城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的智能技術(shù)應(yīng)用

劉婷婷

摘要：城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的智能技術(shù)是管理整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)代科技的總稱。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，智能化程度越來越高，具有功能齊全、運(yùn)行效率高的特點(diǎn)，從而為交通運(yùn)輸系統(tǒng)的智能化奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)健詞：智能交通系統(tǒng);路網(wǎng)流量;控制器;解碼器

1智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的概念

智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）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)。該系統(tǒng)將采集到的各種道路交通及服務(wù)信息經(jīng)交通管理中心集中處理后，傳輸?shù)焦愤\(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)用戶（駕駛員、居民、警察局、停車場(chǎng)、運(yùn)輸公司、醫(yī)院、救護(hù)排障等部門），出行者可時(shí)時(shí)選擇交通方式和交通路線;交通管理部門可自動(dòng)進(jìn)行合理的交通疏導(dǎo)、控制和事故處理;運(yùn)輸部門可隨時(shí)掌握車輛的運(yùn)行情況，進(jìn)行合理調(diào)度。從而，使路網(wǎng)上的交通流運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，改善交通擁擠和阻塞，最大限度地提高路網(wǎng)的通行能力，提高整個(gè)公路運(yùn)輸系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性、安全性和生產(chǎn)效率。

2智能運(yùn)輸系統(tǒng)的功能特點(diǎn)

智能運(yùn)輸系統(tǒng)具有以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的混合模型，適合于對(duì)含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性、不穩(wěn)定性和算法未知的運(yùn)輸過程的描寫具有分層信息處理和決策機(jī)構(gòu)。智能運(yùn)輸系統(tǒng)的核心在高層模塊，它對(duì)運(yùn)輸環(huán)境或運(yùn)輸過程進(jìn)行組織、決策和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)廣義求解智能運(yùn)輸過程具有非線性。智能運(yùn)輸系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的客貨流量的大小和方向，在調(diào)整運(yùn)輸系統(tǒng)參數(shù)得不到滿足時(shí)，就以躍變的方式改變運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以此提高運(yùn)輸系統(tǒng)的效益智能運(yùn)輸系統(tǒng)具有總體自尋優(yōu)化的特點(diǎn)。由于智能運(yùn)輸系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)特征辨別、特征記憶和擬人的特點(diǎn)，在整個(gè)運(yùn)輸過程中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取客貨和環(huán)境的信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并給出運(yùn)輸決策，通過不斷優(yōu)化參數(shù)和尋找運(yùn)輸系統(tǒng)的最佳結(jié)構(gòu)形式，以獲取整體最優(yōu)運(yùn)輸效益。

目前，交通運(yùn)輸系統(tǒng)智能化是一個(gè)研究熱點(diǎn)，并已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。ITS的目標(biāo)和功能為安全性、暢通性、環(huán)保性和舒適性。即可以提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?減少交通堵塞，保持道路交通暢通;提高運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的通行能力;降低交通運(yùn)輸對(duì)環(huán)境的污染程度并節(jié)約能源;提高交通運(yùn)輸生產(chǎn)效率和經(jīng)營(yíng)效益。與傳統(tǒng)的提高交通運(yùn)輸水平手段相比，ITS不是單純依靠建設(shè)更多的基礎(chǔ)設(shè)施、消耗大量能源來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)和功能，而是在現(xiàn)有或較為完善的基礎(chǔ)設(shè)施之上，將先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，綜合地運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)和功能。

3智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的主要技術(shù)平臺(tái)

3.1全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構(gòu)成，是具有全球性（陸地、海洋、航空與航天）、全天候優(yōu)勢(shì)的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測(cè)速系統(tǒng)。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等多種功能。

3.2交通地理信息系統(tǒng)

交通地理信息系統(tǒng)是一種空間性數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，除具備一般數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基本功能外，還具有空間查詢和分析的功能，用戶可以根據(jù)需要建立一個(gè)應(yīng)用分析模型，通過動(dòng)態(tài)分析為評(píng)價(jià)、管理和決策提供服務(wù)，因此它為ITS，提供了數(shù)字化平臺(tái)。

3城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)（ATIS）

先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，交通參與者可以通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場(chǎng)上以及氣象中心的傳感器和傳輸設(shè)備，向交通信息中心提供各處的交通信息;該系統(tǒng)得到這些信息并經(jīng)過處理后，適時(shí)向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場(chǎng)信息以及與出行相關(guān)的其他信息;出行者根據(jù)這些信息確定自己的出行方式和選擇路線。這樣可以提高人們的出行能力和安全系數(shù)。由于合理地選擇了出行方式和路線，從而使路網(wǎng)上的交通流獲得平衡分配。如果車上裝備了自動(dòng)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)還可以幫助駕駛員自動(dòng)選擇行駛路線。

