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1车牌识别技术简介
随着我国科技的发展及交通管理系统的不断完善,车牌字符识别技术的应用已经逐渐成为智能交通系统的重要组成部分,它可以从复杂的背景中准确地提取、识别汽车牌照、车辆类型等信息,在交通控制和监视中占有很重要的地位,具有广泛的应用前景。 所以,汽车牌照的识别问题已经成为现代交通工程领域中研究的重点和热点问题之一。
由于受环境、 待识别车辆的车型复杂和车牌位置不固定等的影响,给车牌定位方法的选择带来一定的困难。车牌本身的污染、缺损也会影响识别率。一些车辆由于天气或是路况不好,使得车牌被灰尘、泥土沾染,另外还有一些车辆行驶时间较长,车牌上的字符已经部分缺损了,严重的时候,人眼也很难辨别车牌上的字符,这些情况都会影响系统的识别工作,导致误识别。可见,要提高车牌定位系统和字符分割系统的正确率将碰到很多困难。无疑,如果车牌字符识别系统有较高的自适应性和鲁棒性,即对有一定噪声或变形的字符图像仍能正确识别,则会极大的减轻车牌定位系统和字符分割系统的压力。 因此,设计一个抗干扰性能良好的车牌字符识别系统对整个车牌自动识别系统都是有益的。 同时,字符在某种程度上反映了图形的一般特点,是一类特别的图形,其自动识别一直受到人们的极大关注,因为它的解决对于人们的生产和生活具有非常现实的意义。
2车牌识别系统的构成
在智能化交通管理系统中,车辆牌照是唯一能够准确辨识机动车的标识符号,其作用是无可替代的。因此车辆牌照识别系统应具有很高的识别正确率,对环境光照条件、拍摄位置和车辆行驶速度等因素的影响应有较大的冗余,并且要求满足实时性要求。
图1牌照识别系统原理图
车牌识别系统是计算机图像处理与字符识别技术在智能化交通管理系统中的应用,它主要由牌照图像的采集和预处理、牌照区域的定位和提取、牌照字符的分割和识别等几个部分组成,如图 1 所示。 其基本工作过程如下:(1)当行驶的车辆经过时,触发埋设在固定位置的传感器,系统被唤醒处于工作状态; 一旦连接摄像头光快门的光电传感器被触发,设置在车辆前方、后方和侧面的相机同时拍摄下车辆图像(目前已发展到视频检测);(2) 由摄像机或 CCD 摄像头拍摄的含有车辆牌照的图像通视频卡输入计算机进行预处理,图像预处理包括图像转换、图像增强、滤波和水平较正等;(3)由检索模块进行牌照搜索与检测 ,定位并分割出包含牌照字符号码的矩形区域;(4)对牌照字符进行二值化并分割出单个字符 ,经归一化后输入字符识别系统进行识别。
3车牌识别系统的发展
车牌识别技术产生于上世纪末开始的智能交通革命,智能交通系统经过近十多年的推广、试行和发展,目前已成功地应用于若干经济发达及较为发达国家的都市及城市、高速公路系统中。而车牌识别系统正是在这种应用背景下研制出来的,能够自动实时检测车辆经过和识别汽车牌照的智能交通管理系统。
进入新世纪以来,随着我国科学技术水平的不断提高,车牌识别技术已经逐渐更新和完善,并开始在交通、公安、路政、停车场、安防、门禁、智能小区等许多领域得到了广泛的应用。车牌识别系统简单地说是一种以特定目标为对象的专用视觉系统,它能够从一幅图像中提取分割并识别出车辆牌照,运用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术,通过对图像的采集和处理完成车辆牌照的自动识别,识别结果可按需求分别包括车牌的字符、数字、牌照图像,以至牌照颜色、坐标、字体颜色等。目前,车牌识别系统己经最广泛应用到包括智能交通违章监视管理(电子警察),高速公路不停车收费,车辆检测,停车场监控与管理等应用中,一方面,车牌识别系统本身是一个全数字化的智能系统,在它上面只要做不多的扩充,就可以衍生出一些其他功能。另一方面,即使是世界上很多研究机构和公司专门从事这方面的研发工作, 高可靠性,高性能和高识别率的车牌识别系统还待开发,LPR 系统发展迅速,出现了一些较为实用的产品。
1.引言
智能交通是交通运输的智能化,是指将先进的信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有机地运用于整个今天运输管理体系而建立的一种实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。到目前为止,它的发展经历了智能交通系统和交通物联网系统两个阶段。本文基于国家相继制定相关政策法规和促进物联网系统的研究和应用时机,结合目前公路道路交通领域中的应用现状,指出智能交通系统和交通物联网系统之间的技术区别,以及在实际推广应用中对行业主管部门和用户带来的冲击和影响,并根据物联网系统的下一步发展趋势,进行积极地应对。
2.智能交通、智能交通系统和交通物联网系统的关系
智能交通是交通运输的智能化,是指将先进的信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立的一种实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。它的突出特点是以信息的采集、处理、、交换、分析、利用为主线,为交通运输参与者提供多样化的服务,本质上是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。
智能交通系统的前身是智能车辆道路系统,它的主要特点是从功能到信息的应用模式,即形成由上而下的信息采集应用模式,由基本独立的交通运输业务功能域需求推动应用,基于应用需求构建各自的信息采集渠道。
智能交通系统“功能->信息”采集及应用模式会导致四大弊端:(1)功能系统推广成本较大,难以形成规模效益和可持续发展;(2)信息编码、通信接口标准不一,不能实现全国形成信息联网;(3)信息只是作为工具使用一次即作废,信息的潜在巨大资源价值没有挖掘利用;(4)交通运输要素信息的重复采集,导致社会资源浪费。
交通运输物联网是物联网技术在交通运输领域中的应用,目的是实现交通运输系统的智能化管理和最优化运行。具体来讲,交通运输物联网是基于RFID技术、传感网技术、泛在通信与网络等物联网技术,将交通要素唯一化接入互联网络,实现交通要素的互联互通,实时获取交通要素的运行状态和功能状况,通过实时仿真和决策,促使交通要素间的互动和协同运作,实现整个交通系统的智能化管理和最优化运行;同时利用对实时数据的运算处理,获取对社会大众有价值的交通运输信息,提升交通运输行业服务化水平,推进行业纵深化发展。
交通运输物联网能有效建立“信息->功能”应用模式,即基于云计算的由下而上的信息资源开发应用模式。交通运输物联网的各个组成系统和各种功能都是基于标准化的交通运输信息标识、采集及存储开发的。实时、全面、准确的交通信息是实现交通运输智能化的关键,也是交通运输物联网成功实施的重要前提和基本保障,是交通运输物联网的灵魂。实际上,在许多系统中采集的大量信息除了用于生产运营业务管理外,同时还可以服务于政府部门的宏观管理、数据统计和大众信息服务。
从智能交通、智能交通系统以及交通运输物联网三者的基本概念来看,智能交通系统和交通运输物联网都属于智能交通的范畴,它们都推动着交通运输的不断智能化,只是智能交通系统属于智能交通发展的第一个阶段,而交通运输物联网属于第二阶段。[1]
它们之间的主要区别简单归纳如表1。
3.智能交通系统和交通物联网系统目前在高速公路ETC领域上的技术应用特点
智能交通系统和交通物联网系统在高速公路ETC领域里都得到了很大的应用和发展。目前国内的不停车电子收费系统,从技术层面区分,主要分为两大派系,一类是基于DSRC技术为基础的5.8G有源电子终端现场业务交易系统,它属于智能交通系统的典型应用技术代表;另一类是以RFID技术为基础的无源电子标签后台业务交易系统,它属于交通物联网的典型应用技术代表。
3.1 基于DSRC技术的不停车电子收费系统
车辆进入RSU主机射频区以后,车载OBU设备被激活唤醒。接着车载OBU设备响应RSU主机的交易指令,经过多次的业务交易指令,先后完成了车载OBU设备的身份认证和扣款交易,如果交易成功,由现场控制单元进行相应的系列控制,从而完成抬杆放行[2]。
现场的交易信息经过几天或者若干时间后,通过网络将交易信息上传给后台的数据库,进行存储,如图1所示。
3.2 基于RFID技术的不停车电子收费系统
