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建立网络电话的软交换系统有助于使传统的通信方式与现代化的通信方式有机地结合起来,达到共融、共同发展的目的,而对电话网络的智能化改造则是使传统电话通信方式实现软交换的重要手段。做好电话网络的改造和完善工作将有助于推进我国信息化建设的脚步,使我国在下一代网络建设工作中处于优势位置。
一、电话网络通信系统的智能化改造的意义
什么是电话网络的智能化改造,电话网络的智能改造是指使基于传统固定电话业务,使其业务功能与承载业务的网络相互分离,将固定电话的客户信息、电话号码、业务内容等项目独立出来,不再与业务承载网络有任何联系,这两者成为两个相互独立的部分,并且建立一个单独的网络环境来存在电话用户的信息、使用数据等等,并且使各个数据网络之间具有统一标准的IP标准化接口,使每个用户数据网络之间都能拥有良好的兼容和连接关系。
二、电话网络的软交换系统及其智能化改造的技术优势分析
软交换这一概念的提出是在二十世纪九十年代后期IP电话技术出现的基础上提出来的,是下一代网络技术的技术核心,其功能是实现下一代网络的呼叫控制与连接控制,为下一代网络的控制与呼叫的核心技术。软交换技术具有以下几个基本特性:拥有汇接局和端局的功能;同时具备电路交换网络与集成分层网络;多媒体层、呼叫控制层、业务项目层彼此独立、彼此分离。就目前软件换技术的发展形势来看其技术在信息领域中具有以下优势特点:对呼叫功能的控制、业务制定、多媒体网关连接、多种兼容功能、支持多种业务形式和内容、授权和认证功能、计费、网络资源管理与控制、接口和协议功能。
三、电话网络的软交换系统及其智能化改造的技术方法
(1)网络汇接局技术要以软交换为基础。传统的汇接局技术显然已经无法适应时代的发展,采用软交换技术可以使网络环境管理实现统一化,将网络流量区域分为几个合理的区域,以软交换技术为这几个分层的控制中心,这样就能实现网络平行管理,另外软交换技术能够统一操控终端网关与信令网关,原有的汇接局设备被终端网关所替代,这样就能使老旧的网络端局交换设备只管理用户的接入工作就可以了,呼叫与控制功能则由软交换来实现,这样就为业务智能化提供了有效的基础。
我国经济目前处于快速的发展过程中,交通事业及其机动化水平也得到了迅速的发展,但在此背景下我国的交通发展存在很多问题,很多城市的交通流量都在与日俱增,交通堵塞、事故等经常发生。为了解决当下交通事业发展的困难局面,我国有些城市已经开始建立和应用智能化交通系统,以此实现城市交通的顺畅运行。在智能交通系统的应用中,图像处理技术应用比较广泛,具有重要的现实意义及广阔的发展前景。
1 智能交通的概述
智能交通系统,目前在全球很多国家得到了广泛的应用,是很多国家发展交通事业及运输事业过程中的重点关注对象。我国目前经济发展速度较快,相关的科学技术也在不断深化发展的过程中,在此背景之下,智能交通系统在我国也处于快速发展的趋势下,在很多城市得到了较好的应用,具有极强的应用前景。智能交通系统,是基于完善道路设计建设的基础上发展而来的,该系统主要应用了信息技术、智能技术、电子技术、地理技术、图像处理技术、传感器技术等多种不同的先进技术。其中,图像处理技术在智能交通系统中的应用最为广泛,也最具重要价值。这些先进技术的应用,使得智能交通系统成为了一种先进、准确、实时的交通系统,可以带动交通事业与运输事业向智能化方向发展。
智能交通系统的发展与应用,不仅可以提高地面交通的效率,还可以使现有的交通基础设施得到最为广泛和高效地应用,也能保证交通安全。应用智能交通系统之后,人力、物力、财力投入都会出现明显的下降,与传统模式的交通系统相比,具有较好的社会价值与经济意义。此外,应用智能交通系统,还可以实现对车辆运动状态下的行为分析,保证分析工作的准确性,对于交通部门的工作也有积极的促进作用。
2 图像处理技术在智能交通中的应用
笔者在上文已经提到,智能交通系统在具体的应用过程中,需要很多先进技术给予支撑,其中,图像处理技术的应用最为广泛,是智能交通系统应用的所有技术中最为关键的技术之一。下面将对图像处理技术在智能交通中的应用作简要分析:
2.1 车牌识别
在智能交通系统中,图像处理技术的应用首先就体现在车牌识别中。车牌识别是智能交通系统的主要构成,可以帮助车辆管理部门对车辆进行合理、高效的管理,提高工作人员的具体效率。目前,车牌识别主要应用于停车场管理、小区管理、高速公路系统等主要方面。
车牌识别,主要是对路面运行的车辆进行监控拍摄,提取其车牌的主要信息,如汉字字符、英文字符、颜色、数字等。在对这些信息进行处理的过程中,需要对图像进行采集、预处理、最终识别。车牌识别的应用,需要相关的部门安装数字设备、摄像系统、计算机系统等,在此基础之上对车辆进行图像信息采集,之后对采集到的信息进行预处理,找出车牌在图像中存在的具置,将所有信息进行提取,并分析信息中的所有要素,最终识别出车牌的真实信息及真实号码。
车牌识别在具体的应用过程中,图像、照片的质量会受到很多外界因素的影响,如日照因素、降雨、车辆运行速度等。在这些不同的外界因素影响下,车牌识别系统所采集到的车牌信息经常会出现模糊、看不清、重叠等问题,对于后续的识别工作有严重的负面影响。因此,在进行正式的车牌识别工作之前,工作人员应当着重对车牌图像进行预处理,如对图像进行灰化、二值化、校正等,保证车牌识别的准确程度。我国目前虽然也应用图像处理技术进行车牌识别工作,但是我国车牌的格式相对繁多,背景也比较复杂,缺少较好的统一性,因此存在识别不清等问题,需要有关部门对此进行进一步合理改善。
2.2 信息采集
在智能交通的发展与应用过程中,工作人员还可以利用图像处理技术进行信息采集,以保证智能交通系统得到高效、稳定的运行。
某市交通部门在开发智能交通系统之后,利用图像处理技术对交通信息进行合理的采集。工作人员通过对该技术的具体操作,获取道路交通运行过程中方方面面的运行信息,如具体的车流量、车辆运行速度、车辆类型、道路交通密度等。图像处理技术在采集这些相关信息之后,就将图像立即传回到工作人员及分析人员的电脑上,分析人员就可以据此获取交通运行的确切信息与实际状况,从而保证交通管理部门对道理交通进行合理、高效的管理,并及时发出预警信息与诱导信息,对道路交通运行中的车流进行调节与疏导,避免交通出现严重拥堵,实现道理交通的顺畅运行。该市交通部门发现,在应用图像处理技术进行信息采集与分析之后,道路交通管理部门的工作效率得到了明显的提高,该市的交通拥堵问题也得到了合理解决。
2.3 车辆检测
图像处理技术在智能交通中的应用,除了车牌识别之外,还可用于车辆检测工作。目前,车辆检测的主要方法有背景差检测法、边缘检测法、帧差法、模型法等。这四种检测方法都可用于进行车辆检测,并具有较好的检测效果。目前,在智能交通的应用与发展过程中,图像处理技术的一个主要的应用方向便是被用于车辆检测。
智能交通应用图像处理技术进行车辆检测,在某种程度上是基于车牌识别工作才得以进行的。智能交通系统在采集到车辆信息之后,图像处理技术就可以通过对车牌等车辆的主要信息进行合理、高效的识别,以此实现对车辆的实时检测。
2.4 在电子警察中的应用
