時(shí)間：2023-05-30 09:59:16
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)緊詞：智能交通 高速公路智能交通系統(tǒng) 電子技術(shù)
一、智能交通系統(tǒng)的概述
智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效的集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。1995年3月美國交通部首次正式出版了"國家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃"，明確規(guī)定了智能交通系統(tǒng)的7大領(lǐng)域和29個(gè)用戶服務(wù)功能，并確定了到2005年的年度開發(fā)計(jì)劃。智能交通有7大領(lǐng)域包括：出行和交通管理系統(tǒng)、出行需求管理系統(tǒng)、公共交通運(yùn)營系統(tǒng)、商用車輛運(yùn)營系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、先進(jìn)的車輛控制和安全系統(tǒng)。
二、我國智能交通的概況
中國道路在未來 20 年內(nèi)仍然處于建設(shè)期，但是中國是當(dāng)今世界上公路建設(shè)速度最快的國家，根據(jù)中國的“九五”計(jì)劃和 2010 年發(fā)展綱要，交通部計(jì)劃用 30 年左右的時(shí)間完成公路主骨架、水運(yùn)主通道、港站主樞紐和支持保障系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)。到 2010年，高速公路主干網(wǎng)已經(jīng)初步形成。這一期間正是 ITS 在全世界進(jìn)入全面實(shí)施的階段，因此，中國也需要根據(jù)中國道路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求探討在中國的道路運(yùn)輸網(wǎng)中應(yīng)用智能交通系統(tǒng)來提高運(yùn)輸效率、保障安全和保護(hù)環(huán)境的可能性。實(shí)際上中國在交通運(yùn)輸和管理中應(yīng)用電子信息技術(shù)的工作早在 70 年代末就已經(jīng)開始，當(dāng)時(shí)稱為交通工程，在中國交通工程的具體內(nèi)容與國際上的有所不同，中國將道路管理系統(tǒng)中的通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)都納入交通工程的范圍。根據(jù)國際上對智能交通系統(tǒng)發(fā)展的研究，認(rèn)為交通工程的研究與應(yīng)用是智能交通系統(tǒng)初級階段的工作，根據(jù)國際上的這種觀點(diǎn)，中國的 ITS 前身或基礎(chǔ)工作早在 70 年代末已經(jīng)開始，當(dāng)時(shí)交通部公路科學(xué)研究所與北京市公安局合作首次在中國進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制交通信號的工程試驗(yàn)，80 年代初國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“津塘疏港公路交通工程研究”，首次在高等級公路上把計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)用于監(jiān)視和管理系統(tǒng)。在 1986 年－1995 年期間國家在交通管理系統(tǒng)方面開展了一系列科學(xué)研究和工程實(shí)施，在城市交通管理、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)等方面取得多項(xiàng)科研成果，并開發(fā)生產(chǎn)了車輛檢測器、可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志、緊急電話、分車型檢測儀、通信控制器，監(jiān)控地圖板等多種專用設(shè)備，制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通過多年來中國交通科技界和工程界的不斷努力，在中國高等級公路建設(shè)的帶動(dòng)下，中國在智能交通系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用方面也取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，為今后智能交通系統(tǒng)的深入開發(fā)和應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
當(dāng)今，在我國交通工程中廣泛采用高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)，它能為高速公路管理部門從收費(fèi)站、監(jiān)控分中心、監(jiān)控中心直至監(jiān)控總中心提供多級管理體系的公路監(jiān)控方案。其包括：1.收費(fèi)站圖象監(jiān)控，收費(fèi)站圖像監(jiān)控與收費(fèi)系統(tǒng)緊密配合。由車道攝像機(jī)，監(jiān)視出入口車輛，抓拍車輛圖像、自動(dòng)識別車牌；由收費(fèi)亭攝像機(jī)，監(jiān)視收費(fèi)人員操作，規(guī)范和監(jiān)督收費(fèi)；由收費(fèi)廣場攝像機(jī)，監(jiān)視收費(fèi)廣場的情況；監(jiān)視室攝像機(jī)，上級管理機(jī)構(gòu)可通過該監(jiān)視攝像機(jī)對收費(fèi)站監(jiān)視情況。2.管理中心監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制、電子地圖、實(shí)時(shí)報(bào)警、多級權(quán)限圖像監(jiān)視、圖像抓拍、抓拍檢索等功能。3.道路監(jiān)控，在交通樞紐，設(shè)置云臺攝像機(jī)，對交通情況進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控。數(shù)字視頻處理及監(jiān)控圖象抓拍，車牌自動(dòng)識別。4.外場監(jiān)控系統(tǒng)，提供諸如車輛檢測器、氣象檢測器、緊急電話、可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志等的集成服務(wù)。另外，我國智能交通的發(fā)展重視交通規(guī)模及交通組成的長期規(guī)劃和合理布局，拿北京城市交通系統(tǒng)來說，為迎接2008奧運(yùn)會(huì)，北京市將對城市布局進(jìn)行調(diào)整，形成“二軸、二帶、多中心”的城市新格局。加快東部發(fā)展帶及新城的建設(shè)，將有效地疏解城市功能、人口與就業(yè)崗位，在根本上解決交通問題。同時(shí)在市區(qū)大力發(fā)展公共交通，使公共交通的投資由18％提高到50％以上，特別是加大軌道交通和大容量快速公共交通的投資力度。到2008年，北京市區(qū)公共電汽車專用道或優(yōu)先車道的總里程力爭達(dá)到350公里左右；選擇有條件的街巷、胡同開辟小型公共汽車專用道，加強(qiáng)城市交通的“微循環(huán)”改造交叉路口信號控制系統(tǒng)，分期分批地解決公共汽車優(yōu)先通行的問題；積極推進(jìn)客運(yùn)樞紐、公共電汽車運(yùn)輸服務(wù)的市場化運(yùn)作。為建設(shè)集約化、人性化的現(xiàn)代交通體系，實(shí)現(xiàn)多方式交通網(wǎng)絡(luò)的匹配與無縫銜接，北京正在建設(shè)東直門、西直門、動(dòng)物園、宋家莊、六里橋等大型綜合客運(yùn)樞紐，調(diào)整各級客運(yùn)場站布局，改善不同客運(yùn)方式換乘條件。同時(shí)合理安排道路資源，因地制宜地建立公共交通專用系統(tǒng)、步行系統(tǒng)和自行車交通系統(tǒng)等措施。
三、國外智能交通系統(tǒng)介紹
美國、西歐和日本等發(fā)達(dá)國家為了解決共同所面臨的交通問題，競相投入大量資金和人力，開始大規(guī)模地進(jìn)行道路交通運(yùn)輸智能化的研究試驗(yàn)。美國聯(lián)邦政府從1990年到1997年用于ITS研究開發(fā)的年度預(yù)算總計(jì)為12.935億美元；歐盟從1984年到1998年僅用于ITS共同研究開發(fā)項(xiàng)目的預(yù)算就達(dá)280億歐洲貨幣單位；日本政府僅1996年和1997年用于ITS研究開發(fā)的預(yù)算為161億日元，用于ITS實(shí)用化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的預(yù)算為1,285億日元。在美國，ITS應(yīng)用發(fā)展較快的幾個(gè)方面分別是，車輛安全系統(tǒng)（占 51%），電子收費(fèi)（占37%），公路及車輛管理系統(tǒng)（占28%），實(shí)時(shí)自動(dòng)定位系統(tǒng)（占20%），商業(yè)車輛管理系統(tǒng)（占14%）。 歐洲在ITS應(yīng)用方面的進(jìn)展，介于日本和美國之間。由于歐洲各國政府的分散投資和各國的ITS需求不一致，在整個(gè)歐洲建立統(tǒng)一的交通信息服務(wù)系統(tǒng)困難重重。然而在開發(fā)先進(jìn)的旅行信息系統(tǒng)（ATIS），先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)（AVCS），先進(jìn)的商業(yè)車輛運(yùn)行系統(tǒng)（ACVO），先進(jìn)的電子收費(fèi)系統(tǒng)方面，前景十分誘人。日本政府在ITS領(lǐng)域進(jìn)行了大量的資金、政策等方面的投入，以期形成ITS產(chǎn)業(yè)推動(dòng)日本經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在過去的5-6年的時(shí)間里，已經(jīng)有近400萬套車內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)在市場上應(yīng)用。日本的ITS應(yīng)用主要是在交通信息提供；電子收費(fèi)；公共交通；商業(yè)車輛管理以及緊急車輛優(yōu)先等方面。除了歐、美、日以外，新興的工業(yè)國家和發(fā)展中國家也開始ITS的全面開發(fā)和研究，如韓國由建設(shè)交通部牽頭制定了全面的ITS框架結(jié)構(gòu)和發(fā)展計(jì)劃，新加坡已經(jīng)在全國開始推行不停車電子收費(fèi)。世界各國紛紛開展ITS的研究和開發(fā)，除了解決交通問題的原因之外，另一個(gè)重要的出發(fā)點(diǎn)則是ITS將成為繼軍事應(yīng)用之后高新技術(shù)最大的應(yīng)用市場。
四、結(jié)束語
現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展因?yàn)橹悄芙煌ㄏ到y(tǒng)（ITS）的發(fā)展與應(yīng)用，正邁向新紀(jì)元。在過去的一個(gè)時(shí)代，交通運(yùn)輸與社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的聯(lián)系更加緊密，道路運(yùn)輸已成為最重要的地面運(yùn)輸方式之一，在發(fā)展中的中國，道路運(yùn)輸增長的需求主要靠提供更多的基礎(chǔ)設(shè)施來滿足，特別是建立完善的道路網(wǎng)絡(luò)。然而在新來臨的時(shí)代，這種需求將受到限制，而且需求本身在很大程度上要靠先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)和電子技術(shù)來滿足。盡管在全球的許多地方仍將建設(shè)更多的基礎(chǔ)設(shè)施，但它已不再是解決交通運(yùn)輸擁擠的唯一辦法。隨著 ITS 的快速發(fā)展，中國正面臨為滿足日益增長的尖銳的交通需求而必須在多種解決途徑中作出決斷。
參考文獻(xiàn)：
【1】沈志云.交通運(yùn)輸工程學(xué)[M].北京:人民交通出版社,2003年.
關(guān)鍵詞 智能交通；智能城市
中圖分類號：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0007-01
長久以來，交通行業(yè)一直直接影響著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會(huì)水平的不斷提高。而城市內(nèi)部的交通也給城市的整體建設(shè)以及人們的生活水平帶來了很大的影響。隨著當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，一定要進(jìn)一步加大對城市交通的建設(shè)力度，從而不斷的與城市交通的發(fā)展需求相適應(yīng)，而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，與智能交通的構(gòu)建是不能分開的。
1 智能交通以及智能城市的概述
智能交通是指把交通管理系統(tǒng)中的通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感控制技術(shù)等綜合到一起，充分發(fā)揮它們各自的作用，這樣就可以更大范圍的實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確以及全方位的管理和運(yùn)輸，智能交通是當(dāng)代城市交通建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。
智能城市也可以稱之為網(wǎng)絡(luò)化城市或者是信息化城市，它是一個(gè)系統(tǒng)化的工程，與人腦的智慧、物理的設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)等方面的因素融合在一起，從而形成了一個(gè)全新的社會(huì)形態(tài)以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。針對城市智能體系建設(shè)的工作來說，城市的智能化管理是其最重要的內(nèi)容，它首先是用城市智能化的管理系統(tǒng)來輔助城市管理的相關(guān)工作；然后包含智能交通、智能建筑以及智能電力等一些智能化的設(shè)施，同時(shí)還包括智能家庭、智能醫(yī)療、以及智能銀行等社會(huì)智能化。智能城市的構(gòu)建，不但可以不斷的促進(jìn)城市生產(chǎn)水平的提高，同時(shí)運(yùn)行管理方面的工作也得到了不斷的加強(qiáng)。
2 智能交通建設(shè)的重要性
隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快以及人們生活水平的不斷提高，城市內(nèi)部的機(jī)動(dòng)化水平也在逐漸提升，城市的交通壓力越來越大，很多城市已經(jīng)出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的交通堵塞問題以及一些其它的交通環(huán)境問題，這些都給城市內(nèi)部的穩(wěn)定運(yùn)行以及宜居城市的建設(shè)造成了很大的影響。特別是像北京、上海這樣的大城市，交通擁擠的現(xiàn)象更是常見，與此同時(shí)，由于交通壓力太大而引起的環(huán)境污染問題加重以及交通事故頻發(fā)的現(xiàn)象更是不斷出現(xiàn)，而且這些現(xiàn)象已經(jīng)成為了我國非常普遍的城市疾病，嚴(yán)重制約了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近些年，城市交通問題已經(jīng)引起了廣大市民以及相關(guān)管理部門的高度關(guān)注。在解決交通問題的傳統(tǒng)方法中，對道路進(jìn)行修建是最主要的方法，可是城市的區(qū)域比較有限，可以對道路進(jìn)行修建的空間越來越小，而且交通系統(tǒng)又是一個(gè)非常復(fù)雜而龐大的體系，如果只是考慮道路和車輛方面，根本沒有辦法對城市的交通問題進(jìn)行有效的解決。在這個(gè)背景之下，把道路和車輛綜合在一起，建立現(xiàn)代化的智能交通系統(tǒng)來對交通的問題進(jìn)行解決，是市民的普遍要求和愿望，不但能夠提高市民的居住條件，還能促進(jìn)城市功能的提高，也是城市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然趨勢。
3 智能交通在智能城市構(gòu)建過程中的作用
智能城市建設(shè)的核心內(nèi)容是智能交通，它能夠帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，直接影響著智能城市的建設(shè)水平以及智能城市建設(shè)的質(zhì)量。智能城市在構(gòu)建的過程中，智能交通能夠?qū)崿F(xiàn)很大的經(jīng)濟(jì)效益，可以分為直接效益和間接效益兩種。
1）直接效益。智能交通可以降低行車的成本，大大提高交通運(yùn)輸中的勞動(dòng)生產(chǎn)率，可以有效縮短交通出行的時(shí)間，減少交通運(yùn)輸事故的發(fā)生，增加車輛的使用壽命，減少能源的使用。同時(shí)，智能交通還可以促進(jìn)公共交通的運(yùn)行效率以及服務(wù)的水平，培養(yǎng)人們盡量選擇公共交通出行的意識，對于非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車一起行駛的情況來說意義更加重大。
2）間接效益。智能交通是一種新興的產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展主要依靠計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、汽車制造產(chǎn)業(yè)以及信息和通信產(chǎn)業(yè)等。智能交通發(fā)展的過程中，可以有效的帶動(dòng)這些產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)這些相關(guān)的產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。智能交通系統(tǒng)的建設(shè)可以有效的改善周邊地區(qū)的交通情況，促進(jìn)這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)得到更好的發(fā)展。另外，智能交通的構(gòu)建還可以有效的改善路網(wǎng)的服務(wù)水平，出行效率得以提高的同時(shí)，還能為各行各業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。
4 智能交通給社會(huì)帶來的效益
在智能城市建設(shè)的過程中，發(fā)展智能化的交通有著非常大的社會(huì)效益，主要有以下幾個(gè)方面。
1）實(shí)現(xiàn)環(huán)境的改善以及能源的節(jié)約利用。發(fā)展智能化的交通可以降低交通出行中的能源消耗，同時(shí)還可以進(jìn)一步的降低整治環(huán)境污染過程中所產(chǎn)生的費(fèi)用。目前，交通噪音占城市噪音的很大一部分比例，嚴(yán)重制約著智能城市的建設(shè)。智能交通建成之后，可以利用降低車輛的停車次數(shù)以及車輛的變速頻率來對交通的噪聲污染進(jìn)行有效的控制，同時(shí)還要確保原有的交通能力能夠正常的發(fā)揮，進(jìn)一步提高路網(wǎng)的利用效率，從而不斷降低路網(wǎng)在規(guī)劃過程中對道路的擴(kuò)建數(shù)量，實(shí)現(xiàn)對土地資源的節(jié)約利用。
2）可以不斷的提高城市交通的服務(wù)質(zhì)量以及綜合管理水平。智能交通的不斷發(fā)展能夠促進(jìn)對交通管理的法制建設(shè)以及交通管理體制的進(jìn)一步改革，可以提高交通管理的服務(wù)意識以及交通管理的現(xiàn)代化水平，完成單純被動(dòng)的交通管理向主動(dòng)管理服務(wù)類型的轉(zhuǎn)變過程。
3）對科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起到了一定的促進(jìn)作用。智能交通的建設(shè)需要把各種高新的科學(xué)技術(shù)結(jié)合在一起，之后共同的應(yīng)用到在交通行業(yè)當(dāng)中。智能交通的建設(shè)過程中，不但要不斷的提高交通產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)水平，同時(shí)還需要不斷的給各個(gè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)提供更多的科學(xué)技術(shù)支持，讓這些一起對交通建設(shè)進(jìn)行服務(wù)，讓交通建設(shè)達(dá)到更高的水平。在這種情況下，智能交通會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)社會(huì)科技的進(jìn)步。
5 結(jié)束語
綜上所述，智能交通對智能城市的建設(shè)影響深遠(yuǎn)，它是交通行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。交通的智能化有很多的優(yōu)勢，它不但可以降低行車的成本，能夠不斷的讓一些關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益，還能夠節(jié)約能源，改善交通環(huán)境，從而促進(jìn)城市交通服務(wù)質(zhì)量以及綜合管理水平的提高。
參考文獻(xiàn)
[1]安銳.智能交通在道路交通管理中的應(yīng)用[J].道路交通管理，20l2，17（12）：46-47.
