智能交通技术论文范文

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2人工智能技术在飞行冲突探测与解脱管理方面的应用

人工智能技术的应用可以使空中交通管理系统具有高智能化的特征，从而满足飞行冲突与解脱管理方案自动生成的需要。具体来说，实现这一功能的模块是飞行冲突探测与解脱辅助决策模块，而该模块是由冲突探测与解脱系统和辅助决策系统组成的。该模块不但可以实现飞行冲突的预测，还可以为管制人员提供飞行冲突调配的决策方案，从而减轻管制人员的压力，帮助他们做出正确的决定。所以，该系统的应用，弥补了人类与机器各自存在的不足，从而有效的避免了因人为失误或机械故障而造成的飞行事故。从原理角度来看，系统首先通过分析飞行冲突情况来制定可能的解脱方案，然后根据航空器优先级分类方法和冲突类型判定法等多种规则，进行方案的选择和排除。在这一推理过程中，为了保证系统推理的有效性，系统需要根据大量的规则来进行方案的推理选择。而这些规则，则要被统一存入知识库系统中。这样，管制人员只要在平时做好知识库系统的更新和维护，就能够保证系统推理的有效性，从而根据系统提供的方案，来进行飞行冲突航班的排序。

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Abstract: With the rapid development of traffic network construction in China, traffic network is arranged in a crisscross pattern of highway, railway, the traffic safety put forward higher requirements. Intelligent traffic standardization construction is an effective way to improve traffic conditions, increase the traffic safety and promote the rapid development of economy. In this paper, with the implementation of intelligent traffic standards in China, distribution, the standard promotion strategy, analyzing intelligent transportation standard application system structure, technology, the application of countermeasures, to provide reference for the application of Intelligent Transportation Standards in china.

Key words: intelligent transportation; standardization; information platform; application; technology research

中图分类号：F512.3 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

一 前言

智能交通系统（ITS）又称智能运输系统，是在较完善的交通基础设施之上，利用先进的计算机信息技术、可视化安全预警决策技术、自动化控制技术、通信技术和系统集成技术等，以达到交通的高效便捷、安全舒适。而智能化交通系统的标准化建设是我国现代化交通网络建设的发展目标，近些年来逐渐受到重视。智能交通标准化也是交通标准化的新要求，也是智能交通建设与经济发展可持续发展的重要保障。

二 我国智能交通标准化应用现状

智能交通适于上世纪70年代末交通运输管理中对于电子信息技术的应用，主要集中在道路监控、高速公路收费、GPS、地理信息和系统集成等环节。智能交通标准化的应用也在逐渐完善，截止去年底我国智能交通现行的国家标准已经有148项，包括术语与定义、数字地图及定位、基础信息编码及表述、专用通信、信息服务、交通与紧急事件管理、电子收费、综合运输及运输管理、车辆辅助驾驶与自动公路等标准，但部分国家标准的标龄已明显偏高，需要进行重新修订和完善。随着经济的快速发展和交通网络的构建，智能交通的发展已经成为了城市建设和经济发展的重要目标，尤其是城市公共交通网络的建设。比如，北京、上海、深圳都投巨资进行城市公交网络的智能化建设，积极致力于交通运行协调指挥（TOCC）和路网监管、公交安保等服务体系的建设，建设完善的交通状态指数采集系统，为市民提供全方位的交通信息综合信息服务。进入十二五期间，各省市的智能交通标准化建设，在构建公路综合管理系统、数据标准体系和安全认证体系、危货运输车辆联网控制、ETC收费系统建设等方面都不断有新技术应用出现，信息采集度更高，更能适应人的应用要求。其中很多新技术的应用大量的利用了传感器通信技术和可视化预警决策技术，这些智能交通标准化技术被广泛的应用在智能公交系统（公交车辆智能调度系统、公交IC卡系统、公交客流量检测系统、城市快速公交系统、城市轨道交通系统）、城市智能交通管理系统（城市交通控制系统、交通诱导系统、城市交叉口闯红灯拍照系统）、城市交通电子收费系统、城市共用信息平台系统、城市交通信息服务系统、汽车安全技术等领域。

但是，我国的智能化系统建设与行业标准的完善步骤不统一，使得我国的智能交通标准化应用存在着很多问题，诸如各省市各自为政没有固定统一标准，省市、地区之间的智能化系统建设也不平衡甚至有些地区缺失、信息的共享平台尚未建立，没有形成统一的智能化交通系统信息网络。这些问题都对我国智能交通标准化应用提出了跟高的要求。

三 智能交通标准化的应用对策思考 经济和城镇化的快速发展以及交通网络的不断扩大，再加上城市建设中的地下交通、立体交通的体系构建，对智能交通发展提出了更高要求，智能交通标准化的应用，需要做好以下几个方面的工作：

1.加快智能交通标准的统一整合，地区之间的标准和新旧标准的统一要逐渐统一和完善，借鉴国外先进智能交通应用技术，形成中长期标准战略。

2.国家相关主管部门引导各地尽快对智能交通标准化应用情况进行调查研究，结合标准化技术组织，推动标准的制定、效益评估、信息沟通等公共服务作用。

3.发挥智能交通标准化产业相关企业的研发创新优势，以标准指导研究方向，以新技术平衡智能交通标准，相互促进提高，鼓励企业研究智能交通技术标准的配套政策，进一步完善标准化体系。

4.加强智能交通系统方面的人才培养，创建宽松的人才环境，鼓励科研院校进行标准修缮和技术创新。

5.国家主管部门引导各部门之间的信息沟通与信息网络的建设，将交通网络与城市公交、公路交通、经济发展网络、公共安全、社会治安等各方面，实行多头联动、信息共享。特别是在公共安全预警与辅助决策信息的网络建设，提高公共交通安全和社会治安监管网络的预警和快速反应机制。

6.各级政府主管部门应建立相关制度，促进电子地图、GIS、交通模拟、交通信息采集等新技术和产品的应用推广，增强交通规划的信息化水平和交通工程设计水平。

7.国家政策要倾向于投资决策、中长期科学规划、系统开发研制方面的优惠政策支持，使企业更积极的投入城市智能交通系统的产品开发与生产，促使城市智能交通系统产业化的快速发展。

8.因地制宜推动城市智能交通系统建设，“统筹规划，分步实施”的原则，确定不同地区之间的城市智能交通系统的中长期建设目标和发展策略，减小经济发展不平衡造成的智能交通标准化建设的差距。

9.智能化交通的建设重点侧重于公共交通系统、交通管理系统、信息服务系统、收费管理系统、安全系统、仿真系统的标准化建设，例如公交智能调度系统、城市道路交通监控系统、交通突发事件自动检测系统、可视化安全预警决策系统、交通违法取证系统、出行信息服务系统、自动收费系统、事故安全助手、交通紧急救援系统、交通模拟仿真演练系统等，并以系统的运行验证智能交通标准的合理性、实用性。

10.构建统一的信息网络共享平台，充分利用计算机技术和自动化控制技术以及信息数据分析预警技术，形成可视化信息大网络平台，面向公众查询信息和各部门之间的信息沟通，是智能化交通系统的应用更具有实际意义。

结语

智能交通系统发展与系统标准化的应用有很大的关系，标准化的应用应该根据城市道路交通发展的实际情况，结合智能交通面临的问题和发展趋势，制定交通网络智能化发展的中长期规划标准，将先进的智能交通标准化技术应用到交通管理、安全管理和经济发展战略中，为我国智能化交通系统的建设、经济可持续发展、社会健康发展提供便利和技术保障。

参考文献：

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1 引言

随着道路拥挤的剧增，日益膨胀的道路交通越来越需要一种智能化的控制。智能交通技术是一项综合运用检测、通信、计算机、控制等现代高新技术，提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害的新兴技术。为了缓解经济发展带来的交通运输方面的压力，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。

智能交通系统（Intelligent Transportation System）的概念是从70年代开始发展起来的，它是指将RFID技术、传感器技术、通信与网络等技术应用于交通运输系统，对交通信息进行加工处理，运用运筹学、人工智能和自动控制技术对交通运输进行控制和信息服务，促进车、路、人之间的互动和协同运作，最终使交通运输服务和管理智能化、安全化和高效化。

智能交通系统的主要功能体现在以下：顺畅功能：提高交通网络的通行能力，增加交通的机动性，提高运营效率；调控交通需求；安全功能：提高交通的安全水平，降低事故的可能性，防止灾后危险扩大化；环境功能：减轻堵塞，降低汽车运输对环境的影响。

2 智能交通系统的发展现状

目前，交通拥挤造成了巨大的时间浪费和经济损失，为了缓解经济发展带来的交通运输压力，世界各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。

2.1 国外发展现状

美国、日本等发达国家竞相投入大量资金和人力，进行道路交通运输智能化的研究试验。目前，美、日等发达国家在推动智能交通系统研发和试点应用的同时，从拓展产业经济视角，不断促进智能交通系统产业形成，注重国际层面竞争，大规模应用研发成果。如美国，参与智能交通系统研发公司达600多家，其中半数以上为美国大型公司，包括航空和国防工业公司。日本在四省一厅联合推动智能交通系统研发活动后，一直在加速智能交通系统实际应用进程，积极推动如车辆信息通信系统 （VICS）、电子收费系统（ETC）等应用。

2.2 国内发展现状

我国交通运输基础设施短缺，各级交通部门充分发挥“后起国”优势，通过技术引进和自主创新，一些先进技术逐渐在中国部分大城市交通部门得到应用。2000年，国家交通部、建设部、公安部联合全国各大科研院所和多家高校制定了符合我国国情的《国家智能交通系统体系框架》规定我国智能交通系统发展主要集中在不停车收费、出行者信息服务、城市交通管理、公共交通系统、智能公路系统等9个方面。此外，国家“十五”科技攻关重大专项“智能交通系统关键技术开发和示范工程”确定了包括杭州、深圳、上海、北京、广州等在内的国内10个示范城市。

