智能交通系统的核心技术范文

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信息技术教学不仅可以根据学生的实际情况，提供生动有趣的画面，大大调动学生学习数学的兴趣，而且还能最大限度地发挥他们的优势及潜能。教师的激趣工作要从学生感兴趣的方面入手，以学生喜欢的形式呈现。

智障学生的接受能力弱，思维能力低下，传统的教学板书、绘图等教学手段很难提高他们的学习兴趣。专家指出，对他们进行数学教育，应当多开展触觉、听觉、视觉以及肌肉感觉的活动或训练。

如在教学《4的认识》一节时，先让学生看课件，3只小鸟在树上跳来跳去，让大家回答是几只小鸟。接下来点击电脑，又一只小鸟飞来了。此时，配合着电脑播放的悦耳音乐提问：“小朋友，现在有几只小鸟？”此时，学生的注意力被色彩鲜艳的画面和悦耳的声音所吸引，学习的积极性大大提高了。这不仅使学生获得数学知识，也促进了他们在审美、说话以及热爱生活等能力的整合发展。紧接着，学习“4”的书写。为帮助学生较好地掌握4的字形，电脑中出现了一面迎风飘扬国旗，然后利用电脑课件的闪动功能，抽象出4的字形，配合顺口溜“4像国旗空中飘”来帮助记忆，这一生动有趣的教学过程，不仅使学生学习了知识，还学习了语言。

二、有利于提高智障儿童的思维能力

由于数学具有抽象性和逻辑性，而智障儿童思维发展滞后，因此在数学教学中可利用多媒体，以直观感知开始逐步向抽象认识发展。例如：在讲解10以内数字的加减法时，为了让智障儿童理解加法的含义，笔者充分利用多媒体制作了课件：先出示1只小鸭在水中游，又游过来1只，问水中一共有几只小鸭？学生很快回答：2只。这样，在学生的大脑中就留下了增多了的印象，对“加法”有了初步的概念，再理解连加就容易多了。在教学中，笔者利用多媒体制作的课件：先出示5只小马在草地上跑，又跑过来1只，列式就是“5+1”，问学生是几只，学生很快回答6只。再跑过来1只，就是在“5+1的基础上再加上1只，列式就是“5+1+1”，一共加了两次，连加的含义很显然就是连续相加。这样，在教师细致地编排及带领下，学生在不知不觉中愉悦地消化和吸收了新知识，并且每名学生在学习上都获得了一种成功的体验，树立了信心，提高了兴趣。

三、有利于再现生活画面，创设问题情境

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【分类号】：TG333.2

一、引言

随着经济的发展和人民生活水平的提高，“以车代步”已成为一种普遍的社会观念，因此一个国家的道路建设速度永远赶不上汽车的增长速度，交通拥堵越来越严重。现行的限购、限号等政策，不能够从根本上解决问题，伴随着物联网技术的兴起，可以用物联网下的智能交通系统的构建来解决。有效解决目前交通拥堵的关键是实现道路利用率的最大化，这就需要对现有路况下的人、车、路进行有效的监控。因此，智能交通应运而生。

二、物联网和智能交通系统的发展现状及发展趋势

1.物联网发展现状和发展趋势

目前，全球物联网产业的发展还处于初级阶段。全球物联网仍处于概念、论证与试验阶段，处于攻克关键技术、制定标准规范与研究应用的初级阶段，但已具备较好的基础。未来几年，全球物联网市场规模将出现快速增长，据相关分析报告，2007年全球市场规模达到700亿美元，2008年达到780亿美元，到2015年全球市场规模将接近3500亿美元，年增长率接近25%，未来十年物联网将实现大规模普及。西方发达国家对物联网高度重视，并将其作为未来发展的重要内容。以物联网应用为核心的“智慧地球”计划也得到了奥巴马政府的积极回应和支持，其经济刺激方案将投资110亿美元用于智能电网及相关项目。

“智慧地球”是物联网发展的一个愿景，M2M是目前重点发展领域和物联网的主要表现形式。M2M是“机器对机器（Machine to Machine）通信”的简称，即通过通信网络实现机器之间的互联、互通。M2M既是物联网四大支撑技术之一，也是物联网在现阶段的最普遍应用形式，在欧洲、美国、韩国、日本等国家实现了商业化应用，例如安全监测、机械服务和维修业务、公共交通系统、车队管理、城市信息化等领域。