图像处理技术在智能交通中的应用,还可以体现在电子警察的应用方面。电子警察是智能交通系统的重要组成部分,可以在某种程度上代替警察进行工作,不仅可以保证工作的高效性,还可以提高工作的合理性。图像处理技术在电子警察中的应用,主要可以分为以下几个方面:图像滤波技术、图像编码、图像识别、图像加密等。
图像滤波技术主要指的就是图像处理技术可以将拍摄到的视频画面中的噪声等严重的干扰源进行合理清除,在此基础上将视频图像中的有效信息进行高校提取。视频编码,主要就是利用相应的编码技术对智能交通系统拍摄到的视频图像进行二次编码,以此保证图像可以满足具体的通信需求。图像加密,主要用于对视频图像进行密码,也可以添加其它的保密手段,保证视频图像的安全性。
某市交通部门在开发和利用了智能交通系统以后,将电子警察与智能交通系统相结合。该市的电子警察,由于应用了比较先进、关键的图像处理技术,因此不仅可以做到对车辆、行人进行视频拍摄,还可以对拍摄好的视频进行分析、加密、编码等。该市交通部门的管理者发现,电子警察在应用图像处理技术之后,工作效率得到了明显提高,对于该市的交通事业发展起到了积极的促进作用,也带动了该市智能交通系统在未来的深化发展。
2.5 障碍物检测
除了上述几种应用方向之外,图像处理技术在智能交通中的应用,还包括了障碍物检测这一主要内容。在交通系统中,障碍物主要包括了车辆行驶过程中前方道路的行人、自行车、电动车、其它机动车及交通标识等。图像处理技术在障碍物检测中的应用,主要是利用了立体视觉检测、背景运动检测分析、光流检测等主要方法。在进行检测的过程中,图像处理技术主要是基于对摄像头拍摄到的视频画面等进行细致分析,看道路前方何处存在障碍,并及时将障碍情况提示给司机等人。目前,这几种主要的障碍物检测方法在智能交通系统中都得到了相对较好的应用,效果也比较理想,对于图像处理技术的深化革新及智能交通系统的再发展可以起到强有力的推动作用。
3 结语
智能交通的发展与应用,不仅可以解决现存的交通问题,更可以带动我国交通事业在未来的发展。在智能交通的应用过程中,图像处理技术得到了比较广泛的应用,可以用于车牌识别、字符分割等。图像处理技术的应用,不仅给予智能交通发展应有的支持,也提高了智能交通的应用效率,保证智能交通的应用收到实际效果。相关部门及人员若想保证智能交通得到深化发展,就一定要重视图像处理技术的应用效果及其应用质量。
参考文献
[1]谢海斌.智能交通中图像处理技术应用的研究[J].电子技术与软件工程,2015(19).
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[4]姜旭,朱灿焰.视频处理技术在智能交通系统的应用[J].通信技术,2010(01).
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作者简介
中图分类号:TP391 文章编号:1009-2374(2017)03-0041-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.03.018
随着经济水平的提高、人们的生活不断富裕,交通车辆也逐渐成为现代化发展的主要组成部分。但是,交通工具在带给居民便利的同时,也增加了一定的交通管理部门的负担。针对交通运行的现状,图像处理技术应运而生。图像处理技术通过计算机技术对收集到的图像进行智能处理,以其准确度高、监控全面的特性广泛应用到我国智能交通的管理之中,为交通的管理提供强大的技术保证,在很大程度上保证了我国城市化水平的进程。
1 智能交通系统和数字处理技术概述
1.1 智能交通系统概述
智能交通系统是为了解决城市化进程带来的车辆增多、交通混乱的情况发展出来的,能够改善交通运行的效率并且提升交通运行的安全程度的智能管理系统。目前已经广泛的应用于全球的很多国家,成为运输管理部门的主要管理手段。智能交通系统主要应用于交通信息服务系统、公共交通系统、电子收费系统以及应急处理系统等多个交通管理系统。智能交通系统将信息技术、电子技术、数字处理技术以及智能技术等现代化手段结合起来,全方位、多角度对于交通的运行进行监督管理,提升我国路面交通管理的安全性以及稳定性;同时,智能交通系统也能在很大程度上减少我国交通管理部门的人力、物力以及力,对于我国经济社会的发展是十分必要的。
1.2 图像处理技术概述
图像处理技术是智能交通系统中应用最广泛的技术手段。图像处理技术从发明至今已经有80多年的历史,图像处理技术随着计算机技术以及数字处理技术的进步,迅速发展,目前已经成为我国智能交通系统最主要的技术手段。网络技术的发展带给数字处理技术高速的发展契机,数字图像以其应用简单、传输飞快以及信息准确的特点,目前成为人们获取信息的主要方式方法;而图像处理技术以其数字化的工作模式、高速的处理手段以及高效的运行效率,使得相关信息更准确的反映到信息使用者手中。一般的图像处理技术分为输入处理系统、分析设备以及输出处理系统。其以标准化的工作流程,将信息的采集、处理以及转化输出,以规范化的手段进行运作,保证信息收集处理的完整以及准确。
2 图像处理技术应用在智能交通中的探讨
2.1 交通信息采集技术
信息采集的准确以及及时对于智能交通系统能否及时掌握车辆运行状况有着非常重要的影响。高效交通信息采集技术能够实时监控车辆运行的流量、速度以及类型等,保证道路的运行状况能够被全面的被管理者掌控,使得管理者对道路的运行状况进行及时、高效的监督与管理,通过发出相关指引信号,对相关车辆进行引导、对出现路况的地段进行疏通、以及对出现事故的路段进行报警等方式,保持道路车辆运行的秩序,维护交通的稳定与安全,提升交通运输的稳定性以及效率性。
目前,交通信息采集技术也在随着科学技术的发展不断发展得更加自动化、多样化。主要的交通信息采集技术方法有雷达测速装置、红外线感应设备等采集技术,对车辆在路面的运行状况进行实时的监督与管理。但是,有些技术的安装需要对路面进行一定的破坏,而且很容易根据天气的变化造成信息不准确的现象发生。图像信息处理技术在智能交通管理中的应用,相比于传统的信息采集技术,能够更加准确、高效地采集信息,并且降低客观因素对于设备的干扰,减少建设成本。图像信息处理技术通过计算机技术,明确地获取相关范围内车辆的特征以及运行状况,保证了信息采集的自动化与全面性,增强信息的可靠程度,并在很大程度上减少建设成本,提高管理效率。
2.2 车牌识别系统
车牌识别系统是指系统能够监测到路面运行车辆包括汉字、字符、数字以及车牌颜色在内的车牌信息,并对识别的车牌信息进行一系列分析的技术。该系统主要由信息采集、信息预处理以及信息识别三部分组成。通过在配备有数字设备、摄像系统以及计算机系统的基础上,对车辆的行进状况进行图像收集,对收集到的图像进行预处理,然后寻找到车牌在采集的图像中的准确位置,将车牌从区域中分离出来,并对相关信息进行分析处理,识别出车牌的准确使用者以及相关信息。
车牌识别系统在具体的应用中,很容易受到光照、气温以及降水等自然状况的影响,导致采集到的图像不准确,影响到后期的车牌信息识别。因此,在具体的车牌信息识别工作开展之前,要对采集到的信息进行预处理,对图像进行灰度化、二值化以及校正、分割等技术处理,为车牌识别工作提供基础。在车牌识别过程中,运用计算机技术以及改进算法,提高图像辨别的效率。由于车辆繁多,车牌格式不统一等状况,车牌识别系统在智能交通中的运用还要不断改进,提升其技术性能。