3 城市市智能交通建设的方案设计

3.1 智能交通系统方案需求分析

根据城市社会经济、交通运输领域的发展现状，其智能交通系统建设目标与经济发展相适应，与环境发展相协调，以提高人流与物流的移动效率。从基础信息采集、信息融合以及信息三个方面来说，具体包括：

⑴建成覆盖全市的多方式交通信息采集系统。在全城范围覆盖内，采用地埋式线圈、红外线探测、雷达探测等定点，微波、视频检测，浮动车采集技术以及今后基于移动终端的动态采集技术进行信息采集。只有强大的信息采集系统，才能进一步实现公用信息平台的建立和完善，实现信息处理的功能，将大量的基础数据提炼成有用的信息，并最终提升到知识层面和应用层面，满足智能交通系统各个层面的需求。

⑵完善城市交通信息共享平台，准确的融合所有信息。利用多媒体电子的空间基础信息，逐步完善城市智能交通公用信息平台，它是与外部环境之间进行信息交换的重要通道；是信息汇集的中心和信息交换的枢纽，对各子系统起到支撑作用。各个信息系统的完整性确保了信息传播交换的顺畅，对提升城市交通运行效率和服务水平具有举足轻重的作用。

⑶建成多层次、多手段的交通信息体系，实现全市范围内交通信息诱导服务，提高出行效率。

3.2 智能交通系统体系构架

智能交通系统体系框架吸收了国外发达国家和地区智能交通系统体系框架的经验和成果，并结合中国交通特点，道路交通实际状况，确定了适合中国发展的智能交通系统体系框架，如图4.1所示，该框架中将整个智能交通系统按照信息的流动和存在形式分为三层：信息基础设施、公用信息平台和应用服务。体系框架中的主体是信息基础设施、公用信息平台、交通仿真和应用服务。其资金、体制、人力和技术等保障措施也是框架不可缺少的部分。

3.3 智能交通系统功能分解

智能交通系统所包含的的功能很多，主要的功能发挥先进的导航系统作用、自动收费、协助安全驾驶、交通管理优化、道路管理效率化、协助公交车辆运营、商用车效率化、协助行人、协助紧急运营等，如图4.2所示。

不同国家和地区道路交通现状不同，对于智能交通系统 功能的具体选择和运用上也有所不同，2004年1月，我国智能交通系统体系框架的修订工作在国家智能交通系统工程技术研究中心的组织下开始进行，主要涉及到用户服务、逻辑框架、物理框架及应用系统。

3.4 智能交通系统实施设计

智能交通系统是一个复杂的巨系统，内容庞大、结构复杂、技术含量高，需要多个领域、多个部门的长期合作，其研发、建设、管理均需充足的资金支持。因此，在实施过程中，必须制定一个总体策略，分阶段实施。具体表现为以下几个方面：

⑴根据交通发展现状，确定智能交通系统 的技术研究重点、应用建设重点、产品开发和产业化以及标准化方面。

⑵综合运用现有数字化公用平台，建立起能够支持智能交通发展的技术支撑体系；确定各相关部门工作内容，并进行全市范围内的普及应用；在已有的交通设施产品的基础上，开发出具有完全自主知识产权的各类交通信息采集、检测设备，车载装置、手持移动终端等，并实现批量化生产，逐步形成交通信息服务产业。

⑶继续加强对智能交通系统的建设与发展，使郑州市智能交通进入大规模服务应用期，不断扩展新的系统和功能来满足公众对智能交通系统的需求。

4 结束语

由于智能交通系统的发展日新月异，作用领域的范畴需要不断的更新。对于针对推动城市智能交通系统建设的发展所提出的一系列的设计方案应进行长期坚持不懈的探索。随着整个城市的建设，国家经济的不断发展，建设重点都会发生变化。因此，要想一次规划，终身受用是不现实的，也是不可能实现的，要全面考虑各种影响因素的综合模式还需进一步研究

另外，智能交通系统建设方案的规划相对来说还比较片面，在具体实施的过程中有一定的难度，虽然已有相应的很多城市建设可以借鉴，具体应用时难以确定。因此，还需进一步展开理论和实验研究。

[参考文献]

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[2]陈荣波.智能交通系统理论的研究与实现[D].长春市：吉林大学，2004.

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它是测绘学、地理学、空间科学、生态环境学、信息学、计算机科学、管理学、人工智能、专家系统与网络通讯技术等领域的边缘交叉科学，是以这些学科为基础技术平台，用各种现代化的方法来采集、存储、管理、分析、显示和应用与整个地球表面（包括大气层）空间和地理分布有关的数据信息的信息系统。它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，它满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，并且用户可以借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。

二、基于GIS的智能交通系统的概念及功能

基于GIS的智能交通系统是为现代化交通指挥中心而设计开发的软件平台，它是一个开放式的复杂的系统，集控制、管理、决策于一体，它主要包括电子地图系统和数据库系统，其中电子地图系统是指与用户交互的部分、该系统能够实现地图的漫游、缩放功能，能够实现多媒体、多比例尺的图文双向查询，具有很强的数据修改功能，可以实现最佳路径选择和某些预案的推演，辅助指挥人员做出决策。

基于GIS的智能交通系统是交通管理的基础信息数据库，它由静态的道路网、道路宽度、等级、路名、地形地貌、重要场所等信息和动态的交通组织方案、等时图、交通拥堵、交通事故多时段、路段、警力配置等信息共同组成。它可以利用多媒体技术把一张地图分层展开，并按需要配上相应的数据、图形、图像、信息，使我们能够最大限度地了解到相关内容。它的特点是规模庞大、结构复杂、功能综合和因素众多。其主要功能如下：

实现输入、修改、编辑城市交通地图及其相关的属性数据。

（2）图形库管理功能

实现对地图图库、图中的点、线、面的增加、删除等功能。

（3）系统显示与查询功能

分层显示电子地图；按不同颜色或标记显示电子地图上的不同目标，并可显示不同目标的属性数据；地图的任意漫游、放大、缩小；显示实时的交通图像信息，实现交通诱导。

（4）系统分析与决策功能

最佳路径分析是指可根据用户的请求，系统依据当前的交通拥挤情况，给出最佳路径分析结果；指挥调度是指对特种任务和突发事件能提供一套决策方案供指挥人员参考。

三、基于GIS的智能交通管理系统的分析与实现

我们所开发的基于GIS的智能交通管理系统硬件平台可为小型机或服务器，服务器操作系统可为Unix或Windows2000及以上版本。数据库管理系统为Oracle8.0及以上版本。系统开发平台为VisualC++6.0，GIS开发平台为MaPhifo及MaPX。该系统主要是针对是在湖州市交警支队的需求进行分析与实现的。

（一）系统总体建设目标

我们开发智能交通管理系统的目的是为了提高基层交警中队（包括镇区中队、省国道中队、农村中队）的实战能力、工作效率、服务质量和决策水平。具体功能目标如下：

（1）在同一应用平台上，实现基层中队对机动车、驾驶人交通违法行为和交通事故信息的采集和处理，满足一线执法民警处理交通违法和交通事故的需求。

（2）实现机动车和驾驶人的户籍化管理，建立辖区内机动车和驾驶人相关信息的更新维护机制。

（3）实现对辖区内相关单位（机关、运输企业、学校、驾校）交通安全等基础信息的更新维护机制，确保基层民警及时掌握本辖区的交通安全管理情况。

（4）实现基层大、中队对日常业务工作台帐的计算机化管理。

（5）实现机动车、驾驶人、交通违法和交通事故等信息的关联查询，建立公安交通管理信息的综合查询机制。

（6）建立有效的信息、业务监督和工作考核机制。

（二）数据采集与地理编码

将湖州市1:5000地图数字化并转换为MaPInfoTable文件格式的电子地图。在MaPInfo中完成了地图编辑、图层添加和地理信息编码等工作。该电子地图主要分为三层：基本层，信息层和详细层。电子地图与一个空间属性数据库关联，在空间属性数据库中存放与电子地图对应的相关属性信息。

（三）系统运行的网络环境

该智能交通管理系统运行的网络环境如图1所示。

（四）系统的功能设计

通过“智能交通管理系统”实现机动车/驾驶人相关信息！的关联查询，实现主要业务台帐的计算机管理，实现机动车/驾驶人户籍信息的采集、更新和汇总，实现交通违法信息、交通事故信息的采集、录入。系统具有以下基本功能：

（l）数据采集功能

1）交通事故的采集！录入功能：依据《交通事故处理程序规定》，实现交通事故数据的采集与录入。

2）非现场违法数据的采集功能：能够将各类非现场车违法信息自动导入“交通违法业务系统”数据库。

（2）系统管理功能

系统管理主要包括用户权限管理、数据维护、功能维护、设备信息管理、口令修改、系统配置等功能。

（3）信息查询功能

1）机动车信息查询：提供本辖区内和全国范围的机动车登记信息查询，并可实现机动车违法记录/事故记录信息的关联查询。

2）驾驶人信息查询：提供本辖区内和全国范围的驾驶人管理信息查询，并可实现违法记录/事故一记录等信息的关联查询。

3）交通事故信息查询：提供本辖区内发生的道路交通事故信息查询，以及本辖区内的机动车/驾驶人事故信息查询。

（五）信息共享要求

在建设“智能交通管理系统”时，我们充分考虑了平台与现有的机动车登记、驾驶证管理、交通事故处理、交通违法业务处理、危险化学品运输管理等系统的互通共享。在录入和更新平台相关信息时，能自动调用现有的机动车登记和驾驶人管理等信息，实现路面执法与源头信息、管理的共享，提高执法效率和管控水平。如图2所示。

四、结论

基于GIS的智能交通系统为现代化交通指挥中心提供了集控制、管理、决策于一体的软件平台。它利用先进的信息处理技术、导航定位技术、无线通信技术、自动控制技术、图像分析技术和计算机网络等技术，为加强道路、车辆、驾驶员和管理人员的联系，而建立起的一种在大范围内，全方位发挥作用的，实时、准确、有效的综合交通管理系统。将数据挖掘技术应用于智能交通管理系统，提取出隐藏在数据之中深层次的、关于数据整体特征描述和数据发展趋势的预测信息和知识，对于交警部门实时监测路面状况和交通流量，及时采取相关措施，有效疏导交通阻塞，减少交通违法、交通事故的发生都具有重大的意义。

参考文献

[1]宫雨.具有利润约束的关联规则发现[D].博士学位论文:北京科技大学,2004.