车辆进入RSU主机射频区以后,RFID电子标签被激活唤醒,接着RSU主机接收RFID电子标签发射的ID后,通过网络传输传递给智能处理层,后台系统进行业务交易,先后完成RFID电子标签的身份认证和扣款交易,如果交易成功,由现场控制单元进行相应的系列控制,从而完成抬杆放行如图2所示。
3.3 两种技术系统的应用比对
这两种不停车电子收费系统的技术路线在很多方面存在差异,如表2所示。
4.高速公路ETC领域上的技术发展趋势和应对策略
随着技术的迅猛发展,全球,包括中国,大力推动的物联网和云计算技术政策正在逐渐地深刻影响着高速公路ETC领域的技术应用,由此作为指导的行业管理部门和运营的高速公路运营单位需要进行相应地了解和采取相应的应对策略。
4.1 技术发展趋势
目前应用设备的技术发展趋势是应用终端简单化,无源化和免维护,业务交易通过网络传输和云计算技术,在后成处理。作为在高速公路ETC应用而言,仅仅需要获取车辆的ID即可,通过日益发达的网络传输,借助云计算技术等强大的功能,不仅可以完成最基本的电子收费,而且可以完成其它更多的功能,从而使得运营部门和主管部门把更多的精力放在行业的发展上。
作为目前炒来炒去的“车车间”和“车路间”通讯,都是以专用的车载OBU设备为载体,这种技术路线就是发展数据处理功能强大的设备终端,而这不是交通行业信息化部门制定标准并推动技术的优势。
随着技术的迅猛发展,以发展设备终端强大处理功能的技术路线,已经被“腾云(计算)驾物(联网)”的技术路线所取代。终端设备的发展趋势有以下特征:
A.显示屏折叠化,设备尺寸小型化
终端设备在不久的将来,显示屏会变得和计算机一样大,但是折叠的,这样设备将会小型化。
B.设备仅由RFID、显示屏和网络芯片三部分组成
设备具有一个代表自己身份的RFID,用手指在显示屏上完成所有的操作请求,通过网络芯片将请求通过网络传输以及云计算技术进行处理。
4.2 应对策略
目前越来越多的领域正在采用“物联网+云计算”的技术,因为这不仅是全球和国家推动的技术政策,确实也符合技术发展到一个新的阶段带来的相应变化。高速公路ETC的技术应用也不例外,物联网系统逐步会取代目前的智能交通系统。那么如何适应这个过渡阶段,采取什么样的策略哪?首先对于高速公路ETC的应用,可以考虑将以RFID为代表的物联网系统技术与以DSRC为代表的智能交通系统技术进行融合,及早进行准备,这样虽然每一个ETC收费口会增加3-5万元的RSU设备费用,但是却可以减少车载OBU的数目,让更多的车辆选用廉价的电子标签,从而让整个系统的费用迅速将下来。其次,对于“车车间”和“车路间”通讯,可以采用和工信部以及全国电子设备厂商合作的方式推动,将“车车间”和“车路间”的应用成为一个纯民间应用,激活民间的群智群力,这样才会像手机的发展一样,价格又低,功能又强,彻底摆脱由交通部门去发展信息产品的劣势。
5.结束语
交通运输物联网以面向交通要素的方式来实现整个交通运输领域物联,将整个交通系统看作交通工具(汽车、火车、飞机等)、交通对象(旅客、货物)以及交通基础设施(道路、铁路、港口、机场、航线等)所构成的整体,它们之间存在的功能交互构成了整个交通系统的功能域。高速公路ETC的技术发展趋势,也必然是按照这个思路和方向发展,从而提高高速公路安全监管及应急处置能力,提升社会经济效益。
参考文献
中图分类号:C35 文献标识码: A
一、什么是智能交通系统(ITS)
智能交通系统(ITS)的英文全称是Intelligent Transportation System,是在比较成熟的交通基础设施之上,将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术及计算机技术合成运用而建立的综合交通运输管理系统。最初由美国在20世纪90年代提出并得到迅速发展,也是我国未来交通系统的发展方向。智能交通系统(ITS)可以提高现行交通系统的有效性和可控性,能有效减少事故、降低污染物的排放,从而建立一个高效、便捷、环保的综合智能交通体系。
二、我国智能交通发展的现状
我国从上世纪90年代开始重视并逐步开展智能交通系统(ITS)的研究,随着信息技术和计算机控制技术的的快速发展,我国加快了对智能交通关键技术的研究步伐。科技部从96年开始组织了一系列智能交通技术国际交流和合作,从而促进国内智能交通技术的研究和开发。
目前,中国的智能交通系统建设还处于初级阶段,在智能交通的规划上面应优先实施投资少,收益高的项目,比如:城市绿色交通通道、公共汽车有线通道(BRT)、地铁和公共汽车的智慧卡收费和收费数据库互联、城市交通监控与管理等。
三、目前我国智能交通存在的主要问题
(一)、我国产业链、技术创新、研发严重脱轨
以前我国智能交通研发没有形成产业链,由国家资助研究的智能交通领域项目没有产业化,更不要谈应用了。而西方发达国家却早已形成了智能交通系统相关产业链,并规模化生产。目前,我国智能交通企业群体虽然数量众多,多达2000多家,但只是局限于系统集成,而且技术含量不高。在技术创新、规模、品牌和未来主导方向等方面的企业相对缺乏。这是“十二五”期间国家重点扶持和亟待解决的问题。
(二)、智能车路协同技术和智能车载系统的研究才刚刚起步
目前国内智能车载系统还处在初期发展阶段,主要从国外引进应用系统。智能车路协同技术的研究也是刚刚开始,对环境的感知技术,尤其是在高速状态下对远距离环境的感知和传感器在网络化条件下对环境信息的感知尚缺乏有效手段。我国在基于多传感器集成复杂驾驶环境感知技术、以安全和舒适度为目标的具有增强“感官”性能的辅助安全驾驶技术、综合性车载信息服务平台技术、以及基于网络的三维全景导航技术等方面与国外同行还存在很大的差距。
(三)、智能化交通控制技术基本上依赖进口
目前国内城市交通控制系统产品几乎完全从国外进口,典型产品包括SCOOT、SCATS以及RHODES系统。经过实际应用这些系统并不适合中国特有的交通模式。特别是我国大城市交通网络极为复杂、车多人多,需要符合本地实际需要的智能化交通控制技术体系。只有建立起符合中国国情的智能化交通体系,才能真正有效缓解城市交通拥堵,改善交通环境。
四、中国智能交通发展战略研究
(一)、大力培养和引进智能交通技术人员
目前,我国智能交通技术人才缺编严重,亟需大量相关技术人才。能否建立起相关人才体系,是保证我国智能交通建设发展壮大的关键。因此,我们要以相关高校及科研单位为依托,及时向国外同行开展技术交流活动,通过开展相关重点科目的研究,为我国智能交通系统培养高质量的智能交通专业人才。
(二)、积极推动智能交通技术产业化
要想更好的发展一项技术,重要的途径就是将其产业化,智能交通技术的发展也不外乎如此。我国要逐步建立相关新技术推广转化机制和专利保护机制,建立便于智能交通科研成果转化平台,使其能够尽快转化为经济和社会效益。要尽快把目前已经成熟的、具有强大市场潜力的智能交通新技术加快推广应用,化技术为成果得以实际应用。
(三)、针对智能交通成立相关技术管理机构,建立健全行业标准规范,有效整合行业资源
目前,我国智能交通技术的研究开发还没有全国统一的领导机构,而国外却早已成立。如日本的VERTISITS、美国的 America及欧洲的ERTICO组织,负责统一制定本国智能交通的发展战略及行业技术标准。通过相关机构,加强智能交通发展上的宏观调控,整合优势资源,减少局部冲突和资金浪费。我国综合运输体制建设已逐见成效,但相关政府管理智能还各自为政,各种运输方式、各地政府管理智能还不够明确,在某些方面还存在土政策、图标准。这些因素非常不利于智能交通系统的发展。因此我国要尽快建立国家级智能交通系统管理机构,领导推进全国智能交通系统的协调发展。
综上所述,随着我国工业化与城市化进程的快速发展,我国路网结构日趋强大完善。智能交通技术的实施给我国日益严重的交通压力带来了希望。智能交通技术的应用将进一步增强道路安全、提高运行效率同时降低交通给环境带来的负面影响。智能交通技术的蓬勃发展也将促进相关行业进行产业升级,带动相关产业发展,优化国家产业布局,促进经济和社会发展。
参考文献:
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我国经济目前处于快速的发展过程中,交通事业及其机动化水平也得到了迅速的发展,但在此背景下我国的交通发展存在很多问题,很多城市的交通流量都在与日俱增,交通堵塞、事故等经常发生。为了解决当下交通事业发展的困难局面,我国有些城市已经开始建立和应用智能化交通系统,以此实现城市交通的顺畅运行。在智能交通系统的应用中,图像处理技术应用比较广泛,具有重要的现实意义及广阔的发展前景。
