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智能交通的体现样例十一篇

时间:2023-12-15 11:39:35

序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇智能交通的体现范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!

智能交通的体现

篇1

    案例:

    某职工与用人单位签订了为期5年的劳动合同。合同履行2年后,该职工提出解除劳动合同。用人单位不同意,提出:如果该职工要解除合同,就得如数交回单位为其缴纳的养老保险费。该职工不同意,发生劳动争议。

    专家评析:

    这起案例涉及的是职工提出解除劳动合同,企业可不可以要求他交回为其缴纳的养老保险费问题。《劳动法》第七十二条明确规定:“用人单位和劳动者必须依法参加社会保险,缴纳社会保险费。”即是说企业为职工缴纳养老保险费,是国家法律规定的,必须执行。这笔钱是职工退休后最基本的生活保障,也是劳动者依法得到的劳动报酬的一部分,即使职工单方提出解除劳动合同,单位也只能依法追究其违约责任而不能要求其退回为其缴纳的养老保险费。不过,如果单位建立了补充养老保险制度,职工单方提出解除劳动合同,用人单位为其缴纳的补充养老保险费是否退还,则应按照劳动合同中双方达成的协议来处理。

篇2

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)11-2634-03

1 前述

近年来,由于教育部加大了对于高校的公共基础教学设备资金的投入,很多学校直接把原来建的旧教学楼中的普通教室全部安装了多媒体教学设备,转变成了多媒体教室,这样一来使得多媒体教室数量急剧增加,再加上原来建的旧教学楼比较分散,使得学校改建成的多媒体教室分布即零又散。为了让教师更方便地使用多媒体教学设备教学,为了教学管理部门更好地管理教学资源和监督与评估教师教学情况,更好地为教学服务。因此,关于如何实现对多栋分散的教学楼中零散的多媒体教室实行集中智能化管理已经成为现代教育技术行业的一个热点问题。

2 现阶段多媒体教室管理存在的问题(以海南大学海甸校区为例)

海南大学海甸校区多媒体教室的快速发展也就是近五年的时间(从2009年-2013年),由原来的39间多媒体教室增加到了276间多媒体教室,几乎将过去所有的普通教室全部改装成了多媒体教室,这样一来使得多媒体教室数量急剧增加,再加上原来建的旧教学楼比较分散,而且同一栋楼中同一楼层分别设计了不同功能的教室,例如同一层楼有多媒体教室、普通教室、有画室、有办公室、有机房、有专业实训室等等,使得学校改建成的多媒体教室分布即零又散。并且现阶段对多媒体教室里的多媒体教室设备管理还停留在纯人工的管理模式,造成大量的人力、物力和财力上的浪费,并且工作的效率低。

1)涉及多个部门和科室共同管理,造成教学资源调配难和教室管理难的问题。

2)服务和需求多元化,造成不能遵照学校规定的时间使用多媒体教室的问题。

3)纯人工的管理模式管理多媒体设备,造成即耗时又耗力(人力、物力和财力)问题。

4)教室和教学设备使用情况无法监督,造成教学设备使用数据无法统计,且不利于督导教学管理。

5)设备出现故障,排除故障和响应时间太慢。

6)多媒体教学设备缺少安防管理。

3 多媒体教室管理现状与不足

1)采用基于控制主机-校园网-IP控制模块-集中控制器(YXNEET500IP)-多媒体教学设备(授控设备)-被控设备传感器数据采集-教学设备运行数据返回主控机数据库技术,实现多媒体教室和设备进行分布式网络化管理[1]。

2)由服务端(采用J2EE技术构建)与客户端(采用以Android系统智能手机为依据开),采用面向对象的分析、设计与实现方法,通过移动终端进行控制管理多媒体设备、查阅教室相关信息[2]。由此可见多媒体教室的管理也逐步向科学化、规范化、系统化和智能化的发展趋势。

3)中央控制系统(简称中控主机),由于中控主机是通过发控制编码的方式来实现对设备的控制,所以各种授控设备必需与中控主机存在物理上是连接。例如电脑远程开机,需要连接电脑Power开关,人为因素改动计算机线路,引发计算机供货商不再保修。

4)服务器控制端(总控端),只能用手工方式根据课程表远程开设备,过程过于繁琐、易出错且费时。

5)监督教室使用情况缺少视频反馈管理。

4 系统总体设计

4.1 系统整体结构图

首先,多媒体教室智能化管理系统通过校园网,定时访问教务智能排课系统并获取排课数据。其次,多媒体教室智能化管理系统借助校园网,通过智能多媒体中控将教务智能排课系中的排课数据存储到各个多媒体教室电子锁的存储器中。接着,读卡器根据排课信息,按照上课时间打开多媒体柜子锁头并触发中控联动控制机制(中控系统开、启动计算机、启动投影机、投影幕布放下);最后,多媒体教室智能化管理系统每隔30秒对客户端中控主机进行扫描返回设备运行状态并将数据存储于系统数据库中。

5.1 开发工具与技术

系统选用Delphi作为开发工具结合Microsoft Access数据库进行开发,Delphi是由Blrland公司推出的,它是一种Windows平台上的程序开发工具,使用的是Object Pascal语法,是一种面向对象的程序开发语言,并且它使用了大量VCL(可视化组件库),能更快地、高效地开发出基于Windows环境的各类程序,特别是在数据库和网络应用方面,优势更为突出;

UDP协议(User Datagram Protocol)它是一种不可靠的数据传输协议,它比较适用于高可靠低延时的局域网环境和应用于那些面向查询-应答的服务而服务需要交换信息比较小环境;UDP的主要优点传输速度快,缺点UDP数据包可能会出现丢失、重复和错序等现象,而且发送方的数据发送率可能会超过接收方的数据处理能力。由于UDP 是一个无连接协议,传输数据之前发起端和接收端不需要建立连接,当需要传送数据时就简单地将用程序数据,并尽可能快地把它扔到网络上,并且发送端使用UDP 传送数据的速度仅仅是受到应用程序生成数据速度、计算机能力和传输带宽的限制。

5.2 中控系统IP模块通讯协议

中控系统主机通过内置网络模块来接收指令,由中控主控芯片根据中控网络控制接口协议,完成指令对应的操作发送至终端设备,指令数据均是十六进制数,例如接到fe,01,14,52,1,68,ff指令,根据中控网络控制接口协议,fe表示起始码,01代表电脑(控制码总控电脑发过来的),14代表开关类模块,52表示执行开流程,1表示执行的端口(如继电器端口号),68代表校验码,用于判断指令是否有效,它的值等于(发送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作数据) mod 100即(01+14+52+01)mod 100=68;,ff表示数据传送完毕,该指令表示的意义为:通过总控室电脑远程控制中控系统开流程。

5.3.7 完成数据写入电控锁管理系统数据库,实现开锁触发中控联动。

多媒体教室智能化管理系统借助于中控主机硬件上的远程控制技术和IC卡网络管理系统,结合电子教室管理软件中的远程软件管理技术来实现智能化开启和监控教室设备,并运用教室安装的摄像头得到的监控视频图像,来观察和判断教室情况及设备运行状态,来实现多媒体教室的智能化管理。

6 结束语

系统的实现不但很好地解决了以上陈述的问题,而且还能在举办各种考试时,加强考场、考纪、考风的监督作用,特别是在分布式的人工管理模式转向智能化管理模式,使得多媒体教室的日常管理更规范化,管理部门组织体系更趋于完善,人员配备更为合理,职责定位更加明确,技术服务更到位,既提高了教学质量,又提升管理水平,更好地为教学与教学管理服务。

参考文献:

[1] 任柯.多媒体教室网络管理系统设计与实现[D].成都:电子科技大学,2010.

[2] 辛宪民.基于移动终端的高校多媒体教室管理秕设计与实现[D].上海:华东师范大学,2013.

[3] 肖景灵,黄锋.多媒体教室智能化管理系统在数字化校园中的应用[J].数字技术与应用,2012(2).

[4] 胡维治.基于校园教学网的多媒体教室管理系统的实现[J].中国教育技术,2009(6).

[5] 万华明.可管理开放式智能网络化多媒体教室教学系统的设计构建与实现[J].江西科学,2005(3).浅谈现代多媒体教室智能化管理系统的设计与实现

王镇江,杨厚群

(海南大学 信息科学与技术学院,海南 海口570028)

摘要:根据现代多媒体教室管理需求,借助校园网应用多媒体教室智能化管理系统,通过MC900智能多媒体控制系统将教务智能排课系中的排课数据存储到各多媒体教室电子锁的存储器中,读卡器根据存储器中的排课信息,按时开锁并触发中控联动控制机制,实现多媒体教室智能化管理。

关键词:多媒体教室;智能化管理

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)11-2634-03

1 前述

近年来,由于教育部加大了对于高校的公共基础教学设备资金的投入,很多学校直接把原来建的旧教学楼中的普通教室全部安装了多媒体教学设备,转变成了多媒体教室,这样一来使得多媒体教室数量急剧增加,再加上原来建的旧教学楼比较分散,使得学校改建成的多媒体教室分布即零又散。为了让教师更方便地使用多媒体教学设备教学,为了教学管理部门更好地管理教学资源和监督与评估教师教学情况,更好地为教学服务。因此,关于如何实现对多栋分散的教学楼中零散的多媒体教室实行集中智能化管理已经成为现代教育技术行业的一个热点问题。

2 现阶段多媒体教室管理存在的问题(以海南大学海甸校区为例)

海南大学海甸校区多媒体教室的快速发展也就是近五年的时间(从2009年-2013年),由原来的39间多媒体教室增加到了276间多媒体教室,几乎将过去所有的普通教室全部改装成了多媒体教室,这样一来使得多媒体教室数量急剧增加,再加上原来建的旧教学楼比较分散,而且同一栋楼中同一楼层分别设计了不同功能的教室,例如同一层楼有多媒体教室、普通教室、有画室、有办公室、有机房、有专业实训室等等,使得学校改建成的多媒体教室分布即零又散。并且现阶段对多媒体教室里的多媒体教室设备管理还停留在纯人工的管理模式,造成大量的人力、物力和财力上的浪费,并且工作的效率低。

1)涉及多个部门和科室共同管理,造成教学资源调配难和教室管理难的问题。

2)服务和需求多元化,造成不能遵照学校规定的时间使用多媒体教室的问题。

3)纯人工的管理模式管理多媒体设备,造成即耗时又耗力(人力、物力和财力)问题。

4)教室和教学设备使用情况无法监督,造成教学设备使用数据无法统计,且不利于督导教学管理。

5)设备出现故障,排除故障和响应时间太慢。

6)多媒体教学设备缺少安防管理。

3 多媒体教室管理现状与不足

1)采用基于控制主机-校园网-IP控制模块-集中控制器(YXNEET500IP)-多媒体教学设备(授控设备)-被控设备传感器数据采集-教学设备运行数据返回主控机数据库技术,实现多媒体教室和设备进行分布式网络化管理[1]。

2)由服务端(采用J2EE技术构建)与客户端(采用以Android系统智能手机为依据开),采用面向对象的分析、设计与实现方法,通过移动终端进行控制管理多媒体设备、查阅教室相关信息[2]。由此可见多媒体教室的管理也逐步向科学化、规范化、系统化和智能化的发展趋势。

3)中央控制系统(简称中控主机),由于中控主机是通过发控制编码的方式来实现对设备的控制,所以各种授控设备必需与中控主机存在物理上是连接。例如电脑远程开机,需要连接电脑Power开关,人为因素改动计算机线路,引发计算机供货商不再保修。

