探討城市道路交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)

徐蕾蕾

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司浙江分院）

1 引言

隨著我國(guó)居民車輛保有量的逐年提升，城市車輛數(shù)量已經(jīng)呈現(xiàn)出階梯式遞增的趨勢(shì)，而城市中交通路網(wǎng)的建設(shè)速度大大滯后，不少城市每當(dāng)早晚高峰或雨雪天氣時(shí)都會(huì)出現(xiàn)十分嚴(yán)重的交通擁堵現(xiàn)象，這使城市生活的便捷性大為降低。城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)可以通過(guò)各種技術(shù)手段合理調(diào)控不同區(qū)域內(nèi)交通流量。近年來(lái)，智能化技術(shù)發(fā)展日新月異且成本也逐漸減低，越來(lái)越多的城市開始探索各類智能化技術(shù)在城市交通導(dǎo)識(shí)中的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和成熟更是加快了各類技術(shù)的應(yīng)用速度，并使交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)在信息交互能力上上了一個(gè)臺(tái)階。通過(guò)強(qiáng)化城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)的交互功能，能夠使各類交通導(dǎo)識(shí)裝置更加貼近“實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)”，為城市居民提供更加便捷和準(zhǔn)確的交通信息。

2 城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)的功能

目前城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)能夠展現(xiàn)的信息多種多樣，根據(jù)信息所表達(dá)的內(nèi)容進(jìn)行分類，可分為總體信息、方向信息、識(shí)別信息、說(shuō)明信息、警示信息等五大類[1]。

總體信息是指向交通參與者介紹整個(gè)區(qū)域內(nèi)交通路網(wǎng)情況、用戶所處位置、周邊環(huán)境設(shè)施等的信息，該類信息在城市地圖級(jí)別的展示層級(jí)上展現(xiàn)。方向信息是引導(dǎo)交通參與者到達(dá)目的地的信息，能夠提示交通參與者前進(jìn)或者后退、向左或向右。識(shí)別信息用來(lái)表達(dá)用戶是否已經(jīng)到達(dá)目的地。說(shuō)明信息提示用戶在前往目的地的途中所經(jīng)路段信息，能讓交通參與者對(duì)路況有直觀了解。警示信息是向用戶發(fā)出部分路段存在交通意外、單行線標(biāo)識(shí)、禁行標(biāo)識(shí)等的信息，幫助用戶重新規(guī)劃線路。

3 城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)的基本原則

城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)的交互式設(shè)計(jì)是指導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)本身能夠及時(shí)收集各類交通信息，并將其應(yīng)用到系統(tǒng)之中，起到改善城市交通的目的。對(duì)城市交通的參與者而言，交互設(shè)計(jì)能向用戶提供及時(shí)、準(zhǔn)確、便捷的交通路況信息。城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循三項(xiàng)原則。

1）準(zhǔn)確性原則

所有城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)所提供的交通信息都必須建立在較為準(zhǔn)確的路況數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，因此，進(jìn)行交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提是導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)本身所提供的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確而且及時(shí)。

2）可識(shí)別性原則

交互設(shè)計(jì)所服務(wù)的用戶必須能夠清晰地理解導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)所提供的各種路況信息，這就要求系統(tǒng)所提供的信息能夠以圖像形式呈現(xiàn)，并且為了方便高速行駛的車輛駕駛員，可結(jié)合語(yǔ)音方式進(jìn)行播報(bào)。

3）適用性原則

雖然導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)能夠提供導(dǎo)航信息，但對(duì)于路況不熟悉的駕駛員而言，即便是提供了相應(yīng)的道路信息，駕駛員也會(huì)因不熟悉路況錯(cuò)過(guò)需調(diào)整方向的路口、岔道等。

4 新技術(shù)在城市交通導(dǎo)識(shí)交互系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 圖像識(shí)別技術(shù)在交通流量數(shù)據(jù)收集上的應(yīng)用

城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)的主要任務(wù)便是在諸多城市道路中為用戶尋找到一條最為快捷的行車路線，而如何為用戶提供合理可行的線路則建立在對(duì)實(shí)時(shí)路況信息的掌握上。目前，城市交通的順暢程度主要受到道路交通承載量和交通流量調(diào)控技術(shù)等兩項(xiàng)因素的影響。其中道路交通承載量則依靠路網(wǎng)的寬度和密度來(lái)決定，通常情況下很難通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行優(yōu)化和改變，交通流量調(diào)控技術(shù)則通過(guò)對(duì)各交通道口的信號(hào)燈進(jìn)行控制或采取單行線等交通疏導(dǎo)方式進(jìn)行流量的調(diào)控。由于城市是處于不斷發(fā)展的狀態(tài)中，所有道路沿線的交通流量幾乎都在不斷發(fā)生變化，并且一旦某條道路上出現(xiàn)交通事故也會(huì)造成路段的擁堵[2]。

