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如果你習(xí)慣開著私家車,在下班時(shí)間妄圖尋找一條不太堵的路回家,那么在車輛無法前行時(shí),你不妨?xí)诚胍幌?汽車已經(jīng)越來越智能化,道路是不是也可以如此呢?
實(shí)際上,交通系統(tǒng)的智能化不僅是解決城市擁堵頑疾的途徑,其中也藏有不少商機(jī)。作為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System,簡(jiǎn)稱ITS)正在悄悄地興起。
北京的嘗試
“智能交通是一個(gè)國(guó)情相關(guān)性很強(qiáng)的領(lǐng)域?!鼻迦A大學(xué)交通研究所史其信教授表示,“自上世紀(jì)80年代智能交通技術(shù)起步以來,各國(guó)政府和專家都根據(jù)本國(guó)國(guó)情在美國(guó)研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行著本土化探索?!?/p>
“對(duì)交通的要求不僅因國(guó)家、地區(qū)、文化的不同而千差萬別,甚至同樣的交通狀況因出行者的角色――步行或者駕車的不同,而會(huì)產(chǎn)生不同的感受與評(píng)價(jià)?!笔菲湫耪f,“進(jìn)一步說,同樣的角色,因個(gè)體性情的不同,也會(huì)有不一樣的感受。因此,交通是與文化和參與者的行為密切相關(guān)的一個(gè)領(lǐng)域。”
首都北京人多車多,且道路網(wǎng)絡(luò)呈環(huán)形,即俗稱的“攤大餅”式城市規(guī)劃,使得北京的交通擁堵出了名。北京早就呼喚智能交通,到臨近2008年奧運(yùn)會(huì)之時(shí),為保障奧運(yùn)期間道路通暢,北京市政府可謂用心良苦。智能交通,也得以在北京大范圍進(jìn)行嘗試,參與奧運(yùn)交通服務(wù)的智能交通企業(yè),也得到一次全方位的洗禮。
想要交通智能化,就得賦予道路發(fā)達(dá)的神經(jīng)。北京奧運(yùn)會(huì)期間,奧運(yùn)路線、奧運(yùn)場(chǎng)館周邊安裝了120處系統(tǒng)控制交通信號(hào),建設(shè)了交通綜合監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、交通流檢測(cè)和交通違法檢測(cè)三個(gè)子系統(tǒng)。同時(shí),在奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周邊和相關(guān)道路上建設(shè)了80處電視監(jiān)控點(diǎn)、15套交通事件自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、80套數(shù)字化視頻系統(tǒng)。上萬個(gè)遍布在城市快速路、主干路的交通綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)下的檢測(cè)線圈、超聲波、微波設(shè)備,就是城市交通管理的神經(jīng)末梢。
這些檢測(cè)器24小時(shí)自動(dòng)準(zhǔn)確采集路面交通流量、流速、占有率等運(yùn)行數(shù)據(jù),可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)交通事故、路面積水等各種意外事件,自動(dòng)報(bào)警并對(duì)事件過程全程錄像,在指揮中心實(shí)時(shí)顯現(xiàn),指揮人員使用警力定位系統(tǒng)迅速顯示事件區(qū)域的警員、警車分布,指派最近的民警在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處置。
智能系統(tǒng)一方面給交管部門科學(xué)管理決策、精確指揮調(diào)度提供了可靠依據(jù),一方面為向社會(huì)公眾詳實(shí)的交通路況信息提供了數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)還能對(duì)每天上路的幾百萬車輛進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),包括違反“單雙號(hào)”限行規(guī)定等多種違法車輛。
商業(yè)模式之惑
盡管有那么多令人眼花繚亂的系統(tǒng)和精密儀器,但是對(duì)老百姓而言,切實(shí)減輕交通擁堵才是硬道理。智能交通企業(yè)也種類繁多,做地圖的,做運(yùn)營(yíng)的,做信號(hào)控制的,以及由傳統(tǒng)安防分支而來的道路監(jiān)控企業(yè),不一而足。對(duì)企業(yè)來說,ITS未來發(fā)展的必要性毋庸置疑,而且有潛在的、廣闊的市場(chǎng)機(jī)遇,但競(jìng)爭(zhēng)格局還遠(yuǎn)沒有確立。
史其信表示,目前ITS領(lǐng)域的熱點(diǎn)是為出行者提供動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的出行信息服務(wù)。交通信息服務(wù)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈形成的環(huán)節(jié)銜接,以及信息采集、處理、融合、等技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用是智能交通實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
然而目前行業(yè)還停留在靜態(tài)信息的服務(wù)層面,即使實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)信息服務(wù),也只是局部路段、路網(wǎng)。