4)服务器控制端(总控端),只能用手工方式根据课程表远程开设备,过程过于繁琐、易出错且费时。

5)监督教室使用情况缺少视频反馈管理。

4 系统总体设计

4.1 系统整体结构图

图1 目标实现原理图

首先,多媒体教室智能化管理系统通过校园网,定时访问教务智能排课系统并获取排课数据。其次,多媒体教室智能化管理系统借助校园网,通过智能多媒体中控将教务智能排课系中的排课数据存储到各个多媒体教室电子锁的存储器中。接着,读卡器根据排课信息,按照上课时间打开多媒体柜子锁头并触发中控联动控制机制(中控系统开、启动计算机、启动投影机、投影幕布放下);最后,多媒体教室智能化管理系统每隔30秒对客户端中控主机进行扫描返回设备运行状态并将数据存储于系统数据库中。

4.2 系统目标图

图2 系统目标图

5 系统实现

5.1 开发工具与技术

系统选用Delphi作为开发工具结合Microsoft Access数据库进行开发,Delphi是由Blrland公司推出的,它是一种Windows平台上的程序开发工具,使用的是Object Pascal语法,是一种面向对象的程序开发语言,并且它使用了大量VCL(可视化组件库),能更快地、高效地开发出基于Windows环境的各类程序,特别是在数据库和网络应用方面,优势更为突出;

UDP协议(User Datagram Protocol)它是一种不可靠的数据传输协议,它比较适用于高可靠低延时的局域网环境和应用于那些面向查询-应答的服务而服务需要交换信息比较小环境;UDP的主要优点传输速度快,缺点UDP数据包可能会出现丢失、重复和错序等现象,而且发送方的数据发送率可能会超过接收方的数据处理能力。由于UDP 是一个无连接协议,传输数据之前发起端和接收端不需要建立连接,当需要传送数据时就简单地将用程序数据,并尽可能快地把它扔到网络上,并且发送端使用UDP 传送数据的速度仅仅是受到应用程序生成数据速度、计算机能力和传输带宽的限制。

5.2 中控系统IP模块通讯协议

通讯协议格式:“起始码+源器件地址+目的器件地址+操作指令+操作数据+校验码+结束码”;起始码:\xfe(254),表示一个新数据传送的开始; 源器件地址:1-15共15个;目的器件地址:16-255共240个; 操作指令:一般一个指令码;操作数据:指令码对应的一个或多个数据;校验码:(发送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作数据) mod 256;结束码:\xff(255),表示数据传送完毕;

单击系统中“中控开”按钮代码;

rocedure Tdemo.B1Click(Sender: TObject);

begin

CmdBuf[1] := $01 ;

CmdBuf[2] := $14 ;

CmdBuf[3] := $52 ;

CmdBuf[4] := $01 ;

SendUDPcmd(CmdBuf, 4); //发送fe,1,14,52,1,68,ff指令。

Sleep(100);

end;

中控系统主机通过内置网络模块来接收指令,由中控主控芯片根据中控网络控制接口协议,完成指令对应的操作发送至终端设备,指令数据均是十六进制数,例如接到fe,01,14,52,1,68,ff指令,根据中控网络控制接口协议,fe表示起始码,01代表电脑(控制码总控电脑发过来的),14代表开关类模块,52表示执行开流程,1表示执行的端口(如继电器端口号),68代表校验码,用于判断指令是否有效,它的值等于(发送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作数据) mod 100即(01+14+52+01)mod 100=68;,ff表示数据传送完毕,该指令表示的意义为:通过总控室电脑远程控制中控系统开流程。

5.3 接口软件自动下载排课数据

5.3.1 建数据库

IC卡网络管理系统数据库SoftData.mdb

5.3.2 建数据表

ClassroomData,存放教室名称、编号、IP地址、端口等教室信息;

ClassTime,存放每天的课程时间信息;

Week,存放学期每周日对应的日期;

ClassTab,存放由教务系统转换过来的课程数据,包括教室名称、教室编号、教师名称、教师编号、教师卡号、周次、星期、节次等信息;

KeTable,存放下载到教室IC卡的数据信息,包括教室名称、教室编号、教师名称、教师编号、教师卡号、刷卡时间等信息;

5.3.3 建立接口

由接口软件、配置文件(*.ini)和IC卡网络管理系统数据库SoftData.mdb三部分组成。

5.3.4 接口软件初始化

IC卡网络管理系统软件CardReader清空所有教室的课表卡;

检查或录入ClassroomData表中的数据,主要是教室名称、编号、IP地址、端口等;

检查或录入ClassTime表中的每天课程时间数据,时间格式为两位的时和两位的分,比如:“0850”表示8点50分;

检查或录入week表中的每周日对应的日期数据,日期格式为“年.月.日”,比如“2009.9.23”表示2009年9月23日;

准备ClassTab表;

清空KeTable表;

5.3.5 导入排课数据于KeTable表中

5.3.6 发送排课数据以中控网络控制接口协议用UDP的传输方式发送

5.3.7 完成数据写入电控锁管理系统数据库,实现开锁触发中控联动。

多媒体教室智能化管理系统借助于中控主机硬件上的远程控制技术和IC卡网络管理系统,结合电子教室管理软件中的远程软件管理技术来实现智能化开启和监控教室设备,并运用教室安装的摄像头得到的监控视频图像,来观察和判断教室情况及设备运行状态,来实现多媒体教室的智能化管理。

6 结束语

系统的实现不但很好地解决了以上陈述的问题,而且还能在举办各种考试时,加强考场、考纪、考风的监督作用,特别是在分布式的人工管理模式转向智能化管理模式,使得多媒体教室的日常管理更规范化,管理部门组织体系更趋于完善,人员配备更为合理,职责定位更加明确,技术服务更到位,既提高了教学质量,又提升管理水平,更好地为教学与教学管理服务。

参考文献:

[1] 任柯.多媒体教室网络管理系统设计与实现[D].成都:电子科技大学,2010.

[2] 辛宪民.基于移动终端的高校多媒体教室管理秕设计与实现[D].上海:华东师范大学,2013.

篇3

0.前言

智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。智能交通系统(IntelligentTransp

ortationSystem,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。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。21世纪将是公路交通智能化的世纪,人们将要采用的智能交通系统,是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中,车辆靠自己的智能在道路上自由行驶,公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态,借助于这个系统,管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。

如何利用智能交通系统减缓交通的拥堵,这是新时期交通的重要课题,也是新交通发展的必然趋势。研究面向智能交通的网络专业课程体系,具有教育服从社会需要的现实背景。南京交通职业技术学院坚持“紧贴交通产业链发展,打造专业建设平台”,努力构建富有交通特色和适应区域经济社会发展的专业群体系;计算机网络专业作为学院的特色专业之一,研究面向智能交通的网络专业课程体系,是适应社会大环镜的发展及学院建设交通特色院校的主旋律的必然之路;计算机网络专业迫切需要找到与交通行业信息化融合的方向,从而在与省内其他高职院校计算机网络专业招生竟争中建立专业优势,锲入智能交通领域是最佳选择;计算机网络专业的网络基础知识和应用软件编程是建设智能交通系统最基础也是最核心的技术,但如何使三者更紧密的融合并且在新的计算机网络专业课程体系建设中体现出来是本文研究的方向。

1.目前计算机网络专业课程体系的不足之处

交通行业急需的是智能交通系统方面研究、开发、生产、维护、管理、服务的工程技术人才,这些人应具有宽厚的交通行业专业知识及较强的动手能力,具有较扎实的专业技能等;面对大中型企业的技术升级和技术改造,以及在更新工艺和更新产品,增强市场竞争能力的过程中,发挥其专业知识特长,正确处理和解决工程实际问题,直接面向和服务于生产第一线。但是目前计算机网络专业的人才培养与交通行业用人单位的实际需要存在差距,在课程体系表现出与企业社会要求不相适应,课程设置单一、知识面和专业面窄、课程难以形成完整的体系、教学内容陈旧、教学方法和教学手段落后等不足之处,具体表现为毕业生技能与智能交通职业工作过程的工作任务吻合度低的问题,尤其以职业为导向的实践教学课程体系差距较大。从中华人才网的“ChinaH R职场人气排行榜”来看,智能交通类职位需求持续旺盛。而目前的现实就业状况是许多计算机网络专业的学生毕业后从事的并不是计算机网络类岗位,智能交通系统企业实际岗位中的大部分从业人员又不是具备智能交通基础专业知识的计算机网络专业毕业的,需要到企业以后花相当长时间从零开始培训,专业与职业不能衔接。调整教学内容,改革课程体系势在必行。

2.在原有计算机网络专业课程体系中融入智能交通相关内容

我校计算机专业课程结构设置上主要分为:公共基础课、专业基础课与专业课三大类,课程体系的优化需要从课程结构、.课程设置等宏观方面,以及公共基础课、专业基础课与专业课的具体课程融入智能交通相关知识等微观方面综合考虑,才能由点到面,有计划、有步骤的推动课程体系的改革。

2.1课程结构的改革

课程结构是指课程体系中不同课程要素及其相互形成的比重关系。“以面向交通行业就业导向”的课程结构要以模块组合为基础。其基本思想是该专业学生都必须掌握本专业基础课程模块,学习对应岗位所属方向的专业课程模块。根据岗位性质分为四个专业方向:计算机信息管理、软件技术、计算机应用技术和计算机网络方向。高职院校的目标是培养学生适合企业生产过程的各种能力包括操作、服务、管理能力等,通过教与学的过程,通过能力分析确定教学模块,使学生适合岗位要求。融入智能交通的计算机专业的课程设置应该是在分析职业能力需求的基础上确定培养模块的,同时通过对学生能力的分析,安排学生学什么、怎么学,具有很强的针对性。通过能力分析将职业中的岗位能力细化,也就是根据学生的必备能力分析来设置课程单元,将处于不同能力层次的学生安排在不同的教学模块中学习,增强针对性。保证学生毕业后能够适应不断更新的交通行业计算机应用技术中的软件技术和计算机信息管理的发展,跟上时代的步伐。

2.2构建基于工作过程导向的课程设置的改革

课程设置是专业建设的核心要素之一,是全面实现人才培养目标,落实人才业务规格的着眼点。高等职业计算机应用技术专业课程体系的设置是一项系统工程,要建立一个科学的、适应社会发展需求、体现高职特色的课程,就必须树立全新的职业教育观念和教学模式,从学科知识体系为基础向岗位能力为基础转变,从学科型教育向技术应用型教育转变。智能交通的基础知识:智能交通系统的体系结构、出行者信息系统、城市道路交通管理、城市智能公共交通、高速公路信息管理系统、车载系统与导航、智能交通系统的技术经济评价、智能交通系统的标准化、智能交通系统的相关技术。其中智能交通系统的技术经济评价、智能交通系统的标准化车载系统与导航可以作为计算机网络专业的选修课,增加学生对智能交通系统的感性认识;智能交通系统的相关技术,如通信技术、计算机网络、传感器技术、车辆自动驾驶技术的相关知识可以跟计算机专业现有课程相融合,如果现有教材不能满足融合智能交通知识的要求,鼓励任课教师根据自己的理解去编制校本教材。出行者信息系统、城市道路交通管理、城市智能公共交通、高速公路信息管理系统等信息系统的专业知识可以融入到现有的C#,SQLSEVER 课程的课后作业以及实训周项目中去,使学生学会软件编程技巧的同时熟悉智能交通系统的各个应用系统的功能和架构。

