時(shí)間:2022-06-01 07:03:29
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篇智能交通技術(shù)論文,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)鍵詞 智能交通系統(tǒng);創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-489X(2012)03-0026-03
Practice of Adding Innovation Education Reformation on Intelligent Transportation Systems Course//Wang Yunling1, Xi Jianguo1, Zhang Xiangmin2
Abstract The intelligent transportation systems course is one of the most important special courses. This paper analyzes the problems in teaching process, suggests that adding the innovation education reformation on the intelligent transportation systems course from teaching outline, teaching materials, classroom instruction, practice, course examination.
Key words intelligent transportation systems; innovation; action orientation teaching model
Author’s address
1 Vehicle and Motive Power Engineering College, Henan University of Science and Technology,
Luoyang, Henan, China 471003
2 Law School, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan, China 471003
近年來,隨著我國高等教育教學(xué)改革的深入發(fā)展,更多的院校更加注重大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的培養(yǎng)。依托高校專業(yè)教學(xué)優(yōu)勢,將創(chuàng)業(yè)教育的基本內(nèi)容融入專業(yè)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),不失為提高高校教育質(zhì)量的一個(gè)發(fā)展方向[1]。本文以交通運(yùn)輸專業(yè)智能交通系統(tǒng)課程為例,談?wù)勅绾卧趯I(yè)課程教學(xué)中引入高校創(chuàng)業(yè)教育。
1 智能交通系統(tǒng)課程的主要內(nèi)容[2-3]
智能交通系統(tǒng)課程是交通運(yùn)輸專業(yè)一門重要的專業(yè)課程。智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems,簡稱ITS)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)以及計(jì)算機(jī)處理技術(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、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。該課程的主要內(nèi)容有三大部分。
1)ITS框架體系。確定適合交通體系的智能交通系統(tǒng)體系框架,為國家進(jìn)行智能交通系統(tǒng)規(guī)劃、實(shí)施、管理、設(shè)計(jì)提供依據(jù)。智能交通系統(tǒng)體系框架的組成部分主要有用戶服務(wù)、邏輯體系結(jié)構(gòu)、物理體系結(jié)構(gòu)、通信體系結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化工作、費(fèi)用效益分析及評(píng)價(jià)、實(shí)施措施及策略等七點(diǎn)。
2)ITS關(guān)鍵技術(shù)。該課程主要介紹網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、檢測技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、車輛定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、IC卡技術(shù)等高新技術(shù)。這些技術(shù)都屬于世界高端技術(shù),研究深入,并且創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值很大。
3)ITS的應(yīng)用。該課程主要介紹交通信號(hào)控制系統(tǒng)、交通信息服務(wù)系統(tǒng)、智能交通管理系統(tǒng)、智能公共交通服務(wù)系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)、都市集成樞紐智能交通管理系統(tǒng)、智能車輛系統(tǒng)、自動(dòng)公路系統(tǒng)、緊急事故處理等應(yīng)用,這些應(yīng)用與國民息息相關(guān),創(chuàng)造了高額的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。各個(gè)國家都在大力發(fā)展智能交通產(chǎn)品,占領(lǐng)市場份額。
2 智能交通系統(tǒng)的學(xué)科特點(diǎn)及存在的問題
智能交通系統(tǒng)課程是一門交叉學(xué)科課程,涉及車輛、交通、運(yùn)輸、道路、通信、控制等多學(xué)科。其基本理論框架從實(shí)踐出發(fā),經(jīng)過抽象、概括、歸類得出的科學(xué)實(shí)踐的模型,反過來又結(jié)合各種技術(shù)措施用于指導(dǎo)交通運(yùn)輸實(shí)際問題。課程特點(diǎn)可概括為“概念多、理論多、內(nèi)容多、理解不易深入”,而這也是學(xué)生在學(xué)這門課程中反映最多的問題。
智能交通系統(tǒng)又是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,其理論框架來源于實(shí)踐,但不是推理得出,而是通過歸納總結(jié)、反復(fù)實(shí)踐驗(yàn)證得出合理結(jié)果,有了框架理論才可介紹主要技術(shù)以及實(shí)際應(yīng)用。因此在講述時(shí),雖然強(qiáng)調(diào)理論框架體系的基礎(chǔ)地位,并要求詳細(xì)講解,但是學(xué)生仍顯得似懂非懂。由此容易導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降,認(rèn)為該部分內(nèi)容意義不大,也就是“學(xué)了沒用”,從而嚴(yán)重影響后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)和理解。
從學(xué)生的考試中也可看出一些問題,在回答主觀性題目時(shí),存在的問題較多。對(duì)于簡答題和名詞解釋題的解答主要靠死記硬背,考試過后很快就忘了,無助于這門課的學(xué)習(xí);反映學(xué)生理解水平的論述題,學(xué)生的回答要么空洞無物,要么就是死記硬背教材上的內(nèi)容,靈活理解掌握和運(yùn)用能力較差。比如,論述題“談?wù)勀銓?duì)智能交通系統(tǒng)(ITS)應(yīng)用的理解”,學(xué)生一般將課本上智能交通系統(tǒng)概念、框架體系、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)等內(nèi)容死記硬背下來答上,并無自己的理解看法,對(duì)智能交通系統(tǒng)真正的應(yīng)用并無太多了解。
筆者認(rèn)為,造成這種情況的一個(gè)重要原因是沒有抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。那么如何抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢?就要想學(xué)生所想。如今的大學(xué)生與社會(huì)接觸較多,心中所想主要是能夠?qū)W一些有用的知識(shí),有助于以后的就業(yè)。智能交通系統(tǒng)課程與實(shí)踐聯(lián)系較緊密,可以將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理念融入課程中去,從而吸引學(xué)生的注意力,讓學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)這門課程。這樣,不僅該課程的教學(xué)效果得到增強(qiáng),還訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)造創(chuàng)新能力,有利于創(chuàng)造互惠雙贏的局面。
3 如何在ITS課程中融入創(chuàng)新教育
在大學(xué)本科的教學(xué)過程中,如何將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入智能交通系統(tǒng)課程中呢?筆者在自己的教學(xué)實(shí)踐中,通過不斷調(diào)整教學(xué)思路和授課方式,總結(jié)出以下幾方面經(jīng)驗(yàn)。
3.1 教學(xué)大綱
目前中國的本科教育基本是按照教學(xué)大綱進(jìn)行教學(xué),教學(xué)大綱一般2~3年修訂一次,以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變化。在修訂過程中,可在教學(xué)大綱中有意識(shí)地逐步添加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)內(nèi)容。
1)在“課程基本要求”中,增加“了解當(dāng)前智能交通系統(tǒng)相關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)產(chǎn)業(yè)”等內(nèi)容。
2)在“課程內(nèi)容”方面,在智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和智能交通系統(tǒng)應(yīng)用兩大部分內(nèi)容中,增加先進(jìn)技術(shù)的案例。最好能以某一個(gè)項(xiàng)目為例,介紹研究目的、研究內(nèi)容及研究工具等內(nèi)容。
3)“習(xí)題”部分,可以形式多樣化,增加論文、調(diào)查報(bào)告等形式。
4)“成績考核評(píng)定辦法”可以適當(dāng)靈活,應(yīng)當(dāng)增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的思想,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散式思維。單純的普通試卷考核方式很難體現(xiàn)學(xué)生的全面學(xué)習(xí)成果,而教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的個(gè)人看法在一定程度上可以反映學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,因此有必要加大平時(shí)成績的比例。
3.2 教材
智能交通系統(tǒng)課程教材比較多,大多是系統(tǒng)性、綜合性的普通教材,如《智能交通系統(tǒng)概論》《智能交通系統(tǒng)體系框架原理與應(yīng)用》等。筆者建議可以選取這類教材作為主教材,系統(tǒng)介紹智能交通系統(tǒng)的理論知識(shí),同時(shí)增加智能交通系統(tǒng)有關(guān)創(chuàng)業(yè)實(shí)例作為補(bǔ)充。教師在授課時(shí)將輔助教材融入主教材中。當(dāng)然,也可以自編教材,側(cè)重開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想,以教材結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想,將案例編入智能交通系統(tǒng)的理論知識(shí)中去。當(dāng)然,因這類教材專業(yè)目的性強(qiáng),可作為教師、學(xué)生的重要參考教材。
3.3 課堂授課
課堂授課是在智能交通系統(tǒng)課程中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育至關(guān)重要的一環(huán),授課的好壞直接決定了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想的接受程度。在課堂教學(xué)中,按照教學(xué)大綱和適當(dāng)教材,選取有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行授課。
筆者從事該課程的教學(xué)已有4年的時(shí)間,授課對(duì)象為交通運(yùn)輸專業(yè)的學(xué)生。經(jīng)過幾年的嘗試研究,筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行改進(jìn)。
1)教學(xué)方法改革。課堂授課時(shí),采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式。授課過程中采用案例分析法、模擬情景法、項(xiàng)目教學(xué)法、仿真教學(xué)法等一系列不同于傳統(tǒng)理論講授的教學(xué)方法。“行動(dòng)導(dǎo)向”教學(xué)模式下的學(xué)生不再處于被動(dòng)接受地位,而是處在積極的、主動(dòng)的地位,教師不是單純地給學(xué)生灌輸知識(shí),而是讓學(xué)生參與到創(chuàng)造性實(shí)踐活動(dòng)中來。學(xué)生需要?jiǎng)幽X動(dòng)手,親手操作,進(jìn)行觀察、收集、分析資料等活動(dòng),在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生與他人合作、交流的能力,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力,形成綜合性的知識(shí)結(jié)構(gòu),培養(yǎng)綜合性的能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí),使大學(xué)教育適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展要求。
講課過程中,教師應(yīng)注意在智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和智能交通系統(tǒng)應(yīng)用兩大部分內(nèi)容中,引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí),引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思維,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教師應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地講述一些世界前沿技術(shù),開闊學(xué)生的視野,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在介紹智能交通系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用時(shí),教師可以引入當(dāng)前國際或國內(nèi)先進(jìn)的智能交通系統(tǒng)產(chǎn)品,如智能車輛技術(shù)、車輛模擬駕駛技術(shù)、停車場智能管理系統(tǒng)、智能交通控制、交通監(jiān)控圖像識(shí)別技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、不停車收費(fèi)等技術(shù)產(chǎn)品。
2)授課順序適當(dāng)調(diào)整。通常的授課程序是先講智能交通系統(tǒng)框架體系,再講智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),最后一部分是智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用。學(xué)生普遍反映前面聽著沒意思,進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的興趣。進(jìn)行順序調(diào)整后,先講智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用,聯(lián)系國內(nèi)及國際上實(shí)際的應(yīng)用成果,接下來介紹要實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用需要哪些主要的技術(shù),最后介紹實(shí)現(xiàn)實(shí)際的應(yīng)用效果不僅要有技術(shù)支持,還要有框架體系支撐。這樣一來,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3)學(xué)生角色的適當(dāng)調(diào)整。對(duì)于授課內(nèi)容中比較偏重于理論、學(xué)生難以理解的部分,可以讓學(xué)生說出自己的理解,甚至讓學(xué)生當(dāng)老師,上講臺(tái)對(duì)這一部分內(nèi)容進(jìn)行講述,而后讓其他學(xué)生提出意見,再進(jìn)行重復(fù)講述,直到學(xué)生都理解了為止。另外,對(duì)于智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用部分,可針對(duì)某一方面的內(nèi)容讓學(xué)生自行查詢資料,選擇有代表性的案例在課堂上進(jìn)行講述,并適當(dāng)發(fā)表自己的看法。實(shí)踐表明,這樣做可大大調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
3.4 實(shí)踐環(huán)節(jié)
實(shí)踐環(huán)節(jié)是學(xué)生驗(yàn)證學(xué)習(xí)內(nèi)容、增加直觀認(rèn)識(shí)并進(jìn)一步吸引學(xué)生興趣的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。可通過現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備開展課程實(shí)驗(yàn),切實(shí)接觸其核心技術(shù)。做實(shí)驗(yàn)時(shí),不拘泥于參觀、演示等被動(dòng)的方式,可進(jìn)行拆解觀察、編程修改等模式。也可通過布置實(shí)踐類作業(yè),完成學(xué)生自主的實(shí)踐環(huán)節(jié)。
智能交通系統(tǒng)這門課共開設(shè)了車型自動(dòng)分類系統(tǒng)和智能停車場管理系統(tǒng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn),可將這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)前只告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮捅貍涞膶?shí)驗(yàn)設(shè)備,由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生不但掌握了所學(xué)的理論知識(shí),而且培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)技能、方法,鍛煉了動(dòng)手操作能力,提高了分析問題和解決問題的能力。
同時(shí),還可以布置實(shí)踐類作業(yè),如布置調(diào)查社會(huì)性停車場的智能控制模式、調(diào)查車輛智能控制設(shè)施等實(shí)際調(diào)查類環(huán)節(jié),并衡量其社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值,進(jìn)而刺激學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理想。
3.5 考核方式
課程結(jié)束的考核可以總結(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,學(xué)生也可以通過考核結(jié)果看到自己的學(xué)習(xí)程度,一個(gè)合理的考核方式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。目前,我國高校的課程考核方式較為死板,尤其是理工科課程,多以試卷考試為主,學(xué)生需要死記硬背,不能體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平。
對(duì)于智能交通系統(tǒng)課程,在適當(dāng)引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的內(nèi)容后偏重于實(shí)際應(yīng)用,概念等識(shí)記部分的比重相應(yīng)降低,可采取布置論文、大作業(yè)、項(xiàng)目報(bào)告或者辯論口試等形式。考核形式亦可不局限于一人一題或一人一卷,可以分組協(xié)同,共同完成,這樣有利于學(xué)生更好地體現(xiàn)自己的創(chuàng)業(yè)理想。具體選擇何種考核方式可由教師根據(jù)實(shí)際情況而定。
當(dāng)然采用非試卷的考核形式,應(yīng)做好考核計(jì)劃并制定合理的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),以更好地考核每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)踐水平。
4 預(yù)想
通過融入創(chuàng)業(yè)教育,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,擴(kuò)展學(xué)生的思維,為創(chuàng)業(yè)積累一些理論基礎(chǔ)。但考慮到實(shí)際情況,有創(chuàng)業(yè)理想的學(xué)生可能終究只是一部分,為了更好地開展這門課并訓(xùn)練部分學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力,可在課程考核中采取區(qū)別對(duì)待的方法。對(duì)于有創(chuàng)業(yè)理想的學(xué)生,可組建創(chuàng)業(yè)興趣小組,學(xué)生之間進(jìn)行分工合作,進(jìn)行一定范圍內(nèi)的模擬創(chuàng)業(yè)。考核時(shí),可要求學(xué)生交付企業(yè)計(jì)劃書、可行性報(bào)告、企業(yè)年終總結(jié)等資料,分別予以考核。對(duì)于創(chuàng)業(yè)興趣不大的學(xué)生,可按常規(guī)進(jìn)行考核。
通過以上課程改革,可望實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)課程與社會(huì)實(shí)際的緊密結(jié)合,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際能力,并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。
參考文獻(xiàn)
[1]張項(xiàng)民.基于專業(yè)教學(xué)的創(chuàng)業(yè)教育范式研究[J].中國高教研究,2008(11):68-69.