隨著圖像識(shí)別技術(shù)的日趨成熟，高速攝影機(jī)已經(jīng)能清晰捕捉到每一輛行駛在道路上的機(jī)動(dòng)車及其車輛號(hào)牌，即便是夜間、雨霧天，攝像頭采集的圖像均十分可靠和穩(wěn)定，甚至車輛內(nèi)的駕駛員有無(wú)在駕駛的同時(shí)接聽移動(dòng)電話、有無(wú)系好安全帶等細(xì)節(jié)均可通過(guò)攝像頭進(jìn)行識(shí)別。同時(shí)，攝像頭將所拍攝的圖片利用4G或5G網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺(tái)處理系統(tǒng)，系統(tǒng)則可立即讀取圖像中車輛的號(hào)牌信息。

為了完整掌握城市道路上的車輛信息，必須在每條道路的出入口安裝攝像頭，但考慮到針對(duì)整個(gè)城市交通路網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)投資成本較大，前期可在城市高架橋出入口、主干道及與次干道的交叉口等關(guān)鍵位置安裝攝像頭，通過(guò)所采集到的城市主要道路的交通流量信息對(duì)區(qū)域內(nèi)城市道路的交通流量進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷。

4.2 大數(shù)據(jù)計(jì)算在交通流量分析上的應(yīng)用

城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)通常是指運(yùn)用圖像識(shí)別設(shè)備所采集的城市交通流量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)一段時(shí)間內(nèi)區(qū)域或某條道路上的交通運(yùn)行情況進(jìn)行模擬演算，從而為區(qū)域或某條道路在遇到交通阻塞時(shí)采用合理的調(diào)控措施提供可行性建議。

大數(shù)據(jù)計(jì)算負(fù)責(zé)計(jì)算出在交通繁忙時(shí)間段內(nèi)一條較為通暢的城市道路在不斷有車輛駛?cè)氲那疤嵯?，何時(shí)將出現(xiàn)飽和直至出現(xiàn)擁堵。鑒于每段道路的長(zhǎng)度與寬度是固定的，通過(guò)測(cè)算該段道路所通行的車輛數(shù)量及其行駛的速度便可計(jì)算出該段道路出現(xiàn)擁堵的大致時(shí)間。

大數(shù)據(jù)計(jì)算的另一作用是識(shí)別交通事故等擁堵點(diǎn)，推斷出道路在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將出現(xiàn)全面擁堵。在該項(xiàng)工作中，大數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)收集其他路段的車流量數(shù)據(jù)，交警部門可利用信號(hào)燈將計(jì)劃駛?cè)霌矶侣范蔚能囕v進(jìn)行就地調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮其他路段的富裕流量?jī)?yōu)勢(shì)，將車流量合理分配在其他路段，達(dá)到既不影響其他路段正常通行，又可為擁堵點(diǎn)的“自我恢復(fù)”贏得時(shí)間。

5 城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)用戶界面的交互設(shè)計(jì)

5.1 實(shí)時(shí)交通導(dǎo)向技術(shù)在交通信息發(fā)布的應(yīng)用

在城市道路上的交通參與者迫切地想要了解前方道路的通暢情況和目的地周邊停車場(chǎng)的剩余車位數(shù)量等信息。通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)道路通行信息的實(shí)時(shí)掌握，甚至部分擁堵路段所發(fā)生的事故地點(diǎn)和造成擁堵的路段長(zhǎng)度也可以在各類導(dǎo)航軟件上進(jìn)行顯示。同時(shí)不少城市的交警部門還在道路上安裝了液晶顯示屏，對(duì)前方路段的交通信息進(jìn)行提示。