2.3 运动车辆视频分割与跟踪技术
图像处理技术在道路监控中的应用,解决了传统的监控技术需要对路面进行破坏、受自然环境影响较大的不足,通过对需要监控的路面安装摄像头,并通过线路将采集到的视频信息传输到交通管理部门,管理系统中的计算机便可以实时地将传输的信息进行处理与计算,大大提升信息收集与分析的准确性与全面性。对运行的车辆进行及时的监控与跟踪技术,通过背景提取、运动点团位置提取、运动物体跟踪等技术方法,对运动的物体进行实时的跟踪与分析,通过运行车辆的车速、流量等状态,对道路状况以及个别车辆的具体运行状况进行实时分析与控制,保证道路运行的通畅与安全。但是,如果道路车辆运行拥堵、车辆之间空间狭小,就会导致对于具体车辆的跟踪出现状况,就会对车辆的跟踪造成一定的偏差。因此,在特殊交通状况以及天气状况下的运动车辆视频分割与跟踪技术还要不断改善与发展。
2.4 道路识别与障碍物检测技术
在道路专家对不同的道路状况进行了不断的模拟与假设后,研制出比较适应我国道路运行状况的识别技术与障碍物检测技术。目前的道路识别技术主要有以区域为基准、以边缘为基准、以模板为基准、以图像滤波为基准四种方式。这四种识别方式为我国道路运行状况的监督提供了更加全面的技术保证。同r,图像处理技术在障碍物的检测方面也有重要的作用。障碍物是影响车辆运行的主要因素,包括路面运行或者静止的物体与人体,对其准确的监控是保证车辆运行安全、道路顺畅的重要手段。道路障碍物检测技术有基于立体视觉、基于光流、基于背景运动估计三种方法。这三种方法对于道路障碍物检测提供了必要的技术支持。
2.5 在电子警察中的应用
电子警察能在一定程度上替代警察的工作,不仅能够提高工作的合理性与可靠性,还能在很大程度上减少运输管理部门人力的投入,减轻工作人员负担。图像处理技术在电子警察中的应用,主要有图像滤波技术、信息编码、信息辨别以及信息加密技术等。
图像滤波技术通过图像处理技术将采集到的信息中不合规的、干扰严重的部分进行剔除,筛选出符合标准的信息;信息编码技术将摄像装置收集到的图像进行二次编码,使相关图像满足信息使用者的要求;信息加密技术将图像进行加密处理,保证相关信息的保密性与安全性。这种电子警察技术能在很大程度上提高智能交通的管理效率,保证交通运输的稳定与安全,促进城市现代化水平的平稳较快发展。
3 结语
智能交通是符合现代化的交通运行状况的管理手段,能够对我国交通的运行进行必要的监督与管理,是传统交通管理手段的升华。随着计算机技术与图像处理技术水平的不断提高,图像处理技术已经在我国智能交通的管理中得到了广泛的应用,而对于该技术在运行中的不足,相关管理部门要积极借鉴国内外先进的管理经验,结合我国道路运行的实际状况,不断深化图像处理技术在智能交通中的应用,提升我国交通管理的效率,保证交通运输的秩序性与安全性。
参考文献
[1] 李文举.智能交通中图像处理技术应用的研究[D].大
连海事大学,2005.
[2] 程远航.图像处理与图像识别新技术在智能交通中的
中图分类号: C913 文献标识码: A
一、前言
智能交通控制系统是保证城市交通指挥的首要前提,智能交通控制系统的优劣不仅关系到城市交通的发展,而且关系到国家和人民群众的生活。
二、智能交通系统概述
智能交通系统 ITS(Intelligent Transportation System)是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术相结合,运用于整个地面运输管理体系,建立起的能在大范围、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。
现代社会的交通问题是亟待解决的一个问题。为了能最有效率的提高交通运输能力,为人类提供最为便捷和安全的生活,智能交通系统的研究一直是社会与科学技术领域的焦点。同时,信息技术用于解决现代城市的交通问题,如道路的拥塞,定位,跟踪,收费与罚款等,也促进了 ITS 领域的研究和发展。所谓智能交通系统,就是在现有的交通状况下,充分利用现代高新技术进行合理的交通需求分配和管理,通过卫星导航系统、汽车自动引路系统、交通信息通信系统(VTCS)、视频监控和计算机管理等多种技术手段,将整个路网的通行能力迅速提高,实安全、快速、便捷运输目的的一种交通综合治理方案。也就是说,智能交通系统能将采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心处理后,传输到公路运输系统的各个用户(驾驶员、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障等部门),出行者可实时选择交通方式和交通路线;管理部门可随时掌握车辆的运行情况,进行合理调度,提高公路运输系统的机动性、安全性和生产效率。
三、智能交通控制系统设计及工作原理
1、系统组成
智能交通指挥中心控制系统主要由信号控制机、光端机或调制解调器、通信主机、监控主机等组成,具有单点固定时制控制、多时段控制、多方案选择控制、感应控制、无缆线控功能。它将多个信号控制机通过光端机或调制解调器连成通信信号控制网络。
2、基本功能
智能交通指挥中心控制系统可实现以下基本功能。可编程的16相位控制;可控硅输出,每路可控2个信号灯;路环型线圈车辆检测;相位冲突监视和控制,信号灯故障检测及报警;具有自动、手动、遥控及远程控制方式,具有强制、黄闪、四面红功能;具有固定时段、多时段(工作日/特殊节假日)、多方案(工作日多时段/星期多时段/特殊节假日多时段)、感应控制、无缆线控、有缆线控等多种控制方式;在线修改配时参数,在线显示各相位状态、故障状态;时段划分多达24个时段,可存储100种控制方案;提供三个RS-232接口、一个RS-485接口,可实现电话线、专线、光纤、无线等多种方式的通信;适合于单路口控制、主干道控制、区域控制,出现故障自动降级使用;时钟、日历在线显示和修改;自动排风、加热功能;具有防雷、漏电保护功能;提供4路行人过街输入接口。
3、信号控制机工作原理
信号机采用单片机技术,通过串行通信取得初始化数据,并将初始化数据存放在内存中指定的区域。信号机根据串行通信取得的初始化数据自动运行,驱动交通信号设备正常运行。串行通信的方式可以分为两种,一种通过笔记本电脑在信号机安装位置通过微处理器单元上的RS -232通讯端口通信,另一种通过光端机或调制解调器在当地交通指挥中心远程通信。前一种方式适合没有组网的城市,信号机进行单点控制,后一种适用于线控和区域控制。
信号机不但可以自动运行,还可以通过在信号机安装地点手动控制运行。在特殊情况下,使用人员可以通过信号机上的键盘或遥控器手柄对信号机的运行进行人为的干预,使它能够满足路口正常运行的需要。工作人员还可以在当地的指挥中心通过远程通信对信号机进行远程控制,使大范围的交通控制趋于合理。若路口埋没了车辆检测线圈,可以将信号机的工作方式设定在感应控制方式,信号机会根据路口的车流量自动调节各相位的绿灯时间。
四、智能交通控制系统在城市交通指挥中的应用
1、交通指挥一体化
