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智能交通系統

時間:2023-05-29 18:00:20

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能交通系統,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞:智能交通系統;信息技術;交通管理

1 前言

隨著時代的飛速發展,經濟發展和人民生活對交通服務能力的要求也隨之提高。我國的地理情況復雜,人口數量大,人口流動性大,交通狀況日益嚴峻,呈現出道路里程少、路網不完善、車輛出行量大以及自行車交通量大的特點。而且我國的交通基礎還很薄弱,所以我們應該在大力發展交通基礎設施建設的同時去完善配套智能交通系統的建設,從根本上提高我國交通系統的服務能力,在交通設施建設的同時,提高交通設施的利用率。我們要求用合理的交通系統來緩解交通的供需矛盾,大力發展智能交通系統,而其中的信息采集系統顯得尤為重要。

2 ITS中的信息采集系統分類

信息采集系統是智能交通系統的一個重要的基礎組成部分,是智能交通必不可少的子系統,道路設計、交通管理與控制、交通規劃、ITS實施、交通流理論等方面的研究都要以信息采集系統為基礎。做好這些基礎的理論研究,在整個交通路網全面的信息調查的基礎上,結合信息采集系統獲得數據分析研究,得出交通情況的具體問題,綜合提出對現有問題的有效處理方案,從而制定合理的交通流理論模型和預測模型。交通信息采集的基本要求是采集信息的實時性和準確性,只有滿足這兩個要求,才能為交通控制管理和交通流的誘導等提供基礎保障。

2.1. 按照使用情況分類

交通信息采集的方式按照使用情況的不同分為固定數據采集和臨時數據采集。兩種采集方式各有優缺點,通過兩種采集方式的結合來實現整個系統的信息采集過程。

2.2 按照實施主體分類

交通信息采集按照采集實施主體的不同分為人工采集和自動采集。早期的交通系統都是采用人工采集,這種采集方式耗費的人工勞動力大,系統采集的信息精度不夠。現代自動的采集方式主要利用了磁性檢測器、光學檢測器、基于航空攝像的檢測技術和基于浮動車的交通信息動態采集方式。

2.3 按照車輛與系統的交互分類

按照車輛與采集系統是否有信息交互,可以將采集系統分為獨立式采集系統和協作式采集系統。

獨立式采集系統中,被檢測測量不會向采集系統主動發送或接受信息,采集系統也沒有向被測車輛發送信息,采集有系統單方實現,被測車輛和采集系統之間只有信息的單向流動,沒有信息交互。

協作式采集系統中,車輛上安裝了車載終端,與采集系統中的相應設備進行信息交換。相對于獨立式采集系統,協作式采集系統采集種類豐富、方便靈活,實現了車輛個性化的信息采集,同時車輛也可主動從采集系統中獲取相關信息,實現了信息的交互。但因協作式采集系統需要被測車輛安裝車載終端,在我國還沒有廣泛應用。

3 ITS中的信息采集系統的發展概況

3.1 獨立式采集

獨立式采集技術較為成熟,已廣泛運用在交通系統中,主要有磁頻采集技術、波頻采集技術和視頻采集技術。這些檢測技術各有優勢和不足,磁頻采集中的線圈檢測器廣泛用于普通道路中,有技術成熟、技術精準的優點。波頻檢測安裝方便,可以直接檢測速度,也可同時檢測多條車道,主要用于高速公路中;視頻檢測可提供更為豐富的交通信息,安裝方便,但技術相對不夠穩定。

(1)磁頻采集技術

磁頻檢測技術主要包括感應線圈檢測和地磁檢測,其中感應線圈檢測現已大量投入使用。

感應線圈檢測器檢測屬于固定型采集技術,基于電磁感應原理。其中環形線圈原理的交通檢測器是目前世界上使用最廣泛的信息采集設備,車輛通過埋設在地下的線圈是會引起磁場變化從而檢測車的流量、占用率、車輛速度等等,他的優點就是技術相對成熟,便于掌握且成本較低的優點。但是線圈在安裝工程中要埋入車道,這本身會給維護和交通帶來不便,埋置會讓路面軟化,使路面受損,冬季線圈易受凍,易被腐蝕,會大大降低檢測精度,甚至失去檢測功效。

地磁檢測是通過測量車輛通過時地磁場的變化來分析得出交通車流信息,應用相對較少。

(2)波頻采集技術

波頻采集技術中最常用的是微波檢測和紅外線檢測。

微波檢測器原理是雷達線性調頻技術,通過不斷向路面發射微波,當車輛通過待測區時波束會被反射回檢測器,收集車輛反射回來的微波信號實現交通信息的采集。

紅外線檢測器主動式采集與被動式采集兩類采集技術。主動式采集于微波檢測器相似,是通過向檢測區域發射低能紅外線,通過檢測反射而回的紅外線信號實現信息采集。被動式紅外線檢測器不對通過待測區發送波束,是通過被動接受車輛以及周圍環境發射的紅外線,進行數據分析得到交通參數。這類數據收集技術簡單,便于操作,但是數據收集面窄,針對性強。現在還提出了結合壓力傳感器和紅外線檢測的檢測方法,可綜合檢測車輪數、車軸數、車輛形狀、車頭高等車輛具體信息的采集。

(3)視頻采集技術

視頻采集技術在智能交通系統被廣泛采用,主要包括運動車輛提取和陰影檢測等。視頻采集的主體是攝像機,還包括基于微處理器的計算機及其相關配套軟件組成,是一種將視頻圖像與模式識別結合并運用于交通領域的采集技術。視頻設備將采集到的連續模擬圖像轉換成離散型數字圖像,經過軟件分析可以得到大量交通參數。在處理過程中,通過幀間差分法、背景差分法、光流法將車輛圖像檢測出并從背景中提取出來。另外還要去除由于光線問題產生的陰影,獲得準確的車輛信息,例如:交通流量、車速、車頭視距、占有率等等。并總的來講,視頻采集技術優點明顯,可提供大量交通管理信息,提供可視圖像,但缺點是會因為光學原因造成阻擋,陰影,反射等視覺誤差,造成錯誤判斷。

3.2 協作式采集

協作式采集技術主要有三類:基于GPS定位的采集技術、基于RFID的采集技術和基于蜂窩網絡的采集技術。

(1)基于GPSD定位的信息采集

此技術要再車輛上安裝GPS接收模塊,接收衛星信號,監測站課通過接受衛星信號得到車輛反饋信息,如車輛所處位置、時刻、車速等,實現具體車輛的定位跟蹤。

(2)基于RFID的信息采集

RFID(Radio Frequency Identification)技術是非接觸式自動識別技術,利用了無線射頻原理。車輛上安裝了儲存了車輛信息的射頻標簽,通過相應設備讀取射頻標簽中的信息實現車輛識別。

(3)基于蜂窩網絡的信息采集

基于蜂窩網絡的信息采集類似于移動網絡運營商通過手機信號知道用戶的位置,要用到移動通信的蜂窩網絡。運用中常結合GPS定位,在GPS定位信號不好時使用,提高了信息采集系統的可靠性。

隨著科技的迅猛發展,各種高新信息技術手段被的運用到ITS的信息采集系統中,如3G技術、計算機技術、GIS技術、傳感器技術等,交通信息的采集經歷了從單一到多元、從人工到智能的徹底轉變。下面我們就幾種常用的交通信息采集技術進行比較分析。交通信息采集技術種類繁多,功能各異,我們只有揚長避短,物盡其用才能夠得到最全面。客觀的交通信息,正確形成決策,處理交通問題。

4 結語

我國的交通狀況不同于歐美發達國家,我國人口稠密,經濟結構獨特,交通基礎設施薄弱,交通狀況堪憂,而且我國智能交通系統也不同于外國是在交通設施已經完善的情況下發展起來的,我國采用的是邊發展邊配套邊改善的方式,所以在ITS以后的建設中我們不但要借鑒發達國家的ITS建設經驗,也要按照我國交通的現狀來配套建設,革新ITS系統,實現ITS信息采集技術的多元化和高精度,進一步提高我國的交通服務能力。

參考文獻

[1]楊曉光,王一如,彭國雄.高速公路交通事故預防與緊急救援系統.公路交通科技.1998(4).

[2]楊佩昆,楊曉光.跨世紀的智能交通系統及其高新技術和理論[C].第八屆土木工程學會論文集.北京清華大學出版社,1998(3): 366-372.

[3]楊兆升.城市交通流誘導系統[M]. 北京 :中國鐵道出版社,2004.

第2篇

【關鍵詞】鐵路智能運輸系統,運輸效率,服務質量

【中圖分類號】U29-39

【文獻標識碼】A

【文章編號】1672-5158(2012)12-0021-02

1 概述

在當今開放的市場中,由于其它交通工具的競爭,使封閉的、以內導向性組織為主體,以專業經理各管一段為主要特征的鐵路企業面臨著巨大挑戰。其出路在于抓緊利用現代信息技術的平臺,筑建智能化的鐵路運輸管理系統,以自動化、信息化,網絡化為基礎,打破專業經理分工過細的管理模式,實現相關系統整合,以運輸產品為導向,以智能運輸管理技術為手段,實現與市場的對接。

20世紀70年代以來,面對社會和經濟發展對鐵路運輸不斷增長的“高速、高密度”的需求,鐵路運輸系統經歷了從以人工為主的、機械化的、電子化的、信息化的進而向智能化方向發展的歷程。世界發達鐵路國家鐵路運輸的信息化過程已經完成,并在現代信息技術的支撐下改造內部組織模式,基本上完成了市場商業化運行的改革,大大提高了運輸產品的生產效率。與此同時,基礎智能化的進程正以更快的速度和更高的效率進行。通過實現智能化使傳統鐵路運輸向鐵路智能運輸系統轉化已成為各發達國家使鐵路傳統產業升級,保持和提高鐵路運輸業在21世紀競爭力的核心戰略之一。

我國鐵路目前正在經歷著有史以來最深刻的變革,適應市場需要提供更多更好的運輸產品,改造鐵路管理模式,提升傳統技術水平,目前和未來相當長的時期內,鐵路運輸技術要實現跨躍式發展所面臨的挑戰也是極其嚴峻的過去分散的、按業務劃分的無法共享信息與資源的各業務系統已無法適應這些新的挑戰。通過信息化建設實現智能化已成為我國鐵路運輸系統發展的歷史必然。