此外,雖然現(xiàn)在很多企業(yè)宣稱能夠提供信息服務(wù),但真正意義上的交通信息服務(wù)提供商卻少之又少。從根本上說,沒有信息源,也就無從提及信息服務(wù)。而在中國(guó),最大最重要的交通信息源提供者是政府管理機(jī)構(gòu),如果無法建立一種商業(yè)模式,將政府所掌握的信息源轉(zhuǎn)化為可提供給最終消費(fèi)交通信息的出行人,那么交通信息服務(wù)將無以為繼。
【關(guān)鍵詞】交通;智能化;信息化
1.智能交通概述
智能交通是伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的,智能交通是未來交通的一種發(fā)展趨勢(shì)。電子站牌、公交調(diào)度系統(tǒng)等都是數(shù)字時(shí)代的新產(chǎn)品,是智能交通的重要組成。智能交通系統(tǒng)是指把信息技術(shù)、電子控制技術(shù)等高科技技術(shù)有效合理的應(yīng)用于交通運(yùn)輸系統(tǒng)而建立起來的一個(gè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通管理體系。智能交通系統(tǒng)需凸顯信息化與智能化,是交通信息化與智能化發(fā)展的高級(jí)階段。
智能交通在我國(guó)出現(xiàn)的比較晚,所以智能交通方面的專業(yè)人才比較稀缺,不能滿足智能交通的實(shí)施和維護(hù)工作,所以需要盡快培養(yǎng)一支龐大系統(tǒng)的智能交通技術(shù)的人才隊(duì)伍。
2.交通智能化現(xiàn)狀分析
現(xiàn)在各級(jí)公路管理部門在通信網(wǎng)絡(luò)、電子政務(wù)、交通管理和運(yùn)營(yíng)管理等方面推進(jìn)信息化建設(shè),取得了不錯(cuò)的成績(jī)。但與此同時(shí),還是存在以下問題[2]。
(1)缺乏總體規(guī)劃
在應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)時(shí),往往缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮和科學(xué)的規(guī)劃,而隨著信息化的不斷發(fā)展,原有系統(tǒng)就會(huì)凸顯出來局限和不足。這會(huì)給交通信息化的發(fā)展帶來一定的障礙。
(2)信息化發(fā)展?fàn)顩r和水平不一致
由于各地方的經(jīng)濟(jì)水平、信息化基礎(chǔ)條件等的不一致,導(dǎo)致各地交通信息化發(fā)展水平差別比較大,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的交通信息化水平比較高,而經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)的信息化水平也相對(duì)較低。
(3)信息沒有充分共享,信息資源利用不足
目前的公路管理部門的應(yīng)用系統(tǒng)都是相互獨(dú)立的,沒有充分的關(guān)聯(lián),導(dǎo)致系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享的不足,同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的信息資源的利用程度也不足。
(4)現(xiàn)有系統(tǒng)功能不完善
很多現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)的功能不全面,從而削弱了交通信息化的作用。
(5)交通信息化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要加強(qiáng)
交通信息化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是交通信息化的必備條件,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展情況決定了交通信息化發(fā)展情況的好壞,所以,想要發(fā)展交通智能化,必須先要保證交通信息化的基礎(chǔ)設(shè)備的建設(shè)。
3.加快智能交通體系建設(shè)
加快智能交通體系建設(shè)需將重點(diǎn)放在推進(jìn)四個(gè)方面的工作上。
一是完善綜合交通運(yùn)行指揮中心建設(shè)。加快建設(shè)多個(gè)分中心,匯集數(shù)據(jù),采集城市交通信息,構(gòu)建智能交通數(shù)據(jù)中心、運(yùn)行中心和可視中心。二是全力建設(shè)智能交通平臺(tái),以綜合交通運(yùn)行指揮中心為載體,加快只能設(shè)施、智能物流等的建設(shè)。整合交通、交警、海陸空鐵等方面的信息,形成資源共享。建立交通管理、交通監(jiān)控、交通檢測(cè)等信息系統(tǒng)。三是打造可視監(jiān)管體系。整合視頻資源,對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域的設(shè)施進(jìn)行完善,對(duì)視頻資源進(jìn)行深度分析,加快建設(shè)交通可視化監(jiān)管體系。四是提升公眾交通信息服務(wù)水平。創(chuàng)新服務(wù)模式,拓寬交通信息服務(wù)方式,營(yíng)造一個(gè)智能化的交通出行環(huán)境。
4.交通信息化與智能化規(guī)劃方案
(1)交通信息化與智能化的總體規(guī)劃框架
交通信息化與智能化的總體規(guī)劃目標(biāo)是:構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)的、高效的、科學(xué)的交通信息化與智能化體系,實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)、維修養(yǎng)護(hù)和管理的一體化與智能化,改善與提高管理服務(wù)水平,為建立智能交通系統(tǒng)做好準(zhǔn)備工作[3]。
