系统的数据,就可以知道何时设备过度需要维修;在任何给定的时刻,都可以知道资产的具置和状况。法国国营铁路公司(SNCF)管理客运和货运铁路以及城市公共汽车和电车。公司每天经营1.4万辆列车,包括高速TGV和部分巴黎及区域过境系统。通过使用智能传感器的预测性维修系统,法国国营铁路公司预防事故的发生、减少延误并降低了估计大约30%的维修成本。

智能交通有安全和保障。安全仍然是所有交通运输公司关注的首要问题。事实上,航空公司每年在安全上的花费每年约为59亿美元,而机场将它们的营运成本的60%以上用于安保。DHL基于无线射频技术(RFID)的系统监控制药发货从出发到抵达的各点的温度,帮助客户保持产品的新鲜度并产生新的收入增长源。

智能交通还可以帮助国家经济复苏。信息技术与创新基金会最近的一项研究发现,在美国,每在交通基础设施建设上投资12.5亿美元,就会创造并支持3.5万个就业机会。

总而言之,智能交通意味着对空中、陆地和海上的先进的交通管理。它围绕旅客进行优化,连接整个系统中的所有元素并实时传达状态信息。

未来如何更好地发展智能交通

城市、交通运营商和其他交通运输资产的业主将智能交通技术作为工具,来帮助他们提高流动性、减少燃油消耗、降低碳排放量、改善安全性并加强经济竞争力。

目前,交通运输中的许多组件和子系统还没有被装备起来,或者是由于各地的装备不同而造成无法确定地知道它们的当前状态。这不仅是大量的时间和金钱的浪费,还会造成质量的不一致和多个错误机会。显而易见,需求只会增长,特别是随着人口的增长和城市化进程不断扩大,交通工具和城市的装备化以及个人移动设备的赋权将继续呈指数级增长。我们需要从交通运输网络中得到更多的物理和数字化能力。将来,更智能的交通甚至会将先进的建模应用到以前不可预知的情况中,比如跨大西洋的火山灰流动,从而更好地安排全球交通。

要发展智能交通,有几个关键点:

首先是标准:必须建立达成一致的交通运输数据标准,惟有如此才能将整个系统中的流程和数据互相联系起来。

其次,要有意地设计智能交通系统:旅客的时间、安全和经历应该是智能交通系统的设计出发点。需要通过设计,将互联互通、系统认知、分析和安保等重要标准从一开始就嵌入到系统中。

再次,转化到真正的交通运输系统将允许和需要更多的合作:一个多样化的、有多方利益相关者的世界需要所有各方在日常基础上比肩合作。

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关键词 智能交通 管理 政府 体制

中图分类号:U445.7;U444 文献标识码:A

0概述

随着社会经济的高速发展,机动车的数量也随之成倍增加。人们在享受极大便利的同时也付出了极大的代价,如:尾气污染、交通事故、交通拥堵、噪声污染等等。同时,这些问题也给政府部门的管理带来了一定的困难。随着科技的不断发展,政府部门就开始利用其来进行交通管理,智能交通系统( Intelligent Transportation Systems)也就应运而生了。然而,智能交通管理问题也就随之而来。通过从不同的方面对其进行分析,从体制、资金、科技、法规等方面相应地提出了一些改善方法与意见。

1智能交通系统的特点

智能交通系统(ITS)是将先进的电子技术、信息技术、传感器技术和系统工程技术集成运用于地面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。其就是充分利用各种先进的科技手段,对大量基础信息进行集成、识别、计算及预测,更好地对城市交通系统进行管理,提高效率,确保安全,从而达到为不同的使用者提供便利的目的。目前主要有基于GIS、SDSS、VCIP及 RFID等技术的智能交通管理技术。

2现行智能交通管理存在的问题

尽管中国的一些特大城市已初步建立并使用了ITS,但是随着社会经济的快速发展与城镇化进程的不断加快,导致这些城市的交通管理仍然存在着许多问题,突出表现在管理体制不完善、交通基础设施建设滞后、交通信息服务有待改善等方面。

2.1政府管理体制不完善

政府管理体制不完善是指没有从统一的角度设立一个专门的管理机构去有效地开发、管理智能交通系统。就目前来说,政府多个部门都有其各自的业务系统,但缺乏统一的标准与规划,且系统数据也局限于部门之内,使得各部门的资源很难共享,形成“信息孤岛”。而ITS却是需要将所有有关的信息集成的交通系统,而现有不健全的体制将会严重影响ITS在城市交通管理中的重要作用。