2 RITS定義、特征及關鍵技術

鐵路智能運輸系統的核心特征就是系統的智能性,所謂智能是指能有效地獲取、處理、再生和利用信息,從而在任意給定的環境下達到預定目標的能力。

2.1 RITS的特征

RITS應是一個安全、高效、低碳、和諧,按需求驅動的自主化系統。作為一個集成了多因素的復雜系統,RITS的特點主要體現在以下4個方面:

(1)互聯互通、信息共享:RITS功能的集成必然要求系統中子系統及子系統各部分問實現有機的互聯互通,以保證順暢高速的通信和及時高度的信息共享。

(2)智能處理:RITS應實現行車控制、綜合調度、資源管理、營運管理等的智能處理,以形成一個高度智能化自主化的鐵路生產經營體系。

(3)協同工作:RITS應使固定設施、移動設施和維修設施有機地協調成一個整體,實現各子系統的協同工作,以提高運輸效率和加強安全保障。

(4)按需配置:基于系統信息共享機制,RITS應完成系統內外的實時需求分析,并按需動態配置各種資源,以達到高效、低碳、按需驅動的目的。

2.2 RITS關鍵技術

為達到可測、可控、可視、可響應的目標,物聯網(傳感網)、大容量通信、互操作、云計算、知識推理和網絡安全等是RITS中必不可少的六大關鍵技術。這六大關鍵技術分別服務于RITS的不同層次。

鐵路智能化的發展在有線和無線網絡的安全方面提出了更高要求。有線網絡安全主要研究防火墻、密碼、數字水印、入侵檢測和病毒檢測等技術。無線網絡安全的研究集中在安全路由、安全聚合、密鑰管理、身份認證和異構無線網絡安全等方向。在RITS中,這些技術可分別應用于數據獲取、網絡通信和應用管理。物聯網(傳感網)技術的研究內容主要涉及射頻識別(RFID)、傳感器網絡與檢測技術等。一般將RFID技術用于列車、乘客、車站、固定設備等的靜態信息采集,而傳感器網絡技術則用于列車運行狀態、軌道狀態、鐵路防災系統等動態信息采集。專有大容量信息網絡可簡單分為車載、車地和地面蝌。國內外車載設備網絡連接研究和應用主要集中在基于TCN相關網絡上。在車地問大容量無線傳輸方面,國內外對WLAN、GSM-R、WiMax、WiFi網絡等進行了應用研究和實地測試。地面數據匯接傳輸應用較多的主要是MSTP網絡和基于IP的數據網絡。云計算是一種共享的網絡交付信息服務模式。在RITS中,云計算可以提供動態、靈活的基礎設施相關服務,可以實現鐵路資源和應用的虛擬化,進而實現RITS不同子系統間的數據與應用共享。互操作是實現不同系統共享信息、協凋工作的核心技術,是解決分布式、異構系統集成應用的有效方法。目前歐美等國和我國其他交通相關領域也進行了初步研究。在RITS中,互操作技術主要用于滿足資源管理、運輸組織調度、安全監測與控制、客貨服務、綜合運輸等多個模塊問大量信息交互的需求。知識推理包含了推理系統、知識發現、數據挖掘等內容,其核心是復雜動態環境下的建模、基于本體論的知識表達和基于智能Agent的動態協作等方面。在RITS中,知識推理技術的應用主要集中在基礎設施運用維護、綜合安全監控、運輸組織優化、智能化旅客信息服務等方面。

3 中國RITS構想

我國鐵路目前所處的發展階段和面臨的客觀環境,實際是既要高速度,又要高密度;既要重載,又要客貨混跑。這種復雜的技術組成和運輸產品結構,更需要智能化的運輸管理技術作為支撐。在今后一段時期內,中國鐵路智能運輸系統的建設和發展應在追蹤和采用現代智能技術的同時,結合國內已有的基礎,在統一的體系框架下,重點整合信息化建設的資源和優勢。與此同時,集中力量進行關鍵技術的攻關和示范應用,力爭實現技術上的跨越。我國鐵路RITS建設的優先領域和研發重點可以確定為:

(1)中國鐵路RITS發展的總體規劃和體系框架研究

通過規劃研究,將確定我國鐵路RITS分階段的發展目標、發展重點、實施步驟與對策措施等重要內容,形成RITS發展的宏觀和整體藍圖。規劃的研究和制定從總體上要體現前瞻性與現實可操作性相結合、需求與可能性相結合等原則,能夠為政府部門決策提供支持。作為整個RITS發展的基礎和出發點,國家RITS體系結構框架的研究將是近期工作的一個重點,其目的是要結合我國鐵路運輸系統的實際特點,為具有中國特色的RITS的發展提供規劃、設計、實施、標準和管理的依據和指導。

(2)建設好國家鐵路智能運輸系統工程技術中心,研究開發RITS重大關鍵技術

在國家RITS體系框架的指導下,除了進一步完善與整合已有的以TMIS、DMIS等為代表的信息化建設的成果外,根據我國RITS的特點和技術要求,以國家鐵路智能運輸系統工程技術中心為依托,對一批重大關鍵技術組織進行研究開發和技術攻關,在國家鐵路試驗中心,建設一個高水平的鐵路智能運輸工程技術示范基地。近期尤其是要在例如鐵路移動體與固定設施一體化安全檢測網絡系統、國家鐵路運輸安全保障體系及相關核心技術等關鍵技術的研發中取得突破。

(3)組織實施中國鐵路

RITS的示范應用在目前情況下,由于受資金、技術等多種因素的制約,我國RITS可行的發展模式應是研究與開發并舉,試驗與推廣并舉,以點帶線,以線帶面,爭取在統一的體系框架下,采用分階段漸進集成的方式加以推進。其中,系統集成的概念和技術具有十分重要的作用,無論是RITS的研究開發,還是系統設計與實施,漸進集成都將是我國RITS發展過程中必須始終堅持的一項基本原則。作為推動全路RITS建設的重要舉措,近期可以考慮在示范基地的基礎上選擇基礎設施條件較好的地區或線路組織實施RITS的區域或線路運行示范。首批示范項目的確定可以考慮選擇對提高運輸效率,保障運輸安全或改進服務質量等具有直接影響的核心業務子系統進行,如能夠明顯提高鐵路貨運質量和市場競爭力的智能物流系統的開發及應用等,在單項示范的基礎上,不斷配套完善,最終形成綜合性的RITS的完整體系。

第3篇

關鍵字:智能交通;交通系統;優勢

Abstract: With the continuous development of the city, as the municipal engineering of traffic engineering in the rapid development in recent years, the intelligent transportation system. This paper will mainly discuss the intelligent transportation system the meaning and advantages of new system.

Key words: intelligent transportation; transportation system; advantage

中圖分類號:F512.3文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

引言:近年來,城市交通的問題很是嚴峻,不斷出現擁擠的混亂現象,給人們的出行帶來了很大的不便。對于現代交通來說,對國民經濟的發展起著一定的推動作用,發展智能交通系統對于改善環境的質量有很大的幫助。鐵路、公路、航線目前大多數都是進行各自分頭管理,對于國民經濟的發展,以及社會的可持續發展都是很大的弊端,因此聯合起來進行綜合管理可以避免大量資金的浪費,對與建設節約型的社會也有很大的影響。隨著城市的不斷發展,作為市政工程之一的交通工程也在飛速地發展,近年來出現了智能交通系統。本文將主要探討一下智能交通系統這一新型系統含義以及優點等。

一、綜觀全球的城市交通問題

經研究調查顯示,目前,全世界機動車的擁有量為9億輛,其中美國有2億輛,中國有6500萬輛(1/4是汽車)。自改革開放以來,中國機動車的年增長率是22%(而國際上同期機動車的增長率為3.5%);與此同時,中國公路的增長率僅為2.5%,現在有127.83萬 km(高速公路8000多km),形成了車輛快增長、道路慢增長。而且,我們修了這么多的路,增加了這么多的車,都是引向城市的;我國交通事故1998年死亡7.8萬人,占全世界交通死亡人數的1/6,死亡率可稱世界第一。要知道,美國有2億輛機動車,1998年交通事故死亡人數不足4萬人。因此很有必要在這里講述一下智能交通系統。

二、智能交通系統的相關概念

智能交通系統( Intelligent Transportion System,簡稱ITS)是將計算機技術、圖形圖像處理技術、數據通信技術、先進的衛星定位導航技術、傳感器技術、信息技術、電子控制技術等高新技術有效地運用于交通的運輸服務、控制管理和車輛制造,從而使車輛靠自身的智能在道路上安全、自由地行駛。

公路靠自身的智能將交通流調整至最佳狀態,駕駛員靠系統的智能對道路交通情況了如指掌,交通和運輸管理人員靠系統的智能對道路上的車輛行駛和交通狀況一清二楚。使人、車、路密切地結合,極大地提高交通運輸效率,保障交通安全,改善環境質量。

智能交通系統的功能如下:一是可以對車輛的安全車距與車速自動保持其控制功能,對于道路中的障礙物能提供自動識別、自動報警、自動轉向的功能,對于車輛的駕駛者有一定的幫助;二是可以向交通出行者提供必要的信息,例如欲行道路的交通條件、交通狀況和交通服務等信息;三是對交通運輸業的作用,輕松掌握運輸路線的信息;為道路管理部門提供交通流的實時信息,以及不停車的自動收費功能;為交通管理部門提供對道路交通流進行實時疏導、控制,和對突發事件應急反應功能。

三、如何建立交通智能系統

1、首先要打好ITS發展基礎,尤其是其基礎理論的研究工作

由于智能交通系統的發展還不夠完善,仍處于基礎發展的階段。因此應該加強國與國之間的交流,向ITS系統完善的國家交流心得,并結合中國自身的特點,更加深入地進行基礎理論的研究,以期在最短的時間內達到或接近先進水平,更好地迎接未來的挑戰。

2、建立ITS協調組織機構

目前中國的交通還存在很多的問題,鐵路、公路、民航等仍在實行條塊分割管理,有的甚至出現了鐵路等獨自的ITS系統,從長遠的角度看,這不利于中國交通業的發展,也是經濟的巨大浪費。因此要建立ITS協調組織結構,對于建立的智能交通系統綜合管理都有很好的促進作用。并在此基礎上加強政府的宏觀調控,制定相關的規范和整體的發展規劃,以減少局部利益的沖突和資金的浪費。