新一輪科技革命蓬勃發(fā)展，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一代信息技術(shù)，帶來了生產(chǎn)方式、生活方式、消費(fèi)方式的深刻變革。在技術(shù)的推動(dòng)下和現(xiàn)實(shí)需求的拉動(dòng)下，全世界掀起了高漲的智慧城市建設(shè)熱潮。與此同時(shí)，信息經(jīng)濟(jì)作為一種新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，以發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)、推進(jìn)信息化應(yīng)用、擴(kuò)大信息消費(fèi)、深化信息化和工業(yè)化深度融臺為主要內(nèi)容的信息經(jīng)濟(jì)，成為搶占全球未來發(fā)展制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇。
信息經(jīng)濟(jì)是以數(shù)字化信息為關(guān)鍵資源，以信息網(wǎng)絡(luò)為依托，通過信息通信技術(shù)與其他領(lǐng)域緊密融合。近年來，我國信息基礎(chǔ)設(shè)施普及完善，信息經(jīng)濟(jì)迅速增長，新興領(lǐng)域快速發(fā)展。工信部通報(bào)數(shù)據(jù)顯示：2014年全國電信業(yè)務(wù)總量達(dá)到1.8萬億元，同比增長16.1%；同期，我國信息消費(fèi)規(guī)模達(dá)到2.8萬億元，增長18%：并拉動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)1.2萬億元的發(fā)展，對全年GDP貢獻(xiàn)約0.8個(gè)百分點(diǎn)；電子商務(wù)交易額達(dá)到了12萬億元，增長了20%。
在良好的政策環(huán)境和金融環(huán)境下，新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式不斷涌現(xiàn)。道路交通狀況、公交到站情況相關(guān)實(shí)時(shí)軟件不計(jì)其數(shù)。兩大打車軟件你死我活地斗了一年，最后轟轟烈烈地宣布合并。手機(jī)支付不僅為年輕人普遍用于網(wǎng)絡(luò)購物和支付打車費(fèi)，還被老年人用來超市買菜，被火熱用于電子紅包發(fā)放。傳統(tǒng)金融業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)精神相結(jié)合的互聯(lián)網(wǎng)金融迅猛發(fā)展，余額寶、拍拍貸、翼龍貸等逐漸成為大眾理財(cái)?shù)倪x擇。醫(yī)療、母嬰、體育等領(lǐng)域也正不斷涌現(xiàn)各種軟件和交流平臺。
信息經(jīng)濟(jì)中最強(qiáng)勁的動(dòng)力是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，即數(shù)據(jù)采集和傳遞的及時(shí)、準(zhǔn)確完整以及針對需求的數(shù)據(jù)挖掘能力和快速響應(yīng)能力。信息產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的發(fā)展正處在成長期，市場需求巨大，有待深入挖掘。先發(fā)展起來的一些細(xì)分領(lǐng)域，因搶占入口，競爭十分劇烈。新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生，將與傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行互補(bǔ)，也有可能會(huì)顛覆傳統(tǒng)行業(yè)。
智慧交通市場五大轉(zhuǎn)變
智慧交通是吸收各領(lǐng)域的先進(jìn)理念而逐步發(fā)展成熟的，與智慧交通密切相關(guān)的概念有智能交通、新一代智能交通、車聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等。智慧交通是以信息的收集、處理、、交換、分析、利用為主線，為交通參與者提供多樣的新一代綜合交通體系。近年來，國內(nèi)大城市已經(jīng)具有高密度的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，中小城市的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也已經(jīng)非常完備。整體上，我國各大中小城市已經(jīng)具備良好的服務(wù)基礎(chǔ)。與此同時(shí)，社會(huì)對智慧交通的需求，不僅僅是道路信號燈的正常運(yùn)行和合理控制、交通違法行為取證，還有交通運(yùn)行實(shí)時(shí)狀況、公交安排、停車信息及相關(guān)休閑娛樂信息等。與傳統(tǒng)智能交通相比，智慧交通市場更加關(guān)注人的需求變化，主要呈現(xiàn)五大轉(zhuǎn)變。
轉(zhuǎn)變一：從智能交通向智慧城市擴(kuò)展
對于大眾來說，智慧交通就是智慧出行，更加關(guān)注出行前中后需求的滿足。而這些需求除了交通信息和出行體驗(yàn)之外，還涉及保養(yǎng)、購物、消費(fèi)等服務(wù)，逐漸從交通出行向出行生活轉(zhuǎn)變。智慧交通也逐漸向其他領(lǐng)域滲透，向智慧城市擴(kuò)展。
轉(zhuǎn)變二：從單獨(dú)管理向綜合協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變
對于管理部門來說，內(nèi)部跨部門及跨大部門的協(xié)作日趨增多，不依附其他部門的單部門單獨(dú)管理模式已漸漸向多部門綜合協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變。迫切需要地面公交、軌道交通、民航、鐵路、交管、公安、旅游、城管、城建、氣象、消防等部門實(shí)現(xiàn)信息共享，以支撐城市交通智能化協(xié)調(diào)管理、安全應(yīng)急指揮和規(guī)劃決策。
轉(zhuǎn)變?nèi)簭某鞘薪煌ㄏ虺请H交通延伸
隨著交通業(yè)務(wù)和服務(wù)不斷綜合，城市的智慧交通體系也從城市交通向城際交通延伸。城市的智慧交通體系發(fā)展的重要趨勢是不但接入公交車、公共自行車、出租車、水上巴士、卡口設(shè)施、視頻、地鐵、公共停車位信息等交通行業(yè)的多類數(shù)據(jù)，還接入了客運(yùn)班車、高速交通、民航、鐵路等。
轉(zhuǎn)變四：從穩(wěn)定機(jī)械向移動(dòng)智能轉(zhuǎn)變
在移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的推動(dòng)下，交通信息化領(lǐng)域信息獲取、處理、提供的手段逐漸提升，讓交通信息能夠隨時(shí)隨地獲取、交互。移動(dòng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)還能夠優(yōu)化交通信息服務(wù)，讓交通參與者獲取更加準(zhǔn)確的信息。
轉(zhuǎn)變五：從被動(dòng)接受向主動(dòng)參與轉(zhuǎn)變
交通出行者原來只是被動(dòng)地接受交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)出的交通信號，比如紅綠燈、顯示屏、短信。80后、90后、00后這些熟悉網(wǎng)絡(luò)信息的人逐漸成為出行主力軍，不滿足于被動(dòng)接受信息，還有能力通過網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)主動(dòng)獲取信息，甚至影響管理者決策。現(xiàn)在智慧變通建設(shè)更加注重交通信息、停車、車輛管理等面向出行者的服務(wù)，以提升出行體驗(yàn)。
傳統(tǒng)智能交通企業(yè)面臨挑戰(zhàn)
智慧交通是在以人為本、可持續(xù)發(fā)展的理念指導(dǎo)下，將以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為代表的智能傳感技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等有效集成，并運(yùn)用到交通系統(tǒng)中，以提高交通管理服務(wù)效率、提升人的出行體驗(yàn)為目的，以更精確的信息在更廣的時(shí)空范圍內(nèi)構(gòu)建的人性化、智能化、立體化的綜合交通體系。
本文所說的傳統(tǒng)智能交通企業(yè)就是在大智慧交通的概念下，相對于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等領(lǐng)域企業(yè)，一直從事交通信息化領(lǐng)域的企業(yè)。傳統(tǒng)智能交通企業(yè)多以技術(shù)型為主導(dǎo)，以產(chǎn)品開發(fā)為核心競爭力，注重技術(shù)研發(fā)和市場開拓。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)滲入智能交通領(lǐng)域，創(chuàng)新發(fā)展了物流、公變、停車、出租車等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能交通產(chǎn)品，一定程度上迫使傳統(tǒng)智能變通行業(yè)產(chǎn)生革命性發(fā)展。銀江股份、易華錄等傳統(tǒng)智能交通代表企業(yè)都已在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行了布局和嘗試。
在智慧交通發(fā)展的大背景下，傳統(tǒng)智能交通企業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。首先，傳統(tǒng)智能交通企業(yè)承接的大多數(shù)是政府項(xiàng)目，政府正在轉(zhuǎn)變行業(yè)管理思路，對產(chǎn)品也涌現(xiàn)了許多新的要求。傳統(tǒng)智能變通產(chǎn)品比較固定，升級速度慢，難以較快地滿足變化較快的市場需求。其次，政府正逐步對企業(yè)開放一些公共資源以增加公共服務(wù)的供給，政府采購整體趨勢也正逐步從采購產(chǎn)品和工程向采購服務(wù)過渡。智慧交通項(xiàng)目運(yùn)營模式轉(zhuǎn)變將更加考驗(yàn)項(xiàng)目承接企業(yè)的財(cái)務(wù)能力。最后，對于一個(gè)傳統(tǒng)智能交通企業(yè)來說，智慧交通市場上的競爭不僅來自熟悉的傳統(tǒng)智能交通企業(yè)，還面臨新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和智能汽車企業(yè)的威脅。從行業(yè)發(fā)展來看，傳統(tǒng)智能交通行業(yè)正在面臨著洗牌的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)智能交通企業(yè)破網(wǎng)重生之路
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)給傳統(tǒng)智能交通企業(yè)帶來很多挑戰(zhàn)，也蘊(yùn)含了轉(zhuǎn)型升級的機(jī)遇。交通信號控制、交通視頻監(jiān)控、電子警察、卡口等傳統(tǒng)智能交通產(chǎn)品市場競爭激烈，項(xiàng)目利潤空間日趨變薄，傳統(tǒng)智能交通企業(yè)也迫切需要尋找新的利潤增長點(diǎn)。與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相比，傳統(tǒng)智能交通企業(yè)具有行業(yè)優(yōu)勢，即對交通行業(yè)信息化需求了解比較深刻，而且項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。因此，在信息經(jīng)濟(jì)、互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代，傳統(tǒng)智能交通企業(yè)的破網(wǎng)重生之路在于革新精進(jìn)，創(chuàng)造符合市場需求的新產(chǎn)品。從目前的狀況來看，傳統(tǒng)智能交通企業(yè)主要從以下四條戰(zhàn)略路徑突破固有限制，進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。
途徑一：技術(shù)深耕
雖然大中城市變通基礎(chǔ)設(shè)施采集網(wǎng)絡(luò)已較為密集，但是也存在有些地方部署不完善、設(shè)備采集的及時(shí)率和準(zhǔn)確度不夠高、系統(tǒng)項(xiàng)目間互聯(lián)互通程度低、系統(tǒng)決策支持能力弱等問題。針對這些難以滿足當(dāng)下應(yīng)用需求的問題，傳統(tǒng)智能交通企業(yè)在道路信號系統(tǒng)、末端控制、數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)等方面最具有先入優(yōu)勢。技術(shù)深耕的主要思路是深入了解當(dāng)下應(yīng)用需求，采用創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新思路，升級完善現(xiàn)有產(chǎn)品。作為傳統(tǒng)智能交通企業(yè)的代表，銀江股份注重技術(shù)提升，重點(diǎn)在提升智能交通大數(shù)據(jù)處理能力，以“互聯(lián)網(wǎng)+”的思路提升傳統(tǒng)智能交通產(chǎn)品。近年來共授權(quán)專利45項(xiàng)，還有115項(xiàng)專利已申請受理。
途徑二：數(shù)據(jù)運(yùn)營
信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代，數(shù)據(jù)和信息己然成為一項(xiàng)重要的生產(chǎn)要素，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著越來越重要的作用。針對目前大中型城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已具相當(dāng)規(guī)模，各類交通相關(guān)信息資源較為分散且共享程度較低，數(shù)據(jù)運(yùn)營的主要思路是從電子警察、卡口、交通視頻監(jiān)控，公交、出租車、停車場等獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)處理技術(shù)產(chǎn)生具有價(jià)值的數(shù)據(jù)，將可以公開的數(shù)據(jù)作為商品供給到智慧交通市場。隨著政府?dāng)?shù)據(jù)的有序開放以及新的行業(yè)分工日趨明晰，智慧交通數(shù)據(jù)運(yùn)營將是具有交通行業(yè)豐富經(jīng)驗(yàn)和革新運(yùn)營理念的傳統(tǒng)智能交通企業(yè)的有利發(fā)展方向。
途徑三：服務(wù)運(yùn)營
