时间:2024-01-08 15:12:32
序论:在您撰写智能交通研究时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
当前国内城市化的进程越来越快,汽车工业也随之迅猛发展,城市中的私家车持有量也就越来越多,导致城市面临越来越多的交通问题。拥挤的交通对人们日常出行的方便造成了非常严重影响,当前城市交通拥堵情况已经是国内城市中非常突出的问题。通过部分城市的实际情况表明,要解决当前城市交通拥堵的情况,可以在目前城市交通的基础之上,提升城市交通管理的信息化能力,从而在根本解决交通拥堵的问题。作为世界上第一人口大国,同时也是道路建设发展第一的国家,国内交通信息化的进度也在不断加快,在当前各个交通部门较为分散的交通信息系统基础之上,将云计算的智能系统充分应用到交通信息系统中,得以实现及时交通信息收集、研究、处理与,定时向居民适时的动态交通信息,指引居民出行的计划路线,以此来提升交通的效率[1]。
智能交通系统(ITS)属于一个非常庞大的职能系统,先进出行信息系统(ATIS)则是智能交通系统的核心子系统,属于ITS的重要组成成分[2]。智能交通出行系统的重要功能指的是从网络中收集即时交通情况,将信息处理之后,估计将来的交通发展情况,从而生出分析报告与路况预测。分析所得的数据能够作为即时交通公布消息,或者作为智能交通控制的系统,从而及时获得准确的交通控制措施;也能够将其用在分析交通事故中,为其提供定位[3]。因为过多的车辆同时占据相同的道路形成部分的交通拥堵,ATIS可以通过动态指挥、即时路况公布等策略指引道路中的车辆选择使用适合的道路资源,保证交通通畅。ATIS是根据道路信息资料整合系统与相关的信息资料,经过PDA、手机、网络、车载电视、滚动显示器、各个场所的大屏幕、交通广播等媒介,为出行的居民供应有一个完整的道路即时情况。为自驾的居民供应天气、环境、路况、施工等相关信息;为乘坐公共交通工具出行的居民供应路况、施工、换乘、站务等相关信息。根据这些即时的情况,出行的居民能够在出门以前有充足的实践安排计划,从而改变出行线路,让出行更方便、更快捷[4]。
2研究的意义
2.1理论意义
云计算概念的起源是Google的公开核心文件和AmazonEC2(亚马逊弹性计算云)项目,云计算是一种基于Internet的超级计算模式,它是由分布式处理、并行处理和网格计算发展而来的。云计算是将一些必将庞大的计算处理程序通过网络拆分成大量较小的子程序,让后发送到由多服务器构成的云端,经过云端的计算分析,在通过网络将结果返回给用户,通过云计算计算,用户可以体验到与超级计算机式的网络服务[5]。
2.2实际意义
本文提出了对车辆的行驶情况通过云计算技术进行数据采集,并对这些数据进行分析处理,以获取实时的道路交通信息。该项技术首先需要建立交通数据的采集、计算平台,这就需要政府、出租车公司以及数据运营商做前期投入以做好基础设施和技术平台的建设。在采集基础数据时,需要进行大量的数据采集,才能保证后续计算达到一定的准确性,在数据前,要对采集的数据进行优化分析处理。实现智能交通系统的核心技术是动态导航技术,动态导航技术的研究具有重要的显示意义。本文提出的智能交通云的构建对于实现城市只能交通系统有重要的意义,基于云计算来构建只能交通系统,可以有效的减少二线城市在交通信息化建设的前期成本,这有利于交通信息化建设的快速发展,环节城市交通压力,最终提升各地的出行效率[6]。
3国内外研究现状
本节对国内外的先进出行信息系统的发展现状进行了一定分析,这其中主要包括我国主要城市的发展现状和存在的问题以及美日两国的发展现状、趋势和经验。
3.1国内研究状况
交通的基础建设和管理一直以来都是我国政府重点关注的问题之一。交通的信息化建设是交通部确立的“十五”科技交通建设计划的重点之一;2001年计委和发改委共同的“2001年度有限发展高新技术产业重点领域”的通知中指出了智能交通系统的建设为其中一项,还指出了交通信息化相观的系统以及软件开发成为了我国IT也近期产业化的重点[7]。我过在IT产业的研发上投入也比较大,许多地方的IT项目建设已经初具规模。深圳市的笔录电视系统监控全市的交通,各大路口都安装了监控设备,并且还配备了智能车辆违章抓拍系统,其中的车牌辨识系统,能在发现违章车辆的几秒之内通知有关执法人员及时处理,深圳市的交通系统中还配制了交通诱导指示装置,它的主要作用是为驾驶员提供实时的路况信息;只能化的电子车牌可以让公交候车人员知道公交车入站的具体时间。在交通信息化建设方面上海市与深圳市相比自身的特点比较明显。上海市在澳大利亚的交通信号控制系统的基础上,又建立了交通自适应控制系统。结合各区的高架以及桥梁,设置监控系统、通信系统和控制系统。上海是我国第一推出交通广播台的成市,它能及时的交通信息,并于世纪之交成立了上海交通信息中心,2000年底又相继推出了上海交通网,为出行者提供了方便有效的交通动态指南;并在公交站内设置了电子站牌。利用信息技术解决上海的交通问题已经成为了上海交通现代化建设的重要组成部分。
3.2国外研究状况
3.2.1美国
美国作为经济大国,虽然在信息技术的研究上一度落后,但是由于其先进的技术,已经后来居上,一跃成为世界第一的IT大国,目前,美国在各项信息技术的研究和引用上都处于领先地位。美国对于IT业的重视程度非常之高,对IT技术在服务领域有的应用进行了深远的研究和实践。
1995年美国运输部根据之前颁布的地面运输效率法案正式公布了IT的基本系统以及子系统。此外,美国还在研发一个IT的新领域,这个领域及时信息化乡村运输系统。该系统把城市的信息化交通管理系统应用到乡村道路中去,主要是利用先进的信息技术,提高车辆的行驶安全,保证各国游客的顺利出行,以此促进乡村经济的快速发展。此系统主要包括无线电紧急呼救系统,恶劣交通状况实时警告系统以及相关的旅游服务信息[8]。