2.智能交通系统及其发展现状

智能交通系统是在较完善的道路设施基础上，将先进的电子技术、信息技术、传感器技术和系统工程技术集成应用于地面集团交通管理所建立的一种实时、准确、高效、大范围、全方位发挥作用的交通运输管理系统它具有以下作用：充分发挥现有交通基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通拥挤，改善环境保护。

我国现有的智能交通管理系统还处在初级起步阶段，多以人工干预和管理为主，路面上的信息采集点较少，车辆的管理不够集中，系统独立运作，缺乏统筹规划和技术手段落后是造成上述现象的主要原因所在。

三、面向智能交通系统的物联网体系结构

智能交通系统与物联网相结合，实际上是构建了一种全新的智能化交通系统。两者结合可以将以物联网为代表的智能传感技术、信息网络技术、通信传输技术和数据处理技术等有效的集成，并应用到整个的交通系统中。可以提高交通系统的运行效率，减少交通事故，降低环境污染，促进交通管理及出行服务系统建设的信息化、智能化、社会化、人性化水平。未来的智能交通系统应包含交通管理与规划、出行者信息服务、车辆运营管理、电子收费、智能车辆、紧急事件与安全、综合运输、自动公路、汽车移动物联网这9大领域。但这9大领域中，每一个都与物联网技术息息相关，下面只将一部分领域中应用的物联网知识作简要介绍。

交通管理与规划领域的建设应包括先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统，这三部分内容。而这三部分内容又分别包括全方位的交通信息采集与路网状态监控、在大量的交通基础设施上部署各类先进的传感设备实时获取状态信息、将基于智能交通系统和物联网的基础设施建设中获取的大量信息资源提供给规划人员等。汽车移动物联网是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下，交通系统中的人、车、路等组成要素的泛在感知能力将逐渐成为现实，这相当于提供了覆盖率极高的信息采集和终端。在物联网的环境中，以汽车移动计算平台为核心，利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化，建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。

车联网利用车载电子、标准信源、传感网络等技术手段实现车辆的信息采集，利用无线射频识别（RFID）、专用短程通信（DSRC）、广域无线通信等技术实现车辆的信息互联，基于信息网络平成对车辆的静态、动态信息的深度挖掘与综合利用，并根据不同的功能需求实现车辆的合信息服务和监管。通过在物体上植入各种微型芯片，使物体变的智能化，变的可感知和识别，甚至具有主动或被动、单方向或双方向的信息交流能力，然后借助无线通信技术实现人和物体、物体和物体之间的相互交流。车联网是物联网与智能交通系统相结合的产物，通过安装必要的车载设备，使车辆具备信息交流的能力，通过无线互联技术充分利用车辆的身份、属性、位置和行驶状态等信息，发现其中的应用价值，并以此来满足车联网参与各方的需求。通过车联网，汽车具备了高度智能的车载信息系统，进而能够随时获得即时资讯，做出与交通出行有关的明智决定。

面向智能交通系统的物联网体系结构，在逻辑上划分为硬件、系统软件、应用软件三个层次。各个环节分别在各个层次上有着不同的体现。在硬件平台层，包含了数据中心所需的强大的电源支持设备、大量数据存储设备、高性能的计算芯片等，数据处理和信号处理也是其中的一部分。在系统软件层，包含了数据中心所需的满足高可靠要求的服务器操作系统软件、高效的系统管理软件、数据库管理系统软件、通信管理软件、系统诊断程序等，也包含了车载设备、路侧设备上使用的实时操作系统、专用的图像接口、语音功能组件等。在应用软件层，覆盖的内容更加的丰富多彩，在与车辆相关的智能交通领域，包含编队行驶控制软件、商业管理软件、道路管理软件、智能化交通控制软件、车辆导航软件等。

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2交通物联网的构成和特征

2.1交通物联网的构成交通物联网是在较完善的交通设施基础上,将新一代智能技术充分运用于交通运输系统所建立的一种实现。即把智能传感器件装备到各地公路、水路、公交、地铁各相关系统的基础设施中，把车辆、船只等运动设施，还有桥梁、大坝、隧道、车站、港口等固定设施，网络、视频、广播、通讯、遥感等各种媒体设施，在互联网的支撑下经过互联构成“物联网”。而后通过超级计算机系统、智能交通系统以及云计算将物联网软硬件资源整合起来，构成一个完整的交通物联网体系。智能交通系统是交通物联网中的核心系统。人们通过它能以更加科学的智能的和动态方式管理和控制交通。