在智慧交通領(lǐng)域，政府正在轉(zhuǎn)換服務(wù)模式，逐步突破向社會(huì)力量購買公共服務(wù)的內(nèi)容和方式，考慮以租賃或購買服務(wù)的方式解決部分交通設(shè)施和系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)問題。一直主要服務(wù)于政府的傳統(tǒng)智能交通企業(yè)在這個(gè)領(lǐng)域具有先入優(yōu)勢，可以逐步向服務(wù)運(yùn)營擴(kuò)展。主要市場機(jī)會(huì)主要集中在停車管理、車輛管理、道路管理、信息系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)等。針對大眾對信息消費(fèi)的需求，具有敏銳嗅覺的互聯(lián)網(wǎng)公司主導(dǎo)了人性化的公眾交通服務(wù)。銀江股份和易華錄等傳統(tǒng)智能交通企業(yè)憑借自身優(yōu)勢，積極創(chuàng)新，也已在拓展服務(wù)運(yùn)營業(yè)務(wù)。
途徑四：平臺運(yùn)營
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能交通；電子收費(fèi)系統(tǒng)
0 引言
說起交通，應(yīng)該是與日常生活最貼近的。每天去單位上班，都要與公交車、地鐵、小汽車、出租車、自行車等打交道；如果出差，有可能乘坐火車、輪船、飛機(jī)，也可能駕車選擇高速公路，以上都是交通工具的一部分。但是我們經(jīng)常面臨的情況卻是乘車擁擠、交通堵塞、駕車受阻，等待難耐，在這種情況下，改變現(xiàn)在的交通狀況，減輕交通擁擠，減少交通事故，制止交通環(huán)境惡化就成為一個(gè)亟待解決的問題，從而，智能交通應(yīng)運(yùn)而生。
1 智能交通的概念
在20世紀(jì)80年代時(shí)，智能交通的概念產(chǎn)生了，最具代表性的是美國智能車輛道路系統(tǒng)（IVHS）、歐洲高效安全歐洲交通信息通訊系統(tǒng)（PROMETHEUS）、歐洲車輛安全道路結(jié)構(gòu)計(jì)劃（DRIVE）、日本的道路交通信息通信系統(tǒng)（VICS）。它們共同的特點(diǎn)是在整個(gè)交通的服務(wù)、管理和控制上運(yùn)用了先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、人工智能等多種技術(shù)，從而形成一種廣范圍、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)，以便可以解決目前出現(xiàn)的交通擁擠、交通事故和環(huán)境污染等問題。
智能交通是一個(gè)運(yùn)用現(xiàn)代電子信息技術(shù)面向交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)系統(tǒng)。它最大的特點(diǎn)是將信息進(jìn)行收集，然后對信息進(jìn)行處理、、交換、分析、利用，最終為交通的參與者提供多樣性的服務(wù)。換句話說，就是在高科技的支持與幫助下，讓傳統(tǒng)的交通模式變得更加智能化，更加安全、節(jié)能、高效率。
在未來城市的發(fā)展中，無線信息將成為車輛與交通設(shè)施之間、車輛與車輛之間的橋梁，未來的交通技術(shù)將利用電力化、車聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛來實(shí)現(xiàn)城市交通設(shè)備、信息等各方面資源的整合，完成城市智能交通系統(tǒng)的構(gòu)建。未來的智能交通系統(tǒng)可以讓車流就像海中的魚群一樣，在馬路上快速的游動(dòng)但卻又彼此不會(huì)相撞。
智能交通在中國主要應(yīng)用于以下三大領(lǐng)域。
（1）公路交通信息化，主要是指高速公路建設(shè)、省級國道公路建設(shè)、公路交通領(lǐng)域。公路收費(fèi)是現(xiàn)在的熱點(diǎn)項(xiàng)目，而這個(gè)項(xiàng)目又以軟件為主。聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)軟件和計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)是公路收費(fèi)的兩個(gè)組成部分。
（2）城市道路交通管理服務(wù)信息化。城市道路交通管理服務(wù)信息化的主要問題是兼容和整合，所以，這一領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)就是選擇一個(gè)綜合性的信息平臺，來實(shí)現(xiàn)對兼容和整合。
（3）城市公交信息化。根據(jù)目前的情況來看，公交系統(tǒng)信息化在國內(nèi)城市中應(yīng)用的比較少，也比較落后，而智能公交調(diào)度系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展還基本處于空白階段。不過在一些一線城市以及南方沿海地區(qū)，都已經(jīng)開始重視智能交通的發(fā)展了。
2 智能交通系統(tǒng)
交通問題是國計(jì)民生問題，而交通擁堵現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問題。針對這種情況，提高交通的智能化功能是當(dāng)前解決問題的一個(gè)有效方法。因此，智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為城市交通發(fā)展的必由之路。
智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems，ITS）是通過將傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、視頻檢測識別技術(shù)、GPS技術(shù)、信息技術(shù)等綜合應(yīng)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系中，從而建立起實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸控制和管理系統(tǒng)。
智能交通系統(tǒng)的工作流程是：首先通過布設(shè)各種傳感器，獲取需要的交通信息；然后使用有線或者無線的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；將獲取的交通信息進(jìn)行傳輸和匯集；最后將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，從而達(dá)到監(jiān)控和管理交通基礎(chǔ)設(shè)施以及交通流量的目的，為交通使用者及管理者提供服務(wù)。
3 智能交通的體系結(jié)構(gòu)
智能交通作為物聯(lián)網(wǎng)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用，遵循物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。智能交通系統(tǒng)由五大子系統(tǒng)組成，分別是：交通信息采集、互聯(lián)通信、交通狀況監(jiān)視、交通控制和信息。要想形成一個(gè)智能化的交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車與路之間、車與人之間以及人與人之間的互相連通，那么必須依靠智能交通前端的感知技術(shù)、中間的傳輸技術(shù)以及后端的信息處理技術(shù)。
ITS系統(tǒng)使用大量的嵌入式設(shè)備用于雷達(dá)測速、運(yùn)輸車隊(duì)遙控指揮、車輛導(dǎo)航等方面，同時(shí)通過大量的傳感器采集、存儲(chǔ)公路城市交通各個(gè)路段的交通數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和顯示，以供交通管理部門了解交通狀況，對擁堵路段進(jìn)行疏通，也便于司機(jī)進(jìn)行合理的避讓。如在有些路段，常可以看見一些大的LED顯示屏，顯示某路段車流擁堵或者交通事故，請繞行之類的提示。同時(shí)ITS系統(tǒng)內(nèi)集成的GPS車輛監(jiān)控子系統(tǒng)，將各種交通、天氣等信息在中心站和各子站之間通過無線通信的方式進(jìn)行傳輸，從而使得各子站的GPS接收機(jī)能夠接收到車輛當(dāng)前的位置、時(shí)間等數(shù)據(jù)，然后再通過無線通信方式傳輸給中心站；中心站將匯總的各子系統(tǒng)位置信息，送往電子地圖，顯示各子站的運(yùn)動(dòng)軌跡，最后通過無線通信調(diào)度指揮各子站，利用系統(tǒng)監(jiān)控軟件完成對各子站的狀態(tài)監(jiān)控。這樣就實(shí)現(xiàn)了對各子站的監(jiān)控管理。
智能交通系統(tǒng)具有典型的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，由感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)智能處理層和應(yīng)用層組成。
感知層包括信息采集和末梢網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)子層。傳感器、條形碼、二維碼、RFID、智能裝置等作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，將采集到的數(shù)據(jù)通過末梢網(wǎng)絡(luò)上傳給網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)采集設(shè)備將采集出行者、車輛和道路等多方面的交通信息，然后通過末梢網(wǎng)絡(luò)將采集到的這些交通信息傳輸給網(wǎng)絡(luò)層。
傳輸層是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立起來的，主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸、匯聚功能。在物聯(lián)網(wǎng)中，要求傳輸層能夠把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送。在智能交通系統(tǒng)的傳輸層中，目前主流的電話通信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)都是重要的核心網(wǎng)絡(luò)；主要使用的應(yīng)用技術(shù)是接入技術(shù)以及各種延伸網(wǎng)等交通信息傳輸技術(shù)。
數(shù)據(jù)智能處理層是要對多種數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理，然后組合出高效、符合用戶要求的信息的過程。
應(yīng)用層的主要功能是把感知和傳輸來的信息進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，實(shí)現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用和服務(wù)。這一層解決的是信息處理和人-機(jī)界面的問題。
4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用
電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection，ETC）又稱不停車收費(fèi)系統(tǒng)，是ITS的重要組成部分。ETC系統(tǒng)一種能實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)的全天候智能型分布式計(jì)算機(jī)控制、處理系統(tǒng)，是電子技術(shù)、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)、交通工程和系統(tǒng)工程的綜合產(chǎn)物，是典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。當(dāng)車輛通過擁有ETC系統(tǒng)的收費(fèi)站時(shí)，ETC系統(tǒng)將在車輛通過的瞬間自動(dòng)完成所過車輛的登記、建檔和收費(fèi)的整個(gè)過程，在不停車的情況下收集、傳遞、處理該車輛的各種信息。
高速公路ETC系統(tǒng)由車載單元（OBU）、路邊裝置（RSU）、ETC管理中心及后端的銀行結(jié)算系統(tǒng)4個(gè)部分組成。車載單元一般使用IC卡加CPU單元組成的“雙片式”結(jié)構(gòu)，其中IC卡存儲(chǔ)賬號、余額等信息，CPU單元存儲(chǔ)車主、車型等物理參數(shù)并為車載單元與路邊設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)交換提供保障。路邊裝置負(fù)責(zé)完成與車載單元的高速通信，實(shí)時(shí)讀取通過車輛中車載單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)行合法性判斷后，發(fā)送控制信號，并將車輛通信信息發(fā)送到管理中心。ETC管理中心對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，與銀行收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行通信和業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)交換。后端的銀行收費(fèi)系統(tǒng)對收到的扣費(fèi)請求進(jìn)行結(jié)賬和對賬處理。
圖1所示為利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)ETC的一個(gè)實(shí)例，射頻模塊采用CC1101芯片，單片機(jī)采用STC89C52芯片。有源的電子標(biāo)簽放在車輛上，當(dāng)車輛通過ETC收費(fèi)口時(shí)，電子標(biāo)簽就會(huì)把車輛的ID（身份標(biāo)識）發(fā)送給收費(fèi)口的讀寫器；讀寫器會(huì)通過串口將車輛ID傳送給計(jì)算機(jī)上的程序；由該程序查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，找到車輛的對應(yīng)信息，計(jì)算出所需繳費(fèi)的金額，完成扣費(fèi)后將繳費(fèi)信息發(fā)回給讀寫器；讀寫器收到扣費(fèi)信息后再通過射頻模塊將繳費(fèi)信息發(fā)給車輛；車輛中的電子標(biāo)簽收到繳費(fèi)信息后會(huì)在其LED七段數(shù)碼管處顯示出所扣費(fèi)用。
5 結(jié)語
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用以及發(fā)展，城市交通的智能化程度也將會(huì)大幅度提升，從而全面提升了道路管理部門對智能交通的管理和控制水平以及信息服務(wù)水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將使城市的智能交通朝著大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化、集成化和面向服務(wù)化發(fā)展，最終成為智慧城市的重要組成部分。
參考文獻(xiàn)：
[1]田景熙.物聯(lián)網(wǎng)概論[M].東南大學(xué)出版社，2010.