3、注重人才的培養

隨著技術經濟的發展,交通行業各領域也發生了翻天覆地的變化,因此對人員的要求也越來越高。相應地需要各層次的專業型人才,以加強ITS的管理,定期派遣拔尖人才去國外進行交流,把國外先進的技術帶到國內,加強國與國之間的交流合作,走出去、請進來,將最新的ITS技術溶入交通運輸專業的教學內容和科研之中,以高素質的ITS人才去迎接新世紀的挑戰。

四、建立城市交通智能系統的必要性

在上述一中提到了目前中國乃至整個世界面臨的嚴峻的城市交通的問題,在我國更是尤其可利用的空間較少,交通不通擁擠的現象更是時有發生。交通擁擠和事故帶來了經濟的巨大損失;加之城市土地資源和資金有限,不能單靠傳統修建道路的方法解決交通問題,因此要建立正確的智能交通系統圖管理城市的交通網,而不能靠傳統的方法進行。在此背景下,智能交通系統將發揮它獨特的作用,因此建立智能交通系統非常必要,大力解放勞動力資源,使他們能發揮更大的作用,提高工作效率,降低事故發生率。

發展智能交通系統可以為社會帶來很大的效益,發展了智能交通系統可以使交通出行素需要的能源大幅度減少,從而可以改善環境降低環境的污染;可以促進交通管理水平的提高和交通法制的建設;進一步促進交通領域的技術水平,逐漸達到發達國家的管理水平;建立智能交通系統可以給社會帶來巨大的經濟效益,避免了分散管理上資金的大量浪費。在一定程度上改善了產業的結構,為以后智能管理都做了巨大的貢獻。

結語:綜上,主要講解了一下城市智能交通系統的相關概念,以及他對于改善城市交通所帶來的巨大作用。筆者結合多年的工作經驗進行了系統且簡要的概述,希望給同行以借鑒。城市的交通對于人們的生命安全息息相關,只有建立比較完善的微循環系統,才能均衡交通流量、緩解擁堵。相關的工作人員應該掌握先進的技術,為城市交通的改善做出貢獻。

參考文獻:

[1]楊佩昆、張樹升,《交通管理與控制》(第二版),人民交通出版社,2003

[2]荊便順,《道路交通控制工程》,人民交通出版社,1995

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[4][日]社團法人交通工學研究會編,《智能交通系統》,人民交通出版社, 2000

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[6]楊兆升,《智能運輸系統概論》,人民交通出版社,2003

[7]黃衛等,《智能運輸系統(ITS)概論》,人民交通出版社, 2000

[8]楊冰等,《智能運輸系統》,中國鐵道出版社,2000

第4篇

持續高增長的領軍者

在成立之初,易華錄以自主研發的集成指揮平臺系統軟件ATMS為核心競爭能力及業務切入點,專注于以承接智能交通管理系統工程的方式為用戶提供專業化、個性化的智能交通管理整體解決方案,成為目前國內最主要的智能交通管理系統提供商之一。易華錄自主研發的集成指揮平臺系統(ATMS)是國內唯一得到大規模市場應用并完全符合公安部規范的集成指揮平臺系統,目前已在全國42個城市的52個省、市、縣級單位應用,市場占有率位居行業第一。

同時,公司在智能交通管理各個子領域均有相關的基礎應用系統產品,主要包括:交通電視監視系統、交通流信息采集系統、交通違法行為監測系統、交通設施管理系統、公路車輛智能監測記錄系統、交通信號控制系統、交通信息系統等。

2008年-2010年,易華錄營業收入逐年增長,年復合增長率為36.60%,顯示出公司良好的成長性。2008年-2010年,公司綜合毛利率分別為24.79%、28.77%、33.96%,呈上升趨勢。

分享行業高景氣盛宴

隨著城市化進程的發展和汽車保有量的增加,我國城市交通管理智能化的步伐將進一步加快,由此帶來的市場份額巨大。根據國家未來的發展規劃,城市道路智能交通系統的建設方面將繼續加大力度發展。保守估計,2010年-2012年,我國智能交通管理系統總投資將會較為穩定的增長,年平均增長率為22%,2012年投資額預計將達到60.46億元;同時,考慮智能交通管理的其他項目及部分中小城市的信息化建設投入,未來10年內智能交通管理系統的市場規模約在450億左右。

目前智能交通管理系統市場還處于起步階段,集中度低,行業存在整合預期,易華錄有望成為集成指揮平臺系統建設的最大受益者。一方面通過提高公司軟件平臺的滲透率,進入更多城市交管系統;另一方面,目前公司市場份額僅為5%,未來可以通過收購兼并其它企業的方式,來提高市場份額,進一步提升空間較大。

研發能力領先品牌優勢突出

作為國內最早進入智能交通管理領域的企業之一,易華錄在業內具有明顯的市場競爭優勢。根據中國智能交通技術(ITS)應用委員會出具的行業研究報告,易華錄在智能交通管理系統領域內,被評估為綜合競爭力排名第一,軟件研發和應用能力排名第一。

經過多年的研發投入,易華錄目前已經積累了129項軟件著作權,主要軟件產品在成熟度、標準化、規范化等方面均領先于國內其他企業開發的同類軟件。依托在全國的廣泛布局,易華錄采用“根據地式”營銷策略,業務范圍已經遍及全國,收入地域分布較為均衡。目前公司的智能交通管理系統產品已在全國121個城市大規模應用,業務遍及國內26個省、自治區、直轄市。

據了解,易華錄今年一季度新增中標及簽署合同近1.4億元,加上2010 年底尚未確認收入的工程項目合同近0.95億元,2011年取得快速增長的確定性較高。

打造成智能交通管理領域的Windows

第5篇

關鍵詞:智能交通;運輸系統;發展;狀況;對策

交通問題是世界各國面臨的共同問題。交通擁擠造成了巨大的時間浪費,加大了環境污染。我國大多數城市的平均行車速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于車輛速度過慢,尾氣排放增加,使得城市的空氣質量進一步惡化。交通問題也造成了巨大的經濟損失。為了緩解經濟發展帶來的交通運輸發面的壓力,盡量的利用現有的資源,使其發揮最大的作用,各國都加大了對智能交通系統的研究和建設的力度。

交通運輸是國民經濟的基礎產業,對于經濟發展和社會進步具有極其重要的作用。公路交通運輸以其機動性好、可以實現“門到門”直達運輸以及運送速度快的特點,成為我國城市和城間中短途客貨運輸的主要方式。加快交通基礎設施建設,綜合運用檢測、通信、計算機、控制、GPS和GIS等現代高新技術,提高交通基礎設施和運輸裝備的利用效率、減少交通公害對加速發展我國公路交通運輸事業具有十分重要的意義。這是公路智能交通運輸工程需要解決的關鍵問題。

一、智能交通技術在我國的發展現狀

中國是一個發展中國家,交通運輸基礎設施短缺,需要加快建設,另一方面也存在交通設施利用率低、管理技術落后、交通安全形式嚴峻等問題。鑒于我國道路在未來20年內仍然處于建設期(根據“五縱七橫”公路主骨架的布局框架,建設12條約35000公里以高等級公路組成的國道主干線),而這一期間正是智能交通技術在全世界進入全面實施階段,中國也需要根據中國公路運輸的實際需求探討在中國公路運輸網中應用智能交通技術來提高運輸效率、保障安全和保護環境的可能性。2000年,國家交通部、建設部,公安部聯合全國各大科研院所和多家高校制定了符合我國國情的《國家ITS體系框架》規定我國ITS發展主要集中在不停車收費、出行者信息服務、城市交通管理、公共交通系統、智能公路系統等9個方面。

我國ITS研究可以追朔于80年代的公路收費系統研制,那時國家科技攻關項目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等級公路上把計算機技術、通信技術和電子技術用于監控和管理系統;進入90年代,我國開始關注國際上ITS的發展。1995年,交通部ITS工程研究中心進行了GPS(衛星定位系統)與導駕系統研究、基于GPS的路政車輛管理系統等一系列項目研究,交通部還與各省廳開展了“網絡環境下不停車收費系統”的聯合攻關。1999年。由交通部、科技部、建設部等十多個相關部門組成了國家智能交通系統工程技術研究中心,將ITS。未來交通建設和發展的優先領域予以重點支持。由于世界各國把不停車收費系統作為ITS領域最先投入應用的系統開發,以此來擴大道路建設資金來源,緩解收費站交通堵塞,減少環境污染,所以我國也把聯網收費、不停車收費系統的開發和應用列為國家ITS領域首先啟動的項目。

從1998年初開始,交通部就組織開展了“網絡環境下的不停車收費系統研究”,并在4個省市進行了示范工程。1999年1月1日,廣州市“一卡通”不停車收費系統投入運行,到目前已開通不停車收費車道40余條。同時,圍繞交通監控、汽車智能導航等系統,以及一大批科研成果及技術產品得到實際應用,對提高社會和公交出租車輛通行效率,改善城市整體交通狀況都起到了極大的推動作用。

ITS建設投入已經達到40億50億元,據了解,預計到2010年,“五縱七橫”國道主干網將基本建成,網絡將貫穿全國主要大中城市,到2015年國道主干線和公路主樞紐系統將全面建成,構筑起以高速公路為主體的公路運輸主骨架。在這個完善的道路網絡里,絕大部分已建和所有新建的高速公路都預埋了比較充裕的管道,部分管孔已鋪設了光纖,它將是承載智能交通業務的良好基礎設施。僅以基礎設施建設為例,我國將建設3.5萬公里的高等級公路,在高等級公路的建設中。有相當一部分需要建設通信、監控和收費系統,目前這一部分投資一般占總投資的4%~5%。1999年,我國公路建設投資達2000億元以上,如果其中的1000億元用于高等級公路建設,那么通信、監控和收費系統方面的投資將達到40億50億元,這僅僅是當前通信、監控和收費系統ITS應用的初級水平。如果考慮到城市基礎設施的建設以及今后ITS應用水平的提高等諸多因素,我國的ITS市場規模將以百億元、甚至千億元計算。隨著經濟的快速發展,ITS的研發和應用將會越來越新、越來越快,為我國的高新技術產業、眾多商家提供了一個巨大的商機和市場,我國即將掀起ITS產業建設的熱潮,智能交通將給我們的生活帶來極大的變化。