2.2交通物联网的特征⑴全面物联：智能传感设备将交通所有基础设施物联成网，通过专用技术对网络系统实时感测和智能的控制，全面实现交通网络智能化管理。⑵充分整合：物联网与互联网系统完全连接和融合，将软硬件资源最大有效的整合共享，资源分配更加充分和合理。为低碳环保、减少资源冗余浪费，提供最佳的基础设施。⑶协同运作：有效地利用基础设施的潜能，各个关键环节进行和谐高效地协作，监管保障进一步到位，不断消除自身的隐患，达到智能交通的最佳状态。⑷学习创新：立足系统本身的知识学习、积累和更新，不断地进行科技创新和应用，加快交通智能系统的研发和升级，提高可持续发展的能力。

3智能技术在交通物联网的应用成果

3.1智能技术的应用应用智能技术解决交通运输问题，已成为公认的最为有效的途径。从第十二届多国城市交通通展中可以看到，集电子技术、信息技术、传感器技术、数据通讯技术、人工智能和计算机应用等技术于一体的跨学科的智能技术，在交通科技领域的普及应用越来越广泛。如“一卡通”解决方案、RFID无线射频识别技术、GPS智能导航系统、ETC不停车电子收费系统、道路控管系统、网络影像传输系统、电子警察抓拍系统、公路车辆自动监测记录系统、交通综合信息管理系统、道路交通仿真系统等等。将不同的系统集成并将它们智能化从而提升交通管理的水平，已初见成效。由此可见，智能技术有效地综合运用于我国交通运输管理体系，已呈现出巨大的潜力和发展空间。

3.2应用智能技术取得的成果⑴智能公交方面，建立统一的智能化公共交通综合信息平台，在公路、水路等客运行业逐步实现全国联网信息共享服务。城市公交实行全程实时监控，科学的调节车流的时空分布，优化了城市公交网络。展示和引导公众选择低碳出行，逐步拓展公共交通综合信息平台的应用领域，提高公交运营效率和服务能力。⑵交通停车诱导方面，建立动态停车诱导系统和汽车租赁信息服务系统，在完善停车场和公共交通组合的基础上建设驻车换乘信息诱导系统；利用网络媒体和手机、GPS智能导航等信息终端，为公众提供实时、便捷、个性化的交通信息服务。⑶出租车营运管理方面，应用了RFID无线射频识别技术。上海市启动了出租车电子标签试点，将识别芯片安装在出租车后窗的玻璃处，执法人员使用手持识别仪透过GSM将数据传送到指挥中心，快速的把出租车的车牌号、发动机号、车辆颜色、营运证等资料读出，以此快速地识别正规出租车和“克隆”出租车，借助交通物联网智能标签识别技术，有效的提高了出租车辆营运管理的水平。⑷公路不停车电子收费方面，计划到2020年，ETC(ElectronicTollCollection)电子自动收费系统全国覆盖率达到60%以上。ETC使公路收费走向网络化、智能化，提高公路的通行能力，降低了收费管理的成本，减少了车辆和路面的损耗，为解决交通拥挤、交通阻塞、交通事故和交通污染问题提供了有效的途径。⑸港口建设方面，以虎门港物联网工程为例，去年虎门港全面启动了“智能港及物联网应用工程”项目，他们采用物联网技术为基础架构，以RFID及其他传感技术为数据采集终端，通过有线和无线的网络传输技术，把数据资源汇集到港口数据中心,云计算平成海量数据的计算，实现港口在生产操作、仓储管理、物流跟踪、海关监管、环境污染等方面管理的智能化，依托物联网打造智慧型的港口，带动了港口建设一场新的技术革命。

4交通物联网建设方面的探讨

4.1要加强交通物联网标准化工作针对智能技术包含多学科的特点，由此带来的数据采集和处理技术的复杂性，需要制定和完善统一的物理层接口协议和标准。实现物理层接口的标准化，可以最大限度降低系统的瓶颈，保证整个系统接口的互联性,有助于物联网配套产业的新产品研发和标准化生产，促进智能技术的广泛应用。

4.2要改善基础设施的硬件品质对物联网中装备的各种智能传感设备及硬件，要制定标准采购目录和安装规范，尽量采用新一代智能产品。对老化的设备要定期检查和更新换代，特别是对采集设备的性能进行制度性评估，提高硬件设备的品质，不仅对杜绝各类事故提供可靠的保证，而且使智能技术更加有效的发挥。