另外,交通信息化與智能化的服務(wù)領(lǐng)域分為交通管理、收費(fèi)管理、信息共享與信息服務(wù)等。交通管理分為信息采集、交通控制、應(yīng)急救援管理等。信息采集是利用各種方式諸如視頻、電話等采集交通信息、氣象和環(huán)境信息等。交通控制是根據(jù)交通狀況,采取相應(yīng)的交通控制方案。應(yīng)急救援管理是確定應(yīng)急預(yù)案,對(duì)緊急事件進(jìn)行確認(rèn)和處理等。收費(fèi)管理包括通行費(fèi)征收等,是利用先進(jìn)的電子信息技術(shù),自動(dòng)完成通行費(fèi)的征收。信息共享與信息服務(wù)包括信息共享及數(shù)據(jù)管理、信息服務(wù),是通過制定相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),通過信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)和部門的信息共享,方便數(shù)據(jù)的管理,并通過多種方式向社會(huì)公眾提供全面的交通信息。
(2)高等級(jí)公路交通信息化與智能化規(guī)劃系統(tǒng)的功能
交通管理系統(tǒng):包括交通信息采集子系統(tǒng)、交通控制子系統(tǒng)和應(yīng)急救援子系統(tǒng)。通過檢測(cè)器對(duì)交通信息、氣象信息等進(jìn)行采集并進(jìn)行加工處理,生成交通數(shù)據(jù),判斷并得出相應(yīng)的處理方案。
收費(fèi)管理系統(tǒng):利用電子收費(fèi)技術(shù),實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)和聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。
交通信息系統(tǒng):包括交通信息品臺(tái)和交通信息服務(wù)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)各部門和各系統(tǒng)之間的信息共享,并向社會(huì)大眾提供完整的、準(zhǔn)確的交通實(shí)時(shí)信息。
5.智能交通建設(shè)規(guī)劃方案的實(shí)施
智能交通建設(shè)時(shí)一個(gè)龐大的工程,涉及的建設(shè)項(xiàng)目比較多,同時(shí)受人力、物力和技術(shù)條件等的制約。項(xiàng)目實(shí)施應(yīng)該注意以下事項(xiàng)[4]:
(1)充分考慮各個(gè)部門和系統(tǒng)之間的關(guān)系,注重系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展。
(2)做好信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)并加以完善。
(3)從實(shí)際出發(fā),同時(shí)考慮未來的發(fā)展,充分利用現(xiàn)有的系統(tǒng),穩(wěn)步發(fā)展和完善。
(4)集中資源建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
[1]宋淳.智能交通對(duì)于構(gòu)建智能城市的影響[J].交通世界(運(yùn)輸.車輛),2013(05)
[2]郭瑋,晉艷艷.智能交通在各國(guó)現(xiàn)狀以及我國(guó)智能交通的發(fā)展趨勢(shì)[J].科技傳播,2009(05)
關(guān)鍵詞:智能交通 起源 發(fā)展 動(dòng)因 技術(shù)基礎(chǔ)
0、引言
近些年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,交通狀況也已經(jīng)有了明顯的改善。眾所周知,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是離不開交通的發(fā)展,甚至可以說交通的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著決定性的作用。然而,當(dāng)今各國(guó)各大城市都幾乎面臨著同樣的問題,交通壓力大交通資源不足等。當(dāng)然,我國(guó)也不例外,如何解決這個(gè)問題呢?智能交通系統(tǒng)的大力發(fā)展就是我們解決交通問題的出發(fā)點(diǎn)和歸根點(diǎn)。
1、智能交通系統(tǒng)的起源
“智能交通系統(tǒng)”(Intelligent Transport System,簡(jiǎn)稱ITS)是20世紀(jì)80年代中期迅速發(fā)展起來的一門新學(xué)科,它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系,而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合的運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。它研究21世紀(jì)的新型交通運(yùn)輸模式,是當(dāng)前交通運(yùn)輸大學(xué)科的一個(gè)前沿領(lǐng)域,是新世紀(jì)交通運(yùn)輸專業(yè)的基礎(chǔ)性課程。
隨著社會(huì)進(jìn)步和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,人們生活的方方面面都有了很大的變化。然而,在交通領(lǐng)域,自從用于交通控制的交通信號(hào)燈發(fā)明以來,一直沒有其它方面大的革新。直到上世紀(jì)六七十年代,隨著交通需求的增大,交通與環(huán)境和人們的需求之間的矛盾越來越大,人們便開始了對(duì)交通的重視和研究。智能交通系統(tǒng)最早可以追溯到20世紀(jì)七八十年代的一系列車輛導(dǎo)流系統(tǒng)新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。1991年美國(guó)通過“地面交通效率法”(ISTEA),俗稱“冰茶法案”,從此美國(guó)的IVHS(Intelligent Vehicle Highway System,智能車輛高速公路)研究開始進(jìn)入宏觀運(yùn)作階段。1994年,美國(guó)將IVHS更名為ITS。
