交通信息采集和發(fā)布對于我國大城市發(fā)展智能交通系統(tǒng)的作用和意義

摘要：實時、準(zhǔn)確的交通信息采集是智能交通的基礎(chǔ)。根據(jù)被采集車輛是否與采集系統(tǒng)進(jìn)行交互，交通信息采集技術(shù)分為兩大類：獨立式采集技術(shù)和協(xié)作式采集技術(shù)。并提出了未來的發(fā)展趨勢，說明其對我國發(fā)展智能交通系統(tǒng)的作用和意義。

一、前言

        近年來，我國大部分城市為改善其交通都作了不懈的努力，投入巨資修建了大量的交通設(shè)施，并配套了相應(yīng)的管理系統(tǒng)與設(shè)施，僅以城市道路交通的“監(jiān)控系統(tǒng)”為例，大部分的省會城市皆已裝備了不同規(guī)模的系統(tǒng)。另一方面，不少城市還建設(shè)有面向不同交通方式利用者的交通信息系統(tǒng)，但由于這些系統(tǒng)缺乏大系統(tǒng)的規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)化考慮，特別是定位的不充分，不僅系統(tǒng)間的信息資源難以共享，因此，所造成的損失和浪費是巨大且驚人的。

       以信息科學(xué)和技術(shù)為代表的當(dāng)代高新技術(shù)的發(fā)展日新月異，以高新技術(shù)為基礎(chǔ)的社會信息化以及知識經(jīng)濟(jì)的概念逐步被形成，正在影響著一個國家和地區(qū)的產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。交通信息化便是其重要的體現(xiàn)，并正在向智能交通系統(tǒng)(ITS, Intelligent Transport Systems)及其產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。歐美日均將其作為國家或地區(qū)的計劃向前推進(jìn)，在產(chǎn)業(yè)化方面定位于21世紀(jì)，國際上普遍認(rèn)為建立于交通信息化基礎(chǔ)之上的智能交通系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，將是本世紀(jì)最有影響的巨大產(chǎn)業(yè)之一。

       因此，交通信息系統(tǒng)被認(rèn)為是ITS的關(guān)鍵子系統(tǒng)，是發(fā)展TTS的基礎(chǔ)。ITS進(jìn)程較快的國家或地區(qū)都無不將構(gòu)筑和建立先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)作為重中之重加以開發(fā)研究。

二、交通信息系統(tǒng)

2. 1交通與信息

        中文關(guān)于交通的解釋是各種運輸和郵電通信的總稱。即:人和物的運轉(zhuǎn)與輸送;語言、文字、符號、圖像等的傳遞播送。人和 物的移動，隨著不同的運輸方式又可區(qū)分為:航空交通、鐵路交通(或叫做軌道交通，包括城市間的鐵路和城市內(nèi)的地鐵以及其他的軌道交通)、道路交通(城市道路和城市間道路)、船舶交通、管道交通等。這里還不難發(fā)現(xiàn)，交通與信息具有同源的關(guān)系。作為完整的交通系統(tǒng)其基本構(gòu)成要素包括四個方面;人(交通出行者、駕駛員和管理者)、物(貨物)、各類交通工具和相應(yīng)的交通設(shè)施。

 2. 2交通信息系統(tǒng)

        這里所討論的交通信息系統(tǒng)是以最佳地改善交通為目的，集交通信息的采集、處理、服務(wù)等基本功能于一體，由硬軟件共同構(gòu)成的系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)是以當(dāng)代的高新技術(shù)為基礎(chǔ)，且以ITS為背景而構(gòu)筑的，所以，不同于以往的交通信息系統(tǒng)的概念，為區(qū)別起見，也稱其為先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)ATIS ( Advanced Transportation Information Systems ) 。

 2. 3交通信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系

         交通信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系是確定并描述為實現(xiàn)用戶需求的系統(tǒng)構(gòu)成及其基本功能，系統(tǒng)構(gòu)成要素及其與外部環(huán)境之間的關(guān)系和連接形式;結(jié)構(gòu)體系不同于系統(tǒng)設(shè)計，它高于系統(tǒng)設(shè)計，同一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系可以有不同的設(shè)計方案。