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[7]李英,李武,王烷尘.聚类分析算法在交通控制中的应用[J].系统工程,2004(2):66-68.

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一、智能交通指挥系统

由于以前的交通管理指挥系统的交通指挥方式的局限性，结果导致在整个系统应急处理过程中不可避免地出现非同步性以及工作效率的低下，例如针对城市交通状况的收集，传动的指挥方式往往依靠“交警采点+采点结果汇报于指挥中心+给出解决措施”的方式来实现，此种解决方法属事后行为，因此对城市交通状况的改观非常不利；针对交通事故的处理，交通事故发生的不可预见性往往使事后取证出现较大难度，因此多数交通事故难以被及时处理，那么势必引起更大面积的堵塞。针对此类情况，本文介绍了一种以3G通信技术为基础技术的智能交通指挥系统。基于3 G通信技术的智能交通指挥系统具体由若干监控远程、监控中心、3 G数据通信链路组成，另外，以 TCP/ IP协议的3 G通信技术被运用到交通部门，能够直接实现运行，此外前端摄像机的视频信号具体经网络视频服务器实现从网络向分节点的传输，随后经分节点直接传至网络，但若分节点存有矩阵，亦可把矩阵与 DVR连接起来，随后直接传至网络。监控中心要想对多个的设备硬件进行控制，那么需要具体把用户的需要、监控的现场情况进行周密结合。高速云台、数字解码器、画面分割器、远端监控主机、3G数据传输模块等设备是主要的远端监控使用器材；同时监控中心使用频率最高的设备主要包括3G无线路由器以及切换视频矩阵等。此类设备在实际配置过程中，主要是从用户实际需求的角度出发进行配置的。3G网络是该交通系统的主要组成部分，也即是该交通指挥系统主要通过3G网络传输交通路口的视频信息与相应的信号控制信息，借此实现智能交通指挥系统组网新的发展，此外网络管理用户能够实时浏览监控若干监控现场。

以3G通信技术为基础技术的智能交通指挥系统在采集图像信号以及处理图像信号的过程中，往往以DSP高速处理仪为主要手段实现高效精确地处理，想要进性增强或复原图像，那么就应通过预处理的图像模块。而处理之后的图像则是通过颜色标准探测模块、运动目标检测模块等模块完成接收。对于运动的目标而言，主要以模糊跟踪控制技术为主要技术手段实现动态智能跟踪。想要以网页浏览图像或者回放、查询历史数据，则应通过多媒体科技、Web数据库科技技术；要想实现信号、语音、视频等数据的远程传输，则通过现场总线科技、无线通信科技与压缩图像解码技术，（见图1）。

基于3G通信技术的智能交通指挥系统具有实时性、同步性与分布性是以3G通信技术为基础的智能交通指挥系统的主要特征与优势，同时，该交通指挥系统在多道路交通实时情况的监测中，还具有级联的监控中心模式（如图2所示）以及多级监控模式等，此外该系统还可实现多级系统组合，最终可以扩大交通视频的监测面积，扩充监控系统的储存量。用户在需要浏览监控时，仅需服务器以及浏览器，就能够对道路交通的相关信息实施监控。

二、智能交通指挥系统的核心技术分析

通过以上分析可知，在道路交通指导过程中，主要应用的关键技术包括TD- SCDMA3 G移动通信技术（如图3所示）以及移动通信技术、压缩解码技术、交通流量最佳的计算办法等。本章节着重介绍TD-SCDMA3G移动通信技术、CDMA2000移动通信技术、最佳交通流量预测算法。

（1）TD-SCDMA3G移动通信技术。TD-SCDMA3G的设计最好采用分布式软件体系结构，以便实现简化软件设计，降低软件模块间的耦合及改善软件编写、调试、维护的环境。TD- SCDMA3 G具体包括接口与通信、移动台模拟器、系统模拟器（见图3）三部分。其中，系统模拟器的突出作用在于实现基站仿真，该系统模拟器主要由几大功能模块构成：人机界面，信令程序编译、消息收发以及信令提取、信令解释等。而具有智能天线的TDD模式则是TD-SCDMA3G主要采用的模式，用户以智能天线为载体，进行距离与方位的定位，此时仅需借助接力切换方式，便可使基站与基站控制器结合用户的实际距离与方位信息对移动手机用户的异动情况进行判断，在此基础上保证切换到相对应基站临近区域的及时性，促进接力切换到位，从而使切换过程中对临近区域基站信道资源的占用率得到全面降低，并大幅提升切换成功率。同时，TD-SCDMA系统在传送数据业务的过程中，如传送2Mb/s数据业务的过程中，通过码片速率为1.28Mb/s以及频带宽度为11Mb/s方式便可顺利完成数据业务传送。目前全球频谱资源均呈现出极度紧张的状态，若想找出完全符合要求的对称频段，实属难事。针对D-SCDMA系统，其仅需满足某个载彼的频段便可顺利使用，由此实现对现有频率资源的灵活利用。（2）CDMA2000移动通信技术。在CDMA技术中，CDMA2000是一种关键的技术，它以提供足够高的数据速率来满足 IMT-2000的性能要求为主要目标。此项技术特点如下：无线接口源自 ANSI TIA/ EIA-95、网络结构源自 ANSI TIA/ EIA-41、信道带宽 N* 1.25MHz（N取1、3、6、9、12）、扩频码片速率 N* 1.2288Mbit/s（N取1、3、6、9、12）、双工技术 FDD/ FDD等。功率控制技术以及具有较好的延时性能、选择效率与编码增益高等优势的高效信息编译码技术是CDMA2000中最为核心的技术。由此可见， CDMA2000具有诸多独特性，其一，大容量系统，相同的无线信道可以满足全面的 CDMA客户，所以，如果用户进行经验交流，那么信道内其他用户所受到的干扰势必大幅度降低，所以 CDMA系统对人类语言特点的充分利用能够使相互干扰程度大大降低，同时实际容量能够增大至原来的三倍左右，从理论上分析，模拟网络比 CDMA数字移动通信网的系统储存容量小近19倍左右，其实，增大的值比模拟大约9倍左右和较 GSM增大4～5倍左右。二是CDMA系统通信性能更好。对于在硬切换过程中常常出现的掉话现象，可通过软切换技术对其解决，同时带宽与频率相同时 CDMA系统工作能够大幅度降低软切换技术的实现难度，从而促进通信质量的全面提升。由此可以看出，CDMA系统在获取声码器速率时，主要是综合运用自适应阀值技术以及误码纠错等多种技术实现的，通过这几种技术的综合运用，能够获取质量更高的数据。三是频带利用率超高。CDMA作为扩频通信技术，虽然占有部分频带带宽，但其允许系统区域内重复使用单一频率，进而使用户共享同一频带的同时，实现频带利用率的大幅度提高，此外若按各用户占用的频带进行计算，其结果也会使用户对频带使用效率全面提升。与此同时，CDMA系统能够结合差异的信号速率，并且在信道频道上自动调整为相对应的形式，最终可出现较高的频带的利用效率。（3）最佳交通流量预测算法解析。除上述两种关键技术以外，最佳交通流量预测算法亦属智能交通指挥系统的关键技术。人工神经网络的建模主要经数据的输出与输入来实现，计算模式属于并行，所以，该模型的特点是高速的计算能力、非线性的映射能力、自学能力与自适应的能力。目前人工神经网络呈现出多样性，其中误差逆传播网络的应用范围最广，目前该项技术已占据着前向网络的中心地位。实践证实，BP网络以及以高阶神经网络为代表的误差逆传播网络是许多神经网络模型中最常使用的形式。相较于传统误差逆传播网络而言，高阶神经网络具有其独特性，像智能神经元存在与高阶神经网络，思维能力是智能神经元的主要特点，另外内部的函数转移可以从分析外部的网络来实现自动调整，进而获取更佳的学习效果。

三、结束语

综上可见，当前的智能交通监测系统是多种先进技术综合应用与结合的成果，例如，3G通信技术、图像数字传输技术等，是保障道路交通的舒适性与安全性的重要手段。实践证实，基于3G通信技术的智能交通指挥系统能够实时采集到监控区域行人或车辆的流量及交通运行情况，并以所采集的信息数据为依据，方便交通指挥人员高速判断交堵塞情况等，从而做出及时决策，确保道路交流正常有序运行。

参 考 文 献

[1] 李玲，王婷. 基于GPS定位及3G通信客运车辆监控系统设计[J]. 现代电子技术，2011，34（18）：18-20

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中图分类号：G642.0;U491 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0087-03

引言

随着社会的不断进步与发展，交通运输业得到了很好的发展，无论是从人们的日常生活还是整个国家发展的角度上来看，交通运输这个行业都扮演着日益重要的角色。可以说，构建一个安全、便捷、高效、经济的交通运输体系，已经成为一个国家能否实现又好又快发展的先决条件。