1 智能交通的概述
智能交通系统,目前在全球很多国家得到了广泛的应用,是很多国家发展交通事业及运输事业过程中的重点关注对象。我国目前经济发展速度较快,相关的科学技术也在不断深化发展的过程中,在此背景之下,智能交通系统在我国也处于快速发展的趋势下,在很多城市得到了较好的应用,具有极强的应用前景。智能交通系统,是基于完善道路设计建设的基础上发展而来的,该系统主要应用了信息技术、智能技术、电子技术、地理技术、图像处理技术、传感器技术等多种不同的先进技术。其中,图像处理技术在智能交通系统中的应用最为广泛,也最具重要价值。这些先进技术的应用,使得智能交通系统成为了一种先进、准确、实时的交通系统,可以带动交通事业与运输事业向智能化方向发展。
智能交通系统的发展与应用,不仅可以提高地面交通的效率,还可以使现有的交通基础设施得到最为广泛和高效地应用,也能保证交通安全。应用智能交通系统之后,人力、物力、财力投入都会出现明显的下降,与传统模式的交通系统相比,具有较好的社会价值与经济意义。此外,应用智能交通系统,还可以实现对车辆运动状态下的行为分析,保证分析工作的准确性,对于交通部门的工作也有积极的促进作用。
2 图像处理技术在智能交通中的应用
笔者在上文已经提到,智能交通系统在具体的应用过程中,需要很多先进技术给予支撑,其中,图像处理技术的应用最为广泛,是智能交通系统应用的所有技术中最为关键的技术之一。下面将对图像处理技术在智能交通中的应用作简要分析:
2.1 车牌识别
在智能交通系统中,图像处理技术的应用首先就体现在车牌识别中。车牌识别是智能交通系统的主要构成,可以帮助车辆管理部门对车辆进行合理、高效的管理,提高工作人员的具体效率。目前,车牌识别主要应用于停车场管理、小区管理、高速公路系统等主要方面。
车牌识别,主要是对路面运行的车辆进行监控拍摄,提取其车牌的主要信息,如汉字字符、英文字符、颜色、数字等。在对这些信息进行处理的过程中,需要对图像进行采集、预处理、最终识别。车牌识别的应用,需要相关的部门安装数字设备、摄像系统、计算机系统等,在此基础之上对车辆进行图像信息采集,之后对采集到的信息进行预处理,找出车牌在图像中存在的具置,将所有信息进行提取,并分析信息中的所有要素,最终识别出车牌的真实信息及真实号码。
车牌识别在具体的应用过程中,图像、照片的质量会受到很多外界因素的影响,如日照因素、降雨、车辆运行速度等。在这些不同的外界因素影响下,车牌识别系统所采集到的车牌信息经常会出现模糊、看不清、重叠等问题,对于后续的识别工作有严重的负面影响。因此,在进行正式的车牌识别工作之前,工作人员应当着重对车牌图像进行预处理,如对图像进行灰化、二值化、校正等,保证车牌识别的准确程度。我国目前虽然也应用图像处理技术进行车牌识别工作,但是我国车牌的格式相对繁多,背景也比较复杂,缺少较好的统一性,因此存在识别不清等问题,需要有关部门对此进行进一步合理改善。
2.2 信息采集
在智能交通的发展与应用过程中,工作人员还可以利用图像处理技术进行信息采集,以保证智能交通系统得到高效、稳定的运行。
某市交通部门在开发智能交通系统之后,利用图像处理技术对交通信息进行合理的采集。工作人员通过对该技术的具体操作,获取道路交通运行过程中方方面面的运行信息,如具体的车流量、车辆运行速度、车辆类型、道路交通密度等。图像处理技术在采集这些相关信息之后,就将图像立即传回到工作人员及分析人员的电脑上,分析人员就可以据此获取交通运行的确切信息与实际状况,从而保证交通管理部门对道理交通进行合理、高效的管理,并及时发出预警信息与诱导信息,对道路交通运行中的车流进行调节与疏导,避免交通出现严重拥堵,实现道理交通的顺畅运行。该市交通部门发现,在应用图像处理技术进行信息采集与分析之后,道路交通管理部门的工作效率得到了明显的提高,该市的交通拥堵问题也得到了合理解决。
2.3 车辆检测
图像处理技术在智能交通中的应用,除了车牌识别之外,还可用于车辆检测工作。目前,车辆检测的主要方法有背景差检测法、边缘检测法、帧差法、模型法等。这四种检测方法都可用于进行车辆检测,并具有较好的检测效果。目前,在智能交通的应用与发展过程中,图像处理技术的一个主要的应用方向便是被用于车辆检测。
智能交通应用图像处理技术进行车辆检测,在某种程度上是基于车牌识别工作才得以进行的。智能交通系统在采集到车辆信息之后,图像处理技术就可以通过对车牌等车辆的主要信息进行合理、高效的识别,以此实现对车辆的实时检测。
2.4 在电子警察中的应用
图像处理技术在智能交通中的应用,还可以体现在电子警察的应用方面。电子警察是智能交通系统的重要组成部分,可以在某种程度上代替警察进行工作,不仅可以保证工作的高效性,还可以提高工作的合理性。图像处理技术在电子警察中的应用,主要可以分为以下几个方面:图像滤波技术、图像编码、图像识别、图像加密等。
图像滤波技术主要指的就是图像处理技术可以将拍摄到的视频画面中的噪声等严重的干扰源进行合理清除,在此基础上将视频图像中的有效信息进行高校提取。视频编码,主要就是利用相应的编码技术对智能交通系统拍摄到的视频图像进行二次编码,以此保证图像可以满足具体的通信需求。图像加密,主要用于对视频图像进行密码,也可以添加其它的保密手段,保证视频图像的安全性。
某市交通部门在开发和利用了智能交通系统以后,将电子警察与智能交通系统相结合。该市的电子警察,由于应用了比较先进、关键的图像处理技术,因此不仅可以做到对车辆、行人进行视频拍摄,还可以对拍摄好的视频进行分析、加密、编码等。该市交通部门的管理者发现,电子警察在应用图像处理技术之后,工作效率得到了明显提高,对于该市的交通事业发展起到了积极的促进作用,也带动了该市智能交通系统在未来的深化发展。
2.5 障碍物检测
除了上述几种应用方向之外,图像处理技术在智能交通中的应用,还包括了障碍物检测这一主要内容。在交通系统中,障碍物主要包括了车辆行驶过程中前方道路的行人、自行车、电动车、其它机动车及交通标识等。图像处理技术在障碍物检测中的应用,主要是利用了立体视觉检测、背景运动检测分析、光流检测等主要方法。在进行检测的过程中,图像处理技术主要是基于对摄像头拍摄到的视频画面等进行细致分析,看道路前方何处存在障碍,并及时将障碍情况提示给司机等人。目前,这几种主要的障碍物检测方法在智能交通系统中都得到了相对较好的应用,效果也比较理想,对于图像处理技术的深化革新及智能交通系统的再发展可以起到强有力的推动作用。
3 结语
智能交通的发展与应用,不仅可以解决现存的交通问题,更可以带动我国交通事业在未来的发展。在智能交通的应用过程中,图像处理技术得到了比较广泛的应用,可以用于车牌识别、字符分割等。图像处理技术的应用,不仅给予智能交通发展应有的支持,也提高了智能交通的应用效率,保证智能交通的应用收到实际效果。相关部门及人员若想保证智能交通得到深化发展,就一定要重视图像处理技术的应用效果及其应用质量。
参考文献
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作者简介
道路产业合理化
城市道路资源的不可扩展以及车辆越来越多的现状,已经严重制约了城市交通的发展,如果遇到了灾害天气更是雪上加霜。因此,交通信息服务不可避免地成为智能交通领域的研究热点,同时也成为智能交通实现产业化的重点方向。
交通运输部公路科学研究院总工程师、国家智能交通系统工程技术研究中心主任王笑京表示,仔细观察目前交通领域的大动作不难发现,修建高速公路、民航机场等基础设施实际上让为了满足大多数人的出行便利要求,这是形成道路产业化的基本条件,同时也印证了战略的主旨。
交通运输部科技司信息化管理处处长邹力曾在第三届智能运输大会表示,产业化突破的重点将在信息服务、交通电子支付等方面。信息服务包括交通的运营管理、海量数据的手机存储处理、交通管理软件的开发和系统集成等方面;交通电子支付则包括不停车收费、公交一卡通、停车场的收费以及交通信息服务的支付等方面。据调查,目前国内从事智能交通行业的企业有2000家左右,政策将直接驱动市场对视频、安防、监控、收费等设备的需求,预计到2020年国内智能交通领域的投入将达1820亿元。而来自中国交通技术网的统计称,2011年,中国城市智能交通千万级项目数量达195项,比上年增长129%;千万级项目市场规模合计57.9亿元,比上年增长180%。