指挥人员通过智能交通控制系统能够全面掌握哪里发生交通警情和堵塞,事发现场周边有多少警力和交通管理设备,从而使指挥中心做到掌握全局、运筹帷幄。指挥人员点击交通警情图标可以查看警情内容和直接处理警情;选取信号控制、交通监控、交通诱导等设备图标,双击启动控制客户端可以直接操作控制该设备;将鼠标定位在GIS-T警车的图标上时,可浮动显示警车的基本信息,通过车载电话与警车上的执勤民警通话,还可通过警车定位终端的MDT!发送警情和指令,接收民警工作状态信息,实现交通指挥一体化,从而进一步完善了发现快、出警快、处警快的快速反应机制,加强了交警指挥部门协调应变作用和信息功能。
2、交通决策可视化
智能交通控制系统正在着手建立交通决策支持系统,系统建成后可通过专题地图进行可视化的决策分析:基于对公安交通管理的各类数据和各种复杂现象进行趋势关联分析,通过建立图元或标注的专题地图,向各级决策人员直观反馈复杂的分析结果,从而使决策人员更高效率地作出准确判断,进一步提升交通管理决策水平。一定日期内的交通警情、交通流量及警力数据作叠加处理,形成点密度专题、二维专题等各种专题地图,帮助决策人员分析警力安排科学性,制定最优警力配置策略,做到警力跟着警情走、勤务跟着流量走 。
3、信息服务人性化
智能交通控制系统正在建设交通信息网站,通过网站专用的电子地图向广大出行者显示实时路况的电子地图、交通诱导信息、交通视频网上直播等形式多样的交通信息。
智能交通控制系统在交通设施管理系统建立了地图维护更新工具,广州市交警部门可利用该工具,自行维护交通管理业务专用地理信息和交通设施地理信息。系统用户在交通设施管理系统进行日常交通设施维护,相应的地图数据同时也得到更新,保证了地图数据鲜活有效(由于基础地理信息的维护需要专业测绘,需委托专业部门维护)。鲜活有效的地理数据为车载导航、最优行车路线选择等高层交通信息服务提供了基础。
五、结束语
从实践出发对当前智能交通控制系统中所遇到的问题以及措施等相关知识,进行了粗略的分析和研究。综上分析,智能交通控制系统的主要任务是优化城市交通指挥中。
参考文献
[1]康维调查.我国智能交通的现状及发展趋势展望.2008
[2]秦小虎。城市交通紧急事件处理与安全系统模型及应用研究:重庆大学,2005
引言
进入新世纪以来,我国的城市化水平不断提升,城市交通规模不断扩大,在一定程度上加大了城市管理的难度。在城市交通管理中,交通红绿灯发挥着重要作用,只有发挥交通红绿灯的实用价值,对路面交通进行精准控制,才能实现交通系统的正常运转。随着网络信息技术的不断发展,其与社会各个行业的融合更加紧密,智能化成为城市交通的发展趋势。在此背景下,以单机片为基础,进行智能交通红绿灯控制系统设计势在必行。
1 单机片概述
1.1 含义
所谓的单机片,就是在计算机技术的支撑之下,把各种电路集中在一种芯片上,赋予单机片数据传输和电流输送的功能。在单机片上有大量的串行电路,这些电路可以把系统中的不同结构要素组成起来,形成动态操作系统,以此实现系统的高速运转[1]。
1.2 结构
一般来说,单机片是和其他电控设备联合使用的。在智能交通红绿灯设计中,需要构建智能交通系统,系统中的硬件组成要素包括单机片、芯片、数码管、二极管、电阻、电源等等。不同组成部分承担着不同的职能。以单机片为例,单机片可以储存不同的控制电路。以芯片为例,芯片可以记录智能交通系统的关键信息。以数码管为例,数码管可以储存大量系统数据,并实现信息数据的传输。以二极管为例,二极管可以赋予交通信号灯颜色,提高交通控制的效率。以电阻为例,电阻可以控制智能交通系统的过电流,保障系统的稳定性。
1.3 型号
在交通红绿灯控制系统中,经常选用AT89S51型号的单机片。该型号的单机片具有极强的实用功能,一方面,AT89S51单机片可以优化智能交通系统的编程,另一方面,AT89S51单机片可以实现IO接口的独立控制。在应用这一型号的单机片之后,程序储存器可以扩大和升级,为交通红绿灯控制系统提供更多的功能信息[2]。
2 基于单机片的智能交通红绿灯控制系统设计
2.1 设计要求
在以单机片为基础,对智能交通红绿灯控制系统进行设计的过程中,应该满足如下的几个功能要求:第一,应该保证东南西北四个方向交通信号灯的正常运行,当东南方向的道路开启时,西北方向交通流应该暂时停转。第二,应该把准行时间控制在一分钟或两分钟。如果道路的车流量过大,可以设置准行时间为两分钟,如果道路的车流量过小,可以设置准行时间为一分钟。第三,应该明确不同交通信号灯的功能。在准行车辆通过时,应该在绿灯亮起之前,让四个路口的黄灯同时闪烁,以此为驾驶员提供提示,说明行车方向即将发生改变。第四,应该在不同的路口安装交通提示牌,在网络信息技术的支撑下,交通提示牌可以实现全数码化和智能化,驾驶员和行人通过观看交通提示牌,可以知晓道路准行或禁止通行的时间。第五,应该以单机片的基本参数作为依据,实现单机片的电路集合功能,同时要把单机片和数码管结合起来,实现智能交通信号灯的快速转换。
在以单机片为基础,对智能交通红绿灯控制系统进行设计的过程中,应该遵循如下的设计思路:智能交通信号灯的最主要功能就是稳定城市交通运行,因此可以将智能交通信号灯分为三个不同的组成部分,第一个组成部分是剩余时间显示,驾驶员和行人需要知晓变道剩余时间。第二个组成部分是交通灯显示,当时间到达设定值后,交通信号灯要实现自动转换变色。第三个组成部分是按键停止运行,当道路交通出现重大事故,应该中断该段道路的车辆运行,对安全事故采取应急措施[3]。
2.2 设计实际
首先是智能交通红绿灯系统中的LED剩余时间显示设计。在进行LED显示设计时,应该做到如下几点:第一,应该依靠网路信息技术,实现互联网和LED显示屏的连接。第二,在选择交通红绿灯的过程中,应该让不同灯光的位选线先后处在选通的状态,同时让其他灯光的位选线处在关闭的状态,根据位选线的数码对应值,在显示屏上进行数据编码。第三,应该对LED显示屏的显示效果进行检验。如果字符段码与实际信号灯相符,可以将LED显示屏投入到城市交通之中。
其次是智能交通红绿灯系统中的红绿黄灯光转换设计。在城市交通中,不同颜色的信号灯代表了不同的交通指示,红灯代表停止同行,绿灯代表准许通行,而黄灯代表等待。在进行信号灯转换设计时,应该做到如下几点:第一,应该以东西方向为基准,进行初始状态的设置。东西方向的初始时间可以限制为五十五秒,黄灯的持续时间可以限制为五秒。第二,应该以南北方向为基准,进行初始状态的设置,南北方向的初试时间和黄灯持续时间与东西方向相同。第三,在时间设置完毕之后,要应用计算机进行初始循环。
再次是智能交通红绿灯系统中的紧急中断设计。在城市交通中,经常会出现重大紧急事故,阻碍交通的正常运转。在进行紧急中断设计中,应该做到以下几点:第一,建立一个仿真系统,模拟事故发生现场,并对模拟事故进行程序编制,把编制之后的程序记录在交通系统之中。第二,应该根据仿真事故制定相应的应急方案,测试系统运行结果,直至测试数据能满通正常运转的需求[4]。
3 结束语
综上所述,随着城市化水平的不断提升,交通行业迅速发展起来,为了保障交通的快速运转,以单机片为基础进行智能交通灯控制系统的设计势在必行。
参考文献
[1]刘德新,周志文,张卫丰.基于STC89S52单片机智能交通灯控制系统的设计与制作及应用[J].深圳信息职业技术学院学报,2012,03:38-41.