与大多数其他的行业发展轨迹类似，交通运输业的发展也是紧跟着时展的步伐，融入了各个时期最顶尖的科学技术。从最初的狭义的仅仅针对于人的交通，到人、车、路的结合，再到海陆空三位一体的全方位立体式的交通运输布局，交通运输不断的向前发展。当下的交通行业正在进行一场新的科技变革--智能化，这个全新的概念，正在逐步渗透进交通运输的各个方面。毫无疑问，智能化将是21世纪交通运输行业的发展方向，全面实现智能化将是所有交通人都为之努力奋斗的目标。正是在这样的背景之下，《智能交通运输系统》这个学科应运而生，并且很快就成为了各大高校以及研究所的研究热点。

北京航空航天大学作为国家重点的985、211高等院校，自然就该时刻把握住前沿的科学技术发展方向，而交通科学与工程学院作为北航专业于交通运输行业的院系，对于交通运输智能化的研究也自然也就责无旁贷了。《智能交通运输系统》这门课的开设也正是学院推崇智能交通的一个举措，是学院紧跟科学前沿，大力发展智能交通研究的一个缩影。

只是随着教学的深入，《智能交通运输系统》这门课的一些问题也逐渐暴露了出来，作为一门涉及了车辆、交通、运输、道路、通信、控制等多学科交叉的课程，它的特点可概括为“概念多、理论多、内容多、无法理论联系实际”，而由于国内的对于智能交通的研究起步相对较晚，各方面的技术与理论研究都不是很成熟，国内已有教材往往无法反映该领域国外发展的最新进展，且宏观研究介绍偏多，实用案例偏少，使学生无法直观的对课本内容进行理解。而在考核方式上，很多时候都过于单一，很多学生没有真正理解智能交通系统的核心。因此，传统的教学内容和教学手段以及考核方式已无法满足《智能交通运输系统》的教学要求，有必要对《智能交通运输系统》课程进行一次全方面的梳理。

“物竞天择，适者生存”，如果人总以固定不变的思维去思考不断变化的事物，是不适合生存在这个瞬息万变的社会的。高等教育的国际化是世界高等教育发展的三大趋势之一，其中最典型的例子就是美国，作为一个移民国家，国际化是美国研究生教育的一个显著特点，也是其研究生教育成功的关键因素。作为本方案的两大亮点，案例式教学以及学科国际化，具有很强的时代特征，有针对性地解决了如今的教学中脱离实际、无法与国际接轨的问题，符合智能交通运输系统的课程特点。

为此，本文从教材课件、教学方式、考核模式3方面入手，提出综合案例式教学以及国际化教学的课程改革方案。

一、智能交通教材及课件改革

前文提到，由于我国对于智能交通的研究起步要比国外晚，所以如果继续采用原有的国内的教材会导致教学内容与国际研究成果脱轨，这对于一门新兴的学科来说，影响是巨大的。所以，在原有的教材之外，应该不定期的给学生印发最新的关于智能交通运输系统的研究成果，与课本相互配合，让学生在学习基本知识的同时也能时刻把握住该行业最新的前进方向，激发学生探索知识的热情。

同时，由于智能交通运输系统是一个综合的平台，融合了很多当下最前沿的科学技术以及新的概念，这些是这门课的重点与难点所在。因此，在教学中，需要强调交通大数据、车联网及人工智能等先进技术及概念在智能交通系统中的地位以及作用，同时在日常的教学中可以常穿插这些新技术实际运用的视频资料，让学生能够对这些新技术新概念有一个更加直观的认识，有利于教学的开展。

除此之外，为了使学生能更加准确的对国外的研究成果进行学习，课程中应该加大英语教学的比重，采用全英文的PPT对课程进行讲授，同时在讲课中穿插口语，加强学生对各个专业术语的熟悉程度，实现双语教学，这无论是对于学生英语水平的提高还是课程的深入开展都有很大的好处。

二、教学方式的改革

完整的智能交通运输系统，由很多不同的模块组成，涵盖了大量的软硬件设施，而实现智能化的关键就在于对产生的海量的数据的收集、处理以及分析。传统的教学模式中，仅仅从宏观的角度对整个数据处理过程进行概括性的介绍，学生很难真正理解智能化的含义，教学显得过于机械化，降低了学生的求知欲望，教学效果大打折扣。因此，对于教学方式的改革就变得很有必要。

首先，教学内容不要仅仅拘泥于课本，可以采用已经结题或者正在进行的一些项目为例，结合课本的知识进行案例式教学，这是整个课程改革最为核心的部分。每堂课上，根据显示案例，让学生自己发现问题，讨论问题，直到最终解决问题，充分发挥学生的自主能动性。这样就弥补了课本上教学事例不足的缺陷，通过实例加深了学生对于很多基本概念以及技术应用的理解，实现了理论与实际的结合。案例式教学的整个教学流程如图1所示。

其次，作为一门工程性质的学科，《智能交通运输系统》更加强调的是学生的动手能力，而实验教学就是提高学生动手能力最好的方式。在平时的教学中插入实验课，让学生对一些软件进行学习，例如R语言、Java、TransCAD等，可以让他们亲身体会到很多数据的具体处理流程，有利于他们更容易的理解智能交通的内涵。

最后，在教学中可以充分利用学校的地缘优势，定期组织学生到各个与智能交通相关的单位以及企业进行参观学习，让学生在实践中学习，对比课堂知识与实践运用的共同点与差异，激发学生的学习以及研究热情。

三、优化课程考核模式

考核模式是检验学生对于课程掌握程度的重要手段，能否因地制宜地选择考核模式是课程能否成功开展的重要环节。

《智能交通运输系统》是一门新兴的大融合的学科，无论是教学内容还是教学方式都和以往的传统学科存在着很大的区别。而在考核模式上，传统的仅仅依托最终考试的考核模式对于这门学科是不适用的。首先是因为《智能交通运输系统》所涉及的知识面太广，它本身就是一门涉及多门学科的课程，如果仅仅依靠考试对最终的成绩进行评定，这会造成题目的跨度过大，题目的深度也不好把握，而若是主要针对于基本概念的考核的话，又不利于学生对智能交通的深层次的理解。其次，传统的考试方式很容易使学生死记硬背知识，带来的结果往往是“分数高，理解少”，不利于学生对于知识的掌握。而对于另外一种依托论文的考核模式，由于目前的网络检索很发达，容易造成抄袭的现象，使课程考核往往流于形式。因此，针对《智能交通运输系统》这门课的特点，尤其是增加了案例式教学内容后，对考核模式进行优化变得非常有必要。

在充分考虑了该门课程的特点之后，我们决定采取开放式课程设计形式，在传统考试的基础上，加上课堂展示以及课堂互动评分两部分，这样在考察了学生对于基础知识的掌握的情况下还能考察他们对于所学知识的应用水平，最大程度地提高了学生的自主能动性。具体的方案为：首先，在平时的案例教学中，老师根据同学对于所提问题给出的答案的正确与否以及讨论问题时的课堂参与程度给出相应的课堂分数;其次，最终的课堂展示，其实这也算是案例式教学的一种特殊的体现形式，教师把通用数据（如交通事故数据，交通流量数据）发放给学生，不对题目作过多的要求，学生可以自由发挥，运用所学的知识去完成一个小型的项目，例如利用统计方法找出事故成因，或预测交通拥堵，在项目完成时，每名学生都要通过做英文汇报的形式在课堂上展示其研究成果，并由老师及其他学生针对所作项目进行提问，指出其优缺点，并共同进行打分;最后，在课堂展示完成之后，再针对智能交通的一些重点知识点以及概念进行考试，题目形式可以相对开放自由，学生可以结合自己对于智能交通的理解以及所学的知识进行作答。最终的考核分数由以上几项综合评定，而其中的课堂展示的部分将是所有考核的重中之重。这样的开放式的课程设计模式不仅可以增强学生的学习积极性，使学生能将理论知识应用于实践，同时还可以培养学生的团队合作精神，提高学生专业英语能力。

四、结语

《智能交通运输系统》是一门综合性的工程性质的学科，传统的教学模式并不完全适用，结合课程的自身特点以及交通运输专业学生的知识结构特点对课程的教学模式进行改革是非常有必要的。基于此，本文提出了从智能交通教材及课件的改革、教学方式改革、优化课程考核模式3个方面着手的改革思路，其中的重点就在于提升课程的国际化水平以及大力实施案例式教学，在把握住整体知识架构的基础上，紧跟国际智能交通的发展潮流，充分将理论知识与实践相结合，最大程度发挥了学生的学习和思考问题的自主性与积极性，取得的教学效果符合预期。

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Making a Case-based and International-oriented Reform in an Lntelligent Transport Systems Course

MA Xiao-lei

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智能运输系统(Intelligent Transport System)的主要思想是将传统的交通系统看成是人、车、路的统一体，运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域的先进成果来彻底改变目前被动式的交通局面，使人在驾驶过程中可以随时通过GPS/GIS、广播、信息板等手段了解目前的交通状况，而交通管理部门则可通过道路上的车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解各个路段的交通情况，并随时对各个交通路口的交通信号进行调整以及对外界进行信息，使整个交通系统的通行能力达到最大。

一、智能交通发展的现状

对智能运输系统的研究许多国家都投入了巨大的人力和物力，并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。

在美国，对ITS的研究虽然起步最晚，但由于投入较多，目前已处于该领域的领先水平。1991年，美国开始对ITS研究进行投资，仅1994~1995年就确定了104项研究项目，并成立了专门组织，着手制定ITS的研究开发计划，到1997年投资近7亿美元；1998年6月9日美国总统克林顿签署了“面向21世纪运输权益法案(Transportation Equity Act of the 21th Century)”。该法案的确定为美国公路系统的继续发展和重建带来了创纪录的投资。法案跨度为6个财政年度(1998~2003)，拨款总金额为2178.9亿美元，其中有相当一部分用于支持ITS的进一步研究与开发。欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针，由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究，著名的项目有PROMETHEUS和DRIVE等，其中DRIVE工程是目前世界上交通运输界规模最大的合作研究计划，共有12个国家的700多个单位参加，经费达5亿欧元。日本从20世纪70年代就开始了对汽车交通综合控制系统的研究，并成立了全国性的ITS推进组织，是对ITS进行研究最早、实用化程度最高的国家。目前已建立了较为完备的交通控制、信息服务等综合体系，并基本完成了覆盖全国的电子地图的绘制工作，有400万台汽车导航仪在使用，其中120万台可接收信息。

