融合定位技術(shù)對智能交通信號系統(tǒng)的作用探究

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司 黃賜悠

融合定位技術(shù)對智能交通信號系統(tǒng)的作用探究

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司 黃賜悠

新時期發(fā)展背景下,智能交通信號系統(tǒng)已逐漸成為城市解決交通存在問題的重要手段之一,得到了大力的應(yīng)用推廣,而融合定位技術(shù)的出現(xiàn)更是為準(zhǔn)確監(jiān)測車輛交通動態(tài)運(yùn)行情況提供了極大幫助作用,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效融合,借助最終交通信號指示來展開實(shí)時有效控制,從而為交通道路的順利通行提供良好保障.本文主要對融合定位技術(shù)對智能交通信號系統(tǒng)所產(chǎn)生的作用影響展開針對性分析探討.

融合定位技術(shù);智能交通;信號系統(tǒng);作用分析

改革開放以來,城市道路建設(shè)、車輛數(shù)量均已進(jìn)入到了快速發(fā)展階段,而交通運(yùn)行頻率也在不斷上升,交通存在問題愈發(fā)嚴(yán)峻,以往原有僅依靠道路設(shè)施來滿足人們交通需求的解決方案已無法滿足城市需要.在這種情況下,人們逐漸認(rèn)識到智能交通信號系統(tǒng)的應(yīng)用勢在必行,其可以說是一種較為完善的基礎(chǔ)性設(shè)施,主要包括通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、運(yùn)輸技術(shù)及定位技術(shù)等,其中融合定位技術(shù)在其中占據(jù)著非常重要地位,對于城市交通順暢通行有著極大的促進(jìn)作用.

1.關(guān)于融合定位技術(shù)的簡要概述

通常情況下,一旦將融合定位技術(shù)應(yīng)用到智能交通信號系統(tǒng)環(huán)境下,并不是意味著獨(dú)立形式的組件,而是將其集成于更大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之中,智能交通信號系統(tǒng)主要包括傳感器、通信系統(tǒng)、計算機(jī)控制及執(zhí)行器等子系統(tǒng),而交通控制系統(tǒng)又將包括中央控制計算機(jī)、交通信號燈、計算機(jī)控制的相關(guān)接口及視頻攝像頭等儀器等,并且基于融合定位角度來看,可以將其劃分為兩大類方面:一是基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng),如GPS、DGPS、GLONASS等.

二是基于地面的定位系統(tǒng),如GSM、IMT-2000、UMTS等,其中基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)總體來說使用壽命較長,因而得到廣泛應(yīng)用,其存在的最大優(yōu)勢便是準(zhǔn)確度較高,能對地面結(jié)構(gòu)的任何物體位置進(jìn)行明確,但卻無法在地下結(jié)構(gòu)、高層建筑部分區(qū)域及隧道內(nèi)部進(jìn)行使用.而基于地面的定位系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用較為創(chuàng)新,可以利用無線移動通信設(shè)備來進(jìn)行位置的明確,其存在的最大優(yōu)勢便是能最大限度利用目前存在的基礎(chǔ)性設(shè)施,并且還具有高質(zhì)量的服務(wù)水平和精確度,對于日常交通需求能提供很好滿足,如果能有效保證無線網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋率,該種系統(tǒng)便可在隧道內(nèi)部使用.例如:在此以我國某省交通道路為例,其全場約為10公里,共設(shè)有16個交叉性路口,在為改造之前,其全程行駛需要14分鐘左右,但在融合定位技術(shù)背景下智能交通信號系統(tǒng)實(shí)行下,該段路程的停車次數(shù)有效減少,并且總行駛時間也縮短為9分鐘,不但有效提高了其實(shí)際通行效率,還為其帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益.又如:某省高速出口路段,共設(shè)有8個路口信號機(jī),3個電子顯示屏,4個路口電子警察,在采用了融合定位技術(shù)智能交通信號系統(tǒng)后,來往車輛平均以每小時70公里速度前進(jìn),而通行時間與以往普通信號燈控制相比時間最少降低了30%.

第二,精確性.一般情況下,融合定位技術(shù)是否準(zhǔn)確主要取決于非內(nèi)在技術(shù)因素,例如:基于地面的遠(yuǎn)程定位精準(zhǔn)性主要由交通信號的功率和頻譜分配情況來決定,一個較狹窄的帶寬(30kHz)和低功率(100mw)將會使定位準(zhǔn)確性較差,但如果是一個較高的帶寬(10MHz)和高功率(30W)將會使定位準(zhǔn)確性較高.

第三,覆蓋率.通常對于衛(wèi)星定位來說,其具有較為廣泛的覆蓋特點(diǎn),如對于某些交通較落后地區(qū)來說,其因?yàn)樯矫}或是其他因素導(dǎo)致信號覆蓋存在一些盲區(qū),這時便可通過衛(wèi)星定位來使盲區(qū)發(fā)生變化;而地面定位則是具備大范圍覆蓋能力,主要在于是否能夠安裝足夠多的基站,但盲區(qū)位置也不會隨著時間的演變而發(fā)生改變,一般只有在對基站進(jìn)行新建時盲區(qū)才會出現(xiàn)變化.