一直以来,交通运输事业对国民经济发展与社会水平的提高有决定性影响。城市内部交通同样深刻影响着城市建设进程与市民生活舒适度与生活水平的提高。在现代社会经济快速发展背景下,城市交通建设必须加大发展力度,以便有效适应时展对城市交通的相应需求,而这一目的的实现,离不开智能交通的构建。
一、智能交通与智能城市概述
智能交通是在交通管理系统中对计算机技术、通讯技术与传感控制技术等加以集成利用,可在较大范围内实现全方位、高效、实时而准确的综合管理与运输,是现代化城市建设中进行交通建设时必然发展方向。
智能城市又可称为网络城市或信息城市,是融合人脑智慧、物理设备与电脑网络等基本要素,形成新的社会形态、经济结构与增长方式的系统。智能城市构建是一个系统工程,对于城市智能体系建设工作而言,城市智能化管理是首要内容,主要是由城市智能化管理系统对管理工作加以辅助。其次就是智能交通、智能安全、智能建筑与智能电力等智能化基础设施,同时包括智能银行、智能家庭、智能医疗、智能企业、智能商店和智能教育等社会智能化与生产智能化。通过智能城市构建,可促使城市生产、运行于管理工作的现代化水平不断提高。
二、建设智能交通的必要性
随着我国现代化建设进程不断推进及人们生活理念不断改变,城市内部机动化程度逐渐提高,道路交通量大幅增加,部分城市已逐渐表现出严重交通拥堵、交通环境不良等问题,对城市内部稳定有序运行及宜居城市建设工作造成了诸多阻碍。尤其是在大城市中,交通阻塞、拥挤现象已十分常见,同时因交通压力过大导致的环境污染加剧与交通事故大幅增加现象已屡见不鲜,且已成为我国较为普遍的城市病,同时对国民经济的进一步发展造成了严重阻碍。目前,城市交通已成为广大群众与管理人员广泛关注的问题。在对交通问题予以解决的传统方案中,道路修建是主要方法,然而在城市区域十分有限的环境下,可进行道路修建的空间不断减小,同时,由于交通系统属于庞大而复杂的体系,若只从道路或车辆方面对交通问题进行单独考虑,往往无法将城市交通问题有效解决。在这一背景下,将道路与车辆综合起来,构建现代化智能交通系统对交通问题加以解决,已经成为普通市民对出行条件予以改善,促使生活质量提高的普遍要求与愿望,同时也是促使城市功能提高,保证城市经济走可持续发展道路的必然工作。
三、智能交通对构建智能城市的积极作用
智能交通是智能城市建设的重要内容,可以实现巨大的经济效益与社会效益,对智能城市构建水平与建设质量有决定性影响。
1、智能交通的经济效益
在构建智能城市过程中,智能交通可以实现巨大的经济效益,主要可分为直接经济效益与间接经济效益两方面。(1)直接经济效益。智能交通可促使行车成本降低,促使交通运输中的劳动生产率大幅提高,使交通出行所用时间有效缩短,促使交通运输事故发生率显著降低,使车辆使用寿命大幅延长,降低能源使用量。同时,智能交通还可促使公共交通运行效率与服务水平大幅提升,引导人们在出行时尽量选择公共交通方式,这对于机动车与非机动车混行的城市而言更具实施价值。(2)间接经济效益。智能交通属于新兴产业,其发展主要依托为计算机、汽车制造、信息与通信等诸多产业。在发展智能交通过程中,可对这些相关产业予以有效带动,促使这些产业不断实现可观经济效益。建立智能交通系统可对周边地区交通状况予以有效改善,促使该地区经济得到全面发展。另外,智能交通的建设可促进路网服务水平有效改善,提高出行效率,能够为各行各业带来不可估量的经济效益。
2、智能交通的社会效益
在智能城市建设中,发展智能交通具有巨大社会效益,这主要体现在以下几个方面:(1)改善环境,实现能源节约。发展智能交通可促使交通出行在能源需求上有效降低,可实现能源节约目的,同时可大幅降低治理相应环境污染工作所需费用。现阶段,城市噪音中交通噪音占据极大比例,这对智能城市的建设具有严重阻碍作用。在构建完成智能交通后,可通过减少车辆停车次数与变速频率对交通噪声污染加以控制,同时可保证现有道路交通能力得以充分发挥,提高路网利用率,促使路网规划中对道路进行扩建或新建的数量大幅减少,从而对土地资源可实现有效节约。(2)促使城市交通服务质量与管理服务水平显著提升。智能交通发展对交通管理法制建设与交通管理体制改革有较大促进作用,可促使交通管理服务意识加强并改善,促使交通管理不断提高现代化水平,实现单纯被动交通管理转换为主动管理服务类型。(3)对传统产业有带动作用,同时可促进新兴产业发展。智能交通可促进传统交通运输产业和电子、计算机、信息及通信等产业发展,同时可促进交通信息这一新兴产业发展,促使智能城市建设整体产业结构中高新技术产业所占比例大幅提高,对城市产业结构布局予以有效改善,推动城市产业结构朝着重环保、低能耗、高科技的技术密集型结构转变,为智能城市构建提供发展契机。(4)对科技进步有一定促进作用。智能交通建设需要各高新技术在交通行业中集成应用,不仅需要交通产业现代化建设水平逐渐提升,同时也需要各相关产业提供足够技术支持,共同服务于交通建设,实现更高水平。在这一背景下,智能交通可对社会科技进步予以一定程度推动。
四、智能城市构建中发展智能交通的战略目标
为满足城市社会经济总体发展需求,为智能城市构建打下坚实基础,建立与智能城市构建需求相符、系统齐全、功能完善、可高效运作的智能交通系统,应坚持以下几点战略发展目标:(1)为交通运输管理部门和规划部门提供信息化决策支持;(2)构建高效交通信息基础,保证交通运输系统可实现信息共享;(3)经交通引导与交通信息等系统,对合理交通出行模式予以引导,促使交通行为有序,交通设施利用率提高,保证路网运行效率;(4)利用无线广播及网络等为交通出行人员提供相应出行信息,保证其在各处如车站、车内和家里都可获取所需交通出行信息,以便为其路线选择及出行方式确定提供参考。(5)促使交通资源利用效率提升,降低交通所致环境污染,实现智能交通可持续发展。
【参考文献】
[1] 安锐.智能交通在道路交通管理中的应用[J].包头:道路交通管理,2012.17(12)46-47.
[2] 姚娟.WSN的智能交通管理[J].中国西部科技,2013.12(3)51-52.
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
(1)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动调整到最佳状态。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。
(2)“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
(1)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。
(2)智能交通系统和城市交通系统
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、我国城市智能交通战略规划
(1)设置发展目标
在我国传统的城市交通运输的管理系统的管理之下,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保障的,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。这就需要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。
(2)城市交通实时诱导系统借鉴了欧美、日本等地先进的智能交通诱导技术以及上海、北京等国内各大城市交通诱导系统的优点,以GIS电子地图为基础导航平台,结合控制技术、通信技术、计算机技术、检测技术、图像处理技术、优化方法、交通工程理论等先进理论和技术,实现前端多源交通流数据采集、信息融合,在中心管控平台、路网情报板、全文字情报板、电台广播、网站、车载导航设备等媒介进行诱导信息,为出行者提供了交通状况及行车线路选择的信息服务,为交通管理部门提供集中综合管理的平台。
四、城市交通智能化中大数据平台的应用
(1)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。
(2)基于这些考虑,通过技术研究