2.3 公共基础课与智能交通系统的融合

智能交通系统的知识也可以融合到公共基础课的基本教学中,比如说大学英语,可以在教学的每一个环节引用智能交通系统的英文素材;高等数学和概率论则可以把一些智能交通工程中的案例引入到教学例题中去。

3.基于校企合作的实践教学体系构建

智能交通系统具有以下两个特点:一是着眼于交通信息的广泛应用与服务,二是着眼于提高既有交通设施的运行效率。与一般技术系统相比。智能交通系统建设过程中的整体性要求更加严格.这种整体性体现在:(1)跨行业特点。智能交通系统建设涉及众多行业领域,是社会广泛参与的复杂巨型系统工程,从而造成复杂的行业间协调问题。(2)技术领域复杂特点。智能交通系统综合了交通工程、信息工程,通信技术、控制工程、计算机技术等众多科学领域的成果,需要众多领域的技术人员共同协作。(3)政府、企业、科研单位及高等院校共同参与,恰当的角色定位和任务分担是系统有效展开的重要前提条件。因此,要想对智能交通系统有深刻的了解,使毕业生到智能交通企事业单位实习阶段就能顶岗作业,必须构建基于校企合作的实践教学体系。

篇4

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2095-2163(2013)05-0043-04

0引言

智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,简称ITS) 是指通过对交通基础设施和交通出行工具的全面的信息化、网络化和智能化来实现交通系统的性能提升,如增加交通安全性,减少交通时间和降低燃油耗费等等[1]。据统计,世界上每年都会有五千万人由于交通事故而受伤[2],而由于交通事故造成的经济损失则超过五亿美元[3]。 为此,智能交通系统将具有异常重要的实用价值,以及异常巨大的市场容量。有信息显示,其相关产业已然成为全球最大产业之一,已经而且也必将会对未来世界将产生深刻影响。 另一方面,智能交通系统也是一个融汇计算机、通信、信息处理、人工智能、自动控制等多个学科进行交叉的复杂系统,系统中存在大量具有相当难度的研究课题,所以对于学术界而言,智能交通系统的研究多年以来一直非常活跃,且颇受重视,成为热点研究领域。

智能交通系统的最终价值就体现在构建于其上的各类应用上,因此可以认为智能交通应用是智能交通系统的动力与源泉。 现在的智能交通应用大都集中在交通导航上,但是除了交通导航以外,还有很多与交通有关的应用可以用于提高道路安全,如道路预定,事故避免,未来交通流量的预测,道路拥塞的模式搜寻, 控制交通废气排放, 交通安全风险评估与避免等等。本文即针对物联网智能交通系统的研究现状进行了全面总结和深入剖析。

1智能交通系统中的环境感知

物理环境感知无疑是智能交通系统的基础,实际上对环境的感知与认知也是任何智能系统的基础。可分为以下几个专题进行系统阐述和分析。

1.1移动感知已经逐渐成为城市感知的基本手段

智能交通系统的监控传感器通常可分为两种基本类型:静态传感器和移动传感器(Mobile sensors)。由于移动传感器具有更大的灵活性,目前使用移动传感器进行交通环境感知的实例已有很多。例如,在上海和广州就分别使用带有GPS设备的出租车来收集交通环境信息(上海使用了4 000辆出租车,而广州使用了100辆出租车)[4,5]。 另外,使用带有GPS的公交车也可用来进行数据收集[6],文献[7]即使用安装在出租车上的探测器来监测核危险。 除上述手段外,通过智能手机来完成智能交通系统中的感知也是一种新出现的手段,文献[8]就利用了对移动 cellular网络的匿名监控对城市的实时移动性来实现监控。 再如,文献[9]给出的就是一种以车与车之间的通信协作为基础的路口安全实用方法,文献[10]给出的方法就是通过交通工具携带传感器完成环境感知以及通过车与车的直接通信作为网络基础的智能交通应用。

1.2降低感知的能耗,提高感知的精度

由于智能交通系统是一个关乎交通效率和人身安全的实践应用系统,所以感知精度的保障一直是一个重要的研究内容,同时由于智能交通系统的规模又非常庞大,节能也就成为其中的一个关键问题,因此在降低感知能耗的同时、又要保证感知精度就成为智能交通系统环境感知的一个难点挑战问题。 基于簇的结构是一种广泛应用于无线传感器网络中降低感知能耗的方法,但交通系统属于一个典型的动态系统,[JP2]节点不停地移动导致网络拓扑的动态变化,由此使得簇结构也需要跟着变化,所以在文献[11]中分析并给出了一个考虑节点移动的组簇算法进行数据收集,降低了感知能耗。

1.3智能交通系统环境感知研究现状的分析与总结

由上面的分析可以看出,移动感知已经逐渐成为智能交通系统环境感知的主体,而且这些感知节点往往是自身主动移动(即其移动是不可控制的)的节点,在增加了环境感知灵活程度,降低感知代价的同时,也使感知问题变得更复杂,因为选择哪些节点部署感知动作所导致的感知效果可能会截然不同。[JP2]一个显然的结论是在选择感知设备时,需充分考虑节点移动特征,尤其是一些重要社会特征,如那些移动活跃的用户和群体,或者移动性具有一定关联的用户和群体等等。

2智能交通系统中的数据通信网络

只有将采集获得的感知数据依托通信网络发送到需要的位置上,才能使智能交通系统真正得以运转,所以通信网络成为智能交通系统的另一个重要基础。总的来说感知和通信构成了智能交通系统的两大基础。

2.1智能交通系统中数据通信的基本结构

近年来,国外很多著名大学和企业都相继开展了城市感知项目的研究,当然其中的感知信息需要通过网络实现通信与共享。 如麻省理工大学开展的CarTel项目就是一个旨在基于机会通信建立延迟容忍的移动感知系统,建基于系统上的应用可以收集、处理、发送、分析、以及可视化由底层移动用户(如智能手机和车辆)采集感知的数据,并给用户推荐感兴趣的服务。 CarTel系统建基的网络可称为Cabernet[12-14], Cabernet采用的通信结构是建立IEEE 802.11协议基础之上,并主要集中在移动设备和WiFi AP之间的无线通信上,显然该结构是一种基本的集中物联的通信结构。

而MetroSense[15]是由Dartmouth大学开展的、由移动手机组成的、一个全局移动传感器网络,由此可实现整个社会范围内的超大规模感知,其感知网络可分成三层结构完成感知数据的收集。在有线Internet中的servers用于负责存储、处理感知数据;通过Internet连接的固定Sensor Access Points (SAP)可用来作为服务器和移动传感器(mobile sensors,简称MS)之间的gateways;而MS能在现场移动,用来收集数据,将数据“mule”到SAP处。另外,静态传感器也完成类似于MS的功能,只是SS不能移动。 由于感知数据的收集主体是随人移动的MS,MS位置的随机性,网络连通的间歇性都是经常发生的现象,这就决定了MetroSense只能提供机会性的感知。 不难发现,目前针对城市感知的通信网络都是以Internet为核心的一种集中物联结构。

2.2智能交通系统中常见的数据通信方式

移动无线通信环境采用的通信方式目前可见的已有许多种,基本方式可以分为如下四种:

(1)DSRC(Dedicated Short-Range Communication)[16]是一个工作在5.9 GHz波段的短到中距离的无线通信方式,对于车载网络,DSRC可支持的车速最高可达120mph,通信范围是300m,[JP2]缺省数据速率是6 Mbps,目前已有大量研究采用DSRC来建立车-车之间,车体-路边设施之间的实时信息通信。应用这些通信可以减少拥堵,提高人身安全等等[17]。

(2)Cellular networks,包括2G和3G,2G系统可以支持9.6 kbps的通信速率,GPRS和EDGE用来提高通信速率。相比而言3G提供的数据传输速率要大得多,其中的地理位置是引入带宽变化的重要因素[18]。

(3)WiMAX/802.16e的目的是提供最后一里(last mile)的无线宽带数据传输,常可用于取代cable和xDSL。 WiMAX用来填补3G和WLAN之间的通讯鸿沟,可以提供数十Mbps的带宽,

(4)WiFi或WLAN也能支持宽带无线服务,802.11a/g提供54Mbps的传输带宽,支持的通信范围是38 m (室内)、140 m(室外)。 由于WiFi的普适部署,使得WLAN成为一种极具吸引力的无线宽带传输手段。 同时,开放的WiFi mesh网络也引发了广泛的兴趣与关注[19]。

3智能交通系统中的数据处理技术

智能交通系统的智能化就集中体现在对系统内各种数据的处理上,所以对数据的处理可以认为是智能交通系统的核心所在。数据处理的详情如下所示。

3.1时空数据的处理

智能交通系统处理的数据是一种伴有时空特征的典型数据,由于现今的GPS装置已经非常成熟且实现了平民价格,所以大量配备有定位装置的设备广泛应用至各行各业,如带有GPS设备的为数众多的出租车、公共汽车以及一般的民用车辆,加上无线通信的日益成熟更使得现在的智能交通系统中产生了海量可以使用的、带有时空位置的序列化数据,如何应用和处理这些数据就成为智能交通系统时下研究中的一项基本内容。 如文献[20]使用的就是人工智能中的无导师学习方法来处理车辆产生的位置数据,用以推导得出车辆的状态和动作,从而实现对交通事故的避免。 除了对时空序列数据进行处理以外,发现和利用数据的空间特征也是智能交通系统时空数据处理的一项新兴研究内容,文献[21]给出的正是这样一项分析道路网络交通流量状态宏观角度空间特征的方法,而文献[22-24]中的研究也是针对交通流量的时间和空间依赖性完成的,智能交通系统可以应用这些空间特征进行各个方面,诸如VANETs通信等方面的性能优化。

3.2数据的在线分析

智能交通系统的高度动态性使得系统会产生大量数据,并且许多数据会因为环境的动态变化而随时失效,这就使得对于数据的在线分析变为一个复杂的问题[25],而文献[25]就使用一个简单的折价因子来为那些不断陈旧的历史信息建立数据模型。

3.3人工智能的数据处理

显而易知,智能交通系统中的数据处理必然要使用各类人工智能的最新技术。 近年来,人工智能中的一些新技术已经受到越来越多的智能交通研究者的推崇和青睐[26,27]。 例如,针对交通流量的预测和建模可以借助于人工神经网络、模糊推理系统以及一些聚类技术。 文献[25]中的风险评估就使用了一个经过修改的在线最近邻聚类算法,用以提取最有价值位置。 而使用模糊推理的原因则是由于交通系统的动态性和复杂性,并由此导致感知数据带有明显不确定性,因此就需要在推理时连带这些不确定性一同进行模糊推理。

4总结与展望

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中图分类号:TU984文献标识码: A

引言

所谓智能交通是社会发展和科技发展的共同产物,其融入了大量高端科技,如信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、卫星导航与定位技术、电子控制技术以及计算机处理技术等,将这些技术进行科学的整合,运用于城市交通系统。智能化的交通体系优势明显,实现了全方位、精准、有效、即时的管理。不但提高了交通运输效率,改变了人们的出行意识,尽量避免了交通事故和道路拥堵现象的发生,便捷了出行,间接减少了尾气排放和能源消耗,保护了环境的同时也创造了更大的经济效益。