關(guān)鍵詞：智能交通 起源 發(fā)展 動(dòng)因 技術(shù)基礎(chǔ)
0、引言
近些年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通狀況也已經(jīng)有了明顯的改善。眾所周知，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是離不開交通的發(fā)展，甚至可以說交通的發(fā)展?fàn)顩r對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著決定性的作用。然而，當(dāng)今各國各大城市都幾乎面臨著同樣的問題，交通壓力大交通資源不足等。當(dāng)然，我國也不例外，如何解決這個(gè)問題呢？智能交通系統(tǒng)的大力發(fā)展就是我們解決交通問題的出發(fā)點(diǎn)和歸根點(diǎn)。
1、智能交通系統(tǒng)的起源
“智能交通系統(tǒng)”（Intelligent Transport System，簡稱ITS）是20世紀(jì)80年代中期迅速發(fā)展起來的一門新學(xué)科，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合的運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。它研究21世紀(jì)的新型交通運(yùn)輸模式，是當(dāng)前交通運(yùn)輸大學(xué)科的一個(gè)前沿領(lǐng)域，是新世紀(jì)交通運(yùn)輸專業(yè)的基礎(chǔ)性課程。
隨著社會(huì)進(jìn)步和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，人們生活的方方面面都有了很大的變化。然而，在交通領(lǐng)域，自從用于交通控制的交通信號燈發(fā)明以來，一直沒有其它方面大的革新。直到上世紀(jì)六七十年代，隨著交通需求的增大，交通與環(huán)境和人們的需求之間的矛盾越來越大，人們便開始了對交通的重視和研究。智能交通系統(tǒng)最早可以追溯到20世紀(jì)七八十年代的一系列車輛導(dǎo)流系統(tǒng)新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。1991年美國通過“地面交通效率法”（ISTEA），俗稱“冰茶法案”，從此美國的IVHS（Intelligent Vehicle Highway System，智能車輛高速公路）研究開始進(jìn)入宏觀運(yùn)作階段。1994年，美國將IVHS更名為ITS。
2、智能交通系統(tǒng)的發(fā)展
2.1 國外的發(fā)展?fàn)顩r
美國最早開始研究智能交通系統(tǒng)，隨后歐洲、日本等國也相繼加入了這一行列。經(jīng)過多年的發(fā)展，美國、歐洲、日本成為世界ITS研究的三大基地。目前，除美國、日本和歐盟三大ITS研究基地外，智能交通的發(fā)展和研究在另外一些國家和地區(qū)也有了相當(dāng)大的規(guī)模，如澳大利亞、韓國、新加坡、香港等。由于現(xiàn)代社會(huì)城市化速度越來越快、全球經(jīng)濟(jì)的一體化進(jìn)程加快、個(gè)人旅行與休閑時(shí)間的不斷增加以及人們對交通需求越來越高，ITS便成為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求。如今這些國家的ITS也都取得了一定的成就，也為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展注入了新的活力。
2.2 我國的發(fā)展?fàn)顩r。我國ITS 的發(fā)展起步相對較晚，70年代以來，從國外引進(jìn)、消化了一些項(xiàng)目，并進(jìn)行了一些ITS或類似ITS基礎(chǔ)項(xiàng)目的研究和應(yīng)用。70年代中至80年代初，主要是進(jìn)行城市交通信號控制試驗(yàn)研究，80年代中至90年代初北京、上海和廣州等建設(shè)了城市交通信號控制系統(tǒng)、高等級公路電子收費(fèi)系統(tǒng)和路邊信息服務(wù)系統(tǒng)。90年代中期以來，各個(gè)部門開始研究ITS發(fā)展戰(zhàn)略和GIS、GPS、EDI在交通中的應(yīng)用等，重視交通信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。如今，智能交通產(chǎn)業(yè)在我國的發(fā)展，尤其是在大城市都有了一定的規(guī)模。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示2011年一季度，我國智能交通項(xiàng)目數(shù)量825個(gè)，市場規(guī)模76億元。其中城市智能交通市場項(xiàng)目數(shù)量621個(gè)，市場規(guī)模23.5億元，同比增長32.8%，高出2010年平均增長率一倍。
3、智能交通系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)因
3.1 汽車發(fā)展的社會(huì)化。汽車的社會(huì)化帶來的諸如交通阻塞、交通事故、能源消費(fèi)和環(huán)境污染等社會(huì)問題日趨惡化，交通阻塞造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，即使道路設(shè)施十分發(fā)達(dá)的美國、日本等也不得不從以往只靠供給來滿足需求的思維模式轉(zhuǎn)向采取供、需兩方面共同管理的技術(shù)和方法來改善日益尖銳的交通問題。
3.2 人類環(huán)境的可續(xù)化。工業(yè)化國家在工業(yè)化、城市化發(fā)展的進(jìn)程中面臨著日益嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境惡化問題，這一問題在發(fā)展中國家同樣存在。ITS作為解決交通問題，保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的新一代交通運(yùn)輸系統(tǒng)，已成為解決交通問題的重要支柱。
3.3 信息技術(shù)智能化。早期的交通信號控制系統(tǒng)裝置采用了電子、傳感、傳輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)以及GPS、信息通訊的普及和應(yīng)用，交通監(jiān)視控制系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)等在交通管理中發(fā)揮了很大作用。
4、智能交通系統(tǒng)所依賴的基礎(chǔ)技術(shù)
4.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地域上分散且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路按不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接起來，能以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)，主要由局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)組成。
4.2 通信技術(shù)。涉及到的主要有固定通信技術(shù)，比如微波、光纖和衛(wèi)星等通信技術(shù)；移動(dòng)通訊技術(shù)，它主要是在移動(dòng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換由移動(dòng)臺、基地站、交換中心、中繼站等部分組成；公用數(shù)據(jù)通訊（通訊網(wǎng)絡(luò)）主要有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)、增值網(wǎng)絡(luò)平臺（電子信箱等）；公共移動(dòng)通信網(wǎng)即數(shù)字無線系統(tǒng)（蜂窩拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)）。
4.3 顯示和人工智能技術(shù)。大屏幕顯示技術(shù) LED--發(fā)光二極管、點(diǎn)陣模塊，LCD --液晶顯示器件等。人工智能技術(shù)它是用計(jì)算機(jī)模擬、延伸和擴(kuò)展的智能化技術(shù)，其中智能控制技術(shù)有模式控制、知識控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
4.4車輛識別和自動(dòng)定位技術(shù)。車輛識別技術(shù)主要是識別車的長、寬、高、重的屬性以及車載標(biāo)志及身份屬性。定位技術(shù)主要是全球定位系統(tǒng)（GPS）。
4.5地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)簡稱GIS，它是一種十分重要的空間信息系統(tǒng)，它是采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。在智能交通系統(tǒng)上主要應(yīng)用于采集、顯示、查詢、分析地理位置信息。
5、智能交通系統(tǒng)未來展望
雖然ITS技術(shù)已有將近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程了，但是伴隨著高科技的發(fā)展它的發(fā)展空間仍然非常的廣闊。我們相信在不久得將來，自動(dòng)輔助駕駛，自助服務(wù)，自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)將為智能交通的發(fā)展插上騰飛的翅膀，從而使人、車、路和環(huán)境充分協(xié)調(diào)，使人與車、車與車、車與路等各個(gè)交通要素相互協(xié)調(diào)從而達(dá)到交通系統(tǒng)化以建立起快速、準(zhǔn)確、安全、便捷的交通運(yùn)輸體系。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：智能交通 信息壁壘 信息利用及共享 解決方案
經(jīng)過前期系統(tǒng)調(diào)研、橫向?qū)Ρ龋瑖鴥?nèi)各大城市在智能交通的發(fā)展過程中暴露出一些亟待解決的問題和困難。為了解決現(xiàn)在智能交通發(fā)展中存在的問題和實(shí)現(xiàn)智能交通發(fā)展總體框架，結(jié)合智能交通發(fā)展的總體規(guī)劃，以及“十二五”國家智能交通系統(tǒng)建設(shè)總綱要，給出以下問題與困難的解決思路與具體措施。
1 打破公共管理部門之間存在的信息壁壘
鑒于目前公共管理部門之間、企業(yè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)、直屬機(jī)構(gòu)、服務(wù)機(jī)構(gòu)等之間存在的信息傳遞障礙，信息壁壘森嚴(yán)，獲取數(shù)據(jù)障礙重重這一情況，要努力協(xié)調(diào)各公共管理部門之間打破信息傳遞的壁壘，做到信息互通，資源共享，提高數(shù)據(jù)資源的有效利用率，也避免了大量信息化系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)問題。針對早期智能交通領(lǐng)域缺乏統(tǒng)一的發(fā)展框架，沒有標(biāo)準(zhǔn)體系，導(dǎo)致部分現(xiàn)行系統(tǒng)存在功能重復(fù)、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、耦合度低、系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)等問題。應(yīng)制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，建立智能交通統(tǒng)一的發(fā)展框架，使得智能交通有章可循，有明確的發(fā)展方向。
2 解決信息利用及共享問題的措施
2.1 建立數(shù)據(jù)中心信息交換共享平臺
智能交通系統(tǒng)的框架，數(shù)據(jù)層主要有“交通運(yùn)輸綜合數(shù)據(jù)中心”，其建設(shè)目的主要是針對解決信息采集、共享、動(dòng)態(tài)更新不暢等問題，為了更好地實(shí)現(xiàn)信息的最大化利用和共享問題，“數(shù)據(jù)中心”還應(yīng)配套建設(shè)“數(shù)據(jù)中心信息交通共享平臺”，該平臺包含兩個(gè)模塊：信息服務(wù)支持模塊、數(shù)據(jù)交換模塊。
2.2 建立標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)一系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)
智能交通系統(tǒng)包括了海陸空鐵郵五大領(lǐng)域。目前各部門之間在各自的智能化建設(shè)中沒有采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這一現(xiàn)象是直接導(dǎo)致各部門之間系統(tǒng)信息不能有效共享的直接與主要原因，造成了極大的信息資源浪費(fèi)，也成為建立完善的智能交通系統(tǒng)的最大障礙。充分參考國家交通部在2011年的《公路水路交通運(yùn)輸信息化十二五發(fā)展規(guī)劃》，制定智能交通系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)一系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)成為亟需的首要工作之一。有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，今后智能交通系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展將更有規(guī)可循。
2.3 信息資源重規(guī)劃解決方案
信息資源規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)信息資源管理的前提和基礎(chǔ)。由于交通運(yùn)輸行業(yè)信息系統(tǒng)的建設(shè)是一個(gè)漸進(jìn)的過程，缺乏頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)會(huì)致使信息流通不暢、信息不能共享，形成“信息孤島”。而進(jìn)行信息資源的合理規(guī)劃，可引導(dǎo)和規(guī)范交通運(yùn)輸行業(yè)信息化系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心信息交換共享的無縫銜接。
信息資源規(guī)劃包含對信息資源的采集、處理、傳輸、利用的全面規(guī)劃，通過對信息需求進(jìn)行分析、對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理，建立信息化整體的信息標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)模型。其中信息標(biāo)準(zhǔn)的確立是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心與各信息系統(tǒng)信息交換共享的必要前提。信息標(biāo)準(zhǔn)包括“管理信息標(biāo)準(zhǔn)”和“數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)”，“管理信息標(biāo)準(zhǔn)”包括代碼標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，“數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)”包括交換接口標(biāo)準(zhǔn)和交換數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)。
對現(xiàn)有的信息系統(tǒng)用這些標(biāo)準(zhǔn)和模型進(jìn)行衡量，加以改造和整合。
對新建信息系統(tǒng)提供系統(tǒng)整體框架和規(guī)范要求，使其能成為整體的一部分。
下面為信息資源的采集、處理、傳輸、利用這四個(gè)方面的相關(guān)規(guī)劃解決方案：①信息采集。交通運(yùn)輸綜合數(shù)據(jù)中心信息來源將主要依靠從多個(gè)相關(guān)部門信息系統(tǒng)獲得。為保障信息采集的順利實(shí)現(xiàn)，需建立完善的信息采集機(jī)制。②信息處理。信息處理指的是數(shù)據(jù)中心對各信息系統(tǒng)采集而來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工、融合以及提取和處理，實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的清洗整理，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)壓縮與抽樣存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)融合等相關(guān)功能設(shè)計(jì)。③信息傳輸。信息傳輸以數(shù)據(jù)中心通信網(wǎng)絡(luò)平臺為依托，確定信息傳輸?shù)南嚓P(guān)協(xié)議及各系統(tǒng)間的傳輸機(jī)制，設(shè)定傳輸優(yōu)先級，實(shí)現(xiàn)各類信息的高效、有序傳輸。④信息利用。此處所指的信息利用是指數(shù)據(jù)中心為其他信息系統(tǒng)提供的信息共享，信息共享是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的終極目標(biāo)，制定實(shí)用、有效的信息共享機(jī)制，既是數(shù)據(jù)中心長期發(fā)展的根本，也是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的核心內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建立共享機(jī)制主要包括：制定并出臺數(shù)據(jù)中心信息共享的辦法、制度、規(guī)定、條例等法律和相關(guān)政策，充分體現(xiàn)共享共贏和公平多贏原則，同時(shí)也要確保法律和政策的可操作性。
明確和落實(shí)各相關(guān)部門和企業(yè)作為共享機(jī)制建立的主體地位，規(guī)范共享信息和資源的管理及使用，確保共享機(jī)制有效運(yùn)行。
制定數(shù)據(jù)中心信息交換共享平臺的接口規(guī)范，各部門信息系統(tǒng)遵循這些規(guī)范與制度，通過信息交換共享平臺實(shí)現(xiàn)信息的交換共享與利用。
2.4 解決信息化系統(tǒng)分散未整合問題的措施
針對前期智能交通系統(tǒng)建設(shè)的四層框架，在對現(xiàn)有各類信息系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研后，給出從數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、表現(xiàn)層及基礎(chǔ)設(shè)施層的各種整合需求。
2.4.1 數(shù)據(jù)層整合需求 通過數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸領(lǐng)域各類信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分類、定義，使得各已有信息系統(tǒng)按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)接口。通過搭建交通運(yùn)輸綜合數(shù)據(jù)中心，對各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)、訂閱進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過數(shù)據(jù)整合，解決以下問題：①信息系統(tǒng)間無法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)共享與交換的問題。②社會(huì)公眾交通信息服務(wù)水平不高的問題。③決策支持水平較低的問題。
2.4.2 應(yīng)用層整合需求 應(yīng)用層的整合為數(shù)據(jù)整合加業(yè)務(wù)整合。數(shù)據(jù)整合是應(yīng)用層整合的基礎(chǔ)。而業(yè)務(wù)整合主要表現(xiàn)在應(yīng)用與應(yīng)用之間的交互，展開來講，也表現(xiàn)為政府和企業(yè)、政府和公眾、政府和政府之間的交互。通過信息的交換、工作流的管理、以及業(yè)務(wù)流程管理，得以在政府內(nèi)部、政府和企業(yè)、政府和公眾以及跨部門之間完成業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)。應(yīng)用層整合，是通過數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)面向同類信息主體或面向同類業(yè)務(wù)的信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與交換，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行業(yè)務(wù)流程的改造，使得業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)優(yōu)化與規(guī)范化。通過應(yīng)用層整合，解決以下問題：①同類信息主體或者處理同類業(yè)務(wù)的信息系統(tǒng)不能很好地協(xié)同工作，工作效率低下。②電子政務(wù)服務(wù)水平不高，尚不能提供真正意義上的場景式、一站式服務(wù)。
2.4.3 表現(xiàn)層整合需求 表現(xiàn)層的整合即操作環(huán)境整合，操作環(huán)境整合又主要表現(xiàn)為人機(jī)交互。政府公務(wù)員、社會(huì)公眾、企業(yè)都能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，通過任何設(shè)備訪問他們能訪問的信息和應(yīng)用。
例如，可以通過瀏覽器、語音、ATM、觸摸屏、短信平臺，也可以通過其它個(gè)人移動(dòng)數(shù)據(jù)設(shè)備接入系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。表現(xiàn)層的整合是在數(shù)據(jù)層整合與應(yīng)用層整合的基礎(chǔ)上，對內(nèi)，即針對政府主管部門內(nèi)部的信息系統(tǒng)使用者，可以在一個(gè)統(tǒng)一風(fēng)格的操作界面上對各類信息系統(tǒng)進(jìn)行使用與操作；對外，即針對社會(huì)公眾，可以讓社會(huì)公眾能夠面對統(tǒng)一的操作界面，得到便捷有效的信息服務(wù)。
2.4.4 基礎(chǔ)設(shè)施層整合需求 基礎(chǔ)設(shè)施層整合需求主要表現(xiàn)為通信網(wǎng)絡(luò)的整合。通過內(nèi)外網(wǎng)、專網(wǎng)的改造升級，使得網(wǎng)絡(luò)帶寬、容量得以提升，適應(yīng)未來信息化發(fā)展的需求。此外，還需要積極引入各類無線網(wǎng)絡(luò)通信手段，如CDMA、GPRS以及正在積極籌備中的3G。硬件設(shè)施方面，需要不斷更新各類設(shè)備，同時(shí)也要充分合理利用已有的各類設(shè)備，特別是高級昂貴的服務(wù)器等。通過基礎(chǔ)設(shè)施層整合，解決以下問題：①部分已有軟硬件設(shè)施尚未得到充分利用的問題。②未來發(fā)展需要更寬的網(wǎng)絡(luò)帶寬和更大的網(wǎng)絡(luò)容量。
3 系統(tǒng)整合整體方案
3.1 基礎(chǔ)設(shè)施整合
改造、升級現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)設(shè)施，升級和改造現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)；整合信息服務(wù)中心、總值班室等建立交通運(yùn)輸綜合指揮大廳。
3.2 數(shù)據(jù)整合
在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)上，整合數(shù)據(jù)中心信息交換共享平臺，建立交通運(yùn)輸綜合數(shù)據(jù)中心。
3.3 業(yè)務(wù)整合
根據(jù)業(yè)務(wù)耦合程度和“C-U”關(guān)系，整合現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
3.4 操作環(huán)境整合
整合現(xiàn)有交通運(yùn)輸行業(yè)網(wǎng)站，建立“場景式、一站式服務(wù)網(wǎng)站”。
參考文獻(xiàn)：
[1]高明，楊愛學(xué).論智能交通系統(tǒng)中的信息通信系統(tǒng)[J].淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（01）.