发动智能交通向“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端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,新一代智能交通综合管控平台与第三方商产品实现很好的融合。
(3)快速实现可视化指挥调度
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。
(4)、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,形成交通管理知识库,对于后期的交通管理来说都是非常重要的。
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
【关键词】计算机 视觉技术 智能交通 系统 应用
智能交通系统简称ITS,这是一种新型的交通管理系统。该系统主要结合了信息化技术、计算机技术以及数据传输技术等多种技术,用来对整个交通运输体系进行管理,可以实现人、车、路的全面监控和管理。计算机视觉艺术作为智能交通系统中的一个重要环节,受到相关工作人员的高度重视。随着计算机视觉技术的发展,不仅为交通行业的发展提供了更多的便捷,同时还能够筛选道路交通的各种信息,进一步增强了智能交通系统的灵活性和准确性。
1 计算机视觉技术的概述
计算机视觉也被称为图像分析和图解理解,其包括的理论主要有摄影几何学、概率论、图像处理理论以及人工智能理论等部分。计算机视觉技术主要是用二维投影图像实现三维物体重构。这种技术的应用范围比较广泛,不仅应用于二维图像识别方面,同时还用于三维物体的识别和重建上面。通过计算机视觉技术能够获取专业化的三维信息,对三维信息的获取一般有两种方法,其中一种是直接获取法,还有一种是间接获取法。直接获取法主要是通过计算机视觉技术的效果来确定三维运动中产生的各种参数,这一过程对摄像机运动问题的关注程度较高;间接获取的方式就是将单幅图像和摄像机焦距相结合,来判断被测量位置视觉上的信息。计算机视觉技术的关键就是实现特别匹配,在特殊情况下可以利用不同的摄像C同时收集运动信息,从而提高相关控制的精确度。
2 计算机视觉技术在智能交通系统中的应用
计算机视觉技术在智能交通系统中的应用可以实现道路交通的监控,同时还能够实现自动收费、智能导航等功能,主要应用有以下几个方面的内容。
2.1 交通监控中对计算机视觉技术的应用
基于计算机视觉技术的交通监控系统主要分为三个步骤,首先是对车辆和行人进行跟踪和分割,其次是对车流量进行分析和计算,并且计算车辆的平均速度和道路上车辆的队列长度,最后根据道路的交通状况来规划形式线路,从而有效缓解道路交通拥堵的现状,方便人们减少出行时间。车辆和行人作为道路中运动的主要目标,在监控场合下,需要对运动时间进行有效分割,常用到的分割方式包括光流法和帧差法两种,其中前一种分割方式主要是依据图像中不同的运动用映射参数正确的表达,这样可以将具有同样映射参数的光流量进行分配,从而完成参数分割。计算机视觉在交通监控中的应用主要是对车辆速度、车辆数目、车辆分类进行检测。随着计算机通信技术的发展,计算机视觉技术也是日新月异,基于计算机视觉的交通监控系统具有较强的实时工作性,能够快速的适应高度公路以及城市道路交通的监控。
2.2 车辆导航中对计算机视觉技术的应用
实现车辆的智能导航是计算机视觉技术在智能交通中应用的典型案例。这种技术主要为驾驶人员提供道路信息和车辆运行状况两大信息。通过车辆智能导航系统的运行能够对道路两边的界限进行有效的识别,将车辆引向规定的行驶车道,在车辆行驶过程中,该系统能够自动检测车辆与前方其他车辆之间的距离,从而提醒驾驶人员保持车辆的安全距离,最终实现安全导航驾驶。通过该系统的摄像机运动能够识别其他车辆的行驶状况,并且通过计算检测点的方式计算车辆的模拟匹配点。车俩智能导航系统中就使用了计算机视觉技术,可以从中提取相关信息,计算车辆行驶的安全距离和速度。
2.3 计算机视觉技术用于车辆辅助驾驶
计算机视觉技术在车辆辅助驾驶中的应用主要是帮助驾驶人员对外界的变化做出反应。具体表现为车辆在市内行驶时,计算机视觉技术的应用能够识别周边道路的标记,并且对交通标志、其他车辆和行人进行识别,然后筛选相关信息进行计算,让驾驶人清楚外界的具体状况,从而避开其他的车辆和行人,能够从根本上减少交通事故的发生,增强车辆的安全运行。辅助驾驶的形式转变为人机交互的方式,一定程度上能够满足驾驶人员对信息的需求。
2.4 计算机视觉技术用于车辆智能收费
车辆收费是车辆在公共交通位置行驶中的一个关键环节。随着科学技术的发展,车辆收费系统逐渐向着计算机技术的应用方向发展,计算机视觉技术在各地区交通发展中的应用是现代化交通发展的一个重要突破口。很多地区的智能化收费都是通过识别车牌的方式来实现收费,我国在车牌识别这方面仅仅限制于单目车牌和双目车牌的识别,其中单目车牌识别的核心就是将车牌照位置作为核心部分,我国大部分地区都是将单目系统作为核心部分来使用。采用双目系统对车牌进行识别,也可以对车辆的型号进行识别,通过大量的实践发现,双目系统进行车牌识别的实用性较强。但是这种识别方式在实际应用过程中仍然存在着信息获取难度大、车牌照定位难度大等多种问题,尤其是车辆在高速路上行驶时,对于车牌信息的获取更为困难,因此,在这方面还需要加大研究和实践。
3 结束语
随着计算机视觉技术的智能化发展,其在智能交通系统中的应用能够解决多方面的问题。该技术的应用不仅能够实现车辆的实时监控,同时还能够实现车辆导航以及车辆收费,帮助驾驶人员识别车辆行驶中存在的障碍物,这样一来,可以增强车辆行驶的安全性,同时还能够提高我国道路交通系统的整体管理水平。但是该技术应用中也存在不足之处,未来发展中需要降低视觉系统的价格,减少系统的尺寸,从而增强系统对车辆信息的处理速度,最终实现对道路交通的全面监测。
参考文献
[1]王春波,张卫东,许晓鸣.计算机视觉技术在智能交通系统中的应用[J].测控技术,2000(05):22-24.
[2]郁梅,蒋刚毅,郁伯康.智能交通系统中的计算机视觉技术应用[J].计算机工程与应用,2001(10):101-103+121.
[3]顾晶. 基于计算机视觉的智能交通监控系统的研究[D].东南大学,2006.
1引言
随着社会经济的快速发展,汽车已经成为人们日常出行的重要交通工具。在智能化交通背景下,车联网技术的出现解决了当前交通问题,有效降低了复杂交通环境下车辆碰撞事故的发生率。此外,车辆网技术还降低了交通对环境的影响,在环境保护方面的作用也尤为突出。因此当前高校汽车电子技术专业教学也更加关注车联网技术研究。
2车联网概述
2.1车联网的定义
车联网主要指由车辆位置、车辆行驶速度、车辆行驶路线等构成的信息交互网络,是一种朝着环保、节能、安全等方向发展的交通车辆与信息联合的技术。在具体确定物联网体系结构时应该充分考虑到网络的具体应用环境,从多样性原则、时空性原则、互联性原则、安全性原则以及坚固性原则入手车联网的构成,这样保证体系的完整性。主要借助道路拍摄电子装置、传感器、GPS定位装置及图像处理等关键的电子设备与技术(图1),实现了对车辆、道路以及交通环境等重要信息的采集,并且根据相应的通信协议及标准,在行车-道路-驾驶人员-基础设施之间进行持续不间断的无线通信以及信息交换。管理中心主要借助现代计算机进行技术分析,并且处理车辆数据信息,以便为驾驶人员计算出最佳的行车路线,同时还能够及时汇报前方的道路状况以及信号灯的周期信息,使得城市交通管理人员能够对行人、车辆以及道路进行智能的健康以及调度。车联网这一技术建立在物联网的基础上,是汽车与信息社会的融合产物。
2.2车联网的功能
车辆网具备以下几个方面的功能:(1)通信功能。车联网使用无线点频道、无线通信信道以及带宽与比特率等信息特性,用来补偿传统无线电信号传播困难的缺陷,这样可以满足车辆同基础设施之间进行信息交换的需求。(2)网络通信。车联网中包含了单播、组播、广播等传播方式,实现信道与连通性的管理方法,同接入的互联网移动节点一样可以进行移动管理,比如车联网能够支持IPv6及IPv4的寻址。(3)定位功能。车辆网中的GPS全球定位系统与全球导航卫星系统,能够形成组合的定位动能,为行车人员提供当前位置信息以及提供路线导航(图2)。(4)安全通信功能。车联网尊重车辆拥有人员的隐私,保证信息的完整性,并且还能够有效低于外部的攻击,保证数据以及系统完整性。
