发布时间:2023-12-13 15:15:42
绪论:一篇引人入胜的智慧交通和智能交通的区别,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

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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近几年城市拥堵日益严重,智能交通越来越受各地政府的欢迎。它可以通过合理的通行方案设置,将原有道路的通行效率提高两至三成,且可提升公交出行分担率。
然而,道路通行信息不全面、不公开,使智能交通没能散发出更强的光彩。 智能系统
促使太仓市上马智能交通的重要原因是,当地客流量不足,所有公交线路的平均班车间隔要25分钟左右,民众多有抱怨。解决这个问题,只有两种方法,“一是增加班次,但是公交公司的财力承受不了;二是采用智能交通,让居民可及时了解公交出行的规律、到站时间。”太仓市交通运输局副局长陈艇分析。
在智能交通系统建设之前,太仓市的公交车已经全面安装车载GPS,在公交站上装有传感器,接收车载GPS发送的位置信息,就可以标识公交车的运行区间,并自动更新公交站显示屏的班车距离,完成报站功能。
除了报站功能外,当地的智能公交系统,还能通过车载3G设备对车行情况进行实时监控,“包括它有没有按照规定路线行驶,有没有发生故障,以及正点率,都可以监控”。供职于太仓市公共交通有限公司(下称太仓公交)运输科的陈伟栋认为,智能交通系统试用后,公司班车的准点率明显提高。
变得“机智”的不仅是车,还有交通信号系统。此前太仓城区的交通信号灯,与国内其他没有安装智能系统的城市一样,基本依靠交警“目测”之后人工到路口进行手动设置。现在则能通过与监控中心联网的智能信号机,在控制中心随时更改红绿灯配置方案,且可以在不同方案之间自动切换。
太仓交警大队还引入了同济大学智能运输中心设计的一套路网优化配置软件。软件可对实时采集的道路交通信息进行计算,给出每个区域路网在不同时段最适宜的信号灯配置方案,可以将区域道路通行效率提高30%。
不过,软件给出的方案难以做到“完美”。经过几年使用,太仓市交警大队秩序科副科长鲁亮贤总结出了规律,“软件的方案,可能因为考虑突发事件,设置的余量稍微长了点,所以我们设的信号灯时间会相对它给的数据短一些”。
对于太仓的做法,上海应用技术学院计算机科学与信息工程学院副教授王浩比较认可,“再智能化的东西,也要靠人的智慧去应用。”
有些城市因为缺乏管理人员等,更倾向完全自动化的交通信号“自适应”方案,即根据路口车辆通行情况,由信号机自动调整配置方案。王浩认为,完全的“自适应”,只是理论上可行。中国机动车、非机动车混行,不文明的交通行为较多,加上道路设计本身存在缺陷等原因,导致使用信号灯“自适应”方案后,反而造成交通混乱。 时间即收益
太仓公交总经理姚红兵曾希望智能公交系统,提升乘客满意度的同时,带来客流增长。今年上半年20多条线路陆续推出智能报站功能后,客流仅增长2%,这一数据多少令他有些失望。
上海交通大学智能交通与无人机应用研究中心主任彭仲仁说,公交是国家提供的基础设施,智能公交在其中的应用,确实很难看到经济上的直接回报。但,“每个人的时间是有价值的。一般交通行业认为,个人小时工资的二分之一,是等车时间的价值。把所有人的等车时间的价值换算起来的话,还是值得的。”
因此,专家更倾向于成功预测一辆公交班车的到站时间。在美国、新加坡等地,已经可以通过手机终端实时查看公交到站时间信息,从而大大缩短乘客在公交站的等候时间。
与太仓市采用的距离预报相比,到站时间预报要求更高。需在站台接收车辆通过信息的基础上,根据本车此前的运行速度、前车通过前方路段的耗时、沿途的信号灯设置信息,计算出车辆通过未来区段可能需要的时间,同时也会参考同一路段、同一公交路线的历史数据,对计算结果做出一定的修正。
尽管算法听起来很合理,正在对公交到站时间预测进行研究的王浩还是意识到,采用时间提示方案的国内城市,所能提供的预测准确率的稳定性非常低,这源于中国城市交通的特点。