2.2交通基础设施及其信息系统建设滞后

当前,很多城市都已建设并使用了智能公交、城市地铁等一批信息化交通系统,并在易发生交通事故的重点路段布置了一些精密的高端仪器,如视频检测系统、长悬臂分道多相位信号灯杆等。但是,中国各地区差异较大,发展不平衡,尚有一些城市的路网规划不完备、停车设施缺乏等造成的交通问题仍比较突出。而且,城市的桥梁隧道、城市道路设施及其附属设施等设施方面也还缺乏相关的信息化系统,使得管理部门难以全面掌握交通基础设施的基本状态,从而难以对其进行有效监管。

2.3交通信息服务有待改善

尽管现在有些城市已经成功建立了一批交通信息化服务系统,如通过手机短信/彩信、车载终端、电子站牌等方式实时路况、公交到站等信息。但是,就目前来说,交通信息服务仍缺乏较统一的规范;使用Telematics车载终端的用户较少,其未能及时得知实时路况,进而无法选择最佳出行路线;而且缺乏地铁、公交、公共自行车等多种交通方式的互动信息;的信息也是基于当前现状的,缺乏预测的交通信息等。

3措施与建议

3.1设立专门机构,跨区域跨部门协同管理,资源共享

政府部门可以设置一个专门的智能交通管理机构,跨区域跨部门搜集、挖掘、拓展和整合有关的交通信息,并建立有效的统一标准的数据规范,打破“信息孤岛”,争取实现更深层次的和更广泛的资源共享。从而为政府部门提供有效的信息以及决策支持,同时推动政府各管理部门间协同管理,提升城市整体交通管理水平,进而达到方便城市居民出行的目的。

3.2政府应加大资金投入力度

从ITS的服务对象――城市居民角度分析,政府理所当然应该成为投资主体。在现阶段,中国的ITS尚属于以投资建设为主。由于ITS以高端科技技术和大量的交通基础设施及其信息系统为基础,而且还需要专业的高端技术人才,因此此类投资一般数额巨大。此外,即便是城市ITS项目建成投入使用之后,也需要经常对其进行日常维护处理,由于它的高端性、集成性等性质,而且还有大量交通基础设施需要维护,就注定了日常养护费用成本比较高。由于私人企业限于财力的原因,几乎不可能独立完成城市的ITS建设项目。因此就要求政府出巨资投入城市的ITS建设项目,也只有这样才能建设好城市智能交通系统,有利于政府管理部门对其进行有效的管理。

3.3发展新科技,以科技带动管理,来加强交通信息服务

要想更好地管理智能交通就必须不断地(下转第169页)(上接第165页)发展新科技,开发新技术,通过新的更高端的科学技术来减少交警部门的工作量,减轻其工作强度,并力求争取用最小的资源来实现城市交通的良好运行,实现凭借科技力量带动高效有序的管理。例如,可以建立基于大数据平台、物联网等技术的系统来提高智能交通管理,并以此来加强交通信息服务。就目前而言,政府部门可以与高校、研究所等科研机构合作,或者鼓励、支持并引导掌握着一些先进的高科技技术或者具有很高的自助创造能力的运输企业,开发具有自主知识产权的高端核心技术,促进智能交通管理的科技化、规范化,并使其得到良性发展。

3.4严格执行交通法规,违法必究

欧美日发达国家的实践经验表明,智能交通的管理离不开法律法规的支持。因此,政府部门首先要根据自身情况,并且借鉴国外的成功经验,然后制定出符合本地区实际的法律法规,以加强智能交通管理,以期达到服务城市居民交通出行,彻底解决交通问题的目的。交警部门对于严重危害交通安全秩序的违法行为,如酒驾、驾驶不合格车辆等,一定要追究到底,并严格按照交通法律法规执法,绝不姑息。而且,交通执法部门应该加强巡逻,才能更好地管理好城市交通运行。

4结论

随着社会经济的迅猛发展,智能交通管理的重要性更是与日俱增。因为,智能交通管理不仅影响各种交通方式的衔接,更影响着居民的日常出行。因此,智能交通管理问题既是影响城市交通的重要问题,也是居民最为关心的问题。本文针对智能交通管理存在的一些主要问题,提出了一些改善措施与建议。

参考文献

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