在开放信息资源、明确投资力度的促动下,智能交通产业化进程将显著加快。据交通运输部交通信息中心负责人透露,该中心开发推广的营运车辆联网联控综合监督服务系统采用GPS卫星定位技术,目前已有150.9万辆“两客一危”车辆入网,覆盖31个省区市,下一步还将向出租车推广,发展态势非常好。这还仅仅是针对营运车辆的信息服务,如果推广到整个市场,规模之大可想而知。
王笑京坦承,尽管智能交通在产业化的发展过程中依然存在问题,但不能忽视的一点是,目前在智能交通领域中,尤其在管理角度,中国有不少典型的成绩是得到国际承认的。例如城市交通不可能单纯依靠信息技术去解决拥堵问题。王笑京举例,北京很多路口机动车交通量超过了路口通行能力,额定绿灯时间内排队车辆不能全部通过时,拥堵就会成为必然而不是偶然。在物理设施能力限制下,通过计算机系统控制的信号灯就必然满足不了车辆通行顺畅的要求。但是技术还是能够在提高出行可靠性和安全水平上做出不小的贡献。
王笑京介绍,目前智能交通应用相对成熟的是在高速公路电子不停车收费和车载导航方面,在其他方面,由于缺乏成熟的商业模式,目前大多数还在试用阶段。为此,战略提出智能交通要在公路电子收费、交通信息服务、交通运行监管、集装箱运输、公交车辆、营运车辆及船舶动态监管等领域,实现规模应用和产业化,到2020年总产值规模超过1000亿元。要达到这一目标,需开放一部分地理信息资源与企业开展合作,鼓励社会力量参与内容加工和增值服务,形成可持续的商业模式,增强多层次服务供给能力;同时,要加快研究建立技术、应用和资本共同引领的智能交通产业发展模式。这将掀起企业参与智能交通的热情。
找准技术落脚点
智能交通是一个基于现代信息技术面向交通运输的服务系统。其突出特点是以信息的采集、处理、、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。简单来说就是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化、更加安全、节能、高效率。作为一种先进的集成化交通管理与服务系统,在该系统中,车载智能系统可为驾驶者提供交通信息、安全告警和上网交互服务,理想的愿景是控制车辆在道路上自动行驶;而道路则靠自身的数据采集和智化控制将交通流量调整至最佳状态,借助于这个系统,管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。
中图分类号U12 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)103-0071-02
1交通信息化与智能交通运输系统
通常情况下,我们所说的信息化指的就是信息技术的产业化以及信息资源的开发利用产业化的过程,信息化水平的高低能够直接反映一个国家或者地区在对信息技术以及信息资源进行利用的整体水平的高低。信息化的过程,就是我们运用信息方面的科学技术手段,按照系统的规划组织,将各个方面的信息资源进行整合,并且进行开发和利用的过程,在目前形势下,信息化对推动国家和地区实现现代化有着不可替代的关键作用。而交通信息化的含义就是运用各种现代化的高新技术手段,将各类交通信息从采集、处理到提供服务嫁衣系统化,共享其资源,为最佳营运与管理交通、发展智能交通运输系统(Intelligent Transport Systems,简称ITS)以及新产业。交通信息化对于国家和地区经济的发展以及城市化的进步具有十分重要的意义。
智能交通系统是交通信息化发展的重要组成部分,它指的就是将交通运输中的用户、车辆以及道路利用现代化的信息技术手段结合起来的一个整体,是在信息化技术支持的前提下一种比较先进和高效的交通运输管理模式,之所以是智能的,是因为它相对于传统的管理方式来说,能够更有效、更经济地促进人与货物的流动。
2发展信息化智能交通系统的意义和必要性
目前世界各国都面临着不同程度的交通问题或困扰,随着世界经济全球化步伐的加快,在促进世界经济和贸易的飞速发展的同时,也造成了交通更加拥挤的局面,而交通拥挤一方面会加重环境的污染,一方面则造成了时间和资源上的浪费。在我国,由于交通拥挤,城市中车辆的行驶速度过慢,这就导致车辆排放的尾气增加,使大气环境遭受更严重的污染,而改革开放以来,虽然我国的交通基础设施在建设和管理上都取得了很大的进步,但仍不及机动车增长的速度。而交通问题在发达国家中造成的经济损失也是十分巨大的,因此,在西方发达国家中率先开始了对交通运输信息技术的研究和开发。在新形势的推动下,我国政府对交通信息化也给予了高度的重视和重点支持,并且随着信息化技术的不断完善和发展,我国的交通信息化近年来也取得了非常大的进步。
实施信息化智能交通系统对交通运输进行管理,有利于我国交通运输业从传统的只依靠进行基础设施建设和扩张为唯一手段的粗放型产业,逐渐完成向以科学技术进步为前提的、核心目标为提高工作效率,增加经济和社会效益的集约型产业的进步和转变。并且对于我国环境质量的改善以及贯彻和实施可持续发展的战略起着非常巨大的推动作用,为我国交通运输行业的健康、持续发展提供了有力的保障。
3我国信息化智能交通系统发展现状以及发展前景
3.1智能交通系统在我国的应用现状
我国早在改革开放初期就已经在北京市首次利用计算机对交通信号的控制开始了对信息化智能交通系统的研究工作,而进入20世纪80年代以后,随着经济和技术条件的提高,我国对于交通信息化技术的研究步伐逐渐开始加快,国家在一些经济比较发达的大城市,如上海、北京、沈阳等,引进了国外比较先进的交通信息化技术成果,与此同时,我国也逐渐开始大力开张自主研究开发工作并取得了一些可喜的成绩,比如由国家计委和科技委员会组织研发的实时自适应城市交通控制系统等。到了90年代以后,一直到现在经过20多年的发展和进步,我国的交通信息化和智能交通系统才开始逐渐变得比较成熟,目前正在实施的交通管理信息系统、光缆电视监控技术、GPS车辆定位系统、交通广播系统、不停车收费系统等都逐渐趋于完善,但从大的方面来看,我国的交通信息化仍处于需要进一步学习和发展的地步,有很大的发展空间和用用前景。
3.2智能交通系统在我国的发展前景
我国未来的信息化智能交通系统在应用上的前景主要有以下几个方面:
1)公路运输综合管理。在原有的技术前提下,把运输工具、人或货物、道路以及相关的管理和服务部门紧密联系起来的同时,使道路以及交通运输工具的运行智能化。智能交通系统在将采集到的各种交通信息进行系统化的综合集中处理之后,将处理的结果传送给交通运输系统中的各个部门以及用户,有利于驾驶者选择合适的交通方式以及路线出行,大大节省了时间;有利于交管部门对交通中出现的问题实现自动化控制和处理;有利于运输部门对运输车辆进行实时的调度等;
2)实现汽车智能化。随着高新技术的发展,汽车智能化技术逐渐由发达国家传入我国,智能化的汽车主要包括了自动导航、驾驶、控制以及监测系统,汽车能够根据安装在车内的计算机采集到的各种交通信息完成行车、加速、减速等功能。
3.3发展智能交通系统需注意的问题
1)合理规划,协调发展。智能交通系统是一项较为复杂的信息化系统,由于我国发展水平的限制,该系统在我国仍处于不平衡、不完善的状态。我们在实现智能化交通管理的同时,必须考虑我国的基础国情,考虑到我国非机动车辆以及行人在交通中所占的重大比例,进行合理、统一的规划,协调行人、道路和车辆的发展关系;
2)充分投资,创造条件。任何一项科学技术的发展都离不开资金的支持,我国在交通信息化技术的开发上投入了十分巨大的物力和财力。我们要对这些资金进行合理、充分的利用,应该从简易入手,逐步进行深入的研究,在取得经验和效果之后,进而再大范围推广使用。另外,还应该进一步完善智能交通系统的运行标准和使用规范,发展交通信息服务,改进城市交通管理,为进一步发展信息化智能交通系统提供技术条件和环境。
4结论
当今高新科学技术的代表就是信息科学和信息技术,它对国家或地区的经济和产业发展起着十分深远的影响,大力实施和发展信息化智能交通运输系统产业,是新形势下交通运输业健康、有序发展的必然选择。我国应继续紧跟交通信息化发展的潮流,在借鉴发达国家成熟经验的基础上,结合国家发展的具体情况,制定合理的措施和策略,大力发展适合国情的信息化智能交通运输系统产业。
参考文献
[1]张孜,林晓丽.基于ITIL理念的交通信息设施运维管理系统设计与实践[J].交通运输系统工程与信息,2011,11(4).
[2]郭亮.无线传感器网络定位技术及其在智能交通系统中的应用[D],2010.