“比如说模型能知道这个路口多长多宽,信号灯怎么设置,但它不知道这里有个卖茶叶蛋的摊,或者突然窜出来一个乱穿马路的人。”
另一个影响时间准确性的原因是,国内很多城市的智能交通系统都是孤立的。王浩抱怨,各部门之间条块分割,是影响交通信息准确率的主因。
在智能交通体系建设中,可以用于检测道路交通状况的方式有很多种。一般情况下,公安部门建设信号系统时,可以通过在路口埋设检测线圈,或是架设视频检测设备的方法,记录过车数量。
交通部门监管的校车、出租车、公交车、危险品车辆等,则已经安装了GPS设备,通过3G网络收集车载GPS的实时位置信息后进行计算,亦能得出车行轨迹的路况,即现在较多城市采用的“浮动车”技术。而最新的手机交通信息采集技术,则能通过基站对手机位置的测定,计算出人流、车流状况。
问题在于,这些分散在各部门、各企业的信息,都有一定缺陷。检测线圈虽然精度很高,但只能记录车辆通过情况,无法得知车行速、后续等待车辆等情况;且铺设于地面的检测线圈,很容易因辗压损坏。鲁亮贤称,在一些质量不太好、载重车较多的路段,有些线圈可能只有半年寿命。
而且,车辆也可能受司机偏好的影响,避开拥堵地区,从而导致基于车载GPS的检测数据,难以全面反映城市整体路况。“‘浮动车’在不同城市提供的道路拥堵信息准确率不同,一般可以有85%。另外,3G网络传输信号可能会有一点延迟。”王浩说。
手机交通信息采集技术的缺憾是,难以区别城市高架道路与地面道路,从而导致相关区域数据失准。
“每一种采集方式都有一种自身的优缺点,单靠一种方式来解决数据采集是不可行的。”一位提供交通数据采集整合服务的企业市场部负责人称,要获得相对真实的数据,一般在一个主要的采集手段之外,通过其他方式弥补缺失,可以将原先的精度提高5%-10%。 “智能”待延伸
除了为管理者提供参考外,彭仲仁认为,智能交通还有一项重要功能——为出行者提供实时的交通信息。这在国内还相对缺失。
上海等地通过在道路上安装交通诱导屏,以及微博等,路况、突发交通事件、停车动态泊位等实时交通信息。与美国、新加坡等地直接通过手机客户端即可查询相比,仍有不小差距。
在欧美智能交通发展较为成熟的地区,“采集信息的硬件设施虽然也由政府建设,但它收集到的信息,可免费向企业和研究人员提供,他们再对数据进行整合分析,能够开发出很多创新性的应用”。彭仲仁举例称,目前国内的导航产品,都是提供固定的出行方案,而美国一家企业通过整合全国的实时交通信息,可以在行车过程中,随时根据道路气象条件、拥堵情况,改变路线方案。
国内已经有一些导航软件,提供针对个人的智能交通服务,而不再将目光局限于为政府部门提供决策参考。“有企业通过免费提供车载GPS换取位置信息,做成浮动车系统。”王浩介绍,受制于其数据来源,目前这些软件提供的道路信息,准确率较政府部门偏低。
作为当地手机交通信息采集系统的副产品,太仓可能将会推出一个面向个人的交通信息平台。这种根据人流推算交通信息的方法,必须以手机基站定位数据为基础。
“一开始和电信谈,希望用他们的数据,现在可能会用移动的。相应地我们提供综合数据分析结果,由运营商向用户提供个性化的交通信息服务。”一位知情者透露,太仓市城市管理局也计划在未来三年内,推出由其主导的智能停车诱导系统,“通过交通诱导屏、网站、手机终端,全方位地提供停车信息”。
但这遭到了该市经济和信息化委员会(下称经信委)副主任樊荣的质疑,“谁同意了?”根据当地的行政管理流程,安装摄像头、新建诱导屏等信息化工程,都必须报请经信委同意。
“公安已经建了摄像头的地方,城管、交通都不许建,我们有一个‘太仓市视频监控专网’,可以共享数据。包括诱导屏也一样,不能重复建设”。樊荣称,各个政府部门的信息交换,并不存在政策法规上的障碍,比如,“要进入公安的内网不行,但通过网闸申请得到不含任何附加信息的纯数据是允许的。其他部门需要查看哪些摄像头的画面,经过事先申请给予权限就能查看。但是各自不能动别人的摄像头,只能看,否则会影响治安。”
这样的资源共享,在其他地方并不多见。彭仲仁和王浩都表示,其接触的大部分城市,即便在政府系统内部,也并不能实现共享,遑论全面公开。