城市治堵循序漸進(jìn)
專家觀點(diǎn)：發(fā)展智能交通一定要以需求為導(dǎo)向，尤其是以老百姓的需求為主要導(dǎo)向。要先滿足公共交通和老百姓日常出行的基本需求，再為高端需求提供差異化服務(wù)。
“如何在現(xiàn)有條件下，讓道路資源得到最優(yōu)配置？”交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院總工程師、國家ITS(智能交通系統(tǒng))工程研究中心主任王笑京將此視為智能交通的最核心命題。
智能交通首先要緩解的就是道路擁堵問題。目前，在北京、上海、廣州等一線城市，其市區(qū)道路擁堵問題久治不愈，而一些二三線城市的道路使用情況也不容樂觀。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國城市機(jī)動(dòng)車保有量正以15%的速度增長，城市道路的增長率則僅為3%左右，而城市人均道路面積僅為10.6平方米，遠(yuǎn)低于國外人均道路面積的15～20平方米。在這種情況下，依靠交通指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度已成必經(jīng)之路。
信號燈“默默”治堵
提到智能交通在身邊的應(yīng)用，很多人會(huì)想到信號燈，其實(shí)紅綠燈本身也在執(zhí)行著緩解擁堵、保持道路暢通的任務(wù)，擔(dān)當(dāng)智能調(diào)度中的控制一職。王笑京告訴記者，晚上八九點(diǎn)鐘行駛在北京的主要干道，常常會(huì)一路綠燈，不過你可不要以為這是運(yùn)氣好，其實(shí)這是交通信號燈在暗暗發(fā)力。
“北京城區(qū)的主要干道和路口的紅綠燈已經(jīng)在計(jì)算機(jī)的協(xié)調(diào)控制之下，紅綠燈根據(jù)道路資源的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和切換，提高各個(gè)方向的車輛通過效率。在機(jī)動(dòng)車車流量不超過路口通行能力的前提下，司機(jī)往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一路駛來暢通無阻，其實(shí)就是信號燈在發(fā)揮指揮作用。當(dāng)然，這種作用在上下班交通高峰期間效果并不明顯，高峰時(shí)段交通路口各個(gè)方向的車流都超過了路口的通行能力，因此，這時(shí)除了保障路口車輛通過秩序的功能外，信號燈對道路的協(xié)調(diào)控制效果司機(jī)往往無法察覺。”
信號燈的調(diào)度規(guī)則并不是一成不變的，城市道路布局不同，信號燈控制系統(tǒng)也需調(diào)整其管理邏輯。王笑京告訴記者，盡管技術(shù)原理大致相同，但京滬兩地道路結(jié)構(gòu)的不同還是會(huì)導(dǎo)致信號燈的管理邏輯略有不同：“北京是棋盤式結(jié)構(gòu)，二環(huán)路內(nèi)使用一套交通信號控制系統(tǒng)，二環(huán)外則隨著城市擴(kuò)張發(fā)展出多個(gè)不同交通信號控制系統(tǒng)。現(xiàn)在，為了更好地了解整條道路的通行情況，不同信號控制系統(tǒng)之間會(huì)將部分?jǐn)?shù)據(jù)開放和共享，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)運(yùn)行；上海則是對高架道路和地面道路分開控制，而且高架道路通過信號燈控制進(jìn)入高架道路的車輛數(shù)量，以此保證道路暢通，所以上海的高架路上極少發(fā)生嚴(yán)重的交通堵塞現(xiàn)象。”
事故處理“半自動(dòng)”
順著信號燈的線索逆流而上，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)支撐這一應(yīng)用的是一整套完善的信息采集系統(tǒng)。北京市五環(huán)內(nèi)主干道上幾乎每500米就有一個(gè)車流檢測器，以微波或者超聲波的方式實(shí)時(shí)檢測通行車輛的數(shù)目；視頻監(jiān)控系統(tǒng)則已覆蓋全部主要路面。如果車流出現(xiàn)異常，交通指揮系統(tǒng)能夠自動(dòng)報(bào)警。
王笑京舉例說：“交通指揮系統(tǒng)對于公安交通管理部門警力的位置追蹤可以精確到個(gè)人（單兵定位），北京四環(huán)路內(nèi)如果發(fā)生交通事故，指揮系統(tǒng)會(huì)就近安排交警前往處理，通常3分鐘內(nèi)就可到達(dá)；而只要輸入車牌號，交警就能在警用終端上查詢車主個(gè)人信息和車輛保險(xiǎn)信息。”
“狀態(tài)評估與預(yù)測”系統(tǒng)會(huì)對交警傳回的信息和傳感器信息進(jìn)行分析，預(yù)測處理該事故所需要的時(shí)間及其對交通造成的影響大小和范圍。如果出現(xiàn)重大交通事故，可能需要處理1小時(shí)以上，就會(huì)啟動(dòng)車流組織的應(yīng)急預(yù)案，指示信息誘導(dǎo)其他車輛繞道行駛，通過對整個(gè)路網(wǎng)的調(diào)度,疏散事故道路的通行壓力。
“北京的這套交通指揮系統(tǒng)已經(jīng)非常先進(jìn)，完全能夠達(dá)到國際先進(jìn)水平。像北京市這樣一個(gè)擁有幾千萬人口的超大型都市，要保證很多勤務(wù)車暢通無阻，能夠運(yùn)行成這樣，也很不容易了。”王笑京說。
加大治堵力度
交通管理系統(tǒng)再先進(jìn)，但一日不解決城市交通擁堵難題，智能交通建設(shè)就一日談不上完成。為抑制私家車數(shù)量增長、治理城市擁堵，交通運(yùn)輸部在“十二五”期間組織開展國家“公交都市”示范工程，提出要在全國選擇30多個(gè)城市進(jìn)行公共交通優(yōu)先發(fā)展的試點(diǎn)工作。由重點(diǎn)關(guān)注小汽車轉(zhuǎn)向關(guān)注公共交通工具，這也成為近年來智能交通領(lǐng)域的發(fā)展方向。
信號燈確保公交先行的相關(guān)試驗(yàn)正在進(jìn)行，王笑京介紹：“北京南中軸已經(jīng)開始使用，在南北通行的道路上，如果公交車趕在綠燈即將轉(zhuǎn)為紅燈時(shí)達(dá)到路口，綠燈會(huì)延長時(shí)間，保證公交優(yōu)先通行；如果東西方向的路口也有公交車在等候變燈，南北主干道有優(yōu)先通過權(quán)。”
智能交通介入公共交通領(lǐng)域已久，其中能夠顯示公交到站距離的電子站牌技術(shù)更已經(jīng)是應(yīng)用成熟。但為何北京長安街上的電子站牌設(shè)立多年來一直有名無實(shí)，無人關(guān)注？王笑京指出：“這是因?yàn)闁|單到西單段，有很多路公交車通行，市民基本上乘坐哪輛車都可以到達(dá)，當(dāng)然不會(huì)關(guān)心電子站牌上的信息。真正關(guān)心車輛到站時(shí)間的是京郊市民，那里車輛稀少，可能半個(gè)多小時(shí)才來一輛，乘客在等待的過程中難免焦慮，想知道還要再等多久，好合理安排時(shí)間。”
鏈接
智能交通在中國
中國實(shí)施的交通管理系統(tǒng)，主要以城市道路和快速路的智能化交通管理為主，以城市交通管理部門為實(shí)施主體，已經(jīng)在北京、上海、廣州、天津、重慶、中山、杭州、青島、濟(jì)南、南京、哈爾濱等多個(gè)城市開展應(yīng)用。通過互聯(lián)網(wǎng)、廣播、手機(jī)短信訂閱、可變情報(bào)板等多種形式為公眾提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通信息服務(wù)。
北京市建成了以交通信號控制系統(tǒng)、道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息監(jiān)測系統(tǒng)、交通管理對外系統(tǒng)、交通管理綜合信息應(yīng)用系統(tǒng)、智能交通綜合集成系統(tǒng)等多項(xiàng)內(nèi)容為主體的智能交通管理系統(tǒng)示范工程。
城市軌道交通篇
感知地鐵
關(guān)鍵詞：單片機(jī) 交通燈控制系統(tǒng) 發(fā)光二極管
中圖分類號：TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0005-02
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車數(shù)量急劇增加，城市交通面臨巨大壓力，城市道路建設(shè)相對滯后，特別是街道的十字路口，更是成為交通網(wǎng)中通行能力的瓶頸和交通事故的多發(fā)地。為了有效緩解交通阻塞，確保交通安全，交通信號燈在所有城市都得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的交通信號燈控制系統(tǒng)具有很大的局限性[1]，結(jié)合計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)智能化的交通信號燈指揮系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 智能交通燈控制系統(tǒng)的系統(tǒng)分析
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
在由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口處，每個(gè)入口設(shè)置紅、綠、黃三色信號燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮表示該條道路上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行，且黃燈是禁行方向轉(zhuǎn)換信號。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號燈，設(shè)東西向?yàn)橹鞲傻溃媳睘橹Ц傻溃鐖D1所示。在任一時(shí)刻只允許一條干道通行，另一條干道禁行，持續(xù)一定時(shí)間后，經(jīng)過短暫的過渡，將允許另一條干道通行，循環(huán)往復(fù)。每條干道的信號轉(zhuǎn)換順序?yàn)椋壕G—>黃—>紅，綠燈的最短時(shí)間為20秒，最長時(shí)間為40秒，紅燈最短時(shí)間為25秒，最長時(shí)間為45秒，黃燈時(shí)間為5秒。
1.2 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及其功能
該系統(tǒng)由單片機(jī)、車流量檢測模塊、違規(guī)檢測模塊、按鍵設(shè)置模塊、信號燈狀態(tài)模塊、LED倒計(jì)時(shí)模塊組成最小控制系統(tǒng)，如圖2所示[2]。采用單片機(jī)作為控制核心，直接控制信號燈的狀態(tài)變化，可以實(shí)現(xiàn)基本的交通指揮功能。LED數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)間，以提醒行使者，更具人性化。違規(guī)檢測傳感器和車流量檢測傳感器為單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上單片機(jī)及時(shí)調(diào)整控制指揮。
該系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)基本的交通指揮功能，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示、車流量檢測及調(diào)整、按鍵設(shè)置、交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。
2 智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)選用AT89S51單片機(jī)及器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個(gè)發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊，8個(gè)LED東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，車流量檢測傳感器采集流量數(shù)據(jù)，光敏傳感器捕獲違規(guī)信號，若干按鍵組成時(shí)間設(shè)置和緊急按鈕，該系統(tǒng)硬件電路如圖3所示[3]。
3 智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)的軟件部分采用匯編語言實(shí)現(xiàn)，包括鍵盤設(shè)置處理、狀態(tài)燈控制、LED顯示、消抖動(dòng)延時(shí)、次狀態(tài)判斷及處理、緊停或違規(guī)判斷、中斷服務(wù)、車流量計(jì)數(shù)、紅綠燈時(shí)間調(diào)整等模塊組成。整個(gè)軟件程序可分為兩大部分：主程序部分和中斷處理程序，如圖4所示。
該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法，該系統(tǒng)在正常工作的情況下，每55s循環(huán)變化一次。在每個(gè)循環(huán)周期還剩5s時(shí)，通行路口的黃燈點(diǎn)亮并開始閃爍，以提醒路上行人和車輛交通燈即將發(fā)生變化，在此期間若中斷按鍵按下則轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序進(jìn)行相關(guān)處理[4]。
4 結(jié)語
本文介紹了基于AT89S51單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)完全符合設(shè)計(jì)要求，并且該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、易于安裝和維護(hù)、成本低、能靈活掛接硬件設(shè)備可擴(kuò)展性好，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]洪偉，牟軒沁等.交叉路網(wǎng)交通燈的協(xié)調(diào)模糊控制方法[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008，013（005）：551.
[2]邊海龍，孫永奎.單片機(jī)開發(fā)與典型工程項(xiàng)目實(shí)例詳解[M].電子工業(yè)出版社，2008.