【关键词】计算机 视觉技术 智能交通 系统 应用
智能交通系统简称ITS,这是一种新型的交通管理系统。该系统主要结合了信息化技术、计算机技术以及数据传输技术等多种技术,用来对整个交通运输体系进行管理,可以实现人、车、路的全面监控和管理。计算机视觉艺术作为智能交通系统中的一个重要环节,受到相关工作人员的高度重视。随着计算机视觉技术的发展,不仅为交通行业的发展提供了更多的便捷,同时还能够筛选道路交通的各种信息,进一步增强了智能交通系统的灵活性和准确性。
1 计算机视觉技术的概述
计算机视觉也被称为图像分析和图解理解,其包括的理论主要有摄影几何学、概率论、图像处理理论以及人工智能理论等部分。计算机视觉技术主要是用二维投影图像实现三维物体重构。这种技术的应用范围比较广泛,不仅应用于二维图像识别方面,同时还用于三维物体的识别和重建上面。通过计算机视觉技术能够获取专业化的三维信息,对三维信息的获取一般有两种方法,其中一种是直接获取法,还有一种是间接获取法。直接获取法主要是通过计算机视觉技术的效果来确定三维运动中产生的各种参数,这一过程对摄像机运动问题的关注程度较高;间接获取的方式就是将单幅图像和摄像机焦距相结合,来判断被测量位置视觉上的信息。计算机视觉技术的关键就是实现特别匹配,在特殊情况下可以利用不同的摄像C同时收集运动信息,从而提高相关控制的精确度。
2 计算机视觉技术在智能交通系统中的应用
计算机视觉技术在智能交通系统中的应用可以实现道路交通的监控,同时还能够实现自动收费、智能导航等功能,主要应用有以下几个方面的内容。
2.1 交通监控中对计算机视觉技术的应用
基于计算机视觉技术的交通监控系统主要分为三个步骤,首先是对车辆和行人进行跟踪和分割,其次是对车流量进行分析和计算,并且计算车辆的平均速度和道路上车辆的队列长度,最后根据道路的交通状况来规划形式线路,从而有效缓解道路交通拥堵的现状,方便人们减少出行时间。车辆和行人作为道路中运动的主要目标,在监控场合下,需要对运动时间进行有效分割,常用到的分割方式包括光流法和帧差法两种,其中前一种分割方式主要是依据图像中不同的运动用映射参数正确的表达,这样可以将具有同样映射参数的光流量进行分配,从而完成参数分割。计算机视觉在交通监控中的应用主要是对车辆速度、车辆数目、车辆分类进行检测。随着计算机通信技术的发展,计算机视觉技术也是日新月异,基于计算机视觉的交通监控系统具有较强的实时工作性,能够快速的适应高度公路以及城市道路交通的监控。
2.2 车辆导航中对计算机视觉技术的应用
实现车辆的智能导航是计算机视觉技术在智能交通中应用的典型案例。这种技术主要为驾驶人员提供道路信息和车辆运行状况两大信息。通过车辆智能导航系统的运行能够对道路两边的界限进行有效的识别,将车辆引向规定的行驶车道,在车辆行驶过程中,该系统能够自动检测车辆与前方其他车辆之间的距离,从而提醒驾驶人员保持车辆的安全距离,最终实现安全导航驾驶。通过该系统的摄像机运动能够识别其他车辆的行驶状况,并且通过计算检测点的方式计算车辆的模拟匹配点。车俩智能导航系统中就使用了计算机视觉技术,可以从中提取相关信息,计算车辆行驶的安全距离和速度。
2.3 计算机视觉技术用于车辆辅助驾驶
计算机视觉技术在车辆辅助驾驶中的应用主要是帮助驾驶人员对外界的变化做出反应。具体表现为车辆在市内行驶时,计算机视觉技术的应用能够识别周边道路的标记,并且对交通标志、其他车辆和行人进行识别,然后筛选相关信息进行计算,让驾驶人清楚外界的具体状况,从而避开其他的车辆和行人,能够从根本上减少交通事故的发生,增强车辆的安全运行。辅助驾驶的形式转变为人机交互的方式,一定程度上能够满足驾驶人员对信息的需求。
2.4 计算机视觉技术用于车辆智能收费
车辆收费是车辆在公共交通位置行驶中的一个关键环节。随着科学技术的发展,车辆收费系统逐渐向着计算机技术的应用方向发展,计算机视觉技术在各地区交通发展中的应用是现代化交通发展的一个重要突破口。很多地区的智能化收费都是通过识别车牌的方式来实现收费,我国在车牌识别这方面仅仅限制于单目车牌和双目车牌的识别,其中单目车牌识别的核心就是将车牌照位置作为核心部分,我国大部分地区都是将单目系统作为核心部分来使用。采用双目系统对车牌进行识别,也可以对车辆的型号进行识别,通过大量的实践发现,双目系统进行车牌识别的实用性较强。但是这种识别方式在实际应用过程中仍然存在着信息获取难度大、车牌照定位难度大等多种问题,尤其是车辆在高速路上行驶时,对于车牌信息的获取更为困难,因此,在这方面还需要加大研究和实践。
3 结束语
随着计算机视觉技术的智能化发展,其在智能交通系统中的应用能够解决多方面的问题。该技术的应用不仅能够实现车辆的实时监控,同时还能够实现车辆导航以及车辆收费,帮助驾驶人员识别车辆行驶中存在的障碍物,这样一来,可以增强车辆行驶的安全性,同时还能够提高我国道路交通系统的整体管理水平。但是该技术应用中也存在不足之处,未来发展中需要降低视觉系统的价格,减少系统的尺寸,从而增强系统对车辆信息的处理速度,最终实现对道路交通的全面监测。
参考文献
[1]王春波,张卫东,许晓鸣.计算机视觉技术在智能交通系统中的应用[J].测控技术,2000(05):22-24.
[2]郁梅,蒋刚毅,郁伯康.智能交通系统中的计算机视觉技术应用[J].计算机工程与应用,2001(10):101-103+121.
[3]顾晶. 基于计算机视觉的智能交通监控系统的研究[D].东南大学,2006.
随着时代的发展和信息技术水平的提高,大数据的发展已经遍布于各行各业,当然在交通运输方面也是如此。而且交通运输部因为运用了大数据分析云平台,在感知识别、网络传输、智能处理以及数据挖掘面都有了非常好的效果。而且在重大工程的实验中,通过加强对物联网、云计算等新技术的研究,还能提高本行业的信息化技术水平。
一、大数据时代智能交通系统的优劣分析
1、大数据时代改变传统公共交通管理路径。大数据的特点是内容丰富和全面,而且还有自己的传输方式,所以不受任何区域的限制。在传统的交通管理中,很容易因为不同区域的信息不够畅通,导致交通管理的效果不是很好,同时经常出现各种信息丢失的情况。而把大数据分析云平台的技术应用到交通管理中,不但能很好的完成不同信息的传递,而且还能最大限度的利用这些数据,发挥他们的作用,提高交通管理的质量和效率。2、大数据下智能交通的优势分析。首先,通过大数据分析云平台的应用,能在很大程度上降低各种费用,而且它还能很好的选择最为行之有效的车辆配置方案,保证道路交通一直处于比较畅通的状态。其次,当出现各种交通问题的时候,通过大数据的分析能给问题的处理和交通的调度提供良好的基础,提高交通的畅通性。最后,在交通监管的系统中,通过大数据分析,还能很好的完成各种事件的预测,降低失误的发生率。3、大数据下智能交通的弊端。由于大数据的应用能提高传递信息的效率,也就间接的会影响到相关安全隐患问题的发生。例如,在大数据下的智能交通,会因为相关人员的位置以及路线信息造成丢失,就会间接的给人们的生命财产造成威胁。除此之外,每个地方都有交通数据,而这些数据还能被大数据管理和应用,而很多车辆计算交通数据都是以静态方式存储,所以使系统所具备的特点无法被除本人以外的事物进行检索。
二、智能大数据的融合
1、关于成熟度的融合。在新时期下,无论是大数据的应用技术还是现代智能交通的技术都发展的非常速度,而且也越来越成熟。在现代化的社会中,无论是智能卡扣电子警察还是智能监控系统,都已经对处理的技术进行了智能化的应用,而且完整度和深度也在慢慢的加深。所以在这种情况下,大数据时代下智能交通很有可能成为新兴的应用领域中最先推广和运用的领域。2、关于技术的融合分析。就目前的大数据分析云计算平台来说,这项技术的应用结构和智能交通的平台系统结构融合度是非常高的,而且的大数据分析云平台技术在智能交通领域中的应用,给社会带来了很大的好处和效应。所以说,这项技术可以作为整个智能建设中的领导者,带领其他的子模块进行很好发展。3、关于群众基础的分析。对智能交通来说,智能交通面向的服务群里就是人民大众,广大人民群众来说,智能交通直接影响着人们的出行,给人们带来非常方面的出行信息,在很大程度上方便了人们的出行,而且也降低了整城市的运营成本。更重要的是,人民群众的生活也越来越有秩序,也会给交通执法人员降低出勤的频率。
