浮動(dòng)車技術(shù)在合肥市智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：合肥市智能交通系統(tǒng)將出租車、特種車輛、公交車的浮動(dòng)車FCD數(shù)據(jù)與市交警支隊(duì)交通管控中心的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，構(gòu)建了一個(gè)跨交警、交通和公交三個(gè)部門(mén)的交通信息資源共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了公安交通管理、交通運(yùn)輸管理和公共交通管理的FCD數(shù)據(jù)整合和共享應(yīng)用，城市暢通工程取得了較好的效果，為浮動(dòng)車（FCD）技術(shù)在城市智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用做出了積極的探索。

關(guān)鍵詞：智能交通 浮動(dòng)車 數(shù)據(jù)整合

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）09-0000-00

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市道路擁擠、交通擁堵、環(huán)境污染等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，城市交通供需矛盾日益突出，實(shí)時(shí)交通信息的獲取和應(yīng)用技術(shù)快速發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)的基于固定式傳感器的方式，浮動(dòng)車（FCD，F(xiàn)loating Car Data）技術(shù)，因具有覆蓋范圍廣、受天氣因素影響小等優(yōu)勢(shì)，得到廣泛關(guān)注和發(fā)展。浮動(dòng)車技術(shù)的本質(zhì)是利用路網(wǎng)中浮動(dòng)車返回的GPS數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一系列處理計(jì)算路段及路網(wǎng)中所有車輛共同作用的交通狀況，是近年來(lái)智能交通系統(tǒng)（ITS）中獲取實(shí)時(shí)道路交通信息的先進(jìn)技術(shù)手段之一。

合肥市作為中部快速發(fā)展的省會(huì)城市，同樣面臨著日益嚴(yán)峻的交通問(wèn)題，2010年，合肥市開(kāi)始建設(shè)城市智能交通系統(tǒng)；2014年，合肥市智能交通系統(tǒng)二期項(xiàng)目啟動(dòng)。合肥市智能交通系統(tǒng)充分應(yīng)用了浮動(dòng)車技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了路面交通流量信息的實(shí)時(shí)獲取和分析，進(jìn)而達(dá)到了動(dòng)態(tài)交通管理和控制。

1項(xiàng)目背景

近年來(lái)，隨著合肥市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市布局趨于合理，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于完善，城市道路硬件設(shè)施條件提升到了新的水平，城市人口和機(jī)動(dòng)車保有量迅猛增長(zhǎng)。隨著這些發(fā)展和變化，對(duì)城市交通管理的理念、模式、手段也提出了更高的要求。國(guó)內(nèi)很多先發(fā)城市通過(guò)探索和實(shí)踐，在交通管理科學(xué)化、智能化方面，尤其是智能交通系統(tǒng)建設(shè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，為改善城市交通環(huán)境，提高城市管理水平起到了十分重要的作用。

合肥市從2000年實(shí)施暢通工程以來(lái)，交通科技也得到了一定程度的發(fā)展，但是由于起步較晚、基礎(chǔ)薄弱以及管理體制等方面的原因，越來(lái)越難以滿足當(dāng)前和今后城市交通發(fā)展的需求。合肥市原有的交通信息化建設(shè)模式，是由不同的部門(mén)和企業(yè)按照各自的管理職能，分別建設(shè)信息化系統(tǒng)，各信息化系統(tǒng)相互獨(dú)立，自成體系，互不兼容，無(wú)法形成管理合力，是一種傳統(tǒng)的、信息孤島式的信息化模式。

合肥市城市智能交通系統(tǒng)由市國(guó)資委牽頭，市交警支隊(duì)、市交通局、市公交公司三個(gè)單位共同協(xié)作建設(shè)。各參與單位應(yīng)充分調(diào)研了已有的交通管理業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程和運(yùn)行現(xiàn)狀，提出了“以FCD技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)、GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)浮動(dòng)車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、保存和分析，作為交通管理和交通決策制定依據(jù)”的整體建設(shè)思路，所選擇的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案既要覆蓋交管業(yè)務(wù)功能需求，又要能實(shí)現(xiàn)接口的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，最大程度的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合、交換和共享。

2浮動(dòng)車技術(shù)

浮動(dòng)車技術(shù)（FCD）是GPS定位技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的一種應(yīng)用，將一定數(shù)量帶有信息回傳功能的 GPS 車載系統(tǒng)的協(xié)議車輛（出租車、公交車輛等）作為道路交通信息采集單元，結(jié)合地圖匹配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息采集單元的位置、速度、旅行時(shí)間等參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，利用信息融合技術(shù)，得到交通網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)路段的速度、旅行時(shí)間等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，作為交通路況分析和預(yù)測(cè)、交通流誘導(dǎo)、交通控制的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?；?FCD 的移動(dòng)型交通檢測(cè)器是一種將浮動(dòng)車輛數(shù)據(jù)（包括浮動(dòng)車輛的GPS 位數(shù)據(jù)、 時(shí)間信息和車輛 ID 號(hào)信息等） 作為交通參數(shù)的移動(dòng)型交通檢測(cè)器。它不但可以獲得行程時(shí)間、交通速度等路段交通流參數(shù)，而且還具有良好的擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性。 通過(guò)大量在城市道路上該移動(dòng)型交通檢測(cè)器定時(shí)發(fā)送的時(shí)間和經(jīng)緯度信息來(lái)估算車流速度，從而采集城市道路交通速度信息。相對(duì)于其它固定式交通信息檢測(cè)設(shè)備，基于 FCD 的移動(dòng)型交通檢測(cè)器有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）覆蓋范圍廣。固定式檢測(cè)器只能檢測(cè)某些點(diǎn)的交通信息，而移動(dòng)型交通檢測(cè)器，不僅能覆蓋點(diǎn)，線，而且能覆蓋到區(qū)域。因?yàn)榇蟛糠指?dòng)車輛都是出租車， 目前在各類大城市中這類交通工具的數(shù)量以及每年行駛的公路里程數(shù)十分巨大，能夠完全覆蓋城市路網(wǎng)。

（2）投入成本低。由于在 FCD 系統(tǒng)中共享了出租車調(diào)度管理系統(tǒng)的設(shè)施，大大減少了投入費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。

（3）采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息量豐富，數(shù)據(jù)精度高。根據(jù)采集的實(shí)時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠比較可靠的計(jì)算得出路段通行速度、出行時(shí)間等信息。

（4）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信息全天候、實(shí)時(shí)采集處理。

正因?yàn)樯鲜鎏攸c(diǎn)，可以通過(guò)大面積分布在城市路網(wǎng)上的裝有 GPS 終端設(shè)備的出租車、公交車等作為移動(dòng)型交通檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模城市道路交通速度信息的采集?；?FCD 的交通信息采集系統(tǒng)主要由移動(dòng)型交通檢測(cè)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、FCD 服務(wù)器、中心導(dǎo)航服務(wù)器以及終端顯示設(shè)備組成。

3合肥市智能交通系統(tǒng)中FCD技術(shù)的應(yīng)用方式

3.1合肥市對(duì)FCD技術(shù)的前期探索

早在2009年，合肥市就已經(jīng)開(kāi)始積極探索FCD在交通管理領(lǐng)域的應(yīng)用。中德交通系統(tǒng)合作項(xiàng)目“中國(guó)百萬(wàn)人口城市交通系統(tǒng)”以合肥市作為唯一試點(diǎn)城市，該合作項(xiàng)目在合肥市的600臺(tái)出租車上安裝FCD前端設(shè)備，F(xiàn)CD信息采集系統(tǒng)于2009年11月投入運(yùn)行并取得了初步效果；基于出租車管理和報(bào)警、執(zhí)法的綜合信息系統(tǒng)也已開(kāi)發(fā)成功。

3.2 FCD技術(shù)在合肥市智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

在合肥市智能交通系統(tǒng)（HF-ITS）中，設(shè)計(jì)包含了專門(mén)的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)應(yīng)用子系統(tǒng)，包括以下建設(shè)內(nèi)容：

（1）車載FCD終端模塊。在全市現(xiàn)有的全部2700臺(tái)公交車、7995臺(tái)出租汽車和950臺(tái)危險(xiǎn)品車輛上安裝車載終端FCD模塊。車載FCD模塊是附加在一體化車載終端上的組成模塊，其核心是GPS組件，用于接收和生成GPS定位數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)。

（2）FCD數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。車載FCD終端模塊每隔20-30秒向FCD數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送定位數(shù)據(jù)，所有FCD數(shù)據(jù)接入市交警支隊(duì)交通管控中心進(jìn)行存儲(chǔ)分析，并結(jié)合道路線圈、路段的流量采集系統(tǒng)采集的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并可與氣象、事故、道路維修、公交、特種車輛通行、交通管制、交通臺(tái)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成全市實(shí)時(shí)的路網(wǎng)流量圖。

FCD數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與市交警支隊(duì)管控中心集成系統(tǒng)銜接，在管控中心集成系統(tǒng)中發(fā)布經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)，使出行服務(wù)與有效管理融于一身，形成全市實(shí)時(shí)的路網(wǎng)流量圖，通過(guò)交通誘導(dǎo)、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)等對(duì)外進(jìn)行發(fā)布，供市政府管理部門(mén)和市民服務(wù)。

FCD數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)架構(gòu)上由“GPS數(shù)據(jù)資源中心”和“FCD數(shù)據(jù)處理中心”構(gòu)成，其中“GPS數(shù)據(jù)資源中心”負(fù)責(zé)收集各種車輛終端發(fā)送過(guò)來(lái)的GPS數(shù)據(jù)并集中統(tǒng)一發(fā)送到“FCD數(shù)據(jù)處理中心”；“GPS數(shù)據(jù)資源中心”也負(fù)責(zé)接收“FCD數(shù)據(jù)處理中心”發(fā)送來(lái)的處理結(jié)果，并通過(guò)統(tǒng)一的接口發(fā)送給各單位應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)FCD數(shù)據(jù)共享（FCD數(shù)據(jù)處理中心邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)分別如圖1和圖2）。

圖1：合肥市智能交通FCD數(shù)據(jù)處理中心邏輯結(jié)構(gòu)

圖2：合肥市智能交通FCD數(shù)據(jù)處理中心物理架構(gòu)

（3）合肥市智能交通FCD數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和融合。FCD的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于出租車、公交車和特種車輛所安裝的GPS數(shù)據(jù)，F(xiàn)CD所獲得的實(shí)時(shí)道路交通路況數(shù)據(jù)可以為公安交通管理、交通運(yùn)輸管理和公共交通管理提供路況信息服務(wù)。同時(shí)，市交警支隊(duì)、市交通局和市公交公司分別擁有數(shù)據(jù)資源可以相互提供信息服務(wù)，形成整個(gè)全市智能交通系統(tǒng)的信息共享平臺(tái)和機(jī)制。利用FCD應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)構(gòu)建一個(gè)跨交警、交通和公交三個(gè)部門(mén)的資源共享平臺(tái)也是合肥市智能交通系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)重要成果，該共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了以下功能需求：1）建立了一個(gè)出租車、公交車、危險(xiǎn)品車輛等車輛GPS數(shù)據(jù)的資源共享中心，統(tǒng)一管理車輛GPS數(shù)據(jù)資源。2）建立了一個(gè)FCD數(shù)據(jù)處理和多源交通信息融合處理中心。3）建立了合肥市路網(wǎng)實(shí)時(shí)交通狀態(tài)信息發(fā)布平臺(tái)。4）系統(tǒng)滿足了今后安裝GPS車輛數(shù)量增加、固定點(diǎn)交通信息采集裝置的增加、路況數(shù)據(jù)共享用戶的增加對(duì)可擴(kuò)展性的要求。5）系統(tǒng)滿足了市公交集團(tuán)、市交通局信息發(fā)布和市運(yùn)管處出租車管理等外部應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口服務(wù)的需求，設(shè)計(jì)兼顧安全和效率 （合肥市智能交通系統(tǒng)FCD數(shù)據(jù)的共享和整合邏輯關(guān)系如圖3） 。

圖3：合肥市智能交通系統(tǒng)FCD數(shù)據(jù)的共享和整合邏輯關(guān)系

4結(jié)語(yǔ)

FCD技術(shù)已廣泛應(yīng)用到城市智能交通系統(tǒng)之中，合肥市在建設(shè)智能交通系統(tǒng)時(shí)，充分考慮了多個(gè)業(yè)務(wù)單位的多套FCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，并實(shí)現(xiàn)了與線圈、微波、視頻等其他流量數(shù)據(jù)進(jìn)行多源交通數(shù)據(jù)融合處理，較為準(zhǔn)確的提供了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)路況信息，為交管部門(mén)實(shí)施交通管理打下了良好的基礎(chǔ)。

收稿日期： 2015-07-27

作者簡(jiǎn)介： 張勇（1963—），男，安徽六安人，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，主要研究方向：電子政務(wù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)、信息資源整合、協(xié)同辦公平臺(tái)建設(shè)。