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智能交通论文

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【优秀范文】智能交通论文

范文一:智能交通论文 投稿:熊唋唌

对智能交通的认识

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我心中的智能交通系统蓝图

第一次看到这门课的时候,我就在思考,何为智能交通系统。没接触过这类知识,但依稀记得当时对智能交通系统自己浅显和自认为的概念。说得通俗些,无非上路不堵,还能智能地告诉驾驶者们哪条路最近最快捷,让交通在快节奏的现时代更省时间,更有效率,智能地对待各类突发事件,满足人类的出行需求。稍稍了解了之后,特别是了解了智能交通系统的现状,智能交通系统在我心中变成了另外一幅蓝图。

我想理想的智能交通系统应该是高效和实用的,首先应该对现有道路使用效率大幅提升,比如真正能够智能实时的道路检测到每条道路的车流信息,同城各道路路段智能调控,让车辆有条不紊的通行,对出现意外情况,第一时间可以检测到事故位置,通过周边道路的协作,及时控制事故道路的进入车流,同时自动疏导分流到周边道路。对于交通来说,发生事故总是在所难免,智能的价值在事故处理中就体现得尤为明显,生命诚可贵啊。再者,还应该做到的是大家掏出手机,就可以查询到本城各路段的流量情况,自动对出行线路做路线推荐,每辆车按照电子车票,沿途高速智能计费,不再需要减速缴费和购买昂贵的收费卡,就一张几十块的电子车牌就能实现。

当然,这一切都必须紧紧依靠科技,利用科技手段进行可靠的数据采集,采集到每一辆车现有的运行状况,就可以知道现在的道路情况,实现智能化的交通管理。但是技术应该只是一方面,更重要的是人的观念。苹果时代的来临,也正说明了理念的重要。乔布斯带给我们的不仅仅是手机,更是一种理念,在随波逐流的社会里告诉我们什么叫创新与卓越。比如 GPS技术, GPS作为个人调度系统,与整个调度系统相结合互动,这是一种主动的管理方式。现实中交警维护则是一种被动的管理,司机来主动判断选择才是一种主动得管理。让每一辆车都变成一个信息终端,这是智能交通发展的一个目标。智能交通核心就是解决每一辆车作为一个采集终端并共享分析后的数据信息。

其次,我觉得成大事,不能仅仅局限于理论或者单方面的技术,即使再高的技术。一切理想化的东西都必须投入到社会中才能体现他的价值,并为人所用,

最后发扬光大,做到最大范围的普遍。所以理想状态,应该是一种大统一。要从三个层面来保证统一,包括政府管理,运营管理,和技术平台。也许有些人不理解政府管理的的统一,但我觉得这是我们不可忽略的重点。政府管理不应彼此分割,政府管理层面的通用,确保能够建立一种跨管理部门的统一管理模式,减少条块分割,确保资源共享,减少投资浪费。理想的模式应该有政府扶持下的一个综合运营平台,并由第三方运营公司来经营这个平台。这个平台能够给社会各界提供交通信息服务,包括为市民提供出行路况,甚至天气情况;为政府及其他机构提供道路的交通情况,如特定时间和地点的车流向和流量等信息服务。平台下面是由许多做具体业务的小公司构成。这样的平台机制下,分工明确,各个公司所提供的服务日趋专业化,竞争效率能够得到最大限度的提高。

我们已经进入物联网时代,这就需要我们能够更有效地整合,形成一个模式,推进一个战略。从物联网的定义和结构来理解,物联网是以感知为重点的网络服务模式。进入物联网的时代,思维模式会发生变革。之前我们多采取的是单系统服务,要得到什么数据就要从建立相关信息系统来实现相关的信息处理的单系统模式。而到了物联网时代,强大的计算模式,比如云计算,基于云计算可以为智能交通提供云服务、云管理,云群的体系。这就可以把大量的信息处理、计算工作转变成了一种社会化服务。例如手机数据管理,我们只需要向云计算服务商支付一定的费用,把我们的要求和条件做一个界定,输入相关数据,就可以得到我们希望的信息分析结果。之前专业化职能化的分工转化为社会化、公共化、公益化,分工更清晰,职责更明确,这成为物联网时代的智能交通的标志。这也是我们奋斗的目标。

还有太多太多东西需要完善,还有太多太多事情要去完成。正因为智能交通系统在中国的发展尚不完善,所以未来还有众多领域有待于开发,让我们一起加油,并拭目以待,期待大家都能享受到自己心中的那幅“蓝图”成为现实带来的便捷,享受生活的无限乐趣!

范文二:智能交通论文 投稿:范汮汯

GIS在交通中的应用和发展

甘强磊

(交通运输112402班 201124010205)

摘要:地理信息技巧的日臻成熟为GIS在交通范畴内的广泛应用发明了特定房基。本文小结了GIS技巧的特征,并先容了GIS在交通范畴中的应用—GIS-T。超出对GIS-T中关头技巧的剖析,对其应用中面临的客观题目作了特定剖析,并提出解决方案。 关头词:GIS GIS-T 关头技巧 引言

解决计划地理信息体系是集现代打算机科学、地理学、信息科学、治文科学和测绘科学为一体的一门新生科学。它采用数据库、打算机图形学、多媒体等最新技巧,对地理信息进行数据治理,能够实时准确地采集、修正和更新地理时间数据和属性信息,为决策者需要可视化的撑持〔1〕。目前在很多范畴中,GIS技巧已被广泛应用。尤其是在交通范畴,GIS和传统的交通信息剖析和治理技巧紧密联合,延伸出了交通地理信息体系(GeographicInformationSystemforTransportation),头衔GIS-T。

1.GIS概述

GIS最早来源于20百年60时代“要把舆图变整数目字情势的舆图,便于打算机治理剖析”的目标。1963年,加拿大丈量学家R.FTomlinson首先提出了GIS这一术语,并用于当然资源的治理和打算。后来的几十产中间,伴随着打算机技巧和网络技巧的迅猛发展,GIS的应用也日趋深化和广泛,在环境、资源、石油、电力、地步、交通、公安、航空、内政治理、城市打算等范畴变化常备的职业体系。

GIS是图形治理技巧、可视技巧和数据库等技巧的有机联合,并以其混杂数据构造和强盛的地理时间剖析功效而独树一帜。它和CAD体系和DBMS(数据库治理体系)等有着很大的差别。CAD体系虽具有强盛的图形治理才能,但其拓扑关系观察简略,治理和剖析大型地理数据库的才能也有限;DBMS则着重于非图形数据的优化存储和查询,而图形查询、显示功效、数据剖析功效均相对较弱。

众所周知,GIS中最房基的也是最重要的部分是地理数据。GIS能够完成对大批单纯地理数据的输进、存储、把持和剖析、输出等一连串功效。

输进:GIS数据多数来自现实全球,数据量观察大。目前被广泛采用的数据输进方法是传统的手工数目字化方法。同时,远感数据正日益变化GIS数据的重要根源,这标记着GIS数据输进已经开端凭借于非舆图情势。此外,GPS技巧的日益成熟也增进了GIS数据采集技巧的发展。

存储:GIS对数据的存储观察奇特,即在多数的GIS体系中广泛采用了分层技巧,因为用户在存储这些数据时,但是治理连累到层,而不是整幅舆图,所以能够对用户的请求编成快速效用。

把持和剖析:GIS充分进行了CAD和DBMS的图形把持和数据治理的成熟技巧。GIS中时间数据和属性数占领着紧密的联系,对数据的一致性请求较高,并且GIS对地理数占领着强盛的时间剖析功效。这是GIS的精髓所在,也是GIS技巧能够在很多范畴中广泛应用的关头。

输出:GIS能以合适的情势输出用户查询原因或数据剖析原因。对于输出精密度请求较高的应用范畴,象样应用数据校订、编纂、图形整饰、误差消灭、坐标变换等技巧来革命输出质量。

由于GIS中数据的治理观察繁琐,职业量非常大,完整超出手工方法已经无法满足当前的需要,因此必需充分应用打算机的治理才能,凭借于软件体系来辅助完成这些职业。目前GIS范畴观察成熟的软件有美国ESRI公司的Arc/Info,Mapznfo公司的MapInfo,Intergraph公司的MGE等。

2.GIS在交通中的发展

近年来,随着地理信息体系的飞速发展,越来越多的应用范畴同GIS技巧树立了紧密的联系。由于交通信息体系具有精密度请求高、规矩单纯、动态化、离散化等特征,原部分信息技巧已经不能完整满足交通应用的需要,而凭借于GIS的强盛功效,象样完成交通信息化的时代请求。交通范畴中GIS的应用也越来越受到剖析者和开辟者的器重。

交通地理信息体系是采集、收拾、存储、治理、综合剖析和治理时间信息和交通信息的打算机软软件体系〔2〕,是GIS技巧在交通范畴的延伸,是GIS和多种交通信息剖析和治理技巧的集成。GIS-T具有强盛的交通信息服务和治理功效,它象样应用在交通治理的各个环节。在交通工程范畴采用GIS技巧和方法剖析交通打算、交通建设和交通治理和其相干的题目,具有其他传统方法无可相比的长处。

20百年60时代,美国人数统计局树立了DIME以和后来的TIGER数据模型,那时他们就采用了基于点和线的一维线性网络来表达途径体系。在那些和点线相连的属性表中,记载了点线的各种属性信息。不断以来,这种模式都是途径交通体系表达模型的一度暗流。但是随着全球和经济的发展,途径交通体系变得日益单纯,对交通地理信息体系的请求越来越高,GIS-T将面临更多的挑衅。

3.GIS-T关头技巧

GIS-T是好转了的GIS和TIS(交通信息体系)的联合体。目前很多剖析职员致力于GIS-T的剖析和开辟,围绕着GIS-T发生了较多的剖析考题,不同的剖析考题连累到的GIS-T的功效也有所差别。为了进行具体介绍,象样超出定义3个功效组来获得一度通用的框架,这3个功效组是:数据治理(完成数据存储和保护)、数据把持(完成原始数据的创新)、数据剖析或者树立可剖析的模型。它们是互相依附互相撑持的,数据存储是数据把持的环境,而数据的建模又是在内两个的房基上树立兴起的。

3.1 数据库治理体系

长期以来,交通部分要应用和保护大批的信息,在很多事情下都是多个交通信息体系共存于同一度部分中,并且每一度交通信息体系只能治理某一类数据信息(如高速公路打算网、公路治理体系以和事故信息等)。GIS-T的数据治理体系的关头技巧取决超出树立数据模型和数据交流的框架,把上述不同的数据存储于一度同一的数据治理体系中,任何部分都能拜访到该体系中符合本部分请求的数据,同时能对这些数据进行剖析和建模,然落后行治理和决策。

3.2 数据共同

交通数据一般都是由多个机构需要并保护,数据类型、数据尺度难以同一。每个数据源可能性都有自己的数据模型。数据模型的不同和应用方法的多样性给数据治理剖析造成了很大题目。由于数据方向、拓扑构造、分类、命名和属性、线性丈量的误差,引起不同根源数据的同一进程观察单纯,原因存在很大的不规定性。要使GIS技巧在交通范畴取得进行,必需凭借数据共同技巧,从舆图的匹配算法、交通数据的准确模型和准确传导(尤其是一维数据模型)、数据质量尺度和数据交流尺度三个范畴解决数据同一的题目。

随着地理数据越来越广泛的应用,共同性主题逐渐变化GIS-T范畴中的一度最为紧急的考题。在具体的数目字马路数据库、紧急事情的安顿和调度体系、车辆领航体系以和ITS(智能交通体系)的各个部分(容纳丈量出租者和运输克制核心或者信息服务需要商之间的无线通信)都必需应用数据共同技巧。

3.3 实时GIS-T

地理数据的采集是一度连续的进程。近年来,已经开端呈现实时房基上的数据把持。类似,带有全球定位体系GPS的车辆需要速度、方向等因素信息到运输治理核心,治理核心再证据发送的交通信息将猜测信息返回给车辆,这样就组成了地域的畅通治理体系。由此可见,进行实时数据的存储、消散、治理和剖析愿望更快的数据拜访模式、更强盛的时间数据融合技巧以和动态路由算法。

3.4 宏大的数据集

现实全球的交通题目连累到宏大的地理数据和单纯的网络。地理信息科学对地理可视化和数据采集的规矩、技巧觉察和数据获得的打算方法进行了剖析和集成,同时也增进了GIS-T的发展。

由于交通数据集大小的不同,就愿望经常更新体系设计,这个体系设计容纳了信息显示的准确性、速度上的优化、算法运转时间和流水线中的剖析机器以和网络剖析的优化。 3.5 散布式打算

互联网技巧需要的可连接性转变了打算机、应用软件、数据和用户之间的关系。打算机已经形成了一度可搬动的、散布式的、广泛存在的实体。基于互联网的GIS应用变得越来越广泛(容纳在交通范畴中)。以情报网络技巧为房基的散布式打算技巧象样有效地应用本地和远程的打算资源,凭借完善的体系资源,完成适时应用的构想。

4.GIS-T中面临的题目和解决计划

4.1 多模式数据源集成题目

GIS中最房基的部分是数据,在GIS-T中也不例外。但是多年来,一范畴由于缺乏权威的专业数据公司制作并出售房基的地理数据,所需的数据根源没有保证书,引起了大批的人力物力破费在制作房基数据的职业上;另一范畴,对已部分数据没有充分加以应用,各部分积聚下去的房基数据由于数据模式和打算不同一,难于共享应用,这样不断加长了本钱,并且还延伸了建设的周期。因此,完成多源数据集成、解决多模式数据源集成是近年来GIS-T体系研发开辟的重要考题。目前,计划有以下3种:

(1)据模式转换模式:把其它的数据模式经专门的数据转换程序进行模式转换后,复制到当前体系的数据库或材料中。

(2)数据互把持模式:这是OpenGISConsortium(OGC)制定的规范,GIS互把持是指在异构数据库和散布式打算的事情下,GIS用户在互相懂得的房基上,能够透明地获取所需的信息。

(3)直接数据拜访模式:就是在一度GIS软件中完成对其它软件数据模式的直接拜访,用户象样应用单个GIS软件存储多种数据模式。

4.2 交通地理景象的表达

GIS-T中连累3类模型:①区域模型,即在跨越时间时专人继续变化的景象;②离散实体模型,也就是离散的实体(点、线或多方面形)和其相干属性的召集的抽象表达;③网络模型,专人拓扑连接的嵌于地表的线性网络变化的抽象表达。由于交通体系自身的特征,应用于交通体系的数据模型竟然都没有超过上述的三种模型的范畴。

在对交通模型进行表达的时候,象样用很多具有多种属性的线段专人途径网,用离散点专人各种途径网中的标记性地物,用线性网络代数对交通网络进行剖析,这些方法对完成途径交通体系的打算机意味起到了特定的作用。在交通范畴中,围绕以弧和点的概念树立的网

络模型起的作用是最重要的。客观上,在很多交通应用中,只愿望单个的意味数据的网络模型就象样了。这种应用的事例容纳:

(1)人行道以和其它器具治理体系;

(2)实时和下线行程安顿;

(3)基于网络的交通信息体系和行程打算任务; (4)领航体系;

(5)实时交通堵塞治理和事故觉察等。

5.序言

在交通范畴,GIS-T被公认为21百年的支柱性产业,是信息产业的重要组成部分。随着GIS技巧剖析的进一步深进,目前GIS-T中存在的题目会逐渐取得解决,这一定会增进GIS-T的各个范畴的应用和发展,大大地转变交通现状,带动全部交通事业的突飞猛进,变化增进经济发展的重要动力。

参考文献:

〔1〕邬伦.地理信息体系——原理、方法和应用.北京:科学塔斯社,2001.2

〔2〕李跃军.GIS在交通范畴中的应用,湖南交通科技,2001.12

〔3〕徐建刚、韩雪培.城市打算信息技巧开辟和应用.南京:东南大学塔斯社,2000.9

〔4〕RezaBeheshti,RalphMichels.TheglobalGIS:acasestudy.CivilEngineeringInformatics,FacultyofCivilEngi-neeringandGeosciences,DelftUniversityofTechnology,Netherlands.2001.

范文三:智能交通论文 投稿:谭叐发

智能交通系统

智能交通系统将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。

(一)ITS的发展背景

1. 汽车发展的社会化

工业化国家在市场经济的指导下,经济的发展促进汽车的发展,而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程,从而这些国家尽早实现了汽车化的时代。汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消费和环境污染等社会问题日趋恶化,交通阻塞造成的经济损失巨大,使道路设施十分发达的美国、日本等也不得不从以往只靠供给来满足需求的思维模式转向采取供、需两方面共同管理的技术和方法来改善日益尖锐的交通问题,这些建立在汽车轮子上的工业国家在探索既维护汽车化社会,又要缓解交通拥挤问题的办法中,旨在借助现代化科技改善交通状况达到"保障安全,提高效率、改善环境、节约能源"的目的的ITS概念便逐步形成。

2. 人类环境的可续化

工业化国家在工业化、城市化发展的进程中面临着日益严重的资源短缺与环境恶化问题,这一问题在发展中国家同样存在,20世纪50年代以来,生存与发展问题成为人类社会面临的最紧迫的任务。

城市化生产力发展的一个必然结果,按世界经济发展的规律,城市化水平达到30%以上,将出现经济的飞速发展阶段,美国、日本、英国等发达国家,在1990年城市化水平达到了75%、77%、89%,这些国家针对交通发展对资源和环境的影响,逐步调整交通运输体系与结构。这些国家都经历了为满足车辆发展的需求,而大力开发建设交通基础设施,在大量土地、燃油等资源占用和消耗的同时,不但交通需求没有完全满足,而且还造成汽车尾气由于道路拥挤排放量剧增,不仅经济造成巨大损失,而且给环境带来恶劣影响。

60、70年代以来,由于石油危机及环境恶化,工业化国家开始采取以提高效益和节约能源为目的的交通系统管理(TSM)和交通需求管理(TDM)同时大力发展大运量轨道及实施工交优先政策,在社会可持续化发展的目标下调整运输结构,建立对能源均衡利用和环境保护最优化的交通运输体系。ITS作为综合解决交通问题,保护社会经济可持续发展和与环境相协调的新一代交通运输系统,随着信息技术的迅速发展在发达国家孕育发展,90年代以后,成为世界范围内的重要发展趋势。

3. 信息技术智能化

交通管理的科学化、现代化,一直是人们综合治理、解决交通问题而追寻的目标,早期的交通信号控制系统装臵采用了电子、传感、传输等技术实现科学管理,随着科学技术的发展,尤其是计算机技术科学以及GPS、信息通讯的普及和应用,交通监视控制系统、交通诱导系统、信息采集系统等在交通管理中发挥了很大作用,但这些技术单纯是对车辆或道路实施科学化管理,范围单一,局限性、系统性不强。

80年代后期以来 ,世界范围内的冷战结束,工业化国家用于军事和国防领域的卫星导航系统,信息采集与提供系统,计算机控制与管理系统,电子与电子通讯技术等高新技术转向民用化,军事上的投入也大部分转移到民用技术的开发和应用上,与此同时,包括我国在内的广大发展中国家借助和平、稳定的国际环境加快本国的经济发展,发展中国家经济的迅速发展促进了世界范围内产业结构发生巨大的变化,工业化国家的传统工业领域由于劳动力密集型的产业向发展中国家集中而失去明显竞争优势,开始酝酿开辟高新技术含量的产业市场,在这种国际环境背景下,代表一场信息革命到来的信号,引起全球的极大关注,这就是

"信息高速公路"信息技术得到飞速发展,尤其是国际信息网络"internet"建立,加快了全球经济一体化的进程,1994年开始,世界经济逐步进入信息革命阶段。

信息产业应运而生,ITS以信息技术为先导,融其它相关技术应用到交通运输智能管理上有其广大市场,工业化国家和民营企业纷纷投入到这一新兴的产业。美国政府于1991年开始投资对ITS的开发研究,仅美国高速公路安全局1993年的投资预算就达2010万美元;欧洲19个国家投资50亿美元到EUREKA项目。

(二)ITS的主要特征

智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。在该系统中,车辆靠自己的智能在道路上自由行驶,公路靠自身的智能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。

二、电子收费系统的原理 整个电子收费系统大致的运行过程是:首先用户前往发行安装部门,申请安装车上单元,预缴通行费或设立事后付费帐户,相应的信息被存人车上单元中,然后该车便可以上路行驶。在进人收费站时,车辆按规定限速通过电子收费车道。识别子系统识别出该车辆所属的类型,报告控制单元。通信子系统通过天线与车上单元进行双向通信,收费操作在通信的过程中同时完成。收费操作的具体步骤包括根据车型按照收费规则确定收费额,核对余额、帐号信息、有关结果通知对方等。如果一切无误(剩余金额充足或帐号有效时),则正常结束收费操作(改写余额、记帐等)。否则(剩余余额不足或帐号无效时),控制单元将采取措施,启动强制子系统,将车辆拦下或记录其车牌号码等,以保证通行费最终能被征收,不致流失。收费操作通常在控制单元上进行,在一定条件下也可以在车上单元里完成。每次收费操作,控制单元都将收费操作的相关信息递交收费站计算机,收费站计算机对这些信息按不同类别分别进行处理。正常收费信息可以积累汇总,产生相应的收人报告递交给中央处理系统,同时,事后付款方式的收费数据将定时(或立即)传送给中央处理系统,以便生成转帐清单向金融机构请求支付。不正常收费的信息将立即传递给中央处理系统,以确保统一及时处理。中央处理系统除了接收下级呈递的信息外,还向下级发送相关信息,如收费规则、帐号“黑名单”等。在系统中,金融机构负责提供金融服务,包括管理事后付款帐户及收费帐户,处理各种转帐、清帐事务,还参与车上单元的发行、安装。同时,它也向系统提供一定的信息,如不良信用帐号的“黑名单”业务结算结果等。在整套系统中,探测子系统被安装到特定的位臵,检测是否有车辆从此经过。当车辆经过时,探测装臵向系统发出信号,系统便可以触发一定的操作,如按动强制子系统中摄像机的快门等。辅助装臵包括不属于上述子系统的其它设备,例如可变信息牌,自动票据机等,它们多数可以根据实际情况选装。