【關(guān)鍵詞】智能交通車聯(lián)網(wǎng)DSRC 802.11差分GPS
一、智能交通的歷史及現(xiàn)狀
智能交通起源于通過信息技術(shù)如仿真，實(shí)時(shí)控制以及通訊網(wǎng)絡(luò)來解決來城市交通阻塞問題所作的嘗試。交通阻塞已成為由于城市化和機(jī)動(dòng)化所帶來的世界性問題，并造成交通設(shè)施的低效率，大氣污染及燃油消耗增加。智能交通的突出特點(diǎn)是以信息的收集、處理、、交換、分析、利用為主線，為交通參與者和管理者提供多樣性的服務(wù)。
早在1991年，美國的聯(lián)合地面運(yùn)輸效率法案（ISTEA）開始成立聯(lián)邦項(xiàng)目研究開發(fā)和測試智能交通系統(tǒng)（ITS）并付諸推廣實(shí)施。2006年5月，美國交通部下屬機(jī)構(gòu)研究和創(chuàng)新技術(shù)管理局成為美國ITS管理委員會(huì)的主管部門并成立ITS戰(zhàn)略規(guī)劃組。隨后美國交通部于2009年12月8日美國ITS戰(zhàn)略研究計(jì)劃（2010-2014），該計(jì)劃預(yù)計(jì)在未來5年中達(dá)成美國國內(nèi)綜合地面運(yùn)輸體系的愿景，其特征為將車輛，基礎(chǔ)設(shè)施和交通參與者連結(jié)起來，以撬動(dòng)使安全，機(jī)動(dòng)性和環(huán)境效能最大化的技術(shù)。
美國ITS研究的核心是車連網(wǎng)研究（connected vehicle），旨在建立安全的，可互操作的車-車（V2V），車-路（V2I）以及和交通參與者間的（包括其個(gè)人通訊設(shè)備的）網(wǎng)絡(luò)化的無線通訊。1992年，美國材料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）主要針對不停車收費(fèi)（ETC）業(yè)務(wù)提出專用短程通信（DSRC）技術(shù)。1999年美國聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC分配75MHz頻譜資源在5.850-5.925GHz頻段區(qū)間分配給運(yùn)輸服務(wù)領(lǐng)域?qū)ｉT用于車載短程通信研究，可支持6-25 Mbps傳輸速率，傳輸距離可達(dá)到數(shù)百米。2002年ASTM通過DSRC標(biāo)準(zhǔn)E2213-02，2003年通過其改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)E2213-03。在標(biāo)準(zhǔn)E2213-03的基礎(chǔ)之上，2004年，DSRC標(biāo)準(zhǔn)化工作轉(zhuǎn)入IEEE工作組。IEEE制訂了一套稱為WAVE/DSRC的標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)是使其成為下一代智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，用以改善行車和行人的安全，以及保證在高速車載環(huán)境下?lián)碛凶吭降耐ㄐ判阅堋AVE是Wireless Access in Vehicular Environments的縮寫。2006年IEEE通過了IEEE 1609.1―1609.4系列標(biāo)準(zhǔn)。2010年7月IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)正式，該標(biāo)準(zhǔn)是DSRC的物理層和MAC層標(biāo)準(zhǔn)，主要制定了物理層和介質(zhì)訪問控制層規(guī)范。是針對ITS中的相關(guān)應(yīng)用對IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)充延伸。IEEE 1609工作組基于802.11p標(biāo)準(zhǔn)制定了1609協(xié)議族，此協(xié)議族制定了鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、安全、資源管理規(guī)范。美國ITS部門計(jì)劃于2010年開始全面部署基于WAVE的智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)。美國政府近期的ITS活動(dòng)更加聚焦于國土安全。正在建議的很多ITS系統(tǒng)都包含公路監(jiān)控系統(tǒng)以及大規(guī)模人口撤離的需求。2012年8月美國交通部啟動(dòng)了迄今最大規(guī)模的V2X車輛碰撞避免技術(shù)的路試，其能夠大幅度避免或減少碰撞事故的危害。
歐洲和日本都相應(yīng)制定了相關(guān)的DSRC標(biāo)準(zhǔn)。歐洲D(zhuǎn)SRC標(biāo)準(zhǔn)化工作小組CEN/TC278第9工作組于1994年開始DSRC標(biāo)準(zhǔn)的起草工作，1995年，完成歐洲D(zhuǎn)SRC標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。1997年通過了ENV12253 5.8 GHz DSRC物理層、ENV12795 DSRC數(shù)據(jù)鏈路層和ENN12834“DSRC應(yīng)用層”標(biāo)準(zhǔn)。隨著歐洲ITS的演進(jìn)，歐洲于2002年成立了eSafety論壇，旨在推進(jìn)和加速智能車輛安全系統(tǒng)的開發(fā)和研究。2005年3月，論壇成立通訊工作組以定義歐洲智能車輛安全系統(tǒng)的通訊方面，包括頻譜和通訊標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)同車路系統(tǒng)是eSafety組織下進(jìn)行的一項(xiàng)重要開發(fā)研究項(xiàng)目，目的是設(shè)計(jì)，開發(fā)和測試車路間通訊所需的技術(shù)。1997年日本DSRC標(biāo)準(zhǔn)化工作小組TC204委員會(huì)完成了DSRC標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，2001年和2004年又分別了ARIB STD-T75和ARIB STD-T88兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
日本松下電器在CEATEC JAPAN2006上展出了支持5.8GHz頻段DSRC的新一代ITS車載設(shè)備，這種通信系統(tǒng)將過去一直用于ETC的DSRC應(yīng)用范圍擴(kuò)展到了其他服務(wù)和安全行駛輔助領(lǐng)域，例如，接收交通擁堵信息等等。此外，推出DSRC芯片方案的還有沖電氣工業(yè)、東光和TransCore公司。以TransCore公司研制出的Modem為例，它除了具備專用短距離通信功能之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)長距離GPS和衛(wèi)星通信的功能。據(jù)報(bào)道，該Modem的GPS精確度可達(dá)1米，并提供與汽車之間的多路通信通道，能夠給車輛提供安全服務(wù)，且具有自動(dòng)預(yù)警功能，并不受地域限制。
1992年由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO設(shè)置了TC204，即“運(yùn)輸信息與控制系統(tǒng)（TICS）技術(shù)委員會(huì)”，全面負(fù)責(zé)ITS領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作。2001年4月在夏威夷召開的ISO/TC204全體會(huì)議上，一致通過將TC204的名稱更改為“智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）技術(shù)委員會(huì)”。2003年9月，經(jīng)中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)成立“全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”（簡稱ITS標(biāo)委會(huì)），對口國際標(biāo)準(zhǔn)化組織智能運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC204）。
1998年，我國交通部ITS中心向交通部無線電管理委員會(huì)提出將5.8GHz頻段（5.795～5.815GHz：下行鏈路500Kbps，上行鏈路250Kbps）分配給DSRC技術(shù)領(lǐng)域。并于1999年成立國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，與智能交通技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC268）三位一體，構(gòu)成面向全國智能交通運(yùn)輸領(lǐng)域技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)的國家級高新技術(shù)研發(fā)實(shí)體。
我國在“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目中，把發(fā)展DSRC列為重大攻關(guān)項(xiàng)目。ITSC于2007年GB/T 20851.1～5-2007《電子收費(fèi)專用短程通信》等DSRC相關(guān)系列標(biāo)準(zhǔn)，并推出OBU/RSU樣機(jī)。但是，以上標(biāo)準(zhǔn)都有諸多限制，如：數(shù)據(jù)傳輸速率較低、無法實(shí)現(xiàn)車輛之間的通信、RSU設(shè)備的覆蓋范圍較窄、不易與傳統(tǒng)Internet融合，從而只能實(shí)現(xiàn)有限的智能交通應(yīng)用，如：不停車收費(fèi)（ETC）應(yīng)用等，無法滿足ITS的長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。
二、從智能交通系統(tǒng)到車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢
近年來，汽車電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)得到了迅猛地發(fā)展，以及三者之間的相互滲透和融合奠定了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)信息化的發(fā)展。車輛的爆發(fā)式增長和無處不在的信息需求也日益將通信網(wǎng)絡(luò)和車輛緊密結(jié)合起來，推動(dòng)了以車為節(jié)點(diǎn)的智能交通信息系統(tǒng)―――車聯(lián)網(wǎng)的建立。
國家“十二五”規(guī)劃已明確提出，要發(fā)展寬帶融合安全的下一代國家基礎(chǔ)設(shè)施，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，而在物聯(lián)網(wǎng)的分支中，車聯(lián)網(wǎng)是最容易形成系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、最具備產(chǎn)業(yè)潛力的應(yīng)用之一。車聯(lián)網(wǎng)是繼承了互聯(lián)網(wǎng)文化的技術(shù)產(chǎn)物，強(qiáng)調(diào)對現(xiàn)有技術(shù)和未來技術(shù)的融合，體現(xiàn)了技術(shù)的多樣性和包容性。在CVIS中，導(dǎo)航數(shù)據(jù)也是多種數(shù)據(jù)源（GPS，DGPS，加速度傳感器，慣性導(dǎo)航，里程表）的數(shù)據(jù)融合。車聯(lián)網(wǎng)所交換的數(shù)據(jù)例如氣象數(shù)據(jù)既可以來自車載設(shè)備（OBU），車內(nèi)傳感器，甚至雨刮器的狀態(tài)，也可以來自路側(cè)設(shè)備（RSU）所配置的傳感器，或者是氣象臺站提供的數(shù)據(jù)。
三、車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
1、通訊技術(shù)
在車聯(lián)網(wǎng)中，DSRC是智能交通系統(tǒng)所必備的基礎(chǔ)通訊技術(shù)。DSRC基于802.11 WiFi協(xié)議族，應(yīng)用成本低，可實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)視頻、語音和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的雙向傳輸，專門用于車輛和道路、車輛與車輛之間的通信。目前以美國的WAVE/DSRC標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展最為完善。WAVE/DSRC的協(xié)議組成由圖1所示。
IEEE 802.11p是從IEEE 802.11a（OFDM physical layer）及IEEE 802.11e（QoS）等IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充而來的一個(gè)通訊標(biāo)準(zhǔn)，主要用于智能交通系統(tǒng)中車輛設(shè)備的無線通訊等應(yīng)用。使用5.9GHz波段。應(yīng)用層面包括車輛之間（V2V）以及車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間（V2I）的高速數(shù)據(jù)交換。高層標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1609以IEEE 802.11p為基礎(chǔ)。IEEE 802.11p有良好的兼容性，和多種已有的DSRC標(biāo)準(zhǔn)兼容，比如E2213-02、CALM M5和IEEE 802.11a。良好的兼容性使其很容易被推廣。IEEE 802.11p具備高速移動(dòng)性，能夠在高速移動(dòng)中收發(fā)數(shù)據(jù)。IEEE 802.11p還獲得了美國政府的支持，美國運(yùn)輸部將負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。
IEEE 1609.4（Multi-channel Operation）：協(xié)調(diào)控制頻道（Control Channel，CCH）與服務(wù)頻道（Service Channel，SCH）的多頻道操作，比如優(yōu)先級管理和頻道的切換控制。
IEEE 1609.3（Networking Services）：此模塊是相對與OSI網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層，以便提供WAVE/DSRC的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可以提供兩個(gè)車輛設(shè)備之間的通訊，或者車輛設(shè)備與路邊設(shè)備之間的通訊。
IEEE 1609.2（Security Services for Applications and Management Messages）：此模塊定義了在WAVE/DSRC系統(tǒng)中的安全消息封包格式，以及安全消息封包的處理方式。也定義了WAVE管理消息和應(yīng)用消息的加密方法，車輛引起的安全消息的異常處理。
IEEE1609.1（Management & Networking Service Extension for Resource Class）：此模塊位于應(yīng)用層，引導(dǎo)信息的交換，定義資源設(shè)備（Resource Class Device）與資源管理設(shè)備（Resource Manager Device）之間的通訊格式和方法，以便數(shù)據(jù)消息、命令消息和狀態(tài)消息等的封包傳送。
同時(shí)應(yīng)關(guān)注802.11的最新發(fā)展以及在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，例如采用第4代無線通訊之多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)的802.11n在車聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的可能性。802.11n是IEEE繼802.11b＼a＼g后全新的無線局域網(wǎng)技術(shù)，速度可達(dá)600Mbps。專有MIMO技術(shù)可改進(jìn)已有802.11a/b/g網(wǎng)絡(luò)的性能。MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）系統(tǒng)是一項(xiàng)運(yùn)用于802.11n的核心技術(shù)，它利用多天線來抑制信道衰落。無線電發(fā)送的信號被反射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多份信號。每份信號都是一個(gè)空間流。使用單輸入單輸出（SISO）的當(dāng)前或老系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個(gè)空間流。MIMO允許多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流。它允許天線同時(shí)傳送和接收。MIMO接入點(diǎn)到MIMO客戶端同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流。可以看出，此時(shí)的信道容量隨著天線數(shù)量的增大而線性增大。也就是說可以利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。MIMO已成為4G通訊遠(yuǎn)期演進(jìn)的必選技術(shù)。
2、定位技術(shù)
由于智能交通系統(tǒng)的其它項(xiàng)目的開發(fā)研究，基本上都離不開車輛定位導(dǎo)航技術(shù)，只有在車輛實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位前提下，方能有效地指揮調(diào)度車輛，從而保障車輛安全行駛，提高運(yùn)輸效率。因此從某種意義來講，車輛定位導(dǎo)航技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)的主要核心內(nèi)容，具有較高的研究價(jià)值。高精度定位也是車聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，如果位置信息的精確度可以達(dá)到1米之內(nèi)，許多精細(xì)化導(dǎo)航及管理應(yīng)用就可以實(shí)現(xiàn)，這無論是對于交通參與者和管理者來說都具有重要意義。
目前，可實(shí)現(xiàn)的高精度定位技術(shù)主要包括超寬頻定位，802.15.4定位和差分定位。
超寬帶UWB（UltdeWide Band）定位是近幾年發(fā)展起來的無線定位技術(shù)，UWB信號具有抗多徑效應(yīng)好、定位精度和刷新率高等優(yōu)點(diǎn)，但UWB一般只能用于進(jìn)行室內(nèi)高精度定位。
ZigBee定位采用飛思卡爾許可證的定位檢測硬件核心，系統(tǒng)需要有最少3-8個(gè)參考節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)無線定位網(wǎng)采用該核心，可以實(shí)現(xiàn)0.25米的定位分辨率和1米左右的定位精度。這個(gè)精度，已經(jīng)大大高于標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星定位服務(wù)（SPS）的精度，定位時(shí)間小于40微秒。但ZigBee技術(shù)并不適用于高速移動(dòng)的行車環(huán)境。
差分全球定位系統(tǒng)（Differential Global Positioning System，簡稱DGPS或差分GPS，是一種應(yīng)用于全球定位系統(tǒng)中用以提高民用定位精度的一種技術(shù)。美國政府在GPS的最初設(shè)計(jì)中，計(jì)劃向社會(huì)提供兩種服務(wù)：精密定位服務(wù)（PPS）和標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（SPS）。精密定位服務(wù)的主要對象是美國軍事部門和其它特許民用部門。使用C/A碼和雙頻P碼，以消除電離層效應(yīng)的影響，使預(yù)期定位精度達(dá)到10m。標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的主要對象是廣大的民間用戶。它只使用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的C/A碼單頻接收機(jī)，預(yù)期定位精度只達(dá)到100m左右。但是，在GPS試驗(yàn)階段，由于提高了衛(wèi)星鐘的穩(wěn)定性和改進(jìn)了衛(wèi)星軌道的測定精度，使得只利用C/A碼進(jìn)行定位的GPS精度達(dá)到14m，利用P碼的PPS的精度達(dá)到3m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于預(yù)期定位精度。美國政府考慮到自身的安全，于1991年7月在BlockⅡ衛(wèi)星上實(shí)施SA和AS政策，就是對GPS衛(wèi)星的基準(zhǔn)頻率施加高頻抖動(dòng)噪聲信號，而這種信號是隨機(jī)的，從而導(dǎo)致測量出的偽距誤差增大，其目的是降低GPS的定位精度。