論文摘要:智能交通技術(shù)是一項(xiàng)起源于美國的新興技術(shù),各個(gè)國家在引進(jìn)的時(shí)候都必須考慮本國的實(shí)際情況,充分考慮引進(jìn)技術(shù)與本國文化的整合,考慮技術(shù)位差。任何新技術(shù)如果沒有現(xiàn)有技術(shù)對(duì)之消化吸收就是失敗的,所以各個(gè)國家在制定本國ITS發(fā)展內(nèi)容時(shí),必須對(duì)本國現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行整合,然后再把與現(xiàn)有技術(shù)相近的內(nèi)容作為自己的近期發(fā)展目標(biāo)。本文就智能交通體系在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r做了簡要的介紹,對(duì)中國如何發(fā)展智能交通系統(tǒng)提出了自己的看法和建議。
交通問題是世界各國面臨的共同問題。交通擁擠造成了巨大的時(shí)間浪費(fèi),加大了環(huán)境污染。我國大多數(shù)城市的平均行車速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于車輛速度過慢,尾氣排放增加,使得城市的空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化。交通問題也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的交通運(yùn)輸發(fā)面的壓力,盡量的利用現(xiàn)有的資源,使其發(fā)揮最大的作用,各國都加大了對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究和建設(shè)的力度。
交通運(yùn)輸是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步具有極其重要的作用。公路交通運(yùn)輸以其機(jī)動(dòng)性好、可以實(shí)現(xiàn)“門到門”直達(dá)運(yùn)輸以及運(yùn)送速度快的特點(diǎn),成為我國城市和城間中短途客貨運(yùn)輸?shù)闹饕绞健<涌旖煌ɑA(chǔ)設(shè)施建設(shè),綜合運(yùn)用檢測、通信、計(jì)算機(jī)、控制、GPS和GIS等現(xiàn)代高新技術(shù),提高交通基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸裝備的利用效率、減少交通公害對(duì)加速發(fā)展我國公路交通運(yùn)輸事業(yè)具有十分重要的意義。這是公路智能交通運(yùn)輸工程需要解決的關(guān)鍵問題。
一、智能交通技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
中國是一個(gè)發(fā)展中國家,交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施短缺,需要加快建設(shè),另一方面也存在交通設(shè)施利用率低、管理技術(shù)落后、交通安全形式嚴(yán)峻等問題。鑒于我國道路在未來20年內(nèi)仍然處于建設(shè)期(根據(jù)“五縱七橫”公路主骨架的布局框架,建設(shè)12條約35000公里以高等級(jí)公路組成的國道主干線),而這一期間正是智能交通技術(shù)在全世界進(jìn)入全面實(shí)施階段,中國也需要根據(jù)中國公路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求探討在中國公路運(yùn)輸網(wǎng)中應(yīng)用智能交通技術(shù)來提高運(yùn)輸效率、保障安全和保護(hù)環(huán)境的可能性。2000年,國家交通部、建設(shè)部,公安部聯(lián)合全國各大科研院所和多家高校制定了符合我國國情的《國家ITS體系框架》規(guī)定我國ITS發(fā)展主要集中在不停車收費(fèi)、出行者信息服務(wù)、城市交通管理、公共交通系統(tǒng)、智能公路系統(tǒng)等9個(gè)方面。
我國ITS研究可以追朔于80年代的公路收費(fèi)系統(tǒng)研制,那時(shí)國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等級(jí)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)控和管理系統(tǒng);進(jìn)入90年代,我國開始關(guān)注國際上ITS的發(fā)展。1995年,交通部ITS工程研究中心進(jìn)行了GPS(衛(wèi)星定位系統(tǒng))與導(dǎo)駕系統(tǒng)研究、基于GPS的路政車輛管理系統(tǒng)等一系列項(xiàng)目研究,交通部還與各省廳開展了“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下不停車收費(fèi)系統(tǒng)”的聯(lián)合攻關(guān)。1999年。由交通部、科技部、建設(shè)部等十多個(gè)相關(guān)部門組成了國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心,將ITS。未來交通建設(shè)和發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域予以重點(diǎn)支持。由于世界各國把不停車收費(fèi)系統(tǒng)作為ITS領(lǐng)域最先投入應(yīng)用的系統(tǒng)開發(fā),以此來擴(kuò)大道路建設(shè)資金來源,緩解收費(fèi)站交通堵塞,減少環(huán)境污染,所以我國也把聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用列為國家ITS領(lǐng)域首先啟動(dòng)的項(xiàng)目。
從1998年初開始,交通部就組織開展了“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的不停車收費(fèi)系統(tǒng)研究”,并在4個(gè)省市進(jìn)行了示范工程。1999年1月1日,廣州市“一卡通”不停車收費(fèi)系統(tǒng)投入運(yùn)行,到目前已開通不停車收費(fèi)車道40余條。同時(shí),圍繞交通監(jiān)控、汽車智能導(dǎo)航等系統(tǒng),以及一大批科研成果及技術(shù)產(chǎn)品得到實(shí)際應(yīng)用,對(duì)提高社會(huì)和公交出租車輛通行效率,改善城市整體交通狀況都起到了極大的推動(dòng)作用。
ITS建設(shè)投入已經(jīng)達(dá)到40億50億元,據(jù)了解,預(yù)計(jì)到2010年,“五縱七橫”國道主干網(wǎng)將基本建成,網(wǎng)絡(luò)將貫穿全國主要大中城市,到2015年國道主干線和公路主樞紐系統(tǒng)將全面建成,構(gòu)筑起以高速公路為主體的公路運(yùn)輸主骨架。在這個(gè)完善的道路網(wǎng)絡(luò)里,絕大部分已建和所有新建的高速公路都預(yù)埋了比較充裕的管道,部分管孔已鋪設(shè)了光纖,它將是承載智能交通業(yè)務(wù)的良好基礎(chǔ)設(shè)施。僅以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為例,我國將建設(shè)3.5萬公里的高等級(jí)公路,在高等級(jí)公路的建設(shè)中。有相當(dāng)一部分需要建設(shè)通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng),目前這一部分投資一般占總投資的4%~5%。1999年,我國公路建設(shè)投資達(dá)2000億元以上,如果其中的1000億元用于高等級(jí)公路建設(shè),那么通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)方面的投資將達(dá)到40億50億元,這僅僅是當(dāng)前通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)ITS應(yīng)用的初級(jí)水平。如果考慮到城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及今后ITS應(yīng)用水平的提高等諸多因素,我國的ITS市場規(guī)模將以百億元、甚至千億元計(jì)算。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,ITS的研發(fā)和應(yīng)用將會(huì)越來越新、越來越快,為我國的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、眾多商家提供了一個(gè)巨大的商機(jī)和市場,我國即將掀起ITS產(chǎn)業(yè)建設(shè)的熱潮,智能交通將給我們的生活帶來極大的變化。
二、發(fā)展中國智能運(yùn)輸系統(tǒng)的對(duì)策
中國經(jīng)過改革開放20多年來的建設(shè),交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展取得了有目共睹的成就。全社會(huì)各種運(yùn)輸方式完成的客運(yùn)量和旅客周轉(zhuǎn)量、貨運(yùn)量和貨物周轉(zhuǎn)量有了較大幅度的提高,交通運(yùn)輸技術(shù)裝備得到明顯的改善,使得中國交通運(yùn)輸已從“限制型”向“適應(yīng)型”過渡,已從滿足“量”的需要向滿足“質(zhì)”的需要過渡,已經(jīng)從“賣方市場”向“買方市場”過渡,并且公路運(yùn)輸發(fā)展成為交通運(yùn)輸?shù)闹髁姟5c發(fā)達(dá)國家相比,仍存在著一些差距。和發(fā)達(dá)國家相比,雖然中國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平尚有較大差距,但改革開放的政策使我們的發(fā)展速度較快,發(fā)達(dá)國家今天遇到的問題,我們已經(jīng)或者今后必將會(huì)深刻地感受到,為使交通運(yùn)輸業(yè)適應(yīng)21世紀(jì)的要求,我們應(yīng)采取積極的對(duì)策,根據(jù)國情發(fā)展中國的智能運(yùn)輸系統(tǒng)。
1、打好ITS發(fā)展基礎(chǔ),特別是應(yīng)加強(qiáng)ITS基礎(chǔ)理論的研究工作
目前,國際上ITS理論仍不完善,還處于發(fā)展時(shí)期,我們應(yīng)積極加強(qiáng)與ITS開展較先進(jìn)國家的交流,在國際ITS現(xiàn)有發(fā)展水平上結(jié)合中國特點(diǎn),深入細(xì)致地進(jìn)行理論研究,盡快接近或達(dá)到世界水平,以迎接21世紀(jì)ITS發(fā)展的挑戰(zhàn)。否則將成為別國的追隨者,成為他們不成熟技術(shù)的推廣試驗(yàn)場。
2、建立ITS協(xié)調(diào)組織機(jī)構(gòu)
中國交通運(yùn)輸體制目前仍是條塊分割狀況,鐵路、公路、民航、公安,建設(shè)等部門分頭管理,現(xiàn)已出現(xiàn)了各自發(fā)展自身ITS的勢頭,這將造成中國資源上的巨大浪費(fèi)。為此應(yīng)盡快成立一個(gè)由國家統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的,有關(guān)部門、學(xué)者、企業(yè)和研究部門參與的“ITS中國”組織,類似于美國的ITSAmerica,日本的VERTIS及歐洲的ERTICO組織,來統(tǒng)一制訂中國ITS發(fā)展戰(zhàn)略、目標(biāo)、原則和標(biāo)準(zhǔn),特別是制定有關(guān)ITS的技術(shù)規(guī)范和整體發(fā)展規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)ITS技術(shù)和產(chǎn)品的通用性,兼容性和互換性,加強(qiáng)政府的宏觀調(diào)控,以減少局部利益的沖突和有限資金的浪費(fèi)。
3、注重人才的培養(yǎng)
隨著ITS的進(jìn)一步發(fā)展,21世紀(jì)交通運(yùn)輸將會(huì)發(fā)生重大變化,而與之相應(yīng)的是對(duì)不同層次的專業(yè)人才需求情況與以往大不相同,為此應(yīng)加強(qiáng)國內(nèi)高校及科研單位交通運(yùn)輸領(lǐng)域與國外ITS的交流合作,派出人員學(xué)習(xí)培訓(xùn),走出去、請進(jìn)來,將最新的ITS技術(shù)溶入交通運(yùn)輸專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和科研之中,以高素質(zhì)的ITS人才去迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵詞:項(xiàng)目化教學(xué);智能交通控制專業(yè);教學(xué)組織
一、引言
職業(yè)教育人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)是使畢業(yè)生能夠快速有效的適應(yīng)實(shí)際操作崗位,這就要求學(xué)校在教育教學(xué)過程當(dāng)中重視并且踐行職業(yè)教育的實(shí)踐性教學(xué)。本文結(jié)合實(shí)際專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提出項(xiàng)目教學(xué)法,將理論與實(shí)際聯(lián)系起來,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和職業(yè)技能,探索高職院校智能交通控制專業(yè)也在實(shí)際教學(xué)過程中的新思路、新方法,以期培養(yǎng)高技能的應(yīng)用型人才。
二、項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施與作用
項(xiàng)目教學(xué)法是學(xué)校專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐教學(xué)中不斷總結(jié)和探索的基礎(chǔ)上形成的。所謂項(xiàng)目教學(xué)法是指以學(xué)生為主體,以實(shí)際生產(chǎn)過程中的實(shí)踐項(xiàng)目誒條件,以教師和企業(yè)技術(shù)人員為指導(dǎo),進(jìn)行的操作技能的學(xué)習(xí)。在這個(gè)過程當(dāng)中學(xué)生將課堂所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中指導(dǎo)實(shí)踐,又通過實(shí)踐操作深刻領(lǐng)會(huì)和掌握課堂理論知識(shí)這種理實(shí)一體對(duì)的教學(xué)模式可以使學(xué)生高效快速的掌握理論知識(shí),對(duì)于教師的教學(xué)成果提升也是顯而易見的。
(一)項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施
在實(shí)際實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)的過程當(dāng)中,主要采用兩種方式進(jìn)行即案例教學(xué)法和產(chǎn)品展示教學(xué)方法。其中案例教學(xué)法是指通過學(xué)生項(xiàng)目中的實(shí)際案例,發(fā)現(xiàn)并分析案例中的問題容提出解決案例中問題的方案,在這個(gè)過程當(dāng)中可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,為后續(xù)的實(shí)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),比如對(duì)于交叉口信號(hào)控制機(jī)故障的診斷和維修,教師給學(xué)生合理的引導(dǎo)使學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)故障問題并找到解決故障的途徑,在與教師共同合作下排除故障,只有經(jīng)過學(xué)生自己的實(shí)際操作才能真正掌握操作的技術(shù)要領(lǐng)。而產(chǎn)品展示法不同于案例教學(xué)法,主要是通過教師對(duì)于產(chǎn)品的實(shí)物介紹,使學(xué)生了解產(chǎn)品的生產(chǎn)過程、加工工藝以及在實(shí)際應(yīng)用中的具體作用,比如智能交通控制專業(yè)交換機(jī)與路由器配置項(xiàng)目,學(xué)生通過對(duì)交換機(jī)和路由器的拆裝過程,掌握其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及相互連接件之間的鏈接關(guān)系,同時(shí)掌握一些專用工具的使用,這為后續(xù)其他項(xiàng)目的實(shí)際操作奠定了基礎(chǔ)。
(二)項(xiàng)目教學(xué)法在教學(xué)中的作用