在中央处理系统、发行安装子系统、收费站计算机以及其它收费站之间还建立了一个电子收费管理信息系统。这套系统从整个电子收费系统的结构图中就可以看出,它起到了一个桥梁的作用,也是各个部门联系的纽带。它主要处理在这几者之间信息的传递和交流,能够使具有权限的部门及时地了解各种信息(包括收费、车辆、收费站情况、Ic卡、电子标签、司机、报警信息等等),并且还可以做到收费信息管理的系统化、规范化和自动化。

范文四:智能交通灯论文 投稿:罗察寠

分类号:

密 级: LULIANG UNIVERSITY

毕业论文(设计)

题 目:交通信号优化控制电路的设计

系 别: 物理系

专业年级: 物理学2011级

姓 名: 李江赟

学 号: 20110502115

指导教师: 李清贵 副教授

2015年06月01日

原 创 性 声 明

本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名: 日 期:

关于毕业论文使用授权的声明

本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属吕梁学院。本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定,同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为吕梁学院。本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为吕梁学院。

论文作者签名: 日 期:

指导老师签名: 日 期:

吕梁学院本科毕业论文(设计)

摘 要

二十一世纪,一个高科技的时代,汽车产业不断的向前发展,个人专用汽车也渐渐增多,道路的负担也不断的增大,汽车拥堵情况也日益增多,尤其是十字路口的通行,是相当浪费时间的,交通管理的工作量也越来越大。在这般状况下,利用计算机系统及其他系统将道路交通信号灯智能化、多功能化是未来科技社会所发展的必然结果。

与计算机系统相结合的道路交通信号灯有像人一样的视觉、感觉,这将会在交通方面具有相当强大的实用性、便捷性及科学性。对交通道路的自动化管理水平将会有很大的作用及意义,能让未来的交通运行更加的有速率、有效率。对交通道路交叉口红绿灯的智能化,其最主要的目的是用来解决因汽车等交通工具的不断增加从而造成的车辆拥堵状况,同时也用于解决交通道路的建设不完善、不完整和生活中交通运输设备的不断增多之间的相互矛盾,这样可以使不足的道路在最短时间内让大量的交通工具快捷方便安全的通过,会减少由于车多及乱串行等这种的缘故而生成的 没必要的交通道路拥堵以及道路的瘫痪。

交通道路是一个城市的生命线,象征着一个城市的发达程度,管理好交通就能让一个城市具有新的活力。

本文将介绍如何对当今的城市交通信号灯进行优化设计,研发出一款也可根据车流量的多少,而智能控制红绿灯时间长短的新一代交通灯,让交通不再阻碍世界进步的步伐。

关键词:智能交通;车流量;交通灯;AT89C

吕梁学院本科毕业论文(设计)

Abstract

Twenty-first Century is a high-tech era, automobile industrial development continue to grow, private car has gradually increased, road burden is also increasing, automobile congestion are increasing, especially traffic at the crossroads, is quite a waste of time, the workload of management is more and more big. In such a situation, the use of computer system and other system road traffic signal lamp intelligent, multi function of is the inevitable result of the development of science and technology in the future society.

Combined with the computer system of the road traffic signal lamp feel like a man of vision, and this will in terms of transportation has very strong practicability, convenient and scientific. On road traffic automation management level will have significant role and significance, can let the future traffic more speed and efficiency. On the optimization of traffic signal control system research and development, its main purpose is to solve for vehicles is increasing so as to cause the traffic congestion, also used to solve the road traffic construction is not perfect, and the incomplete life and transportation equipment continued to increase between conflicting. Only in this way can make the lack of roads in the shortest period of time for a lot of traffic tools high-efficient safe and convenient through, will be reduced because of the many cars and chaos serial the generated unnecessary traffic congestion and road of paralysis. Road traffic is the lifeline of a city and a symbol of the development level of a city and manage traffic can make a city with new vitality.

This paper will introduce how to optimize the design of the modern urban traffic signal lamp, developed a can also be based on traffic flow and the length of red and green light time is a new generation of traffic lights intelligent control, let the traffic will not impede the pace of progress in the world.

Key Words:intelligent transportation; vehicle flowrate; The transportation light; AT89C51

吕梁学院本科毕业论文(设计)

目 录

第1章 绪 论 ........................................................ - 1 -

1.1 选题来源及背景 ............................................... - 1 -

1.2 交通信号优化控制电路研究的意义 ............................... - 1 -

第2章 交通信号优化控制电路方案设计 ................................. - 3 -

2.1 信号灯基本规则 ............................................... - 3 -

2.2 城市交叉道路的类型 ........................................... - 3 -

2.3 城市交通控制的类型 ........................................... - 3 -

2.3.1 按空间划分 ............................................. - 3 -

2.3.2 按原理划分 ............................................. - 3 -

2.4 车流量检测系统方案的选用与论证 ............................... - 4 -

2.4.1 车流量检测器的种类 ..................................... - 4 -

2.4.2 车流量检测器的选用 ..................................... - 4 -

2.5 单片机的选取 ................................................. - 4 -

2.6 红绿灯及倒计时显示元件的选取 ................................. - 4 -

2.7 交通信号优化控制电路总体设计方案 ............................. - 5 -

第3章 硬件电路设计 ................................................. - 6 -

3.1 硬件电路设计的总体要求 ....................................... - 6 -

3.2 电路的组成 ................................................... - 6 -

3.3 硬件电路 ..................................................... - 6 -

3.3.1 AT89C51单片机基本性能 .................................. - 6 -

3.3.2 AT89C51单片机模块 ...................................... - 7 -

3.3.3 红绿灯及数码管显示模块 ................................. - 8 -

3.3.4 车量检测模块 ........................................... - 8 -

第4章 软件设计 .................................................... - 10 -

4.1 智能控制信号灯程序主要功能 .................................. - 10 -

4.2 程序模块组成 ................................................ - 10 -

4.2.1 定时器0中断程序 ...................................... - 10 -

吕梁学院本科毕业论文(设计)

4.2.2 延时程序 .............................................. - 10 -

4.2.3 主程序 ................................................ - 10 -

4.3 主要程序流程框图 ........................................... - 11 -

第5章 电路的模拟仿真 .............................................. - 13 -

5.1 仿真软件的介绍 ............................................. - 13 -

5.2 智能交通灯电路的模拟仿真电路制作 ........................... - 13 -

5.2.1 单片机电路 ............................................ - 13 -

5.2.2 数码管显示电路 ........................................ - 14 -

5.2.3 红绿灯电路 ............................................ - 14 -

5.2.4 车流量控制电路 ........................................ - 14 -

5.3 智能交通灯电路的模拟运行 ................................... - 15 -

第6章 结 论 ....................................................... - 16 - 参考文献 ........................................................... - 25 - 致 谢 ............................................................. - 26 -

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第1章 绪 论

1.1 选题来源及背景

二十一世纪,这是一个高科技的时代,随着城市化步伐的加快,汽车工业也迅速发展壮大,汽车所带来的便利是大家公认的,在人们不断享受它的同时,它也给我们的生活造成越来越大的困扰,比如环境问题、交通的不变等。目前国内外交通拥挤主要发生在城市的十字路口,十字路口是交通的重要组成部分,另外,它也是最容易发生车祸的地方。汽车拥堵情况日益增多,尤其是十字路口的通行,是相当浪费时间的,交通部门的管理也的投入更多。在这样的情势下,我们大家及交通部门在在对交通施加一定的防护方案的话,交通道路的拥挤在以后一定更加的对我国的国民经济发展及城市的建设造成相当大的影响。

当今,红绿交通信号灯在各个地方的运用已相当的广泛,而这种科技的应用在19世纪的时候就开始了,具体如下:

1868年,英国伦敦,在一些街头安装了交通信号灯,光源利用的是燃烧煤气,为手板式的,设计人是纳伊特,他为一名机械工程师,但这款交通灯需要人工的控制。它是全球第一个道路交通信号灯。由于这款交通信号灯是燃烧煤气的,在不久之后就发生了一次爆炸事故,最后决定不再采用这种交通信号灯。

1914年,美国,在一次的出现道路交通信号灯,主要安装的地点有纽约、芝加哥……这种道路交通信号灯的主要原件为红绿黄三色圆形的投光器,其基本的设计理念已经和当代的交通灯概念基本相同。

1928年,我国第一个交通信号灯出现,地点为上海。

1968年,联合国发表《道路交通和道路标志信号协定》,为当今的交通道路管理规则奠定了良好的基础。

目前,大多数城市对交通灯控制设计的处理是:事先对车流量进行统计调查,通过计算得出一般的红绿灯变换时间,运用于各个路口,然而,在实际中车流量是不断的变换的,在不同时间段有的道路的车流量是变化非常大的,如闲事与上下班高峰期,就有很大的差别,这种传统的设计已不能满足社会的发展需求,设计一款智能的交通灯势在必行。

1.2 交通信号优化控制电路研究的意义

交通,是每个城市必备的组成元素,好比血管在人体内的功能。一方面,对每一个城市的交通运行有非常大的提高;另一方面,对普通人民大众的日常生活水平的提高也有重要的意义。现如今,在日常生活中,人们的通行工具一般都是汽车、电动车。但随着城市人民日常生活水平的不断进步,汽车越来越多,道路拥堵的发

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生率也不断上升。任何事物的出现及发展都有两面性,汽车的出现,在给人们提供通行方便快捷的时候,也对人民的生活有了许多的影响。另外,交通事故也是频频发生,给我国带来的损失非常的巨大,有生命的损失,也有经济的损失。在这样的情况之下,交通带来的一系列问题已是对大家都有了一定的影响,人民对这个问题也是逐渐的关注起来,国家也的挑起这一个重担。

城市的道路交通信号灯的主要作用是:1、对交通工具数量的控制;2、调节车流量;3、警告通行车量。这样就能让交通工具能安全、方便、有效率的通过各个道路的交叉口。交叉口是每个城市的交通道路的重要组成要素,而交通的控制不仅仅是一个交叉口的控制,更是多个交叉口之间的协调控制。

国家对交通的资金投入不是很足,如何能用最少的资金来达到最大的道路协调是当前面临的主要问题,而单单的靠固定模式的交通灯已远远不能满足我国城市的道路交叉口,而在道路交叉口修建立体式,对人力、物力、财力的消耗也很大,道路交叉口提高交通灯的实用性是重中之重。

与计算机系统相结合的道路交通信号灯有像人一样的视觉、感觉,这将会在交通方面具有相当强大的实用性、便捷性及科学性。对交通道路的自动化管理水平将会有很大的作用及意义,能让未来的交通运行更加的有速率、有效率。我们对道路红绿灯的研究,其最主要的目的是用来解决因汽车等交通工具的不断增加从而造成的车辆拥堵状况,同时也用于解决交通道路的建设不完善、不完整和生活中交通运输设备的不断增多之间的相互矛盾,这样可以使不足的道路在最短时间内让大量的交通工具快捷方便安全的通过,会减少由于车多及乱串行等这种的缘故而生成的 没必要的交通道路拥堵以及道路的瘫痪。交通道路是一个城市的生命线,象征着一个城市的发达程度,管理好交通就能让一个城市具有新的活力,让城市更快的发展。

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第2章 交通信号优化控制电路方案设计

2.1 信号灯基本规则

交通道路信号灯由红、黄、绿三种颜色的灯光及数字显示屏来进行交通的指导。 主要的规则如下:

(1) 红灯亮起时,不准车辆以及行人通过;

(2) 黄灯亮起时,如果车辆和行人超过通行线的话,则可以通过;如果没通过,则在通行线前等待;

(3) 绿灯亮起时,车辆和行人可以通过;

(4) 标有箭头的绿灯亮起时,车辆可以按箭头的方向通行。

2.2 城市交叉道路的类型

我国城市之中有很多的道路交叉口,它是交通最拥堵的地方,而这些交叉路口的存在行成了四通八达的网路道路。根据这些交叉路口的形状,可以分为十字路口、丁字路口、Y形路口和多交叉形路口,其中,十字路口最容易发生事故。

2.3 城市交通控制的类型

2.3.1 按空间划分

按空间的关系,我们可以将其分为:1、点控、2、线控;3、面控。

(1) 点控,对单个的信号灯控制,与其他信号灯之间无联系。目的为对某个路口的信号灯单独调整,以减少该路口的交通拥堵状况。

(2) 线控,主要的目的为对相邻的交通灯之间进行全面的、协调的、合理的控制。让车辆等交通工具的通行,在一条干线上,尽可能少的遇到红灯,这样既能节约时间又能避免道路堵塞。

(3) 面控,主要是对一个地方的某个平面范围内的交通信号灯进行整体的、全面的、合理的调控。让该区域内停车辆最小、耗油量最少、通行率最高。使该区域内的车辆等交通工具,安全、有效率的通行。

2.3.2 按原理划分

按控制原理,分为:1、感应控制;2、定时控制;3、自适应控制。

定时控制:由车流量的多少来确定具体时间,将这种固定的时间用于控制道路。可以分为两类:

(1) 单时段定时控制:一天内,用同种方案;

(2) 多时段定时控制:一天内,不同时刻,用不同方案。

感应控制某个绿灯亮起的时间长短由车流量的多少而确定,车流量由路口的车 - 3 -

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流量监控装置读取。

自适应控制是连续不断的测量车流量,并与当前设定的参数对比,接下来,改变系统数据。这样的控制手段,不论外界环境变化多大,也能达到最好的交通管理。

2.4 车流量检测系统方案的选用与论证

2.4.1 车流量检测器的种类

目前车流量的检测种类有很多种,按其检测原理的不同,我们将其分为:超声波检测、雷达检测、激光检测、环形线圈检测、视频检测等。

2.4.2 车流量检测器的选用

超声波检测器和雷达检测器都是利用声波的一种装置,当有摩托车通过时对数据的统计会有很大影响,不能准确的测出车流量,不适合选用。

激光检测是利用光的反射原理来实现的,对于很多路段都不便于安装,当有人通过时会对数据有影响,所以不适合选用。

环形线圈检测是在地下埋一段线圈,当有汽车通过时会有一个磁感应,从而测出车流量,这也是目前使用最多的检测方法,但其安装麻烦,对道路也有一定的破坏,所以也不用这一方案。

视频检测是利用摄像头来捕获某一图像,然后传给图片处理器来获取车辆信息,其检测快捷方便,安装方便,另外还能纪录交通违章等信息,将是未来不可忽略的高科技手段,所以采用此方案。

2.5 单片机的选取

我们常用的单片机一般有51系列单片机、AVR系列单片机、PIC系列单片机。 AVR系列单片机解密容易,另外,它的eeprom、AD等功能的实现,需要我们另外的加入硬件,不如51系列的单片机方便。PIC系列单片机功能方面齐全,但其价格比较高。51系列单片机价格低,功能齐全,运行快,成为我们的首选。

而51系列单片机有许多种不同的型号,常见的有8031、8051、8751、89C51等。相比较,8031片内不带存储器ROM,使用是需要我们外接存储器。8051芯片不能自行烧录程序,需要让厂家烧录,而且是一次性的,非常不方便。8751芯片的程序擦除需要用紫外线来照射,89C51是我们最常用的单片机,它电路简单、编程灵活、功能多、工作稳定,程序可反复的擦除烧录,所以最后采用AT89C51单片机。

2.6 红绿灯及倒计时显示元件的选取

红绿灯我们采用红色、黄色和绿色的LED来代替。

倒计时显示可以采用液晶显示屏或两位八段数码管来代替,由于液晶显示屏的价格比较高,数码管价格低、方便操作,所以我们采用数码管来显示倒计时。而倒 - 4 -

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计时的时间不会超过两位数,因此采用两位八段数码管来制作。当数码管共阴极时,需要在阳极接上拉电阻,比较麻烦,我们采用共阳极法。数码管的点亮需要一定的电流,要在阳极接三极管,我们采用PNP型三极管,只需在基极接底电平即可给数码管提供较高的电流。

2.7 交通信号优化控制电路总体设计方案

本系统从十字路口下手,对单个的道路交叉口进行控制,即点控,从原理上说为感应控制。

本设计为各模块的拼接。单片机模块,选用AT89C51芯片,并结合时钟电路和复位电路,这就组成了单片机最小系统。首先,车流量检测模块将车量数据传给单片机,然后单片机经过运算,将结果传给红绿信号灯和数码管显示模块,这样就能实现道路的无人化、智能控制。

考虑到购买摄像头及图片处理器价格昂贵,本设计最后进行proteus电路仿真模拟运行,既可检验本电路的实用性,又能节约资源,非常的方便。

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第3章 硬件电路设计

3.1 硬件电路设计的总体要求

硬件电路的设计,是整个系统的基础部分,不仅要具有可行性,更要考虑到实际的运用,能在现实生活中广泛运用。其总体要求是:满足系统目标、简单、可靠、精度高、成本底等。

3.2 电路的组成

本电路用AT89C51来控制整个系统,其特点为:电路简单、编程灵活、功能多、工作稳定等。AT89C51为整个电路的核心部分,将时钟与复位电路、车量检测电路、时间显示电路、红绿灯显示电路整合成一个完整的电路系统,构成优化交通信号灯电路。车检测电路将得到的车流量信息传给单片机系统,单片机系统根据车流量的多少而选定红绿灯转换的时间程序,再将信息传给时间显示电路和信号灯电路,从而实现交通信号灯的智能化。

3.3 硬件电路

电路模块有:1、时间显示模块;2、AT89C51单片机模块;3、信号灯模块;4、车量检测模块。

3.3.1 AT89C51单片机基本性能

AT89C51的性能:

(1) 4K FLASH存储器;

(2) 低电压、高性能;

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(3) CMOS 8位的微处理器;

(4) 外部及内部数据存储器分别为:RAN-64K-字节、RAN-256-字节;

(5) 外部及内部程序存储器分别为:ROM-64K-字节、FLASH-4K-字节。

AT89C51引脚图:

3.3.2 AT89C51单片机模块

单片机最小系统组成单元:

(1) AT89C51。

(2) 时钟电路。时钟电路组成单元:①12MHZ晶振;②两个30P的电容。方式:内震荡。晶振接在XTAL1、XTAL2。

(3) 复位电路。由10UF电容、10K电阻组成。采用上电复位(电路接通电源,自动复位)。

单片机最小系统

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3.3.3 红绿灯及数码管显示模块

红绿灯模块采用共阳极LED,阴极分别接在P1.2-P1.7、P3.2-P3.7口,并接470欧的保护电阻。数码管显示器采用共阳极接法,使用八个三极管来对其控制,数码管的a-g七个端口分别接在单片机的P0.0-P0.6口上,并接限流电阻。如下图所示。

3.3.4 车量检测模块

近年来,由摄像技术和图像处理技术来控制交通信息的技术已经逐渐成为研究的主流。它的主要工作流程:通过安装在十字路口上方的摄像头来采集图像,然后利用图像处理技术来获取当前的交通信息,从而进行交通管理。这种视频检测车流

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本次设计采用的视频检测技术可分为三个功能模块:1、图片采集;2、图片处理;3、数据输出。每个数据输出端有两个端口,根据不同的车量大小分别输出高低电平。在单车道上,当车辆数为6辆以下时,两个输出端都输出低电平,此时绿灯亮的时间为20秒;当车辆数为6辆及6辆以上并在15辆以下时,一个输出端输出高电平,另一个输出端输出低电平,此时绿灯亮的时间为40秒;当车辆数为15辆及15辆以上时,两个输出端都输出高电平,此时绿灯亮的时间为60秒。

这样的设计可让闲时两边的车辆都快速通过,又能在上下班高峰期让十字路口不至于停留太多车辆。下图为简化的车流量检测模块。

左边的元件代表东西方向的摄像头读取车量系统,1、2脚表示车量检测系统的输出端;右边的元件代表南北方向的摄像头读取车量系统,1、2脚表示车量检测系统的输出端。

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第4章 软件设计

4.1 智能控制信号灯程序主要功能

交通信号的智能控制程序设计采用的是C语言。在编程时采用模块化的设计,每块程序有不同的功能,这样可以方便、清晰、快捷的让别人看懂,也方便自己进行调试、修改。其主要功能有一下几点:

(1) 系统参数的查询、显示和修改功能。有许多参数需要不断的调试才能实现系统功能。

(2) 数据通信。采取串行通信。

(3) 系统参数变换。四个方位的信号灯时间、检测器时间、车辆通行时间、最大延迟时间等参数。

4.2 程序模块组成

本系统的程序有七大模块:1、延时程序模块;2、初始化模块;3、显示模块;

4、时钟模块;5、中断处理模块;6、定时器0中断程序模块;7、主程序模块。主程序,将各模块结合到一块,构成一个整体。

4.2.1 定时器0中断程序

void Timer0 Interrupt( void ) interrupt 1

{

TH0 = 0x3C;

TL0 = 0xB0;

tn++;

4.2.2 延时程序

void delayms( uchar t )

{

uchar i=120;

while( t-- )

while( i-- );

}

4.2.3 主程序

void main( void )

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{

InitTimer0( );

initsm_hhl( 10 );

while(1)

{

if( zg1==0 )

{

if( zg2==0 )