3汽车电子技术产业定位
在汽车产业经济环境下,车联网常用于汽车的远程监控、车辆管理、智能交通管理及远程信息服务等,这为当前智能交通的建设提供巨大的帮助。从车联网的技术层面进行分析,可以将车联网分解成服务层、平台层、网络通信层及感知控制层4个层面。随着车联网的快速发展,车联网也形成了上中下游产业链,其中上游主要为元件设备的制作,包括定位芯片、RFID传感器等;中游则主要包括终端设备制造商、汽车生产商以及软件开发商;下游则为各种服务提供商,比如汽车远程服务商、内容服务提供商以及移动通信商。在车联网快速发展背景下,汽车电子技术产业应定位与车联网产业链的中下游,因为车联网上游产业链已经完善,中下游是实现车联网及汽车电子技术产业可持续发展的关键。比如典型的智能车辆诊断系统、燃油系统、车辆故障分析及车辆油耗分析等。此外,车联网的快速发展,汽车电子技术专业在当前车联网产业链中,其技术定位应在感知控制层面,产业链需定位与中上游层面。其中感知控制层面的核心包括发动机控制系统、通信控制系统以及车身控制系统等。而车身控制系统则包括火灾探测传感器系统、车辆速度控制传感系统、加速传感器系统、碰撞探测传感系统、车间距传感器等。对车联网产业进行分析,高校汽车电子技术专业定位需关注车联网产业链的中上游的生产管理,具体包括车辆的生产管理、质量检验、装配调试、销售等内容。
4车联网产业背景下汽车电子技术专业课程体系架构
鉴于以上定位,高校汽车电子技术专业学生,除了要学习传统的汽车电子技术,比如汽车电子测试设备的使用及维护、汽车电路布线系统知识、汽车照明以及线路安装检修、电子线路检修等,其中电子测试设备的使用与维护是智能交通的关键,而汽车电路布线系统知识的讲解,该知识是保证汽车电子技术良好运行的关键,而汽车照明与线路、电子线路的检修主要是让学生了解汽车故障的维修手段,汽车维修的目的汽车正常运行的保障。此外还需不断强化信息管理技术,即基于车联网的信息管理技术教学,比如生产管理、质量检验技术以及车联网终端设备销售等相关技术。将传统汽车电子技术教学与车联网信息教学结合,主要是让学生在掌握基础的汽车制造技术的情况下,认清当前车联网这一智能化的交通网络形式,学习一些先进的智能技术,通过智能技术的学习,使学生在后续制造过程中,能够主动将智能技术融入到汽车设计与制造中,以切合当前智能交通的需求,使得新型的车辆能够融入到现代车联网体系中。比如当前被人们寄于重望的汽车无人驾驶技术,就需要在车辆中嵌入车联网,使用可见光网络为基础。处理好中央信息系统与无线车联两个方面的内容,这就需要学生充分利用智能技术进行设计。
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)65-0182-02
0引言
无线射频[1]简称RFID,是一种非接触式的自动识别技术,兴起于20世纪90年代,近年逐渐发展成熟,相较于传统的磁卡IC卡而言有诸多无可比拟的有点,因此在多个领域均开始使用RFID并取得成功。RFID在智能交通管理领域中的应用必将为其带来革命性的变革。
1无线射频技术的特点分析
RFID通过射频信号自动识别目标并获取信息,运行稳定,可远距离识别,识别过程无需人工参与,可靠性高;可工作于各种恶劣环境,能防磁,防水,耐高温,高抗干扰;功耗低,使用寿命长;标签数据可加密,安全;识别速度快,同时支持高速移动目标的读取;存储数据容量诸多;多识别性,可以同时识别上百个目标。
2基于无线射频技术的智能交通系统概述
随着我国经济的发展,各种机动车辆逐渐进入人们的生活之中,成为了不可或缺的重要交通工具。但是,道路上行驶的车辆参差不齐,假牌车、套牌车、走私车、肇事车、违章车、黑车给交通埋下重大隐患。乱闯、超速等交通违法行为尤以各种“黑车”最为突出。然而,这些违章车辆往往都经过改装修饰,交警仅依靠肉眼很难分辨出来。因此,需要在交通管理中使用无线射频技术,发挥其其防伪、防盗用、防借用等技术特点,对交通实施管理,使交警能够迅速准确地判断车辆是否合法,此外还可提高社会治安,减少车辆偷窃案件,或此类案件发生时提高破案效率。
智能交通系统是一个复杂度高的综合系统,单从某一方面管理只是“拆东墙补西墙”,必须把整个城市的作为一个系统,综合道路状况,车流量和驾驶员等因素全盘考虑。因此在交通管理中使用无线射频技术,并与自动控制技术,电子通讯技术,信息技术,计算机及网络技术有机的结合起来,才能实现交通的智能化管理。
3无线射频技术工作原理
无线射频系统由阅读器和电子标签组成。阅读器通过天线发送射频信号,当电子标签进入发射天线工作区域时,电子标签将自身信息通过卡内置天线发送出去;系统接收到从电子标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解码后进行相关处理;主系统针对不同的卡做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。
4无线射频技术在智能交通中的应用
在基于无线射频技术的智能交通管理系统中,电子标签被装载在每辆合法注册的机动车上。阅读器则按照一定的距离安装在公路上,关键路口则密集安装。每当有车辆通过时,阅读器经天线读得通过车辆的ID及经过时间等信息,然后传输到控制中心,由控制中心的计算机做出相应的控制。另外,在各路段阅读器收集到的交通信息,除了提供实时信息给路上的驾驶员外,还作为历史数据保存在数据库内,供日后查询某辆车的使用情况,也可作为道路重建的参考依据。
5无线射频技术在智能交通系统的各种应用
5.1机动车辆证照管理上的应用
目前电子摄像头广泛应用于道路电子监控,它提供了可视直观的图像信息。但容易受光,障碍物等不同因素的影响。而某些驾驶员为了躲避“电子眼”的监管,改造或遮挡车牌,使用假牌,对交通秩序造成严重的干扰。而无线射频的使用则可以很好的克服这些困难。由于每辆车的电子标签全球唯一,并且无法修改。同时无线射频技术也不受到天气光照以及障碍物的影响,在各种复杂环境中均可对车辆上电子标签准确地读取和分析。无线射频技术和电子摄像技术的结合应用可使车牌照的稽查工作变得简便快捷,提高效率。
5.2车流检测及违章取证上的应用
目前常用的道路车辆检测为线圈检测与视频检测。线圈地下埋设的安装和维护困难,视频检测由于其检测精度不够技术尚未成熟限制了其实际应用。而无线射频技术则可有效简单地检测车辆经过信息,且安装方便,经济。只需于关键路口设置阅读器,即可实现对车辆流量的监测和违章的取证。
5.3不停车收费中的应用
我国每到春运期间都会出现定向的车流,当其经过人工的收费关口时,往往会等待较长时间通过。无线射频技术可以应用于不停车收费[2-3]中,通过与银行账户的捆绑,使用电子钱包,实现不停车收费,这样可以极大缓解收费站因为人工收费效率低而造成的交通堵塞,提高通行能力,为司机提供方便。
5.4稽查盗抢、走私车辆上的应用
将被盗抢车辆的ID卡和车牌等相关信息录入稽查系统,若被盗抢车辆沿用原ID,当驶入稽查范围时,系统能即时监测并报警;若不使用原ID或车牌号码,则会被视为假、套牌车被识别并拦截,通过人工核对车辆特征后可确定是否为盗抢车辆。对于走私车,由于无法获得合法ID,上路便会被查获。
5.5交通指示灯上的应用
目前使用的交通指示灯为按照一定的时间来改变灯的颜色,当路口一边车辆多,而另一边车辆较少时,车辆多的一边会在路中央无车辆通过时等待交通灯的变化,如此增加车辆在道路上的时间,而且会造成更大的交通堵塞。在交通路口引入无线射频技术,统计每一边的车辆数量来智能的改变交通灯改变的时间即可提高道路的利用率,减少司机等待时间,减小堵塞的可能。
5.6智能交通中其他应用[4]
可在小区及停车场出入管理、车辆驾驶员身份判定等方面的应用。结合GPRS技术,可实现远程车辆状态监控,被盗车辆远程熄火,车辆违章自动告知等功能。
6结论
无线射频技术由于高可靠性、方便操作、功耗低等一系列优点使其在智能交通系统中的应用有着广泛的前景,为人民出行的方便和安全提供保证。
参考文献
[1]石丽杰.无线射频技术推广及应用[J].华章,2011,11.