項(xiàng)目教學(xué)法是通過不斷的實(shí)踐總結(jié)出來的較為經(jīng)典的教學(xué)方法,在高職教育教學(xué)中起著重要的作用,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:第一利用課堂所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)來解決實(shí)際工作中存在的問題,這樣直接降低了學(xué)校學(xué)習(xí)和企業(yè)工作要求之間的差距;第二,把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力放在首位,只有提高實(shí)踐操作能力才能真正適應(yīng)市場發(fā)展對(duì)人才的需求;第三,項(xiàng)目化的教學(xué)模式是邊學(xué)邊練,在理論指導(dǎo)下練習(xí),在練習(xí)中掌握理論,兩者相互影響,使W生學(xué)習(xí)效率更高。因此高職院校教師在實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)是應(yīng)該注重學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和 學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),只有將動(dòng)機(jī)和興趣與實(shí)踐操作項(xiàng)目結(jié)合到一起才能使項(xiàng)目化教學(xué)中的理實(shí)一體達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)。
三、選擇的標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)于項(xiàng)目化教學(xué)中的教學(xué)組織直接關(guān)系到學(xué)生的學(xué)校效果、未來求職和發(fā)展,因此教師在組織和選擇時(shí)應(yīng)該綜合考慮專業(yè)發(fā)展的趨勢和特征、高職學(xué)生所具備的特性、具體項(xiàng)目化教學(xué)的專業(yè)課程、所在院校的硬件條件和師資條件等各方面因素,而不是直接一味的照搬其他成功院校的實(shí)踐教學(xué)組織模式,發(fā)生與本院校不匹配的情況。
(一)以專業(yè)發(fā)展趨勢和特征為選擇標(biāo)準(zhǔn)
在組織項(xiàng)目化教學(xué)中的項(xiàng)目時(shí),首先要考慮到的是專業(yè)的發(fā)展趨勢和特征,要綜合專業(yè)的特性和發(fā)展趨勢來確定。以智能交通控制專業(yè)為例來說,在組織項(xiàng)目化教學(xué)時(shí)應(yīng)該注重專業(yè)智能性的發(fā)展,旨在讓學(xué)生更加了解專業(yè)發(fā)展的前瞻性,豐富自己的專業(yè)素養(yǎng),同時(shí)還應(yīng)該注重整個(gè)專業(yè)實(shí)施項(xiàng)目化課程的合理搭配,使得學(xué)生不僅要了解專業(yè)的智能性,還應(yīng)該了解專業(yè)的交通性能和控制性能,只有這樣才能真正滿足企業(yè)對(duì)智能交通控制專業(yè)畢業(yè)生的要求。
(二)以高職學(xué)生特性為選擇標(biāo)準(zhǔn)
高職院校學(xué)生區(qū)別于其他類型的高等院校,其具備自己的特殊性,比如學(xué)習(xí)自主性較差、學(xué)習(xí)能力較低、自律性較差。所以在組織項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)踐項(xiàng)目時(shí)應(yīng)該綜合考慮以上所述學(xué)生的特性,盡量調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,通過實(shí)踐項(xiàng)目中的鼓勵(lì)措施給學(xué)生養(yǎng)成自律的好習(xí)慣,方便日后教學(xué),同時(shí)也可以使學(xué)生畢業(yè)后較好的適應(yīng)企業(yè)高要求的工作。
(三)以具體專業(yè)課程為選擇標(biāo)準(zhǔn)
同一專業(yè)的不同課程對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是不同的,因此在制定實(shí)踐項(xiàng)目時(shí)應(yīng)該結(jié)合不同的專業(yè)課課程,設(shè)置不同類型的實(shí)踐項(xiàng)目,以提高學(xué)生不同方面的實(shí)踐技能,不同專業(yè)課程對(duì)于實(shí)踐技能的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該有所不同。以我校智能交通控制專業(yè)為例來說,在實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)的過程中,交通類專業(yè)課程主要注重學(xué)生的交通基礎(chǔ)知識(shí)的理解;信息類專業(yè)課程主要注重學(xué)生對(duì)于交換機(jī)、路由器、微機(jī)接口的處理等。
(四)以院校、企業(yè)的硬件條件和師資條件為選擇標(biāo)準(zhǔn)
除了上述原則以外,還應(yīng)該綜合考慮院校的硬件、企業(yè)的硬件條件和師資條件,根據(jù)學(xué)生的各個(gè)階段的實(shí)際情況做出合理實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)置。對(duì)于與相關(guān)企業(yè)有合作的院校,可以選擇企業(yè)實(shí)踐與課堂理論學(xué)習(xí)相互結(jié)合的教學(xué)模式進(jìn)行設(shè)置,這樣將課堂設(shè)置在實(shí)際的車間,真正做到理學(xué)一體,邊學(xué)邊練。
四、意義
綜上所述,高職院校在組織項(xiàng)目化教學(xué)時(shí),要充分考慮學(xué)生、專業(yè)、師資、硬件設(shè)置等條件進(jìn)行設(shè)置,盡量做到合理、高效。項(xiàng)目化教學(xué)對(duì)于學(xué)生的發(fā)展以及未來的求職有著重要的意義,項(xiàng)目化教學(xué)是學(xué)校課堂教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)之間的橋梁和紐帶,經(jīng)過項(xiàng)目化教學(xué)的訓(xùn)練以后,學(xué)生基本滿足企業(yè)一線生產(chǎn)的要求,并可以較好的處理各種實(shí)際生產(chǎn)問題。對(duì)于項(xiàng)目化教學(xué)的研究還處于發(fā)展階段,設(shè)置的過程不僅要考慮以上所述影響因素,還應(yīng)該注重教師對(duì)項(xiàng)目化教學(xué)的駕馭能力等,師資隊(duì)伍、企業(yè)合作以及院校的硬件設(shè)置有待于進(jìn)一步完善。
參考文獻(xiàn):
[1]郭春樺 項(xiàng)目教學(xué)法在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[期刊論文]-科技視界 2013(36).
隨著人民生活水平的提高,越來越多的家庭購買了家庭小橋車,使得到道路上行駛的機(jī)動(dòng)車數(shù)量越來越多。城市機(jī)動(dòng)車增長速度的加快,使得國家不斷加大城市道路建設(shè)的力度,但仍趕不上車輛的增長速度,故我國城市中道理面積率依舊偏低。加上交通管理設(shè)備依舊欠缺的因素,使得交通事故頻發(fā),導(dǎo)致運(yùn)輸速度下降甚至堵塞成為常態(tài)。
1 功能系統(tǒng)描述
針對(duì)以上交通系統(tǒng)情況,本論文擬設(shè)計(jì)一套十字路口的智能交通燈電路,不僅具有十字路口的通用功能,還能依據(jù)車流量的情況,動(dòng)態(tài)的調(diào)整通行時(shí)間,并且將交通的異常情況發(fā)送到指揮中心。
如圖1所示在交通十字路口,分為南北和東西兩個(gè)方向,東西南北四個(gè)路口均有紅綠黃3燈和倒計(jì)時(shí)顯示的2個(gè)數(shù)碼顯示管。任意時(shí)刻,只有一個(gè)方向的車輛可以通行,另一個(gè)方向的車輛禁止通行,持續(xù)一段時(shí)間以后,有過的短暫的過度期后,對(duì)調(diào)通行方向,依次輪回。圖中黑色實(shí)心圓圈表示燈亮,對(duì)應(yīng)方向的車輛可以通行,空心圓圈表示燈不亮。
圖1中(a)-(d)表示了正常情況下交通路口紅、綠、黃燈的亮滅周期狀態(tài)。
(a)圖中表示南北方向綠燈亮,紅、黃燈滅;東西方向黃、綠燈滅,紅燈亮,持續(xù)時(shí)間45秒。此時(shí),南北方向車輛允許通行;東西向禁止通行。
(b)圖表示南北方向綠、紅燈滅,黃燈亮;東西方向黃、綠燈滅,紅燈亮,持續(xù)5秒。此時(shí),除了南北方向中正在通行中的其他所有車輛都需等待交通信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
(c)圖表示南北方向紅燈亮,綠黃燈滅;東西方向紅、黃燈滅,綠燈亮。持續(xù)時(shí)間45秒。此時(shí),東西方向車輛允許通行,南北向禁止通行。
(d)圖表示東西方向綠、紅燈滅,黃燈亮;南北方向黃、綠燈滅,紅燈亮,持續(xù)5秒。此時(shí),除了東西方向中正在通行中的其他所有車輛都需等待交通信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
2 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)
按照功能可將系統(tǒng)功能圖畫出,如圖2所示。包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、按鍵電路、車流量檢測電路、數(shù)碼管顯示電路、紅黃綠燈信號(hào)燈電路等五大部分。
其中單片機(jī)最小系統(tǒng)電路是保證單片機(jī)控制能正常工作的最小電路,包括在復(fù)位電路和晶振電路。
按鍵電路用于設(shè)置通行的時(shí)間和系統(tǒng)的自動(dòng)或者手動(dòng)工作模式。
車流量檢測電路用于動(dòng)態(tài)檢測路口的車輛情況,進(jìn)而判別是無車、車少、或者車多,或者堵車情況。
數(shù)碼管顯示電路用于倒計(jì)時(shí)顯示通行或者禁止通行的時(shí)間。
3 硬件電路
硬件電路完成倒計(jì)時(shí)時(shí)間的顯示、車流信號(hào)的檢測、交通燈(紅、黃、綠三色)的亮和滅。
3.1 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)和顯示電路
數(shù)碼管顯示電路包括8個(gè)數(shù)碼管,每個(gè)方位有一對(duì)2個(gè)LED,用于倒計(jì)時(shí)顯示時(shí)間。電路如圖3所示。采用數(shù)碼管共陰驅(qū)動(dòng)芯片7448來驅(qū)動(dòng)8段數(shù)碼管,數(shù)碼管的顯示方式采用動(dòng)態(tài)掃描方式,單片機(jī)的P0.0-P0.3接位數(shù)碼管的位控端,P2.0-P2.7分別接數(shù)碼管的8段碼。
3.2 信號(hào)燈電路
紅、黃、綠信號(hào)燈電路如圖4所示。分析圖1可知在南北、東西方向分別有東西紅燈、東西綠燈、東西黃燈、南北紅燈、南北綠燈、南北黃燈共六種狀態(tài),與單片機(jī)的P1.0-P1.5口連接,當(dāng)單片機(jī)對(duì)應(yīng)端口輸出低電平時(shí),相應(yīng)信號(hào)燈亮。
3.3 車流檢測電路
用紅外線對(duì)管來檢測車流量的多少,在南北方向、東西方向分別安裝一對(duì)紅外線探測器。如圖5所示,D3、D2為紅外對(duì)管,紅外信號(hào)探測輸出端分別與單片機(jī)的P0.4(南北方向)、P0.5(東西方向)連接。.有車時(shí),紅外信號(hào)無車通過時(shí),紅外線的發(fā)射端發(fā)出的紅外線被接受端接受,運(yùn)放輸出高電平;有車時(shí),紅外線的發(fā)射端發(fā)出的紅外線被車遮擋,無法到達(dá)接受端接受,此時(shí),運(yùn)放輸出低電平,將低電平信號(hào)送入單片機(jī)處理器,進(jìn)行計(jì)數(shù)。
3.4 按鍵電路
采用3個(gè)獨(dú)立按鍵來完成,與單片機(jī)的P3.4-P3.6連接。S1為在自動(dòng)/手動(dòng)模式選擇按鍵,S2、S3用于具體通行時(shí)間設(shè)置的信號(hào),如圖6所示。
4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
軟件系統(tǒng)包括主流程圖和子流程圖。子流程圖包括按鍵的識(shí)別、車輛流量狀況判別、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示流程、定時(shí)等。
主流程圖見圖7所示。
子流程圖中車流量的自動(dòng)判別方式如下:無車時(shí)綠燈通行時(shí)間為15秒。少車時(shí),通行時(shí)間為30秒,多車時(shí),通行時(shí)間為60秒。
5 結(jié)束語
本文采用單片機(jī)探究了智能交通燈方面的應(yīng)用,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉,通用性強(qiáng),軟件設(shè)計(jì)簡單。從功能需求看,能滿足實(shí)際需要。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 ITS集成;電子信息技術(shù);數(shù)據(jù)處理;信息融合
中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)55-0209-02
1 ITS信息及特征分析
1.1 智能交通信息(ITS)
交通系統(tǒng)由包括4個(gè)基本要素:人(交通出行者、駕駛員和管理者)、物(貨物)、各類交通工具和相應(yīng)的交通設(shè)施構(gòu)成。交通信息是指所有與交通系統(tǒng)的四大要素相關(guān)聯(lián)的信息,是ATMS的關(guān)鍵基礎(chǔ)。面向ATMS的基礎(chǔ)交通信息主要是指與交通運(yùn)行狀態(tài)和交通管理有關(guān)的交通信息,是交通信息中最直接、最基礎(chǔ)的信息。基礎(chǔ)交通信息包括基礎(chǔ)交通地理信息、交通實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、交通控制和管理信息、交通政策法規(guī)信息、公共交通信息。
1.2 基礎(chǔ)交通信息的屬性特征
基礎(chǔ)交通信息是一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng),其應(yīng)具有以下一些基本屬性特征:1)準(zhǔn)確性;2)及時(shí)性;3)共享性;4)信息的采集具有實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)性;5)具有海量信息特征;6)增值性。
2 數(shù)據(jù)壓縮處理技術(shù)
交通信息一方面時(shí)采集到的信息煩雜多樣,要想利用這些不同類別的信息,需采用不同的處理方法;另一方面,交通信息的一個(gè)顯著特征是它的空間性和隨機(jī)性,因此對(duì)它的研究分析需要建立在廣泛統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用各類信息處理技術(shù)和統(tǒng)計(jì)分析方法來探索它的規(guī)律性。
所謂多媒體技術(shù)就是能對(duì)多種載體(媒體)上的信息和多種存儲(chǔ)(媒質(zhì))上的信息進(jìn)行處理的技術(shù),特點(diǎn)主要表現(xiàn)在它的綜合性和交互性。交通信息是屬于多媒體信息范疇。若要實(shí)時(shí)的綜合處理聲音、圖像、視頻、文字等多媒體信息,其數(shù)據(jù)量是非常大的。要傳輸或存儲(chǔ)這樣大的數(shù)據(jù)量是非常困難的,必須對(duì)其進(jìn)行壓縮編碼,在滿足實(shí)際需要的前提下,盡量減少要傳輸或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
數(shù)據(jù)壓縮主要依靠信源編碼技術(shù)。一般的,圖像壓縮技術(shù)可分為兩大類:無損壓縮和有損壓縮技術(shù)。在多媒體應(yīng)用中常用的壓縮方法有PCM(脈沖編碼調(diào)制)、預(yù)測編碼、變換編碼、插值和外推法、統(tǒng)計(jì)編碼、矢量量化和子帶編碼等;混合編碼是近年來廣泛采用的方法。新一代的數(shù)據(jù)壓縮方法,如基于模型的壓縮方法、分形壓縮和小波變換方法等也已經(jīng)接近實(shí)用化水平。
3 信息融合技術(shù)
信息融合技術(shù)在單純數(shù)據(jù)采集融合(即一次融合)階段稱為數(shù)據(jù)融合,是研究多種信息的獲取、傳輸與處理的基本方法、技術(shù)、手段以及信息的表示、內(nèi)在聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門技術(shù)。融合是指采集并集成各種信息源、多媒體和多格式信息,從而生成完整、準(zhǔn)確、及時(shí)和有效的綜合信息,它比直接從各信息源得到的信息更簡潔、更少冗余、更有用途。
先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)(ATMS)是一個(gè)典型的多傳感器系統(tǒng),信息融合技術(shù)給交通信息加工和處理提供了一種很好的方法,信息融合技術(shù)的最大優(yōu)勢在于它能合理協(xié)調(diào)多源數(shù)據(jù),充分綜合有用信息,提高在多變環(huán)境中正確決策的能力。