2、智能交通系統(tǒng)的發(fā)展
2.1 國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r
美國(guó)最早開始研究智能交通系統(tǒng),隨后歐洲、日本等國(guó)也相繼加入了這一行列。經(jīng)過多年的發(fā)展,美國(guó)、歐洲、日本成為世界ITS研究的三大基地。目前,除美國(guó)、日本和歐盟三大ITS研究基地外,智能交通的發(fā)展和研究在另外一些國(guó)家和地區(qū)也有了相當(dāng)大的規(guī)模,如澳大利亞、韓國(guó)、新加坡、香港等。由于現(xiàn)代社會(huì)城市化速度越來越快、全球經(jīng)濟(jì)的一體化進(jìn)程加快、個(gè)人旅行與休閑時(shí)間的不斷增加以及人們對(duì)交通需求越來越高,ITS便成為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求。如今這些國(guó)家的ITS也都取得了一定的成就,也為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展注入了新的活力。
2.2 我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r。我國(guó)ITS 的發(fā)展起步相對(duì)較晚,70年代以來,從國(guó)外引進(jìn)、消化了一些項(xiàng)目,并進(jìn)行了一些ITS或類似ITS基礎(chǔ)項(xiàng)目的研究和應(yīng)用。70年代中至80年代初,主要是進(jìn)行城市交通信號(hào)控制試驗(yàn)研究,80年代中至90年代初北京、上海和廣州等建設(shè)了城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)、高等級(jí)公路電子收費(fèi)系統(tǒng)和路邊信息服務(wù)系統(tǒng)。90年代中期以來,各個(gè)部門開始研究ITS發(fā)展戰(zhàn)略和GIS、GPS、EDI在交通中的應(yīng)用等,重視交通信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。如今,智能交通產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的發(fā)展,尤其是在大城市都有了一定的規(guī)模。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示2011年一季度,我國(guó)智能交通項(xiàng)目數(shù)量825個(gè),市場(chǎng)規(guī)模76億元。其中城市智能交通市場(chǎng)項(xiàng)目數(shù)量621個(gè),市場(chǎng)規(guī)模23.5億元,同比增長(zhǎng)32.8%,高出2010年平均增長(zhǎng)率一倍。
3、智能交通系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)因
3.1 汽車發(fā)展的社會(huì)化。汽車的社會(huì)化帶來的諸如交通阻塞、交通事故、能源消費(fèi)和環(huán)境污染等社會(huì)問題日趨惡化,交通阻塞造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大,即使道路設(shè)施十分發(fā)達(dá)的美國(guó)、日本等也不得不從以往只靠供給來滿足需求的思維模式轉(zhuǎn)向采取供、需兩方面共同管理的技術(shù)和方法來改善日益尖銳的交通問題。
3.2 人類環(huán)境的可續(xù)化。工業(yè)化國(guó)家在工業(yè)化、城市化發(fā)展的進(jìn)程中面臨著日益嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境惡化問題,這一問題在發(fā)展中國(guó)家同樣存在。ITS作為解決交通問題,保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的新一代交通運(yùn)輸系統(tǒng),已成為解決交通問題的重要支柱。
3.3 信息技術(shù)智能化。早期的交通信號(hào)控制系統(tǒng)裝置采用了電子、傳感、傳輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)以及GPS、信息通訊的普及和應(yīng)用,交通監(jiān)視控制系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)等在交通管理中發(fā)揮了很大作用。
4、智能交通系統(tǒng)所依賴的基礎(chǔ)技術(shù)
4.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地域上分散且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路按不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接起來,能以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng),主要由局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)組成。
4.2 通信技術(shù)。涉及到的主要有固定通信技術(shù),比如微波、光纖和衛(wèi)星等通信技術(shù);移動(dòng)通訊技術(shù),它主要是在移動(dòng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換由移動(dòng)臺(tái)、基地站、交換中心、中繼站等部分組成;公用數(shù)據(jù)通訊(通訊網(wǎng)絡(luò))主要有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)、增值網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(電子信箱等);公共移動(dòng)通信網(wǎng)即數(shù)字無線系統(tǒng)(蜂窩拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò))。