一、国内智慧城市发展内在需求与动力

智慧城市概念首先由IBM公司提出,引入中国之后引起广泛关注和响应。目前,住建部已经推出两批试点城市,已经有上百个地区提出要开展智慧城市建设,一些省、市将其作为“十二五”时期加快经济发展和经济发展转型的战略导向和重要抓手。

1、提高城镇化质量,治疗“城市病”

我国目前还处于城镇化高速发展阶段,过去我国城镇化所走的是高资源消耗、高环境冲击的发展道路,与之而来的是结构性资源匮乏和环境破坏。快速城镇化客观上加剧了人口、资源和经济发展之间的矛盾,使人口膨胀、交通拥堵、环境污染等“城市病”日益严重。对于我国而言,如何通过智慧传感和城市智能决策平台来妥善解决交通、节能、环保、水资源短缺等问题已成当务之急。

2、 聚集新兴产业,转变发展方式

智慧城市建设的一个很大特点就是能推动产业发展,特别是软件服务、新一代信息技术等相关产业的发展,因而对城市经济的发展具有重要的推动作用。全球智慧城市建设浪潮和国家政策的鼓励下,很多城市都将智慧城市作为城市下一步发展的新名片和提升城市品牌的重要手段,北京、上海、广东、南京、武汉等多个省市已相继掀起了智慧城市建设的热潮。

3、 均化公共服务改善民生保障

城镇化的不断发展对城市的公共管理提出了新的要求,在智慧城市建设过程中,以解决实际问题、改善民生为导向,借助于现代信息技术,着重加强和创新社会综合管理体系建设,其重要意义之一在于以技术革新倒推政府职能转变。而智慧城市时代的服务型政府建设,已成为提高行政管理效率的新思路。

二、智能交通在应对智慧城市发展需求中的作用

1、智能交通的发展目标与智慧城市的内在需求高度契合

交通拥堵、交通污染无疑是城市病里面最突出的表象之一。智能交通正是起源于缓解交通拥堵和交通污染迫切要求。我国数十年的智能交通发展历程,也正是交通治理与再拥堵的历程。而今,智能交通日益成为化解城市交通治理难题的突破口。

由于智能交通突出的现实压力和需求,各地政府、交通管理部门已经自发的将物联网技术、云计算技术运用于城市交通管理中来。而以这两大技术为代表的新一代信息技术正是智慧城市发展的基石所在,从这个意义来说,智能交通早已成为智慧城市的先行系统,智能交通对新一代移动互联等新兴产业的带动作用,在智慧城市框架之外早已显现。

2、智能交通系统已经作为智慧城市先行者出现

近几年来,智能交通的建设思路逐步从重管理向重服务转变,政府相关部门利用先前大规模投资所建的基础设施获取的大量数据,整合成对市民出行有用的一系列数据,为出行者提供信息、智能诱导等服务。智能交通下一步的发展重点如智能公交、智能停车、慢行信息服务等领域,是改善民生保障的重要体现。从这个角度来讲,智能交通不仅对构建智慧城市具有重大的作用,更是已经以先行者的身份在整个智慧城市框架体系中出现。

三、智慧城市视角下智能交通建设中存在的问题

国内的智能交通系统在不断摸索和实践中已经取得了巨大的成就。但是在智慧城市这个更高的视角来看,智能交通建设和应用还存在明显的问题,主要凸显在以下几个方面:

(1)先期投入使用和后期投入使用的城市,其系统功能差异不大,少有创新型的应用成果展现,一般后期建设的城市大都是照搬先期投入使用的系统功能和做法,很少有针对本城市特点的应用或有更有效的功能扩展,因而很难真正做到智能交通本地化。

(2)总体来看,智能交通系统集成化应用程度较低,应用相对单一,系统之间缺乏应有的关联。智能交通涉及面很广,单就信息采集而言,既有通过线圈的信息采集,也有通过视频等技术手段的信息采集,更有通过手机、浮动车、GPS等获取的信息。从各地建设并投入使用的情况看,一般都是按条线投入资金分开建设。

(3)数据应用的广度和深度不够,目前大量获取的文字、图片和图像等结构化和非结构化信息,在结构化数据和非结构化数据的融合分析方面还存在非常大的欠缺。智能交通所采集到的数据与相应的数据应用研究都还集中在结构化数据的获取和分析方面,而对半结构化、非结构化数据的获取和分析,乃至结构化数据与半结构化、非结构化数据的融合挖掘分析,还缺乏一定的理论和方法指导,更少见应用成果。有了充足的基础数据,还需要有先进的大数据应用,只有这样,智能交通才能真正实现“智慧化”。

(4)受现有体制、机制和管理模式的限制,在深度应用上受到一定限制,难以发挥出智能交通的全部功效。城市规划、道路规划和交通规划,运输管理和交通管理,静态交通管理和动态交通管理等归属多个部门,各部门均按自己的需求和标准建设信息系统,信息共享和系统关联远非人们想象中的那样科学与和谐。

(5)交通信息服务的形式和内容还缺乏多样化,尤其在如何应用位置信息提供人性化和个性化服务方面比较有限,在实现多样化的同时较少考虑实用、好用和方便。

(6)智能交通技术在公共交通方面的应用还很不够,公共交通并没有达到舒适、便捷的要求,而这个要求在几十年前就已经开始被人们认知和谈论,并一直期待,却至今未能够得到解决。而公共交通领域正是均化公共服务和改善民生保障的重要方面,智能交通理应在这方面更有突破。

四、城市智能交通发展关注重点

随着大数据、云计算、物联网这些概念的兴起,城市智能交通作为这些概念的落地者,未来仍会保持一个较高的增速。而基于移动互联网的城市智能交通,目前还没有得到大范围的应用,这个方面将是后续市场的热点。以下从4个方面对城市智能交通发展进行展望。

1、轨道交通的发展将持续火热

因为城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,世界各国普遍认识到:解决城市交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。当下我们可以看到,除了一线城市在继续加大轨道交通的建设外,二三线城市的轨道交通建设也越来越得到重视,上线的轨道线路越来越多。相信随着轨道系统的发展,系统包括的综合监控、综合安防、乘客资讯、自动售票、通信及信号等系统产品,都将具有广阔的前景。

2、公共交通的发展迫在眉睫

智能公交概念的提出,让民众对公共交通又多了几份期待。公交智能化系统除了要解决公交数量、公交到站时间可查询等日常要求外,公交的数据采集和、智能调度、行业监管与服务都是隐藏在后面的深层次需求,如何利用现有的产品和技术,将数据采集和、智能调度、服务做成一个三位一体的完整体系,是值得企业去尝试的地方。

3、更有效的数据挖掘和分析,是可期待的热点

理想的智能交通系统,有遍布城市各个角落的信息采集设备收集实时路面场景,一旦有异常事件发生,系统会立即反馈,协助管理员排查问题,将异常事件的监测与发现由“事后”转为“实时”。数据采集是智能交通应用大数据的第一步。我国智能交通发展较稚嫩,面对炙手可热的大数据,路走得并不顺畅:震惊全国的长春市两岁婴儿被盗事件,案件发生26小时之后,直到发现被遗弃的车辆,警方也未能明确车辆行驶动向线索。无论是何种原因,未能及时查到车辆轨迹,显然说明了我们对视频监控系统采集来的原始视频数据未能及时分析利用。当然,大数据的意义还远不止如此。城市智能交通除了关注居民的安全感外,还可以利用大数据去关注居民生活的舒适度。比如利用大数据的分析,给居民提示出安全风险比较高的路段或区域,甚至可以根据路况分析帮助居民调整出行的时间段或选择不同的交通工具等。随着通信技术、GIS技术、3S技术(遥感技术、地理信息系统、全球定位系统三种技术)和计算机技术的不断发展,交通信息的采集经历了从人工采集到单一的磁性检测器交通信息采集再到多源的多种采集方式组合的交通信息采集的历史发展过程,目前我国在信息的质量控制技术、多源交通信息融合技术、信息集成技术等方面有了很大进步。

4、针对行业市场,开发简单、实用的功能

城市智能交通领域技术因素还是占据较多份量,客户很关心智能化的前端和中心平台会不会给使用、维护带来麻烦。确实如此,城市智能交通领域前端的使用,目前基本上只能交给厂家的技术人员或经过专门培训的技术人员来操作,原因就是很多的功能在使用方面还是不易于理解和操作。有鉴于此如果针对行业市场能开发出更加简单、实用的功能,相信会受到客户的欢迎。

结束语

物联网、云计算、大数据、移动互联等新一代信息技术的发展,对智能交通系统的发展不仅提供了新的技术支撑,也带来理念和模式的变革。交通运输部提出要发展“综合交通、智慧交通、绿色交通和平安交通”,交通运输高安全、高效能、高品质服务的挑战,使得交通系统智能化、综合化、协同化成为发展的必由之路,智能交通成为现代交通运输业的重要方向。

参考文献

[1]张斌.解析智能交通对于构建智能城市的影响[M].北京出版社,2013.

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

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

一、培养学生智能交通系统集成能力的课程群设置

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

二、基础理论、技术类、实现和应用四类理论课程的具体内容

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

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

三、基础理论、技术类、实现和应用四类课程之间关系

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

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

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

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

四、落实“课程群”的教学实践

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

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

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解决好交通管理问题。本文通过对乌鲁木齐城市交通环境研究入手,提出了乌鲁木齐市智能