中图分类号:U121 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2015)06-0-02
0 引 言
2010年3月《政府工作报告》首次提到“物联网”,并专门对“物联网”的概念进行了诠释。2010年10月国务院下发了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,明确提出:“促进物联网、云计算的研发和示范应用。”2010年11月国家发展和改革委员会组织工业和信息化部、公安部、环境保护部、交通运输部、农业部、国家林业局、国家标准委召开了“物联网应用示范工作会议”,明确将交通运输领域作为物联网推广应用的重点领域。
但是,究竟什么是智能交通(Intelligent Transportation System,ITS)和物联网(Internet of Things,IoT)?发展物联网与我们以往的信息化系统建设究竟有什么关系?对这些问题行业内还缺乏充分认识。因此,物联网的推广应用出现了“热”、“冷”并存的现象。一部分单位、群体开始积极“涉足”物联网,由此涌现出大量以物联网名义申报的科研课题、设备研制、系统开发、宣传报道,一时间事事与物联网相关,炙手可热。但另一部分单位、群体则对发展物联网持怀疑态度,认为物联网遥不可及,甚至认为物联网更多是炒概念。由此可见,正确认识物联网在交通运输领域的作用,准确把握物联网与ITS的异同,对促进物联网在交通运输领域又好又快发展具有重要的现实意义。
1 ITS的产生及内涵
1.1 ITS的产生背景
20世纪80年代,发达国家已经基本建成了四通八达的国家道路网,但是随着经济的发展,路网通行能力已满足不了快速增长的交通需求,交通拥挤、交通事故、环境污染以及能源短缺等成为各国面临的共同问题。寻求解决以上问题的有效途径,提高交通运营的安全与效率是发达国家最先研究ITS的主要动机,而通讯传输技术,控制技术,信息技术,电子传感技术等现代高新技术又为ITS的发展提供了有力的技术支撑。
1.2 ITS的定义及内涵
在世界道路协会编写的《智能交通系统手册》中,ITS的定义为对通信、控制和信息处理技术在运输系统中集成应用的通称。这种集成应用产生的综合效益主要体现在挽救生命、节省时间和金钱、降低能耗以及改善环境,保护生态等方面。ITS发展的最终目标是交通运输的高效、安全、舒适和可持续发展。
2 物联网在交通领域应用与传统ITS的异同
2.1 物联网在交通领域的应用与传统ITS的相同点
从物联网与ITS的基本概念及内涵分析,物联网在交通领域应用与ITS的相同点可以归纳为两个方面:
(1)物联网在交通领域应用的目标之一和传统ITS的终极发展目标是一致的。特别是对交通行业而言,二者都是要应用通讯传输、控制、信息、电子传感等先进技术重构传统系统,实现交通的智能化,达到交通的高效、安全、舒适和可持续发展。
(2)物联网在交通领域应用的支撑技术和ITS的支撑技术有很多是相同的。例如,各类感知技术、网络通讯技术、控制技术和数据处理技术等。
2.2 物联网在交通领域应用与传统ITS的区别
物联网的形成与发展在ITS之后,其在交通领域的应用与传统ITS主要存在三方面差异:
(1)物联网在交通领域的应用和ITS的着眼点不尽相同。ITS的着眼点是交通领域自身的智能化,而物联网的核心理念是建立整个物理世界的感知网络,对整个物理世界进行实时控制、精确管理和科学决策。因此,物联网在交通领域的应用目标就不止局限于智能交通,还要考虑交通与其他行业的互联互通。特别是在感知识别网络平台搭建过程中,不仅要考虑交通的需求,还要考虑其他相关领域、部门的需求,不仅包含交通行业关注的信息,还要包含大量非交通行业需求的信息。例如,在考虑交通领域发展需求的同时,还要考虑制造、商业、公安、海关、金融、保险等领域的需求。2010年国家发改委在重庆开展的RFID试点工程中搭建的“车联网”,不光探索其在交通领域的应用,还着力探索其在金融、保险、公安等领域的关联与应用。因此,物联网在交通领域的应用发展过程必须更加开放。