4.3 顯示和人工智能技術(shù)。大屏幕顯示技術(shù) LED--發(fā)光二極管、點(diǎn)陣模塊,LCD --液晶顯示器件等。人工智能技術(shù)它是用計(jì)算機(jī)模擬、延伸和擴(kuò)展的智能化技術(shù),其中智能控制技術(shù)有模式控制、知識(shí)控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
4.4車輛識(shí)別和自動(dòng)定位技術(shù)。車輛識(shí)別技術(shù)主要是識(shí)別車的長(zhǎng)、寬、高、重的屬性以及車載標(biāo)志及身份屬性。定位技術(shù)主要是全球定位系統(tǒng)(GPS)。
4.5地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)稱GIS,它是一種十分重要的空間信息系統(tǒng),它是采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。在智能交通系統(tǒng)上主要應(yīng)用于采集、顯示、查詢、分析地理位置信息。
5、智能交通系統(tǒng)未來展望
雖然ITS技術(shù)已有將近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程了,但是伴隨著高科技的發(fā)展它的發(fā)展空間仍然非常的廣闊。我們相信在不久得將來,自動(dòng)輔助駕駛,自助服務(wù),自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)將為智能交通的發(fā)展插上騰飛的翅膀,從而使人、車、路和環(huán)境充分協(xié)調(diào),使人與車、車與車、車與路等各個(gè)交通要素相互協(xié)調(diào)從而達(dá)到交通系統(tǒng)化以建立起快速、準(zhǔn)確、安全、便捷的交通運(yùn)輸體系。
參考文獻(xiàn):
一、國(guó)內(nèi)外大中型城市交通發(fā)展現(xiàn)狀
世界經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是在人口稠密的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市,如亞洲的日本、韓國(guó)的一些大城市,土地資源極為緊缺,單純采用加寬道路、增加里程、利用政策調(diào)控車輛規(guī)模等傳統(tǒng)手段,早已不能有效的提升城市道路的運(yùn)行效率。道路擁堵、油耗增加等問題已成為城市管理的重大難題。為此,日本早在1996年就制定了《日本ITS框架體系》,通過廣泛使用交通信息顯示板,使得日本的城市道路交通管理,由被動(dòng)式的管理向主動(dòng)式的誘導(dǎo)管理轉(zhuǎn)變。韓國(guó)在1999年制定了《交通體系效率法》,通過設(shè)立交通數(shù)據(jù)中心,標(biāo)準(zhǔn)化電子地圖和數(shù)據(jù)中心,為智能交通管理提供了保障。日本和韓國(guó)均通過多部門合作,加強(qiáng)了交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、整理、維護(hù)和等環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了城市交通管理和服務(wù)的智能化。中國(guó)城市交通智能化建設(shè)首推首都北京。為了保障奧運(yùn)會(huì)交通、方便公眾出行,北京市開展了全面和細(xì)致的智能交通管理科技建設(shè)和應(yīng)用。從奧運(yùn)期間的保障,到奧運(yùn)之后的智能交通管理系統(tǒng)的建成、投入使用,智能系統(tǒng)的引入,有效的提高了首都北京交通管理水平,為了保障道路交通安全、有序、暢通,實(shí)現(xiàn)平安奧運(yùn),提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和保障。據(jù)了解,北京市十大智能交通管理系統(tǒng)為:現(xiàn)代化交通指揮調(diào)度系統(tǒng)、交通事件自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)識(shí)別“單雙號(hào)”交通綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、奧運(yùn)中心區(qū)綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、閉環(huán)管理的數(shù)字化交通執(zhí)法系統(tǒng)、智能化區(qū)域交通信號(hào)系統(tǒng)、快速路交通控制系統(tǒng)、公交優(yōu)先的交通信號(hào)控制系統(tǒng)、連續(xù)誘導(dǎo)大型路側(cè)可變情報(bào)信息板和交通實(shí)時(shí)路況預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。這些智能交通管理系統(tǒng),共同建構(gòu)了一張及時(shí)、可靠、準(zhǔn)確的道路信息網(wǎng),提升了交通指揮的有效性和高效率。
二、城市智能化交通發(fā)展技術(shù)和應(yīng)用