3.2.2日本
日本是一个经济大国,虽然面积不大,但是人口密度相当大,人口的总人数也有1.28亿,并且超过80%的人住在城市,这就对城市的交通带来了巨大的压力,因此就造成了交通事故的大量增加,这也造成很大的经济损失,据估计,每年因为交通问题为日本带来的经济损失高达12兆亿日元。日本政府也接如何解决交通问题作为重点工作,但是由于地域面积的限制,通过新建道路来解决此类问题显然不太现实。为此,日本政府就加大了对智能交通系统的开发建设力度。日本的信息技术产业的一大特点就是各政府部门的共同参与,减少技术研究中漏洞的出现几率。1993年,日本成立了智能交通协会,从而使与IT相关的多个部门之间建立了共同研究的工作机制,1995年,上述部门对信息用户的服务范围进行了详细分析,并对IT项目的研发进行了统一的规划,并且陆续开发除了交通相关的多个领域的多功能服务系统。
关键词:城市智能;交通控制系统;分类;设计
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
一、城市交通控制系统的分类
城市道路交通控制系统可以从不同的角度进行分类,这里分别从空间关系、控制方式上对城市道路交通控制系统简单分类。
1、按空间关系划分
从空间关系上可以把城市交通系统分划为单交叉口控制(点控制)、交通干线的协调控制(线控制)和区域交叉口的网络控制(面控制)三种形式。
(1)单个交叉口的点控制
单个交叉口的点控制是一种最基本的控制方式。孤立交叉口点控制的控制参数是信号周期和绿信比,控制的目标一般是车辆延误和交叉口的通行能力。在理想的情况下,希望总延误时间最小和交叉口的通行能力得到最大的利用。由于点控制的设备简单、投资省、维护方便,至今仍是应用较多的一种信号控制方式。从技术上讲,它又分为离线点控制和在线点控制两种形式。前者采用定时信号配时技术,目前仍然是其他控制方式的配时基础;后者是交通响应控制或车辆感应控制,它是根据交叉口各个入通流的实际分布情况,合理分配绿灯时间到各个相位,从而满通需求。
(2)干线交通的协调控制
城市路网中的交通干线承担着很重的交通负荷,保证干线的交通畅通对改善一个地区甚至一个城市的交通状况往往起着至关重要的作用。在城市交通路网中,有时交叉口相距很近,两个相邻的交叉口之间的距离通常不足以使一小队车流在有限时间内完全疏散。单个交叉口分别设置单点信号控制时,车辆经常遇到红灯,时停时开,行车不畅,环境污染严重。为了减少车辆在各个交叉口的停车次数,特别是当干线的车辆比较畅通时,相邻交叉口之间的控制方案宜采用相互协调的控制策略。最初协调信号计时的方法是基于绿波的概念,相邻交叉口执行相同的信号控制周期,主干线相位的绿灯开启时刻错开一定的时间,交叉口的次干线在一定程度上服从主干线的交通。
当一列车队在具有许多交叉口的一条干线上行驶时,协调控制使得车辆在通过干线交叉口时总是在绿灯开始时到达,因而无需停车即可通过交叉口,形成一条交通流的绿波带。绿波控制能有效提高车辆行驶速度和道路通行能力,确保道路畅通,减少车辆在行驶过程中的延误时间和能源消耗。干线交通协调控制的控制参数是周期长度、绿信比和相位差,控制的目标一般是车辆的平均延误和停车次数。干线信号协调控制方法的设计流程图如图1所示。
图1干线信号协调控制方法的设计流程图
(3)区域交通网络的协调控制
区域交通信号控制的对象是城市或某个区域中所有交叉口的交通信号。随着计算机技术、优化方法、自动控制和车辆检测技术的发展,人们研究把一个城市区域内或一个局部小区内所有交叉口的交通信号联合起来综合加以协调控制,以使得区域内的车辆在通过某些交叉口时所产生的总损失最小。在这种控制方式下,交通信号机将交通量数据实时地通过通信网传至上位机,上位机根据路网交通量的实时变化情况,按一定时间步距不断调整正在执行的配时方案。上位计算机同时控制一个城市区域中的多个交叉路口,实现区域中交叉口之间的统一协调管理,提高路网的运行效率。通过这种控制方式,容易实现交通路网的统一调度与优化管理。区域信号协调控制配时优化的设计如图2所示。
图2 区域信号协调控制配时优化的设计流程图
2、控制方式划分
(1)定时控制
定时控制方式以历史交通流数据为依据,找出每个日/周和时间段的不同交通流变化规律,用人工方法或计算机仿真等手段预先准备好不同日/周和不同时间区段内使用的配时方案,它属于开环控制,不易根据车流状况实时调整控制方案。由于定时控制对交通信号机的要求低,无需实时交通量的检测,因而仍然是目前城市道路交通系统中应用较为广泛的一种控制策略。
(2)感应控制
感应控制的原理是根据车辆检测器测量的交通流数据调整相应的绿灯时间的长短和时间顺序,以适应交通流的随机变化。这种方式比定时控制有更大的灵活性。
(3)智能控制
严格意义上讲,智能控制不仅仅是交通信号的控制,而是整个交通系统的控制,即智能交通系统。智能交通系统是交通控制的最高层次,它将先进的信息技术、数据通讯技术、检测传感技术、自动控制理论、运筹学、人工智能和计算机及其网络等一系列高新技术综合运用于交通运输各个子系统,从而建立起一种大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通运输综合管理体系。智能交通系统把人、车、路和环境等交通运输系统的各个环节有机整合,从而使车、路的运行功能一体化和智能化。智能交通系统是解决交通问题的必由之路,安全、高效、环保、低耗、快捷、舒适的绿色交通是智能交通的发展方向。
二、城市智能交通控制系统设计