{

dx_nb( 48,20 );

}

else

dx_nb(24,20);

zg1=zg2=1;

}

else

dx_nb(12,20);

if(zg3==0)

{

if(zg4==0)

{

nb_dx(48,20);

}

else

nb_dx(24,20);

zg3=zg4=1;

}

else

nb_dx(12,20);

}

}

4.3 主要程序流程框图

程序框图可以作为算法的一种,一般也能叫流程图。组成成分:程序框、流程 - 11 -

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线、文字。特点:简捷、直观、清晰。

各程序框代表的含义:

(1) 圆角长方形代表起止框;

(2) 长方形表示执行框;

(3) 平行四边形代表输入框和输出框;

(4) 菱形代表判断框。

本程序流程图:

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第5章 电路的模拟仿真

5.1 仿真软件的介绍

本电路采用proteus软件进行电路仿真模拟。

Proteus软件是英国制作的,它是一种EDA工具,能进行多种简单和复杂电路的模拟运行,还能将程序与电路结合起来运行,功能非常强大。其主要功能为:

(1) 原理布图;

(2) PCB自动或人工布线;

(3) 电路仿真。

Proteus的器件库非常的多,包括27000多种元件,找元件的时候能智能搜索, 非常的快捷。当布线的时候,本软件可以自动布线,然后手动修改,非常节省时间。打印电路图的时候,本软件能输出高质量的图纸,清晰、方便。如果有些元件在自带的元件库找不到的话,可以导入自己下载的元件库。软件工具栏还有非常多的激励源、模拟仪器,便于进行生动的仿真。

在进行程序的导入时,需要用其他软件导入,我们采用的是Keil软件,Keil软件是一中C语言软件开发系统。将写好的C语言通过Keil导入Proteus即可实现程序对电路的控制。

5.2 智能交通灯电路的模拟仿真电路制作

本电路的模拟仿真电路由四部分构成,即:1、单片机电路;2、数码管显示电路;3、红绿灯电路;4、车流量控制电路。各部分之间通过网络标识和总线连接。

5.2.1 单片机电路

单片机电路的9口、18口、19口接时钟电路和复位电路,31口接高电平,P1.0和P1.1口接南北方向的车量检测系统,P3.0和P3.1接东西方向的车量检测系统,P1.2-P1.7口接南北方向的红绿灯,P3.2-P3.7口接东西方向的红绿灯,P0.0-P0.7口接数码管的A-H控制端,P2.0-P2.7口接PNP型三极管的基极。如下图:

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5.2.2 数码管显示电路

数码管显示电路采用共阳两位八段数码管。当三极管的基极为低电压时,相应的数码管位区导通,而相应的段区是低电压的话,则此段发光。如下图:

5.2.3 红绿灯电路

红绿灯电路采用共阳极发光LED来模拟。如下图:

5.2.4 车流量控制电路

车流量控制电路使用单刀双掷开关来代替车流量的高低。如下图:

前两个单刀双掷开关为东西方向的车流量大小控制开关,当都扳到低电平时,表示东西方向停留的车量较少;一个为低电平一个为高电平时表示车流量较多;都为高电平时表示车流量很多。

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5.3 智能交通灯电路的模拟运行

打开proteus并用Keil导入程序,点击运行按钮,电路开始工作。LED灯亮起,数码管显示倒计时。

将单刀双掷开关到扳到低电平位置,此时数码管倒计时均为20秒;把东西方向的单刀双掷开关其中一个扳到高电平,当南北方向的红灯结束,东西方向的路灯亮起时,数码管显示40秒,并进入倒计时阶段;把东西方向的单刀双掷开关都扳到高电平,当南北方向的红灯结束,东西方向的路灯亮起时,数码管显示60秒,并进入倒计时阶段;把南北方向的单刀双掷开关其中一个扳到高电平,当东西方向的红灯结束,南北方向的路灯亮起时,数码管显示40秒,并进入倒计时阶段;把南北方向的单刀双掷开关都扳到高电平,当东西方向的红灯结束,南北方向的路灯亮起时,数码管显示60秒,并进入倒计时阶段。

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第6章 结 论

毕业论文将我们自身的理论知识真正的运用于实践操作中,将本论文写作完成,我掌握了更多的知识,提高了我查阅资料、设计方案及电脑操作的能力,同时也加强了我对电路在实际生活中的运用能力,而且通过对整体布局及局部的分析,使我的逻辑思维得到了质的提高,这也是我们设计论文的目的所在。

在这次设计中,关于车流量检测的设计最让我感到头疼。目前的科技有很多种检测车流量的方法,但我认为新的智能交通灯系统不能重复的利用现用的手段,如线圈感应测车流量法,而目前的我还设计不出新一代的车流量检测系统,在不断的徘徊中,我查阅了很多的资料,最终,我确定了一套最先进的方案,用摄像头来读取车流量,即视频检测法,这项车流量检测系统不仅简单,而且还有其他的许多用途,如监测道路、闯红灯拍照、卫星定位等,这套系统将许多的交通检测合为一体,是一种资源合理利用的重要措施,也是本论文设计的亮点。

本设计基本可以解决城市的交通问题,能大大减少交通堵塞,但本设计还有一定的缺点,需要后续的完善。缺陷为只适用于十字路口,对丁字路口等还需要一定的修改才能用。在倒计时的这一块,仅仅设定了20秒、40秒和60秒,也不够健全。另外,本设计还需要实际的运用才能进一步的发现其它的不足,在今后,我还会找相关资料及信息,对本设计进一步的完善,争取投入实际运行中。

在这个高度重视科技与环保相结合的社会中,我本着科学的设计为前提,并结合资源合理利用的精神,将本次的设计圆满完成。我在本次的设计写作中,更是学习到了相当多的的技巧、知识、才能,对自己更有质的变化、发展、提高。虽然这次的设计不是很完美,不是足够的健全,可我认为,正是这些缺陷,让我对于以后的探究有了强大的支撑。论文完成了,自己也要毕业了,但在以后的生活中,我会时刻关注科技的发展,也会不断的学习,争取掌握更加先进的技术,为祖国的科技发展奉上自己的绵薄之力。

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附 录Ⅰ 电路原理图

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附 录Ⅱ 电路仿真模拟电路

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附 录Ⅲ 源程序

#include

#include

typedef unsigned int uint;

typedef unsigned char uchar;

sbit zg1=P3^0;

sbit zg2=P3^1;

sbit zg3=P3^2;

sbit zg4=P3^3;

#define ms P0

#define mk P2

#define dx P1

#define nb P3

uchar code

date[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf}; uchar tn;

void initsm_hhl(uchar t)

{

uchar i;

dx=nb=0xfe;

for(i=0;i

{

dx=(dx

nb=(nb

ms=date[i];

mk=0x00;

TR0=1;

while(tn!=t);

TR0=0;

mk=0xff;

tn=0;

- 19 -

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}

dx=nb=0xff;

}

void delayms(uchar t)

{

uchar i=120;

while(t--)

while(i--);

}

void dx_nb(uchar t0,uint t1) {

dx=0x6f;

nb=0xdb;

while(t0)

{

TR0=1;

while(tn!=t1)

{

disp(t0);

}

TR0=0;

tn=0;

if(t0

{

dx=0xb7;

}

t0--;

}

dx=0xdb;

}

/*void dx_nb(uchar t0,uint t1) {

- 20 -

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dx=0x6f;

nb=0xdb;

while(t0)

{

ms=date[t0%10];

mk=0x00;

TR0=1;

while(tn!=t1);

TR0=0;

tn=0;

t0--;

if(t0

{

}

dx=0xdb;

}

void disp(uchar disp)

{

mk=0x55;

ms=date[disp/10];

delayms(5);

mk=0xff;

ms=date[disp%10];

mk=0xaa;

delayms(5);

mk=0xff;

}

*/void nb_dx(uchar t0,uint t1)

{

- 21 - dx=0xb7; }

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dx=0xdb;

nb=0x6f;

while(t0)

{

TR0=1;

while(tn!=t1)

{

disp(t0);

}

TR0=0;

tn=0;

if(t0

{

nb=0xb7;

}

t0--;

}

nb=0xdb;

}

/*void nb_dx(uchar t0,uint t1)

{

dx=0xdb;

nb=0x6f;

while(t0)

{

ms=date[t0%10];

mk=0x00;

TR0=1;

while(tn!=t1);

TR0=0;

tn=0;

t0--;

if(t0

{

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nb=0xb7;

}

}

nb=0xdb;

} */

void InitTimer0(void)

{

TMOD = 0x01;

TH0 = 0x3C;

TL0 = 0xB0;

EA = 1;

ET0 = 1;

}

void Timer0Interrupt(void) interrupt 1

{

TH0 = 0x3C;

TL0 = 0xB0;

tn++;

}

void main(void)

{

InitTimer0();

initsm_hhl(10);

while(1)

{

if(zg1==0)

{

if(zg2==0)

{

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dx_nb(48,20);

}

else

dx_nb(24,20);

zg1=zg2=1;

}

else

dx_nb(12,20);

if(zg3==0)

{

if(zg4==0)

{

nb_dx(48,20);

}

else

nb_dx(24,20);

zg3=zg4=1;

}

else

nb_dx(12,20);

}

}

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参考文献

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致 谢

经过两个月的不懈努力,终于将这篇论文写完了。感谢李清贵老师我在学术上的谆谆教诲。从中,我学到的不仅仅是知识和文化,更是做人的方法,为人的准则,办事的技巧。

在我写论文的过程当中,碰到了许许多多的难题,也有很多自己不懂的地方。这些还是怪自己的能力、才能和方法的不对,导致自己出现了许多考虑不到位的点。另外还有一些知识点自己根本不会,但是最终在舍友、同学和指导教师的帮助及鼓励下,我成功的克服了所有困难。我首先要感谢的还是我的指导老师李清贵老师,他给了我很多的帮助,并给了我很大的鼓励。我的论文较为复杂繁琐,而李清贵老师仍然细心的帮助我、指导我,指出许多的不足之处,帮我纠正了许多的错误。我非常的钦佩我的指导老师,除了他的专业知识水平外,他的严谨科学的治学之分也值的我学习,并将会影响我以后的工作和生活。同事也感谢院、系领导对我们的鼓励和支持,感谢大学曾给我们带课的老师,是你们让我学会了知识才能完成本篇论文。另外也要感谢我周围的同学朋友,他们给了我许多的帮助和鼓励,也给予我很多宝贵的意见和创新性建议,如果没有他们的帮助,我也很难完成本次的论文。

本论文的成功,从刚开始的选题,一直到最后的完成,每一部分都离不开我的指导教师、舍友及同学的帮忙、鼓励,其中包含着指导教师非常多的血汗。在写作的过程当中,李清贵老师曾多次的监督并询问我完成的进度及情况,我也多次的交回让李清贵老师查看,多次的进行指导,为我指点迷津,有错的地方,老师能细心的看出,我有不会的地方,老师能耐心的教导我,让我学到的很多的知识,掌握了许多的学术技巧。李清贵老师对知识的认知程度、对自己学术的研究方法、对自己作风的一丝不苟,让我受益颇多,不仅是对知识的掌握,更是让我体会到了成为一名合格老师的必备要素,为我以后的教师生涯起到了良好的带头作用,是我以后学习和工作的榜样。

……

在此,衷心的感谢李清贵老师对我的指导及培养!

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范文五:智能交通概论论文 投稿:董獠獡

智能交通在环境治理中的应用

摘 要

城市交通已成为城市环境污染重要来源,传统的交通运输系统在环境治理方面效果甚微。随着智能交通系统的出现,交通环境污染的解决思路得到拓展,可以利用智能交通系统交通污染,达到改善环境的目的。

关键词:城市交通;交通污染;智能交通系统;环境治理;

Application of Intelligent Transportation Systems

environmental management

Abstract

Urban transportation has become an important source of environment pollution in cities, the traditional transport system had little effect on environmental goveman- Ce.With the advent of Intelligent Transportation Systems, Solutions to Traffic Pollution expanded,and you can use it to control traffic pollution and achieve the purpose of improving the environment.

Key words: Urban transportation; traffic pollution; intelligent transportation

system; environmental governance

目 录

摘 要…………………………………………………………………………………1 Abstract……………………………………………………………………………2 一、智能交通概述…………………………………………………………………………………4 二 、交通环境概述………………………………………………………………………………4 三 、智能交通在环境污染治理中的应用……………………………………………………5 (一)信息采集阶段………………………………………………………………………………6 (二)信息传输阶段………………………………………………………………………………6 (三)数据处理和存储阶段………………………………………………………………………6 (四)交通信息应用………………………………………………………………………………7 五、未来发展………………………………………………………………………………………8 结 语………………………………………………………………………………………………8 参考文献……………………………………………………………………………9

一、智能交通概述

智能运输系统(Intelligent Transportation Systems ,简称ITS)就是通过关键基础理论模型的研究,从而将信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效的应用于交通运输系统,从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。此系统利用现代科学技术在道路、车辆和驾驶员(乘客)之间建立起智能的联系,借助系统的智能,车辆可以在道路上安全、自由的行驶,靠智能化手段将车辆运行状态调整到最佳,保障人、车、路的和谐统一,在极大地提高运输效率的同时,充分保障交通安全、改善质量环境,提高能源利用率。

智能运输系统涉及到交通信息采集,交通信息传输、交通信息存储与处理,交通信息应用等四个技术环节。

传统的道路交通带来的问题主要有:安全,拥堵,污染。智能交通系统在安全问题,拥堵问题等领域的应用研究理论较多,相比而言,智能交通系统在环境污染治理中发挥的作用,只是治堵的同时带来的附加效益,并没有专门针对环境污染的治理而提出相关理论。

二、交通环境概述

道路交通自诞生以来,在给人类社会发展带来极大正面影响的同时,也带来了负面影响,即道路交通引起了严重的环境污染。道路交通的环境污染主要分为两大类:

(1)对社会环境的影响

主要包括:社会的结合力;服务设施的可利用性;人口迁移和重新安置;就业、收入及商业活动;居住条件;地区发展和经济增长;资源的利用等。

(2)对自然环境的影响

主要包括:环境设计、美学和公路的历史价值;陆地生态系统;水中生态系统;大气质量;噪声、振动等。

道路交通的发展,通常表现为有利的社会影响和不利的环境影响。 最近,PM2.5成为公众焦点。国务院总理温家宝2012年2月29日主持召

开国务院常务会议,同意发布新修订的《环境空气质量标准》。历时4年修改后,PM2.5终于写入“国标”,纳入各省市强制监测范畴。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。而PM2.5产生的主要来源,是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。城市交通也是PM2.5颗粒的主要来源。

PM2.5只是交通带来的众多的环境污染的一类,但它对于整个社会的负面影响已经不容忽视,因此,交通带来环境污染急需有效的手段来治理。交通环境污染主要涉及到噪声,废气排放,振动等。

三、智能交通在环境污染治理中的应用

智能交通系统是交通运输业的一次革命,利用现代科学技术改变了传统的交通运行模式。许多人认为智能交通系统是解决交通问题的最终手段。

现考虑,在道路沿线采集环境数据,上传到交通控制中心,经处理后,得出缓解环境污染的控制信息,将此信息应用于交通管理控制系统中,从而达到改善环境的目的。

以下是融入环境治理功能的智能交通系统框架 :

(一)信息采集阶段

除了在传统的智能运输系统中,收集基本的交通信息之外,在城市道路沿线选取具有代表性的环境监测点,以适当的密度设置环境监测传感器,收集道路附近一定范围内的污染情况。收集道路环境附近包含PM2.5指数在内的大气空气质量指标、噪声指标以及振动指标。力求全面、准确、实时监测道路沿线环境质量。环境数据采集和交通数据采集是平行进行的。

环境监测设备的选取要综合考虑经济成本和功能,在充分保证数据质量的前提下,尽量降低设备安装和使用的成本。环境检测设备的数据格式要便于通过无线信道上传。环境监测点的选取要合理,使之能反映城市环境的普遍情况,而且要能覆盖整个城市区域。具体安装监测设备时,要控制仪器安装的高度、与道路的相对位置。以使得监测的到的数据准确。

设置密度也要得当,对于环境敏感地区,人流密集区应当适当加大设置的密度,对于郊区,交通量小,人流密度小的地区,可以适当降低设置密度,能代表该地区环境情况即可。可以设计一个简单算法,得到设备安装密度与人口密度,环境要求,道路条件的关系。也可以考虑和环保部门合作,共享监测数据,提高数据利用率,降低成监测本。

(二)信息传输阶段

将监测得到的环境数据,以一种特定的数据结构,利用传输交通信息的信道,实时传输至交通数据处理信息中心。对测监得到的环境数据首先进行编码,最大限度减低环境信息的数据量。提高数据传输效率。环境数据的传输会占用交通信息信道的带宽,所以需要智能运输系统提供足够的带宽。同时由于环境数据与交通信息数据分开处理,所以环境数据和交通信息数据要能在数据结构上进行区分。

(三)数据处理和存储阶段

环境数据和交通信息数据分开处理和存储。环境数据收集后,首先进行数

据预处理,使信息可以识别,具有应用意义,从而得到对于改善交通环境有用的信息。

把环境质量数据转化为环境负载,结合收集到的整个路网的环境数据,绘制出整个路网的环境负载路网分布图。交通控制中心应根据城市各区域功能和环境要求的不同,事先绘制整个路网的环境负载路网分布控制图,并存储在计算机中。

建立道路交通参量与环境质量指数的关系模型E=f(T)。例如空气质量指数与交通量,车速,道路条件等一系列的数学关系等。

把实时环境负载路网分布图和环境负载路网分布控制图进行对比,然后对环境负载路网分布图进行调整,使得整个路网区域符合比标准的分布图的程度相同,即要达到环境压力均分的效果。根据所需要做出的调整,结合环境和交通的关系模型E=f(T),求解出出于环境考虑的交通分配结果T。

在传统的智能交通系统中,出于道路交通条件考虑进行交通分配,有一个交通流分配结果T1。将两者统一起来,按照一定的权重进行综合调整,将结果作为最后的交通分配结果。

鉴于前面的计算复杂,不易实施,而且两种交通分配在一定程度上是相关的。所以可以考虑将实时的交通环境质量指数换算为实时的环境花费,把这种环境花费计入路段特性函数Ta=t(Xa),这样,以这种路段特性函数为依据所作的交通分配便考虑了环境的改善因素。当然,环境质量指数换算成路段特性函数的花费很重要,如何取其权重系数很重要。

(四)交通信息应用

(1)出行者信息系统。利用出行者信息系统,将这种环境数据连同道路交通数据实时发布出去。一方面,提高市民环境意识,关注环境,对市民健康负责。另一方面,使他们可以全面考虑交通条件与环境条件,从而选择较为合理的出行线路

(2)交通诱导系统。以此交通流分配结果,来对城市各种交通进行诱导管理,使得交通带来的环境压力依据各地区环境承受能力大小而得到均分,均分后的环境负载易于参与到自然界的自然净化作用,提高环境负载的消解速度。

(3)交通管理系统。根据交通流量分配结果,对城市道路交通进行有效和管理,既提高道路运行效率,也增强环境治理效果。例如对于高污染路段可以采取限制机动车进入的措施,促使机动车选择交通流量小,污染轻的路段行驶,而不是选择出行时间最小的路径出行。

(4)电子收费。可以效仿城市拥堵收费政策,根据监测的到的环境质量数据和环境质量控制图,计算二者的差值,当此值大于某一阀值时,便可以对该地区实行污染收费,将所得的收益用于环境治理。当然,也可以把拥堵收费和污染收费结合起来,简化操作环节。

(五)未来发展

随着科学技术的进步,和计算机存储、运算能力的加强,可以建立每台机

动车的排放数据库。对每辆机动车的年检进行记录,存储每辆机动车的排放量,噪声值,振动值等数据,从而在进行交通流非配的是后,可以细化到对每个车辆进行诱导控制,从而使交通管理工作更细致,收到更好效果。这种操作成本会很高,不过确实是一种发展方向。

结语

智能交通具有传统交通系统无法比拟的技术优势,因而有着广阔的应用前

景,现今环境污染严峻的事实和人民群众日提高长的生活质量的要求的矛盾越来越突出。应用智能交通系统解决城市交通污染问题,任重而道远,但确实值得期待。

参考文献

[1]王炜,过秀成.交通工程学.东南大学出版社, 2000. [2] 杨兆升. 智能运输系统概论.北京:人民交通出版社,2009. [3] 智能运输系统-原理、方法及应用 .武汉:武汉理工大学出版社2006. [4]http://www.baidu.com[OL].