(2)物联网在交通领域的应用与传统ITS的技术路线不尽相同。传统ITS强调从交通业务领域功能需求出发,搭建交通智能应用系统,其中每一个子系统围绕特定应用需求开发,通过子系统的集成形成综合系统,系统功能具有较强的针对性。物联网强调从基础物理世界感知识别网络建设入手,其在交通领域的应用强调构建交通要素身份识别体系,搭建统一、标准的交通要素感知识别基础网络平台,以逐步扩展的交通行业和社会需求为导向,从而达到不断丰富交通要素感知识别基础网络平台应用的目的。以我国二代居民身份证为例,二代居民身份证系统可视为搭建了“人的身份感知识别网络平台”。在二代身份证发放之初,主要是为了公安部门户籍管理服务,但后来,二代身份证陆续被旅馆、银行、民航、高铁等行业业务管理和经营中使用。迄今为止,新的应用仍在不断出现。
(3)物联网在交通领域的应用与传统ITS的技术需求不尽相同。物联网应用要求发展新一代网络通信技术、控制技术和数据处理技术。物联网的定义告诉我们:物联网的发展目标是要实现人与物、物与物的信息交互和无缝链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。因此,物联网对感知的时空范围、精细化程度和客观事物的认识和认知程度要求是空前的。所以,虽然物联网在交通领域应用与传统ITS采用的技术类似,都是通信技术、控制技术和数据处理技术等,但是由于物联网应用与传统ITS相比,采集的信息量呈指数增长,网络接入时间和控制响应时间要求达到毫秒级,所以要求相关技术升级换代。以通信技术为例,现有通信基站网络的布局及通信组网技术还难以完全适应传感设备在道路、车辆上的大规模布设和高速行驶车辆与道路的实时信息交换要求,需要升级换代。
3 物联网与传统ITS发展的相互关系
3.1 物联网在交通运输领域的应用将给ITS发展带来质的飞跃
目前,许多已经建设的智能交通应用系统针对特定需要进行开发,并已取得了良好效果。但在管理体制条块分割的现实环境中,以往的信息系统建设思路容易产生信息孤岛、重复建设,不同主体独立开发的应用系统基础业务指标内涵、核心技术不统一,导致系统集成共享困难,系统集合效率和效益难以得到充分发挥。物联网在交通运输领域的应用,强调建立交通要素感知识别基础网络和更加开放的应用模式,这将会在一定程度上打破以往的信息孤岛,突破传统ITS发展中的瓶颈,促进ITS的发展在深度、广度上产生质的飞跃,为交通运输领域的发展做出更大地贡献。
特别是日前国家已将物联网列入加快培育和发展的战略性新兴产业的举措,这意味着国家将调动各种资源,向与物联网相关的感知、传输和智能处理等技术产业集中投入,加快推进。轻型、多模、低成本、长寿命、高可靠、自适应芯片的诞生,不仅能感知信号、标识物体,还同时具有处理控制功能的新型传感器的研发和生产,高速、带宽、高频谱利用率、高智能的各类信息传输网络的应用,将为交通运输要素深度感知和海量信息采集创造条件;分布式协同处理、云计算、群集智能等技术将推动交通运输行业智能化服务与管理再上一个新台阶。
3.2 ITS的发展为物联网在交通运输领域应用创造了良好的发展条件
对交通运输业而言,物联网在交通运输领域应用的目标之一与ITS的发展目标是一致的,应用通讯、控制、信息等先进技术改变交通运输体系的运行方式、运行机制,重构传统的交通运输系统。因此,ITS的发展首先为物联网在交通运输领域的应用创造了良好的软环境,培养了人们借助信息化等先进技术手段工作、生活,从而引发更多新的需求等;其次为物联网在交通运输领域的应用进行了相关信息化基础设施、装备等物质与技术储备。
4 结 语
物联网在交通领域的应用与传统的ITS不是“复制”关系,也不是前者为工具或技术手段,后者为理想目标的关系。物联网在交通领域的应用与发展ITS相辅相成。当把物联网“构建智慧地球”的理念和物联网技术有机融入到ITS具体建设技术路线中时,他们是完全一致的。因此,交通行业智能化是ITS发展的理想,在交通智能化的同时,为国家智能化奠定充分的基础则是物联网在交通领域应用的理想。
参考文献
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