目前智能交通的主要方式和路徑是:通過采用道路實(shí)時(shí)狀況采樣、信息匯總分析和向出行人群及駕車人群誘導(dǎo)信息這三個(gè)過程。由于采用該種方式的誘導(dǎo)信息具有一定的滯后性,很可能導(dǎo)致信息的不對(duì)稱,使得原本暢通路道的誘導(dǎo)引發(fā)了新的擁堵。因此,智能化交通未來發(fā)展,除了在不斷增強(qiáng)常規(guī)的數(shù)據(jù)采集和智能分析等技術(shù)手段以外,更強(qiáng)調(diào)了對(duì)使用人群信息反饋的綜合管理水平。在路況信息采集方面,目前多采用感應(yīng)線圈、視頻圖像、微波感應(yīng)等三種方式。感應(yīng)線圈對(duì)道路的流量、流速所獲得的數(shù)據(jù)量化程度高,建造成本和維護(hù)成本較高;視頻圖像直觀性、實(shí)時(shí)性好,但僅能反應(yīng)道路的狀態(tài)指標(biāo),不能直接用于分析計(jì)算;微波感應(yīng)設(shè)備采集有效率較高,但在雨雪天氣容易受到天氣因素的影響。目前這三種采集技術(shù)已經(jīng)成熟,智能交通的設(shè)計(jì)者會(huì)根據(jù)不同道路網(wǎng)的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行選擇和混合使用。路邊標(biāo)識(shí)和車載導(dǎo)航是被認(rèn)定為智能交通的兩種重要的信息服務(wù)形式。路邊標(biāo)識(shí)即為我們?nèi)粘K煜さ穆窙r指示牌,目前主要有兩種形式:一是城市快速路示意圖的圖版,者在上面采用不同顏色的標(biāo)記,向行車者不同路況的擁堵情況,通常采用紅色、黃色和綠色分別表示擁堵和暢通。這種圖板問題是雖然其方式直觀易懂,但信息量較小,并且也無法提供具體的誘導(dǎo)信息。二是以LED屏幕為主導(dǎo)的文字說明路牌,對(duì)路況情況進(jìn)行了補(bǔ)充;該種的特點(diǎn)在于信息量大、說明問題全面,但對(duì)不熟悉道路的外地行車者來說,存在理解障礙。在車載導(dǎo)航的服務(wù)形式中,目前正處于信息單向傳遞向信息互動(dòng)反饋轉(zhuǎn)化的階段。雖然GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)已在民用領(lǐng)域普及,但由于其缺乏道路動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)路況信息的分析,因此,還未實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能交通功能。隨著城市區(qū)域無線網(wǎng)、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域輔助技術(shù)的不斷完善,車載終端因?yàn)槠浔憬?、個(gè)性化等特點(diǎn),將成為未來最為重要的智能交通信息服務(wù)形式。屆時(shí),只需要通過車載移動(dòng)通訊定位綜合系統(tǒng),駕車人員便可實(shí)時(shí)查詢、了解城市當(dāng)前的交通狀況,并通過簡(jiǎn)易的操作,向系統(tǒng)提供反饋,這將有助于系統(tǒng)對(duì)未來一定時(shí)間內(nèi)可能產(chǎn)生的流量進(jìn)行預(yù)判。這種互動(dòng)機(jī)制將進(jìn)一步提升智能交通的效益和服務(wù)水平。
三、關(guān)于推進(jìn)智能交通系統(tǒng)建設(shè)的建議
1.在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上,應(yīng)重視高層次應(yīng)用的規(guī)劃。從智能交通相關(guān)建設(shè)項(xiàng)目的評(píng)估情況來看,項(xiàng)目建設(shè)單位多著重于說明本市在采集、設(shè)備等基礎(chǔ)手段的補(bǔ)充,整體建設(shè)思路較為簡(jiǎn)單。智能交通是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程,充實(shí)探測(cè)手段很重要,但更重要的是結(jié)合未來應(yīng)用進(jìn)行有序規(guī)劃。美國(guó)早在1995年就制定的《國(guó)家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃》,明確規(guī)定了7大領(lǐng)域和30項(xiàng)用戶服務(wù)功能,對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施提供了重要的指導(dǎo)性意見。建設(shè)部門應(yīng)抓緊對(duì)已經(jīng)開展智能交通城市的智能交通應(yīng)用服務(wù)制定規(guī)劃,不僅可以有效的規(guī)范現(xiàn)有建設(shè)項(xiàng)目邊界,也可以提高項(xiàng)目的實(shí)施效果。
2.抓住車載導(dǎo)航系統(tǒng)升級(jí)機(jī)遇,積極發(fā)展城域智能導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著大中城市對(duì)信息板規(guī)模的擴(kuò)充,對(duì)駕車者的主動(dòng)誘導(dǎo)能力已逐步加強(qiáng),但在交通信息查詢、車載導(dǎo)航系統(tǒng)方面的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段。新一代的車載智能系統(tǒng),利用到了無線通信技術(shù)、電子地圖、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和人工智能技術(shù)。從目前各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展程度來看,城域3G網(wǎng)絡(luò)為無線通信提供了廣闊的發(fā)展空間,各城市測(cè)繪的電子地圖已經(jīng)成熟,GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)也已經(jīng)進(jìn)入民用層面,但融合當(dāng)前交通流量的人工智能算法尚未有突破性進(jìn)展。然而,隨著相關(guān)管理部門對(duì)道路交通實(shí)時(shí)路況信息的精確掌握,下一代車載導(dǎo)航系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,將有效的提升大中城市區(qū)域內(nèi)道路交通的綜合利用水平。