我国在ITS领域的研究起步较晚，但随着全球范围智能交通技术研究的兴起，进入20世纪80年代，我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面，北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统；另一方面，国家加大了自主开发的步伐，如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS，上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等；1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会，秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心，代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动，现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外，我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”，并逐步推广到全国100多个城市。

二、智能交通系统建设的意义

交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费，加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下，有些路段甚至只有7～8km/h；由于车辆速度过慢，尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力，尽量的利用现有的资源，使其发挥最大的作用，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。

交通运输是国民经济的基础产业，对于经济发展和社会进步具有极其重要的作用。公路交通运输以其机动性好、可以实现“门到门”直达运输以及运送速度快的特点，成为我国城市和城间中短途客货运输的主要方式。加快交通基础设施建设，综合运用检测、通信、计算机、控制、GPS和GIS等现代高新技术，提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害对加速发展我国公路交通运输事业具有十分重要的意义。这是公路智能交通运输工程需要解决的关键问题。

三、中国发展ITS的主导思想

中国是一个发展中国家，与发达国家相比，我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距，加上我国特有的混合交通特点，以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善，因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架。

中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力，因此也不能重复发达国家走过的老路，一定要立足本国实际，走中国ITS发展之路，以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业。

21世纪交通管理的发展趋势必将是管理体制集约化；管理设施现代化；管理手段网络化、信息化、智能化；管理效率高效化；管理方式社会化。因此，中国ITS的发展将带来一场交通管理体制与模式的变革，而这种变革将直接影响着ITS的发展。

四、发展中国智能运输系统的对策

1、打好ITS发展基础，特别是应加强ITS基础理论的研究工作

目前，国际上ITS理论仍不完善，还处于发展时期，我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流，在国际ITS现有发展水平上结合中国特点，深入细致地进行理论研究，尽快接近或达到世界水平，以迎接21世纪ITS发展的挑战。否则将成为别国的追随者，成为他们不成熟技术的推广试验场。

2、建立ITS协调组织机构

中国交通运输体制目前仍是条块分割状况，铁路、公路、民航、公安、建设等部门分头管理，现已出现了各自发展自身ITS的势头，这将造成中国资源上的巨大浪费。为此应尽快成立一个由国家统一领导的，有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织，类似于美国的ITS America，日本的VERTIS及欧州的ERTICO组织，来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准，特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划，实现ITS技术和产品的通用性、兼容性和互换性，加强政府的宏观调控，以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。

3、注重人才的培养

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中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）05（a）-0210-02

1 mBot机器人介绍

mBot是一款为素质教育而生的低门槛“机器人小车”，是实现跨学科综合素质教育STEAM[1]的载体，借助mBot机器人开展教育是培养学生创新能力的有效途径[2]。mBot 机器人分为硬件和软件两个部分，硬件是标准化的电子零件，由mBot机械部分、mCore控制板两部分组成，同时配有一个简易遥控器可供拼装完成后直接“驾驶”；软件部分使用基于Scratch2.0[3]开发的图形化编程软件mBlock，通过{牙直接实现操控mBot APP。mBlock根据需求编制一个程序，将其下载到mCore，由mCore控制mBot机器人完成动作。

mBot机器人与智能玩具的区别在于它可以使用软件mBlock进行二次开发，在其上加载一些传感器可以实现不同的功能。该次课程设计用3个mBot机器人模拟制作一个智能交通系统，用实例来讲述创新课程设计过程。

2 智能交通系统分析

课堂以智能交通系统为主题，激发学生讨论，讨论结果形成一个简单、完整的交通系统由3个部分组成智能汽车、智能红绿灯、智能车库。具体功能如下描述。

（1）智能汽车，用mBot机器人模拟汽车的行车过程，前进、左右转弯、倒车，同时用指示灯颜色和不同的声音区分不同状况，以给出警戒和提示；车上安装超声波传感器，便于安全倒车；汽车的行驶过程用遥控器控制。

（2）智能红绿灯，根据路段车流量设置红绿灯间隔时间，绿灯结束后有3 s的黄灯闪烁；指示灯亮，并用LED数码管显示剩余时间。在mBot机器人的主控板mCore上安装两个设备，一个是LED灯作为红绿灯使用；另一个是4位数码管用来显示红绿灯时间，用RJ25接口线将两设备与主控板连接。

（3）智能车库，用超声波传感器来检测有无车辆入库，若有，则用舵机控制横杆抬起，若无，则横杆落下。若在超声波出现故障时，则用机械遥感手动控制横杆起落。mCore主控板接3个设备：一是超声波传感器，用来检测门前有无车辆；二是遥感，便于应急时手动控制；三是舵机，其上安装横杆，接收超声波传感器信号，控制横杆起落。

3 课程设计

将智能交通系统课程设计分基础、应用、创新3个阶段来讲述。

（1）智能汽车：对汽车的踩油门、松油门过程用键盘上的“按下、松开上移键”命令来控制；脱机时，将“按下上移键、松开上移键”命令用红外遥控器上的上下箭头代替，便于脱机控制。由于红外线遥控器控制命令以判断形式出现，须将其加入条件控制结构。其它转向功能与前进类似。

基础功能完成汽车的机械行驶前进、后退、左转、又转，同时配备相应的指示灯；通过键盘上的4个方向箭头完成在线控制，使用图形化模块如表1的在线命令。通过学习让学生熟悉mBlock软件界面，学会图形化模块的拖拽方法和技巧。教学内容适合小学5、6年级学生。

应用级在初级基础上将控制方式改为遥控器控制，实现脱机运行，模块指令如表1的脱机命令。由在线命令转为脱机命令模块结构简单，但加入了选择判断，使学生的思路更加条理，同时查看对应模块生成的arduino程序如表1的Arduino 代码，熟悉arduino语法结构。教学内容适合中高年级学生。

创新能以初级为基础，加上应用级训练具有的逻辑思维能力和读代码能力，可以创造性地实现不同功能，当软件给出的模块结构不能满足要求时，可以在arduino的编辑器IDE手写代码来完成。高级阶段，每个学生的作品不一样，教学呈现个性化，适合大学生和电子类爱好者。

（2）智能红绿灯：定义一个变量time用来计时，将红绿灯持续的时间设置为循环次数，每次延时1秒，将变量time值减1，用LED数码管显示变量time值，达到计时效果。假设绿灯持续时间为30 s。

教学内容属于中级，增加了循环结构和变量设置，红绿灯持续功能用循环结构来实现，显示时间用变量赋值来完成。对中小学生，变量概念不易于理解，可用解应用题时的设未知数知识点来变通。对这部分内容的创新可以横向拓展，由红绿灯联想到路灯、声控灯、跑马灯、led显示屏等。

（3）智能车库：设置3个变量s、x、y、s用于存储超声波传感器测得数据，x存储摇杆x轴移动的距离，y存储摇杆y轴移动的距离；s小于10时，表示有车通过，横杆抬起，否则，横杆落下；x大于y表示横向移动，横杆落下，y大于x表示纵向移动，横杆抬起。其执行arduino程序如下，等待两秒是保证车安全通过。

相比上面教学内容增加两个难点：一是逻辑关系复杂包含顺序、选择、循环结构的嵌套，在理清逻辑关系的基础上才能驾驭；二是熟悉Arduino编程语言语法结构，并用其将逻辑关系表达出来。创新应用可在深度上挖掘，设计出更智能化的作品。

4 结语

创新教育是一种培养学生创造与创新能力的新型教育方式，提倡在真实情境下学习、从生活中学习。该次创新教育课程设计内容选自与学生接触紧密的智能交通系统，以此为主题展开讨论，激发学生兴趣，引导学生关注生活，树立处处留心皆学问的学习理念。

创新课程采用项目化的教学方式，由智能交通系统为中心，向外发散到智能汽车、智能红绿灯、智能车库，每个部分又引出更多的知识点（如，智能红路灯引出路灯、流水灯、led灯等），丰富创新课程教学内容，体现知识有用性；创新课程教学目标区别于传统课程的知识堆砌[5]，强调知识的横向纵向联系。创新课程没有标准答案，每个学生的想法都是智慧的萌芽，都会得到老师同学的认可，找自己的存在感，参与意识更强烈；更容易保持学习的激情、增强学习信心，在学习的过程之中更容易生成新的创意。

创新课程是课堂教学的有效补充，将基础教育获得的碎片化知识整合，结合实际加以应用，强调知识的有用性，从而调动学生的学习积极性，培养学生的创新、实践能力。

参考文献

[1] 梁森山.中国创客教育蓝皮书[M].北京：人民邮电出版社，2016.

[2] 万佑红，将国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报，2005，27（4）：6-8.