為克服SA政策的影響，發(fā)展了差分GPS技術(shù)（DGPS），根據(jù)差分GPS定位原理，現(xiàn)已建立和發(fā)展各類型的差分系統(tǒng)。按照DGPS系統(tǒng)所覆蓋的地理范圍，可分為廣域DGPS（WADGPS）和局域DPGS（LADGPS）。
廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）。WADGPS可覆蓋整個(gè)國家，其對定位精度的改善與用戶和某一基準(zhǔn)站的靠近程度無關(guān)。系統(tǒng)較為復(fù)雜，一般由國家組織投資建設(shè)。現(xiàn)有WADGPS系統(tǒng)包括美國國內(nèi)的WAAS系統(tǒng)，歐洲境內(nèi)的EGNOS系統(tǒng)，日本和東南亞境內(nèi)的MSAS系統(tǒng)，以及印度境內(nèi)的GA GAN系統(tǒng)。它是利用分布在全世界或全國各地的基準(zhǔn)站對GPS進(jìn)行連續(xù)觀測，從而計(jì)算出衛(wèi)星軌道改正數(shù)、衛(wèi)星鐘差改正數(shù)和電離層改正數(shù)。利用專用大功率電臺或?qū)Ｓ眯l(wèi)星將這些改正數(shù)發(fā)送給用戶。用戶利用這些改正數(shù)對測得的觀測量進(jìn)行修正，最后計(jì)算出點(diǎn)位坐標(biāo)，精度可達(dá)到1m。這樣的差分方式定位精度不受距離限制。
局域差分GPS系統(tǒng)（LADGPS）的覆蓋范圍一般在10～100 km，偽距差分定位精度可以達(dá)到1 m左右，用戶距離基準(zhǔn)站越遠(yuǎn)，改善程度越小，但是實(shí)現(xiàn)過程相對簡單。這一技術(shù)已經(jīng)成為差分GPS的最主要的技術(shù)手段。為了提高定位精度和保持偽距差分的可靠性，出現(xiàn)了準(zhǔn)載波相位差分GPS，定位精度可達(dá)到50cm。而采用載波相位差分精度可以達(dá)到厘米級。
RBN-DGPS系統(tǒng)，這是我國交通部在沿海區(qū)域建立的無線電指向標(biāo)/差分全球定位系統(tǒng)（Radio Beacon-Differential Global Position System）。整個(gè)系統(tǒng)由均勻分布在沿海的21個(gè)臺站組成，為我國沿海提供差分GPS的24h服務(wù)，使用戶在300km海域內(nèi)接收差分信號，得到5-10m的定位精度。用戶只要擁有一臺信標(biāo)GPS接收機(jī)，就可利用這一免費(fèi)信號資源，進(jìn)行實(shí)時(shí)差分定位。此技術(shù)正在得到推廣，但目前國內(nèi)尚無自主知識產(chǎn)權(quán)的DGPS產(chǎn)品，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要依賴進(jìn)口。
最近我國各大城市建立了連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System），如HZCORS，ZJCORS等。CORS系統(tǒng)源于20世紀(jì)80年代加拿大提出的主動(dòng)控制系統(tǒng)， GPS的主要誤差源來自衛(wèi)星星歷，可以通過一批永久性的參考點(diǎn)，通過這些站點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)解算出一定區(qū)域內(nèi)的高精度星歷，并給出該區(qū)域的系統(tǒng)誤差及改正參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更高精度的定位。CORS系統(tǒng)由一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)地向不同類型、需求和層次的用戶自動(dòng)地提供經(jīng)過檢驗(yàn)的不同類型的GPS觀測值、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及相關(guān)GPS服務(wù)。
四、結(jié)束語
伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，車輛的爆炸式增長給人們帶來便利的同時(shí)也使得交通擁堵及交通安全問題日益突出，尤其是在大城市地區(qū)，高峰期的交通堵塞為人們的出行帶來極大的不便。傳統(tǒng)的單純依靠現(xiàn)有技術(shù)以及人的經(jīng)驗(yàn)調(diào)度指揮已不能適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)所要求的高效交通系統(tǒng)。因此，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)核心，具備自主組網(wǎng)、自主協(xié)同和分布式協(xié)同為特征的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建立迫在眉睫。
參考文獻(xiàn)
[1] ASTM E2213-03 Standard Specification for Telecommunications and Information Exchange Between Roadside and Vehicle Systems―5 GHz Band Dedicated Short Range Communications （DSRC） Medium Access Control （MAC） and Physical Layer （PHY） Specifications -- ASTM， 2010
關(guān)鍵詞：AT89C52；交通信號燈；智能控制
基金項(xiàng)目：2015年度高等學(xué)校省級質(zhì)量工程項(xiàng)目 項(xiàng)目編號：201510379099
伴隨著我國不斷加快的現(xiàn)代化進(jìn)程，城市的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，家庭轎車擁有量的不斷增加，常常引起局部小規(guī)模的交通擁堵和混亂現(xiàn)象，這一問題的繼續(xù)發(fā)展或惡化，必將成為制約我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重問題。交通信號燈是保證城市交通秩序的關(guān)鍵設(shè)備，它在交通分配通行權(quán)上發(fā)揮著重大的調(diào)配作用。但是目前我國所采用的交通信號燈大多是紅綠燈以固定的時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這一轉(zhuǎn)換方式?jīng)]有任何的靈活性，往往會(huì)造成交通的通行率嚴(yán)重降低，反而會(huì)起到一定的負(fù)面效應(yīng)。因此，建立一個(gè)安全、可靠、高效的交通燈智能控制系統(tǒng)是非常必要和緊迫的，也具有現(xiàn)實(shí)必然性。本文設(shè)計(jì)的智能交通燈控制系統(tǒng)，對于有效緩解十字路口的車輛擁堵狀況具有較好的效果，從而達(dá)到交通通行權(quán)的最優(yōu)控制。對于當(dāng)下人們對高效率生活節(jié)奏的追求和出行安全的要求，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并最終投入應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)智能化地解決現(xiàn)實(shí)中的交通問題。
1 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)主要有控制核心AT89C52單片機(jī)、并行接口芯片8155、數(shù)碼管和紅黃綠三色LED燈組成。在十字路口的每一個(gè)路口架設(shè)一組由黃綠藍(lán)三色LED燈組成的交通信號燈，本設(shè)計(jì)對AT89C52單片機(jī)進(jìn)行編程，使用定時(shí)器中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)并且通過并行接口芯片8155對LED燈進(jìn)行亮滅的控制從而實(shí)現(xiàn)交通信號燈的作用。
如下圖1所示的是一個(gè)十字路口的示意圖。在此我們用1、2、3、4分別表示東南西北四個(gè)流向的車道，用A、B、C、P分別來表示每一個(gè)主車道在十字路口的左轉(zhuǎn)彎車道、直行車道、右轉(zhuǎn)彎車道和人行橫道。使用a、b、c、p分別表示控制左轉(zhuǎn)彎、直行、右轉(zhuǎn)彎和人行橫道的交通信號燈。
本設(shè)計(jì)的交通信號燈的工作順序是當(dāng)路口1的車輛允許直行時(shí)，4個(gè)路口的交通信號燈的亮燈情況是：3a3b2p綠3c紅+4a4b4c 3p全紅+1c 綠1a1b4p紅+2c綠2a2b1p紅；當(dāng)路口2的車輛允許直行時(shí)，4個(gè)路口的交通信號燈的亮燈情況是：4a4b3p綠4c紅+ 1a1b1c 4p全紅+ 2c綠2a2b1p紅+3c綠3a3b2p紅；當(dāng)路口3的車輛允許直行時(shí)，4個(gè)路口的交通信號燈的亮燈情況是：1a1b4p綠1c紅+ 2a2b2c 1p全紅+3c綠 3a3b2p紅+4c 綠4a4b3p紅；當(dāng)路口4的車輛允許直行時(shí)，4個(gè)路口的交通信號燈的亮燈情況是：2a2b1p綠2c紅+3c3a3b2p全紅+4c綠4a4b3p紅+1c綠1a1b4p紅。所以綜上所述交通信號燈所給出的通行順序一共有4種組合，分別就是：1A、1B、3C、4C、2P；2A、2B、1C、4C、3P；4P、2C、1C、3B、3A；1P、3C、2C、4B、4A。交通信號燈控制的通行也即是按照這四種組合的順序依次進(jìn)行，不斷的循環(huán)。
綜上所述，本設(shè)計(jì)就是要使用AT89C52單片機(jī)和并行接口芯片8155來控制交通信號燈，使之能夠按照上述的過程進(jìn)行亮滅。
2 硬件電路設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)使用的AT89C52單片機(jī)一共擁有四組個(gè)并行接口，它們分別是P0口、P1口、P2口和P3口，但是P0口是作為地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用的端口，而P2口也同時(shí)擁有高8位地址線這樣的第二功能，P3口同樣也是具有第二功能的，如此一來，只有P1口可以作為雙向I/O口使用。對于大多數(shù)的應(yīng)用場合來說，一個(gè)端口是肯定不夠的。所以在本設(shè)計(jì)中我們使用8155芯片來對單片機(jī)的P0口進(jìn)行擴(kuò)展。如下面圖2為本設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。
2.1 AT89C52單片機(jī)
在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用的AT89C52是由ATMEL公司所生產(chǎn)的，這是一種性能較高的8位單片機(jī)，價(jià)格低廉。該單片機(jī)的閃存為8k字節(jié)，擁有存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和只讀程序存儲(chǔ)器，它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器大小為256 字節(jié)，該單片機(jī)的在制造工藝上采用了ATMEL高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，耐用性好。在對該單片機(jī)進(jìn)行編程時(shí)完全可以使用MCS-51指令系統(tǒng)，單片機(jī)內(nèi)部置擁有通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。
AT89C52一共含有四組雙向輸入輸出（I＼O）端口，分別為P0、P1、P2和P3口。在本設(shè)計(jì)中我們使用到的是P0口。該單片機(jī)的P0口雙向I/O 口， 同時(shí)它也是地址和數(shù)據(jù)總線的復(fù)合使用端口。當(dāng)將P0口設(shè)置為輸出高電平的時(shí)候，P0口的工作狀態(tài)就是高阻抗?fàn)顟B(tài)。如果我們需要使用P0口來來訪問外部的程序存儲(chǔ)器或者是需要訪問外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候，P0口的工作狀態(tài)就是在數(shù)據(jù)總線和轉(zhuǎn)換低八位地址這兩個(gè)功能之間不停地轉(zhuǎn)換，同時(shí)內(nèi)部的上拉電阻會(huì)在訪問期間被激活。在對閃存進(jìn)行編程的時(shí)候，該端口是接收指令字節(jié)的，而當(dāng)進(jìn)行程序的校驗(yàn)工作時(shí)，該端口相反的就是輸出字節(jié)。
在本設(shè)計(jì)中我們需要使用到定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，定時(shí)器所定的時(shí)間要在數(shù)碼管上顯示出來。在該設(shè)計(jì)中我們需要使用到一個(gè)16 位定時(shí)器。在所選擇的MCU中，定時(shí)器2能夠符合我們的要求，在使用定時(shí)器的時(shí)候我們首先要設(shè)置它的工作方式。該工作方式是通過特殊功能寄存器T2CON來設(shè)置的。定時(shí)器2 一共有三種工作方式，分別是捕獲方式、自動(dòng)重裝載方式和波特率發(fā)生器方式，在本設(shè)計(jì)中我們使用的是自動(dòng)重裝載工作方。定時(shí)器2 工作在定時(shí)器工作方式時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期低八位寄存器的數(shù)值就會(huì)增加一個(gè)，而單片機(jī)是由十二個(gè)震蕩時(shí)鐘來組成一個(gè)機(jī)器周期的，所以，計(jì)數(shù)的速度就是震蕩頻率的十二分之一。
2.2 并行接口芯片8155
在本設(shè)計(jì)中我們會(huì)通過MCU的外部的64Kbytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一部分空間的擴(kuò)展，使其成為外部輸入輸出端口的地址空間的使用對象。這樣做的依據(jù)就是該單片機(jī)的外部隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和輸入輸出端口的地址是統(tǒng)一編寫的。經(jīng)過這樣的操作我們就可以訪問單片機(jī)P0口上所接的并行接口芯片，這是個(gè)和訪問外部隨機(jī)存取存儲(chǔ)器一樣的過程。在本設(shè)計(jì)中我們使用的是8155芯片來對單片機(jī)的P0口進(jìn)行擴(kuò)展。
8155芯片是Intel公司推出的可編程RAM＼IO芯片，采用的是雙列直插的封裝。8155芯片一共有40個(gè)引腳，其中地址＼數(shù)據(jù)線為AD0-AD7一共八條；I＼O端口總線為22條，編號分別為PA0-PA7，PB0-PB7，PC0-PC5；控制總線一共有八條，ALE是一個(gè)輸入端口作用為地址鎖存，IO＼`M端口實(shí)現(xiàn)IO口和RAM的選擇，其值為0時(shí)選擇內(nèi)部RAM，其值為1時(shí)選擇IO口；CE為片選線；RD，RW為讀寫控制；TIMERIN和TIMEROUT分別為定時(shí)器的輸入和輸出，他們分別輸入定時(shí)器所需的時(shí)鐘和輸出所產(chǎn)生的方波脈沖。
8155芯片內(nèi)有256B的RAM，當(dāng)IO＼`M端口得值為0時(shí)，CPU就可以對8155的RAM進(jìn)行讀寫操作了，此時(shí)尋址的范圍是00H-0FFH。8155芯片的片內(nèi)I＼O還包含了四個(gè)寄存器，分別是命令＼狀態(tài)寄存器、PA寄存器、PB寄存器和PC寄存器。當(dāng)IO＼`M端口得值為1時(shí)，CPU對8155的I＼O口進(jìn)行讀寫操作，寫入命令寄存器的控制命令將決定8155的工作方式。8155芯片的內(nèi)部還有一個(gè)14位的減一計(jì)數(shù)器，它既可以用作定時(shí)又可以用作外部事件計(jì)數(shù)。向TIMEIN端口每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖信號，計(jì)數(shù)器的值就會(huì)減一，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值減到零的時(shí)候。就在TIMEOUT端口發(fā)出一個(gè)方波或者是脈沖信號，這是由程序所決定的。
3 軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)硬件電路設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)的程序流程圖如圖3所示。
系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)包含了主程序、功能子程序和中斷子程序。其中主程序包含了系統(tǒng)初始化和系統(tǒng)工作循環(huán)兩大塊。系統(tǒng)初始化是對系統(tǒng)的各項(xiàng)進(jìn)行初始化設(shè)置，系統(tǒng)工作循環(huán)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)不斷工作。功能子程序部分包含了延時(shí)子程序、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示子程序和LED顯示子程序。中斷子程序中包含了數(shù)碼管的中斷和數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)中斷兩個(gè)中斷子程序。
本設(shè)計(jì)的軟件部分首先從主函數(shù)控制紅綠燈的顯示開始的，通過中斷子程序來進(jìn)行系統(tǒng)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換并且同時(shí)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。在設(shè)計(jì)程序時(shí)要考慮到對數(shù)碼管進(jìn)行去抖動(dòng)。
4 結(jié)束語
智能交通燈控制系統(tǒng)的研究涉及范圍極廣，需要對各項(xiàng)高新技術(shù)研究領(lǐng)域的內(nèi)容進(jìn)行了綜合，因而選擇智能交通燈控制系統(tǒng)是有效控制和有力疏導(dǎo)城市交通狀況的有力手段。本文內(nèi)容詳細(xì)地介紹了基于AT89C52單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對于道路交通控制系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含了硬件電路的原理和軟件的設(shè)計(jì)思路。比較而言整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為簡單，制作也十分簡易，具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]謝維成 . 單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51程序設(shè)計(jì) [M]. 北 京 ：清華大學(xué)出版社，2014
[2]汪世明.基于 Proteus 的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.
[3]侯玉寶.基于Proteus的 51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.
[4]楊居義.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.
[5]劉德新，周志文，張衛(wèi)豐 . 基于 STC89S52 單片機(jī)智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作及應(yīng)用 [J]. 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（9）：38-41.
[6]鄭建光，李永.基于AT89C51單片機(jī)的交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2008，（6）.
[7]穆懷艷.單片機(jī)控制交通燈設(shè)計(jì)方案[J].青年科學(xué)，2009，（2）.
關(guān)鍵詞：車輛目標(biāo) 跟蹤算法 智能交通 效率
中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0218-01
隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，汽車數(shù)量日益增多，為了能時(shí)刻監(jiān)察路面擁擠、違章行為、交通事故等狀況，智能交通系統(tǒng)被普及使用。其中車輛跟蹤是智能交通中的至關(guān)重要的模塊，車輛跟蹤算法的選取與實(shí)現(xiàn)過程都會(huì)直接影響車輛跟蹤的效率。
1 車輛目標(biāo)跟蹤算法的比較與選取
運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤就是在視頻的每一幅圖像中確定出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置，并把不同幀中同一目標(biāo)對應(yīng)起來。常用的跟蹤算法有目標(biāo)特征法、動(dòng)態(tài)輪廓法、區(qū)域中心點(diǎn)匹配法。
目標(biāo)特征法是在相鄰的兩幀圖像中利用線、點(diǎn)、面積等個(gè)體特征來跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。一般以運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的質(zhì)心距離和幾何面積作為目標(biāo)匹配模板，然后把后續(xù)圖像中的目標(biāo)特征與模板特征進(jìn)行比較，把差別小的確定為目標(biāo)，從而達(dá)到跟蹤的目的[1]。此方法算法簡單，不用區(qū)分目標(biāo)的幾何形狀，但當(dāng)目標(biāo)被遮擋時(shí)則無法識別，導(dǎo)致跟蹤失敗。
動(dòng)態(tài)輪廓法是先在人工選定的位置上勾勒出目標(biāo)的輪廓曲線，當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)，輪廓線會(huì)有能量變化，當(dāng)能量向極小值變化時(shí)，目標(biāo)輪廓?jiǎng)t逐漸收斂，根據(jù)反復(fù)迭代能量函數(shù)，確定跟蹤目標(biāo)輪廓[2]。此方法計(jì)算復(fù)雜度低，但目標(biāo)輪廓的精度受初始位置的影響，初始化難度大。而該研究的對象是車輛，攝像頭所拍攝到的車輛二維輪廓也會(huì)隨時(shí)間推移而改變，嚴(yán)重影響本方法對目標(biāo)的鎖定。
區(qū)域中心點(diǎn)匹配法是把對當(dāng)前幀圖像通過運(yùn)動(dòng)物體分割檢測出運(yùn)動(dòng)區(qū)域，并以其中心點(diǎn)建立跟蹤區(qū)域模板，然后將當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)物體與跟蹤區(qū)域模板進(jìn)行匹配，尋找出與模板區(qū)相似性最大點(diǎn)的位置，并以此點(diǎn)為中心定義新的搜索區(qū)窗口，最后利用當(dāng)前幀已跟蹤上的區(qū)域的參數(shù)預(yù)測下一幀中運(yùn)動(dòng)區(qū)域的位置。此方法能動(dòng)態(tài)地維護(hù)一幅背景圖像，通過前景圖像和背景圖像之間的差值來確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域，適合對大范圍、復(fù)雜場景下進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。
根據(jù)以上算法的對比，該研究確定使用區(qū)域中心點(diǎn)匹配跟蹤法進(jìn)行車輛目標(biāo)的跟蹤。
2 區(qū)域中心點(diǎn)匹配跟蹤算法的實(shí)現(xiàn)
該系統(tǒng)的算法程序采用 Visual C ++ 與OpenCV圖像開發(fā)包進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，以下是區(qū)域中心點(diǎn)匹配跟蹤算法的實(shí)現(xiàn)過程。
2.1 設(shè)置檢測帶，對車輛連通域初始化
車輛目標(biāo)在系統(tǒng)前期檢測中所得到的目標(biāo)區(qū)域可設(shè)置為一個(gè)連通域，連通域在二維圖中呈矩形，系統(tǒng)可確定連通域的近似長、寬和中心點(diǎn)坐標(biāo)位置。設(shè)置檢測帶是對剛進(jìn)入視頻區(qū)域的車輛進(jìn)行初始記錄。該監(jiān)控視頻背景為左下行、右上行的多車道馬路，因此檢測帶應(yīng)分別設(shè)置在圖像的左上部和右下部，檢測帶長度應(yīng)覆蓋同向車道的總寬，檢測帶寬度則根據(jù)連通域中心點(diǎn)大小和車輛速度而定[3]。連續(xù)運(yùn)動(dòng)的車輛目標(biāo)每經(jīng)過檢測帶，檢測帶會(huì)記錄車輛連通域中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置、時(shí)間，給予編號和累加數(shù)目。如果速度較慢的車輛在相鄰兩幀圖像中，中心點(diǎn)都停留在檢測帶里，系統(tǒng)就會(huì)判別相鄰兩次的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置差是否如果小于一定像素?cái)?shù)，如果是則認(rèn)為是同一輛車，否則為兩輛車。
2.2 預(yù)測目標(biāo)車輛下一幀的位置區(qū)域
車輛被初始定位后，系統(tǒng)就開始預(yù)測它在下一幀圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。考慮交通事件中車輛隨時(shí)會(huì)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，預(yù)測區(qū)域應(yīng)該是從當(dāng)前車輛連通域向前后左右延伸適當(dāng)?shù)木嚯x，以一個(gè)外接矩形作為車輛下一幀的運(yùn)動(dòng)預(yù)測范圍。
2.3 在預(yù)測區(qū)域內(nèi)尋找和匹配車輛連通域
當(dāng)進(jìn)入下一幀圖像時(shí)，系統(tǒng)要在預(yù)測區(qū)域內(nèi)尋找新的車輛連通域并與上一幀目標(biāo)車輛的連通域模版進(jìn)行匹配。匹配時(shí)要求相鄰兩幀圖像車輛連通域的中心點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)之差、連通域的高、寬之差（四個(gè)量）分別小于各自的預(yù)設(shè)閾值[4]。只有全部滿足條件才能成功匹配，系統(tǒng)則完成相鄰兩幀圖像的目標(biāo)跟蹤，并更新連通域；如果不滿足任一條件，即跟蹤失敗，系統(tǒng)要清空其跟蹤的信息。
2.4 實(shí)現(xiàn)效果
系統(tǒng)對一段為時(shí)7分鐘的公路監(jiān)控視頻（320×240）進(jìn)行車輛跟蹤，處理速度達(dá)到實(shí)時(shí)25幀/秒。圖1為區(qū)域中心點(diǎn)匹配法的跟蹤效果圖，黃色框?yàn)闄z測帶，綠色框?yàn)檐囕v連通域標(biāo)記框，并有編號。該研究把另外兩種方法也逐個(gè)切換使用，比較效果，如表1所示。針對車輛目標(biāo)的跟蹤，動(dòng)態(tài)輪廓法的跟蹤準(zhǔn)確率最低，目標(biāo)特征法有所改善，區(qū)域中心點(diǎn)匹配法的跟蹤效率最高。
3 結(jié)語
該研究利用區(qū)域中心點(diǎn)匹配跟蹤法，能在局部預(yù)測區(qū)域內(nèi)完成車輛目標(biāo)的跟蹤，避免出現(xiàn)整個(gè)圖像中所有車輛的匹配混淆問題，極大提高了車輛跟蹤的準(zhǔn)確率，縮小跟蹤時(shí)間，進(jìn)一步提高智能交通系統(tǒng)對車輛目標(biāo)的跟蹤精度。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊彪.一種用于多攝像頭無重疊視域環(huán)境下的車輛跟蹤系統(tǒng)[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2014（3）：54-58.
[2] 劉永濤，喬潔.基于openCV的車輛自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2013（2）：23-26.
關(guān)鍵詞： 分布式； 智能化； 交通視頻； 系統(tǒng)框架
中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）12-39-03
Abstract： For the centralized traffic video data management model cannot meet the needs of public security traffic administration， this paper proposes the design framework and interface specification for distributed intelligent traffic video system， realizes the information sharing of the road monitoring and the networking operation of the all levels' integrated command platforms， at the same time， regulates the construction and application of the traffic command system and application system.
Key words： distributed； smart； traffic video； system framework
0 引言
目前，公安交通視頻系統(tǒng)多采用第三方平臺統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)統(tǒng)一和管理方便，但主要問題是沒有一家企業(yè)能夠處理所有問題，而且一旦一家企業(yè)控制了數(shù)據(jù)，其他企業(yè)就無法進(jìn)入相關(guān)業(yè)務(wù)，阻礙了公安交警業(yè)務(wù)的發(fā)展。不同產(chǎn)商的平臺主要以自有定義的接口為標(biāo)準(zhǔn)，共享能力較差，隨著交警數(shù)據(jù)資源逐步完善和龐大，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為核心技術(shù)的深化應(yīng)用對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享和正確性要求越來越高，需要對整個(gè)交警信息化系統(tǒng)做整體規(guī)劃。
1 相關(guān)研究
1.1 分布式架構(gòu)
采用集中式管理數(shù)據(jù)，不同廠家的終端設(shè)備不同，系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)維保障要求高。采用分布式架構(gòu)[1，4]，數(shù)據(jù)由終端供應(yīng)商直接負(fù)責(zé)，能夠做到對終端設(shè)備的物盡其用。另外，集中式系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了故障，整個(gè)系統(tǒng)將停止工作，隨著業(yè)務(wù)的拓展，系統(tǒng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，在單一數(shù)據(jù)中心中進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容比較困難。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模變得越來越大，采用集中式管理數(shù)據(jù)越來越不能滿足當(dāng)今城市交通管理需求。越來越多廉價(jià)的智能設(shè)備成為了交警視頻監(jiān)控和卡口系統(tǒng)的首選，分布式的處理方式越來越受到青睞。
1.2 智能化是強(qiáng)大生產(chǎn)力
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控由人工進(jìn)行視頻監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)安全隱患或異常狀態(tài)，或者用于事后分析，這種應(yīng)用難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的安全監(jiān)控和檢測管理。智能監(jiān)控技術(shù)最初起源于20世紀(jì)70年代。智能視頻監(jiān)控技術(shù)可以通過區(qū)分監(jiān)控對象的外形、動(dòng)作等特征，做到主動(dòng)收集、分析數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件執(zhí)行報(bào)警、記錄、分析等動(dòng)作。此外，道路車流量的不斷增多，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿警監(jiān)控系統(tǒng)的需要，將智能視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于交警監(jiān)控系統(tǒng)中，是對傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的完善和補(bǔ)充，彌補(bǔ)了監(jiān)控力度的不足和無法智能判斷分析處理等缺陷。同時(shí)，智能視頻監(jiān)控技術(shù)可以對道路交通情況進(jìn)行自動(dòng)化、智能化管理，交警在開展各項(xiàng)工作的時(shí)候變得更加方便、快捷。智能監(jiān)控系統(tǒng)可以運(yùn)行于服務(wù)器，也可以運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)上，而后者已逐漸成為主流[1，5]。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)
在整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中（圖1），數(shù)據(jù)子中心由各設(shè)備供應(yīng)商建立，其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要遵循本技術(shù)規(guī)范設(shè)定的輸入結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。使用該技術(shù)規(guī)范提供的輸出接口標(biāo)準(zhǔn)，各業(yè)務(wù)應(yīng)用可以靈活地調(diào)用各數(shù)據(jù)子中心的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2.2 分布式部署
支隊(duì)數(shù)據(jù)硬件通道與大隊(duì)數(shù)據(jù)硬件通道僅在硬件層次上提供連接，無軟件業(yè)務(wù)功能（圖2）。在邏輯上，所有應(yīng)用直接與各廠商的子數(shù)據(jù)中心連接，盡可能地利用終端設(shè)備的各種功能。
3 平臺接口
主要信息接口的定義在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)[6-7]基礎(chǔ)上定義，主要包括以下接口。
⑴ 車輛通行信息上傳接口
卡口系統(tǒng)或前端設(shè)備實(shí)時(shí)上傳行駛車輛的基本信息至集成指揮平臺，信息內(nèi)容包括號牌號碼、號牌種類、車輛類型、車身顏色、經(jīng)過時(shí)間、經(jīng)過地點(diǎn)、車輛圖片、設(shè)備狀態(tài)等。
⑵ 非現(xiàn)場交通違法信息上傳接口
交通違法取證設(shè)備通過集成指揮平臺提供的接口將采集的各類非現(xiàn)場交通違法行為實(shí)時(shí)上傳。包括文本信息和圖片信息。
⑶ 交通流量信息上傳接口
交通流量監(jiān)測設(shè)備或系統(tǒng)通過集成指揮平臺提供的接口實(shí)現(xiàn)道路交通流量信息的實(shí)時(shí)上傳，信息項(xiàng)包括：平均速度、平均流量、占有率、平均車頭時(shí)距、平均排隊(duì)長度、飽和度等。
⑷ 交通氣象信息上傳接口
交通氣象監(jiān)測設(shè)備或系統(tǒng)通過集成指揮平臺提供的接口實(shí)現(xiàn)路面氣象信息的實(shí)時(shí)上傳，信息項(xiàng)包括：監(jiān)測地點(diǎn)、監(jiān)測時(shí)間、溫度、能見度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等。
⑸ 交通施工信息上傳接口
交通管理部門可將采集的道路施工占道等信息可通過集成指揮平臺提供的接口實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)上傳，信息項(xiàng)包括：施工地點(diǎn)描述、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、管理單位及電話、對道路的影響、建議。
⑹ 交通事件信息上傳接口
交通事件檢測設(shè)備或系統(tǒng)通過集成指揮平臺提供的接口實(shí)現(xiàn)路面異常交通事件信息的實(shí)時(shí)上傳，異常交通事件包括：車輛違停、車輛逆行、行人上路、拋灑物遺棄物、交通擁堵、交通事故等。
⑺ 交通誘導(dǎo)信息上傳接口
交通信息系統(tǒng)通過集成指揮平臺提供的接口實(shí)現(xiàn)路面交通誘導(dǎo)屏播放的資源信息的上傳。資源信息包括文字、圖片等。
⑻ 警車/單警定位信息上傳接口
警車/單警定位系統(tǒng)通過集成指揮平臺提供的接口上傳警車/單警定位基本信息，信息項(xiàng)包括：車牌號碼、經(jīng)度坐標(biāo)、緯度坐標(biāo)、高程、平均車速等。
4 系統(tǒng)功能分析
具體而言，本系統(tǒng)在總體上要實(shí)現(xiàn)如下功能。
⑴ 實(shí)現(xiàn)各類道路監(jiān)控基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)的信息共享以及各級集成指揮平臺的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，滿足跨區(qū)道路交通管理的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控，滿足各類道路交通基礎(chǔ)、動(dòng)態(tài)信息的逐級匯聚及大范圍分析研判；
⑵ 為規(guī)范業(yè)務(wù)辦理，充分發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)用效果，對主要業(yè)務(wù)管理進(jìn)行統(tǒng)一管理，如車輛緝查布控、非現(xiàn)場交通違法審核管理、交通安全執(zhí)法服務(wù)站信息管理、道路交通事件監(jiān)測及應(yīng)急指揮等；
⑶ 規(guī)范交通指揮系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用。根據(jù)該規(guī)范的數(shù)據(jù)架構(gòu)、軟件功能要求，各地來規(guī)劃調(diào)整城市交通指揮系統(tǒng)、各類基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)分布，來合理調(diào)整各類系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理功能，并劃分確定在公安內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的運(yùn)行業(yè)務(wù)功能，提高應(yīng)用水平。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)拋棄了中間數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的模式，實(shí)行前端設(shè)備誰建設(shè)，誰建立并部署數(shù)據(jù)子平臺，保證接口統(tǒng)一。同時(shí)，數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和智能化處理前置，大量的智能相機(jī)都具備一定的數(shù)據(jù)處理功能，各數(shù)據(jù)中心也有數(shù)據(jù)處理能力，這樣可以實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算功能，為當(dāng)前快速發(fā)展的交通視頻相關(guān)業(yè)務(wù)提供了良好的解決方案。本項(xiàng)目的實(shí)施，既可以為相關(guān)的企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又促進(jìn)了公安交警業(yè)務(wù)，可以創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益。
本系統(tǒng)是比較復(fù)雜的跨多領(lǐng)域信息系統(tǒng)，在下一步工作中，需要對相關(guān)的接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化，并建立原型系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。
參考文獻(xiàn)（References）：
[1] 賴林光.分布式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].華北電
力大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014.
[2] 高翔.云計(jì)算技術(shù)發(fā)展分析及應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，
2016.7：13-14
[3] 劉瑋，陳苗.云計(jì)算研究綜述[J].電腦知識與技術(shù)，2015.11
（10）：5-7
[4] 王琦.大數(shù)據(jù)技術(shù)中計(jì)算與數(shù)據(jù)的協(xié)作機(jī)制，科技創(chuàng)新與應(yīng)
用[J].2016，22：16-17
[5] 史峰.試析智能分析技術(shù)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的集成應(yīng)用[J].
信息技術(shù)，2016.20：88
[6] GA/T 497―2004，公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條
件[S].