關(guān)鍵詞:智能交通控制 物聯(lián)網(wǎng) 嵌入式 模糊控制
中圖分類號(hào):U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)07(b)-0015-02
1 物聯(lián)網(wǎng)概念及結(jié)構(gòu)組成
物聯(lián)網(wǎng)(theIntemetofthings)在維基百科的定義是:把感應(yīng)器和裝備嵌入到隧道、鐵路、建筑、電網(wǎng)、公路、橋梁、供水體系、大壩、油氣管道以及家用電器等各式物體上,并接入互聯(lián)網(wǎng),用特定的軟件程序運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
物聯(lián)網(wǎng)有三個(gè)特征:一是全面感知,即利用RFID、二維碼、傳感器等實(shí)時(shí)地獲得物體的信息;二是可靠傳遞,通過電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地將物體的各種信息傳達(dá)出去;三是智能處理,利用云計(jì)算、模糊控制等各種智能計(jì)算技術(shù),分析和處理物體進(jìn)行智能化地控制。
2 智能交通
智能交通系統(tǒng)是在比較健全的道路硬件設(shè)施基礎(chǔ)上,將先進(jìn)的電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)集成運(yùn)用于地面交通管理所建立的一種高效、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、全方位、大范圍發(fā)揮作用的交通管理系統(tǒng)它是充分利用現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施的能力,增加運(yùn)輸效率,保證交通安全,減少交通擁擠的有力措施。
世界上公認(rèn)較好的城市交通控制系統(tǒng)是SCOOT(英國(guó))系統(tǒng)和SCAT系統(tǒng)(澳大利亞),這兩種系統(tǒng)早在20世紀(jì)80年代中期就已經(jīng)被我國(guó)引進(jìn)引,但實(shí)際效果并不樂觀。兩種系統(tǒng)的基礎(chǔ)均為精確的數(shù)學(xué)模型或預(yù)設(shè)的方案,而我國(guó)城市的交通車輛種類繁多、隨機(jī)性大、影響因素多,尤其是中小城市,很難通過用精確的數(shù)學(xué)模型來描述。
分布式人工智能的一個(gè)重要部分是多智能體系統(tǒng),其目的是將復(fù)雜的大系統(tǒng)構(gòu)造成簡(jiǎn)單的小的子系統(tǒng),各子系統(tǒng)之間為能夠相互連接、相互協(xié)調(diào),便于控制管理。進(jìn)而復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題可以通過子系統(tǒng)的自治和相互協(xié)調(diào)來解決。正是由于城市交通網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和復(fù)雜性等特點(diǎn),應(yīng)用多智能體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能控制是一種比較明智的選擇。本文按照該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)智能交通控制系統(tǒng)(結(jié)構(gòu)如圖1所示)。其中,進(jìn)行車流量信息檢測(cè)利用的是RFID技術(shù),結(jié)合嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)交通信號(hào)控制器,通過各種智能算法之間的比較,最終采用模糊控制。在該結(jié)構(gòu)圖中,路口信號(hào)控制器能夠?qū)崟r(shí)更新單個(gè)路口的車流量數(shù)據(jù),并給相連接的路口提供交通流數(shù)據(jù)用于信號(hào)配時(shí);區(qū)域信號(hào)控制器通過分析區(qū)域交通流信息能夠使路段之間交通流達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡;信號(hào)控制中心管理智能體統(tǒng)一協(xié)調(diào)各區(qū)域交通運(yùn)行。
3 RFID技術(shù)的概述和發(fā)展
RFID(RadioFrequencyxDentifieation)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),即無線射頻識(shí)別。它是通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信,辨識(shí)目標(biāo)獲取相關(guān)的信息。射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:無需直接接觸、無需人工干預(yù)、無需光學(xué)可視即可完成數(shù)據(jù)的通信和處理,并且便于操作。能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運(yùn)輸、醫(yī)療等需要大量收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