在信息融合領(lǐng)域使用的主要數(shù)學(xué)工具或方法有概率論、推理網(wǎng)絡(luò)、模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,其中使用較多的是概率論、模糊理論、推理網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然,除了這幾種常用的方法之外,還有其他很多解決途徑。
3.1 概率論
在融合技術(shù)中最早應(yīng)用的就是概率論。在一個(gè)公共空間根據(jù)概率或似然函數(shù)對(duì)輸入數(shù)據(jù)建模,在一定的先驗(yàn)概率情況下,根據(jù)貝葉斯規(guī)則合并這些概率以獲得每個(gè)輸出假設(shè)的概率,這樣可以處理不確定性問題。貝葉斯方法的主要難點(diǎn)在于對(duì)概率分布的描述,特別是當(dāng)數(shù)據(jù)是由低檔傳感器給出時(shí),就顯得更為困難。另外,在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,常常簡單地假定信息源是獨(dú)立的,這個(gè)假設(shè)在大多數(shù)情況下非常受限制。卡爾曼濾波方法則根據(jù)早先估計(jì)和最新觀測,遞推地提供對(duì)觀測特性的估計(jì)。另外,概率論和模糊集理論的綜合應(yīng)用給解決多源數(shù)據(jù)的融合問題提供了工具。
3.2 模糊理論
模糊集理論是基于分類的局部理論,因此,從產(chǎn)生起就有許多模糊分類技術(shù)得以發(fā)展。隸屬函數(shù)可以表達(dá)詞語的意思,這在數(shù)字表達(dá)和符號(hào)表達(dá)之間建立了一個(gè)便利的交互接口。在信息融合的應(yīng)用中主要是通過與特征相連的規(guī)則對(duì)專家知識(shí)進(jìn)行建模。另外,可以采用模糊理論來對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行嚴(yán)格地、折衷或是寬松地建模。模糊理論的另一個(gè)方面是可以處理非精確描述問題,還能夠自適應(yīng)地歸并信息。對(duì)估計(jì)過程的模糊拓展可以解決信息或決策沖突問題,應(yīng)用于傳感器融合、專家意見綜合以及數(shù)據(jù)庫融合,特別是在信息很少,又只是定性信息的情況下效果較好。
3.3 推理網(wǎng)絡(luò)
推理網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和應(yīng)用有著很長的歷史,可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美國學(xué)者所做的研究工作。近來,許多對(duì)于分析復(fù)雜推理網(wǎng)絡(luò)的理論往往基于貝葉斯規(guī)則的推論,并且都被歸類于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。目前,大多數(shù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的研究都包括了對(duì)于概率有效傳播的算法拓展,同時(shí)它在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中也充當(dāng)了新證據(jù)的角色。同時(shí)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在許多A1任務(wù)里都己作為對(duì)于不確定推理的標(biāo)準(zhǔn)化有效方法。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是簡潔、易于處理相關(guān)事件。缺點(diǎn)是不能區(qū)分不知道和不確定事件,并且要求處理的對(duì)象具有相關(guān)性。在實(shí)際運(yùn)用中一般不知道先驗(yàn)概率,當(dāng)假定的先驗(yàn)概率與實(shí)際相矛盾時(shí),推理結(jié)果很差,特別是在處理多假設(shè)和多條件問題時(shí)顯得相當(dāng)復(fù)雜。
參考文獻(xiàn)
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該論文通過對(duì)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的概念與原理進(jìn)行了分析,提出了作為物聯(lián)網(wǎng)中重要組成部分的公交車聯(lián)網(wǎng)中的一些問題,并分析了如何通過云計(jì)算的應(yīng)用來解決這些存在的問題的方法。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 公交車聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算 信息安全
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,無論是從網(wǎng)絡(luò)速度與接入方式上都有了很大的變化,使得我們在日常生活中使用的網(wǎng)絡(luò)速度更快,接入更方便、靈活。同時(shí),云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)這兩種基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也速度發(fā)展起來,也會(huì)給人們的生活帶來更多的便利。
1 車聯(lián)網(wǎng)
1.1 物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)定義,簡單的歸納為:物聯(lián)網(wǎng)的定義是,通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等,信息傳感設(shè)備,按照約定的協(xié)議,把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)“The Internet of Things”即“物物相連的智能互聯(lián)網(wǎng)”。這有三意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)中的信息是通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳遞與交換;第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,第三,該網(wǎng)絡(luò)具有智能屬性,可進(jìn)行智能控制、自動(dòng)監(jiān)測與自動(dòng)操作。
1.2 車聯(lián)網(wǎng)
車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn),在車與車、車與路邊單元、車與互聯(lián)網(wǎng)之間進(jìn)行無線通信和信息交換,以實(shí)現(xiàn)智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò),是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的延伸。公交車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)分支,其主要是面向公路交通、為車與車之間協(xié)同控制、為交通參與者提供信息服務(wù)。公交車聯(lián)網(wǎng)在系統(tǒng)上具備物聯(lián)網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu),在功能上可滿足智能交通對(duì)安全、環(huán)保和效率的要求。
公交車聯(lián)網(wǎng)通過裝載在車輛上的電子標(biāo)簽以及道路兩旁的無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)將車輛的基礎(chǔ)信息與控制信息通過中間件傳遞到中心控制部分,讓車與車、車與道路、車與人,以及車與城市網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)結(jié),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能的控制,以提供車輛安全、交通控制、信息服務(wù)和Internet接入等應(yīng)用。公交車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成,電子標(biāo)簽、射頻識(shí)別系統(tǒng)、中間件、中心控制部分。
2 云計(jì)算的概念
云計(jì)算并沒有統(tǒng)一的規(guī)范定義。通常可以認(rèn)為,云計(jì)算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展,或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。它是一種服務(wù)的交付和使用模式,通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。
云計(jì)算的“云”就是存在于互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器集群上的資源,它包括硬件資源(服務(wù)器、存儲(chǔ)器、CPU等)和軟件資源(應(yīng)用軟件、集成開發(fā)環(huán)境等),終端設(shè)備只需要發(fā)送請求,云系統(tǒng)便可以整合互聯(lián)網(wǎng)上的資源為其提供相應(yīng)的服務(wù)并把最終結(jié)果返回到終端,這樣,終端設(shè)備可以得到遠(yuǎn)超過自身的運(yùn)算能力,而作為公交車聯(lián)網(wǎng)終端的車輛更會(huì)因?yàn)樵朴?jì)算的幫助獲得遠(yuǎn)大于自身的運(yùn)算能力,從而做為更多、更好的信息處理與控制能力。
3 公交車聯(lián)網(wǎng)存在的問題
3.1 車輛的信息
作為公交車聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵的一個(gè)部分,車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)包括車輛的運(yùn)行狀況、車輛的本身的狀態(tài)(車輛中的溫度、濕度、車輛的汽油量等)、位置、車上人員的情況、路面狀況等,通過這些數(shù)據(jù)的獲取和處理可以為我們提供車輛的運(yùn)行狀態(tài),同時(shí)為乘車者提供車輛在路面的實(shí)時(shí)信息方便乘客選擇何時(shí)、何地等車、乘車,并且通過獲取的路面信息的處理也可以為駕駛員提供較好的路線參考,同時(shí)也為交管部門提供了更準(zhǔn)確的違章情況與車輛阻塞情況等路面信息。這些信息是大量要處理的實(shí)時(shí)信息,需要設(shè)備具有很強(qiáng)的計(jì)算能力與網(wǎng)絡(luò)通信能力,而車輛上的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一般是很難滿足這些要求。
3.2 信息的安全
車輛的各種狀況信息、還有各種控制信息是需要保密的,不能被他人獲取,同時(shí)這些信息的準(zhǔn)確性與可靠性也要加以保證,這就需要將信息進(jìn)行有效的處理,而目前的公交車的設(shè)備要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)的加密、解密比較困難。
4 基于云計(jì)算的解決方案
4.1 車輛信息的解決方案
車輛信息的有效處理實(shí)際上是需要設(shè)備有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力,而云計(jì)算技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)為服務(wù)請求者提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。因此,公交車聯(lián)網(wǎng)即可以將車輛的相關(guān)信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞給“云”由其完成實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)處理,然后將信息送回車輛控制車輛的運(yùn)行。因此,車輛相關(guān)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)以一個(gè)唯一的身份一般為電子標(biāo)簽的編碼信息傳遞到中間件中,通過中間件轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的靜態(tài)IP地址,當(dāng)然是IPV6,這樣車輛的信息就可以通過互聯(lián)網(wǎng)有效的傳遞到“云”依靠其強(qiáng)大計(jì)算與處理能力完成數(shù)據(jù)的加工,并將結(jié)果準(zhǔn)確的傳送回指定車輛與相應(yīng)的終端實(shí)時(shí)顯示出車輛的各種狀況與行進(jìn)情況,由此可見,通過云計(jì)算能夠有效的解決車聯(lián)網(wǎng)中車輛的信息實(shí)時(shí)處理與存儲(chǔ)的問題。
4.2 信息安全的解決方案
公交車聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)可以在公交車上進(jìn)行一定程度上的加密,在被RFID獲取后,進(jìn)行更復(fù)雜的二次加密以提高其保密性,同時(shí)從遠(yuǎn)端傳遞到公交車聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)可以在云端完成病毒等對(duì)公交車聯(lián)網(wǎng)具有破壞性的程序的檢查,然后以加密的方式傳遞到車輛中,而解密只需要密鑰并進(jìn)行比較簡單的計(jì)算就可以完成,此外為了防止數(shù)據(jù)被非法截獲和欺騙信息,可以采用身份認(rèn)證的方式,保證只有通過身份認(rèn)證的信息才能在車輛與云之間傳遞,從而提高公交車聯(lián)網(wǎng)信息的安全性與可靠性。
5 結(jié)語
云計(jì)算提供了海量、高速的存儲(chǔ)與運(yùn)算能力,而公交車聯(lián)網(wǎng)由于其本身的硬件條件決定其不可能將所有計(jì)算與存儲(chǔ)工作都放在本身設(shè)備上來完成。通過本文的分析可以看到對(duì)于公交車聯(lián)網(wǎng)提供的一些服務(wù)與公交車聯(lián)網(wǎng)本身運(yùn)行需要的信息都需要大量的運(yùn)算與分析處理,因此將公交車聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算相結(jié)合,通過網(wǎng)絡(luò)將車輛或其它信息傳遞到云端,通過云的強(qiáng)大的計(jì)算能力將信息進(jìn)行有效地處理并將結(jié)果反饋到車輛與其它應(yīng)用設(shè)備中,從而為用戶提供更好的服務(wù)與更迅速的數(shù)據(jù)反饋。
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關(guān)鍵詞:城市交通;道路智能監(jiān)控系統(tǒng)
Abstract: along with the further development of reform and opening up, our country in various fields has achieved accomplishments that have astonished the world, face great changes have taken place around the city, and gradually moving towards modern city. With the speeding up of the pace of modern city construction, also on a city's comprehensive management put forward higher requirements, especially for urban road traffic. Modern science and technology as its management department provides a high-speed and effective modern methods, and establish a set of effective urban road can only monitor management system, it not only can greatly improve the family circumstances around the department of integrated management of urban traffic modernization, at the same time, effectively solve the urban traffic congestion, vehicle peccancy, and quickly to solve problems such as traffic accident happened.