中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)11-00-03
0 引 言
由于近年来我国经济持续发展,机动车数量飞速增加,造成了各城市交通流量的持续增加,以至于发生事故的频率不断上升。从上世纪八十年代以来,随着计算机与电子通信技术的不断发展,运用新技术将机动车、城市道路、驾驶员及乘坐人员、交通管理人员进行密切联系,以建立一种更加及时、快速、便捷的智能交通系统来解决上述问题。智能交通系统融合了计算机、无线通信技术以及全球卫星定位等技术,能在更大程度上发挥出智能交通的积极作用,让决策更富有时效性,使图像的传输更加稳定,为减缓拥挤的交通做出新的贡献。
1 无线网络技术的运行模式
无线移动网络结构可以分成数据层、服务层、用户层。每一层都有其独特的功能,下面分别对其运行模式加以阐述:
(1)数据层的运行模式。数据层主要包含了各类交通信息的获得、数据分析和发掘。数据层要确保所得到的交通信息能够准确及时,可使通信网络能够更加精准地传达各类交通信息;
(2)服务层的运行模式。服务层为交通系统的中心层,同时它也是系统和用户层、数据层实施交互的重要接口。智能交通系统运用服务层为道路控制设施设备提供各类控制办法,为用户层提供各类信息,并且向数据层请求相关数据。与此同时,服务层还负责从用户层以及数据层之中接收相关信息;
(3)用户层的运行模式。用户层一般需要配置一个无线终端接收类设备。
以上三个层次的智能交通系统设备以服务层为核心,并通过无线网络为用户层提供各类数据,可及时快速地向广大用户提供所需信息,同时还能拓展各类与查询有关的服务,从而较好地解决了当前我国各城市中出现的各类交通问题。
2 基于无线网络技术的智能交通系统设计方法
2.1 设计的主要目的
近年来各国学者对智能交通系统进行了大量研究,并取得了很大的成果。但我国国内的研究成果主要集中于公交车辆管理领域中,只能及时提供关于公交信息的和控制等内容,在智能分流、控制以及干预方面略显不足。事实上,我国城市的交通网络主要以安装于路口的高清摄像头以及设于监控中心的监控设备为基础来收集各类路况信息,之后进行堵情分析。其不足之处在于人力、物力等诸多方面的开支相对较大,对系统进行分析的成本相对较高。为此,笔者试图设计一个依靠目前已经存在的公交网络,利用无线网络技术提供实时路况信息、公交预报,并采用交通信号灯进行实时控制、路线推荐以及大屏显示等功能的现代智能交通系统。
2.2 整体设计方法
智能交通系统整体设计如图1所示。智能交通系统以ITS主控中心为核心,运用各线路的公交车来收集所在城市各公交车辆的具置和速度等相关信息,并结合GIS的地图数据提供最新的路况信息。依据全路网的负载状况图分别得出各具体路段的拥堵状况级别,并采用优化算法实施智能化分流。主控中心应当把分流解堵的信号发送至交警所持有的设备之中,并且指导交警及时排堵。还可依据道路优化办法直接控制本地的交通信号灯,以有效疏导交通状况。同时,还可运用短消息模块把实时路况信息发送至各驾驶员的手机上、显示在本市各主要路段的显示屏中,并把相关服务发送至网络,以指导社会公众更好地选择行车路线,提升路网的利用效率。
2.3 硬件设计方法
2.3.1 公交车模块的设计方法
公交车的模块应当依据GPS测量出具体的位置以及速度等信息,并采用无线方式发送至ITS主控中心。公交车模块是主控中心最为重要的数据来源之一。因为公交车系统覆盖了城市中最为重要的交通网络,同时线路极为稳定,因此利用公交车来收集数据较为经济可靠,与高清摄像头的定点方式相比,该方法具备成本偏低、容易安装以及覆盖面较广等特点,其硬件结构图如图2所示。嵌入式微控制器是公交车模块中的中心设备,不仅需要对GPS接收模块所接收的GPS定位测速信息进行实时处理并打包,还应当把位置和速度等相关数据应用无线网络模块发送至主控中心。同时,对无线网络模块从主控中心所接收到的信息进行处理后再交由LED显示模块以及语音提示模块使用。无线通信网络主要负责公交车模块和主控中心之间的彼此通信。其位置、速度以及路况信息等均通过无线通信模块进行发送与接收。这样就能实现公交车辆和主控中心之间的交互。因为使用GPRS方式需要一定的带宽,而由于带宽有限,且国家在无线网络以及无线宽带上的投入持续增加,因此无线网络因其高效、经济、实用、安全的特点将成为今后网络产业发展的重中之重。笔者使用了无线网络技术进行接入通信,这样不仅能够有效降低投入,还能适应今后的发展所需。同时,LED显示以及语音提示模块被用以显示从主控中心得到的相关路况类信息,将“下一辆车进站所需时间、公交车前方的路况”等信息显示给驾驶人。
2.3.2 公交站牌模块设计方法
公交站牌模块一般使用于公交车站点,主要运用LED显示本站信息及各条线路公交车的预计时间和到站时间等。公交站牌的硬件结构图如图3所示。无线通信技术能够接收到ITS主控中心所发的实时路况信息以及本线路公交车辆的运营信息等。输入模块能够对本站点的站牌信息、站点等进行初始化。因为站牌的位置一般都不会变动,所以完全可通过输入的方式获得,大大减少了GPS的开支。依据嵌入式微控制器所接收的具体路况信息、公交车的实时运行状况信息以及本站的位置信息等内容,可以分析并处理本站全部线路公交车辆的预计到站状况,并应用LED显示模块进行显示。LED显示模块不断滚动以显示出本站点中各线路最近所要到达的具体车况信息,从而显示出ITS主控中心所发来的各类路况信息以及新闻等。例如,某路公交车正行驶在A路上,线路畅通,约5分钟后可抵达本站:某路公交车正行驶在B路上,该线路拥堵十分严重,大约20分钟后才能抵达本站。
2.3.3 显示大屏模块
显示大屏模块的设计类似于之前所述的公交站牌模块,其差别之处在于显示大屏并非安装于公交车站之中,而是设置于本市的各个主要路段以供社会公众了解当前本市的主要路况信息,并公布该大屏所处位置附近的具体路况信息,从而实现运用其指导与疏导交通的目的。
2.3.4 其他设备接入
该部分包含交警手持设备的接入与交通信号灯的接入。
(1)交警手持设备的接入。当前我国诸多地区的交警干警配备有专用的手持设备或通信设备。智能交通系统可以充分利用这些现有设备,并在此基础上实现功能的拓展设计。交警所使用的手持设备可以和ITS主控中心联结,而ITS主控中心可依据交警所处的位置把具体路况信息、疏导优化的方案等呈现在交警面前,从而帮助其更好地指挥交通。
(2)交通信号灯的接入。城市中每一个交通信号灯的具体时间设置情况均会影响车流的急缓状况,进而影响到道路交通是否保持畅通。
2.4 软件设计方法
ITS主控中心是智能交通系统的核心,主要负责接收来自公交车模块的各项信息,并依据GIS地图所提供的信息,经分析和处理后掌握实际路况信息,找到最佳行车路线,并确定路线优化及排堵办法等。ITS主控中心使用了经典的三层架构设计,即表示层、逻辑层以及数据层。其主要功能结构如图4所示。
3 结 语
综上所述,将无线网络技术应用于智能交通系统中后,不但提升了当前交通系统的工作成效,还更方便现代人的生活。无线网络技术倚靠其在使用中所具备的灵活、便捷、组网方式多元化、不会受到环境影响等突出优点而倍受欢迎。接下来应在全面考虑目前各类交通情况的前提下提出全新的解决办法,很好地提升目前已有路网的利用率,有效缓解当前我国交通压力过大等社会现状。
参考文献
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