RFID最早出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期,當(dāng)時(shí)它被應(yīng)用在空中作戰(zhàn)行動(dòng)中進(jìn)行敵我識(shí)別。因此,RFID并不是一個(gè)全新的技術(shù),它在國(guó)外的發(fā)展比較迅速,RFID產(chǎn)品種類很多,像摩托羅拉、德州儀器、西門子等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品,而且都各有特色。雖然我國(guó)的RFID技術(shù)的開發(fā)較晚,但經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的努力已經(jīng)開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特色產(chǎn)品。
4 交通信號(hào)機(jī)
交通控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分就是交通信號(hào)機(jī),且交通信號(hào)控制算法的硬件載體也是交通信號(hào)機(jī)。隨著32位單機(jī)的功耗和價(jià)格的不斷走低,國(guó)人對(duì)它的認(rèn)可越來越多。實(shí)時(shí)多任務(wù)的嵌入式操作系統(tǒng)的使用也被應(yīng)用到各種領(lǐng)域,并且受到越來越多的重視。應(yīng)用了嵌入式操作系統(tǒng)的產(chǎn)品市場(chǎng)也日趨活躍起來。今后市場(chǎng)的主導(dǎo)必然嵌入式系統(tǒng)在智能交通控制領(lǐng)域上的應(yīng)用。本文目的是建立一種基于RFID技術(shù)和ARM處理器為對(duì)象的嵌入式智能交通控制系統(tǒng),對(duì)城市交通進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的智能控制。
本系統(tǒng)的信號(hào)控制采用的是嵌入式模塊,處理器選擇的是擁有200 MHz的ARM920T內(nèi)核的EP9315處理器,它是高度集成,能夠滿通控制高效實(shí)時(shí)運(yùn)算要求。該模塊集成了多種通信接口,與流量數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備,信號(hào)控制機(jī)的通信可以通過串口或者CAN口實(shí)現(xiàn),由以太網(wǎng)接口完成與控制中心的通信。人機(jī)交互部分是工作人員在特殊或緊急情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的重要組成部分,輸入部分包括8×8鍵盤陣列,PS/2接口和觸摸屏,輸出部分包括LCD,VGA顯示器,IDE和CF卡槽以及USB接口。JTAG及串口調(diào)試部分提供了系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試時(shí)實(shí)現(xiàn)程序下載、運(yùn)行調(diào)試等功能。
5 模糊控制器
模糊控制(FuzzyControl)是以模糊化的語(yǔ)言變量、模糊化的集合論以及模糊邏輯推理為基礎(chǔ),它是智能控制的一種重要方法。它的設(shè)計(jì)方法主要來取決于操作員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)于處理一些非線性的系統(tǒng),模糊控制是非常合適的。模糊控制器的設(shè)計(jì)包括:確定模糊控制器的結(jié)構(gòu),即根據(jù)具體的系統(tǒng)確定其輸入、輸出變量;輸入輸出變量的模糊化,即把輸入、輸出的精確量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)語(yǔ)言變量的模糊集合;模糊推理決策算法的設(shè)計(jì),即根據(jù)模糊控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理,并決策出輸出模糊量;對(duì)輸出模糊量進(jìn)行解模糊判決,即通過各種解模糊方法完成由模糊量到精確量的轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控。
交通需求通常用路口停車線前的排隊(duì)長(zhǎng)度即停車線前相隔一定距離(通常為80~100 m)的兩檢測(cè)器之間的車輛數(shù)來表示。建立模糊表如表1和表2所示。
6 結(jié)語(yǔ)
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟,交通控制朝著智能化的方向發(fā)展已經(jīng)是大勢(shì)所趨,智能交通系統(tǒng)是交通事業(yè)的一場(chǎng)革命。通過有效的結(jié)合與應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)綜合技術(shù),使人、車、路之間的相互作用關(guān)系以最優(yōu)的方式呈現(xiàn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、安全、節(jié)能的目標(biāo)。本文的主要研究工作為:通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)和智能交通知識(shí)的學(xué)習(xí),了解了物聯(lián)網(wǎng)和智能交通領(lǐng)域的新技術(shù),新概念,了解了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)習(xí)RFID技術(shù),了解RFID的發(fā)展和特點(diǎn)以及優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)了基于ARM嵌入式系統(tǒng)的交通信號(hào)機(jī),并采用模糊控制算法對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的控制。
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