智能是一种应用知识对一定环境进行处理的能力,或对目标准则进行衡量的抽象思考能力。另一种定义是在一定环境下针对特定的目的而有效地获取信息、处理信息和利用信息从而成功达到目的的能力。智能交通系统,是利用人工智能的理论和方法,解决交通问题的综合系统。人工智能近年发展的成果,为智能交通系统的研究提供了坚实的理论基础,可以利用这些成果解决传统方法无法解决的问题。这是因为: 一方面交通系统是结构复杂、影响因素多、随机性很强的系统,利用数学方法解决交通问题的难度很大,所建立的模型往往过于复杂,难于求解,同时也很难用一种或几种模型来概括交通流系统的多样性。另一方面,交通系统又是一个动态的时变系统,交通管理与控制的实时性要求非常高。因此,从实际情况出发,基于数学描述的交通管理控制方法难以满足在线实时控制的要求,可操作性较差。而人工智能的方法,借鉴人类求解问题的方法,通过知识的表达、推理和学习解决复杂的问题,将以往用纯数学来描述交通系统转变为用知识或知识与数学模型相结合来描述。通过逐步适应环境的学习能力,来不断提高管理和控制效果。
多智能体系统是当今人工智能中的前沿学科,是分布式人工智能研究的一个重要分支,其目标是将大的复杂系统建造成小的、彼此相互通讯及协调的、易于管理的子系统,通过子系统的自治能力和相互协调能力来解决复杂系统控制问题。城市区域交通网络由于其道路交通规模的复杂性和交通流动态特性的实时性,使得将多智能体系统应用到城市交通网络控制学比较关注的研究课题。本文在此基础上设计出城市智能交通控制结构图,如图3 所示。
图3 城市智能交通控制结构图
图3中,左边为基于多智能体的城市交通流系统,右边为信号控制系统。在交通模型中,路段智能体既具有单个路段流量实时更新的能力,又能够为相连接的信口提供交通流数据,以进行和优化信号配时; 根据上级区域交通流信息进行车流调控,同时通过路口与其他路段进行数据交换; 与其相对应的信号控制模型中,根据段智能体提供的信息,进行信号配时,并协调路段之间交通流的动态平衡。
区域控制之间传递的则是该区域内交通流信息,若某一区域出现拥挤路口,调节区域内以及相邻区域信号配时,引导车流分散以缓解拥挤,并通过路边信息指示牌或交通电台信号引导车辆分流。而区域控制与交通控制中心之间传递的是区域交通流信息。调节路网交通流动态平衡,并向中央交通控制中心提供信息,以实现城市交通集中与分散的控制方式。
结束语
总之,提高智能交通系统的整体水平,需要各行业的协调发展,这样才能共同促进城市交通水平的提高。
参考文献:
前言:现阶段的中国,经济发展迅速,人们生活水平提高,出行工具不断更新,所以交通运输业也呈现出翻天覆地的变化来。交通运输是直接关系到千家万户利益和生活质量的热门产业。但是随之而来的是越来越严重的交通拥堵情况和管理问题,智能交通系统顺势而生。智能交通系统是一种实时、准确、高效的综合运输系统,也正是解决现在交通问题的关键所在,主要是解决交通拥堵的问题,其次是维护交通安全,紧急有效处理交通事故等。
1、智能交通系统的概念
智能交通运输系统(ITS)是充分利用现代高新技术,综合利用信息技术、卫星导航系统、道路监控系统等方式,建立起来的智能、便捷的交通系统,具有实时、准确、高效的特点,能够把人、车、道路有机的结合起来,实现控制车流量、提高交通系统的安全性和流畅性等目标[1]。智能交通系统利用地球卫星定位系统,接收卫星电波,确定每个时间点上的汽车位置、交通路况、畅通程度等,将汇集到的交通信息传到交通管理中心进行处理,然后传到信息平台上,出行者可根据提供的信息选择交通方式和交通路线,因而可以有效保持道路畅通;再与电子地图、无线电通讯网络、计算机车辆信息管理系统以及交通地理信息系统结合起来,可实现实时跟踪车辆,方便进行交通管理。地球卫星定位系统具有全球性、全天候、实时性等特点,可以实时记录报道车辆的具置和交通状况;交通地理信系统作为一种空间性数据管理系统,具有数据收集、数据分析、空间定向的功能,可以据此建立数据模型,分析动态交通系统情况,为交通管理提供方便服务;无线电通讯网络技术可以实现智能交通系统的信息大量传输,方便用户之间的信息传递,也便于交通管理部门进行高效的管理,这三者之间的有机结合,构成了智能交通系统的基本框架,达到交通系统的交通智能化和管理智能化[2]。
2、智能交通系统的内容
智能交通系统主要包括交通信息服务系统、交通管理系统、公共交通系统、车辆控制和安全系统、营运车辆运行管理系统、电子收费系统、紧急救援管理系统等。随着网络技术的不断发展,信息的迅速传递,信息网络系统逐渐建立并完善起来。用户可在交通工具上安装接收交通信息的接收器,得到由交通信息中心提供的道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息以及其他与出行相关的信息。人们可根据这些信息确定自己的最佳出行方案,选择合适的出行路线。管理部门可以利用交通信息服务系统,提高道路的畅通程度,方便人们的出行,同时也提高交通运输的安全系数,均衡分配交通资源。用户若是在交通工具上安装了自动定位和导航系统,交通信息服务系统还会为用户自动选择最佳出行路线,使其出行极为方便。交通管理系统与交通信息服务系统之间存在密切联系,它们之间有一环节共用信息采集、信息处理以及信息传输系统[3]。交通管理部门实时监控道路交通状况,并进行及时有效的疏导和控制,有效处理交通事故,确保道路交通的安全和畅通。公共交通系统主要包括公共汽车、轨道交通、城郊铁路、长途客车等,致力于提高公共交通的效率,增强公共交通的安全性,为群众提供方便、快捷、安全、实用的公交系统。车辆控制和安全系统包括车辆辅助安全驾驶系统和自动驾驶系统,极大的保障了驾驶员的安全。车载传感器可测定出所运行的车辆与周围车辆的距离和其它情况,给驾驶员提供各种路况信息和安全警报,提高驾驶员对行车环境的感知能力和预先防范能力。自动驾驶系统可以自动导向,自动回避障碍物,智能的在高速度情况下保持与前后车的安全距离,但是这些智能功能大部分局限在智能公路上使用,在普通的公路上只能发挥其辅助安全功能。营运车辆运行管理系统是一个智能化的物流管理系统,综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术来有效地管理车辆运输,提高交通运输的安全性和高效[4]。电子收费系统是指使用者预交通行费领到通行卡,安装在交通工具上,该卡与车道上的读取设备自动通信,在卡上扣除本次通行费,这样就极大的提高了车辆收费的效率,提高交通畅通度。紧急救援管理系统通过交通信息服务系统和交通管理系统把交通监控与救援机构结合起来,为突发交通事故提供现场紧急处置、拖车、救护、排除故障车辆等服务。