4.3要加快智能交通系统的研发应用从交通物联网的现状来看，很多地区发展还不平衡，有的还未引入真正意义上的智能交通系统。许多在用的交通管理系统，智能综合分析的功能较少。有些交通指挥系统只是具备监测、记录、抓拍等被动性的监管功能。不具备主动性的智能预防、诱导分流和调控功能。在交通管理方面，对车辆流量、车速、车况、路况、环境仍处在人工监管状态，对突发事件应急反应上还缺乏智能处理的预案。为此，加快智能交通系统的核心技术研发，建立物联网智能预防系统显得格外重要。智能预防系统是智能交通系统一个重要的组成部分。通过多种智能技术实时感测和智能的分析，对道路、车辆、驾驶员、环境及时提出预报、预警、诱导和安全评估以及专家解决方案。可以实现有效的限速限载，合理的分流调控，排除事故隐患，减少人员伤亡和路产损失，为公共交通提供更加安全的保障。

5智能交通系统的研究

在建立交通物联网的地区，初步实现了交通运输、物流仓储、交通监管等方面的自动化、数字化管理。但物联网的智能化水平还远远不够，数据分析、安全预防、调控决策和重大事件的处理大部分还需要人工完成，处理的结果还未达到专家水准。因此，研发和应用智能交通系统，是今后交通物联网建设的关键所在。

5.1智能交通系统的是一个交通领域的专家系统智能交通系统是当前交通运输领域的前沿研究课题，是一个涉及领域多、知识面广的庞大的体系架构。采用云计算平台技术，使分布的系统硬件和软件资源充分地整合，通过虚拟化管理和调度，可以实现基础设施级服务（IaaS），平台级服务（PaaS）和软件级服务（SaaS）。人工智能是研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸扩展人类智能的学科。人工智能技术包含计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等，主要应用在专家系统、机器学习、模式识别等领域。智能交通系统就是采用人工智能和云计算技术构建的交通领域的专家系统，是实现交通物联网智能化的一个重要途径。

5.2智能交通系统的主要构成智能交通系统，也是一个功能完整的、有学习新知识能力的、并能进行逻辑推理的、在交通管理方面代替人类思维支配系统运行的知识系统。它由若干个子系统和知识库组成，各个子系统也是一个独立的专家子系统，根据专业技术领域可划分为：路桥专家子系统；车辆专家子系统；船舶专家子系统；水运专家子系统；物流专家子系统；交通监管专家子系统；应急救援专家子系统；安全预防专家子系统等。每个子系统由若干个完整的智能模块组成，按照功能的划分，每个智能模块对它管辖的范围进行实时的感测和处理。智能交通系统由日常处理、智能处理和专家处理几个层面系统组成。按照事件等级，日常处理只解决经常发生的简单事件，智能处理以快速响应、准确及时、合理调控、节约资源、预防事故发生为目的；遇到重大的复杂事件转由专家处理来决策。

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前言：现阶段的中国，经济发展迅速，人们生活水平提高，出行工具不断更新，所以交通运输业也呈现出翻天覆地的变化来。交通运输是直接关系到千家万户利益和生活质量的热门产业。但是随之而来的是越来越严重的交通拥堵情况和管理问题，智能交通系统顺势而生。智能交通系统是一种实时、准确、高效的综合运输系统，也正是解决现在交通问题的关键所在，主要是解决交通拥堵的问题，其次是维护交通安全，紧急有效处理交通事故等。

 

1、智能交通系统的概念

 

智能交通运输系统(ITS)是充分利用现代高新技术，综合利用信息技术、卫星导航系统、道路监控系统等方式，建立起来的智能、便捷的交通系统，具有实时、准确、高效的特点，能够把人、车、道路有机的结合起来，实现控制车流量、提高交通系统的安全性和流畅性等目标[1]。智能交通系统利用地球卫星定位系统，接收卫星电波，确定每个时间点上的汽车位置、交通路况、畅通程度等，将汇集到的交通信息传到交通管理中心进行处理，然后传到信息平台上，出行者可根据提供的信息选择交通方式和交通路线，因而可以有效保持道路畅通;再与电子地图、无线电通讯网络、计算机车辆信息管理系统以及交通地理信息系统结合起来，可实现实时跟踪车辆，方便进行交通管理。地球卫星定位系统具有全球性、全天候、实时性等特点，可以实时记录报道车辆的具置和交通状况;交通地理信系统作为一种空间性数据管理系统，具有数据收集、数据分析、空间定向的功能，可以据此建立数据模型，分析动态交通系统情况，为交通管理提供方便服务;无线电通讯网络技术可以实现智能交通系统的信息大量传输，方便用户之间的信息传递，也便于交通管理部门进行高效的管理，这三者之间的有机结合，构成了智能交通系统的基本框架，达到交通系统的交通智能化和管理智能化[2]。

