計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

江西方興科技有限公司 任志偉

計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

江西方興科技有限公司 任志偉

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了飛躍式的發(fā)展。將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到交通系統(tǒng)中越來越常見，計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用打開了智能交通系統(tǒng)時(shí)代的大門。在目前的智能交通系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)在車輛導(dǎo)航、交通監(jiān)控以及交通管理這三大方面運(yùn)用最為廣泛。本文主要探討和研究了計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的運(yùn)用。

計(jì)算機(jī)技術(shù)；智能交通系統(tǒng)；應(yīng)用

0　前言

在世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化的浪潮下，汽車早已成為現(xiàn)代社會(huì)最顯著的標(biāo)志。然而，汽車數(shù)量增長(zhǎng)的同時(shí)也帶了交通環(huán)境的惡化、交通事故的頻發(fā)以及交通壓力的不斷增加，方便人們工作生活的同時(shí)也帶來了巨大的交通風(fēng)險(xiǎn)。此外，人口數(shù)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)以及城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)直接導(dǎo)致了用于交通建設(shè)的土地越來越稀有。在此背景之下，為了提高交通效率和改善交通環(huán)境，發(fā)展智能交通系統(tǒng)已成為當(dāng)務(wù)之急。智能交通系統(tǒng)將所有運(yùn)輸方式都囊括在內(nèi)，同時(shí)還包含了例如運(yùn)輸工具、基礎(chǔ)設(shè)施和駕駛員等運(yùn)輸系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)要素。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能交通系統(tǒng)必將成為中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，其在優(yōu)化人們的出行服務(wù)、提高交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及增強(qiáng)交通系統(tǒng)安全性等方面有著顯著積極的作用。

1　智能交通系統(tǒng)簡(jiǎn)介

智能交通系統(tǒng)由原先的智能車輛道路系統(tǒng)發(fā)展而來。在交通運(yùn)輸管理體系中，智能交通系統(tǒng)全面而綜合地運(yùn)用了當(dāng)前最先進(jìn)的高新技術(shù)，例如信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等。由此建立起的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)具有范圍廣、方位全、精度高等特點(diǎn)，其可運(yùn)用在城市各大交通系統(tǒng)中，例如機(jī)場(chǎng)、車站客流疏導(dǎo)系統(tǒng)、城市交通智能調(diào)度系統(tǒng)、高速公路智能調(diào)度系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)車輛調(diào)度管理系統(tǒng)以及機(jī)動(dòng)車自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過人、車、路的密切配合優(yōu)化交通運(yùn)輸模式，提高路網(wǎng)運(yùn)輸效率，緩解交通擁堵壓力，降低交通事故發(fā)生率。從另一方面來說，智能交通系統(tǒng)不僅有利于改善城市交通系統(tǒng)運(yùn)行狀況，同時(shí)也有著節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的作用。

2　計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的運(yùn)用

2.1GPS技術(shù)

在智能交通系統(tǒng)中，GPS技術(shù)的主要作用為車輛定位與導(dǎo)航。通過GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合電子地圖系統(tǒng)、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)等配套模塊,優(yōu)化了車輛精確跟蹤和交通實(shí)時(shí)管理等眾多新興功能。智能交通系統(tǒng)中的“智能”——這一核心理念也在這些優(yōu)化中得到了集中體現(xiàn)，GPS技術(shù)的運(yùn)用研究也因此成為智能交通系統(tǒng)研究過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖1　交通 GPS信息云計(jì)算技術(shù)運(yùn)行原理圖

云計(jì)算技術(shù)是GPS系統(tǒng)的核心支撐。通過連接計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、虛擬機(jī)和車載 GPS 裝置而形成的高速信息網(wǎng)絡(luò)是云計(jì)算技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。云計(jì)算技術(shù)特有的信息交易體制擴(kuò)大了交通信息采集的范圍，誘導(dǎo)更多的車輛成為信息的載體，使得獲取到的GPS 信息更加全面、交通狀況更加清晰。同時(shí)，為了減輕數(shù)據(jù)中心的計(jì)算壓力和簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度，車載 GPS 中還配有精確的定位模塊和強(qiáng)大的計(jì)算模塊，提供了更加準(zhǔn)確的定位信息。云計(jì)算技術(shù)通過強(qiáng)大的計(jì)算能力及時(shí)處理和反饋采集到的數(shù)據(jù)信息，為海量用戶制定個(gè)性化的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航服務(wù)，使用戶能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地了解交通狀況。圖1為云計(jì)算技術(shù)在交通 GPS 浮動(dòng)車信息處理和服務(wù)中的運(yùn)行原理。

2.2計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是智能交通系統(tǒng)中的主要組成部分，其主要功能在于監(jiān)控道路交通流、分類識(shí)別車型、自動(dòng)識(shí)別車牌、高速公路自動(dòng)收費(fèi)、交通導(dǎo)航智能化以及自動(dòng)生成電子地圖等。歸納起來，自動(dòng)駕駛、交通監(jiān)控、輔助駕駛和智能收費(fèi)是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)幾大支柱功能。

2.2.1自動(dòng)駕駛

在智能交通系統(tǒng)中的一個(gè)典型運(yùn)用就是自動(dòng)駕駛技術(shù)，其核心技術(shù)主要包括兩種：道路提取和車輛檢測(cè)。通過這兩種技術(shù),可以完整探測(cè)出道路范圍,使車輛在道路中以安全的“軌跡”行駛。不僅如此，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)還會(huì)測(cè)量出前方行駛車輛的行駛速度，通過控制車速使行駛車輛與前方車輛距離保持在安全車距范圍內(nèi)。自動(dòng)駕駛技術(shù)結(jié)合了視覺處理和控制技術(shù)，基于視覺反饋構(gòu)建了一套完整的閉環(huán)道路跟隨系統(tǒng)。

2.2.2交通監(jiān)控

交通監(jiān)控是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)另一重要功能，其運(yùn)行機(jī)制包括3個(gè)步驟：①分割、跟蹤車輛和行人；②計(jì)算分析交通參數(shù)（車流量、平均速度、隊(duì)列長(zhǎng)度等）；③及時(shí)反饋道路交通狀況，優(yōu)化行駛路線。減輕交通擁堵,提高出行效率。

2.2.3輔助駕駛

輔助駕駛技術(shù)是指通過視覺系統(tǒng)幫助駕駛員判斷道路狀況。視覺系統(tǒng)在道路上，識(shí)別道路標(biāo)記、交通標(biāo)志以及道路上的車輛行人和其他景物，幫助駕駛員及時(shí)應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的變化,降低交通事故風(fēng)險(xiǎn)。輔助駕駛的視覺處理方法基本相同于自動(dòng)駕駛技術(shù), 但輔助駕駛是具有人機(jī)交互性質(zhì)的視覺系統(tǒng)，駕駛員的參與性是其與自動(dòng)駕駛的唯一差別。就目前來看，駕駛員在系統(tǒng)中的互動(dòng)參與性使輔助駕駛技術(shù)更易應(yīng)用推廣。

2.3RFID智能收費(fèi)技術(shù)

RFID是目前交通收費(fèi)系統(tǒng)中一種應(yīng)用范圍較大的信息技術(shù)。RFID系統(tǒng)的主要組成部分有電子標(biāo)簽、讀寫器和天線，讀寫器與電子標(biāo)簽通過無線信號(hào)進(jìn)行信息交流，檢測(cè)過往車輛信息。RFID系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于發(fā)布路況信息與交通收費(fèi)，主要進(jìn)行信息的采集處理和相應(yīng)分析的工作。

ETC是智能交通系統(tǒng)中運(yùn)用最為廣泛的RFID技術(shù)。當(dāng)車輛通過ETC系統(tǒng)的入口時(shí)，車輛中的標(biāo)簽把車輛信息發(fā)送給閱讀器，RFID閱讀器對(duì)接收到的信息進(jìn)行識(shí)別，處理后寫入到車輛電子標(biāo)簽。當(dāng)車輛通過ETC系統(tǒng)出口時(shí)，RFID 閱讀器再次讀取車輛信息，計(jì)算相應(yīng)交通費(fèi)用。如果車輛信息與寫入的標(biāo)簽信息相符合，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)收費(fèi)并放行車輛；若信息不符，則會(huì)由相關(guān)管理人員處理。

3　結(jié)束語

為了處理各種交通所引起的問題，智能交通系統(tǒng)被人們所提出并加以運(yùn)用，已經(jīng)取得了一定的成效。而計(jì)算機(jī)技術(shù)是該系統(tǒng)中的一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，其能夠幫助交通系統(tǒng)來完善各項(xiàng)工作，具有著非常好的功效，且應(yīng)用前景極為可觀，故人們應(yīng)注重計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用。

[1]王笑京.新一代智能交通系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展建議[J].工程研究-跨學(xué)科視野中的工程,2014(01):56-62.

[2]游楠,張健,展鳳萍,王浩淼.國(guó)內(nèi)智能交通系統(tǒng)建設(shè)機(jī)制現(xiàn)狀綜述[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2013(23):24-25.