三、云平台技术特点的分析
目前,智能交通在我国主要应用于三大领域:公路交通信息化,城市道路交通管理服务信息化,城市公交信息化。其中,公路交通信息化包括高速公路建设、省级国道公路建设公路交通领域。热点项目主要集中在公路收费软件中。城市道路交通管理服务信息化中兼容和整合是城市道路交通管理服务信息化的主要问题,因此,综合性的信息平台成为这一领域的应用热点。除了城市交通综合信息平台,一些纵向的比较有前景的应用有智能信号控制系统、电子警察、车载导航系统等。城市公交信息化中,目前国内的公交系统信息化整体应用水平还比较初级,也是方案商重点发展的领域。在地域分布上,国内的大中城市特别是南方沿海地区对于智能交通的发展都非常重视。目前,中国智能交通业的各环节均处于起步阶段,行业集中度不高,且区域性较明显,整体上呈现规模较小的竞争格局。城市智能交通行业各个环节涉及企业众多,截止2010年底,国内智能交通行业领域约有2000多家企业。
交通运输部公路科学研究院总工程师王笑京面对《中国信息化》的询问时表示,2013年智能交通的主要应用领域不会发生大的变动,但是在各个主要应用领域的投入比例会有调整,以实现对现阶段城市交通问题的缓解,平衡交通领域发展的整体规模。其中,城市公共交通依然会成为智能交通的服务重点。
中国城市(道路)智能交通业自上世纪90年代开始,经过进二十年的快速发展,行业复合增长率一直保持在20%左右。2010年交通运输部原则通过“十二五”四个专项规划,明确提出要加快高速公路联网建设,将智能交通列为交通规划的重要组成部分,李盛霖指出“在智能交通、基础设施状态感知和安全运营、集装箱多式联运、甩挂运输等领域开展物联网应用示范工程,提高公路水路出行的公众信息服务水平”。目前交通运输部已经启动新一代智能交通系统发展战略研究以及应用物联网技术推进现代交通运输策略研究两个重大研究项目,为未来5-10年发展思路进行谋划。
预计未来三年间,城市智能交通业将面临着巨大的市场发展空间。伴随城市智能交通业对提高城市道路交通效率、解决交通拥挤、确保运输安全、减少环境污染等方面产生的积极影响,各级政府部门对其越来越重视,同时不断出台一系列政策加以扶持。王笑京指出,便捷的公共交通出行方式将成为智能交通在2013年的主要服务重点之一。基于此,为了保证公共交通的种类和出行效率,在路权分配中也将从政策角度作出相应调整。同时道路交通的安全问题也将成为技术服务的主要方向。
在投资领域,受益于公安部《道路交通安全“十二五”规划》、《道路交通科技发展十二五规划》等多项政策扶持,预计未来10年国内智能交通投入将在1820亿元之巨。截至2012年8月10日,全国共有19个省市公布了智能交通投资计划,涉及投资金额高达78.05亿元。2013年智能交通在各主要应用领域的投资将作出调整,同时将积极争取和吸纳社会投资用于智能交通的服务建设,鼓励民间资本参与到智能交通的建设中来,并允许社会资本在投资公共交通服务建设中获利。王笑京解释:“这样的做法能够刺激各地的社会资金投入到智能交通建设中来,允许其盈利,形成良性的社会资源投入。”
技术是最佳“配角”
2013年,智能交通的发展趋势将表现为综合化、多部门驱动型的发展模式。城市智能交通体系将涉及相关的市民、公安交通管理、交通部门车辆管理、城市建设、通信等相关部门工作。因而未来城市智能交通的发展过程必然是一个涉及以交通与公安为主的多部门驱动的发展过程。城市智能公交系统是主要针对城市内部公共交通的指挥、管理、调度、应急等方面智能系统。城市智能公交系统主要实现对城市公共交通线路、车站、车辆的全面监控。通过各种辅助设备预知并合理调度公交资源,优化公交系统。城市道路管理系统包括信号灯控制系统、路况指示系统、车牌识别系统、道路视频监控系统等。
王笑京指出,2013年智能交通在缓解城市道路拥挤、维护道路安全等方面依然发挥突出作用,但技术的应用对于智能交通来说只能是支撑和配合,并不能取代基础设施建设而成为主体。他解释,以地下轨道交通为例,北京的地下轨道交通线路虽然多,但很多换乘站需要步行1到2公里,尤其是枢纽型换乘站的换乘路途较长的情况更为严重。而上海虹桥换乘枢纽的设计则显得合理的多,设立枢纽之前就对地上的情况如商业区、学校、超市等人流聚集的地方进行了统计,这样换乘枢纽和主要站点的设立就能有的放矢。而北京在早期的如西直门、十号线等换乘枢纽在这方面显然存在缺陷。但这样的问题却不是单纯依靠信息化和智能化就能够解决的。
0引言
智能交通是当前非常热门的话题,各种关于智能交通如何开展的讨论层出不穷。交通大数据分析可提供决策支持,成为议题的核心内容。围绕分析和解决交通问题,运用大数据技术,采用智能交通的思路,研发智能交通无线通信技术,对未来智能交通的发展具有深远意义。
1大数据发展现状
由于大数据的特点是快速、数据量大,因此计算机处理的信息必须紧密配合,以极快的速度提高工作效率。及时有效处理数据流后,要精密分析,计算机技术面临巨大挑战。大数据处理具有一定难度,当前随着技术的进步,可以进行视频、音频、图片等多样化数据处理。在格式上,计算机处理工作改变了传统的方法,如先收集再统计分析。当前新技术可以采集不同领域和空间的数据,整合和分析数据资料[1]。经运行,智能无线通信系统形成了一种具备“三高三低三精”(高可靠、高速率、高容量、低时延、低功耗、低成本、精准定位、精细计算和精密控制)特点的无线通信技术。数据通信传输技术的核心特点是实时、准确、高效。EUHT系统通过车辆车载终端与路侧基站无缝连接,实现高速、可靠接入。EUHT系统通过采集、分析、处理数据,实现智慧级管理和服务。
2大数据背景下智能交通发展现状
大数据时代,交通运输领域的主要特征是数据量巨大,无法想象的高速处理速度,带来了通信技术中数据的爆炸性增长和更新,造成了数据存储和分析速度的变化。多样性是大数据的另一类别。数据化的结构性包括非结构下的文本图片视频、网络日志、社交媒体、互联网、手机通话等,都被传感器传送到网络数据平台,实现数据的真实准确分析。简单说来,大数据是一种高速发展、体量庞大的数据类型。结合当前交通大数据发展现状,随着科学技术的发展,交通信息化已成为现实。交通数据平台的数据采集,一方面属于自动化数据采集;另一方面是半自动化业务记录。前者主要是由各业务单位建立业务系统,将高速公路联网收费系统采集的各种数据录入系统,包括公路交通量、签证业务等数据。后者是联网观察省公路客运情况,采集数据,并运用到运政管理系统[2]。
3无线通信技术在智能交通中的应用
基于可见光通信(LiFi)的智能交通系统,即采用可见光取代传统无线电协议,实现车与车之间(V2V)、车与基础设施、互联网之间(V2I)的通信连接。V2V系统主要保障安全应用。V2I系统包括个人通信、移动办公、远程信息处理、基于位置的信息、与汽车相关的移动服务、视频直播和互联网接入。V2V与V2I统称为V2X。V2X应用能够改善安全性、车辆通行和能耗情况。城市轨道交通中,应用无线通信技术的系统有很多,包括专用无线调度、乘客信息系统(PassengerInformationSystem,PIS)、车地无线、信号系统车地通信、警用无线系统、消防无线系统、民用无线系统、车辆信息及检测信息上传系统、车载视频监控系统、无线政务网和无线数据通信需求系统等。对智能交通数据进行通信式处理,系统在前台操作和数据库管理上运用数据分析。在分析方式上,主要运用数据库管理自查系统等和用数据库管理系统,挖掘分析数据库。整个数据挖掘分析经历两个阶段。第一阶段是在数据库中分析相关业务数据,设置方案,利用数据库分析和挖掘管理系统,在数据库系统中进行前台操作,使用数据库管理系统进行自带查询和分析,运用相关工具实现第三方工具的运行。第二阶段是解决业务系统中报表填报和系统数据填报。在系统分析功能上,满通运输管理部门对行业调查和运行的掌控需求,采用动态监控和质量管控方式,实现共享服务和公共服务的综合分析。在数据通信技术应用上,为了应对不同的通信需求,通过不同的技术深度和信息广度,结合不同的时间和不同层级的需求,展现和应用相应数据。形式多种多样,如阅读报表,包括固定资产投资运输量和交通运输情况等[3]。智能交通实现了智能化、信息智能化、现代科技智能化与交通运输相结合的全方位智慧化交通运输发展。在智能交通和智能化管理方面,实现了信息技术传感技术的统一。通过比对交通领域建设内容关键技术和各个方面,最终产生了智能交通市场、信息化交通和信息服务化相结合的交通运输管理系统。智能交通融入了物联网、云计算等技术,采用IT技术,汇集交通信息,统一大量数据模型,采集实时交通数据,提供交通信息服务,强调系统的实时性、信息交流的交互性等,并体现服务的广泛性。