 

2、智能交通系统的内容

 

智能交通系统主要包括交通信息服务系统、交通管理系统、公共交通系统、车辆控制和安全系统、营运车辆运行管理系统、电子收费系统、紧急救援管理系统等。随着网络技术的不断发展，信息的迅速传递，信息网络系统逐渐建立并完善起来。用户可在交通工具上安装接收交通信息的接收器，得到由交通信息中心提供的道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息以及其他与出行相关的信息。人们可根据这些信息确定自己的最佳出行方案，选择合适的出行路线。管理部门可以利用交通信息服务系统，提高道路的畅通程度，方便人们的出行，同时也提高交通运输的安全系数，均衡分配交通资源。用户若是在交通工具上安装了自动定位和导航系统，交通信息服务系统还会为用户自动选择最佳出行路线，使其出行极为方便。交通管理系统与交通信息服务系统之间存在密切联系，它们之间有一环节共用信息采集、信息处理以及信息传输系统[3]。交通管理部门实时监控道路交通状况，并进行及时有效的疏导和控制，有效处理交通事故，确保道路交通的安全和畅通。公共交通系统主要包括公共汽车、轨道交通、城郊铁路、长途客车等，致力于提高公共交通的效率，增强公共交通的安全性，为群众提供方便、快捷、安全、实用的公交系统。车辆控制和安全系统包括车辆辅助安全驾驶系统和自动驾驶系统，极大的保障了驾驶员的安全。车载传感器可测定出所运行的车辆与周围车辆的距离和其它情况，给驾驶员提供各种路况信息和安全警报，提高驾驶员对行车环境的感知能力和预先防范能力。自动驾驶系统可以自动导向，自动回避障碍物，智能的在高速度情况下保持与前后车的安全距离，但是这些智能功能大部分局限在智能公路上使用，在普通的公路上只能发挥其辅助安全功能。营运车辆运行管理系统是一个智能化的物流管理系统，综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术来有效地管理车辆运输，提高交通运输的安全性和高效[4]。电子收费系统是指使用者预交通行费领到通行卡，安装在交通工具上，该卡与车道上的读取设备自动通信，在卡上扣除本次通行费，这样就极大的提高了车辆收费的效率，提高交通畅通度。紧急救援管理系统通过交通信息服务系统和交通管理系统把交通监控与救援机构结合起来，为突发交通事故提供现场紧急处置、拖车、救护、排除故障车辆等服务。

 

3、我国智能交通运输系统发展存在的问题

 

我国电子信息技术和网络技术薄弱，智能运输系统的发展水平较低，产品的精确度和先进性都与国外发达国家存在较大差距，应用的市场范围较窄。我国缺少智能交通运输系统中产品的核心技术，缺乏有中国自主研发创造的适应我国国情的有特色的产品。智能交通运输系统所需的设备、产品、系统大多是由国外引进，具有盲目性，且引进成本比较大，系统设备的日常维护和产品更新较为困难。在已经建立的智能交通系统中，各个系统之间的联系不紧密，没有充分的实现信息资源的交换和共享，使得智能交通系统的发展和推广遇到瓶颈。智能交通运输系统中的子系统：信息系统、管理系统、控制系统之间相互孤立，没有实现系统之间的信息协调。在研究领域中，有些领域重复研究，有些领域好处于研究的空白领域，研究的领域和资源的分配也不均衡[5]。

 

4、针对我国智能交通系统发展问题的建议

 

首先要重视设备、产品的自主研发，发展智能交通系统技术，这需要政府加大对科研项目的投资力度，并与企业、科研机构共同协商努力，建立适应我国国情的智能交通系统。第二，在交通部门和运输安全专家、信息技术专家、网络技术专家的共同指导下，联合社会各界的力量，借鉴国外先进经验，引进先进技术设备，增加研发的资金投资和技术投资。第三，对交通管理人员和信息技术人员进行专门的培训，在社会上积极地宣传智能交通系统知识，推进智能交通系统的推广，增加人们对于智能交通系统的认识。

 

结束语