范文六:智能交通结课论文 投稿:宋斧斨

智能交通技术运用于邯郸交通如何有效减少雾霾天气 课程名:智能交通

专业班级:交通工程1121班 学号:110242122

姓名:刘红哲

内容提要 在影响雾霾天气的诸多因素中,机动车尾气排放是最主要的因素之一,机动车是城市PM2.5的最大来源,约为四分之一,油质不够高和长时间堵车造成的尾气空耗是主要原因。如何有效解决该问题,人们将目光聚集到了智能交通上。将不同的资源联系在一起,减少资源错配,就是通过所谓大数据和智能化来改造传统产业的一个最大效果。智能交通也是如此。智能交通的主要目的在于提高交通运输的效率,减少拥堵和减少交通事故。通俗的说,就是减少正在上路的汽车数量,减少汽车的空载率,确保人们安全准时到达目的地,同时实现减少雾霾的目的。

关键词

智能交通 防治 雾霾

引言

生活中,我们被PM10所烦恼,PM10是一种一种直径小于0.01毫米的颗粒物,颗粒物的直径越小,进入人体呼吸道的部位越深,因而更不容易被呼出。这会导致肺部组织受损。极其细小的颗粒还会透过肺泡,进入血液循环,改变血液流动特性,加剧心血管疾病发病风险。 世界卫生组织(WHO)已经证实了这种危险。其在报告中称,估计每年全球有130万人死于城市空气污染。在大城市,形势尤为严峻。譬如,邯郸遭遇了特别严重的雾霾天气,大气中的颗粒物含量达到破纪录的800毫克/立方米。世界卫生组织的推荐限值为20毫克。许多其他城市也经常超过这个限值。这一点从伊朗的阿瓦士便可见一斑。2009年,阿瓦士的大气PM10平均浓度高达372毫克/立方米。德国联邦环境署报告指出,交通流量大的德国城市也经常超出颗粒物浓度限值。譬如,在波茨坦,Zeppelinstraße测定站在2011年记录的颗粒物浓度超过官方限值的天数多达55天。

鉴于这些令人警醒的趋势,2012年春,波茨坦市政府与发起了一个旨在降低颗粒物和二氧化氮(NO2)排放量的试点计划。采取了智能交通部署了其Sitraffic Concert/Scala交通管理系统,用于采集交通数据,并根据分析结果自动生成交通引导策略。这些策略旨在确保交通更加顺畅,同时减少污染物排放。

这个系统可以从各式各样的传感器采集最新交通信息(如车辆数量和封闭路段等)。它也接收关于气温和风力风向的气象数据,以及关于建筑工地位置的信息。利用所有这些数据,这个系统可以实时计算出不同街道和路段的污染状况。

正文 为减少机动车尾气排放,很多地方一直在宣传公交是一种“绿色出行”的方式。实际上。由于多种多样的原因,公交尾气排放不见得一定会少很多。具体到单辆公交车和单辆小轿车比较,公交车使用年限长,造价低,维护不善,都造成很多公交车背后冒黑烟,从而产生雾霾。几年前的一轮换车普及了天然气公交车,但旧车没到报废年限的并未退役,而是作为支线或公交机动。就算这样,也依然是运力不足,出行高峰时段依然要全数上阵。邯郸在APEC会议期间,通过限行,实行公交优先,在施行期间,空气质量明显好转,但限行毕竟限制了一些人的出行,造成不变,同时在机动车增长的时代,限行并不是一个长久之计。

将公共交通网和私人交通网相结合——这就是智能交通带给行业的最大变革。既有效解决了交通问题,又可以减少空气污染,防治雾霾。 在目前我们能想到的各种解决方案当中,公共交通仍然是最不坏的办法——未来智能交通也包括对公交系统的彻底改造,包括之前中国人设想的那种有轨的地面双层快轨,还有在换乘时不降速的平行移动换乘站台,都是各种智能化的方向。

就算是排除空想因素,已经实现了的智能化交通也是有的。有一款手机应用估算公交车到站的时间,尽量缩减在站台等待的时间;如果你愿意,打车软件也可以算进去。如上所说,这些目的都是为了优化资源配置,减少资源错配和车辆的空载率。

这时,我们就要考虑到智能交通所能发挥的强大作用。

智能交通可以采集交通数据。在其他城市,这已经成为现实。譬如,斯图加特有4家运营商在使用该系统来协调总长度为1465公里的道路和街道网络中的所有交通流。这个系统也将每年约1.45万个建筑工地和2.25万起交通事故纳入了考虑。

Sitraffic Concert/Scala数字化交通管理系统是综合交通管理中心的核心组件,斯图加特市的所有交通数据都汇集到这个中心。负责采集数据的机构包括斯图加特公共事务管理局、斯图加特土木工程部、公共交通运营商SSB AG和斯图加特警察局等。一台计算机以每天35次的频次处理斯图加特交通系统内产生的所有信息并制定干预措施。它可以切换红绿灯、控制停车引导系统以及向动态道路信息指示牌传送数据。得益于此,我们可以向驾驶员提供关于障碍物、绕道和行车时间等的优化信息。这项新技术已经帮助斯图加特将日常交通拥堵路段缩短了数公里。

路面安装的嵌入式感应环向交通管理中心提供了交通流量和路口车辆等候时间等信息。还在红绿灯上安装了摄像头,用于测定和记录交通流量和行车速度。运营商可以通过软件系统获取这些数据。它们可以查看标明了所有红绿灯的街道地图,并通过设置这些红绿灯来高效地管理车流——如有需要,从系统发出切换建议。

然而,并非每座城镇都需要如此之复杂的交通管理系统;对于任何红绿灯数量不足50个的社区,一台交通管理专用计算机便足以够用。

一款软件名为“Smart-Guard”,可以为小型城镇提供所有基本的交通监控和管理功能。可以在台式机、平板电脑或智能电话上,通过任何支持HTML5.0

的浏览器,在内部网络中使用专用云系统(安全的IT环境)来控制红绿灯、探测器和停车场。不仅如此,这种操作可以在世界任何角落执行。过去那种采用直接在用户电脑上运行的客户端解决方案的系统,需要5分钟时间才能接入系统。相比之下,专用云系统可在短短10秒钟内向用户提供交通数据。

由于SmartGuard允许通过互联网访问,交通监控系统本身允许通过输入用户名和密码访问。对于诸如红绿灯切换等事关安全的操作,则通过类似于网络银行所用系统的移动PIN系统,额外提供了一层防护。

新软件开发采用了可以在世界任何地方部署的开放式接口。除迄今为止已经在德国和奥地利开展的4个试点项目之外,2013年10月,还将在挪威和波兰发起更多项目。

诸多新功能也在规划中。其中最重要的是一个可以识别出晨间交通高峰并相应地自动调节交通管理系统的战略管理系统。此外,计划借助安装在测定站的自动车牌识别装置,整合行车时间数据。把车牌数据转换为匿名格式的强大算法可以保障数据安全。 如今,不论是在大城市地区,还是在小城市,显然这项新技术已经提高了车流效率。预计,在某些测定站,二氧化碳排放量可降低多达25%。其设想是,将交通拥堵及其不利影响转移至不那么敏感的地方,如工业区。为实现这一点,需要多管齐下,综合采取各种举措,如扩建公共交通网络、进一步开发低排放车辆和增加使用自行车等。在这个全盘方案中,SmartGuard虽小,却是整个交通流优化系统的重要组成部分。 交通管理中心依赖海量数据来制定减少交通污染的策略,如斯图加特的交通管理中心。基础设施与城市业务领域环境敏感型控制系统可以设法引导车流远离颗粒物和二氧化氮浓度太高的地方。”譬如,在可能发生严重污染的区域,它可以将路口的所有红绿灯变为绿灯。抑或,这个系统可以通过转移交通流,切断行进缓慢的车辆排成的长龙,达到减少污染的目的。通过在进城方向的主要道路上,缩短红绿灯的绿灯时长,便可以做到这一点。均衡调和了各个区域的污染排放,这降低了每个人承受的压力。得益于这些措施,大气二氧化氮浓度比2012年秋季测得的44毫克/立方米降低了4%。同一时期,PM10排放量也有所降低。

不过,波茨坦部分行政区的年均污染水平依然比限值高4毫克。因此,这座城市需要探索新思路。正在酝酿中的措施包括,新的停车位管理系统,改善大型交通枢纽的公共交通以及倡导骑自行车的举措等。波茨坦交通管理局局长Reik Becker说:“如果我们的初步成功一直持续到2015年,我们甚至可以进一步减少污染物排放,我们将在整座城市推出以环境为导向的交通管理系统。”

诸多新功能也在规划中。其中最重要的是一个可以识别出晨间交通高峰并相应地自动调节交通管理系统的战略管理系统。此外,计划借助安装在测定站的自动车牌识别装置,整合行车时间数据。把车牌数据转换为匿名格式的强大算法可以保障数据安全。

如今,不论是在大城市地区,还是在小城市,显然这项新技术已经提高了车流效率。预计,在某些测定站,二氧化碳排放量可降低多达25%。其设想是,将交通拥堵及其不利影响转移至不那么敏感的地方,如工业区。为实现这一点,需要多管齐下,综合采取各种举措,如扩建公共交通网络、进一步开发低排放车辆和增加使用自行车等。

建立城市智能公共交通管理系统的目的是实现城市公共交通系统智能化调度、管理和运营,综合利用各种先进技术,按照计划、调度、监控、指挥、服务的整体要求,实现公交的车、场、站、道、中心设备的电子化、智能化,实现对公交车辆、客流信息的采集、传输和处理,实现车辆定位和信息上传、自动报站以及对公交运营车辆的实时监控和可视化调度。也就是说,智能的公共交通系统可以对公共汽车进行自动定位和跟踪,纠正公共汽车的晚点和超时;可以对公共汽车在通过交叉路口时提供信号优先,使得绿灯提前或延长时间;可以通过安装在公共汽车上的摄像机进行闭路电视监控、无线通信和紧急处理等以增加乘客的安全感。

同时针对高速公路问题,建立交通电子收费系统(Electronic Toll Collection,ETC)是利用微波技术、电子技术、通信和网络技术等高新技术的设备和软件所组成的先进系统,实现车辆无需停车即可自动收取道路通行费用的收费方法。ETC技术在国外已有较长的发展历史,美国、欧洲等国家和地区的电子收费系统已经联网并形成规划效益。ETC带来的效益可不只是提高效率,这种方式还能够消除车辆由于在收费站减速、怠速、加速所产生的环境污染,同时达到节省能源的效果。

总结

通过研究调查以及国内外实践结果,运用智能交通技术不仅可以缓解交通拥堵,转变城市的交通发展方式,提高人民群众的生活品质,同时还减少了机动车数量,控制了机动车尾气的排放,做到了低碳、高效的公交系统。通过控制尾气排放从而有效地解决邯郸的雾霾天气,还一片蓝天。

范文七:智能交通论文终稿 投稿:吴胯胰

中国西北西南地区大中城市智能交通系统应用调查报告

作者:杨扬、谢禹磊、龚勇、许鹏

摘要:本文通过对西北西南地区的典型城市成都市、昆明市、西安市、乌鲁木齐市的基本情况及智能交通系统的应用情况进行逐个分析,定性的概括了西北西南地区的智能交通系统的应用情况、未来规划及存在的问题,并且提出相应的解决方法。

关键词:智能交通系统;西北;西南;应用

一、背景

随着社会经济的高速发展,当前的交通状况和交通管理系统已经不能满足城市发展的需求,智能交通的发展能帮助城市更好的解决交通拥堵问题,促进城市的可持续发展。智能交通技术是一项起源于美国的新兴技术,智能交通系统(ITS)是未来交通系统的发展方向,它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率,因而,日益受到各国的重视。ITS系统规划建设一直是世界各国解决交通拥挤问题的关键措施,是规范ITS发展的重要手段。自从美国第一个开始智能交通体系研究以来,日本、欧盟、新加坡、香港等国家和地区相继开展了智能交通系统规划、研究及应用。各国政府、各投资主体和系统用户逐渐认识到ITS在缓解城市交通拥堵中所起到的重要作用。我国政府在ITS系统地推进过程中置于不可或缺的地位。国外智能交通系统(ITS)先行的国家和地区都非常重视ITS系统的总体发展规划。

目前,世界上已基本上形成了以美国、日本和欧盟为主的三大研究开发阵营。纵观美国ITS的发展历程,其政府主导部门一直都占据着主导地位,不仅对ITS的发展进行统计规划,而且在政策和资金支持以及人才培养和教育培训上都发挥了重要作用。同时,政府也紧密协调企业、学校以及研究所,各自发挥自身的优势,使ITS的发展能够协调、有序。日本也是以官、民、学的协调体制来推动ITS的发展。日本政府在ITS领域进行了大量的资金、政策等方面的投入,以期形成ITS产业推动日本经济发展。在过去的5至6年的时间里,已经有近400万套车内导航系统在市场上应用,日本的ITS应用主要是在交通信息提供、电子收费、公共交通、商业车辆管理以及紧急车辆优先等方面。欧盟是世界经济较为发达的地区之一,同时,欧盟也很重视ITS发展,将其作为欧盟项目,从全欧的角度进行规划和协调,制定统一的框架结构,作为各成员国ITS发展的基础和指

导。欧洲重要的ITS发展几乎均需得到欧盟理事会的批准,纳入高层次的经济和社会发展计划,提供财政支持,保证经费供给。

我国ITS研究可以追朔于80年代的公路收费系统研制,那时国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监控和管理系统;进入90年代,我国开始关注国际上ITS的发展。1995年,交通部ITS工程研究中心进行了GPS(卫星定位系统)与导驾系统研究、基于GPS的路政车辆管理系统等一系列项目研究,交通部还与各省厅开展了“网络环境下不停车收费系统”的联合攻关。1999年。由交通部、科技部、建设部等十多个相关部门组成了国家智能交通系统工程技术研究中心。从1998年初开始,交通部就组织开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”,并在4个省市进行了示范工程。1999年1月1日,广州市“一卡通”不停车收费系统投入运行,到目前已开通不停车收费车道40余条。同时,围绕交通监控、汽车智能导航等系统,以及一大批科研成果及技术产品得到实际应用,对提高社会和公交出租车辆通行效率,改善城市整体交通状况都起到了极大的推动作用。智能交通的研究和推进在我国还处于起步阶段,但ITS作为跨世纪的经济增长点和交通系统建设必然选择的重要性已得到国家相关部门的高度重视,“十二五”规划更是突出了智能交通的地位。我国目前还是一个发展中国家,交通运输基础设施短缺,需要加快建设,另一方面也存在交通设施利用率低、管理技术落后、交通安全形式严峻等问题。鉴于我国道路在未来20年内仍然处于建设期(根据“五纵七横”公路主骨架的布局框架,建设12条约35000公里以高等级公路组成的国道主干线),而这一期间正是智能交通技术在全世界进入全面实施阶段,中国也需要根据中国公路运输的实际需求探讨在中国公路运输网中应用智能交通技术来提高运输效率、保障安全和保护环境的可能性。

相对于北京、上海、广州等大城市在智能交通领域的发展,西南和西北地区城市的智能交通系统发展则比较落后。西南地区土地辽阔,资源类型复杂多样,区域差异明显,具有发展特色农业、特色矿产、特色旅游等资源的先天条件。西南地区位于我国西南边陲,幅员辽阔,西南地区包括四川省、云南省、贵州省、重庆市、西藏自治区的大部以及陕西省南部(陕南地区),国土面积大257.1万平方公里,占到全国土地总面积26.8%。西南地区受多种因素影响,经济发展还比较缓慢,与东部沿海省份差距很大。西北地区土地面积大,资源丰富,西北地区则包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区和新疆维吾尔自治区。西北地区位处边陲,拥有广袤的土地资源,国土面积大429.6平方公里,占到全国土地面积的44.8%,西北地区地上的光热资源、风能资源和地下矿产资源都非常丰富,且处于亚欧经济带的核心区域,是未来亚欧经济区的黄金地段。西北地区虽

然土地资源丰富,但经济总体上比较落后,西北地区的各个指标均落后与全国平均水平,其中工业结构、产业就业比两大指标与全国的差距更为明显。由于地区经济、环境等多重因素,我国西南西北地区的智能交通发展还比较空白,只在各个省会城市中才有智能交通系统的探索和基础设施的建设,总的来说西南西北地区的智能交通发展任重道远。

二、论文概述

在西南地区,我们选择了成都和昆明作为代表城市。西南省份中,四川省无论在经济发展还是人口总量上都独占鳌头,而成都市作为四川省省会,既是西南地区最大的交通枢纽,也是地区人口最多的城市。成都是川渝地区大中城市的典型代表,她拥有众多的高校,流动人口数量极大,成都铁路局和西南地区最大的双流机场也位于成都。由于成都在西南地区独特的地位,智能交通系统在成都的发展也走在地区的前列,极具代表性。

另一个代表城市是云南省昆明市。昆明是我国西部地区第四大城市,仅次于成都、重庆和西安。此外,它还是中国面向东南亚、南亚开放的门户枢纽,是中国唯一面向东盟的大都市。在西南地区诸多城市中,昆明因具有“东连黔桂通沿海,北经川渝进中原,南下越老达泰柬,西接缅甸连印巴”的独特区位优势而成为另一个被本文选中的代表。另外,昆明作为云南的公路运输中心,昆明市内交通发达,机动车数量突破135万,人均机动车拥有量居全国第一,探讨其智能交通发展将十分有意义。

在西北地区,我们选择了西安和乌鲁木齐作为代表城市。陕西省省会西安市最为西北五省毫无争议的最大城市,既是全国七大区域中心城市之一,也是西北地区的经济、文化和交通中心。作为世界四大文明古都之一,西安市承接着中国东部经济发达区域和西北经济落后区域,是国家西部大开发的前沿阵地,其重要性不言而喻。同时,西安也是全国重要的交通枢纽,教育文化中心,在西安生活着上千万人口,交通拥堵情况严重,所以选择西安作为讨论智能交通发展现状的城市代表十分适合。

西北地区另一个代表城市是新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐市。作为我国五个省区民族自治区域之一的新疆占有全国六分之一的国土,而乌鲁木齐就是这片巨大区域的首府,她是新疆政治、经济、文化的中心,中国西部对外开放的重要门户,她地处亚洲大陆地理中心,是欧亚大陆中部重要的都市。在西北五省中,乌鲁木齐的地位很特殊,由于新疆国境线绵长,连接国家众多,所以乌鲁木齐在国家的规划中,已经大向西开放、开展对外经济文化交流的重要窗口,特别是随着新亚欧大陆桥的全线贯通,乌鲁木齐作为新亚欧大陆桥中国段的西桥头堡,在

中国西部乃至中亚经济发展中的地位和作用日益增强。乌鲁木齐交通情况不容乐观,市内堵车很严重,本文把乌市作为人口、道路面积较多的中型城市代表,探讨其智能交通系统发展的现状和前景。

同时,本文也将综合智能交通系统在四个城市的应用现状,对西南、西北广大区域做出延伸性总结。笔者希望能够通过“以点带面,重点分析相通点”的方法,为区域内其他城市的智能交通发展提出意见及建议。

三、典型城市分析

(一) 成都市

成都,别称“锦城”,简称“蓉”。自古以来均为中国十大城市之一。成都市面积12390平方公里,常住人口14047625人。成都市现系四川省行政中心,副省级市,西南中心城市,西南商贸、科技、通信、文化、教育、交通中心,国家统筹城乡综合配套改革试验新区。成都市位于四川省中部,地处四川盆地西部(成都平原腹地)。成都是中国开发最早、持续繁荣时间最长的城市之一,为国家历史文化名城之一。

成都市人民政府将成都定位为我国中西部综合实力最强,人居环境最佳的我国重要中心城市。现在的成都致力于构建中国中西部的金融中心,执中西部总部经济之牛耳。成都目前在电子信息产业,生物医药产业,化学化工产业,家具和鞋业制造产业,动漫和传媒产业,会展产业,航空航天产业,旅游业等取得巨大成就,成都是中国国务院确定的西南地区科技、商贸、金融中心和交通、通信枢纽,拥有国家级高新技术产业开发区和经济技术开发区。成都是重要的商贸城市之一,外资零售业进入数量居全国前列,有春熙路、等大型商圈。成都经济社会快速健康发展,全市实现地区生产总值5551.3亿元,增长15%;地方财政一般预算收入526.9亿元,同口径增长36%;固定资产投资4255.4亿元,同比增长10.6%;社会消费品零售总额2417.6亿元,增长18.8%;城镇居民人均可支配收入20835元、农民人均纯收入8205元,分别增长11.7%、15.1%。这些数据在中国同类城市中均位居前列,也基本可以看出成都经济整体规模和良好发展态势。随着成都市经济的快速发展,城市道路建设也在不断发展,但是城市道路发展的速度还远落后于经济的发展速度。这使成都市路网在2003年的路网饱和度就已经达到0.78,处于较饱和状态,已经导致了运输车辆延误增大,运输成本提高等不良后果,落网上经常出现拥挤和堵塞的现象,从而降低了整个城市路网的运输效率。

成都的智能交通在2003年才全面开展,成都交通信息化智能化经历了从无到有,从零星的系统建设和应用到整个成都交通信息港的建设发展,取得了突破

性进展。从2006年起更是加快了智能交通建设力度,并取得了初步的成绩。到2008年成都智能交通的基础设施建设已经取得了很大的成果,到2011年成都全力推进城市交通智能化,成都的智能交通已经进入以管理为主的阶段。预计3年内成都能完成智能交通系统建设工程。

从03年到08年这五年是成都智能交通发展的基础建设时期,在这期间成都的智能交通系统已经完成了的设施有:

1.完成了成都交通信息港中心机房及主要信息传输信道,实现了各区(市)县交通局、主要高速公路和主枢纽车站都与市局联网。

2.成功开发和应用了成都交通远程电子办证系统,实现了交通办证业务的远程受理、传输和办理。该系统的使用,使办事效率由原来的7个工作日提高到1个工作日,极大地提高了办事效率,提升了交通行业为民办实事的社会形象。

3.推进了交通远程办公自动化系统的应用, 2004年正式实现市局和各区(市)县交通局之间公文、信息的远程传输和办理。2005年年初,我委成为第一批接入市政府办公网的单位,实现市局和市政府办公厅之间公文和信息的网上自动流转和传输。