3、我国智能交通运输系统发展存在的问题
我国电子信息技术和网络技术薄弱,智能运输系统的发展水平较低,产品的精确度和先进性都与国外发达国家存在较大差距,应用的市场范围较窄。我国缺少智能交通运输系统中产品的核心技术,缺乏有中国自主研发创造的适应我国国情的有特色的产品。智能交通运输系统所需的设备、产品、系统大多是由国外引进,具有盲目性,且引进成本比较大,系统设备的日常维护和产品更新较为困难。在已经建立的智能交通系统中,各个系统之间的联系不紧密,没有充分的实现信息资源的交换和共享,使得智能交通系统的发展和推广遇到瓶颈。智能交通运输系统中的子系统:信息系统、管理系统、控制系统之间相互孤立,没有实现系统之间的信息协调。在研究领域中,有些领域重复研究,有些领域好处于研究的空白领域,研究的领域和资源的分配也不均衡[5]。
4、针对我国智能交通系统发展问题的建议
首先要重视设备、产品的自主研发,发展智能交通系统技术,这需要政府加大对科研项目的投资力度,并与企业、科研机构共同协商努力,建立适应我国国情的智能交通系统。第二,在交通部门和运输安全专家、信息技术专家、网络技术专家的共同指导下,联合社会各界的力量,借鉴国外先进经验,引进先进技术设备,增加研发的资金投资和技术投资。第三,对交通管理人员和信息技术人员进行专门的培训,在社会上积极地宣传智能交通系统知识,推进智能交通系统的推广,增加人们对于智能交通系统的认识。
结束语
通过介绍了智能交通系统的概念、内容,以及我国智能交通系统发展中遇到的问题,使读者对于智能交通系统的涵义和发展有了进一步的了解。智能交通运输系统的推广应用,可以有效保障道路交通畅通,提高交通安全性和交通运输的效率,改善交通部门的管理,方便人们的出行和生活,有效解决现在日益严重的交通问题。另外,交通运输的越来越智能化、系统化、人性化,也大大促进我国交通运输领域的健康发展。
1、前言
智能交通系统(IntelligentTransportationSystem,简称ITS)是未来交通系统的发展方向,它是将先进的信息技术、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。与传统的交通管理和交通工程相比,强调的是信息的交互性、技术集成的系统性以及服务的广泛性,在改善交通的同时形成了产业,对于推动交通运输业发展,带动汽车、机电、通信、微电子、计算机及软件产业的发展具有重要作用,被认为是21 世纪世界范围内最有影响的产业之一。
美国运输部制定并公布了“国家智能运输系统项目规划”,其重要意义在于第一次提出了ITS系统包含的七大基本系统和29个用户服务功能,目前ITS在美国的应用已达80%以上,而且相关的产品也较先进。目前日本已经成功开发了不停车自动收费系统和电子车辆导航系统并已推广应用。然而,我国智能交通产业目前仍处于初级阶段,技术还比较落后,相对成熟的部分技术在交通运输领域的应用还非常有限,产业化程度也还很低,整个行业的产品质量、服务水平、品牌效应和企业竞争力都相对落后。这些问题都严重制约了技术的进步和产业发展,并束缚了其对交通运输发展的推动作用。
2、产业同盟化发展现状
智能交通产业同盟化是指在统一的技术规程指导下,按照共同的制定标准,提供标准化的智能交通产品,并形成一个连续的、可循环的开发、生产、应用和维护的产业链条,以满足整个社会对智能交通产品的需求。ITS产业具有较强的交叉性,其发展不仅涉及多个行业,而且会带动关联产业的发展。
目前,我国智能交通产业化程度较低,尚未形成具有一定规模的产业集群。在利用现有信息资源进行高层次交通信息服务的开发方面还比较落后,没有形成包括供应商、运营商、政府和消费者间的完善的智能交通产业链。因此在产业内部,智能交通系统各子系统之间、系统产品的开发和生产者与产品的使用者之间、以及系统服务提供者与顾客之间,相互独立、信息不共享,在系统衔接方面各自为政,这样不仅造成了资源配置的浪费,而且使整个产业链的价值创造效率低下,没有形成产业的竞争力。而且智能交通产品的设计缺乏统一的标准条件,道路交通信息分属于公安、交通、规划等各个部门,协调机制不够完善,协调力度也不够。因此智能交通产业同盟化是发展智能交通产业的重要途径。
3、智能交通产业的发展模式
3.1 产业集成化管理
智能交通产业链的构成包括智能交通技术研究中心、智能交通信息采集设备制造商、智能交通信息服务集成商、智能交通信息服务提供商、智能交通信息通信网络运营商、智能交通信息服务和管理终端设备制造商以及软件系统开发商、交通工具生产商和政府管理部门等。集成化管理要求将上述环节有效的连接,服务提供商通过与顾客的信息共享,可以得到顾客对智能交通产品的反馈,并将反馈信息传递给产业链的其他成员,从而使智能交通产品的开发和研究更加满足各户需求。
集成化的管理体系可以有效的提高系统运行的效率,改变各个运营商各自经营的局面,从而生产出更能满足客户需求的智能交通产品。