        系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系通過需求模型(RM, Requirement Model)和框架模型(AM, ArchitectureModel)來表達(dá)。RM描述系統(tǒng)應(yīng)該做什么‘What the System must do )，是系統(tǒng)功能要求的模型化:AM描述系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)如何組織(How the Design will be structured )，是系統(tǒng)設(shè)計的模型化。

 三、交通信息采集技術(shù)的發(fā)展趨勢

        目前的交通信息采集方法主要是把車輛作為一個整體， 通過相應(yīng)的采集技術(shù)得到車輛的位置、速度等信息。實際上，車輛自身就能提供該車的交通信息，并通過儀表板進(jìn)行顯示。因此，未來車輛交通信息采集技術(shù)的發(fā)展趨勢之一是車輛內(nèi)部信息的直接獲取。通過這種方式獲取的信息不僅要比通過其他技術(shù)間接得到的要準(zhǔn)確（如車速信息），而且有些信息是其他采集技術(shù)很難得到的（如發(fā)動機(jī)狀態(tài)信息）。如果能直接利用這些信息，將大大提高智能交通系統(tǒng)的信息采集精度和范圍。

        但是，由于技術(shù)保密的原因， 汽車生產(chǎn)商不愿意提供相應(yīng)的接口，從而使得第三方很難獲取這些信息。采用OBD-II 來獲取車輛速度信息不僅具有很強(qiáng)的通用性，而且由于車輛自帶OBD 接口，因此，可以避免改動車輛電氣線路。在實際環(huán)境中，當(dāng)車輛需要獲取遠(yuǎn)距離地點的信息時，如前方路口擁堵情況，由于車輛不能直接采集遠(yuǎn)距離地點的信息，此時，可以和其他車輛或者路邊節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以獲取所需信息。因此，未來車輛交通信息采集技術(shù)的發(fā)展趨勢之二是交換式信息采集。

       該類采集方法依賴于車輛間、車輛和路邊節(jié)點間的自動組網(wǎng)技術(shù)；可以分為基于廣播/多播和基于單播的組網(wǎng)技術(shù)。基于廣播/多播的組網(wǎng)技術(shù)重點在于解決廣播風(fēng)暴問題，從而能夠使信息得到有效傳播。基于單播的組網(wǎng)技術(shù)重點在于路由發(fā)現(xiàn)，根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的路徑數(shù)量，又可以分為單徑路由和多徑路由技術(shù)。在交換式信息采集技術(shù)的支持下，車輛間可以直接交換信息，即 V2V（Vehi-cle-to-Vehicle）；同時，車輛也可以通過路邊節(jié)點交換信息，即V2RV（Vehicle-to-Roadside-Vehicle）。每種采集技術(shù)都有它的優(yōu)勢和不足，適用于不同應(yīng)用要求的場合。以基于GPS 定位的采集技術(shù)為例，相對于其他采集技術(shù)，它的優(yōu)勢是能夠方便、實時、準(zhǔn)確地得到車輛的位置和速度等信息；它的不足在于：對車輛的形狀 信息無能為力、車輛必須安裝相應(yīng)的GPS 車載設(shè)備、GPS 衛(wèi)星信號受樓群等建筑物的影響導(dǎo)致定位精度降低等，而這些不足卻分別是視頻檢測、感應(yīng)線圈檢測和基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的采集技術(shù)的優(yōu)勢。因此，未來車輛交通信息采集技術(shù)的發(fā)展趨勢之三是多種采集技術(shù)的融合。根據(jù)應(yīng)用需求，結(jié)合各種采集技術(shù)的優(yōu)點，對多種采集技術(shù)進(jìn)行融合，從而為決策提供更好的支持。線圈、浮動車和人工報告為信息源， 提出了基于vague 集的多源交通信息融合模型， 以實現(xiàn)路網(wǎng)的交通狀態(tài)判別。

 四、對我過發(fā)展智能交通的作用和意義

4.1 ATIS對改善交通的作用

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