二、發展中國智能運輸系統的對策

中國經過改革開放20多年來的建設,交通運輸的發展取得了有目共睹的成就。全社會各種運輸方式完成的客運量和旅客周轉量、貨運量和貨物周轉量有了較大幅度的提高,交通運輸技術裝備得到明顯的改善,使得中國交通運輸已從“限制型”向“適應型”過渡,已從滿足“量”的需要向滿足“質”的需要過渡,已經從“賣方市場”向“買方市場”過渡,并且公路運輸發展成為交通運輸的主力軍。但與發達國家相比,仍存在著一些差距。和發達國家相比,雖然中國目前經濟發展水平尚有較大差距,但改革開放的政策使我們的發展速度較快,發達國家今天遇到的問題,我們已經或者今后必將會深刻地感受到,為使交通運輸業適應21世紀的要求,我們應采取積極的對策,根據國情發展中國的智能運輸系統。

1、打好ITS發展基礎,特別是應加強ITS基礎理論的研究工作

目前,國際上ITS理論仍不完善,還處于發展時期,我們應積極加強與ITS開展較先進國家的交流,在國際ITS現有發展水平上結合中國特點,深入細致地進行理論研究,盡快接近或達到世界水平,以迎接21世紀ITS發展的挑戰。否則將成為別國的追隨者,成為他們不成熟技術的推廣試驗場。

2、建立ITS協調組織機構

中國交通運輸體制目前仍是條塊分割狀況,鐵路、公路、民航、公安,建設等部門分頭管理,現已出現了各自發展自身ITS的勢頭,這將造成中國資源上的巨大浪費。為此應盡快成立一個由國家統一領導的,有關部門、學者、企業和研究部門參與的“ITS中國”組織,類似于美國的ITSAmerica,日本的VERTIS及歐洲的ERTICO組織,來統一制訂中國ITS發展戰略、目標、原則和標準,特別是制定有關ITS的技術規范和整體發展規劃,實現ITS技術和產品的通用性,兼容性和互換性,加強政府的宏觀調控,以減少局部利益的沖突和有限資金的浪費。

3、注重人才的培養

隨著ITS的進一步發展,21世紀交通運輸將會發生重大變化,而與之相應的是對不同層次的專業人才需求情況與以往大不相同,為此應加強國內高校及科研單位交通運輸領域與國外ITS的交流合作,派出人員學習培訓,走出去、請進來,將最新的ITS技術溶入交通運輸專業的教學內容和科研之中,以高素質的ITS人才去迎接新世紀的挑戰。

第6篇

    交通仿真是智能交通領域的重要分支,它是利用最先進的計算機技術,通過仿真模擬的方法來分析交通問題,輔助交通管理人員做決策。傳統上,數學推導、科學實驗是進行科學研究、解決科學問題的主要方法。對于交通問題來說,由于參與交通的人很多,影響交通出行的因素也很多,人們很難、甚至無法對交通問題建立精確的數學模型。同時,由于安全、法規,以及開銷方面的原因,進行現場交通實驗通常也是不可行的。而交通仿真恰恰能夠有效地解決上述兩個方面的困難。

    然而,傳統的交通仿真由于設計理念上的原因,并不能從根本上有效地解決交通問題。這是因為,交通系統是一個龐大的復雜系統,必須用對付復雜系統的方法來處理,也就是要用綜合的方法,而不是還原分解的方法來處理。

    城市交通系統是一個典型的復雜系統:

    1)城市交通系統是由經濟、環境、人口等因素綜合作用的結果,必須全面綜合地考慮城市交通和這些系統之間的關系。例如,不能為例城市交通問題的解決,而導致城市生態惡化,危害人居環境;不能為了城市交通的暢通,阻礙城市社會經濟活動的健康發展。我們必須在已有工作的基礎上,突破傳統思維,探索研究此類復雜系統的新途徑,而基于人工系統的研究方法正是這種有效途徑之一。

    2)城市交通問題不存在“一勞永逸”的解決方案。城市交通系統涉及人與社會的動態變化,本身也在不斷變化和發展之中,不可避免地需要一個不斷深化地認識過程,這類系統實際上不存在精確完備的整體解析模型。因此,無法“一勞永逸”地解決城市交通問題,我們需要基于“不斷探索和改善”的原則,研究建立有效可行的計算實驗方法體系,為不斷地完善城市交通系統的綜合可持續發展方案提供科學依據。

    3)城市交通問題不存在一般意義下的最優解,更不存在唯一的最優解。首先,基于解析模型的最優解與假設條件直接相關,具有條件敏感性,但對于城市交通這樣的問題,假設條件與實際情況往往存在很大差別。其次,解決這些問題一般不存在單一的優化指標,而多層次多目標優化往往導致多個甚至無數個解決方案,就連采用近似模型的多目標優化也是如此。再者,對于這類復雜系統,有時甚至連確定一個量化的綜合優化指標也有困難,特別是由于復雜系統長期行為的不可預測性,試圖求解其某一最優化解決方案本身就是不可行的。因此,我們應當接受有效解決方案的概念,而且還要接受一般情況下存在多個有效解決方案的事實。在這種情況下,我們應該利用平行系統方法,追求具有動態適應能力的有效解決方案。

    基于以上分析,中國科學研自動化所王飛躍研究員提出了人工交通系統的概念。其基本思想是利用人工社會的理論與方法,把交通仿真推向更高的層次、獲得更廣的視野。它利用基于的建模、面向對象的編程和并行分布式計算等方法和技術,“生長”和“培育”交通系統,即“人工交通系統”。

    利用人工交通系統解決問題的思路跟改革開放摸著石頭過河差不多,不斷探索和改善,使過程、方法更科學化、系統化、綜合化,不斷改善探索建立城市交通、物流、生態綜合發展的理論和方法體系。

    人工交通系統有三個核心組成部分:

    一是根據人工社會的原理思想,建立一個來源于現實交通系統又超越現實交通系統的虛擬交通世界;

    二是計算實驗方法,即在上述的虛擬交通世界里進行可重復的實驗,不但可以復原已有的交通擁堵、事故的成因,而且能夠預先運行解決方案,從而選擇最優的擁堵解決方法和突發事件的緊急預案;

    三是平行管理運行,虛擬交通系統與實際交通系統相結合,直接采集現實交通數據,進行超前運算,以判斷可能發生的交通事件,提前采取預防措施,為交通的高效暢通提供保障。

    人工交通系統具有以下特點:

    1)在宏觀認識上,人工交通系統不是單純的討論交通自身的問題。相反,人工交通系統將交通看作社會整體的一個子系統,與經濟、人口、環境、氣候等子系統具有平等的地位,并將各個子系統之間的相互銜接、相互聯系、相互作用和相互影響作為研究的重點之一。

    2)在仿真方法上,人工交通系統屬于微觀仿真的范疇,但是不局限于研究局部的交通問題。人工交通系統面向大區域的仿真研究,采用復雜性科學中“涌現”的原理,在底層建立單個交通出行元素的模型,通過大交通區域內單個模型之間的相互作用,“涌現”出宏觀的交通現象。

    3)在實現手段上,人工交通系統不能在單一、孤立的計算機上進行仿真,要使人工交通系統具備真實交通系統的分散性和社會性,必須采用先進的分布式計算方法,如網格和P2P等,在互聯網上建立結構化、分散化的虛擬交通路網系統,并且通過終端界面將網絡中的真實人吸引到人工交通系統的運行中來,以使每一個模型具有逼近現實的社會屬性。

    4)在仿真目的上,人工交通系統不是一味的追求逼近現實交通環境和狀態。除此之外,人工交通系統可以通過調整參數、添加隨機事件等方法產生現實交通系統可能但尚未發生的交通現象,用以制定突發事故的緊急預案、交通控制方案的預評估以及交通參與人員的培訓等等。

第7篇

1智能交通系統的發展現狀

智能交通系統又稱ITS,交通系統包含道路車輛運營、服務控制等領域,我們在這些領域中將綜合運用計算機技術、數據通信通信技術、傳感器等技術,從而使車輛、道路管理人員和使用者之間的緊密聯系在一起,建立起一種更加高效、準確的運輸系統。智能交通系統最先起源于美國,自1994年起全世界通稱為ITS。20世紀80年代起,中國開始從治理城市交通秩序入手,運用高科技手段來發展交通運輸。之后,一些高校和研究機構開始進行城市交通誘導系統的研究和嘗試,開始了解國際上的智能運輸系統發展狀況,交通部也將智能運輸系統的研究納入了公路、水運科技發展“九五”計劃和2010發展綱要。在“十二五”期間,高速鐵路安全運行、移動通信理論以及運行環境感知與綜合檢測也被國家自然科學基金委員會列為信息科學部的重點研究項目。ITS將會成為中國高新技術產業的巨大市場之一,建設ITS對于中國實現高新技術的產業化,促進經濟實現快速發展具有重要意義。

2無線通信技術

無線通信技術是近些年來發展最快和應用最廣泛的一種通信技術,利用這種技術可以將移動中的車輛與指揮調度控制中心緊密地連接在一起,保證相互不間斷地信息聯絡。無線通信技術涵蓋很多方面,如:藍牙、ZigBee、蜂窩移動通信等無線通信技術。這些技術相互結合漸漸應用于智能交通系統領域,這些技術的融合可以實現交通管理中對緊急事件的處理和緊急車輛的管理,對于出行車輛可以提供道路導航服務,對于運營管理中心的車輛可以進行有效監控、合理調度。本文主要介紹了ZigBee技術、蜂窩移動通訊技術,并簡要分析了它們在ITS中的應用領域以求跟大家共同探討。

3ZigBee技術

ZigBee是一種雙向無線通信技術,特具有近距離、低功耗、低成本、低復雜度、低速率的特點,它主要用于距離較短、功耗較低并且傳輸速率低的各種電子設備之間進行數據傳輸,此外也可以用作間歇性數據、周期性數據和低反應時間數據傳輸的應用。近年來,ZigBee技術被廣泛應用于工業控制、家庭網絡、汽車自動化、消費電子、醫用設備控制等多個領域。在智能交通領域,ZigBee技術主要是傳遞信息的通用傳感器。特別是在公共交通領域,ZigBee技術與移動通信技術相結合,可以更好的進行公交車的運行位置檢測和車輛調度。利用ZigBee技術的特點,結合數字移動通信技術,建立無線網絡,將采集到的信息發送給監測平臺,從而解決公交車到站、離站的時間監測和自動報站問題。具體實施方案是,首先在各個站臺安裝“站臺監控器”,然后在公交車內安裝具有ZigBee功能的“無線識別器”。站臺監控器里必須包含具有ZigBee功能的網絡協調器和GSM/GPRS模塊。一方面,該模塊可以接收車內無線識別器發來的信號,通過檢測該車的唯一“標識號”,識別到來的車輛,并將該車的到達時間、車牌號等信息通過GSM/GPRS傳送到控制中心;另一方面,向公交車發送站臺標識號,公交車可以根據收到的標識號進行自動報站。之后,站臺監控器應該不斷的檢測該車發送的信號的強度,如果信號強度小于某一臨界值時,即可認定該車已駛離此站,并向監控中心發出相關信息。這樣,監控中心就能準確掌握每一輛公交車的運行情況。

4GPRS移動通信技術

移動通信技術是目前無線通信技術中更新速度最快的技術之一,目前國內應用比較廣泛的移動通信系統是GSM,GSM雖然可以滿足ITS對語音通信的需求,但是在數據通信方面GSM則表現得比較弱,無法滿足需求。GPRS、CDMA、LTE等技術近年來發展迅速,漸漸取代了GSM,成為逐漸發展成熟的新的移動通信技術。下面主要介紹一下GPRS在智能交通系統中的應用研究。通用分組無線業務簡稱為GPRS,它打破了GSM只能提供電路交換的工作方式,只需增加相應的功能實體,對已有的基站進行部分改造即可,這種改造的投入成本不高,但得到的用戶數據速率卻相當可觀,其傳輸速率最高可達9.6kb/s。在智能交通系統中除了需要傳輸交通流量狀態信息外,還需要傳輸數據量較大的報文或圖片,利用GPRS業務,可以采用端對端、組播或廣播等多種傳輸方式。進行信息傳遞。從調度中心發出的交通信息可以通過組播或廣播方式傳輸給行駛中的車輛,以便提供路徑導航信息,由于這類信息在一分鐘內需要重復多次播放,因此駕駛員偶爾收不到也不會引起很大的問題。但是,信息從車輛駕駛員傳遞給調度中心就要采用單播方式,它為調度中心提供正在行駛中的車輛信息,所以每次播放的內容都非常重要,不能丟失,但由于它的傳輸速率很低,不會造成網絡堵塞。由此可見,GPRS提供的數據業務有了很大的改進,不僅增加了業務種類,而且連網快、功能強、降低了成本。此外,它還具有連接計算機的標準接口,可以根據不同國家和地區的頻率資源分配來定制使用頻率。由于無線終端的體積很小,可以與手提計算機相連,提高了使用上的靈活性,擴大了市場份額,降低了成本。

5結語

本文介紹了智能交通系統中無線通信技術的應用情況,通過對上述無線通信技術的分析可以發現,無線通信技術對于ITS的實現至關重要,并隨著通信技術的發展,它在ITS中的作用與地位也將日益提高。

作者:張靜 單位:淄博職業學院信息工程系

第8篇

【關鍵詞】計算機技術 智能交通系統 運用

1 概述

伴隨著世界經濟水平的迅速提升以及人們生活水平的不斷改善,汽車已經成為現代化社會的顯著體現。汽車的使用變得越來越廣泛,汽車的數量也呈現出爆發式增長的情況,然而也致使交通環境情況變得更加糟糕,交通事故發現率也在不斷增加,城市也將難以承受巨大的交通壓力,這一系列情況對人們的日常工作和生活帶來了一定的干擾。并且城市內部人口愈加集中,可用于交通建設的土地變得很少,故通過擴建道路來解決交通擁擠等問題是不可行的,這時智能交通系統理念開始被人們所提出,并針對其展開了一系列探究。

2 智能交通系統的概念及組成

2.1 智能交通系統的概念

智能交通系統是人們為了更好地理日益嚴重的交通問題而提出來的。其是通過運用最新的計算機技術和數據來進行交通管控,并在管理過程中綜合探析行人與路和車之間的因素,從而得出比較合理的交通管制效果,進而建立起來的交通管理系統。該系統應用的范圍比較廣闊,且具有著非常良好的作用,同時運行效率不低。

2.2 智能交通系統的組成結構

智能交通系統是以過去的交通工程為基礎而興起的新型交通系統。其組成部分有智能交通管理系統、智能信息系統、智能公共交通系統、車輛管理系統、電子收費系統和應急管理系統。智能信息系統是智能交通系統中最重要的組成部分,其有助于各相關部分之間達成信息共享的目標。而智能交通管理系統則是智能交通系統制定相關決策的體系,其不僅能夠在一定程度上確保用戶的安全,還有助于改善交通擁堵的情況。

3 計算機技術在智能交通系統中的應用

3.1 基于計算機技術的車輛導航

現如今,由于城市道路越來越復雜,且經常會有所變動,致使駕駛員無法很好地把握住道路的實際情況,因此常常會不知道目的地的實際路線。車輛導航的運用正好可以解決這種尷尬的情況,其能夠指引駕駛員行進的方向。車輛導航是計算機技術在智能交通系統中比較常見的運用,在導航過程中,計算機技術的運用主要表現為對道路上交通情況的識別和對道路上障礙物的檢測這兩個方面。這兩種計算機技術能夠幫助駕駛員知曉道路邊界的情況,并能夠獲得該車輛與前方車輛之間的距離,以確保安全車距滿足相關要求。同時,車輛導航對于信息數據的傳遞有著非常高的要求,道路上的實時數據也是在不斷變化著的,這不可避免會運用到計算機技術中的數據傳遞功能,因為駕駛員只有在不斷獲得最新消息的情況下才能做出最準確的判斷。

3.2 基于計算機技術的交通監控

交通監控主要是在對交通中行駛車輛、車輛跟蹤和闖紅燈等方面的應用。其實際操作流程主要是通過運用射頻器材來得到道路交通情況的圖像,然后再運用計算機技術來對這些圖像進行處理,從而獲得交通車輛以及車輛跟蹤的實際情況,通過這些材料即可達到監控的目的,其不僅有助于交通事故的判定,還可以供相關工作人員用于疏通路況。

3.2.1 車輛監控

計算機中的圖像處理系統能夠針對運用的物體來展開有效的監控活動。在智能交通系統中,工作人員可以通過圖像分差法來監控車輛,其監控形式分為靜態和動態這兩種類型。該監控的主要流程是運用計算機來察看車輛的視頻圖像序列,并分析目標車輛是否處在運動狀態。這種檢測方式比較容易操作,其所需要運算的數據不多,且具有著非常良好的成效,故圖像差分法在交通監控系統中被人們所普遍使用。圖像差分法通常有兩種:一是當前幀與背景幀之間的差;二是相鄰幀之間的差。

3.2.2 事故檢測

許多交通事故都是由交通擁堵所引起的,所以對交通事故進行預警以及發現是很有必要的。智能交通系統能夠獲得事故發生處的視頻圖像,并可以運用各種設備來得出車輛的運行速度和運行情況,有助于分析事故發生的真正原因,這樣也可以方便相關人員以最快的速度來處理交通事故。

3.3 基于計算機技術的交通管理

交通管理中計算機技術主要用在收費系統和車輛牌照識別等方面。RFID信息技術系統在交通收費系統中運用范圍比較廣,其通過運用閱讀器以及其他相關設備來識別車輛,在進行信息收集、處理之后則能夠被用來進行道路狀況信息的公布以及收費。而ETC(不停車電子收費系統)是射頻識別技術(RFID)在智能交通系統普遍運用的一種信息技術。如果有車輛駛過ETC入口,那么閱讀器將會對該車輛進行識別并將所獲得的數據傳到對應的控制器中,ETC系統就是運用這種原理來進行收費的,即通過閱讀器來獲取車輛通過兩個入口時的相關數據,然后運用計算機來加以處理,得出相應的通行費用。如果信息無誤的話,系統將會進行自動收費及放行。

4 結束語

由于城市內部車輛數量不斷增多,而城市內部可用土地變得越來越少,這致使城市的道路交通情況持續惡化。為了處理各種交通所引起的問題,智能交通系統被人們所提出并加以運用,已經取得了一定的成效。而計算機技術是該系統中的一項非常重要的技術,其能夠幫助交通系統來完善各項工作,具有著非常好的功效,且應用前景極為可觀,故人們應注重計算機技術在智能交通系統中的應用。

參考文獻

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作者簡介

沈小軍(1984-),男。在職攻讀蘇州大學計算機科學與技術學院軟件工程專業碩士學位。

第9篇

關鍵詞:智能交通系統;交通運輸體系;綜合信息平臺

1引言

天津濱海新區位于天津市東部臨海地區,包括塘沽區、漢沽區、大港區三個行政區和天津經濟技術開發區、天津港保稅區、天津港,以及東麗區、津南區的部分區域。規劃面積2270平方公里,海岸線153公里,常住人口145萬。

濱海新區確立的對外交通的發展目標是:"依托海、空兩港,充分利用歐亞大陸橋頭堡的優勢,積極建設北方國際航運中心和國際物流中心,努力構筑與周邊及'三北'地區緊密聯系的綜合交通體系,成為聯系南北方、溝通東西部的綜合交通樞紐。"目前,濱海新區隨著城市建設的快速發展,已經初步形成了以海港為龍頭,以空港為依托,公路、鐵路、管道為骨架的綜合交通運輸體系。

2濱海新區發展智能交通系統的必要性

2.1 智能交通系統的概念

智能交通系統(ITS)是指把人、車、路等所有與交通有關的一切都視為一個整體,通過采用計算機、通信、人工智能、傳感器等領域的先進技術,使交通參與者可以隨時通過GPS/GIS、廣播、信息板等手段了解目前的交通狀況,而交通管理部門則可通過道路上的車輛傳感器、視頻攝像機等設備隨時了解各個路段的交通情況,并隨時對各路口的交通信號進行調整以及對外界進行信息,使整個交通系統的通行能力達到最大的智能化的系統。

智能交通系統可以有效地利用現有交通設施,徹底改變目前被動式的交通局面, 減少交通負荷和環境污染、保證交通安全、提高運輸效率、促進社會經濟發展、提高人民生活質量。目前,智能交通系統建設因其能夠推動社會信息化及形成新產業而受到世界各國的重視,已成為21世紀交通運輸體系的發展方向。

2.2 濱海新區智能交通系統建設的必要性

目前,公路運輸仍是濱海新區交通運輸體系的主體,空運、鐵路、管道運輸只占總運量的10%-20%,因此,解決好道路交通問題是當前面臨的首要問題。

道路交通擁阻會造成巨大的時間和經濟損失。在我國的部分大城市,由于交通擁阻造成平均行車速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;濱海新區雖相對較好,但隨著近十年來經濟的迅猛發展,機動車擁有量以每年10%-15%以上的速度增長,而道路面積年均增長率只有3%左右。當前核心區域內部分路段出現交通擁堵現象的頻率也在急劇增加,交通狀況呈迅速惡化趨勢。據統計2006年中,僅天津港及周邊集疏港通道就發生交通阻塞1075起,造成的直接經濟損失高達3000萬元以上,由此引發的間接損失更是難以計數。

道路擁堵也加大了環境污染。由于車輛行駛速度慢,尾氣排放增加,使得城市的空氣質量進一步惡化。

當前,造成濱海新區交通擁阻的原因歸結起來有以下幾點:

路網結構仍不完善。由于濱海新區是"多中心、組團式"的城市布局結構,受地理條件的影響,濱海新區的核心區被京山鐵路和海河,分別從東西向和南北向分割,造成道路網的東西不暢、南北不通,致使港口物流運輸能力低,重要交通節點的流量過度集中。

新區交通的特點依然是混行交通。港城交通混行、客貨交通混行、機非交通混行。疏港交通由中心城區穿行,一方面無法滿足港口年吞吐量持續增長的需要,另一方面也造成了城市交通環境的惡化,機非交通混行極大地降低了通行效率。

公共交通分擔率低。公交路網布局零亂,中心城區線路、市郊線路、外圍長途線路相互重疊、分工不清,缺乏換乘樞紐的有效銜接。

道路交通設施尚不完善。近十年來,道路交通設施雖然有了較大改觀,但跟不上機動車的增長速度,特別是現代化的交通管理設施缺乏,交通管理水平不高。雖然濱海新區界內的開發區、塘沽區、漢沽區、大港區以及天津港等地區已先后建立了自己的交通監控中心,但大多只是實現了監視功能,而遠沒有發揮控制功能的效果,更沒有形成一個新區統一的系統,無法實現宏觀的整體協調管控。

集疏港貨運車輛的車輛狀況差、技術性能低及違法超載已成為制約新區交通的重要因素。以塘沽地區的集疏港通道為例,貨運車輛平均日故障次數達300次以上,給城市交通帶來了巨大壓力。 轉貼于

由此可見,要確保濱海新區交通發展目標的實現,必須要有一個與之相適應的現代化的綜合交通運輸體系作為基礎保障。因此,在加強道路基礎設施建設的同時,大力推進智能交通系統建設是濱海新區大發展的必由之路。

3推進濱海新區智能交通系統建設的策略

3.1濱海新區智能交通系統發展的戰略定位

根據新區目前所處的經濟發展階段,智能交通系統將作為重要的技術手段和信息化社會的切入點,改善濱海新區交通運輸行業的服務質量,提高運營效率和管理水平,成為濱海新區綜合交通運輸體系建設、城鄉交通一體化的支撐,促進濱海新區智能型大交通體系的形成。

3.2建立整個濱海新區的ITS協調組織機構 加強研究 統一規劃

濱海新區目前仍然是條塊分割的狀況,各行政區、功能區及各自所屬的行政部門分頭發展自身的ITS,這將造成資源上的巨大浪費。為此應盡快成立一個統一領導的,有關部門、學者、企業和研究部門共同參與的智能交通協調組織機構,加強基礎理論研究,統一制訂整個濱海新區的ITS發展規劃和規范標準,確保各分系統的兼容性,以便將來實現資源共享。加強政府的宏觀調控,減少局部利益的沖突和有限資金的浪費。

在總體規劃設計上應具有超前性,在綜合考慮濱海新區公路、鐵路、水運、航空、管道運輸需求預測情況的基礎上,統一規劃好今后10-20年,甚至更遠期的綜合交通運輸體系目標。同時,在城市道路、橋梁以及大型公共場所等重大建設項目中,應將智能交通建設作為項目的配套設施,同步設計、同步建設、同步竣工。

濱海新區應借鑒國內外智能交通系統建設的先進經驗,以濱海新區現有的智能交通管理設施為基礎,構建一個更高層次的、開放的、安全的智能交通運輸體系框架結構,統一信息平臺以應對各業務系統和部門對交通信息的不同需求,實現信息共享。變被動型、跟蹤型的發展模式為主動型、適應型的發展模式。

3.3濱海新區智能交通系統發展的階段目標

近期用3-5年的時間,充分利用現有條件,以天津經濟技術開發區和塘沽區為示范區,主要解決中心城區交通擁堵,有目的地改進交通控制中心系統,改善交通結構,減少交通需求,為ITS創造必要的技術條件和交通環境。完成ITS標準化的制定,建立綜合信息網絡平臺,相關部門完成本行業ITS發展規劃及信息化建設目標。加強宣傳,發動有關企業開展ITS開發。加強國際交流,了解國際ITS的動態,消化、吸收國內外先進技術,推廣應用ITS技術。

中期用5-8年的時間,完善現有系統,并推廣應用到整個濱海新區。在綜合信息網絡平臺下,實現人、車、路交通信息雙向交互。實現真正的交通監視、指揮、控制,達到減少堵塞時間、降低交通事故、出行便捷及保護環境的目的。

遠期用3-5年的時間,完善交通基礎設施,并達到世界發達國家水平。城市交通結構趨于合理,公交運量占較大比重;建立一個大范圍、全方位發揮作用的實時、準確、高效的智能化綜合交通運輸體系,實現各種交通方式的綜合運輸規劃、管理運營智能化,形成ITS新產業,以此推動信息化社會的進程,實現可持續發展的目標。

3.4解決好當前ITS建設中的關鍵問題

濱海新區的ITS建設首先遇到的就會是資金問題,應根據現有條件以個別見效快的ITS項目入手選擇恰當的切入點,。例如:大力提高公共交通服務水平,遏制非機動車和私家車的出行需求;充分發揮現有空運、鐵路、管道運輸方式的作用,分擔道路交通壓力;堅持以自主開發為主、引進為輔的原則,形成具有自主知識產權的智能交通技術和產品。

參考文獻

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[4]王成剛.交通運輸市場概論,1995.

第10篇

關鍵詞:無線傳感器網絡;智能交通系統;交通信息采集;智能公交系統

1無線傳感網促進智能交通的發展

智能交通系統(ITS)應用在城市交通中主要體現在微觀的交通信息采集、交通控制和誘導等方面,通過提高對交通信息的有效使用和管理來提高交通系統的效 率,主要是由信息采集輸入、策略控制、輸出執行、各子系統間數據傳輸與通信等子系統組成。信息采集子系統通過傳感器采集車輛和路面信息,策略控制子系統根 據設定的目標(如通行量最大、或平均候車時間最短等)運用計算方法(例如模糊控制、遺傳算法等)計算出最佳方案,并輸出控制信號給執行子系統(一般是交通 信號控制器),以引導和控制車輛的通行,達到預設的目標。

無線傳感器網絡是一種融合短程無線通訊技術、微電子傳感器、嵌入式系統的新技術,逐漸被用于智能交通系統等需要數據采集與檢測的相關領域。基于IEEE 802.15.4規范的ZigBee技術,具備以下良好特性:①功耗低,2節普通5號電池可支持一個節點工作6~24個月,②組網能力強,網絡最多可達個 節點,并支持樹狀、星狀、網狀等多種組網方式;③傳輸距離遠,兩節點室外傳輸距離可達幾百米,在增加發射功率后可達幾千米?④可靠性高,具備多級安全模 式,⑤成本低,開放的簡化ZigBee協議棧,工作在2.4GHz免執照的ISM頻段。

無線傳感器網絡具備優良特性,可以為智能交通系統的 信息采集提供一種有效手段,可以監測路口各個方向上的車輛,根據監測結果,改進簡化、改進信號控制算法,提高交通效率。無線傳感器網絡可以應用于執行子系 統中的控制子系統和引導子系統等方面。例如可以應用該技術改進信號控制器,實現智能公交系統的公交優先功能。

2用于ITS的無線傳感器網絡構建

在無線傳感器網絡結構中,安裝道路兩旁的匯聚節點組成一個自組織的多跳網狀Mesh基礎網絡構架,交通信息采集專用的傳感器終端節點與每個 臨近的匯聚節點組成星型網絡進行通訊,最終的數據將被匯聚到網關節點上。網關節點可以作為一個模塊安裝在交叉路口的交通信號控制器內,通過信號控制器的專 有網絡,將所采集到的數據發送到交管中心作進一步處理。

在無線傳感器網絡部署中,匯聚節點可以安裝在路邊立柱、橫杠等交通設施上,網關節點可以集成再交叉路口的交通信號控制器內,專用傳感器終端節點可以填埋在路面下或者安裝在路邊,道路上的運動車輛也可以安裝傳感器節點動態加入傳感器網絡。

3采用無線傳感器網絡進行交通信息采集

在交通信息采集中,終端節點可采用非接觸式地磁傳感器來定時收集和感知區域內車輛的速度、車距等信息。當車輛進入傳感器的監控范圍后,終端節點通過磁力 傳感器來采集車輛的行駛速度等重要信息,并將信息傳送給下一個定時醒來的節點。當下一個節點感應到該車輛時,結合車輛在兩個傳感器節點間的行駛時間估計,就可估算出車輛的平均速度。多個終端節點將各自采集并初步處理后的信息通過匯聚節點匯聚到網關節點,進行數據融合,獲得道路車流量與車輛行使速度等信息,從而為路通信號控制提供精確的輸入信息。通過給終端節點安裝溫濕度、光照度、氣體檢測等多種傳感器,還可以進行路面狀況、能見度、車輛尾氣污染等檢 測。

4網絡節點和網關節點的設計

4.1網絡節點軟件功能設計

在ITS無線傳感器網絡的設計中,網絡節點按照功能不同,需要分別進行設計。終端節點、匯聚節點和網關節點的軟件功能。終端節點安裝不同的傳 感器用于運動車輛信息采集和道路信息獲取等。其功能實現可按照精簡功能設備(RFD,ReducedFunction Device)標準來實現。終端節點與匯聚節點按照星型網絡組網,在固定時間點由睡眠狀態醒來與匯聚節點主動通訊。信息路由則交給父(匯聚)節點及網絡中 具有路由功能的協調器和路由器完成,降低了節點功耗和軟件實現復雜度。匯聚節點是終端節點軟件功能上的擴展,實現了擴展網絡及路由消息的功能,允許更多重 點節點接入網絡。可按照全功能設備(FFD,Full Function Device)標準進行設計。

網關節點是網絡中所需要的協調器,負責啟動網絡、配置網絡成員地址、維護網絡、維護節點的綁定關系表等,還負責將所采集的數據初步處理并交付交通信號控制器傳輸到上一級信息中心,需要較多存儲空間、計算及通訊能力。

4.2網絡節點硬件功能設計

現有較多的無線傳感網解決方案,包括各芯片產商推出的單片機外接射頻芯片和集成射頻、微處理器的單芯片等。在節點設計中較常采用的ZigBee射頻芯片 有Atmel的AT86RF230、TI的CC2420、Freescale的MCl319x和MCl320x、Microchip的MRF24J40 等。此外,芯片產商推出了單芯片解決方案

5 TI的CC2420芯片和ARM單片機設計方案

在設計無線傳感器網絡網關時,需要較強的數據處理能力,用以實現復雜路由協議以及信息處理等。通過提供多種I/O,能夠靈活的支持不同種類的傳感器。該處理器還支持一個MMX協處理器,提高多媒體處理能力,可以用于無線多 媒體傳感器網絡中的語音和圖像處理。Imote2使用TI的CC2420 ZigBee射頻芯片,支持2.4GHz、16通道250kb/s數據傳輸。發送功率一24~0dBm。有效通訊距離是30米,可以通過SMA接口外接天 線來增加傳輸距離。

6節點設計的其他方面考慮

在智能交通系統專用無線傳感器網絡節點設計時需要如下考慮:①節點低功耗設計。終端節 點都是電池(可用太陽能蓄電池)供電。②節點成本要低廉。在進行大規模交通信息采集等部署時,節點成本將是項目關鍵。③節點的數據處理及存儲能力。一些節 點需要進行高速信息采集并且運行識別算法,所以需要數據處理能力。還需要考慮在有限的空間之內存儲程序、數據、以及支持代碼在線更新等功能。④此外,根據 不同應用場合的需要,無線傳感器節點要具有不同的傳感器接口,能外接不同的傳感器。其中,能耗管理應該作為重點考慮。特別是采用32位ARM處理器外接射 頻芯片的解決方案,需要有效降低節點能耗,需要在系統級軟件上進一步改善能耗管理,例如優化TinyoS或嵌入式Linux電源管理功能。

綜上所述,無線傳感器網絡技術應用與研究得到更多關注。本文結合智能交通系統中的典型應用,討論了無線傳感器網絡的設計等問題。隨著技術發展與成熟,無線傳感器網 絡技術可以在智能交通系統中更多關鍵性場合得到應用,例如電子收費、交通安全與自動駕駛、停車管理、交通誘導系統等,更進一步推動智能交通系統的發展。

參考文獻:

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第11篇

關鍵詞:智能交通系統;電子穩像;半像素級搜索;TMS320DM642

中圖分類號:TP301文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2007)05-11390-02

1 引言

隨著現代社會的不斷發展,人們對交通服務提出越來越高的需求,特別是針對國內交通擁擠混亂的現狀。因此在智能交通系統中,計算機視覺和數字圖像處理技術已經扮演著越來越重要的角色,可以節省大量的人力,節約大量的時間。

區別于人的視覺,計算機視覺對圖像是否穩定更敏感。微小的圖像抖動都會對計算機視覺的判斷造成影響。當攝像頭放置在車內做監控時,道路的不平整會造成嚴重的攝像頭抖動;當攝像頭固定在道路兩邊做道路監控時,惡劣的天氣也會造成嚴重的攝像頭抖動。因此,對輸入圖像先用電子穩像技術[1]進行處理,在智能交通系統中是十分重要和必要的。

準確性和實時性是衡量智能交通系統的兩個重要指標。因此,電子穩像算法作為智能交通系統的重要組成部分,必須滿足較高的準確性和實時性。基于此,本文首先分析了幾種經典的電子穩像算法的性能,然后提出了基于半像素級搜索的快速算法,并與其他算法進行了性能比較,最后在基于TMS320DM642的嵌入式系統上實現了該算法。

2 基于整像素級搜索的經典穩像算法

電子穩像算法主要分為三個步驟(如圖1):特征塊和搜索范圍的確定、全局矢量搜索和圖像補償。其中,全局矢量搜索是整個電子穩像算法中最消耗時間的部分,也是最為關鍵的一步。目前研究的穩像算法,主要針對的就是全局矢量搜索算法。全局矢量搜索算法可以大致分為兩大類:整像素級搜索和半像素級搜索。首先介紹一下三種經典的基于整像素級搜索的穩像算法:全搜索法、三步搜索法、二維對數搜索法。

2.1 全搜索法

全搜索法是指在確定的搜索范圍內,對每個像素點都進行匹配準則函數評測,從中找出匹配效果最好的,因此能夠得到全局最優矢量。該方法的準確性很高,但是計算量太大。

圖1 算法框架

2.2 三步搜索法

三步搜索法是從全搜索法中衍生出來的一種快速的搜索方法。該算法的優點是簡單、適應性強且比較準確。三步搜索法的具體步驟如下:(1)指定一個初始長度作為步長,選定一個特征點作為中心點,找到以該點為中心彼此相距步長的八個點,對這九個點(包括中心點)進行匹配準則函數評測,找出其中匹配效果最好的;(2)把在上一步中找到的最佳匹配點作為中心點,且步長縮短一半;(3)重復以上兩步,直到步長縮短到小于一個像素為止。

2.3 二維對數搜索法

二維對數搜索法同樣是從全搜索法中衍生出來的一種快速搜索方法。與三步搜索法相比,它需要搜索的步數增多了,但是它的準確率更高,特別是當搜索范圍比較大的時候。二維對數搜索法的具體步驟如下:(1)指定一個初始步長,選定一個特征點作為初始中心點,找到與該點相距初始步長的四個點,對這五個點(包括中心點)進行匹配準則函數評測,找出其中匹配效果最好的;(2)如果上一步找到的最佳匹配點就是中心點,則步長縮短一半;如果上一步找到的最佳匹配點是其他四個點中的一個,那么把該最佳匹配點作為中心點,重復第1步的處理;(3)當步長變為一個像素時,找到以上一步中最佳匹配點為中心彼此相距一個像素的八個點,對這九個點(包括中心點)進行匹配準則函數評測,找出其中匹配效果最好的,那該點就是我們要找的最匹配點。

3 基于半像素級搜索的快速穩像算法

由于圖像像素點之間最好的匹配塊有可能不是整像素塊,而是存在于各個整像素之間的插值空間上。因此,為了提高搜索的準確性,有必要進行半像素搜索。所謂的半像素級搜索是指在整像素級搜索的基礎上,為了尋找更好的匹配而進一步在像素的插值空間上所進行的搜索。

3.1 半像素值的計算

如圖2,灰色點為整點像素位置,而深黑色點為半像素點位置。半像素值通過雙線性插值得到:

3.2 半像素級全搜索算法

如圖3,設D0為是待估計的特征塊在整像素級上的最佳匹配塊,假設此時的匹配函數計算值記為T0,然后沿D0周圍的8個像素點(D1-D8)依次作半像素搜索。這種搜索方法所使用的算法如下:

圖2 半像素值計算圖3 半像素級搜索模型

(1)新建一個數組data,用來存放插值形成的參考數據塊。當搜索到D2或D7時,即與D0在同一列上,則在列方向做均值插值形成參考數據塊data。當搜索到D4或D5時,即與D0在同一行上,則在行方向做均值插值形成參考數據塊data。當搜索到D1、D3、D6或D8時,即與D0既不在同在一列上又不在同一行,則在行方向和列方向同時做均值插值形成參考數據塊data。

(2)用匹配函數計算并記錄每次搜索的T值,設為T1-T8。比較T0-T8,其中的最小值者所對應的參考塊為最佳匹配塊。

3.3 快速的半像素級搜索算法

3.2節中所采用的半像素級搜索方法是一種完全搜索方法,因此相對而言計算量較大。假設在小范圍內搜索時,匹配函數計算值是單調的,這種單調性為減少搜索次數提供了可能。考慮到在搜索中對位于對角線“×”上的點(即D1、D3、D6和D8)的計算量要大于位于“+”上的點(即D2、D4、D5和D7)的計算量。根據這一點和上述假設,本文提出了以下3種快速半像素級搜索方法(針對如圖3所示的模型)。

方法1:只搜索“+”方向上的4個點(D2、D4、D5和D7),比較相應的T2、T4、T5、T7和T0,并以其中最小值所對應的塊為最佳匹配塊。該方法節省了對4個對角線“×”方向上點的搜索。

方法2:首先,搜索“+”方向上的4個點(D2、D4、D5和D7),比較相應的T2、T4、T5、T7,得到最小值所對應的點,假設這里的最小值是T2。然后比較與T2所在點位置既不在同一行又不在同一列的2個點的大小:D4和D5。假設D4小于D5,搜索D1比較T2,T1和T0,以其中值最小者所對應的塊為最佳匹配塊。如果D5小于D4搜索D3,比較T2,T3和T0,以其中值最小者所對應的塊為最佳匹配塊。該方法節省了對3個對角線“×”方向上點的搜索。

方法3:首先,與方法2相似,搜索“+”方向上的4個點(D2、D4、D5和D7),比較相應的T2、T4、T5、T7,得到其最小值所對應的點,假設這里的最小值是T2。然后比較D2與D2相鄰的2個對角線“×”方向上的點(D1和D3)以及D0所對應的值,并以其中值最小者所對應的塊為最佳匹配塊。該方法節省了對2個對角線“×”方向上點的搜索。