3.2先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)（ATMS）

在這個(gè)系統(tǒng)中，有一部分與ATIS共用了信息采集、處理和傳輸系統(tǒng)。交通管理部門對(duì)道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，通過收集到的信息，對(duì)交通車輛進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)疏導(dǎo)、控制與處理等。ATMS包括的子系統(tǒng)有：在途駕駛員信息系統(tǒng)、旅行服務(wù)信息系統(tǒng)、事故處理系統(tǒng)、交通控制系統(tǒng)和排放檢測(cè)與控制系統(tǒng)等。

3.3應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)

應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)是以地理信息系統(tǒng)平臺(tái)為主的綜合性服務(wù)系統(tǒng)，具有管理交通、及時(shí)處理緊急情況、傳輸數(shù)據(jù)信息等功能。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，該系統(tǒng)能快速制訂調(diào)度計(jì)劃，將道路提示和交警資源自動(dòng)顯示在道路旁的LED屏幕上，并及時(shí)制訂控制方案和部署交警，從而實(shí)現(xiàn)城市交通的智能化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)交通管理的可視化和平坦化，提升交管部門的應(yīng)急處理能力、快速反應(yīng)能力和聯(lián)合通行能力。

3.4數(shù)字化執(zhí)法管理系統(tǒng)

數(shù)字化執(zhí)法管理系統(tǒng)由數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)和數(shù)字化非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)共同構(gòu)成的。

現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)終端通過數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)站管理系統(tǒng)管理汽車駕駛員IC卡，能上傳IC卡的數(shù)量信息，具有手寫輸入、影印、錄制和打印等功能。執(zhí)法人員在執(zhí)法過程中，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)可保證執(zhí)法人員對(duì)違章車輛的處罰公正、合理、規(guī)范、科學(xué)，從而提升交通執(zhí)法的質(zhì)量和效率。

非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)主要由城市中的違法監(jiān)控設(shè)備組成。其中，智能交通管理系統(tǒng)可記錄車輛闖紅燈、車輛超速、私家車非法占用公交車道等違法行為，寬帶通信網(wǎng)絡(luò)和控制中心可有效收集監(jiān)測(cè)資料，從而提高交管部門的工作效率，最終形成閉環(huán)管理系統(tǒng)。

3.5營(yíng)運(yùn)車輛運(yùn)行管理系統(tǒng)（CVO）

這是一個(gè)以高速道路網(wǎng)和信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用物流理論進(jìn)行管理的智能化的物流管理系統(tǒng)。綜合利用衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)、物流信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來有效地管理和改善客貨汽車、公共汽車企業(yè)的行駛技術(shù)與設(shè)備，并組織運(yùn)輸，使?fàn)I運(yùn)車輛的安全性和生產(chǎn)效率得到提高，使公路系統(tǒng)的所有用戶都能獲益于更為安全可靠的公路環(huán)境，提高運(yùn)輸效率。

3.6電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）

公路收取通行費(fèi)是公路建設(shè)資金回收的重要渠道之一，但是隨著交通流量的增加，收費(fèi)站開始成為道路上新的瓶頸。電子收費(fèi)系統(tǒng)就是為解決這個(gè)問題而開發(fā)的。這樣就可以使所有地面交通收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以減少因用現(xiàn)金收費(fèi)所造成的交通延誤。如果在現(xiàn)有的車道上安裝電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)，則可以使車道的通行能力提高3～5倍。

3.7緊急救援管理系統(tǒng)（EMS）

緊急救援管理系統(tǒng)是一個(gè)特殊的系統(tǒng)，其基礎(chǔ)是ATIS、AT-MS和有關(guān)的救援機(jī)構(gòu)與設(shè)施。通過ATIS和ATMS這些設(shè)施可以將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機(jī)構(gòu)聯(lián)成有機(jī)的整體，提高對(duì)突發(fā)交通事件的報(bào)告和反應(yīng)能力，改善應(yīng)急反應(yīng)的資源配置，為道路使用者提供車輛故障現(xiàn)場(chǎng)緊急處置、拖車、救護(hù)、排除故障車輛等服務(wù)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)為人們提供便利的出行信息，促進(jìn)了城市智能交通的發(fā)展，融合了相關(guān)的交通控制技術(shù)，展現(xiàn)了智能技術(shù)的研發(fā)成果。

參考文獻(xiàn)

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