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1 ITS信息及特征分析

1.1 智能交通信息（ITS）

交通系统由包括4个基本要素：人（交通出行者、驾驶员和管理者）、物（货物）、各类交通工具和相应的交通设施构成。交通信息是指所有与交通系统的四大要素相关联的信息，是ATMS的关键基础。面向ATMS的基础交通信息主要是指与交通运行状态和交通管理有关的交通信息，是交通信息中最直接、最基础的信息。基础交通信息包括基础交通地理信息、交通实时状态信息、交通控制和管理信息、交通政策法规信息、公共交通信息。

1.2 基础交通信息的属性特征

基础交通信息是一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，其应具有以下一些基本属性特征：1）准确性；2）及时性；3）共享性；4）信息的采集具有实时性和动态性；5）具有海量信息特征；6）增值性。

2 数据压缩处理技术

交通信息一方面时采集到的信息烦杂多样，要想利用这些不同类别的信息，需采用不同的处理方法；另一方面，交通信息的一个显著特征是它的空间性和随机性，因此对它的研究分析需要建立在广泛统计的基础上，应用各类信息处理技术和统计分析方法来探索它的规律性。

所谓多媒体技术就是能对多种载体（媒体）上的信息和多种存储（媒质）上的信息进行处理的技术，特点主要表现在它的综合性和交互性。交通信息是属于多媒体信息范畴。若要实时的综合处理声音、图像、视频、文字等多媒体信息，其数据量是非常大的。要传输或存储这样大的数据量是非常困难的，必须对其进行压缩编码，在满足实际需要的前提下，尽量减少要传输或存储的数据量。

数据压缩主要依靠信源编码技术。一般的，图像压缩技术可分为两大类：无损压缩和有损压缩技术。在多媒体应用中常用的压缩方法有PCM（脉冲编码调制）、预测编码、变换编码、插值和外推法、统计编码、矢量量化和子带编码等；混合编码是近年来广泛采用的方法。新一代的数据压缩方法，如基于模型的压缩方法、分形压缩和小波变换方法等也已经接近实用化水平。

3 信息融合技术

信息融合技术在单纯数据采集融合（即一次融合）阶段称为数据融合，是研究多种信息的获取、传输与处理的基本方法、技术、手段以及信息的表示、内在联系和运动规律的一门技术。融合是指采集并集成各种信息源、多媒体和多格式信息，从而生成完整、准确、及时和有效的综合信息，它比直接从各信息源得到的信息更简洁、更少冗余、更有用途。

先进的交通管理系统（ATMS）是一个典型的多传感器系统，信息融合技术给交通信息加工和处理提供了一种很好的方法，信息融合技术的最大优势在于它能合理协调多源数据，充分综合有用信息，提高在多变环境中正确决策的能力。

在信息融合领域使用的主要数学工具或方法有概率论、推理网络、模糊理论和神经网络等，其中使用较多的是概率论、模糊理论、推理网络。当然，除了这几种常用的方法之外，还有其他很多解决途径。

3.1 概率论

在融合技术中最早应用的就是概率论。在一个公共空间根据概率或似然函数对输入数据建模，在一定的先验概率情况下，根据贝叶斯规则合并这些概率以获得每个输出假设的概率，这样可以处理不确定性问题。贝叶斯方法的主要难点在于对概率分布的描述，特别是当数据是由低档传感器给出时，就显得更为困难。另外，在进行计算的时候，常常简单地假定信息源是独立的，这个假设在大多数情况下非常受限制。卡尔曼滤波方法则根据早先估计和最新观测，递推地提供对观测特性的估计。另外，概率论和模糊集理论的综合应用给解决多源数据的融合问题提供了工具。

3.2 模糊理论

模糊集理论是基于分类的局部理论，因此，从产生起就有许多模糊分类技术得以发展。隶属函数可以表达词语的意思，这在数字表达和符号表达之间建立了一个便利的交互接口。在信息融合的应用中主要是通过与特征相连的规则对专家知识进行建模。另外，可以采用模糊理论来对数字化信息进行严格地、折衷或是宽松地建模。模糊理论的另一个方面是可以处理非精确描述问题，还能够自适应地归并信息。对估计过程的模糊拓展可以解决信息或决策冲突问题，应用于传感器融合、专家意见综合以及数据库融合，特别是在信息很少，又只是定性信息的情况下效果较好。

3.3 推理网络

推理网络的构建和应用有着很长的历史，可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美国学者所做的研究工作。近来，许多对于分析复杂推理网络的理论往往基于贝叶斯规则的推论，并且都被归类于贝叶斯网络。目前，大多数贝叶斯网络的研究都包括了对于概率有效传播的算法拓展，同时它在整个网络中也充当了新证据的角色。同时贝叶斯网络在许多A1任务里都己作为对于不确定推理的标准化有效方法。贝叶斯网络的优点是简洁、易于处理相关事件。缺点是不能区分不知道和不确定事件，并且要求处理的对象具有相关性。在实际运用中一般不知道先验概率，当假定的先验概率与实际相矛盾时，推理结果很差，特别是在处理多假设和多条件问题时显得相当复杂。

参考文献

[1]杨兆升.基础交通信息融合技术及其应用[M].北京：中国铁道出版社，2005．

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1993年直今，从事信息技术（IT行业）工程规划、设计、实施工作，亲自主持规划、设计、实施的工程多项，并撰写了《体育场馆智能化系统建设导论》专著，发表了《中国智能交通信息系统大集成方案总体框架》、《信息在智能建筑及其他领域的内涵》等论文。一句话，总结我一生整整50年的科技工作，均没有离开《信息》，只不过工作在不同领域的信息和不同的信息环节上，所以至今《信息论导论》论文的发表，是水到渠成的结果。现任同方数字城市产业本部顾问。

【摘 要】本文回答了信息的简明广义定义；解释了信息在在自然界与人类社会中的地位与其他要素的关系；提出了信息的6+1理论；分析了智能化、信息化，以及它们之间的关系；明确了智慧型地球、智慧型国家、智能城市、智能社区、智能建筑、智能交通、智能安防等的判别标准及其内涵，例举了轨道交通建筑、轨道交通系统智能化/信息化的规划与实施工程图解；指出了目前最热门的与信息化有关的物联网的实质，及与互联网的关系，以及它在信息论中的地位等问题。

【关键词】 信息 信息化 智能化 医院装备

[Abstract]This article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between Nature and human being. Bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. What's more，this article also give the specific standard in Intellectual Earth，Intellectual city, Intellectual community，Intellectual architecture， Intellectual transportation，Intellectual security. Giving the examples in the blue print of Track traffic construction and the Informatization that used on Internet . The last but not the least, it brings up the problems exist in internet.

[Key words]information; Informatization; Intelligentization; hospital equipment

引言

在我国“2006-2020国家信息化发展战略”中明确提出，“信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量”，在十二五规划中指出要：“全面提高信息化水平”……“ 推动经济社会各领域信息化”。“7.23”浙江勇温线铁路动车追尾特别重大事故的发生，就其原因而言，从已报道的资料看，恰巧问题就出在信息设施（硬件）与信息管理平台（软件及活件）上，这里指的活件就是操作硬件设备和管理软件的人。教训是深刻的，这让我们又一次认识到深刻理解和掌握信息论的精髓之重要！说信息是轨道交通和一切交通系统的灵魂完全不为夸张！

信息化是智慧型地球、智慧型国家、智能城市、智慧型社区、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等领域追求的目标，或是目的，总而言之，信息化是目前人类社会走向智慧型生活的先导、灵魂，这个论断的重要性和迫切性已经是无可置疑的了。但更为理性地认识智能化/信息化的理论方面，还有待进一步地探讨这个当今世界人们都甚为关注的问题。本文既然定名为“信息论导论”，自然就不是针对其细节进行讨论，而是试图在这方面给出一个相对较为全面的，但又是十分明确概括地来描述信息论中所涉及的各个环节之间的关系问题，从而可以给业内人士在规划自己本部门，或自己工作方面的信息化工作时，有一个明确的目标和途径，不为当前一些商业炒作而夸大某些还不够实际的东西而迷惑，是本文的目的。

信 息 的 定 义

谈到信息，当今社会人们无处不把信息这个词挂在嘴边，但到底什么是信息，其定义是什么，恐怕并不是很多人能够简单明了地回答出来。这是一个哲学名词，到目前为止，信息这个名词还没有一个权威的准确的定义，这当中最具代表性的就是所谓“香农”理论，这个理论说，信息就是“确定性的增加”，这个定义是使人费解的，至少说不够通俗、不够全面和不够广义，是狭义的，这个定义是香农在贝尔研究所任职时针对通信行业而下的定义。

有关“信息”的定义，不下N种，太多版本了，这种局面，本身就反映了人们在认识“信息”概念方面的不确定性，不够有把握，不能一针见血地说清楚，才造成各种解释都有！有点象在天文学中出现的宇宙是怎么形成的？人类有史以来有各种版本的宇宙起源学说，如亚里士多德的“地心说”、哥白尼的“日心说”、到今天的“大爆炸说”等等,这些学说，不断被天文学家用新的观测事实所否定，然后又出现新的理论来解释宇宙的起源，即使今天的“大爆炸理论”，仍然还有解释上的矛盾之处，需要科学家继续去进一步地探索之；“癌症是怎么产生的？自癌症这个词出现以来，也有各种解释癌症产生的原因的版本，但都还未见到权威性解释的报道，所以才出现人们对癌症恐慌症，才在人们中流传着这也致癌，那也致癌，其实可能就是还没有找到真正的致癌病因，才会出现这种局面；“光的本质是什么？人们开始认识光的时候，只知道光是直线传播的，产生了基于光是直线传播的几何光学理论，但随着不断地发现新的实验和观测事实，又才明白，光还具有波动性，和衍射性”等等，这样的例子，举不胜举。其实这些重大的科学问题，人们认识它，的确有一个认识过程，要求从一开始就有一个确切无误的定义，那是脱离人类认识自然规律的，只有当人类累计了大量的观测事实和实验事实之后，不断地从认识，到否定，再认识，再否定，直到得到一个比较接近于真实的那样一个定义或解释，才是比较全面而肯定的结果。

尽管如此，到目前为止，作者比较赞同较为靠谱的简单而明了的信息定义是：信息就是可被主体感知的附着于各种客体（载体）上的自然界物质或能量存在的一种形式及其运动变化呈现出的状态，例如通过感觉通道（如人或动物、植物的眼、耳、口、鼻、肢体）的神经系统能感知的某种物质或能量存在的形式或其运动变化呈现出的状态，我们称这种“存在形式或状态”就是一种信息。