Key words: urban traffic; Intelligent monitoring system;
中圖分類號(hào):文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2013)
一、概述
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快,國家和政府對(duì)與城市基礎(chǔ)設(shè)施的投資以及建設(shè)力度越來越大。但是由于城市道路的建設(shè)周期一般較長,其建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上車輛的增長速度,這使得城市道路交通狀況日益嚴(yán)峻惡化,并且已經(jīng)成為城市交通的通病。因此城市交通管理部門建立一套完善的道路智能監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要,也是解決目前交通現(xiàn)狀行之有效的解決辦法。通過道路監(jiān)控系統(tǒng),不僅可以加強(qiáng)交通部門的管理力度,提高現(xiàn)有道路的通行能力,協(xié)調(diào)處理突發(fā)通事件,緩解交通壓力等,還能很好的遏制一些道路違章、違規(guī)等現(xiàn)象的發(fā)生。城市道路智能監(jiān)控系統(tǒng)作為城市道路交通指揮系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠?yàn)榻煌ㄖ笓]人員提供道路交通的直觀信息與交通狀況,有利于交通指揮人員在發(fā)現(xiàn)交通問題的情況下迅速的做出反應(yīng)。同時(shí)城市道路智能監(jiān)控系統(tǒng)也是處理交通事故和協(xié)助社會(huì)治安整治取證手段之一。下面就對(duì)城市道路交通智能監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析。
二、城市道路智能監(jiān)控系統(tǒng)
城市道路智能監(jiān)控系統(tǒng)是以城市道路中各個(gè)十字路口為主要的監(jiān)控目標(biāo),兼顧其它部位,建立集電視監(jiān)視、電子警察、交通信息傳輸及管理諸功能,通過中心控制進(jìn)行全面管理控制的現(xiàn)代化、全方位、多手段的監(jiān)控技術(shù)綜合管理體系,以便達(dá)到看、聽、報(bào)、記、通的管理目的。這就需要在城市道路的重要位置設(shè)置相應(yīng)的攝像監(jiān)視裝置,道路路口、十字路口設(shè)置電子警察系統(tǒng)并與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),構(gòu)成多重功能、復(fù)合式的立體型屏障,以增加系統(tǒng)的可靠性和嚴(yán)密性。
(一)道路智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能
1、監(jiān)視功能
可以根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際情況,提供全天候以及全放為的畫面監(jiān)視功能。通過實(shí)時(shí)觀測手段對(duì)進(jìn)行圖像查看,采用全天候、多方位、固定、移動(dòng)等方式對(duì)監(jiān)看的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)直觀、清晰的監(jiān)視。
2、圖像遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)
系統(tǒng)通過矩陣的控制功能來操作前段活動(dòng)云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向,攝像機(jī)的焦距及景深來達(dá)到最佳的監(jiān)控效果。同時(shí)還具有音視頻的儲(chǔ)存功能,可以通過錄像計(jì)劃對(duì)音視頻信息進(jìn)行記錄,可采用磁盤、磁盤陣列等多種存儲(chǔ)介質(zhì),有本地和遠(yuǎn)程兩種存儲(chǔ)方式。
3、圖像傳輸功能
利用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器壓縮編碼后,將模擬音、視信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通過臺(tái)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶,實(shí)行網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程觀看。系統(tǒng)還能通過城市綜合治安系統(tǒng)進(jìn)行圖像的網(wǎng)絡(luò)傳輸,各級(jí)的管理中心內(nèi)安裝的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),在實(shí)時(shí)觀看的通視還可以調(diào)用遠(yuǎn)程目錄管理中心的資料。相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)也可通過指揮中心的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地監(jiān)看或調(diào)用各級(jí)目錄管理中心的圖像,使本系統(tǒng)更好地為公安實(shí)戰(zhàn)服務(wù)。
4、實(shí)時(shí)監(jiān)控
可以依據(jù)地域、重點(diǎn)區(qū)、管理權(quán)限等原則將實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行分組,通過巡視組或手動(dòng)的方式隨時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像的調(diào)閱。并具備圖像自動(dòng)輪巡功能,可以用事先設(shè)定的觸發(fā)序列和時(shí)間間隔對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行輪流顯示,參與輪巡的圖像和先后順序可以任意選擇;可以指定某些設(shè)備在某一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行某種特定的動(dòng)作。巡視組的建立包括圖像、布局、電子地圖等多種元素,極大地方便系統(tǒng)管理人員的圖像管理及分類。
(二)道路智能監(jiān)控系統(tǒng)
城市道路智能監(jiān)控系統(tǒng)主要是由道路信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)和電子警察處罰系統(tǒng)共同組成的,是一種全新的技術(shù)形式。道路信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)可以對(duì)城市道路中一個(gè)較大范圍內(nèi)的公路路況信息進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的采集和統(tǒng)計(jì),包括道路占有率、車流密度、流通量、車隊(duì)長度以及平均速度等,能為城市道路的疏通提供有力的理論依據(jù)。下面就道路智能監(jiān)控系統(tǒng)中的電子警察執(zhí)法處罰系統(tǒng)進(jìn)行簡單的分析。
1、闖紅燈監(jiān)控拍照系統(tǒng)
在城市交通路口,機(jī)動(dòng)車闖紅燈的違章行為,是引發(fā)交通事故的罪魁禍?zhǔn)住R虼藢⒈O(jiān)控系統(tǒng)安裝與城市道路路口,全天候的對(duì)闖紅燈的違章機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行監(jiān)測,不僅能對(duì)違章的車輛進(jìn)行拍照留底,還能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)違章車輛的拍照和違章的路線進(jìn)行自動(dòng)判斷和識(shí)別。交通管理部門可以依據(jù)抓拍的違章照片、視頻等為依據(jù)對(duì)違章者進(jìn)行處罰再教育。進(jìn)而提高機(jī)動(dòng)車教師元的自覺性,增強(qiáng)安全交通意識(shí),減少因闖紅燈等違章行為引發(fā)的交通事故、交通堵塞和交通混亂等。同時(shí)也為加快道路路口車輛的形式速度,保證道路的暢通提供堅(jiān)實(shí)的保障。
2、機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測系統(tǒng)
城市快速路上行駛的車輛在不斷增多,速度也在不斷的加快,與車輛交通有關(guān)的案件也呈不斷上升勢頭,交通肈事逃逸等案件時(shí)有發(fā)生。基于這種情況,開發(fā)了機(jī)動(dòng)車超速檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是利用視頻圖像處理技術(shù),對(duì)城市快速車道上的汽車進(jìn)行非接觸式監(jiān)控,獲得超速車輛車速、車牌號(hào)碼、違章照片等運(yùn)行狀態(tài)信息,可對(duì)城市快速車道上的超速車輛信息進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、全天候的檢測和記錄。同時(shí)與黑名單中的“稽查車輛”進(jìn)行比對(duì),可以很好的輔助治安監(jiān)控管理。系統(tǒng)還可以將違章車輛信息送回指揮中心,便于存檔和對(duì)違章車輛進(jìn)行處罰。這一套功能強(qiáng)大的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于高速公路和城市快速路管理、卡口管理、巡邏執(zhí)勤、逃逸車輛抓捕等場合。
3、其他常見違章行為監(jiān)測系統(tǒng)
電子警察系統(tǒng)的核心技術(shù)是車牌識(shí)別技術(shù)、視頻虛擬線圈檢測技術(shù)。在機(jī)動(dòng)車日益增多的情況下,駕駛員的自覺守法意識(shí)淡薄,在監(jiān)督警力不足的情況下,少數(shù)駕駛員存在僥幸心理,違章之后逃避處罰。因此,在沒有交警執(zhí)法的情況下,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)公交車道、非機(jī)動(dòng)車道上出現(xiàn)機(jī)動(dòng)車的身影,或在沒有隔離帶的雙向道路上,出現(xiàn)超車壓黃線的情況,或者是單行道上出現(xiàn)逆行車輛等等違章行為,這些違章行為是交通事故的重大隱患,由此引發(fā)的時(shí)候也是時(shí)有發(fā)生。由此,可以通過利用電子警察系統(tǒng)的核心技術(shù)開發(fā)出更多的檢測系統(tǒng),進(jìn)行自動(dòng)檢測、取證、執(zhí)法處罰等,可以很大程度上減少城市道路交通違章行為,減少甚至是杜絕交通事故的發(fā)生。
4、電子警察在城市智能道路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
在我國大部分的大中型城市的道路智能監(jiān)控系統(tǒng)中都有電子警察的身影,并且使用數(shù)量和功能需求上也在不斷的擴(kuò)大和提高。并且由于大中型城市的道路監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)較多、分布較廣,且距離監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn),不能及時(shí)的將所有監(jiān)控點(diǎn)的視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控,一般是將比較重要的監(jiān)控點(diǎn)的畫面視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心進(jìn)行錄像和電視墻畫面監(jiān)控,并對(duì)電子警察系統(tǒng)中自行記錄的違章圖片和信息數(shù)據(jù),作為執(zhí)法處罰證據(jù)進(jìn)行存檔。 一些中小城市主要路口少,監(jiān)控點(diǎn)少,這些監(jiān)控點(diǎn)距離監(jiān)控中心近,這樣可以從監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)控中心直接敷設(shè)光纜線,將監(jiān)控點(diǎn)的視頻信號(hào)直接傳輸?shù)奖O(jiān)控室。電子警察系統(tǒng)由于有視頻虛擬線圈檢測功能,可以將控制主機(jī)直接安放在控制中心,這種方式使前端攝像機(jī)即可用于道路監(jiān)控又可用于電子警察檢測取證。
結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,21世紀(jì)的交通將是智能化的交通。我國智能化交通尤其是城市道路智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和起步都比較晚,各級(jí)政府和部門以及科學(xué)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)加快智能監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和優(yōu)化。將城市道路智能監(jiān)控系統(tǒng)推向全國,對(duì)進(jìn)一步減少舒緩交通壓力,減少交通事故的發(fā)生有著至關(guān)重要的作用,同時(shí)也能進(jìn)一步的減少交通警力不足的現(xiàn)狀,節(jié)約了財(cái)政資金。
參考文獻(xiàn)
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在大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)代表著財(cái)富,這就意味著誰優(yōu)先掌握數(shù)據(jù),誰就能把握市場趨勢,誰就擁有引爆大數(shù)據(jù)時(shí)代的開關(guān)。車聯(lián)網(wǎng)或許是目前最先引爆大數(shù)據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域。近日,車聯(lián)網(wǎng)成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)話題,正如微信等互聯(lián)網(wǎng)通訊產(chǎn)品顛覆了傳統(tǒng)媒體的生存法則一樣,車聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)正在改寫汽車產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)發(fā)展規(guī)則,將整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)帶入全新的數(shù)據(jù)控制時(shí)代。
很多人不禁會(huì)問,車聯(lián)網(wǎng)到底是什么?對(duì)于普通消費(fèi)者而言,車聯(lián)網(wǎng)可能只是一個(gè)概念,更多的人將車聯(lián)網(wǎng)理解為汽車進(jìn)入IT化。這種理解或許并不算錯(cuò),但顯然忽視了車聯(lián)網(wǎng)給汽車生活帶來的改變;在企業(yè)眼中,車聯(lián)網(wǎng)市場或許只意味著滾滾而來的商機(jī)。但從更宏觀的層面來講,車聯(lián)網(wǎng)更大的意義在于打造智能交通,造福社會(huì)民眾。
隨著城市交通擁堵、停車難、污染等問題的出現(xiàn),人們對(duì)智能交通、綠色交通的需求也越來越大、越來越迫切。而車聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)正好可以讓前述問題得以改善,車聯(lián)網(wǎng)讓車與車之間產(chǎn)生“對(duì)話”,并提供“人-車-路”的綜合服務(wù),它是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的汽車智能應(yīng)用聚合平臺(tái),是物聯(lián)網(wǎng)向業(yè)務(wù)實(shí)質(zhì)和縱深發(fā)展的必經(jīng)之路,現(xiàn)已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。近年來,汽車行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)界的巨頭紛紛踏足車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,希望搶占市場先機(jī)。
那么在大數(shù)據(jù)時(shí)代,車聯(lián)網(wǎng)又會(huì)給我國汽車企業(yè)帶來哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)呢?本文將深入探討這些問題。
車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用知多少?
車聯(lián)網(wǎng)的這些具體應(yīng)用你知道嗎?可以通過碰撞預(yù)警、電子路牌、紅綠燈警告、網(wǎng)上車輛診斷、道路濕滑檢測為司機(jī)提供即時(shí)警告,提高駕駛的安全性,為民眾的人身安全多添一重保障;可以通過城市交通管理、交通擁塞檢測、路徑規(guī)劃、公路收費(fèi)、公共交通管理,改善人們的出行效率,為緩解交通擁堵出一份力;還可以為人們提供餐廳、拼車、社交網(wǎng)絡(luò)等娛樂與生活信息,提高民眾生活的便捷性和娛樂性;當(dāng)然,巨大的市場空間也為商家們開辟了新的商機(jī)。
通過車聯(lián)網(wǎng)可以建立一個(gè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通綜合管理和控制系統(tǒng),讓“人-車-路-環(huán)境”之間相互連接,并根據(jù)不同的功能需求,對(duì)所有車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù),從而有效地降低事故率。車聯(lián)網(wǎng)一個(gè)重要的特征,就是能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞的避免。
有了車聯(lián)網(wǎng),駕駛員通過車載顯示屏就可以看到路況,從而有效減少由收費(fèi)站、十字路口的等待導(dǎo)致的交通擁堵,實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化順暢的通行;車聯(lián)網(wǎng)還有助于實(shí)現(xiàn)未來自動(dòng)駕駛,比如車輛可以和信號(hào)燈優(yōu)化配置,在接近路口處不加速,按平緩的速度通行,減少在路口急剎車,降低油耗。
車聯(lián)網(wǎng)還可幫助汽車制造企業(yè)跟蹤售后汽車的運(yùn)行狀況。這些與汽車性能有關(guān)的數(shù)據(jù)可以反饋給汽車制造企業(yè)。通過數(shù)據(jù)就可以知道哪些配件是需要維修的,哪些是需要改進(jìn)的。
如果車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用起來之后,人們就不會(huì)擔(dān)心到底道路上信息采集器的覆蓋率夠不夠,任何一個(gè)路段實(shí)時(shí)的信息都可以實(shí)時(shí)地反饋給交通管理部門,通過大數(shù)據(jù)的分析,為城市規(guī)劃的發(fā)展,為公眾提供應(yīng)急信息服務(wù)。
無人駕駛汽車:大數(shù)據(jù)時(shí)代的產(chǎn)物
自誕生以來,汽車一直作為人類的代步工具而存在,它的出現(xiàn)讓人類駕馭了距離,并決定了其代替人類行走的社會(huì)職能。然而隨著智能化趨勢發(fā)展并走向普及,整個(gè)汽車行業(yè)迎來了徹底性變革:在智能化趨勢下,汽車將逐漸擺脫手動(dòng)駕駛的狀態(tài),用戶只要輸入目的地便可自動(dòng)載客前往。也就是說,智能汽車的誕生與發(fā)展本質(zhì)上是一場解放運(yùn)動(dòng),不僅以自動(dòng)駕駛的方式徹底將人解放出來,更是顛覆了汽車本身的存在狀態(tài)。
我們早已熟練使用的GPS,其實(shí)只是汽車聯(lián)網(wǎng)的第一步。當(dāng)一個(gè)完善的汽車運(yùn)行智能監(jiān)控系統(tǒng)建立起來,“無人駕駛”的汽車時(shí)代就離我們不遠(yuǎn)了。今年4月,谷歌的一段有關(guān)無人駕駛汽車的視頻足以讓業(yè)界震驚。在視頻中,一輛自動(dòng)駕駛的汽車在城市公路上行駛。駕駛座上沒有人,但汽車方向盤能夠自主左右滑動(dòng),前方障礙出現(xiàn)時(shí)能夠自主并線,遇到紅燈時(shí)能剎車。這段視頻已經(jīng)讓觀者非常驚訝,但更讓人吃驚的還在后面。谷歌隨后宣布,正在研發(fā)一款沒有方向盤、油門和剎車的汽車,并將在一年之內(nèi)。屆時(shí),無人駕駛汽車的商業(yè)化進(jìn)程將被極大地推進(jìn)。
有人預(yù)測谷歌將會(huì)就此成為世界上最賺錢的公司。憑什么呢?這就是大數(shù)據(jù)的力量。地球人都知道谷歌其實(shí)是一個(gè)主要做大數(shù)據(jù)的公司,他們的翻譯工具之所以能被用來翻譯論文,正因?yàn)榇髷?shù)據(jù)的功勞。
車聯(lián)網(wǎng)未來任重道遠(yuǎn)
有分析人士認(rèn)為,未來車聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:一方面以語音輸入與車載終端互動(dòng)的方式依然是車載終端發(fā)展的潮流;另一方面,導(dǎo)航技術(shù)將更加直觀易用,傳統(tǒng)的靜態(tài)導(dǎo)航將逐漸被動(dòng)態(tài)導(dǎo)航所取代,3D導(dǎo)航、實(shí)景導(dǎo)航和在線化方式都將成為未來發(fā)展方向。
車聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),創(chuàng)造了一個(gè)新的市場。如同十幾年前人們看不到互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展邊界一樣,現(xiàn)在人們也無法判斷車聯(lián)網(wǎng)未來的應(yīng)用邊界。世界各國都在進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)及其衍生產(chǎn)品的研發(fā)和推廣。在我國發(fā)展車聯(lián)網(wǎng),有著非常廣闊的前景。
【關(guān)鍵字】 平安公交 公交視頻聯(lián)網(wǎng) 挖掘分析
公交作為城市發(fā)展重要戰(zhàn)略,其城市交通運(yùn)輸中占主導(dǎo)地位。但公交車內(nèi)安全形勢依然嚴(yán)峻復(fù)雜,公交車上時(shí)常發(fā)生盜竊、侮辱婦女事件,更甚者公交車近年來成為分子和犯罪分子侵害目標(biāo),縱火、爆炸劫持人質(zhì)等嚴(yán)重刑事案件時(shí)有發(fā)生,造成極其惡劣影響(廈門、銀川、杭州縱火案件),公交車行駛中的安保工作顯得越發(fā)突出和重要。目前公交安全管理手段落后,普遍存在實(shí)時(shí)監(jiān)控能力不強(qiáng),對(duì)車輛位置、現(xiàn)場車況、路況信息不能及時(shí)掌握,為公交車輛安全預(yù)警和管理帶來難度。本文基于公交車輛安全需求,將車內(nèi)監(jiān)控視頻和站點(diǎn)監(jiān)控視頻,利用4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸、GPS定位等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了公交車內(nèi)及公交站點(diǎn)視頻聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車行駛及車輛停靠無死角監(jiān)控,通過監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)站車輛對(duì)車內(nèi)進(jìn)行預(yù)警,可有效應(yīng)公交車突發(fā)事件,震懾違法犯罪活動(dòng),保障乘客安全有十分重要的作用。
一、公交視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì):主要通過采集層、基礎(chǔ)層、支撐層、展示層,實(shí)現(xiàn)對(duì)公交運(yùn)行全程無死角監(jiān)控,做到對(duì)全方位安全預(yù)警。如圖1。
采集層:公交車輛上安裝四個(gè)監(jiān)控(包括上下車門口監(jiān)控、車輛內(nèi)部前后監(jiān)控),平安城市公交站點(diǎn)監(jiān)控、車輛報(bào)警器、警示燈、定位模塊。
公交車上車處前端監(jiān)控對(duì)每位上車乘客面部識(shí)別存儲(chǔ)并標(biāo)記上車時(shí)間、位置等信息,通過4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳。定位模塊實(shí)時(shí)傳輸公交線路行駛的位置,公交車發(fā)生突發(fā)狀況時(shí)報(bào)警器可自動(dòng)報(bào)警。
網(wǎng)絡(luò)層:前端視頻和車載設(shè)備采集的視頻和定位信息通過4G網(wǎng)絡(luò)基站實(shí)時(shí)傳輸?shù)狡桨渤鞘幸曨l專網(wǎng),專網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)邊界實(shí)現(xiàn)與公安網(wǎng)互通。
支撐層:通過應(yīng)用服務(wù)器、GIS服務(wù)器、管理服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等實(shí)現(xiàn)注冊服務(wù)、預(yù)警服務(wù)、告警服務(wù)、控制服務(wù)、媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理媒體數(shù)據(jù)。
應(yīng)用層:實(shí)時(shí)視頻、報(bào)警管理、圖像偵察、數(shù)據(jù)分析、設(shè)備管理。
二、平安公交業(yè)務(wù)功能
目前公交車安裝監(jiān)控系統(tǒng)、無線wifi、定位裝置等移動(dòng)設(shè)備,通過現(xiàn)有技術(shù)升級(jí)可實(shí)現(xiàn)平安公交業(yè)務(wù)功能。主要業(yè)務(wù)功能如下:
預(yù)警功能:每位上車乘客前端監(jiān)控人臉識(shí)別、標(biāo)記上車時(shí)間、上車位置以圖片形式實(shí)時(shí)傳入監(jiān)控中心,通過視頻庫對(duì)比搜索,提前預(yù)警。
實(shí)時(shí)監(jiān)控:車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控過程由請求、傳輸、定位/調(diào)取和監(jiān)控四個(gè)階段,分別對(duì)應(yīng)監(jiān)控請求的發(fā)送、指令與數(shù)據(jù)的傳輸、車載監(jiān)控模塊的調(diào)用以及公交監(jiān)控平臺(tái)可視化的實(shí)現(xiàn)。
報(bào)警功能:當(dāng)乘客或司機(jī)按報(bào)警器,數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控中心自動(dòng)紅色報(bào)警顯示并報(bào)警位置信息,同時(shí)切入實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻,為公安處置突發(fā)狀況保障。
布控功能:通過車內(nèi)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)有盜竊行為發(fā)生時(shí),可通過監(jiān)控中心對(duì)嫌疑人進(jìn)行鎖定,嫌疑人下車位置標(biāo)記與公交站點(diǎn)監(jiān)控形成聯(lián)動(dòng)監(jiān)控,公安可以及時(shí)抓捕。
頻度分析:乘客上車時(shí)間、地點(diǎn)、出現(xiàn)次數(shù)進(jìn)行頻度分析,利用智能分析算法視頻關(guān)聯(lián)度分析,有問題乘客標(biāo)記。
結(jié)束語:“公交優(yōu)先”戰(zhàn)略促使公交在信息建設(shè)快速發(fā)展,發(fā)現(xiàn)平安城市建設(shè)中公交及公交站點(diǎn)人車聚集區(qū)域安全管理的漏洞。本文借鑒智能公交相關(guān)技術(shù)LBS、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)等,通過設(shè)計(jì)公交安全管理系統(tǒng),該系統(tǒng)納入到平安城市統(tǒng)一管理平臺(tái)中可以有效預(yù)防在公交站點(diǎn)及公交車上可能存在犯罪行為,同時(shí)為公安機(jī)關(guān)稽查布控使用,提高破案效率;降低乘車安全風(fēng)險(xiǎn)。
參 考 文 獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:多Agent;交通仿真;Traffic Grid模型;Netlogo
1 引言
交通仿真是20世紀(jì)60年代以來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的采用計(jì)算機(jī)數(shù)字模型來反映復(fù)雜道路交通現(xiàn)象的交通分析技術(shù)和方法。從試驗(yàn)角度看,道路交通仿真是再現(xiàn)交通流時(shí)間和空間變化的模擬技術(shù),交通仿真是智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,是計(jì)算機(jī)技術(shù)在交通工程領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用。利用基于Agent的計(jì)算機(jī)仿真通過模擬交通系統(tǒng)中個(gè)體的行為,讓一群這樣的個(gè)體在計(jì)算機(jī)所營造的虛擬環(huán)境下進(jìn)行相互作用并演化,自下而上的“涌現(xiàn)”出整體系統(tǒng)的復(fù)雜性行為。多主體模型基本思路是:由于人類社會(huì)是由大量的個(gè)體構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng),因而在計(jì)算機(jī)中建立每個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)體的個(gè)體模型,這樣的計(jì)算機(jī)中模型被稱為Agent;然后讓這些Agent遵循一定的簡單規(guī)則相互作用;然后通過觀察這群Agent整體作用的涌現(xiàn)性找到人工社會(huì)的規(guī)律,并用這些規(guī)律解釋和理解人類社會(huì)中的宏觀現(xiàn)象[1]。
文中以Traffic Grid模型為基礎(chǔ),仿真研究了交通系統(tǒng)從而得出停著的車輛數(shù)量,平均等待時(shí)間等曲線,為城市規(guī)劃和決策者提供了數(shù)據(jù)。
2多主體建模
主體(Agent,也有人譯為智能體、)和多主體系統(tǒng)(Multi-Agent System,MAS)是隨著分布式人工智能的研究而興起的。“主體(Agent)”一詞一般用來描述自包含的(self-contained)、能感知環(huán)境并能在一定程度上控制自身行為的計(jì)算實(shí)體[2]。人工智能學(xué)者M(jìn)insky在1986年出版的著作《思維的社會(huì)》(The Society of Mind)[3]中提出了Agent,認(rèn)為社會(huì)中的某些個(gè)體經(jīng)過協(xié)商之后可以求得問題的解,這些個(gè)體就是Agent。Agent至少應(yīng)具備以下幾方面的關(guān)鍵屬性:①自主性:Agent具有屬于其自身的計(jì)算資源和局部于自身行為控制的機(jī)制,能在無外界直接操縱的情況下,根據(jù)其內(nèi)部狀態(tài)和感知到的(外部)環(huán)境信息,決定和控制自身的行為。②交互性:能與其他Agent進(jìn)行多種形式的交互,能有效地與其他Agent協(xié)同工作。③反應(yīng)性:能感知所處的環(huán)境,并對(duì)相關(guān)事件做出適時(shí)反應(yīng)。④主動(dòng)性:能遵循承諾采取主動(dòng)行動(dòng),表現(xiàn)出面向目標(biāo)的行為。⑤推理和規(guī)劃能力:Agent具有學(xué)習(xí)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)及進(jìn)行相關(guān)的推理和智能計(jì)算的能力。
多Agent系統(tǒng)(MAS)由多個(gè)自主或半自主的智能體組成,每個(gè)Agent或者履行自己的職責(zé),或者與其他Agent通信獲取信息互相協(xié)作完成整個(gè)問題的求解。與單Agent相比,MAS有如下特點(diǎn):①社會(huì)性:Agent處于由多個(gè)Agent構(gòu)成的社會(huì)環(huán)境中,通過某種Agent語言與其他Agent實(shí)施靈活多樣的交互和通訊,實(shí)現(xiàn)與其他Agent的合作、協(xié)同、協(xié)商、競爭等。②自制性:在多Agent系統(tǒng)中一個(gè)Agent發(fā)出請求后,其他Agent只有同時(shí)具備提供此服務(wù)的能力與興趣時(shí)才能接受動(dòng)作委托,即一個(gè)Agent不能強(qiáng)制另一個(gè)Agent提供某種服務(wù)。③協(xié)作性:在多Agent系統(tǒng)中,具有不同目標(biāo)的各個(gè)Agent必須相互協(xié)作、協(xié)同、協(xié)商對(duì)未完成問題的求解。
3仿真模型
3.1 總體結(jié)構(gòu)
道路交通系統(tǒng)包含很多相互關(guān)聯(lián)的實(shí)體,主要有道路(分為路段和交叉口)、信號(hào)控制設(shè)施、車輛、駕駛員、行人等。這些實(shí)體有的具有一定程度的自制性和智能性,如駕駛員、行人等,有的是被動(dòng)的受其他實(shí)體的影響,如路段等。多主體技術(shù)能夠?qū)煌ㄏ到y(tǒng)中的各要素進(jìn)行建模[4],如交叉口、信號(hào)燈、交通控制中心等,對(duì)這些要素進(jìn)行簡化,建立多主體概念模型。主要Agent有交通路網(wǎng)Agent、車輛Agent、信號(hào)燈Agent,其中交通路網(wǎng)Agent參考1979年Herman等[5]提出的二流模型(Two-fluid Model),該模型認(rèn)為交通流有運(yùn)行車輛與停止的車輛組成。
路網(wǎng)描述:交通路網(wǎng)是道路交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施,承載著車輛的運(yùn)行。交通路網(wǎng)具有復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和集合特征,如果過于復(fù)雜則計(jì)算負(fù)載過重,故分為路段、路網(wǎng)、交叉口三次層管理,路網(wǎng)Agent負(fù)責(zé)存儲(chǔ)維護(hù)整個(gè)交通路網(wǎng)的拓?fù)潢P(guān)系,為交通實(shí)體提供路網(wǎng)信息。路段Agent負(fù)責(zé)本路段的描述,交叉口Agent包含信號(hào)燈對(duì)象實(shí)現(xiàn)各入口車道交通流的時(shí)間分離,一個(gè)路段一個(gè)車道。
信號(hào)燈結(jié)構(gòu):信號(hào)燈是重要的交通控制設(shè)施,它實(shí)現(xiàn)對(duì)交叉口不同流向的車輛進(jìn)行時(shí)間分離,減少車輛之間可能的沖突,改善交通安全,提高交叉口流通效率。信號(hào)燈控制從本質(zhì)上看,是一個(gè)典型的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng),國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對(duì)信號(hào)燈控制已做出大量研究,也產(chǎn)生許多控制方案,但都有相應(yīng)的局限性,也普遍存在著魯棒性差、不易擴(kuò)展、計(jì)算復(fù)雜等缺點(diǎn)[5],本模型從計(jì)算簡單出發(fā)統(tǒng)一管理信號(hào)燈,一次初始化好時(shí)間間隔。
3.2參數(shù)設(shè)置
設(shè)置部分如圖1。
各個(gè)控件表示的物理意義如表1
3.3初始化環(huán)境
環(huán)境是由37×37的網(wǎng)格組成的,通過設(shè)置sliders :grid-size-x=3,grid-size-y=4初始化一個(gè)4行3列的道路,其中兩條道路交叉處有紅色和綠色的瓦片分別代表紅燈和綠燈,其中汽車數(shù)目通過設(shè)置slider:num-cars=54,點(diǎn)擊Setup按鈕即形成道路圖,如圖2。
圖2 三行四列的道路圖
3.4相關(guān)規(guī)則
3.4.1環(huán)境規(guī)則
初始時(shí)車輛數(shù)目( num-cars )一定要小于路(如圖2中白色的表示道路)的數(shù)量,如果超出則提示警告信息。
如果無人參與此系統(tǒng)則設(shè)置 current-auto? 為 off ,有則設(shè)置 on ,并且通過 current-phase 選擇一個(gè)交通燈為控制的交通燈。
此系統(tǒng)如果沒有交通燈的參與則設(shè)置 power? 為 off ,反之則設(shè)置為 on 。
3.4.2運(yùn)行規(guī)則
每一個(gè)時(shí)間步,車子按照當(dāng)前速度向前行駛,如果當(dāng)前速度小于限制速度( speed-limit )并且它們前方?jīng)]有車子,那么它們加速( speed-up )行駛,如果前面的車輛速度小于自己的車速,那么當(dāng)前車子要調(diào)整自己車速和前面的車速一致( slow-down ),遇到紅燈或者停著的車輛,當(dāng)前車輛要停止。
4案例分析及結(jié)果
4.1 案例一
目前,以城市交通為背景,研究諸如擁堵的形式、傳播、消散、交通流在路網(wǎng)中的優(yōu)化分布、車輛動(dòng)態(tài)路徑選擇、特殊車輛控制等問題時(shí),無信號(hào)燈交叉口車輛通行情況的準(zhǔn)確性表征都是不可缺少的重要一環(huán)[6]。按照上述模型運(yùn)行,當(dāng)在沒有信號(hào)燈也沒有人參與的情況下(power?設(shè)置為off),道路為4行3列,車輛數(shù)目為140時(shí)的運(yùn)行結(jié)果如圖3
當(dāng)在有信號(hào)燈沒有人參與的情況下(power?設(shè)置為on),道路為4行3列,車輛數(shù)目為140時(shí)的運(yùn)行結(jié)果如圖4
4.2 案例二
按照上述模型運(yùn)行,當(dāng)在道路為4行3列,車輛數(shù)目為54時(shí)我們得出停著的車輛數(shù)量柱狀圖如圖5,車輛平均速度柱狀圖如圖6,平均等待時(shí)間柱狀圖如圖7:
圖5 停著的車輛數(shù)量
4.3 分析及結(jié)果
由案例一可知,在有信號(hào)燈參與交通管理下交通卻快速崩潰了(圖3 ticks=3164,圖4 ticks=665,ticks是時(shí)間步,隨著時(shí)間延續(xù)而增長),導(dǎo)致這種結(jié)果有多個(gè)因素,如信號(hào)燈控制不合理、車輛數(shù)目過大超過了道路的承載能力等。
有案例二可知,車輛平均速度與停著的車輛數(shù)量有一定的關(guān)系,正如二流模型中認(rèn)為的路網(wǎng)宏觀層面的平均行駛速度與路網(wǎng)上車輛的比重的冪運(yùn)算成線性關(guān)系[7].
限于篇幅,文中只給了兩個(gè)案例,有參數(shù)設(shè)置可以看出要得到高效的交通模擬數(shù)據(jù)需要大量的實(shí)驗(yàn)和多種組合,我們還可以得出有人參與交通管理的情況下交叉口的流通效率會(huì)提高,當(dāng)有流動(dòng)車輛進(jìn)入交通道路或者離開交通道路會(huì)對(duì)上述結(jié)論產(chǎn)生何種影響等許多對(duì)實(shí)踐有指導(dǎo)意義的結(jié)論。
結(jié)論
文中從基于多Agent建模的角度出發(fā),借助Netlogo軟件平臺(tái),利用了“Traffic Grid模型”,模擬了不同組合的參數(shù)對(duì)交通系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響,獲取了車輛平均等待時(shí)間、停止的車輛等隨時(shí)間變化的曲線,但是由于此模型比較簡單,模擬的范圍小、沒有采用實(shí)際路網(wǎng)等因素,有待更好的改善。
多主體模型以并行的方式模擬非線性因果的社會(huì)系統(tǒng),使人們更好地理解社會(huì)現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后的機(jī)制,從而做出預(yù)測和輔助決策。多主體建模目前還未形成成熟的體系,因而也沒有一套完整而成形的理論,但可以預(yù)言,隨著多主體思想的普及理論方法的完善,基于多主體建模和仿真會(huì)越來越多地應(yīng)用于社會(huì)生活研究中。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 地理信息系統(tǒng)
1 傳統(tǒng)的監(jiān)管方式存在的問題
傳統(tǒng)的海事監(jiān)管方式采用“望遠(yuǎn)鏡+對(duì)講機(jī)”的監(jiān)管方式對(duì)港區(qū)內(nèi)的船舶進(jìn)行監(jiān)管,通過海事巡邏船在在航的船舶進(jìn)行抽查。這種通過人工現(xiàn)場監(jiān)管的方式存在的以下問題:
1.1 通航環(huán)境掌握困難
內(nèi)河水域復(fù)雜的航道情況成為影響船舶交通安全的主要因素。傳統(tǒng)的海事監(jiān)管方式難以快速有效地對(duì)轄區(qū)內(nèi)的通航情況進(jìn)行了解,不利于開展高效的水上交通管理。
1.2 船舶信息查詢困難
內(nèi)河船舶構(gòu)成復(fù)雜,船舶流動(dòng)性大,離靠港頻繁,難以一一進(jìn)行登船檢查,使得海事監(jiān)管人員難以掌握船舶的相關(guān)信息。對(duì)船舶當(dāng)前所處位置、速度和航行軌跡等情況更是無從了解。
1.3 船舶違章處罰困難
內(nèi)河航道狹窄,通航船舶航速不一,違章駕駛常有發(fā)生。船舶違章航行已經(jīng)成為近年來我國內(nèi)河水上交通事故的主要誘發(fā)原因之一。海事監(jiān)管人員只能采用駕駛巡邏船進(jìn)行抽查的方式制止違章,對(duì)可能發(fā)生的違章情況也常因難以取證而不能處罰,因此不能有效遏制違章航行情況的發(fā)生。
1.4 事故原因調(diào)查困難
現(xiàn)場調(diào)查取證是進(jìn)行交通事故處理的重要環(huán)節(jié),但是內(nèi)河上交通事故由于發(fā)生在流動(dòng)的水面上,船舶的航行軌跡、碰撞點(diǎn)、所處航道位置等信息都難以保留和取證。由于事故現(xiàn)場難以取證,導(dǎo)致事故責(zé)任者故意提供虛假材料,人為地為事故調(diào)查增加困難,使調(diào)查者很難直接認(rèn)定事故責(zé)任[1]。
1.5 搜救行動(dòng)開展困難
由于缺乏對(duì)船舶位置、所在位置的水文氣象情況、周邊應(yīng)急救助力量等信息的掌握,在船舶發(fā)生水上交通事故時(shí),海事管理機(jī)構(gòu)缺乏有效的信息支持,不能及時(shí)掌握事故發(fā)生的詳細(xì)情況,不能有針對(duì)性的開展高效的救援工作。在開展救援工作時(shí),對(duì)可能發(fā)生的事故區(qū)域進(jìn)行地毯式搜索,來確定準(zhǔn)確的事故船位置,是最為消耗時(shí)間的工作,很可能會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)的進(jìn)一步損失。
綜上,海事局急需借助信息化的監(jiān)管手段來提高海事監(jiān)管能力。
2 常規(guī)的海事信息化監(jiān)管手段
近年來,為提高我國各級(jí)海事機(jī)構(gòu)的監(jiān)管能力,多種信息化監(jiān)管手段已經(jīng)被應(yīng)用于沿海及內(nèi)河的各主要通航水域的海事監(jiān)管工作中。通過這些系統(tǒng)互相作用來發(fā)揮系統(tǒng)效能,進(jìn)一步增強(qiáng)監(jiān)管能力,提高海事監(jiān)管效率,改善一線海事工作人員的工作環(huán)境,成為海事監(jiān)管的“力量倍增器”,在水上交通安全管理工作和水上應(yīng)急搜救工作中已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。
VTS是目前我國水域?qū)嵤┖J卤O(jiān)管的主要手段,VTS中心是海事監(jiān)管的信息樞紐和協(xié)調(diào)中心。我國VTS的主要作用是:維護(hù)水上交通秩序,改善通航環(huán)境;保障船舶航行安全,降低水上交通事故率;有效組織和監(jiān)管船舶,防止險(xiǎn)情發(fā)生;打擊水上交通肇事逃逸;為事故調(diào)查提供現(xiàn)場證據(jù)等[2]。
目前,我國沿海水域已經(jīng)普遍設(shè)立了采用雷達(dá)標(biāo)會(huì)水上交通管理系統(tǒng)的VTS(Vessel Traffic Services,船舶交通服務(wù)),基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)全國沿海主要港口、重要水道和長江干線南京以下重點(diǎn)水域的全方位覆蓋,實(shí)現(xiàn)海事監(jiān)管遠(yuǎn)程“可視、可聽、可控”,且絕大部分VTS設(shè)備達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家水平,有些達(dá)到國際先進(jìn)水平。
但是,沿海VTS模式并不能適用于所有水域的海事監(jiān)管。以雷達(dá)為主要定位手段的沿海VTS系統(tǒng)覆蓋范圍小、定位精度低,加之其成本高,目前僅應(yīng)用于沿海港口水域[3]。功能和成本的因素限制了沿海VTS系統(tǒng)在內(nèi)河中使用,所以必須根據(jù)內(nèi)河航運(yùn)本身的特點(diǎn),考慮技術(shù)和成本等諸多因素,吸收海運(yùn)VTS、智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System,簡稱ITS)的先進(jìn)理念和技術(shù),發(fā)展綜合化、智能化的內(nèi)河智能交通系統(tǒng),使其具有交通管理、助航、搜救與安全以及交通信息服務(wù)等功能[4]。
3 黑龍江海事局地理信息系統(tǒng)的建設(shè)
黑龍江海事局轄區(qū)廣闊、機(jī)構(gòu)分散,日常海事工作量大,面臨著機(jī)構(gòu)及人員不足的困難。全局海事執(zhí)法人員不足四百人,但卻要負(fù)責(zé)轄區(qū)5528公里干線通航里程和124個(gè)市縣區(qū)、農(nóng)墾局非通航水域的海事管理工作。由于人力資源相對(duì)匱乏,導(dǎo)致一線執(zhí)法人員工作十分繁重,限制了安全與防污染檢查、轄區(qū)巡航和應(yīng)急救助工作的開展[5]。
鑒于此,黑龍江海事局于2005年開始分期建設(shè)了部分VHF(Very High Frequency,甚高頻)安全通信系統(tǒng)和CCTV(Closed Circuit Television,閉路電視監(jiān)控系統(tǒng))安全監(jiān)控系統(tǒng),解決了部分重點(diǎn)水域海事通訊和現(xiàn)場畫面監(jiān)控的問題,在交通運(yùn)輸部的統(tǒng)一安排下又建設(shè)了覆蓋轄區(qū)高等級(jí)航道的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic identification System,簡稱AIS),在一定程度上緩解了監(jiān)管壓力。同時(shí),為了解決黑龍江水域面臨的內(nèi)河狹長低密度水域的水上交通管理問題,自2010年起與北京金交信息通信導(dǎo)航設(shè)計(jì)院共同開展了相關(guān)研究工作,確定了利用AIS作為船舶定位手段,開發(fā)標(biāo)會(huì)跟蹤系統(tǒng),同時(shí)將相關(guān)海事監(jiān)管信息集成在海事地理信息系統(tǒng)平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)智能海事監(jiān)管的設(shè)計(jì)思路。
從2011年起,黑龍江海事局整合了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)、岸線專題數(shù)據(jù)、水域?qū)n}數(shù)據(jù)、海事專題數(shù)據(jù)、AIS實(shí)時(shí)監(jiān)控信息、動(dòng)態(tài)位置信息等多源數(shù)據(jù),采用BS架構(gòu),以GIS技術(shù)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜態(tài)信息的融合,搭建了統(tǒng)一的海事管理信息平臺(tái)。該平臺(tái)基于豐富的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)通航環(huán)境展示、專題信息查詢、水上交通實(shí)時(shí)監(jiān)查,為海事管理工作突出現(xiàn)場、全程監(jiān)控、快速反應(yīng)提供了有力的支持。同時(shí),通過對(duì)船舶航行歷史數(shù)據(jù)的提取和回放,可以再現(xiàn)海事事故的現(xiàn)場航行事態(tài),能夠?yàn)楹J率鹿收{(diào)查提供一種科學(xué)、公正、精準(zhǔn)的佐證手段。通過對(duì)現(xiàn)有海事監(jiān)管系統(tǒng)、海事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入和展現(xiàn),實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)及重點(diǎn)航段的船舶交通管理、移動(dòng)執(zhí)法和移動(dòng)指揮的信息化管理,進(jìn)而提高黑龍江海事局的海事監(jiān)管能力和信息化水平。該系統(tǒng)配合AIS使用后,將全面提升海事部門的海事管理、航路規(guī)劃、搜救指揮、危管防污等方面的能力。同時(shí),該系統(tǒng)還將實(shí)現(xiàn)了水上交通管理、海事移動(dòng)指揮、移動(dòng)執(zhí)法取證等功能,成為一個(gè)綜合性的海事信息化監(jiān)管平臺(tái)。
4 黑龍江海事局地理信息系統(tǒng)的社會(huì)效益
4.1 提升海事監(jiān)管水平
該系統(tǒng)可有效地加強(qiáng)水系內(nèi)客運(yùn)船舶交通管理,維持良好的交通秩序,增進(jìn)客運(yùn)船舶交通安全,防止客運(yùn)船舶交通事故,從而減少人員傷亡、減少船舶和貨物損失。
4.2 提升海事執(zhí)法能力
系統(tǒng)投入使用后,極大地提升了黑龍江海事局的執(zhí)法取證能力,對(duì)打擊違法行為、維護(hù)航行秩序起到了積極的作用。
4.3 減少海事監(jiān)管工作人力、物力的消耗
該系統(tǒng)可以對(duì)重點(diǎn)航行區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控管理并自動(dòng)化預(yù)警預(yù)控,減少監(jiān)督人員和巡邏艇的消耗,節(jié)約人力、物力開支。
4.4 提高了應(yīng)急救助能力
該系統(tǒng)具有快速定位能力,在發(fā)生應(yīng)急情況時(shí),可以精確確定事故船舶位置,同時(shí)搜索附近救助力量,便于決策者制定科學(xué)、高效的救助方案,節(jié)約寶貴的救助時(shí)間,減少生命財(cái)產(chǎn)的損失。
4.5 對(duì)外向有關(guān)部門提供信息服務(wù)
黑龍江海事局地理信息系統(tǒng)對(duì)轄區(qū)船舶動(dòng)靜態(tài)信息能夠進(jìn)行全面掌握,可以通過多種手段為有關(guān)單位及行政相對(duì)人提供信息服務(wù),提高港口的運(yùn)輸和生產(chǎn)效率。
5 結(jié)語
黑龍江海事局地理信息系統(tǒng)投入使用后,對(duì)黑龍江海事局海事監(jiān)管工作帶來了革命性的變革,全面提升了黑龍江海事局在海事監(jiān)管、執(zhí)法取證、事故調(diào)查、應(yīng)急救助等各方面的綜合能力。系統(tǒng)投入使用后,經(jīng)使用單位反饋,效果良好,達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的。
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【關(guān)鍵詞】交通疏散;四階段預(yù)測;阻抗函數(shù);TransCAD;TransModeler
1.引言
伴隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展、城市綜合實(shí)力的逐步增強(qiáng)和人們物質(zhì)文化水平的不斷提高,城市舉辦大型活動(dòng)的需求日益提升。準(zhǔn)確預(yù)測大型活動(dòng)疏散的交通需求對(duì)制定合理有效的交通管理和控制策略起到關(guān)鍵作用。1959年Luce首次采用了Logit模型進(jìn)行了預(yù)測。1962年,美國芝加哥市提出了“生成—分布—方式—?jiǎng)澐帧峙洹钡念A(yù)測方法。1975年,LeBlanc給出了Beckmann平衡交通分配模型。
1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì),美國首次將智能交通相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到奧運(yùn)會(huì)的交通組織和管理中,而且融入了交通需求管理的理論技術(shù),但此次奧運(yùn)會(huì)糟糕的交通管理和賽會(huì)安全組織遭到了各方面的質(zhì)疑和批評(píng)。對(duì)美國2002年鹽湖城冬奧會(huì)智能交通技術(shù)的研究中,總結(jié)了智能交通技術(shù)在冬奧會(huì)運(yùn)用中經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),從ATMS和ATIS兩大模塊作了總結(jié),ATMS主要是從事件管理、路徑交通管理和多種聯(lián)運(yùn)方式的角度總結(jié),ATIS主要從511電話服務(wù)、可交情報(bào)板和高速公路無線電咨詢等方式來研究。
在疏散路徑選擇的研究中:2002年Cova等人提出了基于車道的疏散路徑方法。基于車道的路徑方案能夠減小在十字路口的交通延誤,減小的延誤是通過限制交通合流和預(yù)防交叉沖突實(shí)現(xiàn)的。Lim和Wolshon在2005年利用微觀交通仿真軟件CORSIM來模擬了在災(zāi)難性的暴風(fēng)事件下沿著高速公路的車道的反向車流(車道單行)運(yùn)行。
在疏散方案和政策研究中:Southworth在1991年就提出了區(qū)域疏散的過程包括旅程發(fā)生、旅途起程時(shí)間選擇、日的地選擇、旅途路線選擇和方案的建立。Liu等人在2004年回顧并且討論了一些有關(guān)疏散方案生成過程的論文,文中討論了制定方案的方法步驟。
在疏散方案的交通仿真模型的研究中:很多的仿真模型和軟件包已經(jīng)開發(fā)用來協(xié)助設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理和評(píng)價(jià)疏散方案和政策。2003年Daniel Consultants Inc.采用OREMS仿真軟件模型來對(duì)馬里蘭州的城區(qū)制定的颶風(fēng)下疏散方案仿真,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明OREMS能夠給出比較合理的疏散時(shí)間,通過OREMS,分析者可以通過模擬來得到道路服務(wù)水平及其時(shí)空分布、運(yùn)行狀況的特征參數(shù)、瓶頸路段和各類道路設(shè)施的疏散時(shí)間。
2006年,吉林大學(xué)的趙佳琪對(duì)大型活動(dòng)的交通管理進(jìn)行了研究,對(duì)大型活動(dòng)的交通特點(diǎn)、交通組織管理方法進(jìn)行了較為簡單的分析,通過借用商用建筑的交通影響分析來對(duì)大型活動(dòng)進(jìn)行交通影響分析,并通過調(diào)查把大型活動(dòng)與正常情況下的交通作了相應(yīng)的分析和比較。
本文在這些研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)沈陽全運(yùn)會(huì)的交通需求特征,采用了四階段交通需求預(yù)測方法,利用了TransCAD交通規(guī)劃軟件進(jìn)行了計(jì)算,并采用了TransModeler交通仿真軟件進(jìn)行了驗(yàn)證比較。
2.四階段交通預(yù)測方法
大型活動(dòng)疏散的交通需求預(yù)測,實(shí)際上就是單源點(diǎn)多匯點(diǎn)的交通流分配問題。活動(dòng)會(huì)場為源點(diǎn)、最終匯聚到多個(gè)目的地,預(yù)測目的就是將交通流分配到交通網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)路段,并計(jì)算疏散的時(shí)間。四階段預(yù)測法是目前交通需求預(yù)測方法中最為成熟的一個(gè),包括出行生成預(yù)測、出行分布預(yù)測、交通方式劃分以及交通分配等四個(gè)步驟。以下是具體的方法描述:
1)出行生成量預(yù)測
本文假設(shè)以最不利狀態(tài)推測疏散人群,最不利狀態(tài)為上座率100%。沈陽全運(yùn)會(huì)主體育場的的座位數(shù),即出行生成量為六萬人。
2)出行分布預(yù)測
本文采用了重力模型法和恩格爾系數(shù)法,預(yù)測源點(diǎn)到各個(gè)分區(qū)之間的出行交換量。出行分布量是點(diǎn)和在單位時(shí)間內(nèi)的平均出行量。點(diǎn)到的交通分布量與點(diǎn)的產(chǎn)生量、的吸引量呈正比,與點(diǎn)到的交通阻抗(距離、時(shí)間、費(fèi)用)成反比。模型如下所示:
式中:表示從點(diǎn)到的出行量,表示待定的系數(shù),表示的出行總量,表示點(diǎn)到的出行阻抗。
3)交通方式劃分
考慮到交通誘導(dǎo)疏散的對(duì)象是機(jī)動(dòng)車輛,需要將疏散觀眾個(gè)體轉(zhuǎn)化為機(jī)動(dòng)車的數(shù)量,同時(shí)為了計(jì)算方便,還應(yīng)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為“當(dāng)量小汽車量”。具體劃分方式采用了如下公式:
式中:表示第類車的數(shù)量,表示需誘導(dǎo)疏散的人數(shù),表示選擇第類車疏散的比例,表示第類車的單位額定載客數(shù)。
4)交通分配模型
文本采用了UE均衡模型來推算路網(wǎng)中各路段所承擔(dān)的交通流量,進(jìn)而分析不同車流分配格局對(duì)路網(wǎng)總體的影響。其中UE均衡模型如下:
式中,表示路段上的交通量,表示路段的交通阻抗,表示點(diǎn)到在第條路徑上交通量。
表示如果路段在點(diǎn)到的對(duì)應(yīng)的第條路徑上,則=1,否則=0。表示點(diǎn)與間交通量。
路阻函數(shù)就是指路段行駛時(shí)間與路段交通量之間的函數(shù)關(guān)系,被廣泛應(yīng)用的是由美國公共道路局開發(fā)的函數(shù),形式如下:
式中:表示路段的通行能力,表示路段上的自由行程時(shí)間,—待標(biāo)定的參數(shù),建議、。
3.基于TransCAD工具的預(yù)測實(shí)例
本文采用了TransCAD交通規(guī)劃分析軟件,針對(duì)沈陽十二運(yùn)開幕式結(jié)束后的交通疏散進(jìn)行了交通需求預(yù)測。假定以最不利狀態(tài)推測疏散人群,最不利狀態(tài)為上座率100%,即為六萬人同時(shí)退場。常規(guī)公交出行占公共交通出行的分擔(dān)率為79.49%,出租車出行占13.57%,地鐵等其它交通方式占6.94%,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),常規(guī)公交的額載率為78人/車,出租車的額載率為4人/車。通常為3.2人/車。則乘公交的人為42925人,為550輛,乘坐出租的為7327人,為2290輛。為了方便計(jì)算,在計(jì)算過程中需將所有車型按照標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量系數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知,常規(guī)公交、出租車以及私家車的標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量系數(shù)為2,1,1可得其總流量為:
550×2+2290×1+6000×1=9390 (8)
根據(jù)沈陽全運(yùn)會(huì)周圍路網(wǎng)的實(shí)際情況,疏散路線分為青年大街、五愛隧道、富民橋、沈丹高速、渾南西路五個(gè)大方向,在中導(dǎo)入沈陽市地圖并在其上繪制路網(wǎng)及交通小區(qū)。
根據(jù)重力模型和恩格爾系數(shù)方法,在中導(dǎo)入需求數(shù)據(jù)和組織管理措施,選擇模型、輸入?yún)?shù)進(jìn)行宏觀仿真,所得交通流分配數(shù)據(jù),如圖3和圖4所示。
4.基于TransModeler的仿真實(shí)例
本文采用了TransModeler交通仿真軟件針對(duì)沈陽十二運(yùn)開幕式結(jié)束后的交通疏散進(jìn)行了交通需求仿真。
5.結(jié)論
在利用TransCAD進(jìn)行宏觀規(guī)劃的基礎(chǔ)上,根據(jù)沈陽奧體中心周邊道路的真實(shí)情況(道路寬度、交叉路口等)在TransModeler中繪制出用于路網(wǎng)并帶入TransCAD中計(jì)算出的各個(gè)節(jié)點(diǎn)疏散車輛數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,得出初步數(shù)據(jù)即疏散仿真時(shí)間為40分鐘,將其與宏觀仿真時(shí)間相對(duì)比,可知重力模型算法下的數(shù)據(jù)更符合實(shí)際情況。依照結(jié)果完善宏觀方案。
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