停車數(shù)據(jù)信息共享的難度在于如何獲得停車場(chǎng)的車輛管理數(shù)據(jù)，目前大部分的停車場(chǎng)都安裝了智能停車收費(fèi)系統(tǒng)，但由于每個(gè)停車場(chǎng)都是屬于地塊所在地的物業(yè)進(jìn)行管理，而每家物業(yè)管理公司所安裝的停車管理系統(tǒng)五花八門，其數(shù)據(jù)庫(kù)的格式更是千差萬(wàn)別，從而大大增加了停車數(shù)據(jù)采集的難度。因此，為了能夠及時(shí)地獲取到停車數(shù)據(jù)信息，必須將所有停車場(chǎng)管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一，尤其是在數(shù)據(jù)庫(kù)格式上應(yīng)做到完全共享。同時(shí)，對(duì)部分尚未安裝智能管理系統(tǒng)的停車場(chǎng)進(jìn)行逐步完善，將其納入到停車數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)之中。停車場(chǎng)數(shù)據(jù)的共享可與交警部門在道路上安裝的交通路況信息顯示屏進(jìn)行融合，共同指導(dǎo)交通參與者合理規(guī)劃行車路線[3]。

5.2 交互設(shè)計(jì)的信息表達(dá)準(zhǔn)確性

作為城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，要將系統(tǒng)所提供的各類交通信息表達(dá)給用戶，并且能讓用戶領(lǐng)會(huì)系統(tǒng)所提供的內(nèi)容。但由于用戶通常處于注意力高度集中的駕駛狀態(tài)，如信息用文字形式發(fā)送，用戶在駕駛過(guò)程中會(huì)無(wú)暇顧及，因此，系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)中應(yīng)采用簡(jiǎn)明扼要的圖像信息進(jìn)行表達(dá)。

①圖像信息應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)潔，盡量避免采用復(fù)雜的圖像來(lái)反映線路等交通信息，應(yīng)直接以模塊化、線條化的圖形來(lái)表述。為了更清楚的表達(dá)導(dǎo)航線路，可以箭頭符號(hào)來(lái)代表車輛將要前進(jìn)的方向，如前方路口中設(shè)置了多個(gè)車道則可在道路圖像上直接標(biāo)注不同車道允許前進(jìn)的方向。

②鑒于部分道路路口設(shè)置了多個(gè)導(dǎo)向車道，一旦車輛進(jìn)入實(shí)線區(qū)域再進(jìn)行車輛變道則會(huì)違反相關(guān)交通法規(guī)，所以路線顯示界面應(yīng)當(dāng)在車輛進(jìn)入實(shí)線區(qū)之前提示前方道口車道的布置情況，尤其用戶車輛需要進(jìn)行轉(zhuǎn)向或變更車道時(shí)。

③針對(duì)部分城市高架道路與立交路覆蓋程度越來(lái)越高的情況，導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)在信息顯示時(shí)還應(yīng)針對(duì)地面道路與立交道路直接的切換進(jìn)行優(yōu)化。

5.3 交互設(shè)計(jì)中的語(yǔ)音系統(tǒng)

用戶在使用城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)時(shí)通常是對(duì)線路情況較為陌生，十分容易錯(cuò)過(guò)正確的路口。市場(chǎng)上流行的導(dǎo)識(shí)軟件均在系統(tǒng)內(nèi)增加了語(yǔ)音交互系統(tǒng)，有效提升了信息交流的便捷性。語(yǔ)音系統(tǒng)不但可以播報(bào)線路信息，還可以通過(guò)系統(tǒng)自帶的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)整目的地。

鑒于用戶在日常生活和工作中目的地較為明確，部分導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)甚至能夠儲(chǔ)存用戶經(jīng)常使用的目的地地址，一旦用戶在語(yǔ)音提示中提及上述目的地，系統(tǒng)可直接將導(dǎo)航線路指向該目的地。另外，我國(guó)各地所使用的方言千差萬(wàn)別，少數(shù)導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)的語(yǔ)音識(shí)別軟件不能較好地辨別用戶用方言講述的目的地名稱，從而導(dǎo)致大量用戶所發(fā)出的語(yǔ)音信息出現(xiàn)錯(cuò)誤，故交互設(shè)計(jì)中還應(yīng)對(duì)語(yǔ)音識(shí)別軟件的方言識(shí)別能力進(jìn)行加強(qiáng)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)不僅能夠?yàn)橛脩籼峁└?、更便捷的?dǎo)航路線，對(duì)整個(gè)城市的交通疏導(dǎo)也具有輔助作用。一款優(yōu)良的城市交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)需要對(duì)車輛定位信息、交通路網(wǎng)信息、道路通行狀況等信息進(jìn)行全面綜合，需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的獲取信息，這就要求城市交通的建設(shè)者和管理者要加大投入，使交通導(dǎo)識(shí)系統(tǒng)更加完善。