4.建立了GPS车辆安全监控调度系统,并在各运输公司相继建成了GPS安全监控二级平台,提高了运输安全管理的力度。

5.推广应用了不停车电子收费系统,在机场高速公路建成双向4车道不停车电子收费系统(ETC)。

6.引导和促进交通运输企业二级信息平台的建设,提高运输企业的现代化管理水平。完成成都长途运输公司、灰狗运业等10个运输企业二级信息平台的建设。

7.开通成都交通热线,提供交通信息的咨询、查询和投诉。

8.开通成都交通网站,提供交通信息的网上查询和业务的网上公示,开办交通网上办事事项,提供办事指南和有关申报表的下载等功能,尽最大可能方便企业和公众。

9.编制了成都市智能交通(ITS)总体发展规划。通过对成都市智能交通系统(ITS)总体规划的研究,将为成都市ITS建设提供纲领性和宏观指导性的技术文件,明确界定成都市ITS的总体内容和应用领域、描绘成都市ITS的未来蓝图和总体架构以及为成都市ITS有序建设发展提供指导。

10.建立并逐步完善了城市综合交通公众信息服务系统,主要内容包括建设公众出行交通信息服务系统、停车诱导系统、区域道路客运综合信息服务系统等9个支撑系统,整合铁路、民航、道路运输等交通信息资源,通过互联网、交通服务热线、可变情报板等服务手段,为社会公众提供多层次、全方位的综合交通

信息服务。

11.城市道路信号监控系统优化改造工程取得阶段性成果。2006年已完成成都市“一环+#”及羊西线、光华大道和蜀都大道共计284个路口信号控制系统优化改造工程,通行能力在平峰和高峰时分别提高了20%和15%,有效缓解了城市交通压力。

12.完成中心城区智能停车诱导系统试点建设。已完成春熙路片区智能停车诱导系统试点建设,涉及14个大型经营性停车场,共计1800余车位。系统运行以来,对缓解该片区因停车难和无序停车造成的道路交通压力起到了很好的效果,获得了良好的社会评价。

13.成都公交GPS营运调度及电子站牌系统。已完成一环路27路、34路沿线58块公交电子站牌的试点建设,并投入了试运行,极大的方便了公众出行,社会评价良好。

14.城市“一卡通”系统“天府通”,配合公交票价调整,已完成“天府通”在公交领域的全面应用及技术升级,同时完成了500辆新增出租车、352家红旗连锁超市、3个电影院、2个旅游景点的“天府通”刷卡改造工作,并投入试运行,取得了良好的应用效果,累计发卡量已达150万张。

从2008年到2011年,成都智能交通建设飞速发展,建立了完善的信息平台,将在原来的基础上有了更多提高和改善:

1.加快成都市城市智能交通综合管理及应急指挥中心的建设。智能交通综合管理及应急指挥中心是我市智能交通系统的枢纽和核心,是提高我市综合交通管理水平和公众出行交通综合信息服务能力的技术平台及必要手段。该中心的功能主要有道路监控、应急指挥、信息服务和辅助决策,同时还是城市交通、铁路、民航等各类交通信息的数据管理中心。

2.推动交通信息采集与诱导系统的建设。由于该项目技术性强,建设周期较长且具有连续性,拟采用试点建设、全面推广、功能完善和服务提升三个阶段来分期实施。

试点建设阶段(2007年年底至2008年年底):完成城区8000多辆出租车作为浮动车的交通信息采集和三环路交通信息采集、交通意外事件检测系统建设;以视频技术和浮动车技术相结合,配合政府南迁,完成南部新区小规模交通诱导系统建设。基本掌握城区主要干道交通流量信息和三环路交通视频监控和事故检测信息,在局部范围内进行交通诱导,减少南部片区局部道路的交通拥堵和三环路上交通事故的及时报警。

全面推广建设阶段(2008年年底至2009年底):以视频技术为主,浮动车技术为补充,完成中心城区主干道信息采集系统和交通诱导系统的建设。完全准

确掌握城区主要干道交通流量信息、交通视频监控和事故检测信息,并对城市交通进行实时有效诱导,及时避免因交通信息的不畅通而造成道路交通拥堵,同时对交通事故及时报警。

功能完善和服务提升阶段(2009年年底至2010年):进行行程时间估计、路径规划等子系统建设,完善交通信息发布手段,实现与信号控制系统、应急指挥系统的整合,提供交通预案处理、决策支持和全方位的交通诱导等信息服务。

3、建立了城市智能交通车辆管理信息平台。以RFID技术为核心,搭建城市智能交通车辆管理信息平台。建立机动车辆电子管理数据库,可有效加强车辆动态监管,提升行业管理水平及执法力度。建设内容主要有:车辆管理数据中心的建立和公安、环保、交通执法等子系统的建立;机动车电子标签的安装;固定或移动读卡设备的安装建设。

4、完善了成都市中心城区智能停车诱导系统的建设。 在试点建设的基础上,2007年完成天府广场及骡马寺片区停车诱导系统,涉及15个经营性停车场、5300余个停车位。2008年,将二环路以内所有大型经营性停车场纳入该系统,通过诱导屏、114交通热线、短信平台及交通网站为市民提供交通出行综合信息服务。

5、完善了城市道路交通信号控制系统优化改造。按照四个部分的内容对城市道路交通信号控制系统进行优化改造:信号联网联动。将中心城区(三环以内)共计580个路口信号通过电信专网接入现有的SCOOT系统,实现路口信号的联网联动和集中优化控制;交通流信息采集。布设车辆检测器,实时采集道路交通流量动态信息,实现平峰期路口信号的自适应协调控制;信号优化控制方案的制定。结合城市道路的路口路段特点和交通流的特性,通过交通模拟仿真等技术手段,对中心城区道路交通信号进行整体的优化配时,实现高峰期路口信号的联动区域协调控制;信号灯的逐步更换。新增和更换路口信号灯采用国家标准(三灯三色),根据需求,逐条道路信号灯改造。

可以说成都市的智能交通在基础设施建设方面已经取得了很大的成果,预计在2014年成都的智能交通系统建设工程将全面完成。在成都的智能交通指挥中心我们可以看到,成都市整个智能交通系统的大脑就在这里。在一面三层楼高的电视墙上,显示着大量的交通信息,48个DLP显示屏按照4×12的格局排列着。其中,左边16个显示器滚动显示着我市近15000个天网监控探头的视频信号;右边16个显示器则显示着智能公交系统、浮动车系统、交通异常事件检测系统、出租车GPS监控系统的运行情况以及公交场站、长途汽车客运场站、高速路口视频监控信号;中间16个显示器则显示了此次监控中心最新开发的警力定位及无线通信系统上的信息。根据成都市ITS总体架构及各应用领域近、中、远期规划目标,成都市“十一五”期间智能交通系统的重点建设内容可概括为“三个面向,

两个支撑,一个中心,七个平台,十六个应用”。

三个面向:是指“面向政府、面向企业、面向公众”,既是成都市ITS建设需求导向的来源,也是成都市ITS的服务对象。

两个支撑:是指成都市ITS共用性、基础性的两个支撑系统,即交通地理信息系统和交通模拟仿真系统。

一个中心:是指成都市智能交通管理及应急指挥中心,该中心是成都市智能交通系统的枢纽和核心,将起到成都市交通数据中心、路网管理中心、应急指挥中心、交通控制中心、信息发布中心的作用。

七个平台:是指交通组织与控制管理平台、交通基础设施管理平台、运输管理平台、城市公共交通管理平台、交通安全与应急指挥平台、交通综合信息服务平台、交通电子支付平台。七个平台既是成都市智能交通建设的七个重点领域,又是为各个领域ITS应用提供共用性、基础性支撑环境的技术平台。

十六个应用:是指成都市“十一五”期间重点发展的十六个ITS应用系统,包括:城市道路交通信号优化及控制系统,交通诱导系统,智能停车诱导系统,机动车信息管理系统,交通流实时动态信息采集、处理、分析系统,交通应急指挥系统,交通综合执法管理系统,城市“一卡通”系统,公众出行综合交通信息服务系统,路网管理与协调指挥系统,公交GPS运营调度系统和电子站牌系统,出租车运营调度管理与信息服务系统,交通行业信用管理系统,客运综合枢纽管理信息系统,公共物流信息平台,营运车辆GPS安全监控及调度系统。这十六个应用分别由七个平台提供支撑,并分别面向政府、企业和公众提供服务。十六个应用均作为成都市ITS重点实施项目。

(二)昆明市

昆明为云南省会,是国家级历史文化名城。作为云南省唯一的特大城市和西部地区第四大城市(仅次于成都、重庆、西安),它是云南省政治、经济、文化、科技、交通中心,是我国重要的旅游、商贸城市、西部地区重要的中心城市,亦是滇中城市群的核心圈! 此外,它还是中国面向东南亚、南亚开放的门户枢纽,是中国唯一面向东盟的大都市。因夏无酷暑、冬无严寒、气候宜人,具有典型的温带气候特点,城区温度在0—29℃之间,年温差为全国最小,

1、经济

2010年国内生产总值2120.37亿元人民币,较上年增长14%。2010年,昆明市财政总收入达559.6亿元,比2009年增收103.4亿元、增长22.7%;全市地方财政一般预算收入完成253.8亿元,比2009年增收52.2亿元、增长25.9%。城镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入分别实际增长13.3%和8.1%。两个历

史性突破。招商引资实现历史性突破,实际利用外资超过6亿美元,增长 100.3%,引进市外到位资金 530.5 亿元,增长 76.2%;重大项目建设实现历史性突破, “一二三四五六”重点工程启动实施,全社会固定资产投资完成 1053.16亿元,增长28.8%。

2005年,昆明市地区生产总值(GDP)达1080.13亿元,全市经济总量在“十五”收官之年突破千亿元大关;2010年,时间转到“十一五”收官之际,昆明市地区生产总值(GDP)预计达2120亿元, 首次突破2000亿大关,五年增长千亿。除了GDP总值的攀升,GDP的前进速度还从增长比例中体现。2010年,以目前预计的2120亿元GDP数值计算,相比上一个五年,昆明“十一五”期间年均增长12.7%,是“十五”末的近2倍;三次产业结构调整为5.8:45.2:49;地方财政一般预算收入从90.7亿元增加到253.8亿元,年均增长22.9%;全社会固定资产投资从523.01亿元增加到2160亿元,年均增长30.8%;全社会消费品零售总额从415.49亿元增加到1060亿元,年均增长20.6%。

2、面积

昆明东西最大横距140千米,南北最大纵距220千米,全市面积21473平方公里,市区面积330平方公里(其中主城区290平方公里,呈贡新区40平方公里)。

3、人口

全市人口726万3100人;常住人口643万2212人,市区常住人口358万3429人,城镇人口占全市人口的64%,为411万6616人。 4、道路面积

云南省公路总长近19万千米,高速公路通车里程全国领先,公路通车里程为全国第一。昆明作为云南的公路运输中心,昆明道路总长10000余千米,昆明市内交通发达,机动车数量突破135万,人均机动车拥有量居全国第一。

5、昆明市交通现状

昆明主城区面积小,但汽车拥有量大。拥挤的车流、缺乏科学规划的道路架构,使得昆明二环内主干道最多时有近47%的路121拥堵,平均车速仅为15.2公里/小时。当前,昆明城市道路交通严重拥堵已成为全市人民反映强烈和最不满意的问题,严重影响了昆明的城市形象。而造成昆明市道路交通严重拥堵的原因,归结起来主要有8个方面:一是城市缺乏快速交通系统,二环路及其立交桥本应是无信号灯的高速行驶通道,但至今尚未形成。二是大量支、次干道、断头路没有打通,道路微循环没有完全形成。三是二环路以内过度集中了医院、学校、

商场、客货运站、批发市场等,二环路内交通流量占了全市总流量的54%以上。四是道路交通管理科技含量低,管理方式落后,交通信号灯、标识不完善。五是城市中心发展和扩展的现状还没有改变,卫星城的格局还没有形成,造成主城区人口密度过大。六是机动车增长过快,人们的出行方式更多的是依靠机动车。目前昆明市机动车保有量达到98.6万辆,2002~2007年机动车保有量增长率分别达1 1.9%、13.4%、13.3%、14.3%、14.5%和18.6%。自行车、步行等绿色环保的出行方式大幅度下降,开车出行大幅度上升。七是公共交通系统单一,只有公交车和出租车,轨道交通建设滞后。八是对现代交通的宣传、教育不够深入,市民缺乏现代交通观念,不文明交通行为普遍存在。

一、智能交通系统在昆明的应用现状

1、BRT系统建设。

昆明从1999年起已经开通第一条“公交专用道”,在国内首创了“路中式公交示范线路”。BRT(Bus Rapid Transit)项目也有了一定的实践,但是还只是一个雏形。BRT还需要一整套完整的管理、服务、监控体系,让车辆的运行发挥最大的效率。从国外的指标要求看,中国距离先进的BRT系统还有很大距离。目前在昆明的快速公交道上,许多车辆还会在交通拥挤的时候借公交车

的车道行驶,而这在国外是绝对不允许的。同时,昆明的信号灯路口很多,公交车的运行速度也受到了影响。智能交通信息系统的建没将有助于发挥快速公路的优势。

2、昆明市交通信息系统的基础条件。

(1)东川区投资建设城市智能交通、城管、治安监控系统的经验。东川区投资1300万元新建城市智能交通、城管、治安监控系统,目前已初步验收并进入试运行阶段。该工程包括政府指挥中心及各分中心机房建设、视频监控报警系统、城市出入口车辆监测记录系统、交通信息采集与信息发布、定点测速抓拍及闯红灯自动记录系统升级改造等多项内容。这为昆明市提供了相当多的经验。

(2)车辆是否违法,写短信即可查询。昆明市公安局交警支队2007年推出了一项便民措施:移动和小灵通用户,通过写短信即可查淘车辆是否闯红灯或被电子眼拍摄下来。一来可以使车主快速准确了解信息,二来也节约了寄信费用,时间周期缩短,减少了因为人户分离等原因造成的通知无法及时、准确送达车主的问题。

3.昆明公安交通指挥中心已有的设施。

昆明市公安交通管理机关非常重视现代交通科学技术在交通管理中的作用。于1996年建成了具有国内领先水平的集交通信号、电视监控、视频监测、有线无线通讯、GPS卫星定位、广播诱导、计算机网络信息管理7个子系统于一体的

交通指挥中心,有效地提高了交通管理的水平和工作效率。在举办99’昆明世界园艺博览会期间和世纪之交,又成功地进行了二期、三期扩建工程。现已实现225平方公里范围内273个路口、路段或重点区域的24小时数字或模拟信号电视监控;启用了“电子警察”捕捉交通违章;实现了各交警大队和相关部门的计算机网络联结;并每天通过云南交通广播电台随时将交通路况的动态信息向驾驶员播报。

4、昆明市交通信息系统的总体框架

近年来,许多发达国家投入了大量的人力、物力和财力对先进的交通信息系统进行研究、试验和开发。其中代表性系统有欧洲的SOCRATES、EUROSCOUT、TRAFFICMASTER、美国的TRAVTEK、ADVANCE、FASTTRAC、日本的VICS和ATIS。这些系统提供了不同方面的交通信息,如TRAVTEK是以行驶中的车辆为服务对象,TRAFFICMASTER是高速公路使用的系统等。借鉴国外交通信息系统建设的经验,结合昆明市的特点,我们构建出昆明市智能交通信息系统结构框,见图l。

该系统以信息技术为主导,应用计算机、电子、自动化等手段,按照系统工程原理,将交通信号控制系统、电视监控系统、交通信息管理系统、通信系统、交通诱导系统等有机地结合为一个整体,充分发挥系统的整体效益,具有数据采集、处理、决策和组织协调、指挥等能力。它的实施必将改善昆明市现有路网运行状况,提高道路的有效利用率和道路通行能力,减少道路的交通拥挤和交通事故等,并实现交通管理的智能化和高效率。

(1) 智能交通客服与决策系统。

该系统包括交通客服系统和交通运输决策系统两个部分。交通客服系统是整个智能交通系统对外服务的大系统,该系统集铁路信息平台、公路信息平台、水运信息平台、港口信息平台、民航信息平台为一体,构成一个对外的公共信息平台,即智能交通客服信息平台。通过这个公共信息平台为旅客或货主提供“虚拟的一体化交通服务”,包括交通政务信息查询、交通出行信息查询、交通信息发布、交通电子客票、交通电子支付、“一站式”交通出行方案辅助咨洵、全程交通信息服务及货物跟踪等。同时,客服系统采集大量的运输需求方面的数据,通过海量数据的智能处理和数据挖掘技术,为“智能交通”其它相关系统提供准确,有效、科学的数据,从而为“智能交通”实现整体的最优化提供了有效的数据基础,见图2。

与国外交通信息系统相比,此系统在内容上更加完善,服务对象更加广泛。它把公路、水路、航空、铁路、货运物流和轨道线路等各种信息汇总在一个平台上,通过网站的方式,可以供家庭、政府部门、旅游部门等用户随时查询,也可以利用现代通信技术将实时的动态信息发送到车载终端。这样,不仅车主可以根据道路信息做出最佳行驶路线的选择,而且乘客也可以在第一时间获得自己关心

的交通信息,从而及时做出各种对策。

(2)城市交通实时监控智能化管理系统。

该系统主要是指对通过建立覆盖城市主要干道及路U的数字嘲络,配备相应的图像监视设备和软件,可将道路上车辆运行状况实时传送到调度中心,对道路车辆运行状况进行监控。同时,公安交通管理部门可以根据现场实际情况对道路车流量进行控制,将车辆安排到畅通的路段,减少阻塞,保证道路交通畅通,实现城市交通管理的智能化。该系统涉及交通电视监视系统、公路车辆监测记录系统、交通地理信息系统、道路交通管理信息系统、交通事故接处警系统等。可自动收集与分析交通拥堵信息、主要路口问的行车时间、车辆目前所处位置和目的地信息,预测交通流的变化情况。实现交通信号灯控制的智能化,自动识别公共客车和紧急车辆,实现优先通行的信号控制。

(3)客运交通智能管理系统。

此系统是指在客运交通网络分配、客运调度等关键基础理论研究的前提下,利用系统工程的理论和方法,将现代通信、信息、电子控制、计算机、网络、GPS、GIS等高新科技集成应用于客运交通系统当中,并通过建立智能化调度系统、信息服务系统、电子收费系统等实现客运交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化,为出行者提供更加安全、舒适、便捷的交通服务,创造更大的社会和经济效益。

(4)紧急救援系统。

紧急救援系统包括交通事故报警系统、火灾救助系统。紧急救援系统是结合城市智能交通综合信息系统与城市呼叫中心系统为一体的综合类应急系统,涵盖政府、公安、消防、医院、电力、水利、煤气、金融等多个单位和行业,设计自动化办公、监控系统、呼叫中心、GIS/GPS地理信息系统和卫星定位系统等多种技术领域。根据我国国情,应由公安机关协调当地人民政府及保险公司,组织城市医院和急救中心,建立具有快速反应能力的交通事故紧急救援系。该系统的正常运行需要有快捷的通信联络作保障。交通民警接到报案后据情与医疗急救部、消防队、环卫队、养路队等协同部门联系,并赴现场进行事故勘查及现场活动的指挥,使各项救援、服务工作有条不紊地进行。

(5)智能诱导系统。

智能诱导系统包括智能停车诱导系统和智能路径诱导系统。智能路径诱导信息系统是通过各种传播途径,扩散和发送实时性的交通状态和建议,以疏散阻塞,帮助人们快速、安全地抵达目的地。它包括可变信息、出行服务信息系统、GPS导航系统等。智能停车诱导系统简单地说是指向驾驶员提供有关停车指导的信息系统。即通过可变情报对司机的停车进行诱导,以提高停车场(库)的使用效率,

并减少因寻找停车场而在道路上迷走的车辆的信息系统。人们在出行时,最关注的是目的地的交通状况、停车车位信息、停车换乘方式,以此选择出行方式和行车、停车方案。建立停车诱导系统的主要目的有:为驾驶员提供停车场占用状况信息;对于当地情况不熟悉者进行更好的定位;减少搜寻停车场的交通量,以及由此而引起的噪音、废气污染、时间的损失、阻碍其它交通的通畅等危害;平衡一些停车场的最大负荷等。

三、智能交通系统在该城市的发展预期

城市交通信息化的首要任务,是确定系统建设的战略目标。分析国外的信息化交通运输系统,其直接技术目标一般为:提高系统运行效率;增强系统运行的安全性和可靠性;减少环境污染。考虑到昆明市的实际情况,所建立的系统不仅要提高运行效率,而且需要充分利用“系统神经网络”反馈信息,提高系统的建设效率和运行效率。同时,昆明市发展的重要制约因素在于土地资源和环境保护,因而减少对资源(土地空间资源、自然资源)的占用与减少对自然界的索取和排放具有同样重要的意义;昆明市还面临机动化的巨大压力,通过提高公共交通系统的服务水平,以及建立现代物流系统,引导交通消费模式向合理高效方向转化也是系统改造的一项重要任务。

单纯的技术目标显然不够,还需要制定行业发展目标和产业化目标。建立—个基于分布式管理和分散选择行为的开放式系统,承担数据采集、数据分析、信息组织、知识提炼等任务构成的“系统神经网络”系统核心,为系统规划、运行管理、用户行为提供全面的支持。云南省交通厅确定了云南省“十五”期间公路、水路交通信息化发展的总目标为:大力建没公路、水路信息基础设施,以信息技术改造和提升我省交通传统产业;以三网t库[即政府机关内部的办公业务网(政府内网)、各级交通管理部门及厅属单位与厅联接的办公业务资源网(政府专网)、以互联网为依托的政府公众信息网(政府外网)、政府系统共建共享的电子信息资源数据库(一库)]构建交通政务管理和社会服务信息化基础,以应用为本推动信息技术向交通行业各领域渗透;初步建立起适应云南省公路、水路交通发展的信息化体系,为交通行业和社会提供优质高效的信息服务。