4智能交通无线通信发展趋势
4.1客户需求层次识别
第一,基本型需求,收费快捷、态度友好、路面平整、无事故隐患、排障迅速、施救合规、保障畅通;第二,期望型需求,信息服务周全、收费站咨询路况熟练、排障施救价格公道;第三,魅力型需求,信息平台提供精准的路况咨询服务,一站式排忧解难服务体系(高速管家、全程无忧)。
4.2服务出行大数据应用
第一,“两客一危”车辆监控,实现运输企业、高速公路、交警多方合作,全程可视化远程管控“两客一危”等特殊车辆;第二,配套设施增值服务,比如服务区优惠、油品信息、车位信息、预点餐服务、服务终端体验店和车辆状态检修;第三,多元化服务,多种支付方式并存,差异性收费,比如旅游景点推送、重大活动推送、旅游时间预测和物流车辆管控。物流企业通过服务平台,可视化远程管控物流车队,为企业提供优质服务。
4.3文明交通标杆路段
车路协同:通过车与路、车与车之间的可靠通信,为车辆提供高速路变道预警、盲区预警等超视距辅助驾驶功能,实现交通效率与出行体验双赢,达到通行服务的新高度。变道、盲区、匝道等出现其他汽车,系统进行提示,避免车主做出不安全驾驶行为。大流量情况下,通过EUHT实现通行车辆严管引导,规范行车秩序,改变传统高速公路服务模式,提高通行效率,为高速公路发展做出方向性探索。高速前瞻性的信息化建设,为未来智慧交通的发展打开关键突破口,为万物互联、工业互联时代的智慧高速提供重要的实践案例。目前,智能交通建立在电子控制技术、电子传感技术的基础上,有效集成运用道路港口机场、通信类的各种信息技术以及基础设施,在交通运输管理体系中,建立大范围全方位实时综合运输和管理平台。此平台一般利用新一代通信和信息技术,采用可交互和可感知的方式促进交通管理,实现一体化、精细化管理和物流生产的产业化。通过体验智能化,实现相应环境协调发展,真正实现管理和智慧的统一协调发展。
4.4感知互联应用服务方面
1.我国智能交通系统的现状
1.1我国智能交通的发展前景
据不完全统计,截止到目前我国涉及到智能交通的企业已经多达2000家,这些企业主要是提供道路监控、收费站收费设备的生产制造企业和从事卫星定位、地理信息采集的信息服务企业。近年来车载播放器、导航仪等电子产品的日益普及表明汽车电子产品已经成为智能交通的一个重要部分,并不断地推进着交通运输业的快速发展。智能交通系统涉及到不同类型的企业,这些企业中既有提供信息服务的电信服务商也有提供传感器、电子产品的硬件制造商,如今我国大力推动智能交通的发展,尤其相关的上下游企业也必将不断发展壮大,反过来这些企业的壮大也会推进智能交通的发展,进而形成良性互动的发展环境。
1.2我国智能交通系统存在的问题。
(1)信息共享性差和“应用孤岛”现象抑制智能交通的发展。在我国智能交通的主要是由交通运输部、科技部、国家发改委等多个部门联合推动的,然而由于各部门是根据自身的业务需求进行推进的,各自有各自的系统,这也就导致了我国的智能交通系统存在着多系统并存、信息共享性差以及重复建设等问题,这不仅使我国智能交通系统缺乏一个统一的构建同时也抑制了智能交通的发展。此外“应用孤岛”也是制约我国智能交通快速发展的一个重要因素,所谓的“应用孤岛”就是由于区域经济发展不平衡导致一些新的智能交通技术在经济发达的地区有很高的普及率,但在一些经济欠发达的地区却得不到有效的推广,这就导致了智能系统无法形成一个统一的联动机制。
(2)对于些重要的技术指标还没有制定统一的标准,加大了技术的推广,不利于智能交通技术的普及和推广。在缺乏标准的情况下,不同区域一般会根据自身的实际需求构建自己的智能交通系统,在这种条件下形成的智能交通系统存在兼容性差、信息共享性差等问题,系统之间不能形成有效的配合和衔接。比如我国公路收费系统,各省份或地区都有自己的系统,这就对以后公路收费联网造成了困难。
(3)智能交通技术创新能力差,核心技术只给能力差,对国外技术依赖较高。一些智能交通设备成本高、稳定性差,严重制约着智能交通烦人推广与应用。
(4)在智能交通设备市场中,国产品牌的占有率很低,主要的市场份额仍掌握在国外企业手中,并且有扩大的趋势,国内智能交通设备企业的发展环境不容乐观。
(5)国内的智能交通研究水平低,研究体系不完善,研究机构处于无序竞争的状态,这些因素都严重制约着智能交通运输行业的健康发展。
2.基于车联网技术的智能交通技术分析
2.1系统工作原理
基于移动互联网的智能交通系统包括系统数据采集和移动互联网终端信号处理两部分,其中数据采集部分包括交通灯控制模块,GPS导航模块,无线测距模块,实现对相关信息的采集,然后通过信号无线传输模块将信息集成到移动互联网终端控制器作相应处理,最后将信息以交通灯显示警报模块,行车轨道记录引导模块和安全车距警报模块等具体形式展现给行车人员,以达到信息实时动态传输,高效率交通运行的目的。
2.2具体实施方案
(1)交通信号监控模块。现有的城市路通管理系统一般利用监控器实时监控各道路车流量,通过人工实时干预以实现对交通的的引导,但是在天气条件不理想情况下,得到的视频图像效果得不到保证,极大影响调控效果,而且这种实施方案使得车主处于被动干预的处境,不利于动态灵活处理。针对以上情况,本系统交通灯控制模块分为交通控制模块和交通信号无线传输模块,交通控制模块控制交通灯的显示转换并且将交通灯信号实时传输给交通信号无线传输模块,将交通信号实时发送给移动互联网终端控制器,当行驶车辆进入交通路口设定范围时,终端显示器将显示离前方交通灯距离,并且告知当前交通灯信号状态,当监测到车速过大或者行驶车辆处于闯红灯临界时段时,终端警报器被激活,提醒驾驶人员注意控制车速,以防触犯交通规则引起交通事故。
(2)行车导航模块。GPS系统利用24颗轨道卫星通过测量到达信号时间来计算用户端位置,同时通过GIS(地理信息系统)匹配将用户地理位置在地图上实时显示出来。该系统可实现对车辆的动态监测,轨迹记录,以及交通管理等功能,因此广泛应用于行车导航,物流管理,车辆防盗等方面,具有良好的经济和社会效应。GPS通过和车载GPRS系统进行信息的交互,包括ARM嵌入式系统,GPS卫星接收模块,GPRS无线通信模块以及其他扩展子卡。GPRS无线链路基于移动公司的GPRS移动通信公众网,包括MSC基站控制器,SGSN业务支撑节点,GGSN网关支撑节点。监控中心包括网关和信息服务器,车载卫星定位系统的数据流程,首先由车载系统设备上的GPS卫星接收模块采集GPS卫星数据,经过数据处理得到车辆的地理坐标信息,该信息通过车载系统的处理之后,由GPRS无线通信模块发送到GPRS无线通信网上。GPRS网络根据相应的协议在车载系统和接互联网基站的监控中心之间建立一条支持TCP/IP的数据通道。监控中心把通过这条数据通道传送来的车辆位置数据通过数据库和WebGIS技术显示在电子地图上,最终达到导航的目的。
(3)车距测量模块。本系统所采用测距方式为非成像激光测距,激光测距仪是一种光子雷达系统,通过测量向目标发射激光的传播时间来确定与目标物体的距离。该系统运行原理是向目标车辆发射激光速,激光束传播时遇到目标车辆发生反射,激光束返回发射端,控制中心计算发射时到反射光回收到接收端的时间,测算出目标车辆距离。
3.智能交通在道路桥梁施工中的应用
尽管我国智能交通起步比较晚,但是,它在一些发达国家已经有数十年的发展历史,并且已经形成了一定的体系,在技术方面也有了很大的进步。为了科学、有效地解决我国道路桥梁施工中的相关问题,需要一些先进的技术和设备作支持,尽可能地将智能交通系统运用到道路桥梁施工中,不断完善智能交通中与道路桥梁施工相关的系统。
3.1监控系统