交通建设的必要性与可行性,最后对智能交通建设给出了建议。

关键字:乌鲁木齐智能交通

中图分类号:TU984文献标识码:A

乌鲁木齐市是我国中西部地区最大的城市之一。乌鲁木齐市面积为12000平方公里,现

有人口330多万。乌鲁木齐市现有各类机动车突破50万辆。2002年至2010年,机动车增

长了400%,但道路里程仅增长了11%,且新修道路均位于中心城区,而老城区因受商业

网点集中、建筑物集中的限制,呈现出路窄、车多的特点,中心城区道路的实际交通流量已

超过道路本身的承载能力。

一、道路交通运行现状分析

由于历史和地形的原因,乌鲁木齐市的整个道路网络呈现峡谷状。城区发展沿西北-东

南轴线沿北端向两翼扩展,城区布局整体呈“T字型”。在城区中央形成瓶颈,最窄处仅800

米宽。网络连通性差,道路起伏不平,坡度较大。尽管公交出行方式比重在国内的大城市中

处于较高水平,但由于道路网络密度比较低,城市的“蜂腰”、地势条件以及错位畸形交叉

口等共同作用,乌鲁木齐市的主要干道堵塞严重,主要道路都已经饱和或接近饱和。

(一)机动车保有量情况

据统计乌鲁木齐市机动车保有量2007年7月为20万辆;到2012年6月急增到50万辆。

根据目前机动车发展趋势,未来乌鲁木齐市机动车保有量将保持持续快速增长。而事实上,

乌鲁木齐市每天还有5-8万辆外地牌照的车辆在此行驶。可以预见,乌鲁木齐市交通压力将

进一步加剧。

(二)现有道路网情况

根据2010年有关部门公布的数据,乌鲁木齐市区道路总长为1599公里来测算,乌鲁木

齐的道路车辆密度约为313辆/公里,已经超出国际上270辆/公里的警戒值,这个数值也超

过了机动车保有量超过200万的深圳。近两年,乌鲁木齐的道路一直在加强建设,包括新修

建的31.3公里外环路东北段二期、田字型路网等工程,如果目前市区道路总长能达到2000

公里,道路车辆密度才能降低到250辆/公里。但是市区道路资源紧张,过去每年都在以10%

左右的速度增长,两年之内,显然不能大幅增加近400公里。

(三)公共交通及轨道交通

2011-2012年乌鲁木齐建成了大容量快速公交系统BRT1、2、3、5号线,日均载客量35

万人次,新增出租车2000辆,更新公交车468辆,整合优化11家公交企业28条线路,有

效缓解了交通拥堵,方便了市民出行。

二、交通管理信息系统现状分析

经过多年发展,乌鲁木齐市已经建成了具备基本功能的交通指挥中心,具备了一定的指

挥管理功能,并建设了交通信号控制系统、视频监控和交通违章行为检测系统,具备了一定

的检测、控制路面动态交通流的能力。

(一)交通信号控制系统

乌鲁木齐目前已经有170多个路口建立了区域交通信号自适应系统,系统根据收集来的

车流量信息,自动调节信号灯配。由于乌鲁木齐市即将安装倒计时器系统,驾驶人能亲眼看

到红灯所剩时间、绿灯所剩时间,提前做好预判,提前做好停车、起步的准备。

(二)视频监控检测系统

乌鲁木齐市安装的事件检测系统,不仅可以24小时不间断地监控道路路况,就连发生

交通事故、火灾等突发事件,车辆逆行、行人横穿、车内抛洒物品等都能检测到,并在3~

5秒内向指挥中心发出报警信号。而在报警的同时,该系统还能自动检测到事件现场,录下

从事件发生前直到发生完毕的影像资料,供警方取证,并查处违法行为。

(三)交通信息服务系统

乌鲁木齐市即将安装车辆行驶诱导系统,它是在后台检测不同路段的实时车流,测算堵

车路段,工作人员只需审核测算结果,便可自动上传至道路诱导屏上,而开车行驶的市民便

可在通过有诱导屏的地方时,随时掌握周边各条道路的通行情况。

三、乌鲁木齐市智能交通建设的必要性与可行性

(一)乌鲁木齐市智能交通建设的意义

为了适应并更好地服务于乌鲁木齐市城市道路交通迅猛发展需要,加快乌鲁木齐市公安

交通管理科学化、现代化的步伐,建设乌鲁木齐市智能交通指挥系统具有很重要的意义。

(1)建立乌鲁木齐市智能交通指挥系统是乌鲁木齐市形势发展的需要。根据乌鲁木齐

市城市性质、战略地位、路网格局特征、城市交通存在的主要问题以及未来城市交通发展形

式的分析,城市智能交通系统,无论对于体现城市交通建设的水平,还是对于处置突发事件、

打击刑事犯罪和维护社会稳定,都有非常重要的意义,也是体现一个城市现代化管理水平的

重要“窗口”之一。

(2)建立乌鲁木齐市智能交通指挥系统有助于缓解城市化和机动化进程给乌鲁木齐市

城市交通带来的巨大压力;

(3)建立乌鲁木齐市智能交通指挥系统有助于乌鲁木齐市城市交通建设和管理的科学

化和规范化;

(4)建立乌鲁木齐市智能交通指挥系统是乌鲁木齐市城市智能交通发展的必然。

(二)乌鲁木齐市智能交通建设的可行性

乌鲁木齐市的道路格局、交通现状、交通流量负荷与需求、交通管理基础等主题已基本

具备交通指挥系统的交通协调可控性条件。

我国从上世纪八十代起就从英国、澳大利亚、日本等国引进先进的城市道路交通指挥控

制系统。到目前为止,我国已有几十个城市开展了智能交通系统的建设,他们在建设、使用、

开发智能交通系统的过程中积累了丰富的经验和教训,可以供我们借鉴。

总之,建立乌鲁木齐市智能交通系统已具备了“天时、地利、人和”的条件,时机已经

成熟。“天时”即乌鲁木齐市自改革开放以来经济持续发展,基本具备建立城市智能交通系

统的经济承受能力;“地利”,即乌鲁木齐市的道路和交通流量具有可控性;“人和”,即省市

领导对乌鲁木齐市的交通管理工作历来都非常关心支持和重视。因此,一个符合乌鲁木齐市

道路交通特点的现代化智能交通系统一定能够建立起来。

三、乌鲁木齐市智能交通初步建议

鉴于乌鲁木齐市的城市交通状况及未来规划,可以通过对智能交通系统的建设进行科学

合理的规划,在消化吸收国外先进技术的同时,针对乌鲁木齐市综合交通特点和相关产业发

展水平,按照“统筹规划、循序渐进、优先扶植、重点突破”的推进原则,实施乌鲁木齐市

智能交通发展战略。

以国家智能交通系统体系框架为指导,以先进的智能交通技术为基础,建成具有国内领

先水平“高效、安全、绿色、智能”的城市综合交通体系,缓解日益严重的交通问题,改善

交通应急处理与决策能力,全面提升乌鲁木齐城市交通管理与服务水平、大力提高交通运输

系统的运行效率。

(一)整合交通相关各部门的公共信息资源,实时准确地获取交通需求信息及其变化,

实现覆盖乌鲁木齐全市的交通信息资源的交换与共享机制;

(二)通过科学的分析手段,掌握交通需求的变化规律,为交通管理部门和相关企业提

供及时、准确、全面和充分的信息支持和信息化决策支持;

(三)建成覆盖乌鲁木齐全市的交通综合信息服务体系,向政府、企事业单位和社会公

众提供多元化、专业化、综合通信息服务,为出行者提供便利、高效、快捷、经济、安

全、环保的交通运输服务;

(四)建设不停车收费及年票收费管理系统,解决收费道路上交通拥挤、堵塞等问题,

提高现有道路运行安全和效率,避免类似系统的重复建设,满足市民出行需求;

(五)以交通的信息化、智能化为核心和基础,带动乌鲁木齐相关产业的发展,孕育一

批智能交通高新技术企业,形成具有自主知识产权的智能交通信息技术,带动乌鲁木齐经济

的发展;

(六)融合和建设完备的信息化技术设施,完善交通运输信息化标准体系和安全保障体

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中图分类号:TU984文献标识码: A

引言

城市交通是否畅通是考量城市经济发展水平的一个重要指标,解决好公路交通智能化问题是保障交通安全、有序、快捷运行的重要环节。交通是一个城市的脉络,脉络通,则发展畅。然而交通拥堵作为城市脉络的一个瘀结,给人们的日常出行造成了诸多不便,已然成为制约城市发展的症结之一。智能交通系统(ITS)被认为是解决城市交通问题最有前途的方法,因此智能交通产业应运而生并迅速发展起来。

一、现代交通的智能化概述

智能交通系统, 英文全称为“Intelligent Transportation System”( 简称ITS), 指通过高科技开发,使交通系统实现智能化。在智能化的情况下,整个交通系统都显得“聪明”起来,车辆靠自己的智能在道路上自由行驶,公路靠自身的智能将交通流调整到最佳状态。借助大系统的智能,驾驶员对交通状况了如指掌,管理人员则对车辆的行踪一清二楚。ITS 体现了 “人―车―路―环境”的密切结合,从而可以极大地提高交通的安全性、系统的工作效率、环境质量以及能源的利用率。

“城市智能交通”作为国际上公认的治堵方案,完全的照搬到国内并非是良策。早在上个世纪七十年代末,我国就已经开始了在交通运输和管理中应用电子信息技术。2000 年后,我国开始跟踪国际上智能交通运输系统的发展,并通过召开国际性研讨会、成立试验室和研究中心等方式,加强国际技术交流,不断提高ITS 技术研究水平,正式开启了现代交通的智能化之路。根据国家“十二五”交通规划,中国城市(道路)智能交通行业投资额预计将继续快速增长,2013 年总体市场规模达 459.5 亿元。

二、智能交通系统和城市智能交通系统的基本概念

(一)、城市化与城市交通智能化

随着人类社会的不断发展,城市的规模也会随之不断扩大,近几年来,随着科学技术的进步,世界各国的城市化水平也得到了显著的提升。截至目前为止,我国已经出现了很多在世界上都享有声誉的特大城市,我国的城市化水平也得到了显著提升。城市作为一个国家的人口聚集中心部位,聚集了全国大部分的人口,这就给城市的居民的交通出行问题带来了很大的挑战,因此,针对我国城市化的不断发展,我国的城市智能交通系统也应当根据时代的变换做出相应改变,以便与满足城市交通正常运行的需要。

(二)、智能交通系统和城市智能交通系统

目前应用广泛的智能管理系统的基本概念是起源于上世纪八十年代的美国和欧洲,智能交通系统的最著名的代表就是美国的智能车辆道路管理系统这一智能交通系统。所谓智能交通系统,实质上指的就是利用不断发展的高新科学技术来促进城市交通系统的发展,使得整个城市的交通系统不断向新型智能化的模式靠近,最终实现整个城市交通系统的智能交通系统管理模式。

三、智能交通通信系统的架构

ITS 系统根据其总体管理和应用层次,主要包括感知延伸层、网络层、业务支撑层、应用层,分别负责采集道路上物体的状态和数据、广泛的互联和信息传输、业务管理和数据管理、ITS 的各类应用管理。本文基于ITS 的物理层次划分ITS 物理架构,物理架构分为四个子系统:中心子系统、出行者子系统、车载子系统及外场子系统(见图1)。

图1 智能交通系统的物理架构

ITS 中心子系统的特点是具有空间上的独立性,即在空间位置的选择上,不受交通基础设施的制约。这类子系统与其他子系统通过公共有线/ 无线通信系统进行通信。ITS 出行者子系统是以出行者或旅行服务业经营者为服务对象。通过出行者子系统,出行者和车辆驾乘人员可以实时了解交通网络的运行状况,决定他们的出行方式和对应行进线路。其用户可以通过公共有线/ 无线通信网通信。ITS 车载子系统通常安装在车辆上,通过专用短程通信系统和外场子系统进行数据交换,也可以通过无线通信网络与中心子系统、出行者子系统或者外场子系统进行通信,同时也可以通过无线网络支持车载系统间的车与车的通信。

ITS 外场子系统包括定位设置传感器、信号灯、可程控信息板等设施,主要提供和车辆间的通信接口。外场子系统一般与一个或多个中心子系统通过公共有线/ 无线通信网连接,同时支持通过专用短程通信系统与其他部署路段的车辆进行信息交互。在ITS 四个主要子系统中,其核心的信息交互通过公共有线/ 无线通信传输,表1 给出了现有技术中主要使用的通信技术。

表1 各种通信方式所使用的通信技术

四、我国城市智能交通战略规划

(一)、设置发展目标

城市智能交通系统指的就是交通运输管理部门把先进的信息通讯技术以及相应的电子信息管理技术融入到现有的城市交通管理系统当中去,实现在智能系统的管理之下实现行人和车辆以及道路的相互和谐统一,最终实现在城市的交通管理系统之中的智能管理系统全方位的对城市的交通信息进行实时性的的准确安全管理防护。

(二)、找出正确的发展方式

在我国传统的城市交通运输的管理系统地管理之下,我国的城市交通运行是在一种粗放的管理模式之下运行的,这种城市交通运行的管理模式是依托于我国对于交通运输行业所投入的巨额管理资金为依靠屏障的,这样的城市交通管理模式做不到对城市人民群众的切实需求的正确反映,也难以对城市交通运行之中行人和车辆的基本信息进行快速有效的统计处理,其主要的发展模式只能依靠政府机构的投资来完成。这就依靠在城市交通的战略规划之中采用先进的UITS 智能管理模式,通过这样的智能管理模式,可以实现对城市交通各种交通信息的集约化智能管理,通过对城市交通运输各种车辆和行人信息的登入实现有效的管理发展。

五、城市交通智能化中大数据平台的应用

(一)、优化资源的集中管理调度

目前,涉足智能交通领域的企业众多,产品鱼龙混杂。虽然很多产品价格便宜,但普遍存在性能不稳定、后期运维费用居高不下等缺陷。而且很多前端产品与后端平台难以兼容,专业化生产程度低,这些都让智能交通的集成管理调度成为了难题,也影响了智能交通进一步的发展。

(二)、基于这些考虑,科达通过技术研

发推动智能交通向“高清化、集成化、智能化”的方向发展,提供了端到端的智能交通整体解决方案。方案不仅涵盖了丰富的前端产品,如免维护卡口、微光电警、四合一电警、道路监控云台摄像机等,还有着丰富的后端产品,很好的解决了智能交通中难以集中管理调度的难题。不过,对于有些城市的前端产品和后台平台并不属于同一厂家的情况,其兼容性的要求就更为凸显了。而凭借着新一代平台的高兼容性,科达新一代智能交通综合管控平台还与其他友商产品实现很好的融合。

(三)、快速实现可视指挥调度

可以快速实现基于拼音首字母的检索,输入即可检索相关资源和切换,实现交通资源的一键调度,提供丰富的交通资源调度快捷方式。如要了解一条道路上的所有的卡口、电警等监控资源,不需要经过繁琐的逐个选定操作,只需要选取该道路,即可查看该条路上的所有视频资源,非常方便快捷。

(四)、最为全面的交通管理

该平台不仅可以提供实时分析道路的拥堵状况,有效保障交通秩序,还可提供交通拥堵管理,利用大数据技术,将海量的交通信息进行有效的提取、保存,作为交通组织措施的评估、反馈以及后期的交通信息研判分析,形成交警交通管理知识库,对于后期的交通管理来说都是非常重要。

结束语

总之,随着我国城市交通的日益拥堵,如何实现我国城市交通的智能化发展已经成为了人民群众关注的焦点问题之一。在本文之中,笔者通过对城市智能管理模式的解读,简要的说明了目前我国的城市智能交通战略规划模式。

参考文献

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诚可见,交通拥堵、交通安全、能源短缺、环境污染已成制约经济社会可持续发展之顽疾。根据国民经济“十二五”发展预期,“十二五”末,中国城市化率将从47.5%提高到51.5%,如何破解因交通而带来的诸多难题显得尤为迫切。除了采取行政、法律、宣传教育等手段和措施外,有效运用科技创新,推进交通信息化建设,加快建设智能交通系统,也是非常必要的治理手段。

5月26日,交通运输部召开新闻会,介绍了《交通运输“十二五”发展规划》的主要内容。“十二五”期间,中国交通基本建设投资总规模约6.2万亿元,比“十一五”期间总投资4.7万亿元略有增长。“十二五”末,中国国家高速公路网将基本建成,高速公路总里程达到10.8万公里,覆盖90%以上的20万以上城镇人口城市。《规划》还提出要“大力发展智能交通,提升交通运输的现代化水平”,“重大关键技术研发取得突破性进展,科技成果推广应用水平进一步提高,科技进步贡献率达到55%”。

目前,新一代智能交通系统(ITS)呼声最高,被称为“治堵”和“安防”的利器。资本市场也是一片看好智能交通产业及其相关概念股,各大券商不遗余力地纷纷撰写研究报告,点评智能交通的巨大发展潜力。更有不少分析师预计,未来5年国内智能交通行业的投入将达数千亿元。

中国的智能交通处于什么现状?未来发展前景如何?对解决交通难题究竟起到多大作用?带着读者关心的这些问题,本刊专门求教于业内权威专家关积珍。

《新经济导刊》:随着中国工业化和城市化进程的加快,交通问题日益突出,近几年智能交通系统(ITS)备受关注,请您介绍一下中国智能交通的发展历程?

关积珍:从国外来讲,社会机动化发展到一定程度后,咱们现在面临的交通拥堵、污染、安全问题,以及交通对社会可持续发展产生的一些影响,它们在几十年前就遇到了。从20世纪60~70年代开始,它们陆续重视这些问题,那时没有明确提智能交通,主要从交通管理、交通控制、交通安全、交通可持续发展上做了很多工作。到了20世纪80年代左右,形成了智能化的交通系统,智能交通系统这个概念慢慢形成了。

20世纪90年代后期是中国智能交通系统的启蒙阶段。主要通过两次比较大的学术性会议,一次是科技部发起的中欧国际智能交通研讨会,另一次是亚太智能交通研讨会,这两次会议对国内业界认识智能交通起了非常大的促进作用。同时科技部与建设部、公安部、交通部组团参加了世界智能交通大会等国际性会议。

中国智能交通系统真正开始于“十五”期间,这五年是概念形成和理念导入阶段。主要做了一些科技性的引导工作,当时还确定了首批10个智能交通应用示范试点城市,包括北京、上海、广州等大型城市,还包括一些中小型城市,如中山,对智能交通在国内的普及和导入起了很大的推动作用。

“十一五”是智能交通系统发展的一个重要基础阶段。这期间有几个大的标志性事件:第一,科技部首次设立了现代交通基础领域的863,把智能交通和交通安全作为专题,同时也启动了一批863项目和几个比较大的支撑计划项目,这样科技对智能交通的推动和引导作用很明显。第二,原来做的一些基础性工作,结合一些重大的应用需求,显现了很好的效果,比较典型的有北京2008年奥运会,面向奥运的智能交通系统的保障和运用,还有上海2010世博会,广州亚运会,公路不停车收费(ETC)等。那一轮共启动了7个支撑计划,叫国家智能交通关键技术集成及应用示范,这种支撑计划对行业发展起了很大推动作用。第三,产业和企业的发展初步形成了比较好的格局。这期间基本上是有一定交通专业基础的、又掌握一定高新技术领域的、对这行业有一定感悟的企业,实现了稳定的发展。2000~2005年,大家对智能交通的理解和认识也有限,感觉市场很大,但是做什么不是很明确,所以许多企业都想挤进来,包括一些大IT公司,但是后来都退出去了,因为交通的专业性很强,没有这方面的积淀很难开展业务。当时我们开玩笑说,不要把智能交通系统ITS理解成IT+S,到现在业内认识到,traffic或transportation这个概念一定要强化。

到了“十二五”,我认为智能交通系统进入到了一个提升阶段,不管从技术水平还是产业格局,都会有一些大的调整和突破,智能交通将真正走上一个比较好的快速通道。

《新经济导刊》:从资本市场看,原来智能交通的概念成分偏多,是否可以说从“十二五”开始,智能交通更多转向应用了呢?

关积珍:“十五”、“十一五”期间,大家对ITS的内涵和本质认识不太清楚,“智能交通成了筐,什么都往里装”,实际上不是那么回事。当然,这也是中国的实际情况,中国的机动化进程是最近几年突然加速的,原来机动车保有量也有限,整个社会不是一个机动化的社会,对路和车的理解还有偏颇,道路交通基础设施也很不完善,这与有没有智能交通没关系。原来没有,现在有了,大家一看,智能交通原来就是干这个的?某种程度上造成了误解。

有人认为,交通到底有多少技术含量,因为每个人都是交通的参与者和感受者,都可以对交通发表意见。我们刚开始确实从理论体系上到技术支撑体系上,也没有拿出很先进的东西,这样让大家产生了误会,“智能交通继续搞下去,有什么好搞的。”有认识误区很正常,也是客观环境造成的。

“十二五”可能会有大的转变,原来大的城市应用效果已经很明显了,同时全国范围城市化、机动化进程很快,这两方面对交通带来的挑战是非常大的。原来北京、上海、广州这样的大城市拥堵,现在省会城市、二三线城市甚至许多小城市都拥堵了,恐怕仅靠修路已经来不及了,而且拆迁修路成本太高,占用太多耕地、绿地也不符合可持续发展。既有的道路资源怎么利用好,把管理水平提高上去,通过智能化的手段发挥更好的效益,已经到了刻不容缓的地步,所以大家觉得智能交通必须要搞。尽管有这个实际需求,但概念这东西是难免的,有时候概念是为了强化大家的理解和认识,比如车联网,虽然有所认识了,但其本质和内涵需要去进一步挖掘;还有物联网,自从IBM提出智慧地球,后来咱们提出物联网,一直在推进,但也面临同样的问题,物联网究竟是要干什么?交通物联网从本质上说还是交通信息的采集处理和,但这些大的背景大的趋势大的变化无疑将给智能交通注入新的内涵,促进一些新的领域技术方面的发展,有效结合好,发挥积极作用,就是有意义的。

智能交通里面有一个核心系统――采集处理,从道路交通信息的采集、传输、处理到,可以给管理者,包括交管局、交通指挥中心等,同时也面向社会。在北京路上开车可以看到路况显示,前方是否拥堵,这个过程就是“采处发”。从采集来讲就是感知,原来在路上设检测器感知,将来车上都有ID了,那就变成车辆感知了,再先进一点,车与车之间可以通信了,车联网就形成了。另外路旁边有信息采集装置,跟车辆实时交互,那就车路联网了。路再通过无线传感器或无线通信连接起来,那就构成一个大的物联网概念了。不管叫车联网、路联网还是物联网,只要大家接受就行。本质意义是广泛的获取信息比以前要多。如果说以前是路边设一个检测断面来获取信息,现在是广义的多维的网络化的全景式的交通信息环境的建立。这在物联网背景下,是一个重大变化。在技术不断变革的时代,概念是难免的,但不要单纯追求概念。

《新经济导刊》:智能交通系统在中国发展十几年了,有哪些自主创新成果?

关积珍:交通本身蕴含着一定的文化和社会背景因素,比如道路指示牌,国外的拿过来中国人看不懂,中国人在认知方面有自己独特的惯性思维和文化传统,把国外的高速公路编号G25、G18拿到中国,建立不起概念来,不适用。只有以地域概念命名,中国人才能记得住,比如京藏、京沪。

智能交通是与国情、地域相关的,除了共性技术和核心技术一样,在应用层面有很大区别,我们成功的地方恰恰是结合中国国情和发展需要的一些领域,比如联网不停车收费(ETC),日本早就有,而且做得还比较成功,欧洲也有相关标准,美国发展比较慢,因为美国高速公路不收费。中国因收费造成排队拥堵是一个很大的问题,针对中国的国情、车况和收费管理等要求,需要一套很复杂的体系。我们在ETC方面做了很多创造性工作,形成了自己的国标,建立了相应的示范项目,像京津冀、长三角、珠三角这些示范项目做得很好,现在向全国进行推广。基于此,下一步将延伸到城市交通拥堵收费。

另外,我们在面向重大应用需求上,做得还是很成功的。比如前面提到的北京奥运会,上海世博会。有人说这是国家项目,有政府力量,但政府推动只是一个重要的因素,最终变成现实需要技术去实现,我们实现了,这是很大的成功。有些典型的系统与国外相比一点都不差,像北京道路交通信息采集处理系统,二、三、四、五环以及进出京高速公路都设有专门的检测器,现正向主干路延伸。首先检测手段不是单一的,有微波、超声波、视频、旅行实验检测,把这些数据汇集上来以后,实时地进行自动化处理和对外,这需要的技术手段还是比较高的。而国外区域性的有,整个城市这么做并不多。在上海世博会期间,从周边省市进入上海的客流状况的获取,基于移动的手机定位进行客流预警、宏观状况信息的采集,做得也很好。北京还做了交通拥堵评价,对交通拥堵建立了一个评价指标体系,核心指标是拥堵指数,把拥堵从0~10分成五个区间,分别代表非常畅通、畅通、缓行、拥堵、严重拥堵。这套智能化交通运行分析系统很有价值,将来有机会可以适合公众接受的形式对外出去。

这些年,智能交通在基础技术方面取得了很好成果,重大应用上取得了标志性的成果,形成了初步的智能交通标准体系,在国际的智能交通发展格局里,中国也占有一席之地了。

《新经济导刊》:现在一个国家、一座城市都讲究顶层设计,您所领导的企业也是做解决方案的,你们如何实现智能交通系统解决方案的顶层设计?