4 仿真結果

首先在PC機上,對以上算法仿真。選用一個100幀,大小為320×240的圖像序列,在P4 2.80GHz,內存為512MB的機器上運行仿真,從準確度和實時性兩方面來分析算法性能。

4.1 算法準確性分析

算法準確度是評價補償了攝像機的抖動量后獲得圖像的穩定程度。如果穩定后的相鄰兩幀圖像間的全局矢量完全補償了,那么這兩幀圖像上搜索范圍內相對應的每一個像素之間的差值應為零。但是,噪聲、算法估計誤差等原因會導致偏差。為了更準確的穩定圖像,提出用算法的準確度來評價算法。PSNR(peak signal-to-noise ratio)是評價準確度的品質因子,定義為:

其中MSE是兩幀圖像間搜索范圍內每個像素的偏差值。它反映了圖像序列變化的快慢和變化量的大小。PSNR越高,圖像穩定效果越好,當兩幅圖像完全相同時PSNR最大。

4.2 算法實時性分析

算法實時性主要是指算法處理圖像的快慢,一般以每秒鐘處理的幀數來衡量(fps)。算法速度與硬件指標密切相關。仿真結果如表1。

表1 各種算法的準確度和實時性比較

5 基于TMS320DM642的嵌入式實現

5.1 硬件框圖

圖4 硬件框圖

5.2 TMS320DM642

TMS320DM642[4]是TI公司推出的一款針對多媒體處理領域應用的DSP,是目前應用于數字圖像處理的主流產品。其主頻為600MHz,內含8個處理單元,可并行處理8條指令,并通過軟件流水解決了取指令和取數據的瓶頸,其處理能力最高能到達4800MIPS。因此能達到系統要求的高實時性。TMS320DM642帶有3個可配置的視頻口,內含FIFO。當攝像頭采集的圖像通過解碼芯片后,存儲到DM642視頻口中的FIFO內,然后當FIFO中存儲的數據達到一定閾值時,由TMS320DM642的EDMA負責FIFO與SDRAM之間數據的搬運,而無需占用CPU的資源。

5.3 實驗結果

根據在PC機上的仿真結果,選取準確性和實時性相對都比較高的基于半像素級的快速搜索方法2,在嵌入式系統中實現。實驗效果圖如圖5所示。從圖(d)中可以看出,經穩像算法后,圖像中只剩下零散的白色小斑塊,這些斑塊可以利用面積條件輕松去除,從而達到最終的穩定。

6 結束語

本文分析了不同的穩像算法的準確性和實時性,并在基于TMS320DM642的嵌入式系統中實現了一種準確性和實時性都比較高的基于半像素級的快速搜索方法。實驗結果表明,基于半像素級的快速搜索方法的準確性提高了,但實時性卻降低了。因此穩像算法的選擇需要根據算法的準確性和實時性進行權衡。

參考文獻:

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第12篇

[關鍵詞]實時交通信息 采集處理新方法 智能交通系統 應用

中圖分類號:491 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)02-0274-02

目前,隨著我國經濟實力的上升,以及人民生活水平的逐漸提高,我國的汽車保有量已經突破了4億,汽車在給人帶來便利的同時,也給城市交通帶來了壓力,我國的多數城市都出現了交通流量增加、道路擁擠的現象,這就要求交通管理部門加強對交通的管理力度,增加有效的管理方式。智能交通系統是目前一種比較實用的交通管理模式,它能減輕人工管理的壓力,提高管理的效率,而該系統的運行離不開實時交通信息的采集和處理。

一、 目前交通管理系統的不足以及智能交通系統新方法

原有的交通系統的組成離不開先進的信息采集、處理設備,例如環形感應線圈、雷達、紅外傳感器等,這些設備能夠準確的感應到交通信息,提高數據采集的精度,讓交通系統能夠進行準確的分析,但是,這些設備也存在一定的缺點,例如它們的維護成本較高、必須要人工進行維護、容易受到磨損、受氣候和光線的影響較大,因此,在多數城市,交通管理部門只是在比較關鍵的路段安裝這些設備,以減少設備運行的成本,這也使得交通信息無法實現全覆蓋,在某些路段存在真空的缺點,在一定程度上削弱了交通管理的能力。針對這一問題,解決的途徑就是使用智能交通系統無線定位方法,通過實時采集行駛在路網中一定數量交通信息采集單元的速度、位置和時間信息,充分運用先進的智能信息處理方法進行整個交通網絡交通狀況的分析和預測。實時交通信息的采集和處理是智能交通系統中的重要組成部分,它能提高系統的數據處理能力,增強系統運行的有效性。在世界的發達國家,這一技術已經在某些地方應用到交通管理過程中,并且取得了非常不錯的效果,它能有效的補充傳統交通信息采集方式的不足,在我國,無線定位技術已被成功的應用到其他領域,例如物流運輸、防盜報警等,因此,可以看到這項技術是具有實用性的,值得在智能交通系統中進行嘗試,因此,從理論上和實踐上對該項技術進行研究對城市智能交通系統的建設和完善具有非常重要的意義。

二、智能交通系統新方法的基本原理

智能交通系統新方法的構成主要包括以下幾個部分,分別是衛星定位與蜂窩無線網絡、交通信息采集單元、TDCS信息中心三個部分。智能交通系統可以在許多車輛上安裝衛星定位接收機和蜂窩移動通信設備,這些設備對出租車、公交車、集團車輛等協議車輛的幫助是非常大的,能夠將這些車輛作為交通信息檢測的單元,通過無線定位和地圖匹配技術,將實時交通信息準確的反映到智能交通管理系統中,實現對這些車輛的實時定位跟蹤,甚至能夠掌握這些車輛在路上的行駛狀態以及行駛的時間,然后再通過信息處理技術,將這些實時交通信息進行融合和分析,進而為有效進行城市交通誘導提供決策依據。智能交通系統新方法的具體環節包括以下三個部分,分別是:①無線定位技術,主要是應用衛星與蜂窩無線定位技術相結合,通過這個技術能夠將車輛與地圖匹配起來,對車輛的交通信息進行準確定位;②參數檢測技術,通過這項技術能夠獲得相關車輛的瞬時速度、位置、時間數據,在這些數據的基礎上,可以獲得相關路段的區間的平均速度、交通流量和旅行時間;③分析預測技術,在采集完數據之后,能夠將這些數據進行融合,在融合的基礎上預測道路是否發生交通事故,進而可以分析和預測下一時段路段的交通流量和旅行時間。智能交通系統新方法的基本原理結構圖如下圖所示:

智能交通系統新方法的優點非常多,這種實時交通信息采集處理的方法與“固定”檢測器采集處理的方法不同,它們之間的區別主要體現在這些方面,例如對多個路段交通狀況的全方位、同步、動態、實時檢測。這種方法與傳統的跟蹤監測方法相比,不會對駕駛者的駕駛行為做出特殊的要求,信息采集單位的具體信息可以與交通系統之間完成信息交互的工作。這種技術的優點主要包括以下幾個方面:一是可以利用現有的衛星定位和蜂窩網絡的設備基礎進行檢測,減少了昂貴監測設備的安裝過程,極大的降低了檢測的成本;二是可以進行全天候24小時的實時信息采集和處理;三是可以將信息與其他應用聯合起來,滿足多種功能的需求。

三、 智能交通系統新方法的關鍵技術

智能交通系統的新方法是一個具有現實意義的交通管理辦法,這項技術目前還不夠完善,在實施過程中遇到一定的障礙,影響了智能交通系統的作用的發揮,因此,解決這些關鍵問題是相關部門和科研單位應當重視的問題,其中的關鍵技術主要包括以下幾點:

1、個體信息與整個交通流信息之間的聯系

智能交通系統的組成離不開每一個個體交通的信息數據,只有個體交通信息數據足夠多、足夠準確,才能為智能交通系統提供足夠的信息參考,信息數據才會更有價值,個體交通信息的重要作用是不能忽視的,個體速度的計算公式如下圖所示。而且,還要處理好個體交通信息與整個交通流信息之間的關系,這也是目前世界上普遍存在的關鍵問題。個體的交通信息在傳到處理系統之后,需要進行快速有效的計算,但是,計算效率的高低卻無法得到保證,容易受采樣標準差、定位精度、通信效率、功能需求、道路交通特性等因素的影響,這樣使得信息處理的結果喪失了原有的價值,很難應用到交通管理中,因此,解決個體交通信息與整個交通流信息的關系是最應當解決的問題。個體車輛的平均速度計算如下:

2、精確定位

利用衛星和蜂窩組合進行車輛的定位是智能交通系統運行的基礎,如果定位不準確就會影響智能交通系統的運行,由GPS與蜂窩定位數據結合地圖匹配技術構成連續定位系統。一方面GPS作為蜂窩定位的標準可以極大的提高交通信息定位的精度,另一方面蜂窩定位信息可以有效的避免GPS發生故障時的定位問題,而且能夠提高定位的準確性。

3、數據處理及建模

數據的處理和建模是智能交通系統的核心環節,將不同的數據信息整合到一個平臺中,實現數據的互補性,提高數據的價值,讓智能交通系統實現管理的有效性。在個體交通信息中,有許多是沒有利用價值的,這些數據如果不進行過濾,就會影響數據處理的效率,甚至還會影響到其他信息的準確性,減少大量的“病態”數據和空缺數據是智能交通系統的重要內容,治理這些問題主要通過閾值法和交通流機理法、歷史均值法、時間序列法、車道比值法和自相關分析法等。單一路段交通流量、車流速度和旅行時間等參數的估計路段平均速度是最為重要的交通流參數之一,通過平均速度可以推算出交通流量、交通流密度等重要參量,進而提高數據的準確性和有效性。

總結

實時交通信息的采集和處理是保障智能交通系統正常運行的關鍵,智能交通系統能夠提高我國交通管理的效率,給人們的出行帶來便利,但是,目前的實時交通信息采集和處理方法并沒有發揮出重要的作用,主要原因就是其中的關鍵技術沒有得到解決,信息的準確性、信息處理的效率沒有達到規定的要求,因此,對關鍵問題進行分析和處理,解決定位不準、處理速度較低的問題,是實現智能交通系統的堅實的基礎。

參考文獻

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