在道路桥梁施工过程中,会遇到各种各样的问题,比如人员管理问题、材料管理问题、安全管理问题等。因此,使用监控系统可以进一步解决这些问题,例如,监督施工人员的工作情况,从而督促他们的工作;监控施工材料,可以有效避免建筑材料丢失的情况,一旦发现有不好的情况发生,就可以快速与管理人员建立通讯联系,并制止不良情况出现;对于一些难于发现的或不经常关注的施工部分,可以从整体性监控的角度出发,对其进行全面的掌控,从而避免一些突况发生,保障道路桥梁施工的安全性,维护施工的正常进行,改善施工的运行状态。
3.2道路桥梁管理信息系统
道路桥梁施工离不开信息的收集、管理和分析,而道路桥梁管理信息系统主要服务于城市道路桥梁管养一体化的目标。它通过建设桥梁信息数据库和信息服务平台,收集建筑桥梁施工中的相关信息,并准确、客观地分析施工中收集到的数据,从而使道路桥梁设施管理更具科学性和专业性,为道路桥梁施工设计提供更加准确的参考意见。录入建筑桥梁施工信息,可以为道路桥梁的问题治理、安全管理作出突出的贡献。
3.3紧急救援系统
紧急救援系统是道路桥梁施工中不可缺少的系统之一,它是以救援机构和相关设施为基础,同时与监控系统相结合而形成的服务系统。在道路桥梁施工中,难免会发生一些突发事故,当一些事故发生或对人员造成损害时,可以通过紧急救援系统为使用者提供车辆故障现场紧急处置、现场救护、排除事故车辆等服务。它是通过电话通信、互联网通信、交通网络形成一个紧密的连接网,从而协助救援机构展开援助工作,为道路桥梁施工安全提供保障。
结束语
虽然我国智能交通业起步晚,发展时间段,但是在解决城市交通问题方面发挥着巨大的作用,为促进经济社会全面协调发展、保障人民群众生命财产安全创造了安全、高效、畅通、绿色的道路交通环境。所以,要不断加强智能交通技术的运用,借鉴国外先进的技术,从而促进我国交通的发展。
参考文献:
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.06.075
1 引 言
前,随着全国公路建设的持续推进,公路系统和枢纽的不断完善,公路交通已经成为了我国交通系统中不可或缺的重要一部分,在这种状态下,公路安全受到了社会各界更多的关注,与此同时,全社会对公路安全提出了更高的要求,关于智能交通技术在公路安全管理的作用探讨的必要性不言而喻。
2 当前我国公路安全管理面临的潜在危机
2.1 公路安全管理面临着巨大的“人”的危机,其失误和不确定性很强
公路交通实现的是货物或者人的空间转移,而空间转移主要依靠的是汽车这种交通工具在公路上行驶来实现的,驾驶汽车的驾驶员在公路上行驶会遭遇到各种情况,在这种情况下,驾驶员极有可能产生较多不理性的选择和判断。在这些选择和判断之中,蕴含着一些公路安全问题,比如说驾驶员在特定情况下会不自觉地进行错误判断和违规驾驶,相应地会出现一些影响公路安全的行为,这就很可能影响公路安全管理。不可否认,公路安全管理面临着巨大的“人”的危机,其失误和不确定性很强,这种“人”的因素是公路管理中最难以把控的一个方面。具体来说,人的机能不是不变的,身体和心理状态是随时变化的,在特定情况下,人会做出非理性的决定,同时也会引起错误的行为,进而危害公路安全管理。
2.2 公路的道路现状不是恒定不变的,在随时可变的情况中危机难以检测
影响公路的道路现状的因素非常多,除了天气因素以外,还有公路建设情况、车辆情况、交通法规情况等。由于其影响因素众多,因此,公路的道路现状在一定的时间内不是恒定不变的,在这种随时可变的情况中事故危机是难以检测的。具体来说,一些事故危机是公路本身或者是各种车辆上的问题,这种问题多是突发性质的,在公路安全管理中,必须考虑应用什么办法来检测出公路危机,同时也要考虑怎样把这些公路危机信息向其他驾驶者和相关人员传递。因此,面对着多如牛毛的公路危机和如何向驾驶员传递危机信息的情形,公路安全管理需要更高的技术和水平。
2.3 公路安全在被破坏之后,在一定时间内事故危害和救援能力受到限制
通常来说,公路上只要发生事故就会破坏当前的公路安全情形,在公路安全被破坏之后,在一定时间内尽量减少事故危害的影响和加强事故救援是公路安全管理必须做的,只有将事故危害减小到最低,尽可能加强事故救援,才能最大可能地为公路安全管理提供有力保障。目前,我国的公路安全管理在事故危害和救援能力上仍是受到部分制约,具体来说,在公路安全被破坏之后,公路事故的伤者需要最快的救援最好的治疗,而一些公路事故中,也会带有很大一部分财产救援的情形,因此,在公路事故之后,主要考虑的是怎么进行救援,怎样使救援力量在最短时间内到达现场,同时也要考虑如何减小事故后的危害,如何提升公路上事故的救援能力。从当前情况看,公路安全的信息传递能力和安全管理力量仍是受到限制。
3 智能交通技术在公路安全管理中的作用
3.1 智能交通技术在公路安全管理中的运用,有针对性加强事故的安全预防工作
事故的安全预防工作在公路安全管理中扮演着十分重要的角色,在有效的公路安全管理中事故的安全预防是关键之处,也是重中之重。把事故的安全预防放在公路安全管理中来谈,也就必须考虑智能交通技术这个话题。而智能交通技术在公路安全管理中的运用,能有针对性地加强事故的安全预防工作,同时也能提升公路安全管理的效率和有效程度,进而也能增强我国的公路安全管理水平。加强事故的安全预防工作,首先要考虑的是公路安全管理面临着巨大的“人”的危机,由于驾驶员的选择和机能情况是随时变化的,同时所产生的失误和不确定性很强,而智能交通技术在公路安全管理中的运用就是在尽可能地降低“人”的危机,用科技来开展安全预防和控制。
智能交通技术能够及时探测和发现驾驶员视野范围内、外的潜在危险,并及时向驾驶员发出警示信息,引导驾驶员关注周边的各种潜在危险,并为驾驶员的驾驶行为提供支持和建议,甚至能够采取控制措施以减少事故发生的风险,而这将能够有效地减少甚至消除认知延误、判断失误和操作失误这 3类引发道路交通事故的主要致因,以提高道路交通安全。[1]用智能交通技术把驾驶员有可能产生的公路事故危机扼杀在摇篮里,帮助公路驾驶员进行理性选择。
3.2 把智能交通技术作为公路交通管理的关键来抓,有利于公路事故预警和探测
随着当前我国交通科技技术的发展,新型交通科技技术在公路安全上的各项运用数量众多,而智能交通技术的运用更有其独特意义。若要提升公路安全管理水平,尽可能避免公路危机,这就需要把智能交通技术作为公路交通管理的关键来抓,这种先进技术的运用更有利于公路事故预警和探测。一般来说,公路事故预警和探测在智能交通技术的范畴内是通过传感器实现的,传感器能探测出当前公路环境情况,为路况信息提供数据,进而为公路事故预警和探测提供依据,能最快地发现事故危机的可能性因素。在高速公路中采用可以采集数据类型的传感器主要是:能见度检测器、气象检测器、环境检测器等数据采集设备,气象检测器主要检查高速公路天气变化,如雨雪、冰雹、大风天气,能见度检测器主要检查高速公路能见度大小,环境监测器主要检查道路温度,以及道路上的环境,这些传感器的设置为管理中心对道路及周边环境提供数据,搭建网络以数字形式进行传输,使其密切关注道路是否畅通,为车辆的安全驾驶提供外部的保障。[2]
3.3 充分依托智能交通技术的运用,能尽可能终止事故并尽快开展事故后的救援
在公路安全管理中,能尽可能终止事故并尽快开展事故后的救援也是不可忽视的一个方面,这是在事故产生之后减小事故的影响范围和波及面的有效措施。而在公路安全管理中充分依托智能交通技术的运用,能尽可能终止事故并尽快开展事故后的救援。具体来说,一方面,运用智能交通技术可以对当前事故的情况有针对性地了解,能明晰事故发生的时间、地点、现状,更有利于救援力量最短时间内到达事故现场展开救援,而部分救援行为甚至可能终止事故并防止二次事故危害的产生。而另一方面,智能交通技术所传递出来的信息使救援队伍选择更合适的救援方案,也能提高事故的救援率。面对“平安交通”的发展需求,我们在交通安全设施、车辆安全性能、交通运输企业安全监管和交通安全管理手段等方面的研究任重道远,重点要研究推广使用信息化技术和先进管理方法,提高道路交通安全管理科技水平,特别是要运用智能化的手段,提高交通安全的保障能力。[3]
4 结 论
交通科技技术的新发展对公路安全管理来说,不仅仅是一种新的发展趋势,同时也是促使公路安全管理上新台阶的助推剂,而智能交通技术在公路安全管理中产生了巨大的作用,要使智能交通技术在公路安全管理中发挥出更多的力量,这必须依赖于智能交通技术不断的发展和技术更迭。
参考文献: