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關(guān)鍵詞：城市智能；交通控制系統(tǒng)；分類；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一、城市交通控制系統(tǒng)的分類

城市道路交通控制系統(tǒng)可以從不同的角度進(jìn)行分類，這里分別從空間關(guān)系、控制方式上對(duì)城市道路交通控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單分類。

1、按空間關(guān)系劃分

從空間關(guān)系上可以把城市交通系統(tǒng)分劃為單交叉口控制(點(diǎn)控制)、交通干線的協(xié)調(diào)控制(線控制)和區(qū)域交叉口的網(wǎng)絡(luò)控制(面控制)三種形式。

（1）單個(gè)交叉口的點(diǎn)控制

單個(gè)交叉口的點(diǎn)控制是一種最基本的控制方式。孤立交叉口點(diǎn)控制的控制參數(shù)是信號(hào)周期和綠信比，控制的目標(biāo)一般是車輛延誤和交叉口的通行能力。在理想的情況下，希望總延誤時(shí)間最小和交叉口的通行能力得到最大的利用。由于點(diǎn)控制的設(shè)備簡(jiǎn)單、投資省、維護(hù)方便，至今仍是應(yīng)用較多的一種信號(hào)控制方式。從技術(shù)上講，它又分為離線點(diǎn)控制和在線點(diǎn)控制兩種形式。前者采用定時(shí)信號(hào)配時(shí)技術(shù)，目前仍然是其他控制方式的配時(shí)基礎(chǔ);后者是交通響應(yīng)控制或車輛感應(yīng)控制，它是根據(jù)交叉口各個(gè)入通流的實(shí)際分布情況，合理分配綠燈時(shí)間到各個(gè)相位，從而滿通需求。

（2）干線交通的協(xié)調(diào)控制

城市路網(wǎng)中的交通干線承擔(dān)著很重的交通負(fù)荷，保證干線的交通暢通對(duì)改善一個(gè)地區(qū)甚至一個(gè)城市的交通狀況往往起著至關(guān)重要的作用。在城市交通路網(wǎng)中，有時(shí)交叉口相距很近，兩個(gè)相鄰的交叉口之間的距離通常不足以使一小隊(duì)車流在有限時(shí)間內(nèi)完全疏散。單個(gè)交叉口分別設(shè)置單點(diǎn)信號(hào)控制時(shí)，車輛經(jīng)常遇到紅燈，時(shí)停時(shí)開，行車不暢，環(huán)境污染嚴(yán)重。為了減少車輛在各個(gè)交叉口的停車次數(shù)，特別是當(dāng)干線的車輛比較暢通時(shí)，相鄰交叉口之間的控制方案宜采用相互協(xié)調(diào)的控制策略。最初協(xié)調(diào)信號(hào)計(jì)時(shí)的方法是基于綠波的概念，相鄰交叉口執(zhí)行相同的信號(hào)控制周期，主干線相位的綠燈開啟時(shí)刻錯(cuò)開一定的時(shí)間，交叉口的次干線在一定程度上服從主干線的交通。

當(dāng)一列車隊(duì)在具有許多交叉口的一條干線上行駛時(shí)，協(xié)調(diào)控制使得車輛在通過干線交叉口時(shí)總是在綠燈開始時(shí)到達(dá)，因而無需停車即可通過交叉口，形成一條交通流的綠波帶。綠波控制能有效提高車輛行駛速度和道路通行能力，確保道路暢通，減少車輛在行駛過程中的延誤時(shí)間和能源消耗。干線交通協(xié)調(diào)控制的控制參數(shù)是周期長(zhǎng)度、綠信比和相位差，控制的目標(biāo)一般是車輛的平均延誤和停車次數(shù)。干線信號(hào)協(xié)調(diào)控制方法的設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示。

圖1干線信號(hào)協(xié)調(diào)控制方法的設(shè)計(jì)流程圖

（3）區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)控制

區(qū)域交通信號(hào)控制的對(duì)象是城市或某個(gè)區(qū)域中所有交叉口的交通信號(hào)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、優(yōu)化方法、自動(dòng)控制和車輛檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，人們研究把一個(gè)城市區(qū)域內(nèi)或一個(gè)局部小區(qū)內(nèi)所有交叉口的交通信號(hào)聯(lián)合起來綜合加以協(xié)調(diào)控制，以使得區(qū)域內(nèi)的車輛在通過某些交叉口時(shí)所產(chǎn)生的總損失最小。在這種控制方式下，交通信號(hào)機(jī)將交通量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地通過通信網(wǎng)傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)路網(wǎng)交通量的實(shí)時(shí)變化情況，按一定時(shí)間步距不斷調(diào)整正在執(zhí)行的配時(shí)方案。上位計(jì)算機(jī)同時(shí)控制一個(gè)城市區(qū)域中的多個(gè)交叉路口，實(shí)現(xiàn)區(qū)域中交叉口之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，提高路網(wǎng)的運(yùn)行效率。通過這種控制方式，容易實(shí)現(xiàn)交通路網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度與優(yōu)化管理。區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制配時(shí)優(yōu)化的設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制配時(shí)優(yōu)化的設(shè)計(jì)流程圖

2、控制方式劃分

（1）定時(shí)控制

定時(shí)控制方式以歷史交通流數(shù)據(jù)為依據(jù)，找出每個(gè)日/周和時(shí)間段的不同交通流變化規(guī)律，用人工方法或計(jì)算機(jī)仿真等手段預(yù)先準(zhǔn)備好不同日/周和不同時(shí)間區(qū)段內(nèi)使用的配時(shí)方案，它屬于開環(huán)控制，不易根據(jù)車流狀況實(shí)時(shí)調(diào)整控制方案。由于定時(shí)控制對(duì)交通信號(hào)機(jī)的要求低，無需實(shí)時(shí)交通量的檢測(cè)，因而仍然是目前城市道路交通系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的一種控制策略。

（2）感應(yīng)控制

感應(yīng)控制的原理是根據(jù)車輛檢測(cè)器測(cè)量的交通流數(shù)據(jù)調(diào)整相應(yīng)的綠燈時(shí)間的長(zhǎng)短和時(shí)間順序，以適應(yīng)交通流的隨機(jī)變化。這種方式比定時(shí)控制有更大的靈活性。

（3）智能控制

嚴(yán)格意義上講，智能控制不僅僅是交通信號(hào)的控制，而是整個(gè)交通系統(tǒng)的控制，即智能交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)是交通控制的最高層次，它將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能和計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)等一系列高新技術(shù)綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸各個(gè)子系統(tǒng)，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸綜合管理體系。智能交通系統(tǒng)把人、車、路和環(huán)境等交通運(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)整合，從而使車、路的運(yùn)行功能一體化和智能化。智能交通系統(tǒng)是解決交通問題的必由之路，安全、高效、環(huán)保、低耗、快捷、舒適的綠色交通是智能交通的發(fā)展方向。

二、城市智能交通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能是一種應(yīng)用知識(shí)對(duì)一定環(huán)境進(jìn)行處理的能力,或?qū)δ繕?biāo)準(zhǔn)則進(jìn)行衡量的抽象思考能力。另一種定義是在一定環(huán)境下針對(duì)特定的目的而有效地獲取信息、處理信息和利用信息從而成功達(dá)到目的的能力。智能交通系統(tǒng)，是利用人工智能的理論和方法，解決交通問題的綜合系統(tǒng)。人工智能近年發(fā)展的成果，為智能交通系統(tǒng)的研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，可以利用這些成果解決傳統(tǒng)方法無法解決的問題。這是因?yàn)? 一方面交通系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、影響因素多、隨機(jī)性很強(qiáng)的系統(tǒng)，利用數(shù)學(xué)方法解決交通問題的難度很大，所建立的模型往往過于復(fù)雜，難于求解，同時(shí)也很難用一種或幾種模型來概括交通流系統(tǒng)的多樣性。另一方面，交通系統(tǒng)又是一個(gè)動(dòng)態(tài)的時(shí)變系統(tǒng)，交通管理與控制的實(shí)時(shí)性要求非常高。因此，從實(shí)際情況出發(fā)，基于數(shù)學(xué)描述的交通管理控制方法難以滿足在線實(shí)時(shí)控制的要求，可操作性較差。而人工智能的方法，借鑒人類求解問題的方法，通過知識(shí)的表達(dá)、推理和學(xué)習(xí)解決復(fù)雜的問題，將以往用純數(shù)學(xué)來描述交通系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛弥R(shí)或知識(shí)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合來描述。通過逐步適應(yīng)環(huán)境的學(xué)習(xí)能力，來不斷提高管理和控制效果。

多智能體系統(tǒng)是當(dāng)今人工智能中的前沿學(xué)科，是分布式人工智能研究的一個(gè)重要分支，其目標(biāo)是將大的復(fù)雜系統(tǒng)建造成小的、彼此相互通訊及協(xié)調(diào)的、易于管理的子系統(tǒng)，通過子系統(tǒng)的自治能力和相互協(xié)調(diào)能力來解決復(fù)雜系統(tǒng)控制問題。城市區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)由于其道路交通規(guī)模的復(fù)雜性和交通流動(dòng)態(tài)特性的實(shí)時(shí)性，使得將多智能體系統(tǒng)應(yīng)用到城市交通網(wǎng)絡(luò)控制學(xué)比較關(guān)注的研究課題。本文在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出城市智能交通控制結(jié)構(gòu)圖，如圖3 所示。

圖3 城市智能交通控制結(jié)構(gòu)圖

圖3中，左邊為基于多智能體的城市交通流系統(tǒng),右邊為信號(hào)控制系統(tǒng)。在交通模型中，路段智能體既具有單個(gè)路段流量實(shí)時(shí)更新的能力，又能夠?yàn)橄噙B接的信口提供交通流數(shù)據(jù)，以進(jìn)行和優(yōu)化信號(hào)配時(shí); 根據(jù)上級(jí)區(qū)域交通流信息進(jìn)行車流調(diào)控，同時(shí)通過路口與其他路段進(jìn)行數(shù)據(jù)交換; 與其相對(duì)應(yīng)的信號(hào)控制模型中，根據(jù)段智能體提供的信息，進(jìn)行信號(hào)配時(shí)，并協(xié)調(diào)路段之間交通流的動(dòng)態(tài)平衡。

區(qū)域控制之間傳遞的則是該區(qū)域內(nèi)交通流信息,若某一區(qū)域出現(xiàn)擁擠路口,調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)以及相鄰區(qū)域信號(hào)配時(shí),引導(dǎo)車流分散以緩解擁擠,并通過路邊信息指示牌或交通電臺(tái)信號(hào)引導(dǎo)車輛分流。而區(qū)域控制與交通控制中心之間傳遞的是區(qū)域交通流信息。調(diào)節(jié)路網(wǎng)交通流動(dòng)態(tài)平衡,并向中央交通控制中心提供信息,以實(shí)現(xiàn)城市交通集中與分散的控制方式。

結(jié)束語

總之，提高智能交通系統(tǒng)的整體水平，需要各行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，這樣才能共同促進(jìn)城市交通水平的提高。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】智能交通 系統(tǒng) FPGA 產(chǎn)品

1 FPGA簡(jiǎn)介

FPGA是一種新型的可編程邏輯器件，是著名可編程邏輯器件廠商Altera在20世界80年代推出的可擴(kuò)展性的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，其很好的兼容了GAL和PAL器件的優(yōu)點(diǎn)，具有可以用于大規(guī)模電路設(shè)計(jì)以及編程靈活等特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為可編程邏輯器件的主流器件之一。其出現(xiàn)推動(dòng)了可編程邏輯器件的發(fā)展，具有里程碑的意義。FPGA芯片包括六個(gè)組成部分，即可編程輸入/輸出單元、基本可編程邏輯單元、完整的時(shí)鐘管理、嵌入式RAM、豐富的布線資源和內(nèi)嵌的底層功能單元和內(nèi)嵌專用硬核。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，F(xiàn)PGA技術(shù)的發(fā)展具有如下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）基于FPGA的可編程片上系統(tǒng)技術(shù)；

（2）向著高性能、高密度、低功效的方向發(fā)展；

（3）動(dòng)態(tài)可重構(gòu)三個(gè)方面發(fā)展。

從而使其具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)硬件的時(shí)分復(fù)用，能夠有效的實(shí)現(xiàn)電路功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置；

（2）具有并行處置能力，能夠有效提高其處理效率；

（3）能夠改變硬件來實(shí)現(xiàn)正在運(yùn)行的程序；

（4）投入成本低、開發(fā)周期短，將其應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)控制中能夠有效降低其運(yùn)行和開發(fā)成本。

正是由于FPGA具有上述優(yōu)點(diǎn)，使其在智能交通產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。為了有效的說明FPGA在智能交通產(chǎn)品中的應(yīng)用，本文通過FPGA在智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用來進(jìn)行具體的說明。

2 智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)基本理論

2.1 交通信號(hào)控制系統(tǒng)的分類

交通控制系統(tǒng)可以按照信號(hào)控制范圍和信號(hào)控制原理兩種類型進(jìn)行分類，其中信號(hào)控制范圍分類包括點(diǎn)控、線控和面控，信號(hào)控制原理分類包括定時(shí)控制、感應(yīng)控制和自適應(yīng)控制。

為了能有效建立交通信號(hào)控制系統(tǒng)，需要幾個(gè)重要參數(shù)，包括以下幾個(gè)參數(shù)：

（1）周期，周期主要用于指揮交通的信號(hào)燈總是按照預(yù)先設(shè)計(jì)的程序一步一步循環(huán)變換，其完成每一次循環(huán)需要的總時(shí)間，即紅燈時(shí)間加上綠燈時(shí)間加上黃燈時(shí)間，將其定義為周期。通常根據(jù)十字路口的紅綠燈的時(shí)間長(zhǎng)度來確定周期的長(zhǎng)短，通常周期的設(shè)定長(zhǎng)短影響著道路的擁擠程度，因此在交通控制系統(tǒng)中需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理的設(shè)置。

（2）相位和相位差十字路口的不同方向的不同燈色的組合稱之為相位，不同燈色之間的時(shí)間差定義為相位差。通過在十字路口采用分時(shí)通行的方法能夠有效避免各個(gè)交通路口出現(xiàn)交通擁堵，減少單向停車時(shí)間，從而有利于道路暢通。

（3）綠燈有效時(shí)間和綠信比有效綠燈時(shí)間指綠燈信號(hào)時(shí)段減去前后損失時(shí)間，相位綠信比指一個(gè)相位信號(hào)有效綠燈長(zhǎng)度與信號(hào)周期的比值。可以通過合理的分配綠信比來達(dá)到各方向延誤時(shí)間和停車次數(shù)達(dá)到最小。基于上述基本參數(shù)，為了有效評(píng)估交通控制系統(tǒng)的性能，常用采用通行能力、延誤時(shí)間、飽和度、停車率來評(píng)估其性能的好壞。

2.2 交通等控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在城市交通中，在平時(shí)能夠使單方向的停車數(shù)達(dá)到最小，避免出現(xiàn)交通阻塞；在出現(xiàn)緊急情況下，能夠通過控制交通系統(tǒng)使損失達(dá)到最小，從而使得交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要滿足達(dá)到以下兩點(diǎn)目標(biāo)：

（1）在平時(shí)能夠有效指揮交通，協(xié)調(diào)車輛的正常通行，當(dāng)城市發(fā)生交通事故時(shí)，能夠一定程度上減少不必要的損失；

（2）城市交通網(wǎng)絡(luò)配時(shí)優(yōu)化的好壞通常由紅綠燈配時(shí)方案的好壞決定

根據(jù)上述兩個(gè)基本目標(biāo)，使得城市交通等控制系統(tǒng)需要解決以下幾個(gè)方面的問題：

（1）城市市區(qū)內(nèi)的十字路口的交通控制系統(tǒng)具有在平時(shí)情況下能夠按照合理的順序依次點(diǎn)亮，能在急車通行的情況下能保證緊急車輛優(yōu)先通行；

（2）城鄉(xiāng)結(jié)合處的十字路口的交通燈需要在交通高峰時(shí)間，主副干道都要有車輛通行?；诖?，為了能夠很好的設(shè)計(jì)交通控制系統(tǒng)，通常其設(shè)計(jì)通常由分頻模塊、計(jì)數(shù)模塊、控制模塊和顯示模塊四個(gè)基本模塊組成。

3 基于FPGA的交通等控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

交通信號(hào)控制系統(tǒng)在EDA技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用FPGA開發(fā)軟件ISE以及硬件描述語言HDL設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)城市和城鄉(xiāng)結(jié)合處的交通控制系統(tǒng)。

3.1 十字路通控制模塊設(shè)計(jì)

以城市十字路通控制模塊設(shè)計(jì)為例，假設(shè)主干道的紅綠燈順序依次為：綠燈、黃燈、左轉(zhuǎn)綠燈、黃燈、綠燈，并依此順序不斷循環(huán)，副干道的順序依次為：紅燈、綠燈、黃燈、左轉(zhuǎn)綠燈和黃燈。以主干道方向?yàn)槔?，通過編程發(fā)現(xiàn)，主干道的交通等完全按照綠燈、黃燈、左轉(zhuǎn)綠燈、黃燈、綠燈順序循環(huán)點(diǎn)亮，符合當(dāng)初的設(shè)計(jì)要求。

3.2 顯示模塊設(shè)計(jì)

顯示模塊設(shè)計(jì)采用四個(gè)共陰極數(shù)碼管，通過動(dòng)態(tài)掃描方式連接，并共用一套驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)電路，以達(dá)到每個(gè)數(shù)碼管共同通過公共的端被輪流驅(qū)動(dòng)，以達(dá)到減少I/O資源和內(nèi)部邏輯資源的目的。采用時(shí)分原理和人類的視覺暫留效應(yīng)以達(dá)到動(dòng)態(tài)掃描顯示的目的，采用512Hz左右的時(shí)鐘進(jìn)行輪流驅(qū)動(dòng)以點(diǎn)亮數(shù)碼管，但是由于人的視覺暫留效應(yīng)，此時(shí)所有的數(shù)碼管感覺是同時(shí)點(diǎn)亮。為了能夠解決上述問題，將掃描的時(shí)鐘頻率設(shè)定為400Hz。

3.3 交通燈控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

為了能夠有效的設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)的硬件電路，需要發(fā)光二極管（紅）4個(gè)、發(fā)光二極管（黃）4個(gè)、發(fā)光二極管（綠）8個(gè)、八段數(shù)碼管4個(gè)、電路板1個(gè)、電阻4個(gè)和導(dǎo)線若干。通過基于FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)碼管的點(diǎn)亮，通常采用動(dòng)態(tài)掃描連接，具體來講：八段管采用動(dòng)態(tài)掃描連接，四個(gè)數(shù)碼管采用同一顯示驅(qū)動(dòng)電路。

4 結(jié)語

通過對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的目標(biāo)和要求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建交通燈控制系統(tǒng)，并基于FPGA來實(shí)現(xiàn)交通燈的有效控制。根據(jù)設(shè)計(jì)不同情景下的交通運(yùn)行情況，分別設(shè)計(jì)不同的交通控制系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，只要FPGA的I/O數(shù)量滿足要求，交通控制系統(tǒng)都可以通過FPGA芯片來同時(shí)執(zhí)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

曹晶（1982-），男，河北省鹿泉市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為石家莊域聯(lián)視控控制技術(shù)有限公司工程師。研究方向?yàn)橹悄芙煌ㄖ幸曨l技術(shù)的應(yīng)用。

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關(guān)鍵詞：城市交通；智能交通；交通管理；電子警察系統(tǒng)

0引言

智能交通管理系統(tǒng)包括信息傳輸技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，是將上述技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用于道路交通管理系統(tǒng)而成立的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)、精確和高效的特性。系統(tǒng)能夠?qū)⒏鞣N技術(shù)和信號(hào)采集方法獲取大量交通狀況信息，通過獲取信息情況進(jìn)行分析形成完整有效的交通控制方案，同時(shí)將控制方案通過交通信號(hào)燈出去，使得當(dāng)前道路信息和交通管理方案被交通控制設(shè)備、人員和道路司機(jī)獲得，大大提高了交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸和管理效率。智能交通系統(tǒng)最早研究開始于上世紀(jì)60年代，以美國、日本和德國為代表的發(fā)達(dá)國家投入了大量人力和物力，以解決城市道路交通擁堵問題。如美國聯(lián)邦公路署針對(duì)美國當(dāng)時(shí)的交通基礎(chǔ)設(shè)施特點(diǎn)和實(shí)際路網(wǎng)建設(shè)情況，建立起領(lǐng)先世界的車輛智能管理系統(tǒng)，對(duì)于公交信息進(jìn)行提示、電子收費(fèi)系統(tǒng)和交通需求管理系統(tǒng)，充分利用GIS技術(shù)和GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于城市交通通行的信息化、智能化管理。相對(duì)于國外的交通管理系統(tǒng)建設(shè)，我國已經(jīng)開始初步建設(shè)。例如，作為我國首批智能交通示范城市之一的廣州，經(jīng)過多年研究，交通信息應(yīng)用平臺(tái)、物流數(shù)據(jù)平臺(tái)等已經(jīng)完成初步框架，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分類、有效存儲(chǔ)和查詢等工作。總體而言，我國智能交通管理系統(tǒng)仍然處于初級(jí)階段，與國外相比仍有較大的差距。

1城市交通管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查分析，我國當(dāng)前城市智能交通管理系統(tǒng)建設(shè)還存在較多的問題，參考發(fā)達(dá)國家建設(shè)情況和我國城市交通發(fā)展現(xiàn)狀，我國智能交通管理系統(tǒng)發(fā)展存在如下問題：（1）城市道路建設(shè)與城市發(fā)展不匹配，對(duì)于城市日益增加的人口和機(jī)動(dòng)車難以承受，造成城市交通擁擠、堵塞情況日益嚴(yán)重。（2）道路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不完善，規(guī)劃缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，造成當(dāng)前道路功能不明確，道路監(jiān)管力度不夠，嚴(yán)重影響道路的通行能力和路網(wǎng)整體功能的發(fā)揮。（3）城市交通混合特征嚴(yán)重，如行人、自行車、機(jī)動(dòng)車和電動(dòng)車等混合現(xiàn)象較為嚴(yán)重，同時(shí)機(jī)動(dòng)車占用人行道、電動(dòng)車占用機(jī)動(dòng)車道等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對(duì)于道路交通的安全通行帶來較大的壓力。（4）交通安全配套設(shè)施不完善?；谖覈ㄔO(shè)初期的基礎(chǔ)較差，當(dāng)前對(duì)于道路建設(shè)的重視力度較大，對(duì)于配套安全設(shè)施的重視力度不夠，造成當(dāng)前交通標(biāo)志建設(shè)、交通標(biāo)線和標(biāo)志不規(guī)范，或者被行道樹影響較為嚴(yán)重。（4）交通安全配套設(shè)施不完善。重視道路建設(shè)、輕視配套安全設(shè)施，交通標(biāo)志建設(shè)、交通標(biāo)線、標(biāo)志不規(guī)范，或者被行道樹遮擋等情況嚴(yán)重。（5）公交優(yōu)先策略執(zhí)行不夠徹底。當(dāng)前，城市公交覆蓋不夠全面，造成市民具有一定的排斥情緒，同時(shí)部分地方公交優(yōu)先策略無法得到實(shí)施和保障，無法實(shí)現(xiàn)公交的大運(yùn)量功能。

2城市智能交通管理系統(tǒng)概況

根據(jù)我國智能交通管理系統(tǒng)發(fā)展情況，當(dāng)前智能交通管理系統(tǒng)包括以下主要內(nèi)容。

2.1智能交通監(jiān)控系統(tǒng)

智能交通監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于城市交通管理中，主要是為了保證交通順暢，通過監(jiān)控系統(tǒng)了解監(jiān)視區(qū)域車輛排隊(duì)、堵塞和信號(hào)燈等交通情況，及時(shí)采取措施疏導(dǎo)交通。根據(jù)智能交通管理系統(tǒng)的組成，能夠?qū)崿F(xiàn)道路交通情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和指導(dǎo)。根據(jù)智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠識(shí)別道路肇事情況的過程，可以給民警提供道路事故發(fā)生過程。

2.2城市交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)

對(duì)于城市智能交通管理系統(tǒng)，城市交通誘導(dǎo)為當(dāng)前應(yīng)用的重點(diǎn)，首先需要對(duì)于車輛進(jìn)行定位分析，然后對(duì)于車輛行駛路線進(jìn)行誘導(dǎo)和路線的規(guī)劃，適時(shí)解決重要路段和交叉口擁擠情況，為道路交通提供方便快捷的交通路線，提高交通效率。根據(jù)實(shí)際情況需要，交通誘導(dǎo)系統(tǒng)包括交通信息控制中心、通信系統(tǒng)和交通誘導(dǎo)信息系統(tǒng)。交通信息控制中心能夠?qū)崿F(xiàn)道路現(xiàn)狀、交通流量、交通流速、道路占有率等信息的采集，然后對(duì)于信息進(jìn)行處理，根據(jù)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)分析進(jìn)行交通信息的誘導(dǎo)控制。

2.3電子警察系統(tǒng)

對(duì)于智能交通管理系統(tǒng)，電子警察系統(tǒng)也是必不可少的一部分。主要是利用多種技術(shù)手段對(duì)于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，具體技術(shù)包括信心網(wǎng)絡(luò)通信、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控和視頻檢測(cè)。電子警察系統(tǒng)主要是安裝在交叉路口和路段上，對(duì)于交通違章行為和事故情況進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和記錄，將檢測(cè)系統(tǒng)返回到公安部門，然后進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)于交通違法和肇事者的有效管理。

2.4智能公交管理系統(tǒng)

智能公交管理系統(tǒng)是智能交通管理系統(tǒng)的重要組成部分，為了能夠調(diào)動(dòng)公交、有效準(zhǔn)確進(jìn)行排班，實(shí)現(xiàn)對(duì)于公交車輛的利用率和行駛速度，減輕道路擁堵現(xiàn)狀。系統(tǒng)能夠提高公交企業(yè)的管理水平和運(yùn)營效率，對(duì)于公眾而言是能夠承受更為完善的服務(wù)。根據(jù)實(shí)際需要，公交車輛智能管理系統(tǒng)包括公交車輛智能調(diào)度系統(tǒng)、公交調(diào)度的車輛監(jiān)控系統(tǒng)和公交電子站牌。實(shí)現(xiàn)對(duì)于公交車輛從出站、運(yùn)行和乘客上下車都進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，優(yōu)化車輛配置和投放，大大提高車輛運(yùn)輸效率和出行體驗(yàn)。

2.5突發(fā)事件響應(yīng)系統(tǒng)

除了上述常用功能外，突發(fā)事件響應(yīng)系統(tǒng)也是智能交通管理系統(tǒng)的重要組成部分，主要包括報(bào)警系統(tǒng)、快速救援系統(tǒng)及事故管理系統(tǒng)。如果發(fā)生重特大交通事故和區(qū)域治安事件能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警的實(shí)時(shí)化和自動(dòng)化，提高應(yīng)急效率，大大降低交通事故的危險(xiǎn)程度和發(fā)生頻率。

3智能交通管理在城市交通中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

根據(jù)上一節(jié)對(duì)于智能交通管理系統(tǒng)的概念和組成，當(dāng)前主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）

隨著RFID技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，使得當(dāng)前不停車收費(fèi)系統(tǒng)得到廣泛使用，當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的ETC收費(fèi)系統(tǒng)能夠大大提高通行效率，降低道路堵塞程度和擁堵事件。其次是ETC的使用，能夠大大降低交通管理成本，傳統(tǒng)的人工收費(fèi)系統(tǒng)被代替，降低人工成本。

3.2城市交通調(diào)度管理系統(tǒng)（TMS）

智能交通管理系統(tǒng)的另外一種應(yīng)用為城市交通調(diào)度管理系統(tǒng)，為了提高對(duì)于車輛管理的效率，進(jìn)而提高智能交通管理效率。TMS系統(tǒng)能夠通過技術(shù)對(duì)于交通信息進(jìn)行搜集和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息搜集和處理的有效性，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛管理和路線規(guī)劃的最優(yōu)化，在緩解交通壓力的同時(shí)也減少了資源浪費(fèi)。

3.3電子注冊(cè)管理（EVR）

針對(duì)當(dāng)前交通部門的管理難題，EVR能夠?qū)囕v進(jìn)行追蹤和智能化管理。EVR系統(tǒng)的應(yīng)用具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，具體如下所示：（1）EVR技術(shù)的應(yīng)用縮短了車輛登記時(shí)間，同時(shí)賦予車輛一個(gè)固定身份證，使得車輛能夠被全球追蹤，不僅保證車輛安全，同時(shí)對(duì)于車輛安全運(yùn)輸提供保障。（2）EVR技術(shù)的應(yīng)用改善了交通管理部門的工作環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于車輛的不接觸管理，大大提高管理效率。

4結(jié)語

城市智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)城市交通的順暢起到了較大的保障作用。基于城市智能交通系統(tǒng)對(duì)城市道路交通管理、整合社會(huì)資源和交通信息的智能化建設(shè)和管理提供較為明顯的促進(jìn)作用，具有較為重要的實(shí)際意義。智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)于城市建設(shè)的合理發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有關(guān)鍵性和實(shí)質(zhì)性的推動(dòng)作用。

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【關(guān)鍵詞】智能交通；大數(shù)據(jù)；分析云平臺(tái)；技術(shù)探討；分析研究

隨著時(shí)代的發(fā)展和信息技術(shù)水平的提高，大數(shù)據(jù)的發(fā)展已經(jīng)遍布于各行各業(yè)，當(dāng)然在交通運(yùn)輸方面也是如此。而且交通運(yùn)輸部因?yàn)檫\(yùn)用了大數(shù)據(jù)分析云平臺(tái)，在感知識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能處理以及數(shù)據(jù)挖掘面都有了非常好的效果。而且在重大工程的實(shí)驗(yàn)中，通過加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)的研究，還能提高本行業(yè)的信息化技術(shù)水平。

一、大數(shù)據(jù)時(shí)代智能交通系統(tǒng)的優(yōu)劣分析

1、大數(shù)據(jù)時(shí)代改變傳統(tǒng)公共交通管理路徑。大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是內(nèi)容豐富和全面，而且還有自己的傳輸方式，所以不受任何區(qū)域的限制。在傳統(tǒng)的交通管理中，很容易因?yàn)椴煌瑓^(qū)域的信息不夠暢通，導(dǎo)致交通管理的效果不是很好，同時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)各種信息丟失的情況。而把大數(shù)據(jù)分析云平臺(tái)的技術(shù)應(yīng)用到交通管理中，不但能很好的完成不同信息的傳遞，而且還能最大限度的利用這些數(shù)據(jù)，發(fā)揮他們的作用，提高交通管理的質(zhì)量和效率。2、大數(shù)據(jù)下智能交通的優(yōu)勢(shì)分析。首先，通過大數(shù)據(jù)分析云平臺(tái)的應(yīng)用，能在很大程度上降低各種費(fèi)用，而且它還能很好的選擇最為行之有效的車輛配置方案，保證道路交通一直處于比較暢通的狀態(tài)。其次，當(dāng)出現(xiàn)各種交通問題的時(shí)候，通過大數(shù)據(jù)的分析能給問題的處理和交通的調(diào)度提供良好的基礎(chǔ)，提高交通的暢通性。最后，在交通監(jiān)管的系統(tǒng)中，通過大數(shù)據(jù)分析，還能很好的完成各種事件的預(yù)測(cè)，降低失誤的發(fā)生率。3、大數(shù)據(jù)下智能交通的弊端。由于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用能提高傳遞信息的效率，也就間接的會(huì)影響到相關(guān)安全隱患問題的發(fā)生。例如，在大數(shù)據(jù)下的智能交通，會(huì)因?yàn)橄嚓P(guān)人員的位置以及路線信息造成丟失，就會(huì)間接的給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。除此之外，每個(gè)地方都有交通數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)還能被大數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用，而很多車輛計(jì)算交通數(shù)據(jù)都是以靜態(tài)方式存儲(chǔ)，所以使系統(tǒng)所具備的特點(diǎn)無法被除本人以外的事物進(jìn)行檢索。

二、智能大數(shù)據(jù)的融合

1、關(guān)于成熟度的融合。在新時(shí)期下，無論是大數(shù)據(jù)的應(yīng)用技術(shù)還是現(xiàn)代智能交通的技術(shù)都發(fā)展的非常速度，而且也越來越成熟。在現(xiàn)代化的社會(huì)中，無論是智能卡扣電子警察還是智能監(jiān)控系統(tǒng)，都已經(jīng)對(duì)處理的技術(shù)進(jìn)行了智能化的應(yīng)用，而且完整度和深度也在慢慢的加深。所以在這種情況下，大數(shù)據(jù)時(shí)代下智能交通很有可能成為新興的應(yīng)用領(lǐng)域中最先推廣和運(yùn)用的領(lǐng)域。2、關(guān)于技術(shù)的融合分析。就目前的大數(shù)據(jù)分析云計(jì)算平臺(tái)來說，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)和智能交通的平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)融合度是非常高的，而且的大數(shù)據(jù)分析云平臺(tái)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域中的應(yīng)用，給社會(huì)帶來了很大的好處和效應(yīng)。所以說，這項(xiàng)技術(shù)可以作為整個(gè)智能建設(shè)中的領(lǐng)導(dǎo)者，帶領(lǐng)其他的子模塊進(jìn)行很好發(fā)展。3、關(guān)于群眾基礎(chǔ)的分析。對(duì)智能交通來說，智能交通面向的服務(wù)群里就是人民大眾，廣大人民群眾來說，智能交通直接影響著人們的出行，給人們帶來非常方面的出行信息，在很大程度上方便了人們的出行，而且也降低了整城市的運(yùn)營成本。更重要的是，人民群眾的生活也越來越有秩序，也會(huì)給交通執(zhí)法人員降低出勤的頻率。

三、云平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)的分析

1、可以有效的整合交通大量的數(shù)據(jù)信息資源。云平臺(tái)計(jì)算技術(shù)最大的額特點(diǎn)就是能很好的整合數(shù)據(jù)信息，將不同系統(tǒng)的信息資源，交通對(duì)象信息資源以及和交通工具信息資源等有效的分類和整理，同時(shí)還能利用大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，解決大量信息的時(shí)效性。2、可以提高交通數(shù)據(jù)信息的利用率，將數(shù)據(jù)信息發(fā)輝出最大的價(jià)值。因?yàn)樵朴?jì)算最大的特點(diǎn)就是整合數(shù)據(jù)，所以在智能交通的中運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，能在很大程度上幫助交通部門提取非常有用的信息資源，而且通過描述交通的情況，還能將數(shù)據(jù)信息發(fā)揮出它最大的價(jià)值，充分的將交通數(shù)據(jù)利用了起來。最后在通過大數(shù)據(jù)的應(yīng)用技術(shù)，還能更好的優(yōu)化信息的數(shù)據(jù)，提高云計(jì)算的分析能力。3、可以多維度的實(shí)時(shí)傳輸，提供個(gè)性化服務(wù)。在大數(shù)據(jù)下時(shí)代下，隨著時(shí)代的發(fā)展和信息技術(shù)水平的提高，并通過云平臺(tái)的利用，可以將路況信息通過電腦、電話等多種渠道進(jìn)行傳輸，而且保證傳輸?shù)膬?nèi)容是實(shí)時(shí)的、真實(shí)的和準(zhǔn)確的，給人們提高非常好的個(gè)性化交通信息服務(wù)。最終實(shí)現(xiàn)道路交通管理的質(zhì)量和高效。

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[關(guān)鍵詞]智能交通信息檢測(cè)；視頻技術(shù)；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：C35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）23-0259-01

目前，智能交通信息檢測(cè)中的視頻技術(shù)逐漸成為研究的重點(diǎn)內(nèi)容。視頻技術(shù)是智能交通系統(tǒng)的核心內(nèi)容，其好壞直接影響系統(tǒng)的檢測(cè)精度以及檢測(cè)效率。近幾年，在智能交通市場(chǎng)的推動(dòng)下，交通信息檢測(cè)中的視頻圖像分析以及識(shí)別技術(shù)在特定的應(yīng)用場(chǎng)合，逐漸成為檢測(cè)技術(shù)研究人員研究的重點(diǎn)。

一、 智能交通信息檢測(cè)中的視頻技術(shù)

1、 檢測(cè)流程

基于視頻技術(shù)的智能交通系統(tǒng)中，對(duì)車輛的檢測(cè)流程大致分為：選取目標(biāo)，對(duì)可能出現(xiàn)車輛的區(qū)域進(jìn)行選?。淮_認(rèn)目標(biāo)，對(duì)候選區(qū)域進(jìn)行確認(rèn)；分割目標(biāo)，通過對(duì)圖像中的車輛進(jìn)行識(shí)別，將未能識(shí)別的目標(biāo)從中分離開來；跟蹤目標(biāo)，跟去選取并確定的車輛計(jì)算交通參數(shù)；目標(biāo)分類，根據(jù)圖像中的幾何外形特征等對(duì)不同類型車輛進(jìn)行合理分類；后續(xù)處理，根據(jù)交通應(yīng)用的需求對(duì)交通參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，例如車的流量或車速等。

2、 檢測(cè)方法

（1） 知識(shí)型檢測(cè)方法

通過觀察車輛的外形和顏色，還有道路的特點(diǎn)、車輛陰影等信息作相應(yīng)的檢測(cè)。這種檢測(cè)方式較為直觀，而且操作方法簡(jiǎn)單，但是需要對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，例如車輛長(zhǎng)寬的比值、車輛陰影與道路的灰度差異閥值等。其檢測(cè)系統(tǒng)功能的好壞直接影響著這些數(shù)值的準(zhǔn)確性。

（2） 運(yùn)動(dòng)型檢測(cè)方法

這種方法主要通過各個(gè)圖像中現(xiàn)有的相關(guān)信息對(duì)車輛做相應(yīng)的預(yù)檢測(cè)，其檢測(cè)方法主要是利用光流法以及運(yùn)動(dòng)能量法。光流法可以對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行檢測(cè)，不需要預(yù)先知道場(chǎng)景的信息，在攝像機(jī)移動(dòng)時(shí)適合使用。但它的不足點(diǎn)就是所耗用的視角較長(zhǎng)，如果檢測(cè)的對(duì)象移動(dòng)過快或過慢的情況，所檢測(cè)出的效果并不是很好，所以說針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)不適合使用。而運(yùn)動(dòng)能量法可以對(duì)圖像背景中的振動(dòng)像素消除，并突出對(duì)向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)對(duì)象的顯示，可以估計(jì)其大概位置，而不能確定運(yùn)動(dòng)對(duì)象的具置。

（3） 立體視覺型檢測(cè)方法

這種檢測(cè)方法是建立在視覺差或頻差理論基礎(chǔ)之上的，使用兩個(gè)或兩個(gè)以上攝像機(jī)對(duì)同一檢測(cè)對(duì)象從不同位置而獲得立體像對(duì)，采用多種算法匹配相應(yīng)像點(diǎn)，最終恢復(fù)深度信息[1]。這種方法可以對(duì)慢速行駛的車輛檢測(cè)出具體的位置，這需要將攝像機(jī)正確標(biāo)定，但如果因車輛運(yùn)動(dòng)或者是天氣等因素的影響，是很難檢測(cè)出車輛的具置。通過立體視覺對(duì)車輛進(jìn)行檢測(cè)，一般采用逆透視映射法來對(duì)圖像中的車輛的位置進(jìn)行估計(jì)。

（4） 像素強(qiáng)度型檢測(cè)方法

像素強(qiáng)度型檢測(cè)方法主要包括時(shí)間差分法與背景差分法。時(shí)間差分法是在短時(shí)間內(nèi)對(duì)像素強(qiáng)度的變化進(jìn)行檢查。這種方法適合在動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境中使用，當(dāng)攝像機(jī)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不適合使用，對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象不能完整提取。其方法快捷簡(jiǎn)單，有良好的實(shí)用性，適用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)快而且運(yùn)動(dòng)幅度較大的對(duì)象，但如果運(yùn)動(dòng)對(duì)象運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景道路不平坦或者彎路較多時(shí)不適合使用。

二、基于視頻技術(shù)的交通信息檢測(cè)系統(tǒng)

1、系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn)方案

這種系統(tǒng)是以TMS320DM642為核心，COLD為系統(tǒng)的邏輯控制器，通過擴(kuò)展視頻編解碼器、以太網(wǎng)和儲(chǔ)蓄器以及RS-232等接口組成完整的系統(tǒng)。視頻解碼芯片把攝像機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻輸入TMS320DM642，在做出相應(yīng)的處理后，通過以太網(wǎng)的接口或RS-232的接口將各種參數(shù)傳送到通信服務(wù)器中。RS-232根據(jù)環(huán)境的不同對(duì)系統(tǒng)的配置參數(shù)做出相應(yīng)的調(diào)改。對(duì)其檢測(cè)的結(jié)果通過屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式直接放在原始圖像中，在進(jìn)行觀看時(shí)可以直接在監(jiān)視器上顯示出來。

2、 系統(tǒng)算法的實(shí)現(xiàn)策略

為了使算法的性能得到保證，可以從多種角度進(jìn)行考慮：為了避免把正在運(yùn)動(dòng)的投射陰影誤檢為車輛中的一部分，提出了陰影消除算法；為了保證系統(tǒng)能夠在光度強(qiáng)的情況下以及路面發(fā)生震動(dòng)、風(fēng)力的變化等現(xiàn)象導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生抖動(dòng)并可以正常工作，提出了魯棒濾波算法；針對(duì)某些檢測(cè)系統(tǒng)缺少車輛跟蹤這項(xiàng)職能可能會(huì)對(duì)流量多計(jì)數(shù)這一問題，提出同時(shí)收集車輛的相關(guān)信息進(jìn)行匹配車輛跟蹤的策略[2]。

交通信息檢測(cè)系統(tǒng)在一天24小時(shí)都是工作狀態(tài)。雖然在白天沒有車燈，但視頻中所顯示的車輛圖像較為清晰；在晚上視頻中所顯示的車輛圖像不清晰，但車燈的照射和路面反射光較為明顯。所以，根據(jù)以上情況可以選擇不同的策略：白天對(duì)車輛進(jìn)行檢測(cè)，晚上對(duì)車燈的照射情況和路面反射光進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)施這樣的策略，可以收集白天中可所有的車輛交通參數(shù)，晚上除了不能對(duì)車輛的信息進(jìn)行順利獲取和分類之外，但不會(huì)影響其他的交通參數(shù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，智能交通信息檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)車輛的識(shí)別率為96.5%。在高速公路中，其檢測(cè)系統(tǒng)處理速度為25幀/秒；在普通工路中，處理速度至少為15幀/秒，以這種處理速度為依據(jù)，處理1幀圖像所耗用的時(shí)間不會(huì)超過66.7毫秒。假設(shè)檢測(cè)系統(tǒng)所檢測(cè)的區(qū)域范圍是10米，其監(jiān)測(cè)到的車速最快為10米/66.7毫秒=540千米/小時(shí)，因此符合交通情況。

三、 視頻技術(shù)在交通信息檢測(cè)中的應(yīng)用

視頻技術(shù)在交通信息檢測(cè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1、 交通流量

交通流量的信息在交通管理中非常重要[3]。通過采用視頻技術(shù)來獲取某些重要路段的交通流量數(shù)據(jù)，并對(duì)其交通流量的信息進(jìn)行匯總分析。要想獲得對(duì)這些數(shù)據(jù)，還需要檢測(cè)車輛，觀看攝像機(jī)所監(jiān)視的區(qū)域有沒有車輛通過。另外，在監(jiān)視區(qū)域中車輛的行駛速度在交通流量檢測(cè)中，是非常重要的數(shù)據(jù)，以便觀察其車輛有沒有超速等。

2、 交通監(jiān)視

交通事故的檢測(cè)在交通安全中意義重大[4]。主要利用視頻技術(shù)的監(jiān)視功能對(duì)駕駛車輛的行為進(jìn)行檢測(cè)，例如，在視頻監(jiān)測(cè)區(qū)域中，存在事故性停車的現(xiàn)象會(huì)自動(dòng)報(bào)警。除此之外，環(huán)境因素也是影響安全駕駛的主要因素，例如，雨雪天氣導(dǎo)致路面狀況不佳，或者是霧霾天氣，會(huì)導(dǎo)致能見度相對(duì)較低，這都在一定程度上影響了駕駛的安全性，通過發(fā)揮視頻技術(shù)的監(jiān)視功能應(yīng)有的作用，來降低交通事故發(fā)生率。目前對(duì)于監(jiān)測(cè)能見度較低的場(chǎng)面，已經(jīng)有了較為有效的處理方式。

3、 交通管理

視頻技術(shù)在交通管理中的應(yīng)用[5]，主要表現(xiàn)在識(shí)別車輛和對(duì)車輛進(jìn)行分類等方面，例如視頻檢測(cè)技術(shù)可以自動(dòng)識(shí)別車輛的車牌號(hào)和檢測(cè)停泊的車輛。其識(shí)別與分類的功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在高速公路中行駛的車輛進(jìn)行自動(dòng)收費(fèi)，對(duì)停泊的車輛進(jìn)行檢測(cè)主要是用在交通的自動(dòng)管理中，例如，停泊車輛的自動(dòng)收費(fèi)或者是違規(guī)停車等相關(guān)內(nèi)容。

結(jié)束語

視頻技術(shù)在過去幾年的發(fā)展中較為迅速，促進(jìn)了智能交通的發(fā)展。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸為視頻技術(shù)的檢測(cè)工作以及處理工作提供了便利。隨著數(shù)據(jù)信息的發(fā)展，交通部門可以利用其視頻技術(shù)與數(shù)據(jù)相結(jié)合通過觀察人們的出行習(xí)慣對(duì)交通情況進(jìn)行合理規(guī)劃，充分發(fā)揮視頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，來減少或解決交通中出現(xiàn)的問題。因此，視頻技術(shù)在智能交通檢測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的重用，可以為社會(huì)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢曾波，邱振戈，張永強(qiáng).計(jì)算機(jī)立體視覺研究的進(jìn)展[J].測(cè)繪學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，18（4）.

[2] 徐海洋.基于支持向量機(jī)方法的圖像分割與目標(biāo)分類[J].武漢：華中科技大學(xué)，2012.

[3] 朱輝.視頻檢測(cè)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

篇6

關(guān)鍵詞：蟻群算法；智能交通系統(tǒng)；最佳路徑

中圖分類號(hào)：TP301.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 13-0000-01

Ant Colony Algorithm Application Research in Intelligent Transportation System

Zhu Xianwen

(International College,Huanghuai University,Zhumadian463000,China)

Abstract:This paper mainly to China's intelligent transportation system as a starting point,combined with ant colony algorithm in the system of traffic of our country intelligence application present situation,analyzes its role,for further development gives preliminary proposals and views.

Keywords:Ant colony algorithm;Intelligent traffic system;Optimal path

一、我國智能交通系統(tǒng)的組成

近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國的車業(yè)發(fā)展越來越快，車的數(shù)量和種類越來越多，盡管我國的公路和鐵路狀況得到了較大的改善，但是由于我國人口眾多，擁有自家車以及其他用途的車輛數(shù)目多，交通仍然很擁擠，智能交通系統(tǒng)的出現(xiàn)很大程度上緩解了交通壓力，對(duì)于我國交通事業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。智能交通系統(tǒng)大致分為以下幾個(gè)部分：（一）先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過先進(jìn)的子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)，收集，處理。并且及時(shí)向交通管理部門以及駕駛員提高雙向的信息，這些信息主要包括對(duì)于交通道路流通量的疏散，突發(fā)事件的處理等，該系統(tǒng)向交通管理人員以及廣大乘客提供了及時(shí)準(zhǔn)確的信息，實(shí)現(xiàn)了交通路線最優(yōu)化選擇[1]，給穩(wěn)定發(fā)展的交通流提供了重要的保障。（二）出行者信息系統(tǒng)。出行者信息系統(tǒng)是用來幫助出行者選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，交通方式的系統(tǒng)。主要是通過電子網(wǎng)絡(luò)指南來收集并向出行者提供各種交通工具設(shè)施的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)服務(wù)信息，并及時(shí)反映當(dāng)時(shí)的交通情況以及道路通暢情況、以便他們根據(jù)自己的需要選擇合適的出行時(shí)間和交通工具。（三）車輛安全系統(tǒng)。安全是交通運(yùn)輸里面一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，安全系統(tǒng)主要包括安全預(yù)測(cè)以及監(jiān)控調(diào)控系統(tǒng)兩個(gè)部分，主要關(guān)于車輛在障礙道路時(shí)可以自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)避開，緊急轉(zhuǎn)彎，繞道而行，車速，車間距的保持等在容易出現(xiàn)交通事故的地方以光或者聲音的形式給車輛提出警報(bào)，避免事故的發(fā)生。特別是在鄉(xiāng)村地勢(shì)崎嶇的地方，更加需要安全系統(tǒng)的保障和落實(shí)。（四）先進(jìn)公共運(yùn)輸系統(tǒng)。公共運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)特殊的系統(tǒng)，該系統(tǒng)面向廣大公眾，主要包括公共車輛信息，行駛服務(wù)系統(tǒng)，電子車票系統(tǒng)等。以全方位的信息給乘客提供最為滿意的服務(wù)，推動(dòng)公共交通事業(yè)的發(fā)展。

二、蟻群算法在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

蟻群算法是一種模擬進(jìn)化法，通過模擬自然界中真實(shí)的螞蟻覓食行為，采用具有記憶的人工螞蟻，觀察個(gè)體之間的信息交流和以及相互幫助來找到食物源地最短的路徑。螞蟻在覓食時(shí)會(huì)釋放激素.。后來的螞蟻會(huì)沿著信息濃度高的方向前進(jìn)。而后來螞蟻又會(huì)在經(jīng)過的路徑上釋放信息素，使該路徑上的信息素得到加強(qiáng)。這個(gè)過程一直循環(huán)下去，則有越多螞蟻經(jīng)過的路徑，它的信息素濃度就越高，在后來的螞蟻選路中就更容易被選。目前蟻群算法在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀主要可以歸納為以下幾點(diǎn)。（一）交通網(wǎng)的深入研究。蟻群算法建立在遺傳算法的基礎(chǔ)上，構(gòu)思了關(guān)于獎(jiǎng)懲機(jī)制的遺傳蟻群算法，這種新型結(jié)合物在計(jì)算精度和計(jì)算速度上得到了大大的改善[2]。利用這些優(yōu)點(diǎn)，蟻群算法已經(jīng)深入的研究了我國交通網(wǎng)的現(xiàn)狀，經(jīng)過工作人員的細(xì)心研究，數(shù)據(jù)整理，分析，現(xiàn)在已經(jīng)提出了交通網(wǎng)的表示方法和權(quán)重的確定方法。對(duì)于交通管理有著重大的突破意義。（二）應(yīng)用到了車輛路徑問題。隨著蟻群算法在智能交通系統(tǒng)里面的應(yīng)用，它已經(jīng)得到了廣泛的推廣以及創(chuàng)新改進(jìn)，現(xiàn)在已經(jīng)將蟻群算法應(yīng)用到了車輛路徑問題，改進(jìn)了關(guān)于求解車輛路徑的蟻群算法，并且通過仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了路徑的優(yōu)化。（三）提出了混沌蟻群算法。通過聯(lián)系實(shí)際交通中的混沌現(xiàn)象，結(jié)合了混沌理論進(jìn)一步運(yùn)用蟻群算法，并且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證混沌蟻群算法的合理性，目前混沌蟻群算法已經(jīng)被運(yùn)用到了智能交通系統(tǒng)，并且取得了很好的效果。

三、未來展望

蟻群算法在我國智能交通系統(tǒng)中已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用了，隨著科技的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)的普及，它在技術(shù)上還可以有新的突破和創(chuàng)新，來適應(yīng)未來不斷變化的交通環(huán)境。（一）利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化路徑。利用蟻群算法，我國智能交通系統(tǒng)已經(jīng)在最短路徑上實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)選擇，為了進(jìn)一步縮減監(jiān)測(cè)時(shí)間，可以利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來優(yōu)化路徑的選擇。大量微型傳感器部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域里面，采用節(jié)點(diǎn)通過無線通信方式收集信息，進(jìn)一步處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域路由相關(guān)協(xié)議，最終確定選擇[3]。（二）信息素區(qū)域和更新方式的改進(jìn)。傳統(tǒng)蟻群算法由于正反饋的作用，在搜索過程中出現(xiàn)局部最優(yōu)解時(shí)，接下來的螞蟻搜索時(shí)就會(huì)以較高的概率選擇局部最優(yōu)解，隨著搜索循環(huán)次數(shù)的增加，就會(huì)使局部最優(yōu)解路徑上的信息素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他路徑，進(jìn)而造成大部分螞蟻都會(huì)選擇這一條路徑，限制了算法的全局能力，很容易陷入局部最優(yōu)解。為了防止某一區(qū)域信息素累計(jì)太多，可以在此區(qū)域設(shè)定兩個(gè)臨界值，避免過快的形成局部最優(yōu)解。（三）局部搜索方法的改進(jìn)?，F(xiàn)實(shí)交通中，人們的路徑具有一定的確定性和方向性，例如，我們不會(huì)選擇一個(gè)背離目的地的路徑出發(fā)。由于我們無法預(yù)料故障會(huì)在哪一個(gè)地點(diǎn)發(fā)生，所以在局部搜索時(shí)應(yīng)該都設(shè)立幾個(gè)儲(chǔ)備點(diǎn)，改變?cè)械拇_定的儲(chǔ)蓄點(diǎn)的方法。

四、結(jié)束語

智能交通系統(tǒng)在我國應(yīng)用較為廣泛，在一定程度上緩解了交通運(yùn)輸壓力，推動(dòng)了交通運(yùn)輸業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。蟻群算法的融入進(jìn)一步完善了智能交通系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)，對(duì)于最優(yōu)路徑的選擇，信息的收集有了更便捷的方式。今后，智能交通系統(tǒng)在蟻群算法的推動(dòng)下將會(huì)更加顯示其生命力，將波及到鄉(xiāng)村交通，以及我國經(jīng)濟(jì)落后的西部地區(qū)，全面帶動(dòng)我國交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，為全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李偉,李蕊.日本智能交通系統(tǒng)及其對(duì)我國的影響[J].現(xiàn)代交通與信息化,2010,9

篇7

 

關(guān)鍵詞：智能交通；運(yùn)輸系統(tǒng)；發(fā)展；狀況；對(duì)策

 

 

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?。加快交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，綜合運(yùn)用檢測(cè)、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(chǎng)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(chǎng)，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(chǎng)”向“買方市場(chǎng)”過渡，并且公路運(yùn)輸發(fā)展成為交通運(yùn)輸?shù)闹髁姟５c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(chǎng)。 

篇8

關(guān)鍵詞:智能交通 ARM7 監(jiān)控系統(tǒng) 電子警察

中圖分類號(hào)：C913文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1 引言

交通安全問題是一個(gè)嚴(yán)峻的社會(huì)問題，關(guān)系著人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年我國共查處超速行駛9000多萬起，因超速行駛造成的事故致7000多人死亡；不按交通信號(hào)燈指示通行的違法行為2600多萬起，路通事故4.6萬起致1.11萬人死亡5萬余人受傷。在傳統(tǒng)的交通監(jiān)控中，需要投入大量人力、物力，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量迅速增加，交通監(jiān)控負(fù)荷越來越大。采用智能交通監(jiān)控系統(tǒng)，能有效減少人力、物力的投入，提升交通監(jiān)控能力，促進(jìn)城市交通安全。下面，本文以ARM7為例，就基于ARM7的城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行淺要的探討。

2 城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展研究

2.1 城市交通監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷史

早在1858年，英國倫敦就出現(xiàn)了交通信號(hào)燈，最初的信號(hào)燈以燃煤氣為光源，通過機(jī)械扳手實(shí)現(xiàn)紅、藍(lán)光的轉(zhuǎn)換，用以指揮馬車通信。1914年，美國開始出現(xiàn)電器啟動(dòng)的紅綠黃交通信號(hào)燈，該信號(hào)燈以紅、綠、黃三色圓形投光器組成，紅色表示停止、綠色表示通信。1918年，美國研發(fā)出可控制的紅綠燈，有壓力探測(cè)器控制模式和擴(kuò)音器控制模式兩種。1968年，聯(lián)合國在《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》中，對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行了規(guī)定，包括綠燈、紅燈、黃燈、左右轉(zhuǎn)彎等，同時(shí)制定了《道路交通安全法實(shí)施條例》，成為交通信號(hào)燈的國際標(biāo)準(zhǔn)。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，有效的提升了交通流量疏導(dǎo)能力、道路通信能力，在減少交通事故方面起到了重要作用，改善了道路交通狀況。不過，隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和機(jī)動(dòng)車輛的增加，再加上城市道路構(gòu)造方面的影響，傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈已經(jīng)不能滿足城市交通控制的需要，急需提升城市智能交通監(jiān)控水平。

2.2 智能交通監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

智能交通監(jiān)控系統(tǒng)利用微處理器和傳感器等，實(shí)現(xiàn)交通智能監(jiān)控。早在上世紀(jì)八十年代，國外就出現(xiàn)了車輛智能導(dǎo)流系統(tǒng)，并迅速投入使用。1991年，美國開始了智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)并迅速投入實(shí)踐應(yīng)用，成為國際上智能交通監(jiān)控發(fā)展最為迅速的國家。繼美國之后，歐洲、日本等也開始了相關(guān)方面的研究和應(yīng)用，目前在交通關(guān)系、出行需求、公交運(yùn)營、電子收費(fèi)、應(yīng)急管理、車輛控制、交通安全等方面的研究都取得了極大的發(fā)展，并與智能汽車技術(shù)產(chǎn)生了緊密的結(jié)合。我國在智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)上起步較晚，上世紀(jì)九十年代以前主要在一些大城市引進(jìn)國外的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，九十年代以后國內(nèi)才進(jìn)行相關(guān)方面的研究，經(jīng)過二十余年的努力，也取得了一定的進(jìn)展。

3 基于ARM7的城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)分析

3.1 主要功能分析

傳統(tǒng)的十字路品交通信號(hào)燈，主要通過車流量分析，預(yù)先設(shè)置各方向紅綠燈延時(shí)，用以進(jìn)行交通疏通控制。但實(shí)際上，車流量的變化具有很強(qiáng)的不確定性，不同路口、不同時(shí)段之間的車流量會(huì)出現(xiàn)巨大的差異，尤其在城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、機(jī)動(dòng)車輛迅速增加的情況下，這種不確定性帶來的差異越來越為明顯。利用ARM7構(gòu)建城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)，主要是為了構(gòu)建出根據(jù)車流量實(shí)際變化情況進(jìn)行自智能調(diào)整，避免空道占時(shí)現(xiàn)象減少車輛滯留時(shí)間，并執(zhí)行違章抓拍等動(dòng)作。

3.2 ARM7概述

ARM7系列處理器是英國ARM公司設(shè)計(jì)的主流嵌入式處理器，該處理器采用3級(jí)流水線，提供了一系列內(nèi)核、體系擴(kuò)展、微處理器、系統(tǒng)芯片應(yīng)用方案，由于所有產(chǎn)品均采用通用軟件體系，因此相同的軟件可以在所有的產(chǎn)品上運(yùn)行。利用ARM7構(gòu)建城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)，其精確度取決于芯片內(nèi)部集成的A/D轉(zhuǎn)換器，僅需少量的電路支持，有較多的寄存器和豐富的資源，并可應(yīng)用匯編語言和C語言進(jìn)行編程，具有極高的性價(jià)比，能有效提高城市智能交通監(jiān)控水平，降低系統(tǒng)構(gòu)建成本。

3.3 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)本系統(tǒng)基本功能，系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)主要分為電子警察監(jiān)控系統(tǒng)和交通監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。電子警察監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)違章抓拍、肇事記錄，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心；交通監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)車輛滯留進(jìn)行檢測(cè)，通過交通高峰低峰狀態(tài)對(duì)交通信號(hào)燈的通行時(shí)間和禁止時(shí)間進(jìn)行智能調(diào)整。

4 系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)綜述

4.1 電子警察監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述

在本系統(tǒng)中，電子警察安裝于交通路口，24小時(shí)對(duì)違規(guī)違章車輛進(jìn)行監(jiān)控記錄，抓拍違章車輛以圖片形式發(fā)送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心以照片作為處罰依據(jù)，利用電子警察替代人工監(jiān)控，降低人力投入并提高監(jiān)控覆蓋率，提高機(jī)動(dòng)車駕駛員的自覺性，減少交通事故發(fā)生概率。電子警察智能監(jiān)控采用地感線圈和紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以有效博捉違章車輛并進(jìn)行自動(dòng)抓拍，記錄違章過程。自動(dòng)抓拍的相片質(zhì)量，需要保證車輛號(hào)碼清晰，違章過程記錄清晰，以確保抓拍記錄結(jié)果能作為違章現(xiàn)象和交通事故處理判斷的依據(jù)。同時(shí)，為了滿足肇事、違法處理的需求，還可以采用視頻拍攝的方式，為交通監(jiān)控提供更為有力的支撐。因此，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮足夠的擴(kuò)充性、移植性和兼容性，預(yù)留擴(kuò)展接口建設(shè)開放式軟件平臺(tái)，以便更好的與其它系統(tǒng)協(xié)同工作。

4.2 交通信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

交通信號(hào)控制系統(tǒng)包括車輛滯留檢測(cè)系統(tǒng)和交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)兩個(gè)部分。車輛滯留檢檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)車輛滯留情況進(jìn)行檢測(cè)，可采用電感式傳感器或紅外線傳感器進(jìn)行，利用傳感器檢測(cè)車輛滯留情況?？紤]建設(shè)成本和可靠性， 采用電感式傳感器具有較高的性價(jià)比。在車輛滯留檢測(cè)中，車輛滯留數(shù)量的計(jì)數(shù)是智能控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可采用雙傳感器的方法，利用ARM7獲取傳感器發(fā)送的脈沖對(duì)車輛滯留數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲取準(zhǔn)確的車輛滯留數(shù)量，避免出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象。在系統(tǒng)中，設(shè)定各時(shí)段車輛滯留量預(yù)設(shè)值，作為系統(tǒng)信號(hào)燈控制的標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到車輛滯留量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，即啟用車輛信號(hào)智能處理程序?qū)嚵髁窟M(jìn)行調(diào)整，調(diào)整信號(hào)燈控制，當(dāng)路口發(fā)生緊急事件時(shí)，則程序自動(dòng)啟用緊急信號(hào)處理程序，對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行緊急控制，從而實(shí)現(xiàn)路口信號(hào)燈的智能控制，避免因固定預(yù)設(shè)值信號(hào)燈控制模式降低交通疏導(dǎo)效率。

【參考文獻(xiàn)】

篇9

關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng)集成；優(yōu)化整合課程資源；應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）17-0048-02

南通大學(xué)是江蘇省和交通運(yùn)輸部共建的地方綜合性大學(xué)。為了推進(jìn)省部共建工作，我校近年來非常重視交通教學(xué)和科研，其中，智能交通綜合訓(xùn)練中心于2013年被遴選為江蘇高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐教育中心建設(shè)點(diǎn)。該中心面向交通、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化等所有交通主干專業(yè)學(xué)生，構(gòu)建以智能交通為工程背景的多層次、多方位的多個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，除了要求學(xué)生掌握扎實(shí)的軟硬件能力之外，還需要學(xué)生熟悉常見的智能交通設(shè)備，包括交通流檢測(cè)器、電子警察、信號(hào)機(jī)、信號(hào)燈等，通過交通設(shè)計(jì)、交通管理與控制等相關(guān)交通基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)，根據(jù)智能交通施工規(guī)范，將不同設(shè)備安裝在正確位置上，實(shí)現(xiàn)從交通數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制的全過程。這決定了智能交通綜合訓(xùn)練中心以培養(yǎng)學(xué)生掌握智能交通的核心技能為目標(biāo)，不僅要求學(xué)生所要掌握的軟硬件知識(shí)不僅比計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化多，而且比一般交通專業(yè)多，對(duì)該智能交通方向的教學(xué)管理提出了新的挑戰(zhàn)。因此，亟待構(gòu)建面向交通主干專業(yè)學(xué)生的智能交通系統(tǒng)集成方向課程群建設(shè)。智能交通涉及交通、計(jì)算機(jī)、電子信息等學(xué)科多門課程，若各門課程之間缺少融合，僅按一門課程獨(dú)立進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和建設(shè)，容易造成教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)、授課學(xué)時(shí)緊張以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的前后銜接混亂等現(xiàn)象，從而造成無法培養(yǎng)學(xué)生具備用人單位最看重的工程實(shí)踐能力的缺憾。為了培養(yǎng)交通系統(tǒng)集成方面應(yīng)用型人才，以系統(tǒng)的觀點(diǎn)充分考慮智能交通多交叉學(xué)科的各課程所包含的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的共性和特性，合并相同或相近的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，本著體系完整、注重廣度與深度的結(jié)合、注重新知識(shí)的溶入、注重前后課程的銜接，對(duì)相互銜接的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行融合，充分體現(xiàn)工程訓(xùn)練的全程性。因此，依托一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目，將多門課所涉及的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，亟待構(gòu)建相互銜接的智能交通系統(tǒng)集成方向課程群。

一、培養(yǎng)學(xué)生智能交通系統(tǒng)集成能力的課程群設(shè)置

根據(jù)交通設(shè)備集成企業(yè)對(duì)智能交通工程項(xiàng)目等相關(guān)崗位的技能要求，依托一個(gè)實(shí)際道路上的智能交通集成項(xiàng)目，設(shè)置不同應(yīng)用場(chǎng)景，如：?jiǎn)谓徊嫱刂?、干線協(xié)調(diào)控制、違章抓拍等，構(gòu)建以熟悉整個(gè)智能交通數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制流程為核心的旨在建設(shè)專業(yè)內(nèi)多課程大流程管理的項(xiàng)目并付諸實(shí)施，即：根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施前后順序，將所需知識(shí)點(diǎn)串接起來，整合相關(guān)或相近的課程，以智能交通的設(shè)備硬件和信息系統(tǒng)集成兩條主線為教學(xué)重點(diǎn)，圍繞智能交通集成系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、研發(fā)、施工、安裝集成和維護(hù)，按基礎(chǔ)理論類（計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、交通基礎(chǔ)理論）、技術(shù)類（交通數(shù)據(jù)采集與處理、交通網(wǎng)絡(luò)與通信、車輛定位與導(dǎo)航）、實(shí)現(xiàn)類（交通控制集成系統(tǒng)）、應(yīng)用類（智能交通綜合實(shí)驗(yàn)）為序，分別構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、層次清晰、相互配合、相互滲透、課程間相互連接的遞進(jìn)式的課程群體系。

二、基礎(chǔ)理論、技術(shù)類、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用四類理論課程的具體內(nèi)容

基礎(chǔ)理論類課程涉及計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、交通基礎(chǔ)理論三類，其中：計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)包括高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法和數(shù)據(jù)庫三門課程，是通用軟件開發(fā)的最核心知識(shí)；電子技術(shù)基礎(chǔ)包括電路、數(shù)字電路技術(shù)、模擬電路技術(shù)、單片機(jī)原理與接口技術(shù)四門課程，是通用集成電路應(yīng)用開發(fā)的靈魂；交通基礎(chǔ)理論包括交通工程學(xué)、交通管理與控制、交通規(guī)劃、交通設(shè)計(jì)四門課，主要用于分析交通現(xiàn)象和規(guī)律。技術(shù)類課程包括交通數(shù)據(jù)采集與處理、交通網(wǎng)絡(luò)與通信、車輛定位與導(dǎo)航，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)如何利用軟硬件基礎(chǔ)知識(shí)研發(fā)交通設(shè)備，如：信號(hào)機(jī)、交通流檢測(cè)器、交通警察等，熟練掌握智能交通的數(shù)據(jù)采集、傳輸和信息關(guān)鍵技術(shù)。交通數(shù)據(jù)采集與處理側(cè)重如何研究智能交通終端設(shè)備，交通網(wǎng)絡(luò)與通信側(cè)重于將安裝道路或車輛上智能交通終端設(shè)備、控制中心之間數(shù)據(jù)傳輸和通信，車輛定位與導(dǎo)航在城市GIS基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)分析交通事件在時(shí)間和空間上的分布特征。

實(shí)現(xiàn)類課程僅設(shè)一門交通控制集成系統(tǒng)，以交叉通控制為例，講解智能交通系統(tǒng)的總體框架，圍繞智能交通數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和控制，介紹各種交通前端設(shè)備的原理和使用方法，重點(diǎn)關(guān)注其通信協(xié)議和二次開發(fā)接口，以及如何集交通流檢測(cè)器、信號(hào)機(jī)、紅綠燈、電子警察于一體。應(yīng)用類課程也就是智能交通綜合實(shí)驗(yàn)，針對(duì)圍繞復(fù)雜多變交通環(huán)境下實(shí)際智能交通系統(tǒng)集成，如：左右轉(zhuǎn)相位，利用主流廠家的真實(shí)設(shè)備，圍繞智能交通系統(tǒng)的方案規(guī)劃、施工設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝、信息集成和運(yùn)行維護(hù)等，訓(xùn)練學(xué)生將不同設(shè)備安裝在正確的道路位置上，實(shí)現(xiàn)智能交通數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和控制。

三、基礎(chǔ)理論、技術(shù)類、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用四類課程之間關(guān)系

基礎(chǔ)理論類課程讓學(xué)生分別掌握軟件開發(fā)、硬件設(shè)計(jì)和交通系統(tǒng)分析的最基本知識(shí)，通過技術(shù)類課程告訴學(xué)生如何利用基礎(chǔ)理論類課程所學(xué)知識(shí)開發(fā)智能交通所涉及的相關(guān)前端設(shè)備，而實(shí)現(xiàn)類課程是講解智能交通系統(tǒng)集成的總體框架、前端設(shè)備及其集成關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用類課程相當(dāng)于案例教學(xué)，根據(jù)復(fù)雜多變的交通場(chǎng)景，從方案規(guī)劃、施工設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝和信息集成等出發(fā)，利用真實(shí)設(shè)備集成一個(gè)智能交通大系統(tǒng)。因此，四個(gè)課程模塊是一個(gè)層次清晰、遞進(jìn)式的課程群體系。

在基礎(chǔ)理論類課程中，包括計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、交通基礎(chǔ)理論三類，每類基礎(chǔ)理論類課程相互獨(dú)立，但它們自身的各門課之間各自成體系、相互融合。計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)以開發(fā)軟件信息系統(tǒng)為線索，開設(shè)了高級(jí)編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫等課程，是通用軟件開發(fā)的最核心知識(shí)；電子技術(shù)基礎(chǔ)以單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)為主線，集成了電路設(shè)計(jì)、電子元器件、傳感器于一體；交通基礎(chǔ)理論以城市的交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理與控制為研究對(duì)象，開設(shè)了交通調(diào)查與分析、交通工程系、交通設(shè)計(jì)、交通系統(tǒng)分析、交通管理與控制、交通規(guī)劃等。

技術(shù)類課程的三門課是智能交通設(shè)備集成的核心技術(shù)，相對(duì)獨(dú)立、相互配合。在基礎(chǔ)理論類課程基礎(chǔ)上，交通數(shù)據(jù)采集與處理解決如何研發(fā)交通前端設(shè)備，車輛定位與導(dǎo)航解決移動(dòng)車載設(shè)備與道路交通設(shè)備和數(shù)據(jù)中心的位置信息，而交通信息網(wǎng)絡(luò)與通信是交通前端設(shè)備和數(shù)據(jù)中心通信交互的技術(shù)保障。

實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用類課程是一門綜合課程，結(jié)合實(shí)際智能交通項(xiàng)目存在的問題，以基礎(chǔ)理論和技術(shù)類為基礎(chǔ)，圍繞智能交通的方案設(shè)計(jì)、施工、安裝和集成，介紹常見的智能交通前端設(shè)備的原理和使用方法，以及這些交通設(shè)備的通訊協(xié)議和二次開發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)集成一個(gè)智能交通大系統(tǒng)，是鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的一門課程。

四、落實(shí)“課程群”的教學(xué)實(shí)踐

首先，修訂培養(yǎng)計(jì)劃。調(diào)研相關(guān)智能交通企事業(yè)單位，邀請(qǐng)專家學(xué)者、交通工程師和專任教師、學(xué)生共同進(jìn)行研討會(huì)的方式，圍繞智能交通相關(guān)崗位的核心能力所需的核心知識(shí)，構(gòu)建課程體系，包括基礎(chǔ)課程、支撐課程和選修課程，確定其教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，據(jù)此編制培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)大綱等教學(xué)資料。

第二，課程整合與優(yōu)化。分析課程群的各門課程教學(xué)內(nèi)容之間的相互關(guān)系，進(jìn)行整體規(guī)劃，突出每門課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，避免課程之間內(nèi)容的重復(fù)，并補(bǔ)充不足的知識(shí)點(diǎn)。例如：車輛定位與導(dǎo)航、交通網(wǎng)絡(luò)與通信這兩門課的部分知識(shí)重復(fù)，補(bǔ)充軟件工程、軟件測(cè)試等部分知識(shí)。

第三，課堂教學(xué)。圍繞實(shí)際智能交通系統(tǒng)集成項(xiàng)目的實(shí)施過程，將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，注意它們之間前后關(guān)系，后續(xù)知識(shí)點(diǎn)則反復(fù)利用和提升前面的知識(shí)，據(jù)此安排各門課的教學(xué)計(jì)劃。例如：交通數(shù)據(jù)采集與處理將交通和計(jì)算機(jī)融合在一起。

篇10

【關(guān)鍵詞】GPS；GPRS；定位；智能交通；卡爾曼濾波

面對(duì)日益突出的交通擁堵、事故頻發(fā)等一系列問題，作為公交系統(tǒng)自然承載著緩解交通擁堵、提高安全及效率的重任；而現(xiàn)在的公交系統(tǒng)技術(shù)含量低，根本無法滿足需要。利用先進(jìn)的信息、電子等技術(shù)來構(gòu)建智能公交系統(tǒng)[1]，可充分發(fā)揮現(xiàn)有公交系統(tǒng)的潛力，提高運(yùn)輸效率，保障交通安全，緩解交通擁擠的有力措施[2]。

GPS＼GPRS技術(shù)作為新興的技術(shù)[3]，可對(duì)車輛導(dǎo)航定位，可應(yīng)用于智能公交。通過它可實(shí)現(xiàn)城市公交車輛的調(diào)度、實(shí)時(shí)監(jiān)控、疏導(dǎo)和突發(fā)事件處理，從而使城市公交處于最佳狀態(tài)。

1 智能公交系統(tǒng)介紹

整個(gè)系統(tǒng)由車載終端、通信網(wǎng)絡(luò)、電子站臺(tái)、GPS衛(wèi)星和監(jiān)控中心組成，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)的核心部分為車載定位系統(tǒng)，它具有定位和傳輸功能，可以隨時(shí)將定位信息、車輛信息、路面狀況以及車上發(fā)生的一些非正常情況，通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給電子站臺(tái)、監(jiān)控中心和場(chǎng)站調(diào)度中心[4]；乘客根據(jù)電子站臺(tái)的信息調(diào)節(jié)行程安排，監(jiān)控中心、調(diào)度中心根據(jù)相關(guān)情況，可以快速地做出反應(yīng)，不僅提高服務(wù)質(zhì)量而且便于管理。

2 車載定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

該定位系統(tǒng)由ARM、FPGA、GPRS模塊、GPS模塊、LCD顯示模塊、電源模塊組成，如圖2所示。本設(shè)計(jì)主芯片為ARM處理器，其型號(hào)為STM32F103VET6-LQFP100，它的串口分別同GPS模塊、GPRS模塊相連，SPI接口同F(xiàn)PGA連接，電路有電源模塊及LCD。采用ARM是便于有效地控制器件的工作，采用FPGA是為了實(shí)現(xiàn)GPS的卡爾曼定位算法[5-6]。

FPGA選用Actel公司的A3P1000PQ208。其規(guī)模是100萬門的FPGA器件，內(nèi)部己經(jīng)集成了數(shù)字邏輯、部分模擬功能、高達(dá)8M比特的Flash Memory、以及FPGA的Fabic等多種控制器資源，在片外可以非常方便的添加相應(yīng)的外部設(shè)備。

GPRS模塊采用SIM100，性價(jià)比高，具有增強(qiáng)型AT命令集，技術(shù)指標(biāo)適合用于開發(fā)基于GPRS的無線產(chǎn)品；為用戶提供了功能完備的系統(tǒng)接口，節(jié)約了開發(fā)時(shí)間和成本。模塊支持外部SIM卡，模塊能夠自動(dòng)檢測(cè)并適應(yīng)SIM卡類型， SIM卡只需開通GPRS業(yè)務(wù)。

GPS模塊所選用的是SiRF Star II GPS接收模塊，該模塊是由美國瑟孚科技有限公司所生產(chǎn)。該模塊具有12通道并行接收能力，所接收的GPS信號(hào)屬于民用頻段的L1信號(hào)（1575.42MHz），信號(hào)靈敏度達(dá)到-142dBm，重新定位時(shí)間僅僅需要8秒。

2.2 主要接口原理圖

STM32F103VET6支持三通道USART，由AFC硬件流控制。USART1被重映射到GPIOA，PA9腳是USART1通道的TX腳，STM32發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)移位寄存器送到此引腳送出。PA10腳是USART1通道的RX腳，STM32接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)該引腳送至緩沖區(qū)，完成ARM與GPRS模塊的通信。USART2也重映射到GPIOA的PA2和PA3引腳，PA2和PA3引腳分別為USART2的TX和RX腳，該通道的USART主要是用來完成ARM與GPS模塊的通信。如圖3所示。

3 工作流程

3.1 主流程

如圖4所示，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，建立GPRS，實(shí)現(xiàn)車載定位系統(tǒng)與監(jiān)控中心、調(diào)度中心的通信；GPS模塊進(jìn)行定位并采集數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波處理；然后將處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存并轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心、調(diào)度中心；并隨時(shí)接收監(jiān)控中心、調(diào)度中心的命令，進(jìn)行中斷服務(wù)[7]。

3.2 GPS數(shù)據(jù)處理

GPS模塊輸出的GPS定位信息服從NMEA-0183通信標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)抽取RMC記錄語句[8]，其格式為 $GPRMC，，，，，，，，，，，*hh

當(dāng)前位置的格林尼治時(shí)間，格式為 hhmmss；

狀態(tài)，V 為非有效接收警告，A 為有效位置；

緯度，格式為 ddmm.mmmm；

標(biāo)明南北半球，N 為北半球，S 為南半球；

經(jīng)度，格式為 dddmm.mmmm；

標(biāo)明東西半球，W 為西半球，E 為東半球；

地面上的 GPS 接收器的移動(dòng)范圍，范圍為0.0～999.9；

方位角，范圍為 000.0°～359.9°；

日期，格式為 ddmmyy；

地磁變化，從000.0°～180.0°；

地磁變化方向，為E或W。

其解析方法如圖5所示，首先判斷是否有效數(shù)據(jù)，然后根據(jù)RMC記錄語句的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，最后將存儲(chǔ)、處理、顯示數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)采用了ARM微處理器，低功耗、高效率，有效地提高了系統(tǒng)能力，利用GPS/GPRS技術(shù)能較精確地定位，整個(gè)系統(tǒng)具有及時(shí)準(zhǔn)確、可靠性高、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，可以為智能公交提供很好的服務(wù)。本系統(tǒng)的開發(fā)能帶來明顯的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，前景廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張國華，黎明，王靜霞.智能公共交通系統(tǒng)在中國城市的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2007，7（5）：24-30.

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[3]彭尉.基于GIS/ GPS/ GPRS的移動(dòng)車輛監(jiān)控移動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D].大連理工大學(xué)，2005.

[4]Skiadopoulos S， Koubarakis M. Composing cardinal direction relations[C]//In： Seventh International Symposium on Spatial and Temporal Databases.Los Angeles， California， USA，2001：99-317.

[5]齊海兵，劉雄飛，張德恒.基于FPGA的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006，29（15）：70-71.

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