关积珍:你问得很好。智能交通系统本质上是一个完整的体系,要有系统的思想和方法去做智能交通,首先要有整体的顶层设计,明确总体目标和任务,然后决定投入多少,如何分步落实。我们在做智能交通系统解决方案的时候,首先建议对方制定城市综合交通规划,然后再制定安全管理规划和道路交通智能化管理规划。智能交通管理规划,包括需求、路线、发展目标、系统建设的远景规划等,特别是面向中小城市,更需要去引导。这样做才有意义,不会造成重复建设和浪费。在上世纪90年代末2000年初的时候,我就对一些地方城市交通主管部门说,建设智能交通系统要做三件事情:一是建立健全道路交通基础设施环境;二是加强宣传教育,提高全民的交通意识和素质 ;三是做各种系统,用先进的技术来保障。这样的智能交通系统才能发挥作用,否则再先进的技术和设备也无法保障交通的畅通和安全,因为与人的交通素质和基础设施是否完善有很大关系。我认为,这种倡导到现在依然管用。所以我们公司一直设置一个部门―交通工程事业部,业务职能就是做交通标志、交通区划等,这是天大的小事。作为企业,我们不能只盯着市场和项目挣钱,要把智能交通当成民生工程来做。

《新经济导刊》:中国的智能交通产业链是否形成?现在有分析人士说,“十二五”智能交通产业规模有几千亿,你怎么看?哪些领域发展潜力大?

关积珍:坦率地说,现在智能交通产业链是初步形成,但还不成熟,分工也不合理。许多企业发展定位不清晰,产品、解决方案、系统集成等什么都想做,但又做不精。没有形成比较大的稳定的各环节的龙头企业。这是任何产业都要经历的阶段,需要一个逐步发展过程。

至于产业规模,智能交通的产业空间确实不小,到底有多大,不好预测。首先产业边际就不好界定;其次,交通管理、交通服务、投入主体都是多元的,政府投入只是一方面,还有企业投入、风险投资等。我认为每年几百亿的投入还是有的,现在没有一个全国的智能交通投入汇总数据,因为城市智能交通都是地方政府主导的。

中国的智能交通有个特点,是民航、铁路、公路、轨道、城市道路、水运等综合交通领域全面推进,而国外更多关注的是道路智能交通,中国把道路交通分为公路和城市道路两块。中国正在进行交通信息化建设,信息化和智能交通很难分清楚。民航的业务系统一直跟国际接轨,管理的现代化和信息化程度是比较高的,如客票订制。铁路业务运营管理的自动化和信息化程度是比较高的,面向公众服务这一块还比较欠缺,现在也意识到这一点了,正在改进。这两个都是行业纵向管理。公路比较分散,各管一段,全国公路资源统一协调难度比较大,交通部也是积极推进,并且计划对全国公路进行智能监管和紧急处置,从国家战略角度也是很有必要。真正热点和比较关注的是城市道路交通,主要是解决拥堵,但智能交通不可能完全解决拥堵,只能为缓解拥堵提供一个技术支撑手段。解决拥堵与城市规划、土地利用、公众出行方式、城市交通的结构构成等有很大关系。智能交通只是这一揽子交通解决方案中的一个,这一块,智能交通的发展空间比较大。在城市化进程中,交通问题是一个突出问题,不仅仅是硬件建设,人的观念也要转变,要尽快适应城市化的要求。

《新经济导刊》:据了解,交通运输部已经启动新一代智能交通系统发展战略研究,北京市也表示将建设新一代智能交通系统,请问什么是新一代智能交通系统?

关积珍:新是相对的,业内对此说法也有不同认识。我认为,新一代必须从本质上有突破。当然,这种提法也反映出一个趋势。智能交通发展到现在,对中国来讲,除了借鉴国外的经验,也要满足国内的应用需求,有很多不太成熟的技术不能完全照搬国外的,我们需要结合国内需求去创新发展,这是一个层面。第二个层面是,现在的技术环境与美日欧当时的环境完全不一样了,不在一个起跑线上,新技术日新月异,如何运用现有的高新技术来提升中国的交通管理水平和效率,这需要去重点探讨。还有随着经济社会的发展,人们对交通出行、享受新技术成果运用的需求也不一样了,智能交通技术、服务和运用的理念也需要调整,要实现安全、通畅、环保、智能化服务等多元目标而不是单一目标。原来的技术系统无法满足,需要集成创新,有新的技术手段来支撑,实现新的展示,这也可以说是新一代的内容。新的需求、新的技术环境、新的理念上的突破,这样才能对智能交通有一个新的发展。

《新经济导刊》:“十二五”期间中国智能交通的发展方向和重点是什么?

关积珍:第一,综合交通运输系统的性能提升是我们关注的一个重点方向。“十二五”是智能交通提升的阶段,包括关键技术要有新突破,比如车路协同技术,智能交通服务于交通管理和出行的需求要有一个提升。中国的特殊性是综合交通运输,公铁水民都要一体化去考虑,不能偏颇哪一个。在863支撑计划里有一些交通枢纽的布局,加强枢纽之间的能力协同。典型的讲,从天津坐高铁到北京南站,从北京南站换乘地铁到中关村,这样就比原来大大缩短了时空距离,提高了出行效率。

第二是智能化交通管理向智能化服务转变。原来的智能交通系统侧重于管理上的需求,服务的理念体现不充分。实际上交通是面向服务的,应该面向服务提供技术支撑,让服务的水平和效率更高。民航这方面走在了前面,网上可以订机票,走不了可以改签,登机牌通过手机和网络都可以换,这都是信息网络技术带来的方便。其他火车等出行方式都可以这么去做,最近火车实行网络售票,这就是一个进步。还有诱导,不能光告诉哪里堵哪里不堵,应该在出门之前告诉全市的交通状况,你所去的区域是否有重大活动,通往那个区域的道路,哪条交通流量大,以便提前绕行。

第三是交通安全要下功夫。机动车保有量、道路增加、人口流动快、交通安全意识淡漠等因素将对交通安全带来很大压力。科技部、公安部、交通部在“十一五”启动了一项《国家道路交通安全科技行动计划》,对有效防治、减少重特大道路交通事故进行系统的技术研究,这也要继续深入开展。另外还要加强安全保障措施和安全宣传教育,安全无小事。交通教育要从娃娃抓起,交通宣传要日常化,新闻媒体要加大舆论引导和监督力度,开辟专栏天天讲交通知识,日日讲交通法规,形成良好的交通文化氛围。

第四是提高交通信息的采集处理水平。现在信息化发展很快,交通信息的采集、处理、是智能交通的一个核心系统,这方面还有很多要做。因为不管是科学的管理还是高效率高水平的服务,都要依赖于对交通实际状况的充分了解,这就要靠信息的获取和采集,同时还要快速地处理和高效率地。

第五是建立公共的智能化交通服务平台。原来智能交通是做单项技术、重大集成应用,现在要转向构建面向公众的多媒介、多功能、方便快捷的交通信息服务大平台,切实发挥为民服务的智能交通作用,引导公众合理选择出行计划和方式,从源头化解交通拥堵,保障交通安全通畅。

第六是要大力发展智能交通产业。智能交通是典型的产学研用多技术领域集成的体系,发展到现在,要扩大和提升产业规模,否则技术不能发挥很好的作用;我国已经在特大型城市、大城市集中应用了许多很好的技术成果,要加快产业化推进,结合各地特点向全国进行商业推广。要加强对智能交通产业和企业的引导和支持,这方面已经有迹象了。最近资本层面的运作如并购、上市已经开始。未来五年,将形成有梯次的有一定规模的产业化格局。

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中图分类号:491 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0274-02

目前,随着我国经济实力的上升,以及人民生活水平的逐渐提高,我国的汽车保有量已经突破了4亿,汽车在给人带来便利的同时,也给城市交通带来了压力,我国的多数城市都出现了交通流量增加、道路拥挤的现象,这就要求交通管理部门加强对交通的管理力度,增加有效的管理方式。智能交通系统是目前一种比较实用的交通管理模式,它能减轻人工管理的压力,提高管理的效率,而该系统的运行离不开实时交通信息的采集和处理。

一、 目前交通管理系统的不足以及智能交通系统新方法

原有的交通系统的组成离不开先进的信息采集、处理设备,例如环形感应线圈、雷达、红外传感器等,这些设备能够准确的感应到交通信息,提高数据采集的精度,让交通系统能够进行准确的分析,但是,这些设备也存在一定的缺点,例如它们的维护成本较高、必须要人工进行维护、容易受到磨损、受气候和光线的影响较大,因此,在多数城市,交通管理部门只是在比较关键的路段安装这些设备,以减少设备运行的成本,这也使得交通信息无法实现全覆盖,在某些路段存在真空的缺点,在一定程度上削弱了交通管理的能力。针对这一问题,解决的途径就是使用智能交通系统无线定位方法,通过实时采集行驶在路网中一定数量交通信息采集单元的速度、位置和时间信息,充分运用先进的智能信息处理方法进行整个交通网络交通状况的分析和预测。实时交通信息的采集和处理是智能交通系统中的重要组成部分,它能提高系统的数据处理能力,增强系统运行的有效性。在世界的发达国家,这一技术已经在某些地方应用到交通管理过程中,并且取得了非常不错的效果,它能有效的补充传统交通信息采集方式的不足,在我国,无线定位技术已被成功的应用到其他领域,例如物流运输、防盗报警等,因此,可以看到这项技术是具有实用性的,值得在智能交通系统中进行尝试,因此,从理论上和实践上对该项技术进行研究对城市智能交通系统的建设和完善具有非常重要的意义。

二、智能交通系统新方法的基本原理

智能交通系统新方法的构成主要包括以下几个部分,分别是卫星定位与蜂窝无线网络、交通信息采集单元、TDCS信息中心三个部分。智能交通系统可以在许多车辆上安装卫星定位接收机和蜂窝移动通信设备,这些设备对出租车、公交车、集团车辆等协议车辆的帮助是非常大的,能够将这些车辆作为交通信息检测的单元,通过无线定位和地图匹配技术,将实时交通信息准确的反映到智能交通管理系统中,实现对这些车辆的实时定位跟踪,甚至能够掌握这些车辆在路上的行驶状态以及行驶的时间,然后再通过信息处理技术,将这些实时交通信息进行融合和分析,进而为有效进行城市交通诱导提供决策依据。智能交通系统新方法的具体环节包括以下三个部分,分别是:①无线定位技术,主要是应用卫星与蜂窝无线定位技术相结合,通过这个技术能够将车辆与地图匹配起来,对车辆的交通信息进行准确定位;②参数检测技术,通过这项技术能够获得相关车辆的瞬时速度、位置、时间数据,在这些数据的基础上,可以获得相关路段的区间的平均速度、交通流量和旅行时间;③分析预测技术,在采集完数据之后,能够将这些数据进行融合,在融合的基础上预测道路是否发生交通事故,进而可以分析和预测下一时段路段的交通流量和旅行时间。智能交通系统新方法的基本原理结构图如下图所示:

智能交通系统新方法的优点非常多,这种实时交通信息采集处理的方法与“固定”检测器采集处理的方法不同,它们之间的区别主要体现在这些方面,例如对多个路段交通状况的全方位、同步、动态、实时检测。这种方法与传统的跟踪监测方法相比,不会对驾驶者的驾驶行为做出特殊的要求,信息采集单位的具体信息可以与交通系统之间完成信息交互的工作。这种技术的优点主要包括以下几个方面:一是可以利用现有的卫星定位和蜂窝网络的设备基础进行检测,减少了昂贵监测设备的安装过程,极大的降低了检测的成本;二是可以进行全天候24小时的实时信息采集和处理;三是可以将信息与其他应用联合起来,满足多种功能的需求。

三、 智能交通系统新方法的关键技术

智能交通系统的新方法是一个具有现实意义的交通管理办法,这项技术目前还不够完善,在实施过程中遇到一定的障碍,影响了智能交通系统的作用的发挥,因此,解决这些关键问题是相关部门和科研单位应当重视的问题,其中的关键技术主要包括以下几点:

1、个体信息与整个交通流信息之间的联系

智能交通系统的组成离不开每一个个体交通的信息数据,只有个体交通信息数据足够多、足够准确,才能为智能交通系统提供足够的信息参考,信息数据才会更有价值,个体交通信息的重要作用是不能忽视的,个体速度的计算公式如下图所示。而且,还要处理好个体交通信息与整个交通流信息之间的关系,这也是目前世界上普遍存在的关键问题。个体的交通信息在传到处理系统之后,需要进行快速有效的计算,但是,计算效率的高低却无法得到保证,容易受采样标准差、定位精度、通信效率、功能需求、道路交通特性等因素的影响,这样使得信息处理的结果丧失了原有的价值,很难应用到交通管理中,因此,解决个体交通信息与整个交通流信息的关系是最应当解决的问题。个体车辆的平均速度计算如下:

2、精确定位

利用卫星和蜂窝组合进行车辆的定位是智能交通系统运行的基础,如果定位不准确就会影响智能交通系统的运行,由GPS与蜂窝定位数据结合地图匹配技术构成连续定位系统。一方面GPS作为蜂窝定位的标准可以极大的提高交通信息定位的精度,另一方面蜂窝定位信息可以有效的避免GPS发生故障时的定位问题,而且能够提高定位的准确性。

3、数据处理及建模

数据的处理和建模是智能交通系统的核心环节,将不同的数据信息整合到一个平台中,实现数据的互补性,提高数据的价值,让智能交通系统实现管理的有效性。在个体交通信息中,有许多是没有利用价值的,这些数据如果不进行过滤,就会影响数据处理的效率,甚至还会影响到其他信息的准确性,减少大量的“病态”数据和空缺数据是智能交通系统的重要内容,治理这些问题主要通过阈值法和交通流机理法、历史均值法、时间序列法、车道比值法和自相关分析法等。单一路段交通流量、车流速度和旅行时间等参数的估计路段平均速度是最为重要的交通流参数之一,通过平均速度可以推算出交通流量、交通流密度等重要参量,进而提高数据的准确性和有效性。

总结

实时交通信息的采集和处理是保障智能交通系统正常运行的关键,智能交通系统能够提高我国交通管理的效率,给人们的出行带来便利,但是,目前的实时交通信息采集和处理方法并没有发挥出重要的作用,主要原因就是其中的关键技术没有得到解决,信息的准确性、信息处理的效率没有达到规定的要求,因此,对关键问题进行分析和处理,解决定位不准、处理速度较低的问题,是实现智能交通系统的坚实的基础。

参考文献

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[2]李妍峰,高自友,李军.基于实时交通信息的城市动态网络车辆路径优化问题[J]. 系统工程理论与实践. 2013(07)

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中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 20-0000-02

物联网作为新一代信息技术的代表,它是全球技术发展的方向,物联网是信息化与工业化融合的重要途径和载体,也是信息产业发展的第三次浪潮。而智能交通作为国家“十二五”期间重点扶持的新兴产业之一,同时也是最迫切需要融合物联网相关技术的领域之一,面临着巨大的发展机遇。很显然,ITS(智能交通)离不开各类传感器对交通数据的采集,离不开局域、网络的交通信息共享,离不开智能系统的监控和管理。物联网具“信息、和智能”两大特征,其在城市智能交通领域的应用,必将引领城市交通的管理和服务发生革命性的变革。智能交通行业中利用物联网技术、网络和设备来实现交通运输的智能化,智能交通系统与物联网的相互融合,必能促进中国智能交通系统的大发展。

智能交通系统着眼于提高交通基础设施运行效率,立足解决交通拥堵、交通事故以及与交通运输业密切相关的能源和环境等问题,借助于电子信息以及科技等领域的优势,综合运用各种高新技术实现对人、车辆、道路以及交通与运输的智能化监控与管理,实现感知道路的各种信息(交通拥堵、重大事件、公交、停车信息、环境(尾气)与天气等;采用互联网、广播电视网、3G天线网络等三网融合的数据传输系统实现任何时间、地点的实时道路状况及数据的交互与传输;充分发挥数据信息有效价值,将数据信息分层分类及时发送到相应的部门和用户群体;为机动车驾驶员和市民提供最佳的出行路线;为政府及有关职能部门应对突发事件和交通道路指挥及未来发展提供决策参考与依据。

1 基于物联网的智能交通体系框架的研究

传统的交通信息采集方式落后并且手段单一,不能实现24小时的实时提供现场信息的实际情况以及道路拥堵疏通和突发交通事件的实时处置能力有有限的情况下,我们采用基于物联网架构的智能交通体系,采用多种交通信息采集手段,结合出租车和公交以及其车辆的日常运营,采用搭载车载定位装置和无线通讯系统的浮动车检测技术,实现对交通信息要素的全天候实时获取。通过路网流量分析预测和交通状况研判,为路网建设和交通控制策略调整及相关交通规划提供辅助决策和反馈。

智能交通体系框架下的智能交通体系通过实时全天候采集和智能分析并结合车载无线定位装置等多种通讯方式,实现了车辆路径规划、动态诱导和区域路网交通管控,能够使整个交通信息系统进行整合,为交通指挥中心信息平台提供实时信息。为情报分析和指挥决策提供数据支持。在目前智能交通体系中车辆信息采集方式有固定式采集和浮动车式采集。固定式采集方式通过安装检测设备,从而对机动车信息进行检测。而浮动车将采集所得的位置和时间数据上传给数据数据处理中心,由数据处理中心对数据进行存储、预处理,然后利用相关模型算法将数据匹配到电子地图上,计算或预测车辆行驶速度、旅行时间等参数,对路网和车辆实现“可视化”管控。浮动车采集技术是固定点采集技术的重要和有益的补充,它实现全流程的信息采集,结合固定点式采集,能够为路网数学模型的建立提供更全面丰富的数据。

2 基于物联网的智能交通诱导系统的应用研究

智能交通诱导系统主要利用屏信息,对驾驶员提供诱导。驾驶员通过信息板实时对应交通节点下游的部分路网交通状态,来选择交通行驶路线。并能够对交通管理措施提供跟踪反馈。交通诱导屏信息子系统主要功能包括:

2.1 提供在线车辆诱导、紧急事件的通告信息。交通诱导信息包括道路拥堵信息、快速路出口匝道拥堵信息、以及根据天气状况、路面及路面设施检修状况、特殊情况需要封闭道路等各种交通警示信息等,即时通知驾驶员,以提高其警觉性,实现车流的合理导向,缓解车流分配不均对交通造成的影响,保障车辆的安全行驶。

2.2 智能交通诱导系统的控制模式。智能交通诱导系统包括自动和手动两种控制模式,系统可以自由的在自动和手动之间切换。诱导系统在自动情况下,系统自动向交通诱导屏发出显示道路交通状况的信息,红色表示堵塞、黄色表示拥堵、绿色表示畅通。在手动的情况下,系统自动向交通诱导屏发出显示道路交通状况的信息需经操作员手工确认方可,同时操作员可手工向交通诱导屏发送文字信息。

2.3 可变动态文字警示信息显示。智能交通诱导系统中的信息标志牌不应该固定不变的文字信息,应该重要的路况信息、警示信息,以便提高交通诱导屏的可读性。

3 基于物联网的智能交通车联网系统应用

城市交通的发展涉及多个部门,需要建立统一高效的协调机制。物联网目前处于概念设计期,希望政府、研究机构、高校、企业里能够重视对这项技术的研究,这是一次非常难得的创新机会;RFID是物联网得以实现最为重要的核心技术之一,城市交通领域应用潜力巨大;车联网将成为城市智能交通发展的核心。国家发改委已经先期启动基于物联网的城市(广州)智能交通试点示范,这些工作的开展必将带动我国相关产业的发展。

“车联网”是面向物联网的城市智能交通发展的一条创新之路。汽车具有数量大、机动性强等特点,一直是城市交通管理的重点和难点。车与车、车与人、车与道路的协调一致是智慧城市的重要体现。车联网作为物联网最具有发展前景的典型应用,是物联网以及智能汽车两大领域的重要交集,是战略性新兴产业之一,也是未来智能交通拓展的方向。“车联网”更具体、更容易落地实施;车联网的构成不仅仅是汽车,还包括道路、行人等,涉及整个城市交通系统。

3.1 车联网的几大特性。所有车辆都是具有独立身份和独立思考能力的智能体,就像一个智能机器人,能自动判断路况,不需人驾驶;所有车辆都可以实时感知自身、以及与其相关的物体的身份和状态,借助无线通讯,城市内车与车之间,车与建筑物之间,以及车与城市基础设施之间实现互联互通;所有车辆所在的系统呈现出物体协同运作、系统状态最优的自组织运行模式,车辆如深海中的鱼群快速地游动却彼此永不相撞。

3.2 车联网面临的四大挑战。(1)规模。与汽车保有量的迅猛增长相对应的是,汽车相关的信息采集的种类也从单一的车辆身份信息逐步拓展至汽车的身份信息、运行信息、状态信息和事件信息等,数据规模将突破几十甚至几百PB级,迫切需要海量信息的传输、存储和处理技术。车联网将依托汽车智能平台实现节点级的海计算分层自组织形成局部智能,解决90%的感知数据处理。车联网先导试验阶段将支持百万级车辆的联网应用。(2)性能。汽车具有数量众多、个体分散、机动性强、牵涉面广等特点,需要支持复杂应用场景、高速移动状态下的信息感知技术。(3)安全。从互联网的虚拟空间拓展到车联网的物理空间,通过网络就可能实现对现实世界车辆的攻击,信息安全和危机处置将面临的更大的挑战。(4)隐私。车联网可使每辆车成为一个节点。海量的涉车信息自动进入网络,一切都将越来越“透明”,信息管理的权限设定将涉及基本的法律问题,甚至道德伦理问题,需要信息分级权限技术、隐私保护技术。

参考文献:

[1]杨铁军.智能技术在交通物联网中的应用和探讨[J],2011.

[2]张莉莉,史鹏飞,陈剑.物联网在智能交通中的应用研究[J],2010.