2.融合定位技術(shù)對智能交通信號系統(tǒng)起到的作用

2.1 交通信息采集檢測

通常在對交通信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集檢測時,融合定位技術(shù)取得了廣泛應(yīng)用,其中對于車輛檢測來說,融合定位主要適用于車輛預(yù)防碰撞,如基于視覺傳感器和激光掃描信息等于一體的融合性預(yù)防碰撞方法的產(chǎn)生,充分保證了交通信息采集檢測的有效性,并在其后提出了一種多特征性融合預(yù)防碰撞方法,通過目標(biāo)跟蹤測試得出結(jié)論,該種方法能夠有效準(zhǔn)確檢測目標(biāo)車輛的運(yùn)行情況,進(jìn)而對城市道路車輛實(shí)行全面有效監(jiān)督.同時融合定位技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)車載終端和路測設(shè)備的多方面融合,如相關(guān)專業(yè)人士對定點(diǎn)交通流、浮動車及其他數(shù)據(jù)的采集、融合及共享等展開了詳細(xì)概括分析,進(jìn)而為交通行業(yè)的未來發(fā)展提供了充足的技術(shù)性支持.除此之外,相關(guān)人員還針對交通信息收集和評價展開了深入化研究,特別是對于交通融合性問題更是制定了規(guī)范化的評價標(biāo)準(zhǔn).

2.2 交通流有效融合分析

基于交通車流分析角度來看,融合定位技術(shù)主要可用于估計預(yù)測和關(guān)聯(lián)分析兩方面內(nèi)容上,具體如下:第一,交通車流估計預(yù)測.在對交通車流進(jìn)行中長期預(yù)測時,若想得到最佳效果便要采用以往傳統(tǒng)手段,但該種方法較不適用于短期預(yù)測,因而相關(guān)研究人員提出了大量關(guān)于短期融合預(yù)測方法,其中最多的便是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合預(yù)測手段,經(jīng)過試驗(yàn)證明該種方法與以往傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相比存在較大優(yōu)勢.第二,交通車流關(guān)聯(lián)分析.根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,現(xiàn)階段普遍使用的融合方法便是曲線擬合、空間融合等,如最新提出的基于最小二乘曲線擬合方法,并利用統(tǒng)計理論來對擬合曲線上下限進(jìn)行劃分,經(jīng)過具體實(shí)踐證明該種方法能對交通車輛異常情況準(zhǔn)確判定.

表1 智能交通流測試結(jié)果

2.3 交通車輛定位導(dǎo)航

融合定位技術(shù)在交通車輛導(dǎo)航中的應(yīng)用主要在交通車輛定位和地圖匹配兩方面上.交通車輛定位,又包含衛(wèi)星車輛定位和食品車體定位兩種,其中衛(wèi)星車輛定位在近幾年智能交通信號系統(tǒng)運(yùn)行中可以說是重點(diǎn)研究話題,立足于目前日益復(fù)雜的城市交通網(wǎng),以往傳統(tǒng)單一化定位技術(shù)所提供的信息數(shù)據(jù)早已無法滿足現(xiàn)今社會的實(shí)際需求,還需要有效借助其他手段,如車載信息等來實(shí)現(xiàn)融合定位,如相關(guān)研究人員將GPS定位技術(shù)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有效結(jié)合展開準(zhǔn)確定位,并通過三種不同耦合手段來實(shí)現(xiàn)其二者最大優(yōu)勢,之后更是將衛(wèi)星信息和車載信息進(jìn)行融合,根據(jù)實(shí)踐結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),該種手段能充分保證復(fù)雜城市交通情況下的準(zhǔn)確定位.隨后更是提出了將錄像、三維地理信息及GPS技術(shù)三者融為一體的融合定位手段,得到了最佳定位結(jié)果,如下圖1.

而基于地圖匹配角度來說,可將大多數(shù)方法劃入到推理融合類型之中,其中應(yīng)用最為廣泛的便是D-S證據(jù)推理.通常在需要對交通各方面信息資源進(jìn)行協(xié)調(diào)融合時,由于以往傳統(tǒng)的D-S手段過于絕對化和片面化,無法得到理想效果,因而相關(guān)專業(yè)人士針對其展開了有效改進(jìn),如將決策理論和D-S證據(jù)推理的地圖匹配兩者融為一體,通過導(dǎo)航系統(tǒng)的目前信息來進(jìn)行交通車輛位置的假設(shè),并借助最新推理規(guī)則在決策風(fēng)險不提高的基礎(chǔ)上合理解決證據(jù)處理期間面臨的矛盾問題,對智能交通信號系統(tǒng)的順利運(yùn)行和定位準(zhǔn)確性有著良好保障.

圖1 GPS交通車輛定位系統(tǒng)

3.結(jié)束語

總而言之,隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的提高,城市交通問題愈發(fā)嚴(yán)峻,對人們的正常生活帶來一定不利影響.因而為有效解決上述存在問題,融合定位技術(shù)也就逐漸應(yīng)運(yùn)而生并取得了良好應(yīng)用效果,而對于智能交通信號系統(tǒng)來說,更是起到了至關(guān)重要影響作用.因而需要相關(guān)人員充分引起重視,不斷對其展開創(chuàng)新完善,從而對最大限度保證融合定位的準(zhǔn)確性有著極大促進(jìn)作用,并且還能促進(jìn)交通行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展.

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