1.加快昆明市交通信息化政策和标准化建设。

必须充分认识到交通信息化对昆明市社会经济发展的极端重要性,把交通信息系统建没作为城市发展的一个战略重点,抓住有利时机,加快昆明市交通信息化政策法规建没。首先,尽快制定交通信息系统发展政策,确保交通信息化建设有规范的政策指引和稳定可靠的资金来源;其次,建立适应城市交通信息化建设的新机制,确定政府应扶持的交通信息技术产业;再次,根据国家有关信息化和智能化的标准,结合昆明市的实际情况,制定昆明市交通信息化和智能化的标准,

确定系统接口标准,规范各子系统的组织结构,确定统一的信息流通机制(通信协议),促进昆明市交通信息化和智能化的发展。此外,城市交通信息系统是一项庞大、复杂的系统工程。在这一过程中,政府需要对ITS的开发实行标准化,对于基础性的、涉及公共利益的方面,国家可以制定行业标准和规范,统一规范ITS的发展。

2.编制昆明市城市交通信息化发展规划。

在国家交通信息化框架指导下,编制昆明市城市交通信息化发展规划,制定远期发展目标和结构体系,明确近期实施项目和建设时序,确定需要优先开发和实施的交通信息技术和系统。通过规划的制定与实施,逐步建立起体系完整、功能完善的信息化城市交通运输系统,为进一步实现交通智能化奠定基础。

3.注重城市交通信息所需的基础设施建设。

在当前昆明市的交通基础设施没计与建设中,要考虑交通信息基础设施建设,包括交通控制设施、通信设施、信息检测没备、信息标志等,特另Ⅱ是数据库系统和共用信息平台的建没。通过交通信息基础设施的建设.为交通信息管理、利用和共享打下基础。新规划的基础没施项目应为交通信息技术产业化发展预留空问。各职能管理部门应研究制定或完善本部门的电子政务建没方案,构建公用信息平台,实现办公业务的数字化和网络化,保证信息及时更新和交换;建立和完善社会公众信息服务网站,加强城市交通公众服务系统的水平。

4.试点工程。

2007年,昆明市重大科技计戈Ⅱ项目——城区交通管理智能指挥系统研究结题。该项目将通过实施智能交通计划使现有交通基础设施发挥出最大的效能,减少堵塞。据专家估计,实施该系统在今后20年内可降低8%的交通灾难,使每年交通事故的死亡人数减少30~70%。通过研究和试点,在试点区域,环城南路的车速从实施前7.7公里/小时提高到实施后的25.3公里/小时,车速提高了229%。一二一大街的交通流量从单行前的2400辆/小时提高到单行后的3800辆,小时。一二一大街、学府路交通状况较实施配对单行之前有了极大改善,车辆通过上述道路的平均行程延误由过去的40分钟降至目前的20分钟,高峰时段平均车速由调整前的不足lO公里上升到目前的25公里。在环城南路和一二一大街智能交通研究取得成功的基础上,2008年,又相继对滇池路和广福路实施了智能交通管理,效果也相当明显。

5.注重人才的引进和培养。

建立与交通信息化发展相适应的完整的人员素质培养和训练制度。应加强与科研机构、高校的联合,引进和培养高素质的交通运输和电子信息技术复合型人才,增加相关人才储备;建立专门的培训制度,定期对从业人员进行培训,不断

更新相关管理人员和技术人员的知识与技术,并提供必要的技术帮助与支持。

四、可能遇到的问题及提出的建议

ITS的实质性问题,是实时性的交通信息收集、传输、汇总、存储和根据这些信息实施交通信号控制,制定交通策略,以及如何扩散这些信息,让人们自觉避开交通阻塞地段,合理使用交通资源的问题。电子传感、自动控制、计算机处理技术可以在ITS的局部领域取得突破,如建立起完全自动的高速公路系统(AHS),但ITS在总体上离不开IT。

智能交通不仅仅是信息技术的应用,其核心问题是解决交通的规划、凋度、监控和服务,信息技术实际上是智能交通的工具而已。交通信息系统是一个多元化的系统组织布局,需要由政府部门、技术管理部门、科研单位、企业之间通力合作,才能保证交通信息系统结构系统得以实现。

(三)西安市

西安市现辖9区4县(新城区、碑林区、莲湖区、灞桥区、未央区、雁塔区、阎良区、临潼区、长安区、蓝田县、周至县、户县、高陵县),总面积10108平方公里,人口725.0 万。其中,建成区222平方公里,市辖区人口516.3万人,年GDP3000亿元、旅游收入1356亿元、500强企业123家,城镇就业56.18万人,城镇登记失业率控制在4.5%以内,社会固定资产投资3250.56亿元,还有新建的北站、举办的世园会都给西安带来巨大经济效益在全国区域经济布局上,西安具有承东启西、东联西进的区位优势,优势突出三个层次:世界级的旅游观光资源优势、国家级的科研教育和高新技术产业基地优势、区域级的金融、商贸中心和交通、信息枢纽优势。

智能交通系统(Intelligence Transport System,简称ITS)最初是上个世纪60年代在美国提出的,从80年代开始,智能交通开始在美国、日本和欧洲推行。我国ITS的发展始于20世纪70年代末进行的城市交通信号控制试验研究,但真正迅速发展起来是在20世纪90年代中期以后,交通部门开始研究ITS发展战略和地理信息系统、全球定位系统、电子数据交换等在交通中的应用。智能交通系统(简称ITS)是采用信息技术、计算机技术、控制技术等多种高新技术与传统交通运输融合的集成和应用,是集高新技术的开发、集成、产业化和推广应用为一体的系统工程。其目的是使人、车、路以及环境密切配合,和谐统一,极大地提高综合交通运输效率,保障交通安全,改善环境质量和提高能源利用率。为此,国家科学技术部已将“智能交通系统关键技术开发和示范工程”列入国家“十一五”科技攻关计划。

智能交通系统在西安的应用状况:GPS在智能交通系统(ITS)中主要应用于

车辆的定位和导航系统。GPS定位导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能,这些功能主要包括:

1. 车辆跟踪

利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置,并任意放大、缩小、还原、换图;可以随目标移动,使目标始终保持在屏幕上;还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪,利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。

2. 提供出行路线的规划和导航

规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助功能,包括:自动线路规划 由驾驶员确定起点和终点,由计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线,包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线等。人工线路设计由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等,自动建立线路库。线路规划完毕后,显示器能够在电子地图上显示设计线路,并同时显示汽车运行路径和运行方法。

3. 信息查询

为用户提供主要物标,如旅游景点、宾馆、医院等数据库,用户能够在电子地图上根据需要进行查询。查询资料可以文字、语言及图像的形式显示,并在电子地图上显示其位置。同时,监测中心可以利用监测控制台对区域内任意目标的

所在位置进行查询,车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。

4.话务指挥

指挥中心可以监测区域内车辆的运行状况,对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话,实行管理。

5. 紧急援助

通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示求助信息和报警目标,规划出最优援助方案,并以报警声、光提醒值班人员进行应急处理。

GPS技术在汽车导航和交通管理工程中的研究与应用目前在中国刚刚起步,而国外在这方面的研究早已开始并已取得了一定的成果。加拿大卡尔加里大学设计了一种动态定位系统,该系统包括一台捷联式惯性系统、两台GPS接收机和一台微机,可测定已有道路的线性参数,为道路管理系统服务。美国研制了应用于城市的道路交通管理系统,该系统利用GPS和GIS建立道路数据库,数据库中包含有各种现时的数据资料,如道路的准确位置、路面状况、沿路设施等,该系统于1995年正式运行,为城市道路交通管理起到了重要作用。

近些年来,国外研制了各种用于车辆诱导的系统,其中对车辆位置的实时确

定主要依靠惯性测量系统以及车轮传感器。随着技术的发展,GPS大有取代前两种方法的趋势。用于城市车辆诱导的GPS定位一般是在城市中设立一个基准站,车载GPS实时接收基准站发射的信息,经过差分处理便可计算出实时位置,把目前所处位置与所要到达的目标在道路网中进行优化计算,便可在道路电子地图上显示出到达目标的最优化路线,为公安、消防、抢修、急救等车辆服务。

GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一,必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。相信随着我国经济的发展,以及高等级公路的快速修建和GPS技术应用研究的逐步深入,其在道路工程和交通运输中的应用也会更加广泛和深入,并发挥出更大的作用

二、西安市发展智能交通的必要性

实施西部大开发战略是党中央总揽全局、面向新世纪做出的重大决策。西安市作为西部地区的“桥头堡”,交通基础设施建设相对滞后,制约了经济发展和对外开放,使其潜在的优势得不到充分发挥。

1、交通基础设施总量不足与交通运输效率低下并存

基础设施不足是西安市各种交通方式普遍存在的问题。以发展最迅速的公路来说,尽管这些年来公路建设取得了巨大的成绩,但是,截止到2005年末,西安市路网密度3.2km/km2,仅为国标规定值的一半左右。公路的标准低、路况差,高速公路只占公路总里程的5%左右,50%以上的道路实际车流量远远超过设计能力,运输效率十分低。

2、交通安全形式严峻

根据全球各交通和警察部门的统计,2005年全国共发生道路交通事故45万起,造成98738人死亡、47万人受伤。我国道路交通事故死亡人数居世界第一。西安市的交通事故发生率在全国一直是比较高的,并且由统计数据来看,自2000年以来交通事故的发生率一直在攀升,仅2005年上半年,西安市发生3718起各类事故,其中,道路交通事故2378起,安全形势越来越严峻。

3、道路建设受到能源和环境的制约

进入20世纪90年代以来,世界各国交通拥堵、交通事故和环境污染对社会经济发展和生活的影响日益加重。虽然道路运输增长的需求可以靠提供更多的道路设施来满足,但是在与资源、环境矛盾越来越突出的今天,道路设施的增长将受到限制,这就需要依靠提供除设施之外的技术方法来满足这一需求。

三、西安市发展智能交通的几点展望

ITS发展战略研究是一项系统工程,涉及到铁路、公路、城市交通等多种交通运输方式,以及与交通运输相关的众多领域.因此,需要抓住重点,深入研究,确定主要的研究内容。

1、实施西安市智能交通系统建设跨越式发展战略

发达国家城市与西安市开发和应用ITS的条件不同,发达国家城市是在已经建成四通八达的交通基础设施的基础上开始发展ITS的,西安市的交通基础设施建设正处在大规模的建设之中。因此,西安市城市交通建设不能重走发达国家的老路,必须实施跨越式发展战略,使ITS的开发和应用与基础设施建设同行,在基础设施建设的同时,将ITS应用的基础条件统一规划或同步建设。根据西安市交通系统实际需求和今后发展的需要,制定西安市“十一五”期间智能运输系统的建设方案,从宏观上提出西安市智能运输系统建设的发展方向和发展目标,为西安市交通主管部门和应用单位提供决策依据,从微观上提出西安市智能运输系统的建设方案、建设步骤安排和建设投资估算。

2、以公路智能交通系统建设为先导、整体推进西安综合交通运输智能体系建设

国内外城市ITS开发与应用的经验表明,公路 ITS是城市ITS综合化的先导。就西安市交通运输体系的结构而言,公路运输方式是起主导作用的运输方式;就西安市目前面临的交通问题而言,最突出的是公路运输中“车与路”的矛盾;就西安市今后相当长一段时期交通建设的重点而言,公路基础设建设仍将是投资的重点。因此,西安市ITS建设应学习和借鉴国内外的成功经验,优先发展公路ITS。在研究开发城市公路ITS的过程中,应选择关键技术进行攻关,力争重点突破。在优先发展公路ITS的同时,不能忽视其他运输方式的智能化建设。要借鉴发达国家近年来综合运输智能化的经验,不走国外先单一的运输方式智能化再综合运输方式智能化的老路,而是直接引进和吸收发达国家发展多式联运智能系统的先进技术和经验,整体推进西安市综合运输智能体系建设。

3、改造和完善城市的交通管理系统

国内外的实践经验证明,单纯依靠修建道路交通设施和传统的管理方式来解决交通问题,不仅成本昂贵,环境污染严重,而且缓解交通拥堵的效果也十分有限。国外一些发达国家开发、建设的智能交通在城市交通管理中已经取得成功经验,效果十分明显。智能交通管理系统是智能交通系统的一个重要分支和子系统,也是智能交通系统得以实施的核心。建立智能交通管理系统,广泛应用科学技术手段,全面提高管理水平和管理效益,是解决当前道路交通拥堵、事故频繁发生和环境污染严重的有效途径。

4、大力发展公共交通系统

公共交通是一个大型的服务性行业,由公交汽车、出租汽车、轻轨以及地铁等组成,是一个具有立体结构的综合交通体系,与广大市民的生活息息相关,成为一个城市乃至国家现代化水平的重要标志。公交系统的智能化、信息化是我国城市发展战略之一,它是保证城市可持续发展的必由之路,也是推动国民经济持

续、健康、稳步前进的一项重要基础设施。在《西安市交通信息化发展规划》中明确指出,建立公交智能调度系统和公交“一卡通”,将是西安市最近一个时期内的主要任务。公交智能化调度系统通过信息技术与网络技术改进公交车辆的指挥调度和信息服务,是提高城市公交服务水平的重要手段。公交“一卡通”是实现乘客持一张IC卡乘坐各种交通工具的全过程电子化、自动化、网络化管理,以及实现停车、路桥收费的自动化。

5、继续完善交通违章自动监控系统

为了扼制机动车违章现象的发生,西安市公安局交通管理支队从1998年起先后在市区主要交叉口安装了路口机动车违章闯红灯监测记录设备,截至2005年末,西安市区主要路口路段安装各类电子警察数量已达160余部,进一步增强了对市区机动车违章行为的监管力度。在未来几年内,我们主要是对现有交通违章自动监控系统进行技术升级和规模扩展,在市区重点路口,主要单、禁行线,快速路重点进出口和郊区主要公路事故多发路段增装违章行为检测器。全天候记录闯红灯、闯单(禁)行、超速行驶等违法行为,为交通执法提供准确依据。同时,完善系统数据和视频图像的自动回传功能,开发移动式交通违章检测车牌号码自动识别功能,建立交通违章自动监测数据库,并与车辆档案数据库相连,为查获违法犯罪嫌疑车提供技术支持。

6、建立快速货运系统

建立和完善西安市货运信息网络,促进快件货运业务的发展,使公路快速货运系统能够以高时效的货物为服务对象,以高等级公路为基础,依托多层次、网络化的货运站场体系集散货源,使用技术先进、结构合理的车辆承载货物,利用高效的通信技术为管理手段,通过科学有效的运输组织,实现货物和信息安全、准确、快速流动的道路快速货运系统。

7、搭建和完善交通信息服务系统平台

先进的交通信息系统是智能交通系统的重要组成部分之一。搭建西安市交通信息服务系统平台,通过通讯、车载装置、路侧通讯设备、电子图文等媒体,向出行者实时的提供出行相关信息,使出行者(包括司机和乘客)从出发前、出行中直至到达目的地的整个出行过程中随时能够获得有关道路状况、所需时问、最佳换乘方式、所需费用等信息,指导出行者选择合适的交通方式和路径,以最高的效率和最佳方式完成出行过程。交通信息服务系统使人类的交通行为更具有科学性、计划性和合理性,是实现智能交通的重要标志。

(四)乌鲁木齐市

乌鲁木齐是新疆维吾尔自治区首府,全疆政治、经济、文化中心。地处天山

中段北麓、准噶尔盆地南缘,是世界上距海洋最远的城市,著名的亚洲地理中心就位于乌鲁木齐市南郊30公里处。市区三面环山,地势东南高、西北低,平均海拔800米。属中温带半干旱大陆性气候,寒暑变化明显,昼夜温差较大,年平均气温6.4摄氏度,降水236毫米。乌鲁木齐行政区总面积1.42万平方公里,其中城市建成区面积339平方公里。全市常住人口311.03万,其中城市人口就占98%以上。现辖七区一县,两个国家级开发区和一个出口加工区。

乌鲁木齐是一个多民族聚居的城市。世居民族13个。除汉族外,世居的少数民族有维吾尔、回、哈萨克、满、锡伯、蒙古、柯尔克孜、塔吉克、塔塔尔、乌孜别克、俄罗斯、达斡尔等族。目前,乌鲁木齐市有少数民族49个,总人口311.03万人(第六次人口普查口径)。

近年来,随着国家西部大开发战略的深入实施,特别是针对新疆的开发建设,中央出台了一系列优惠政策。国家给予新疆经济发展的支持,不亚于20世纪80年代初对中国东南沿海地区发展的支持力度,这些政策有力地支持了乌鲁木齐加快发展。同时,我们始终致力于开发区、工业园区的建设,有着多年的园区建设经验,相继建成两个国家级开发区(乌鲁木齐经济技术开发区、乌鲁木齐高新技术产业开发区)和一个出口加工区(承接外向型产业的重要工业园区),并且正在建设头屯河工业园、水磨沟创业园和乌鲁木齐和新疆昌吉回族自治州经济一体化框架下的米东工业园区。乌昌经济一体化建设是我们在区域经济合作方面一次新的尝试,对于乌昌地区间资源共享、优势互补、强强联合,不断增强地区整体实力具有深远影响。开发区和工业园区的建设以及乌鲁木齐市和我们的邻居昌吉州经济一体化进程的逐步推进,必将会使乌鲁木齐成为中国西部最重要的制造业基地之一。我们还将利用好国际国内两大市场,着力打造新疆最大的、面向周边各国的出口加工贸易基地和中亚国际物流港,努力为中亚地区经济共同发展搭建良好的合作交流平台,发挥好中亚地区的桥梁纽带作用。

乌鲁木齐2010年全年实现生产总值(GDP)1311亿元,比上年增长12.2%,分产业看:第一产业实现增加值19亿元,增长6.1%;第二产业实现增加值597亿元,增长12%;第三产业实现增加值695亿元,增长12.4%。三次产业分别拉动经济增长0.05、4.94和7.21个百分点。三次产业结构比例为1.45:45.57:52.98。

地形方面,乌鲁木齐地势起伏悬殊,山地面积广大。南部、东北部高,中部、北部低。最高点天山博格达峰顶,海拔5445米;最低处在猛进水库的大渠南侧,海拔490. 6米。两地水平距离75公里,高差4954. 4米。山地面积占总面积50% 以上,北部冲积平原不及总面积的1/ 10,市区平均海拔800米。

乌鲁木齐市区三面环山,北部平原开阔。东部有博达山、喀拉塔格山、东山;

西部有喀拉扎山、西山;南部有伊连哈比尔尕山东段(天格尔山)、土格达坂塔格等。辖区地势由东南向西北降低,大致分为三个梯级:第一级为山地,海拔2500- 3000米或更高;第二级为山间盆地与丘陵,海拔1000- 2000米;第三级为平原,海拔在600米以下。

乌鲁木齐市现有道路里程1599公里,道路面积1922万平方米,路网密度每平方公里4.71公里,人均道路面积7.97平方米。国家规范标准中路网密度为每平方公里5-7公里,人均道路面积7-15平方米。乌鲁木齐市道路指标都处于规范标准的下限。

二、智能交通发展现状

1、实施智能公交调度信息系统。

智能公交调度信息系统是智能交通系统(ITS)的核心子系统。它综合集成了通信技术、信自技术、控制技术、计算机网络及全球定位系统等现代化高新技术,通过对公共交通运营车辆的位置、客流、交通状态等信息进行实时采集,来达到实时、可视的监控,在此基础上实现科学、合理的调度指挥;同时,其先进科学的管理手段将为公交企业的运调管理、岗位优化、效益增长提供服务。它的实施还将解决城市交通拥挤,促进城市环保,指导乘客出行,提高市民的出行质量,提高城市知名度,展示城市科技水平,给城市公共交通参与企业带来良好的经济效益和社会效益;并使城市客运资源与运力得到合理配置,同样有助于城市政府部门对城市客运市场的宏观管理和评价监督,还可为未来城市智能交通系统(ITS)和快速公交系统(BRT)的发展奠定良好的技术基础。

乌鲁木齐市正在分阶段实施该系统:

(1)第一阶段:注重系统平台基础部分的搭建,调度信息中心的平台建设和运营线调度室的建设是关键。目标应定位于必须先将公交运调管理一线的基础管理由手工方式向计算机方式转变,此部分是系统实施的前期工程和重点部分,调度信息中心平台的建设也应在此阶段完成搭建。车辆监控部分因涉及建设实施资金较大且具有一定的实施风险,故选择乌鲁木齐市部分基础条件良好的运营企业或线路实施。

(2)第二阶段:第一阶段中完成了调度信息中心平台的建设,故第二阶段的主要工作是合理选择项目运作方式,逐步扩大实施范围。目前国内可参考的项目运作方式主要有以下6种种:①向广告商转让线路媒体资源进行置换;②与通讯运营商合作;③系统平台进行市场化运作;④政府投资;⑤公交企业逐年自筹;⑥政府投资一部分,企业自筹一部分。建议乌鲁木齐市可以针对上述项目运作模式,结合自身特点和经济状况,进行上述6种模式的优化选择。

(3)第三阶段:在系统取得良好运行效果后,可根据公交行业管理的需要,由

城市公交行业管理部门通过相关政策引导,逐步将出租车、物流车和BRT车辆纳入该系统,实现城市智能公交调度指挥平台的最终建立。上述措施的实施将会极大提升乌鲁木齐市的城市交通服务水平。 2、推进城市BRT快速公交系统的建设。