信 息 的 6+1 理 论

信息论要研究的内容就是这些可被感知的物质或能量存在的形式及其变化状态的产生、采集、传输、处理、存储、、利用等环节的一切手段和范畴。如图1所示：

智能化是现代人类对任何物质或能量的存在形式及其变化状态的前6个环节（侧重技术层面）在实现数字化、网络化和集成化层面在规模上做到了最大化，也可以这样认为，智能化就是这6个环节的最优的技术状态，所以说智能化是信息化的技术基础，技术支撑，就是这个意思；而信息化则是现代人类对任何物质或能量的存在形式及其变化状态在数字化、网络化和集成化层面在利用上实现了最优的状态。从这个意义上讲，智能化与信息化的辩证关系就十分清楚了。它们两者是同一事物在“信息”这个概念之下的前后不同环节而已，我们称之为信息的6+1理论！

物质、能量、信息是组成自然界的三大要素。物质是什么，物质就是人类能够感知的实体东西（小到组成物质的分子；大到组成宇宙的星球、星云、星系等）；而能量则是使物质产生运动的原因，是力的一种表现形式，是人类能够感知但不是实体的东西；信息既不是物质，又不是能量，而是反应这两者的存在形式和它们发生变化的状态。这三者不是一个概念，但又是有内在联系的组成自然界的三大基本要素。

当了解了信息的意义及其重要性之后，我们才能谈得上去利用它。利用信息是人类的目的，是根本。但为了利用信息的目的，则首先要做好信息的产生、采集、传输、处理、存储、等6个技术环节。所以我们可以总结为1个使用目的和实现该目的的6个技术环节。根据信息的6+1理论，智能化是为信息化服务的，那么如果智能化系统做得很好，而由于利用它的人为因素，我们可以称之为“活件”，如政治原因、人的操作技术水平、组织管理水平等原因，使得智能化所具备的优异功能没有得到应有的充分发挥，打了折扣，我们就可以认为信息化不尽人意，这是“利用”环节出现了问题，是“活件”出了毛病。例如一个建筑智能化工程做得很好的小区，小区的中心控制机房，即智能化的集成中心，它的技术含量是相对比较高的，但由于使用它的人――“活件”是一些技术水平较低的保安人员来操作管理，其结果是事过不久，由于操作不当，造成软件的丢失，硬件的损坏，致使其功能不能做到应有的发挥，这种例子在许多智能建筑领域，不在少数；“7.23”勇温线特大轨道交通事故，恐怕在一定程度上也是“活件”出了问题；反过来，如果“利用”信息的需求，即信息化的需求来势凶猛，要求甚为迫切，在资金和人力都具备良好的条件下，那么也将是推动智能化发展的积极动力。

各行各业都有自己的信息6+1理论，但其中传输、处理、存储、等4个环节在当今技术水平下有大致的共同点，做法差异也不大，所以撰写成书本或教材，有一定的共同性，因而在目前出版的一些《信息论》的专著或教材中，多以此4个环节来描述，很少提及信息的产生、采集、利用这三个环节的内容，其原因就在于此。当然在同一个行业或领域的《信息化》专著中，会将信息论的7个环节都要涉及到，才能成为一本实用的著作。然而对于信息的产生、采集和利用，在人类社会的各行各业中的差异就太大了！内容也太多了！可以说，对于人类社会的每一个行业来说，这三个环节，都可以写一套专著，成为一个领域！就以信息采集这个环节举例而言，天体物理研究中，我国1991年落成了直径为2.16米的光学望远镜，配备了自制的光导纤维分光系统来收集来自天体的光谱信息，以供进一步处理来解密天体演化的本质；2010年又建成了世界最大的以光导纤维为引导的6米级的大天区多目标光谱施米特望远镜；目前世界多个国家（包括中国、美国、日本、欧共体等）正在讨论将联合建造一台直径30米的巨型光学望远镜、等值口径约1公里的射电天文望远镜等，用来探索来自宇宙的更多信息的秘密；而在医学领域，用1mm左右直径的纤维透镜和5-10微米直径的相关光导纤维束作成的多种内窥镜（如胃镜、肠镜、腹腔镜等）被广泛用来采集人体内不同器官的各种医学上所需要的信息、还广泛采用各种各样的显微镜来采集人体内部导致疾病的微生物或病菌的信息；高倍显微技术用于科研等等领域的例子，也是举不胜举；人类在智能建筑领域，楼宇自控系统中安装在楼宇机电设备上的各种传感器被广泛用来采集智能建筑内部各种机电设备的工作信息，以保证其安全正常地运行；在平安城市领域，在城市的各个角落安装了几万台甚至几十万台监控摄像机采集安全图象信息，传至公安部门的各级指挥中心，用以保证整个城市的安全；在新闻领域，各电视台、广播电台的记者到世界各地发生新闻的现场，用摄像机、拾音设备采集各种新闻信息发回自己的电视台或广播电台，进行报道；在自然界和人类社会的各个方面、领域，均已产生或正在产生着各种不同的信息，从宏观世界到微观世界，都需要我们去采集，就这一个信息环节，就可以写成一部百科全书；还有信息的产生和利用这两个环节，也如同采集环节一样的，其内容之多之广，不计其数。真是太丰富了，内容太多了！

因此在已发表的有关《信息论》专著或教材中，很少去触动这三个环节（信息产生、采集、利用）的大内容，过去那些《信息论》专著也好，还是教材也好，都具有很大的狭义性和局限性！

智 能 化 / 信 息 化 的 判 断 标 准 和 内 涵

智慧型地球、智慧型国家、智能城市、智能社区、智能建筑、智能交通、智能安防、电子政务等的判断标准和内涵是什么？其实对于上述这些智能/信息化领域，简单明了地可以用10个字就能完全给它们定义其判断标准，即只要做到安全、舒适、高效、节能、环保这10字标准就可以全盘满足这些智能化/信息化的要求，用这10字标准可以解释一切智能领域的功能要求，这10字标准本来是起源于给智能建筑定的标准，可是仔细想一想，它又何尝不是其他智能/信息化领域的判断标准呢！标准定了，那么用什么技术手段（即内涵）来保证这些标准的的实现呢，那就是在智能建筑中我们最开始提及的只要我们设计的系统，在软、硬件的配置上能保证在该智能领域，实现了设备自动化、办公自动化、通信自动化（BA、OA、CA）等功能，就谈得上实现10字标准了。如图2所示：

这10字标准里，我们把“安全”放在第一位，是有其特殊而深刻含义的，只有在一切为了安全的前提下，才谈得上后面的8字标准，如果人都没了，大楼被烧了，铁路火车撞车了，城市被炸了，还谈什么高效、舒适、节能、环保！？。“7.23”浙江勇温线铁路动车追尾重大事故，车毁人亡，再一次给人们说明了这一道理的正确性。最近铁道部颁发的动车降速措施，就是以人的安全为本，在重视安全的前提下，脚踏实地地发展我国干线轨道交通的正确举措。

为了保证这些内涵功能的实现，我们举几个实例参考说明一下：

图3A、3B是实现医疗系统智能化/信息化功能的姊妹图，是互为补充的图解。从图3A看到，这是所述领域智能化/信息化的总体规划图，对于不同的智能化/信息化领域，图中综合电子信息系统（CEIS）的内容是有所差别的；而图3B则是前者的细化内容，一目了然！以此类推，任何智能化/信息化系统均可按此方式进行规划，和细化，只不过改变其中的专业设施和应用信息软件系统就可以了。这一对姊妹图的图解格式，高度总结和概括了业内智能化/信息化各领域内，各系统之间的关系和功能定位，具有很强的普遍性和实用性，是业内可以为之借鉴参考的实用图解格式。

1、医院是人类社会保障生命安全的救护、医治、保健的场所，随着信息科技的发展，使得医院的装备更加现代化，这些装备可以使得医务人员能够从人类身体上采集到各种健康的、病理的信息，为医生提供准确的治疗方案；时间就是生命，远程视频会诊，使得更多的患者能够不出远门，就地享受到众多国际、国内著名医学专家的会诊，得到更好的正确的治疗措施；网上预约挂号、中国人口重多的庞大医疗保障体系的管理等，均需要具有智能化/信息化的医疗管理平台，所有这些涉及与人类生命、健康的问题，无不与医院智能化/信息化有关。

2、在智能建筑中，体育场馆的智能/信息化系统建设是甚为复杂的，我们以它为例，看看怎么来实施，下面图4A、4B是一对实现体育场馆智能/信息化系统的姊妹图，是互为补充的图解：

轨道交通系统是智能交通系统中的一个非常重要的子系统，图6B是更加细化了的轨道交通系统的可能工程内容。图6C和图6D是一个轨道交通枢纽系统的宏伟概念图和一个真实的指挥调度中心实例图（北京城市轨道交通指挥调度中心）。

物 联 网 的 实 质 及 在 信 息 论 中 的 地 位

当今的物联网把信息的产生和采集这两个环节发挥到了极值。物联网（The Internet of Things）是什么，其实就是互联网的延伸，它的核心内涵（与互联网的区别）就是采用了所谓RFID（射频认证）的芯片感知技术和无线网络技术，使得任何事物的信息都可以被感知，也就是任何事物的信息的产生和采集，均可通过RFID感知芯片和无线（或有线）网络技术得到，余下的环节就可以交给互联网来承担了，所以说它是互联网的延伸，互联网是它的基础，它离不开互联网。为了实现RFID芯片产生的无限多个信息的认证和处理，随之而来的就是要发展IPV6的无限网络认证技术和超大规模的云计算处理、存储技术。这是物联网时代交给互联网需要解决的重大技术问题。物联网是我们人类在信息技术方面的又一次革命，但要清醒地认识到，它的特点也仅仅是前面所提及的6个信息环节中的头两个，即在信息的产生和采集上与互联网相比，有着更大的规模罢了！物联网不是我们的目的，而是我们人类在实现信息化过程中使用的更为广泛、更大规模的信息产生和采集技术手段罢了！但是商家看好这个环节，做了比较大的商业炒作，人们应该脚踏实地地去促进这个领域的健康发展，防止一哄而上形成的泡沫经济。