3.2 政府协调支持
我国智能交通近几年取得了很大的发展,但大部分地方政府对智能交通并不了解,更不重视,没有明确的智能交通系统建设部门,更没有当地的综合协调系统,导致虽然技术人员积极研发,但我国的智能交通的建设与运营与效率仍不能和发达国家相比。因此政府应加大投资力度,对不同项目进行划分,制定明确的投资方案和政策,并加大对产品研发的扶植力度,对ITS企业的建设及企业联盟化持鼓励和保护态度。
明确政府的主导地位,将发展智能交通作为解决交通问题、拉动经济增长的重要项目,主导构建智能交通产业联盟或产业协会,支持产业联盟的发展,并制定相关政策。
3.3 统一行业标准
智能交通系统集成了通信、计算机等信息技术,强调信息的交互性,因此产品的开发需遵循同一标准,避免多个产品不能协调工作,完成智能化交通的系统功能,令多个地区的智能交通同一体系。统一标准,完善执行机制,在统一标准的基础上,要大力提升标准水平和质量,增强标准公信力,建立完善的标准执行机制,为产业发展提供重要前提保证。
4、智能交通产业联盟化整合策略
目前,在智能交通产业化发展过程中,智能交通技术已经得到了很好的发展,真正影响智能交通产品和服务价值的是智能交通部件间的匹配,用户对智能交通产品费用的可接受性,智能交通产品操作难易程度等。因此应重点关注产业之间的协同效应,关注怎样提高响应顾客需求的服务,从而更好的满足各户的要求。
智能交通企业联盟化应着重开展信息共享策略和知识联盟策略。实现信息的共享和实时的传递,消除信息的错误传递和延误的几率,建立标准,提高智能交通产品或部件间的匹配程度。作为高新技术产业,智能交通产业链的整合可以通过拥有知识优势的强势企业,进行知识联盟式整合,同时可以运用大系统结构方案中的分散控制模式,即通过产业链的局部控制器进行局部控制,来完成大系统的运营服务。
Abstract: All over the world are facing a growing problem of urban traffic. Traffic congestion, traffic accidents and traffic pollution caused great distress to the lives of urban residents, it has become a major problem to be solved for all mankind. Intelligent Transportation System(ITS) is referred as the only way to solve the problem of urban traffic. An intelligent traffic flow forecasting system has been developed, based on dynamic traffic information platform.
关键词: ITS;交通流量;交通预测
Key words: ITS;traffic flow;traffic prediction
中图分类号:U491.1+4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)19-0183-02
0 引言
ITS作为目前世界交通运输科学技术的前沿,发达国家都先后投入了大量的资金和人员来进行研究。借助于先进的信息和通信技术,使得道路和汽车更加协调,交通更加系统化,减少交通拥堵和交通公害,提高交通安全性。我国在智能交通系统ITS方面的研究起步比较晚,目前,我国的ITS系统主要是在高速公路上使用的通信系统、监控系统和收费系统。随着我国经济的快速发展,对交通的依赖不断增加,交通问题已经越来越明显的出现在城市中。
1 系统的结构设计
本智能交通预测系统是实现城市智能化管理、预测,达到最终以向民众提供各项服务为目的的智能化交通预测系统,是现代化城市建设的一个重要组成部分。要求智能交通预测系统能够方便快捷的计算和预测出城市中各条道路的拥堵状况,以直观形象的方式向民众表达城市道路信息。本文系统以GIS为平台,采用Sql Server 2005作为数据库管理系统,以Eclipse为开发环境,java为开发语言,设计了一个城市交通流量预测系统,实现了对道路历史数据的分析,对道路实时监控和对未来路况的预测。系统结构框图如图1所示。
系统根据固定探头提供的数据和浮动车提供的数据信息,对全市历史路况信息进行分析,也可对某条路段历史路况进行分析;对全市路况信息进行监控和预测,也可对某条路段进行短时监控和预测;对全市未来路况信息进行监控和预测,也可对某条路段未来路况进行分析;对定点区域内路况信息进行监控和预测。
①数据库模块提供由各种硬件或者途径采集的路况信息,并保存中间过程产生的临时数据,为数据处理模块和地图显示模块提供数据支持,是整个系统的基础。
②数据处理模块对数据库中提供的数据信息进行合理化清洗,通过Arcgis将浮动车数据进行地图定位,采用科学的算法将车辆匹配到某条路上,随后将由硬件系统或者浮动车辆传输的异常数据进行消减补充或者填补操作,为预测系统进行路况预测提供正确数据的保障,是整个系统的预处理部分,也是对于预测结果是否准确的关键。
③预测系统采用数据处理模块处理完成的数据对全市各路段的路况信息进行预测处理,根据用户需求对所得到的数据进行短时或者长期预测,或者对以前道路路段信息进行查看分析,采取特殊的预测方式使得预测结果合理准确,并将相关数据存储在数据库中,同时为地图显示提供显示数据,是本系统的核心部分。
④地图显示模块主要根据预测系统的结果对所要显示的数据进行图形化显示,从数据库中提取所需数据,并根据用户需求可以将预测结果以多种形式的图形进行显示。
⑤干扰因素分析可以通过地图显示模块显示的信息对某路段的道路交通信息进行合理性分析,通过对某路段的异常数据预测本路段可能发生的道路交通情况,有助于相关部分对全市路况信息的掌握,以便应对可能的道路状况。
2 数据模块设计
数据模块主要存储采集的原始数据和处理数据,原始数据包括安装的固定探头记录的数据信息,此数据包括设备号、方向号、道路名称、道路号、开始时间、流量、速度、占有率等信息;浮动车采集的数据包括经纬度、车速等信息;历史采集数据是针对以前路段有路况信息而现在短时间内无法采集到信息的路段;路网模型预测数据是对于无法通过固定探头和浮动车采集到信息的路段。
2.1 数据库模块流程如图2所示。
2.2 数据处理方法 固定探头和浮动车发来的数据,除了正常数据以外,同样也可能出现重复、缺失、错误等问题。对于正常数据当然是存入库中。而对于非正常数据,则要进行相应的处理。①对于冗余数据处理:接收到浮动车和固定探头发来的数据时,将此数据与数据库中原有的数据进行匹配,若有相同记录,则不存入库中,否则,存入库中。②对于缺失数据的处理:根据原有的历史的数据,将此缺失数据补全。③对于无效数据的处理:当发回来的数据与GIS地图上任意路段都无法匹配时。将此数据直接丢弃。④对于错误数据的处理,根据合理的运算,将错误数据进行修正,并存入数据库中。无法修正的,则将其舍弃。
3 系统功能设计
本系统使用数据处理模块清洗的数据对全市的路况信息进行综合处理,可以对以前数据进行统计分析,也可以对未来数据进行适当预测估计。本系统可以分为短时预测和长期预测,短时预测主要针对一小时之内的路况,系统在不断进行刷新操作,实时更新数据,便于对实时路况信息的了解,并且对后面可能出现的情况预测提供数据支持;长期预测可以分为按照小时/天,天/周,天/月,月/年等形式输出,可以对以前数据进行统计显示,也可以对未来一段时间内的道路交通状况进行预测。
4 结束语
交通流量预测是智能交通系统中的主要研究内容之一,也是智能交通系统中当前需求较为迫切的系统。近年来随着我国智能交通系统的发展和研究的深入,以及城市对于交通服务需求的提高。交通流信息的实时性和可靠性,直接关系到智能交通系统中交通控制与交通管理的效果。同时,交通流量预测受随机干扰因素影响更大,不确定性更强,规律性更不明显。
交通流量预测作为智能交通系统的一部分,在未来的交通运输过程中发挥着非常重要的作用。本文由于时间关系,在研究中存在许多不足之处,还有待进一步的研究和验证。
参考文献:
[1]Anurag Pande.Mohamed Abdel-Aty.Assessment of freeway traffic Parameters leading to lane-change relatede ollisions[J].Aecident Analysis & Prevention,2006(38):936-948.
【关键词】铁路智能运输系统,运输效率,服务质量
【中图分类号】U29-39
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158(2012)12-0021-02
1 概述
在当今开放的市场中,由于其它交通工具的竞争,使封闭的、以内导向性组织为主体,以专业经理各管一段为主要特征的铁路企业面临着巨大挑战。其出路在于抓紧利用现代信息技术的平台,筑建智能化的铁路运输管理系统,以自动化、信息化,网络化为基础,打破专业经理分工过细的管理模式,实现相关系统整合,以运输产品为导向,以智能运输管理技术为手段,实现与市场的对接。
20世纪70年代以来,面对社会和经济发展对铁路运输不断增长的“高速、高密度”的需求,铁路运输系统经历了从以人工为主的、机械化的、电子化的、信息化的进而向智能化方向发展的历程。世界发达铁路国家铁路运输的信息化过程已经完成,并在现代信息技术的支撑下改造内部组织模式,基本上完成了市场商业化运行的改革,大大提高了运输产品的生产效率。与此同时,基础智能化的进程正以更快的速度和更高的效率进行。通过实现智能化使传统铁路运输向铁路智能运输系统转化已成为各发达国家使铁路传统产业升级,保持和提高铁路运输业在21世纪竞争力的核心战略之一。
我国铁路目前正在经历着有史以来最深刻的变革,适应市场需要提供更多更好的运输产品,改造铁路管理模式,提升传统技术水平,目前和未来相当长的时期内,铁路运输技术要实现跨跃式发展所面临的挑战也是极其严峻的过去分散的、按业务划分的无法共享信息与资源的各业务系统已无法适应这些新的挑战。通过信息化建设实现智能化已成为我国铁路运输系统发展的历史必然。
2 RITS定义、特征及关键技术
铁路智能运输系统的核心特征就是系统的智能性,所谓智能是指能有效地获取、处理、再生和利用信息,从而在任意给定的环境下达到预定目标的能力。
2.1 RITS的特征
RITS应是一个安全、高效、低碳、和谐,按需求驱动的自主化系统。作为一个集成了多因素的复杂系统,RITS的特点主要体现在以下4个方面:
(1)互联互通、信息共享:RITS功能的集成必然要求系统中子系统及子系统各部分问实现有机的互联互通,以保证顺畅高速的通信和及时高度的信息共享。
(2)智能处理:RITS应实现行车控制、综合调度、资源管理、营运管理等的智能处理,以形成一个高度智能化自主化的铁路生产经营体系。
(3)协同工作:RITS应使固定设施、移动设施和维修设施有机地协调成一个整体,实现各子系统的协同工作,以提高运输效率和加强安全保障。
(4)按需配置:基于系统信息共享机制,RITS应完成系统内外的实时需求分析,并按需动态配置各种资源,以达到高效、低碳、按需驱动的目的。
2.2 RITS关键技术
为达到可测、可控、可视、可响应的目标,物联网(传感网)、大容量通信、互操作、云计算、知识推理和网络安全等是RITS中必不可少的六大关键技术。这六大关键技术分别服务于RITS的不同层次。
铁路智能化的发展在有线和无线网络的安全方面提出了更高要求。有线网络安全主要研究防火墙、密码、数字水印、入侵检测和病毒检测等技术。无线网络安全的研究集中在安全路由、安全聚合、密钥管理、身份认证和异构无线网络安全等方向。在RITS中,这些技术可分别应用于数据获取、网络通信和应用管理。物联网(传感网)技术的研究内容主要涉及射频识别(RFID)、传感器网络与检测技术等。一般将RFID技术用于列车、乘客、车站、固定设备等的静态信息采集,而传感器网络技术则用于列车运行状态、轨道状态、铁路防灾系统等动态信息采集。专有大容量信息网络可简单分为车载、车地和地面蝌。国内外车载设备网络连接研究和应用主要集中在基于TCN相关网络上。在车地问大容量无线传输方面,国内外对WLAN、GSM-R、WiMax、WiFi网络等进行了应用研究和实地测试。地面数据汇接传输应用较多的主要是MSTP网络和基于IP的数据网络。云计算是一种共享的网络交付信息服务模式。在RITS中,云计算可以提供动态、灵活的基础设施相关服务,可以实现铁路资源和应用的虚拟化,进而实现RITS不同子系统间的数据与应用共享。互操作是实现不同系统共享信息、协凋工作的核心技术,是解决分布式、异构系统集成应用的有效方法。目前欧美等国和我国其他交通相关领域也进行了初步研究。在RITS中,互操作技术主要用于满足资源管理、运输组织调度、安全监测与控制、客货服务、综合运输等多个模块问大量信息交互的需求。知识推理包含了推理系统、知识发现、数据挖掘等内容,其核心是复杂动态环境下的建模、基于本体论的知识表达和基于智能Agent的动态协作等方面。在RITS中,知识推理技术的应用主要集中在基础设施运用维护、综合安全监控、运输组织优化、智能化旅客信息服务等方面。
3 中国RITS构想
我国铁路目前所处的发展阶段和面临的客观环境,实际是既要高速度,又要高密度;既要重载,又要客货混跑。这种复杂的技术组成和运输产品结构,更需要智能化的运输管理技术作为支撑。在今后一段时期内,中国铁路智能运输系统的建设和发展应在追踪和采用现代智能技术的同时,结合国内已有的基础,在统一的体系框架下,重点整合信息化建设的资源和优势。与此同时,集中力量进行关键技术的攻关和示范应用,力争实现技术上的跨越。我国铁路RITS建设的优先领域和研发重点可以确定为:
(1)中国铁路RITS发展的总体规划和体系框架研究
通过规划研究,将确定我国铁路RITS分阶段的发展目标、发展重点、实施步骤与对策措施等重要内容,形成RITS发展的宏观和整体蓝图。规划的研究和制定从总体上要体现前瞻性与现实可操作性相结合、需求与可能性相结合等原则,能够为政府部门决策提供支持。作为整个RITS发展的基础和出发点,国家RITS体系结构框架的研究将是近期工作的一个重点,其目的是要结合我国铁路运输系统的实际特点,为具有中国特色的RITS的发展提供规划、设计、实施、标准和管理的依据和指导。
(2)建设好国家铁路智能运输系统工程技术中心,研究开发RITS重大关键技术
在国家RITS体系框架的指导下,除了进一步完善与整合已有的以TMIS、DMIS等为代表的信息化建设的成果外,根据我国RITS的特点和技术要求,以国家铁路智能运输系统工程技术中心为依托,对一批重大关键技术组织进行研究开发和技术攻关,在国家铁路试验中心,建设一个高水平的铁路智能运输工程技术示范基地。近期尤其是要在例如铁路移动体与固定设施一体化安全检测网络系统、国家铁路运输安全保障体系及相关核心技术等关键技术的研发中取得突破。
(3)组织实施中国铁路
RITS的示范应用在目前情况下,由于受资金、技术等多种因素的制约,我国RITS可行的发展模式应是研究与开发并举,试验与推广并举,以点带线,以线带面,争取在统一的体系框架下,采用分阶段渐进集成的方式加以推进。其中,系统集成的概念和技术具有十分重要的作用,无论是RITS的研究开发,还是系统设计与实施,渐进集成都将是我国RITS发展过程中必须始终坚持的一项基本原则。作为推动全路RITS建设的重要举措,近期可以考虑在示范基地的基础上选择基础设施条件较好的地区或线路组织实施RITS的区域或线路运行示范。首批示范项目的确定可以考虑选择对提高运输效率,保障运输安全或改进服务质量等具有直接影响的核心业务子系统进行,如能够明显提高铁路货运质量和市场竞争力的智能物流系统的开发及应用等,在单项示范的基础上,不断配套完善,最终形成综合性的RITS的完整体系。
关键词:智能交通;市场导向;沟通机制;市场营销;对接机制;应变能力;营销模式
1建立市场导向为平台的智能交通营销网络
传统的交通市场“以产品为主导的被动市场推销”作为主体,没能突出“以用户为主导的主动市场营销”的功能和作用,这导致传统交通市场缺乏激发能力、活力不足、市场生态恶化等问题。新时期的智能交通企业和市场营销工作必须采取新型的营销模式,采取“先人一步”的市场营销策略,建立起智能交通市场营销的平台和网络,尽快进入智能交通市场,占据智能交通市场的先机,扩大智能交通市场的面积。例如:可以采取战略合作的方式实现营销的扩大,采用合资建厂等方式实现对局部智能交通市场的占有。在实际的智能交通市场营销过程中行动必须具体化、重点化,确保在客户提出当前需求和长远规划时,能够迅速应对,提供一揽子解决方案。铁路客车市场方面,紧跟市场,快速响应,以“不放掉任何一个市场信息,不失掉任何一个市场机会”为指导思想,充分运用企业内外部资源,以积极的营销态度和创新的营销模式,走入客户价值链,了解客户价值核心,为客户提供全面的技术支持和优质的服务,稳固既有市场、开拓新市场和新客户。