快速公交系统(Bus Rapid Transit)简称BRT ,是一种介于快速轨道交通(Rapid Rail Transit,简称RRT)与常规公交(Normal Bus Transit,简称NBT)之间的新型公共客运系统,是一种大运量交通方式,通常也被人称作“地面上的地铁系统”。它是利用现代化公交技术配合智能交通和运营管理,开辟公交专用道路和建造新式公交车站,实现轨道交通运营服务,达到轻轨服务水准的一种独特的城市客运系统。

乌鲁木齐现有BRT1号线和BRT3号线在正式运营,预计还将规划建设4条BRT线路,满足市民的出行需要。目前,各站台及信号控制功能已基本达到试运行条件,在试运行期间,还将根据运行状况不断完善站台设施、系统功能及交通管理措施。 为保证BRT流畅运行,乌鲁木齐公交集团调整优化了10余条公交线路,其中就有“停靠在八楼的二路汽车”。由于2路与BRT1号线重合,BRT开行之后,2路将于2011年9月10日停止运营,正式由BRT1号线代替服务,运行了40多年的2路正式成为历史。而BRT3号线全线的平均速度为18.75KM/H,系统的运送能力为12000人/小时。BRT3号线的车站采用上下行分列线路两侧的设计方式,故车辆开门方向为右侧开门。该线路由青年18米铰接后置发动机空调大客车执行。 站台设有自动刷卡和人工售票设施,并安装有乘客信息服务系统和监控系统等,根据乌鲁木齐气候还设有暖房。目前乌鲁木齐BRT处于初期运营,乘客可以在闸机前投币或刷卡通道。同时,乌鲁木齐BRT站台的造型也是多种多样,例如农机厂站台,造型由一片片绿叶型天窗作为基本单元,汇聚成一颗苍天大树,象征着绿洲城市顽强的生命力;劳动街站台,取义于乌鲁木齐市树大叶榆,象征古丝绸之路的盎然生机。在BRT1号线,有二十个中央岛式站台,上下行车辆利用同一个站台上下客,乘客不出站就可以实现免费换乘。

对于乌市来说,快速公交系统系统可以节省乘客、社会车辆时间,对于商业来说意味着加快和缩短货物周转时间,不仅仅是在快速公交系统走廊内,对全市其他路段而言也是。目前来看,BRT的出现为乌鲁木齐交通拥堵的治理起到了很好的作用。

3、大力发展公共交通。近几年来,乌鲁木齐市采取了一系列的措施来加强和促进公共交通的发展。

(1)2004年至2005年,由乌鲁木齐市公交总公司组建乌鲁木齐市公交线网

规划优化课题小组,采用抽样调查的方法进行了建国以来第二次比较全面的客流量调查,分别采用跟车调查和IC卡充值调查等方式进行,通过对调查数据的收集、统计和分析,对乌鲁木齐市线网的整体情况进行研究讨论,制定出一系列的线网规划优化方案。

2005年11月,世界银行与乌鲁木齐市人民政府在乌市召开了城市交通发展国际研讨会。来自国内外的十余名交通、环保等方面的专家及有关人员参会。根据与会专家提出的制定实施停车管理政策、成立乌鲁木齐市城市停车管理机构等12条建议,乌市确定了优先发展城市公共交通的战略。

(2)积极推进公共交通系统的智能化建设。自2005年起开始筹建公交智能调度中心,现已投入使用。乌鲁木齐市的公共交通正向着全面智能化的方向发展,同时,考虑将出租车这种公共出行方式纳入其中,进行整体管理。至今,已有多条线路通过安装GPS定位系统,对公交车辆的运营情况(包括运营速度、车辆情况、发车时间、到站时间、电子报警显示等)进行全面监控,积极推行“无路单”运营。少数公交车辆安装了客流自动监测装置,可以实时对各停靠站点的上下车客流量进行监测。

(3)2008年,启动中心城区“六纵四横”公交专用道网络体系的建设,进一步优化公交线网。积极开展轨道交通前期工作。

(4)停运中巴车,改善公交环境,缓和城市交通压力。乌鲁木齐市城市客运统管办决定“乌鲁木齐市中巴车使用年限到期后,逐步退出运营”,对已达8年报废期的中巴车,不再予以办理城市客运行政许可手续。自2006年起至今,已有多条线路(1路、101路、2路、52路、17路、37路等)的中巴车退出乌鲁木齐公交市场,预计到2008年底所有中巴车将陆续停运。

(5)积极推行公交改制。2006年5月29日,乌鲁木齐市公交集团公司、公交珍宝巴士公司成立,乌鲁木齐市引进长期战略合作伙伴——香港珍宝巴士集团,对乌市公交进行全新的改制重组。香港珍宝巴士集团有限公司、广州珍宝巴士有限公司和乌鲁木齐市城建投资有限公司在原公交总公司基础上分别合资组建为乌鲁木齐市公共交通集团有限公司和乌鲁木齐公交珍宝巴士有限公司。珍宝巴士集团购置900台环保公交车,使公交资产状况得到改善,车辆成新率和环保性一跃成为全国省会城市先进水平,改善了乘客的乘车环境,提高了企业的营运服务能力。

另外,还通过扩建改建城区道路、增加港湾式停车站、增加公交线路等措施来发展公共交通,使乌鲁木齐市的公共交通系统呈现了前所未有的新局面,为乌鲁木齐市居民的出行提供了更好的条件。但是,也有一些细节上的问题需要引起重视和进行及时改善。

四、论题延伸

西南地区人口密度大,路网相对拥挤,交通发展无法适应经济发展的节奏。西北地区人口密度小,道路拥堵程度不如西南地区,个别省会城市由于城市规模等问题,出现了交通不流畅的情况,需要大力发展城市智能交通。

一直以来"城市交通总是将过多的人力与物力投入到基础建设上"粗放型建设发展所带来的后遗症是投入的浪费与资源的枯竭环境的污染等"在倡导和谐的今天"我们更应将眼光从硬件转到软件上"从技术方面来充分挖掘已有资源的潜力使其更好地服务社会'交通智能化的基础是信息化"信息化的核心是基础数据的开放和共享"但目前信息缺乏共享系统缺乏整合数据缺乏加工等问题仍然普遍存在"由部门利益导致的交通数据资源共享的障碍"仍是目前城市的“发展的瓶颈'从政策层面说"信息公开不仅是建设服务政府、责任政府、法治政府的重要举措还有利于促进政府自身建设和职能转变,从管理层面说"交通数据资源共享不但可以减少各个交通相关部门的重复投资"还可以通过资源共享和系统整合实现共赢"推动城市交通研究的健康、快速发展,从技术层面说"交通数据资源共享必将带来城市交通研究和技术的繁荣和进步。

目前,智能交通在很多城市都在快速的发展,就目前西南地区和西北地区已经建成并应用的大的智能交通项目,我们不难发现这些项目有一个共同点,那就是政府为需求方和应用方,市场需求单一。大多数城市重点项目都是政府重金投资建设,服务于特定的活动。最终,城市的智能交通发展希望能够达到以下四点:

1.智能交通建设将由管理需求拉动逐渐向服务需求拉动转变

2.智能交通将向一体化、系统化建设转变

3.商业市场将养成为服务付费的习惯

4.节能减排方面的作用将被强化

五、结语

智能交通系统是一个庞大的系统"可扩展成为多种用户服务"包括公开的便民服务面向企业内部管理的服务面向科研机构的历史数据分析面向政府的决策系统等"我们提出的系统框架只是庞大的系统中的一部分内容"是根据目前重庆面临的现实问题而提出的"在此基础上"还可以扩大为为更多对象服务的系统"在大都市面临日益尖锐的交通矛盾前提下"将成为交通领域发展的热点和重点"我们希望在这样一个框架及实施计划保障措施的指导下"重庆的建设将逐步开展"最优地配置有限的交通资源"让我们的交通走向可持续发展之路'。

参考文献

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范文八:论文终稿,智能交通灯 投稿:沈偄偅

JIU JIANG UNIVERSITY

毕 业 论 文(设 计)

题 目 一种智能交通控制系统 英文题目 A intelligent traffic control system 院 系 电子工程学院 专 业 通信工程 姓 名 年 级 A1111 指导教师

二零一五年五月

摘要

现代社会中,交通控制系统是伴随着城市化速度加快,机动车的增加,物流的增涨、出行游玩等所有交通发展所产生的一套独特的公共控制管理系统。交通发展带来益处的同时也产生了一堆堆的交通困扰问题,如车辆多,道路少;道路设置不合理;交通红黄绿灯时间设置不符合实际通行,道路交通阻塞等等。要保证安全高效的交通环境,除了要制定一系列的交通规章制度之外,还需要添加一定的科技手段来实现。

下文是在对目前交通控制系统进行了解的基础上,尝试了一些改进的方法。在中国,虽然各个城市里道路口的交通红绿灯也是自动的,但细心点便会发现这些红黄绿灯转换的等待时间是固定的,是定时的,这种方式并不满足实际交通的要求。

因而,下文试采用单片机作为中心控制器,附带外围电路,并根据实时车流量来改变红绿灯的时间长短进而实现智能控制。以此来提高城市交通路口的车辆运行效率,用以来减轻交通负担。

关键词:交通控制;智能;单片机;车流量控制

ABSTRACT

In modern society, the traffic control system is accompanied by the city to speed up the speed, motor vehicles increase, rising, increasing the traffic to travel to play all the development of a unique set of public logistics management system. Traffic convenience also produced a series of traffic problems, such as vehicles, road less; unreasonable road; traffic light time is unreasonable and so on road traffic jams. To ensure safe and efficient traffic environment, in addition to the development of a series of regulations, but also need to add some technical means to achieve

The following is based on the understanding of the current traffic control system on, try some improvement methods Although the road traffic lights in every city of our country is automatic, but careful will find the conversion of traffic lights alternating time is fixed, is timing, this way is not consistent with the actual traffic demand.

Therefore, the following test using the microcontroller as the central controller, with peripheral circuit, and according to the real-time traffic flow to change the length of time the traffic lights and then realize the intelligent control In order to improve the efficiency of traffic, to reduce traffic burden

Key Words: Traffic Control; Intelligent; Single Chip Microcomputer; Traffic Monitoring

目 录

摘要 ............................................................... II ABSTRACT .......................................................... III

第一章 概 述 ....................................................... 1

1.1 交通控制系统选题背景 .......................................... 1

1.2 交通控制系统的选题意义 ........................................ 1

1.3 国外交通控制系统的现状 ........................................ 1

1.4 我国交通控制系统的现状 ........................................ 2

第二章 交通系统总设计 .............................................. 3

2.1 总体设计与组成 ................................................ 3

2.2 交通控制系统的通行方案 ........................................ 4

第三章 交通系统硬件部分 ............................................ 6

3.1 主控制系统介绍 ................................................ 6

3.2 单片机说明 .................................................... 6

3.3 硬件部分电路原理图及部分模块说明 .............................. 8

第四章 软件构成设计 ............................................... 10

4.1 系统简单流程图 ............................................... 10

4.2 软件部分程序流程 ............................................. 11

第五章 智能交通灯设计的仿真 ...................................... 12

结 论 .............................................................. 16

参考文献 ........................................................... 17

附 录 .............................................................. 18

致 谢 .............................................................. 26

第一章 概 述

1.1 交通控制系统选题背景

随着城市发展的加快,人口、车辆的的急剧增多,而道路资源的局限,交通系统控制问题随之而来。在我们的生活、学习、工作等环境里,交通控制系统无时无刻都在与我们打着交道。

交通道路控制系统是现代社会中伴随着出行、物流量的增多而产生的一种独特的公共管理的系统。而只有保证城市道路交通系统的高效以及安全的性能才能真正的保证我们的生活水平。 实际生活里,拥堵主要发生在城市交叉口,道路交叉口是整个交通运输中重要的枢纽,是各种交通事故频繁发生的地段。交叉口有多种类型,有十字型的,有Y型的,有T型的,还有X型的等等,几条道路相互交叉而成,交通流量大故由此造成的各种问题也雨后的春笋不断冒尖。每年仅仅是交通事故方面的问题所带来的国家经济方面的损失都特别大。我们应该及时采取一些有效的预防和施行措施来加以管理、控制。城市交通控制系统的有效管理也会给我国经济发展以及城市功能的正常发挥带来显著影响。解决交通问题的最直接有效的方法是修建更多的道路,这样能提高道路网的通行能力,但修建道路由于受到城市空间的限制,以及资金的要求,导致这种方法的实际效用不高,于是提高交通控制系统的管理控制能力,合理建设使用道路交通设施便成为有效解决问题的方法之一。

1.2 交通控制系统的选题意义

每个城市中的道路交通控制系统都是以交通控制技术为起始,和汽车方面的各种技术发展工业并行前进,在历史中每一个技术发展时期,交通控制中也出现了多种多样矛盾,实践者们则是竭尽所能的把每一个历史时期最新的科学技术添加到城市道路交通自动控制系统里来,以此来增进了交通道路自动控制系统部分技术的成长。

早期的道路中交通信号灯使用的是固定时长的方式来实现控制,这种方法在早期时候还有比较大的作用,但随着车流量的增大其缺点也日益显著,单单使用这种单独试的控制方式已经不能充分适应现代社会的需要,因而各种不同时段的信号控制器和多种方案式的信号自动控制器便开始出现,并且有逐步代替老式的城市交通控制系统的趋势。

1.3 国外交通控制系统的现状

在历史记录上最早期,美国便着手使用以车辆感应式的道路交通信号灯,紧接着是英国,投入应用的感应式交通灯是将橡皮管监测器添加到道路交通灯

中,该橡皮监测器是气动的。这些感应器检测器共同的特点是它们都能根据道路实时监测的道路车流量的多少来调节红绿灯亮的时间长短,使绿灯亮的时间能得到充分的利用,大大减少车辆在各个交叉路口停留的时间,增大交叉路口的通行效率,由此可见相对于固定时段的道路交通灯控制模式具有更多的灵活性。这种对实时车辆监测控制的特点大大的刺激了车流辆检测技术的迅猛发展。在气动橡皮管式检测之后各种新型的检测方式也相继问世,如雷达检测器、超声波检测器、地磁检测器、电磁检测器、光电检测器、红外检测器及线圈时的检测器。在现如今的城市道路系统,自动控制、城市交通检测以及交通数据的采集这些系统中,运用最广泛的是环形线圈构成的实时检测器。

计算机的出现给道路交通控制系统的发展增加的新的元素,而且还实现了城市或者一个更大区域的互联,而不是一个简单的单个路口的道路交通控制系统。在历史记录中,最先开始将模拟计算机添加进道路交通控制检测器用以来实现对交通信号实时控制的网络配时方案的是位于美国科罗拉多州的单佛市。位于加拿大的多伦市继美国之后第二个成功的将计算机实时空制的具有实时性自动调整的信号灯投入使用,建立了一整个以IBM650型计算机为整个城市交通系统核心的电子计算机实时控制的交通信号灯城市道路控制系统,成为世界上首个拥有以计算机来实时控制城市道路交通红黄绿灯的城市。这种技术的逐步发展是交通控制系统在其技术成长过程上的重要里程。

1.4 我国交通控制系统的现状

在我国,目前城市交通道路中的交叉路口红绿灯大部分是自动的,但也是采用固定时长的方式来控制的,既每次红黄绿灯之间转换的时间间隔都是相同的。像上面所说,它并不符合实际要求。就像,当东西和南北两个方向的车流量相差很大时,比如上班,下班的时间段,此时两个方向上的车流量相差较大,若交通灯还是固定的均等分配通行时间,将会导致车流量多的那个方向通行时间短缺,而车流量少的方向通行时间过多,造成道路资源的浪费,若利用人工来进行实时控制虽然简单,但劳动强度大,故我们应该充分的发挥计算机的作用。

道路交通控制系统的发展里程里,从最开始的手动控制到现在的自动控制,从等间距配时再到灵活可控的自动配时,从单点的交通控制到道路干线交通控制、从无感应式的道路交通控制到有感应式的道路交通控制、从区域式的控制到网络控制交通式的长远过程,道路交通控制研究的目的在于解决人类交通系统中由于发展迅速而带来的各种交通问题,使得能够高效的利用道路资源,尽量避免由于秩序混乱的原因造成的道路阻塞或交通瘫痪等问题。若要展现一个城市的工业发展水平,交通网络便是它的代表之一,保证安全高效的交通运行环境才能保证出行顺利,物流及时,有时候甚至还可能维护到生命的延续。

第二章 交通系统总设计

2.1 总体设计与组成

交通灯系统由这几部分组成:有红黄绿三色构成的信号灯模块,有倒计时的显示模块,还有实时监控车量检测模块。简单结构如图2.1。

图 2.1 系统结构图

下面简单介绍下各个模块:

单片机由89C52构成的最小系统用来负责控制基本的交叉路口的红绿信号灯以及控制倒计时显示模块按要求正常显示。将所得到的各种信号输入到单片机,利用单片机来进行控制。

倒计时显示模块是由8个共阴极的数码管组成,用来显示前进或者等待的剩余时间。它可以提醒车辆随信号灯来做出合适的选择,可以提醒车主红绿灯即将改变的时间,以便在停止和通行中做出正确的判断。在实际中需要采用高电压来控制交通信号灯,本设计只是模拟。

红绿灯模块是由红黄绿三种颜色的发光二极管来组成,每3个一组,每个方向一组,与道路上交通灯相似。亮绿灯的时候允许通行,亮红灯的时候禁止通行,若违反了这个规则,该车主的驾车行为已经违犯了交通规则,属于违法行为。

车流量检测模块是通过对道路上车辆进行实时监测,当道路上车流量较大时通过单片机来增加绿灯亮的时间来保证道路的通行高效率。随我国的经济发展,交通量也逐渐增大,堵车塞车的景象日益增多,故实时车流量检测器作为智能交通控制中的基本组成成员之一,其重要性可想而知。

2.2 交通控制系统的通行方案

假设为一个十字型的交叉路口,分别有东西南北四个方向,在任意一个时间段都只有相对的两个方向才能通行,如东西向,南北向,维持通行一段时间后,经过黄灯的短暂等待,将允许通行和不允许车辆行驶的两个方向相互对调。对换模式如图2.2(图中黑色表示亮灯,白色表示灭灯)周期循环。

图 2.2 交通状态转换图

当正常情况时通行状态如下

1、东西两个方向同时亮起绿灯,南北两个方向同时亮起红灯,倒计时开始。此时东西方向准许车辆行驶,南北方向禁止车辆行驶。

2、东西方向的绿色灯灭,然后同时亮起黄灯,倒计时等待4s。此时在等待线以外的所有车辆都禁行。

3、东西两个方向红色灯亮,同一刻南北两个方向的绿灯亮起。此时东西方向禁止通行,南北方向准许车辆通行,等待倒计时结束。

4、南、北两个方向上的绿灯同时灭的黄灯同时亮,黄灯倒计时4s开始。此时在等待线以外的车辆都禁行。

如此反复循环。其正常通行模式及亮灯状态如表2.1。

表 2.1 正常通行下的红绿灯及倒计时时长

本设计能实时对应基本的道路交通灯系统,利用红黄绿灯来控制道路上车辆的通行,能显示剩余的倒计时时间,以及通过实时车流量来及时的进行调整道路通行时间,以此来实现智能控制。

第三章 交通系统硬件部分

3.1 主控制系统介绍

交通控制系统的主控器采用的是AT89C52,这是ATMEL公司产出的一种高能稳定的有8位的单片机。AT89C52包含一个8KB的可反复擦写的FLASH ROM,256×8bit的内部RAM,还拥有3个16位可编程定时/计数器中断等等。

系统的硬件电路组成如图3.1:

图3.1 系统的硬件电路图

主要器件:

89C52构成的单片机最小系统。

74HC573,用来作为数码管驱动。

红黄绿三种色的LED灯,二极管,用来做路口信号指示。

74LS04,用来驱动发光二极管。

3.2 单片机说明

单片机是属于微型计算机下属的某个重要的分枝,也是非常具有生命力的机型,它功能强大体积小,它非常适合用来做控制方面的内容,故又名为微控制器。单片机一般是由一块集成的电路芯片组成,其内部包括计算机中基本功能所需的部件,单片机是在微机中央处理器的基础之上,再将输入输出接口电

路、时钟电路和一定容量的存储器等部分全集成在同一芯片上,外部在添加一些必要的外围器件边构成了一个比较完整的计算机系统。单片机芯片,它是整个控制系统中非常重要的一个部分;除了具备通用类型微机的数值计算功能之外,还必须具备强大又灵活的控制功能,以便其能进行实时监控系统的输入量,增加控制系统的输入量,从而能使整个系统具有自动控制的功能。本设计采用的单片机类型是AT89C52。

单片机的主要特点有:

(1)单片机具有优异的性能价格比

(2)单片机的集成成度比较高、所构成体积面积比较小、系统可靠性比较高

(3)单片机控制功能强

(4)单片机是工作在低电压的状态下,而且更有低功耗的优点。 单片机的部分管脚说明:

1) P0口:当单片机的P0口当成I/O端口引脚来用时,它是用来当成漏极开路的双向口,当往锁存器中锁存入1的时候,I/O引脚会悬空,此时可以作为高阻抗输入端来使用。在读写外部存储器的时候,P0口可做低8位地址总线以及数据总线,在需要访问的时候只要激活其内部的上拉电阻即可。

2) P1口:P1口是带有上拉电阻的8位双向I/O端口,当把它用来当做输入引脚用的时候,要先在单片机的P1口中写入1,让单片机P1口引脚上拉至高电平,只有这个时候其才可当成输入口来使用。在P1.0~P1.7中,P1.0和P1.1这两个引脚除了可以作为一般I/O端口引脚外,还具备第二输入输出的功能。