【参考文献】

【1】王顺德 《信息在智能建筑及其他领域中的内涵》 2011年 第8期 P83-88 中国科学院国家天文台、同方数字城市工程公司

【2】王顺德 《体育场馆智能化系统建设导论》 2007年 同方数字城市工程公司 内部专著

【3】王顺德 “智能交通信息系统大集成方案总体框架” 《智能交通》 2010年 第09期 P86-88 同方数字城市工程公司

【4】王顺德 “光纤技术及其天文应用现状” 天文学进展 第4卷 第二期 1986（4-6） P136 中国科学院国家天文台

【5】王顺德 “Fiber Optics Feed At Beijing Astronomy Observatory (BAO)”A.S.P. Conf.Ser.Vol.3 1988 P183 中国科学院国家天文台；

【6】王顺德 “Working System in Fiber Optics on The BAO 2.16m Telescope”A.S.P. Conf.Ser.Vol.37 1991 P119中国科学院国家天文台

篇11

Abstract: aiming at the intersection of our country, big cars, traffic more chaotic phenomenon, focuses on how to use ZigBee technology to build a wireless sensor network and ultimately based on wireless sensor traffic information collection system design. In this paper, according to the development of intelligent transportation system at home and abroad present situation and developing trend, then it introduces wireless sensor network system structure, adopt ZigBee wireless sensor network technology as the carrier, by this way as a foundation, analyzed the ZigBee wireless sensor network architecture, including the network node type and network topology structure, etc, and on the principle of the networking ZigBee technology.

中图分类号： TN711文献标识码：A 文章编号：

引言

交通系统要想完善和可靠，就必须要有一个有效且准确地交通信息采集系统。交通信息采集系统完成的主要任务是将从底层采集到的实时交通信息数据迅速而且准确地传送给监控中心，然后由它将新的控制决策重新下载到各个监控器中来对交通参数完成优化。所以说，交通信息采集系统是实时的和历史统计的交通流数据信息进行进一步研究的基础，是智能交通系统中的一个重要构成元素。无线传感器网络技术作为一种新兴技术，在交通信息领域的应用当中极具有创新性和非常广阔的前景。

具有功耗低、成本低、时延短、网络容量大、安全、可靠等特点的短距离无线通信ZigBee技术就极其适合应用于无线传感器网络中。将各种交通设备（包括交通检测器）通过ZigBee块进行无线联网，从而可以建立一个可靠、实时和大范围内可发挥作用的交通系统。由于ZigBee技术的成本很低，能量消耗也不大，比现有的其它无线技术拥有更多的应用优势。

无线传感器网络

无线传感器网络一般是由传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)还有就是管理节点（manager node）这三种节点组成。我们在建立无线传感器网络时，采用的是自组织方式，很多随机布置在监测区域内的传感器节点将所采集到的数据一个一个的进行传输，并在此过程中对数据进行处理，最终会到达汇聚节点，汇聚节点再通过有线或无线的方式把数据传输给管理节点。用户对传感器网络进行的配置与管理操作是通过管理节点来进行的，同时也可以通过管理节点监测任务和收集监测数据。如图1所示：

图1线传感器网络体系结构示意图

系统实现方案

本系统总体要实现的功能是，在十字路口的每一个入口处布设有众多传感器，进行交通数据的检测，并根据相邻路口车流量情况以及数据库里保存的以往记录进行综合考虑，对交叉口的信号灯时间合理分配，完成对交通信号灯的控制，同时将检测结果回馈至其他路口并上传至数据库。

图2 系统整体工作图

本系统我们采用的是星型拓扑。它是将每个十字路口看做一个节点，以节点为中心构造现场交通数据采集的小型无线传感器网络，以完成交通数据采集的功能。本系统选择用来进行交通信息的检测的是巨磁阻传感器，因为它具有较高的灵敏度。

当有车辆通过时，周围的地磁场发生变化，两个相距5-10cm的磁阻传感器开始采集信号，将变化的磁场信号经放大后，再经过A/D转换器后送入微处理器，处理器立即启用定时器记录下车辆通过的时刻。然后，处理器接着开始采集后端传感器的输出信号，当检测到车辆后，计时器停止计时。车辆计数工作重新开始，继续检测下一辆车。系统是利用两组传感器来判断车辆行驶的方向。最后，采集到的交通信息经处理后传输至收发单元，收发单元再将信号发送给无线传感器汇聚节点。最后，采集到的交通信息经处理后传输至收发单元，收发单元再将信号发送给无线传感器汇聚节点。利用安装在道路边上的无线传感器节点，我们不止可以对车道上行经的车辆进行实时检测，还可以实时检测停留在车道上的排队车辆长度。传感器节点将监测到的这些信息实时的发送给无线传感器汇聚节点。无线传感器汇聚节点最终综合以上信息，对交通信号进行控制。收发单元则使用无线射频模块，利用高频电磁波进行远距离传输。

结论

本系统实现了数据采集、处理，以及由交通信号灯显示控制结果等基本的功能于一体的传感器智能化设计，具有良好可拓展性。我们选用的巨磁阻传感器具有环境适应性强、成本低、精度高、故障率低等优点。但本论文的设计研究只是一个开端，在系统的设计过程中，还存在很多不足，有待于今后进一步研究。

参考文献：

朱劲松.发展我国智能交通系统的思考[J].科技创业月刊,2005,12(07):66-67.

尤三伟.高速公路常用车辆检测器的性能比较.甘肃科技,2008,24(l):83-85

孙利民,李建中,陈渝等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.5

篇12

中图分类号：TN93 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0242-01

北斗卫星导航系统（BeiDou〈COM PASS〉Navigation Satellite System）是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，其具有高质量的无源定位、导航、授时和短电文通信服务等功能。北斗卫星导航定位系统由空间系统、地面系统和用户系统三部分组成，空间系统包括5颗静止轨道卫星、30颗非静止轨道卫星组成，地面系统包括主控站点、注人站点和监测站点等众多站点，用户系统包括个体用户终端、其他卫星系统兼容终端[1]。随着北斗卫星系统的不断开发与完善，北斗车载导航系统也随之面试，将为高客营运提供强大的服务。

1 实现车辆智能导航

我国自主研制的北斗导航系统已开始正式提供服务，“北斗”品牌的车载导航系统系列产品也随之面试，主要包括便携式车载导航仪和电子狗，其将地理信息技术、现代移动通信技术、数据库技术、多媒体技术和嵌入式技术等综合在一起[2]，并支持FM发射，可为用户提供最新3D实景版导航、蓝牙、真人语音播报及30多万报警点提示等相关服务。北斗车载导航系统是采用卫星定位功能对在途车辆进行实时定位，通过与车载导航系统贮存的电子地图进行匹配，对车辆位置和行车方向进行测量，采用动态呈像将车辆行驶位置与实际道路网络图相结合，并根据用户要求并通过车辆速度评估，提供出车辆到达目的地的行驶路线，并根据车辆实际行驶路线进行路径调整及诱导等。使高客营运过程中能够按照驾驶员要求，提供“最佳”、“里程最短”、“时间最少”、“费用最低”等多种交通方案，在行驶过程中还可实现实时车辆运行参数和定位信息的采集，搭建卫星系统服务器与驾驶员之间的通讯平台，实现全部道路的信息实时，对车辆进行路线导航、路线调整、远程监控、状态评估等，充分发挥城市交通设施的效能[3-4]，为高客运营节省资本。

2 实现实时定位、信息搜索、信息交流等功能

北斗车载导航系统可实现车辆定位跟踪及信息搜索，利用用户终端接收卫星信号，根据车辆实际位置、速度、方向等参数与预置电子地图进行匹配，实时准确地显示出车辆在实际道路网络中的具置；在行驶过程中还可以向用户提供多种信息的检索、查询，包括停车场、周边旅游景点、饭店、宾馆等公共服务设施；还能查询相关实时交通状况和道路状况信息，有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平；并与交通管理系统进行通讯，报告车辆位置、求援、紧急事件报警等信息。相关监控中心可以随时准确获知车辆具体方位，一旦车辆遇到危险时，可以及时通过北斗车载导航系统发送遇险报告或短信。例如，在交通拥堵路断，该系统可自主通告驾驶员前方拥堵的情况，指示车辆绕行畅通路段；如果车辆超速行驶，会提示驾驶员减速慢行；而发生交通事故时，则会主动记录车辆时速、位置及时间等相关信息，以提供责任判定依据；如果车辆被盗或被抢，导航系统会在很短时间内发现并跟踪车辆位置，保证人员及车辆安全。

3 辅助高客营运管理

指挥、调度工作是高客营运管理的重要组成部分，我们认为可以建立以北斗卫星导航定位系统为辅助功能的营运指挥和调度系统，对车辆进行有效的定位、跟踪、通讯、指挥、调度等管理，为营运事业提供有力保障。营运汽车在安装北斗车载导航系统后，将为精确运行打下坚实的基础，如乘客在候车、乘车时，能够准确知道车辆到达时间、车内乘客数量情况、目标车辆分布情况等，并与计价、定位、调度等功能相结合，达到调度中心可直接通过该系统接口模块指挥营运车辆的目的，减少人力资源，降低误差率，提高服务效率。

目前我国北斗卫星导航定位系统已成功应用于测绘、电信、交通运输、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域，通过在营运车辆上安装北斗车载导航系统，与管理、交通、安全等相关部门形成通讯网络，可有利于强加道路交通管理、营运管理，并能解决城市交通带来的各类社会问题，在高客营运领域可产生显著的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 王楠，王形.北斗卫星导航定位系统在智能交通管理中的应用及其前景[C]//第六届中国智能交通年会暨第七届国际节能与新能源汽车创新发展论坛优秀论文集，2011.