2建立智能交通市场的高效沟通机制
有效的沟通是智能交通获得市场认可的基础,高效的沟通是智能交通取得社会认同的前提。在智能交通市场营销的过程中,要明确社会与公众的交通需求,整合需求的共性与差异性,科学地提出客户智能交通的解决方案,通过不断地沟通获取智能交通的市场发展空间。在社会多元化发展的背景下,市场营销也需要采取多元化合作的策略,要以智能交通的实际为基础,扩展合作的模式和范围,延长和扩大智能交通的产业链条,解决和处理多元化市场与客户的要求,做到智能交通合理化和科学化发展目标的支持。在市场营销的实际工作中,要重视资源的整合,以智能交通作为平台,争取社会资源、产业资源对智能交通的倾斜,为开阔智能交通市场提供发展空间与资源潜力的支持。在沟通过程中智能交通应该发挥自身的资源优势,将社会团体和目标客户引入到体验现场,通过对智能交通的现场体验,使客户、乘客和社会认识到智能交通的优势,提高社会整体认知智能交通的水平,做到对智能交通市场营销的扩大,实现智能交通与公众的有效沟通。城市化进程中地方政府是建设的主导和主体,智能交通必须取得与政府的良性沟通和全面互动,使地方政府看到智能交通对地方经济、城市建设的重要价值,获取地方政府的产业、政策倾斜,为进一步提升市场营销水平,确保智能交通发展提供政府、政策方面的帮助。
3提高智能交通市场对接机制的有效性
在城市智能交通不断扩大和创新的今天,要对传统的经验理念和传统管理方式进行变革,要看到智能交通形式多样,变化具有不确定性的特点,在智能交通车组编成,智能交通管控方式上进行创新,将目光放到智能交通发展的长期目标,通过技术与理念的变革适应市场,实现智能交通对市场机制的有效对接,依靠科技力量扩展智能交通的市场基础,引领智能交通市场发展的道路,进而将创新融入到智能交通的体系中,弥补智能交通存在的缺憾和漏洞,将智能交通产品扩大,形成系列,更好地适应市场要求。在智能交通对接市场和企业的同时,应该在智能交通核心领域,特别是智能交通技术上必须取得重要突破,获得技术创新的主动权和自主产权,为智能交通市场的扩展提供支撑,以自我产品和核心技术的把握,做到先市场一步,以丰富的智能交通产品,宽广的智能交通市场适应性,实现对智能交通整个领域的覆盖和扩张。智能交通营销中要把握无人驾驶智能交通市场、高科技智能交通列车组、快速智能交通技术的突破,为对接智能交通市场提供技术、框架和资源的前提,响应智能交通市场的基本要求,以技术创新获得市场扩张,以市场营销扩大资源基础,为智能交通的发展,解决智能交通的难题,提供技术平台和市场前提,尽快赶上智能交通发展的部分,适应智能交通市场的动态,满足智能交通的需求,在良性营销、市场对接的前提下,推进智能交通的模块化、高效化,提升智能交通的系统竞争力和科技含量,为城市和社会提供更为广泛而安全的智能交通服务产品。
4重点发挥智能交通的市场应变能力
智能交通具有根据社会需要、市场需要和交通要求进行重构与创新的能力,而市场营销就是将市场和公众的需要整合在智能交通的实施和细节之中。智能交通可以告别传统检修方式,通过引入计算机、智能和网络技术实现交通检修的高效率和高质量,这样不但可以缩短智能交通的检修与维修的时间,而且可以提高智能交通的实际运行效率,进而提升智能交通应对社会要求、交通压力的能力,能够有效应对市场和交通变化的实际,为智能交通开阔市场提供了技术、体系和设备上的可能,不但提高了智能交通的市场适应性,而且也会大大延长智能交通的寿命,社会可以在智能交通开拓出覆盖更广、影响更大的价值链条,进而做到对市场营销的进一步支持。在智能交通营销的过程中要突出对新技术市场的开发与挖掘,特别在智能交通编组,智能交通定制方面,应该与市场需求共舞,通过灵活编组、扩展交通运量、个性制定、制式调整的形式,适应市场需求,应对市场变化,以品质高、品种齐、功能多的智能交通形式顺应市场的变化和特点。智能交通要结合自然和社会环境的变化,以市场开发为导向,积极采取调整和创新策略,以主动的方式驱动智能交通的市场化,将新技术和新产品迅速转化为智能交通的市场产品,做到对智能交通市场开发的支持,将研发、扩展、创新的过程融合在市场变化的适应过程之中,为智能交通的跨越式发展提供市场基础。
5创新智能交通的市场营销模式
当前智能交通面临着高速发展的机遇,同时市场对智能交通也提出了安全、质量、效益等深层次目标。智能交通的市场营销必须将市场占有、运行安全、运行成本作为核心问题,搭建智能交通的新框架,推出智能交通营销的新模式,在确保智能交通安全的同时,丰富智能交通的产品,控制智能交通的成品,迎接智能交通市场的挑战。在市场经济中智能交通的投资主体正在增多,市场营销的任务之一是将智能交通更好地呈现在社会和公众面前,这样才能引入民间资本和先进技术,扩大智能交通的规模,提高智能交通的质量。在智能交通市场营销中,企业应该转变传统思维方式,通过智能交通的市场展现,使社会明确智能交通的发展潜力,同时构建智能交通的营销平台,积极和有意与智能交通投资的地方政府、金融机构、民营业者、社会大众取得良好沟通,通过Bot、Tod、EPC等现代化融资与筹措方式,扩大智能交通与社会和经济的合作,加速智能交通的发展,实现智能交通与社会、智能交通与地方政府、智能交通与其他单位共赢的发展目标。
6结语
智能交通在城市化进程中,在交通装备业跨越式发展的过程中其趋势已经逐渐明显,智能交通领域要看到竞争激烈带来的压力,也要看到智能交通发展带来的机遇,只要智能交通能够遵循交通发展规律,尊重市场发展导向,制定出科学的营销策略,就能够在赢得智能交通客户的同时,获得跨越式发展的机遇和动力。
参考文献:
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