T2(P1.0)又可以作为定时器T2的计数输入端以及做为定时器T2的时钟输入端

T2EX(P1.1)又可以作为定时器T2的整个外部触发器的输入端

3) P2口:与P1口相类似,在当输入引脚使用的时候需先向P2口写入1,使得P2口引脚也上拉至高电平,然后才可以作为输入口使用。当用作输入口时,由于系统内部存在着上拉电阻,故当端口的某个引脚被外部的信号拉低时单片机就会输出一个电流脉冲简写为(IIL)。

4)P3口:P3口的部分的使用方式也与P1口相似,把它当成输入引脚来利用之前也得最先向P3口写入1,使得该端口的引脚上拉至高电平,此时便能用成该输入口。P3口中的一些引脚不仅仅可以作为一般的I/O端口的引脚使用之外,还具有某些其他功能。如下:

RXD(P3.0) 一 串行数据的接收或输入端 TXD(P3.1) 一 串行数据的发送或输出端 / INT0(P3.2) 一 外中断0的输入端 / INT1(P3.3) 一 外中断1的输入端

T0(P3.4) 一 作为一种定时器或者计数器T0部分的外部输入端 T1(P3.5) 一 作为一种定时器或者计数器T1部分的外部输入端 / WR(P3.6) 一 作为外部数据存储器写选通信,仅低电平有效 / RD(P3.7) 一 作为外部数据存储器读选通信,仅低电平有效

3.3 硬件部分电路原理图及部分模块说明

1、倒计时模块

倒计时显示模块如图3.1。8个数码管中将2个分为一组,在每个方向上设置2组如图3.1中所示排布。简单结构如图3.3。

图 3.2 倒计时显示的模块

其中,其中DS1-DS4号数码管用于南北方向的交通灯倒计时显示,wei1,wei2接单片机的P2.0,P2.1口;DS5-DS8号数码管用于南北方向的交通灯倒计时显示wei3,wei4接单片机的P2.2,P2.3口。

2、信号灯模块

交通信号灯模块是由红、绿、黄三种颜色LED灯来组成,每个颜色的二极管4个,一共12个LED灯。然后三种相异颜色构成的LED灯组成一组,东南西北,每个方向一组。由于同一个通行方向上的信号灯显示是一致的,因而将同一个方向上相同颜色的信号灯的连线接在一起。三种颜色的LED二极管都以74LS04作为驱动,当且仅当单片机输出低电平的时候,三种颜色的LED才会亮。

如图3.3。

图 3.3 信号灯模块

3、车流量检测模块

如何来判断两路口的车辆情况是实现智能的关键,我们要设计出科学的车流量检测系统用来自动调节绿灯的放行时间,这样无疑会让车辆通过率大大提高,有效缓解交通运行的压力。在东西南北四个方向每个方向离红绿灯稍远出设置车流量监测器,以此来检测车流量的多少,通过单片机控制,当车流量超过一定限度时,延长该方向的绿灯亮的时间,使车辆能顺利通行,不会造成各道路交叉路口的阻塞,提高交通路口的交通运行效率。

第四章 软件构成设计

4.1 系统简单流程图

图 4.1 简单流程图

主程序是基本的主要功能的实现,通过车流量检测来控制交通灯的时间,正常通行时时的状况,从交通系统的工作原理可知,交通灯工作的时候,本质上是按十字路口的通行的交通规则来运行,将红绿灯从一种模式转变到另一种模式,并且这些状态都可以事先设定好。另外在正常模式下添加进车流量监测系统,以此给整个交通控制系统赋予智能,让其能智能的进行交通控制。

在正常通行的模式下,一个时钟周期为68s,有四个状态的转化,从东西绿灯、南北红灯到东西黄灯、南北红灯,在到东西红灯、南北绿灯,最后是南北黄灯、东西红灯,如此循环。绿灯亮30s,红灯4s。

4.2 软件部分程序流程

(1) 延时子程序

void delayms(uint xms) {

uint i,j;

for(i=xms;i>0;i--)

for(j=110;j>0;j--); }

(2) 定时器的初始化程序

确定定时器的初值,单片机外部的晶振频率是12MHZ,而单片机的机器周期是1us。故可以将定时器初值设为:

TH0==(65536-50000)/256,TL0=(65536-50000)%256; {

TMOD=0x01; //设置定时器0的工作方式为方式1 TH0=(65536-50000)/256; //高8位赋值 TL0=(65536-50000)%256; //低8位赋值 TR0=1; //开始启动计数器 ET0=1; //开计数器的中断 EA=1;

}

第五章 智能交通灯设计的仿真

这里我采用的是PROTUES软件来实现的仿真,他可以和KEIL,WAVE6000等便以软件结合使用,比较方便使用,在这里我采用的是KEIL软件编写的C语言与PROTUES仿真软件相结合起来,用以实现交通灯的功能。

首先在PROTUES中建立好完整的硬件电路图,如上述图3.1。 其中部分结构如下。

(1) 单片机组成的部分,包含89C52单片机及部分连线。

图 5.1 单片机部分

(2) 信号灯组成的部分,包含红黄绿三种颜色LED二极管。排布成东南西北四个方向。

图5.2 交通灯模块

然后双击电路图中的89C52单片机,在Program File中添加由KEIL中生成的HEX文件然后点击OK,如下图。

图 5.3 单片机中添加程序文件

仿真运行结果如下图。

图 5.4 仿真结果,正常运行

图 5.5 仿真结果,黄灯等待

图 5.6 仿真结果,车流量多时延长绿灯

结 论

在整个毕业设计的过程中,我深刻的体会到了实践是检验理论知识程度最好的工具。这个毕业设计是对我大学四年学习的知识的以此综合性检测与考验,在实际操作,动手能力以及在知识点的运用等各个方面都要求很高,经过这次学习对我的能力的提升有了很大的帮助。

经过一系列的总结和分析,我发现在设计课题之前,对这个设计所需要的接触到的知识点,你都要现有一个知识框架,对整个大体部分有深入了解,对我此次的设计来说,单片机的知识点,结构,等一些资源,都必须把握透彻,要有一条清晰的思路,沿着这条思路开始发散,设计好完整的流程图,仔细修改,反复改进,多接触最新的一些信息给我带来了很多好处。像这次我的题目一种智能交通控制系统,首先我就要有一个大的框架,智能交通控制系统,要有交通控制作用,这就是基本,然后慢慢的在此基础上网上加,加上显示功能,加上倒计时功能,在加上智能。这就完成了毕设的整个过程。

参考文献

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社.2011

[2] 潘永雄.新编单片机原理及应用.西安.西安电子科技大学出版社.2007

[3] 刘波.51单片机应用开发实例.电子工业出版社.2014

[4] 华成英,童诗白.模拟电子技术基础.北京.高等教育出版社.2006

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[6] 谢子美.电子线路设计实验测试.武汉.华中理工大学出版社.2014

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[10] 孙宇尖.基于MSC-51单片机交通灯控制系统的研究.科技信息. 2009(15)

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化. 2008(11)

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[16] 陆添超,康凯.交通灯指挥系统的研究与设计.信息通信.2009(5)

[17] 郭循钊,邝帆,邵平. 基于单片机的多功能交通灯控制系统设计与仿真实现.公路交通

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[19] 邱烨,葛亦斌,罗维等.基于AT89C51的交通灯设计研究.科技传播.2009(3)

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[21] F.DongTan,R D.Middlebrook,A Unified Model for Current-Programmed

Converters,IEEE Trans.on Power Electronics,1995

附 录

程序代码如下:

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit nanbei_r=P1^0;

sbit nanbei_y=P1^1;

sbit nanbei_g=P1^2;

sbit dongxi_r=P1^3;

sbit dongxi_y=P1^4;

sbit dongxi_g=P1^5;

sbit wei1=P2^0;

sbit wei2=P2^1;

sbit wei3=P2^2;

sbit wei4=P2^3;

sbit cz1=P2^4;

sbit cz2=P2^5;

sbit cz3=P2^6;

uchar code seg7[]={

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71

}; //共阴极数码管显示编码

uchar dxtime=30,count,nbtime,flag,runmode,sec; //定义了东西方向显示时间

//定义了南北方向显示时间,定时中断次数,运行模式全局变量

uchar num[8];

void delayms(uint xms)

{

uint i,j;

for(i=xms;i>0;i--)

for(j=110;j>0;j--);

}

void display(uchar nbtime,uchar dxtime) //数码管显示函数

{

uchar shi,ge;

shi=nbtime/10;

ge=nbtime%10;

P0=seg7[shi]; //段选数据

wei1=0; //位选数据

delayms(10);

wei1=1;

P0=seg7[ge];

wei2=0;

delayms(10);

wei2=1;

shi=dxtime/10;

ge=dxtime%10;

P0=seg7[shi];

wei3=0;

delayms(10);

wei3=1;

P0=seg7[ge];

wei4=0;

delayms(10);

wei4=1;

}

void regu_run1()

{

//南北绿灯亮30s

uchar sum;

flag=0;

nbtime=34;

//模式 1

dongxi_r=1;

dongxi_g=0;

nanbei_y=1;

nanbei_r=0;

while(dxtime)

{

display(nbtime,dxtime);

if(dxtime

{

if(flag==1)

dongxi_g=1;

else

dongxi_g=0;

}

}

sum=0;

dxtime=4;

dongxi_g=1;

dongxi_y=0;

while(dxtime)

{

display(nbtime,dxtime);

}

sum=0;

dongxi_y=1;

dongxi_r=0;

nanbei_r=1;

nanbei_g=0;

dxtime=34;

nbtime=30;

{

display(nbtime,dxtime);

if(nbtime

{

if(flag==1)

nanbei_g=1;

else

nanbei_g=0;

}

}

sum=0;

nanbei_g=1;

nanbei_y=0;

nbtime=4;

while(nbtime)

{

display(nbtime,dxtime);

}

}

void regu_run2()

{

//南北绿灯亮30s

uint n1=34,n2=30;

uchar sum;

flag=0;

// nbtime=34;

// dxtime=30;

dongxi_r=1;

dongxi_g=0;

nanbei_y=1;

nanbei_r=0;

nbtime=n1;

//模式 2

while(dxtime)

{

display(nbtime,dxtime);

if(dxtime

{

if(flag==1)

dongxi_g=1;

else

dongxi_g=0;

if(cz3==0)

{

delayms(1000);

if(cz3==0)

{

n1=44;

n2=40;

}

}

if(cz3==1)

{

delayms(1000);

if(cz3==1)

{

n1=34;

n2=30;

}

}

}

}

sum=0;

dxtime=4;

dongxi_g=1;

//添加开关3当做检测器 //长按,表示车流量大 //短按,表示车流量小 //更改n1,n2 的值,延长绿灯时间

while(dxtime)

{

display(nbtime,dxtime);

}

sum=0;

dongxi_y=1;

dongxi_r=0;

nanbei_r=1;

nanbei_g=0;

dxtime=n1;

nbtime=n2;

while(nbtime)

{

display(nbtime,dxtime);

if(nbtime

{

if(flag==1)

nanbei_g=1;

else

nanbei_g=0;

}

}

sum=0;

nanbei_g=1;

nanbei_y=0;

nbtime=4;

while(nbtime)

{

display(nbtime,dxtime);

}

}

void keyscan()

{

uint cout;

if(cz1==0)

{

delayms(2);

if(cz1==0)

{

runmode=1;

dxtime=30;

nbtime=34;

sec=0;

TR0=1;

}

}

else if(cz2==0)

{

delayms(2);

if(cz2==0)

{

runmode=2;

// dxtime=30;

// nbtime=34;

sec=0;

TR0=1;

}

}

}

void main()

{

uchar i;

P2=0xFF;

TMOD=0x01;

//开关函数 //开关1按下,正常通行 //开关2按下,添加了开关来进行车流量检测 //定时器0工作方式在方式1

TH0=(65536-50000)/256; //定时器的初始化

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

while(1)

{

keyscan();

if(runmode==1)

regu_run1();

if(runmode==2)

regu_run2();

}

}

void timer0_int() interrupt 1

{

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

count++;

if(count==10)

flag=1;

if(count==20)

{

nbtime--;

dxtime--;

flag=0;

count=0;

}

TR0=1;

}

//装载50ms定时初值 //定时1s

致 谢

在本论文是在张老师的精心指导下完成的,从最开始的论文选题时一直到做毕业设计中遇到各种难点、问题的解决,张老师都给予了我非常大的帮助,正确的引导了我的方向,在做论文的过程中张老师还给我提供了不少建议和想法,开阔了我的思维,丰富了我的想法。另外张老师的治学态度,敬业精神和和蔼可亲的态度都深深的影响了我。正是张老师的无私帮助才让我完成了此次设计。在此,我首先向张老师表示衷心的感谢!

在课题完成的过程中我深刻的认识到大学所学的内容与实际相结合的重要性,理论与实践相结合在此次毕业设计的过程中展现的淋漓尽致,感谢学校给我们安排了这样一个理论与实践相结合的机会,让我的理论知识与实践操作更加紧密的连接在一起,这锻炼了我的操作能力,也扩展了我的知识面。

四年的学习生涯即将结束,回顾这四年的生活,收获颇丰。老师教导我的知识,,教会我的人生哲理,是我最宝贵的财富,是对我这整个四年最珍贵的礼物,我会好好珍惜,好好奋斗,努力向前。最后再次感谢老师对我的照顾,感谢老师给我的帮助。

范文九:智能交通论文自动驾驶 投稿:秦絉絊

智能交通之自动驾驶

关键词:智能交通、自动驾驶、汽车、控制

一 智能交通 智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。在该系统中,车辆靠自己的智能在道路上自由行驶,公路靠自身的智能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。随着交通系统的不断

发展,路面状况不断复杂,车辆日益普

遍,驾驶员对交通规则的遵守等问题日

益凸显,智能交通的实现将在未来的交

通系统中扮演主角。(右图为智能交通

主要结构)

智能交通系统具有以下两个特点:一是着眼于交通信息的广泛应用与服务,二是着眼于提高既有交通设施的运行效率。与一般技术系统相比。智能交通系统建设过程中的整体性要求更加严格.这种整体性体现在:跨行业特点。智能交通系统建设涉及众多行业领域,是社会广泛参与的复杂巨型系统工程,从而造成复杂的行业间协调问题。技术领域特点:智能交通系统综合了交通工程、信息工程,通信技术、控制工程、计算机技术等众多科学领域的成果,需要众多领域的技术人员共同协作。政府、企业、科研单位及高等院校共同参与,恰当的角色定位和任务分担是系统有效展开的重要前提条件。智能交通系统将主要由移动通信、宽带网、RFID、传感器、云计算等新一代信息技术作支撑,更符合人的应用需求,可信任程度提高并变得“无处不在”。工业化国家在市场经济的指导下,大都经历了经济的发展促进汽车的发展,而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程,从而这些国家超前实现了汽车化的时代。汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消费和环境污染等社会问题日趋恶化,交通阻塞造成的经济损失巨大,使道路设施十分发达的美国、日本等也不得不从以往只靠供给来满足需求的思维模式转向采取供、需两方面共同管理的技术和

方法来改善日益尖锐的交通问题,这些建立在汽车轮子上的工业国家在探索既维护汽车化社会,又要缓解交通拥挤问题的办法中,旨在借助现代化科技改善交通状况达到"保障安全,提高效率、改善环境、节约能源"的目的的ITS概念便逐步形成。

二 自动驾驶汽车

自动驾驶汽车(Self-driving car),又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人,是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆。自动驾驶汽车使用视频摄像头、雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况,并通过一个详尽的地图(通过有人驾驶汽车采集的地图)对前方的道路进行导航。这将改变汽车的基本使用方式,使计算机代替人类成为汽车司机,协助预防交通事故,并将人们从大量的驾车时间中

解放出来。(右图为自动驾驶

图) 目前的科技发展,为自动驾驶汽车提供了技术积累。第一个条件,GPS及数字地图,可以确定车辆自身的位置及目的地,并规划行车路线;雷达、计算机图像识别、红外传感器等各种传感器,车辆可能比人类更加清楚周围的环境情况;各种伺服机构以及控制理论,可以根据周围环境情况,可以精确控制汽车的加减速、转弯等动作。自动驾驶汽车,自身大致位置及路径规划,可以采用现有的GPS及电子地图,位置能够精确到10m左右,也就能够判断自己处在大概的位置,比如某条街道上。第二个条件,是探知汽车的周边环境,比如行人、车辆、路况、障碍物等,建立周边环境模型这是各厂家目前研究的关键技术。第三点,是根据汽车获取的周边环境情况,给汽车执行机构下达加速、减速、刹车或者转向等指令。2012年5月7日,内华达车管局为一辆改装版的汽车颁发“001”号车牌,号码旁有“无穷大”标志,寓意未来汽车的最好方式。牌照的颜色为红色,提醒人们不要被无人驾驶的行车所吓倒。而当这样的自动驾驶车辆可以公开销售时,所上的牌照将为绿色。依照美国内华达车管局的规定,自动驾驶汽车上路时,车内必须有两个人;一人坐在方

向盘前,而另一人监控显示汽车行驶路线、路面状况和交通信号的电脑显示屏。一旦出现问题,驾驶员需要立即切换到人工驾驶模式。

自动驾驶可以很好地根据实际交通情况做出最佳的判断,从雷达获取包括路面阻塞情况,车辆流量、车速、车头距离等路面实际交通信息,从而综合各方面因素做出最佳决策,以最短的时间,安全地到达目的地。自动驾驶车辆也应该设置有手动驾驶,在突发事件难以处理的时候,手动操作将起到至关重要的作用,可以随机解决困难,而不至于机械的按照程序所设计的有限可能情况。

自动驾驶汽车还可以减少交通事故的死亡率、提高行车安全并降低人员伤亡和财产损失、减少交通拥堵,减少专用车道方面的基础建设的投资。当汽车处于自动行驶状态时,汽车驾驶员可以利用这段时间去工作、娱乐或者进行社交活动。可以预见的是,自动驾驶汽车将在未来的实际交通中得以应用,到那个时候,或许很多的交通法规也得以取消,比如:酒后驾驶。驾驶员也不一定必须要持有驾驶证,因为自动驾驶可以解决这一实际问题,社会的交流也会更加的方便快捷。 尽管目前自动驾驶技术在实际应用中还面临着巨大挑战,尽管人们还是很难相信自动驾驶的汽车会比人工驾驶更加安全,但是除了汽车企业在自动驾驶汽车技术上进行研发,通信互联网等企业也有介入并参与合作。人们相信,随着工程技术的进步和计算机的不断发展,自动驾驶的普及会成为现实。

参考文献:

《智能交通》杨佩昆编 同济大学出版社, 2002.7

《智能交通技术及其应用》 曲大义, 魏金丽编著 机械工业出版社, 2012

《智能交通系统工程导论》 张国伍主编 电子工业出版社, 2003

范文十:智能交通系统论文 投稿:唐掴掵

智能交通系统在国内发展应用状况

摘要

本文介绍了何为智能交通系统,智能交通系统应用的必要性,智能交通在国内外尤其是国内的应用,智能交通系统在我国发展的现状及遇到的问题。 关键词:智能交通,智能公交,发展,

引言

智能交通系统是目前国际上公认的前面有效解决交通运输领域问题的根本途径,它是在现代科学技术充分发展进步的背景下产生的。资20世纪80年代以来,发达国家投入了大量人力,物力和财力,对ITS的诸多领域进行了广泛的研究和开发,取得显著的阶段性成果。我国智能系统的研究与开发起步比较晚,但各级政府对发展智能运输系统的重要意义和作用认识清楚,我国国民经济和社会发展地第十五个五年计划纲要中指出“建立健全综合的现代运输体系,以网络化,信息化为基础,加快智能型交通的发展。”

智能运输系统利用现代科学系统在道路车辆和驾驶员之间建立起职能的联系。优化和调整道路交通流量的时空分布,充分利用现有资源,实现人车路的和谐统一。ITS在极大的提高运输效率的同时,充分保障交通安全,改善环境质量和提高能源里有效率。

一、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25km/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变差。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、通讯、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。

二、智能交通技术在我国的发展

2.1 城市智能交通管理系统

近十年来我国各城市的智能交通管理系统建设取得了显著发展,各城市对此投入很大,智能交通系统已经成为解决城市道路拥堵、提高行车安全和运输效率的重要手段。

北京通过在城市交通多源异构数据特征分析与融合技术、分布式异构多系统集成技术、基于GIS 的预案化指挥调度集成技术方面取得重大突破,构建了以“一个中心、三个平台、八大系统”为核心的智能交通管理系统的体系框架该系统高度集成了视频监控、122 接处警、GPS 警车定位、信号监控、集群通讯等 172个应用子系统,强化了智能交通管理的实战能力,同时建立的现代化交通指挥控制中心具有指挥调度、交通控制、综合监控、信息服务大众四大功能群。

3.2 城市智能公交系统

我国国内多个城市从 20 世纪 90 年代开始了智能公交系统建设方面的实践,多个城市取得了良好进展。 近年来哈尔滨的智能化公交建设取得了显著

发展,陆续完成了 IC 卡电子收费系统、智能调度系统、办公自动化系统、车场监控系统等基于运营生产和办公管理的信息化系统建设,基本实现了公交车收费电子化、生产调度智能化、办公管理自动化,具体如下: 1)IC 卡电子收费系统。哈尔滨公交 IC 卡已经累计达到近 200 万的发行量,IC 卡日均使用量 达到了 80 万人次;并完成了公交卡类型升级,逐步形成了完善的 IC 卡电子票证的转化,实现了 IC卡票款收入的自动清算划拨。

2)办公自动化系统建设。2006 年哈尔滨公交的办公自动化系统开始启用,同时建成了 OA 自动化办公平台,实现了公司内部事务性工作的计算机辅助管理,如通知、发文、审批、报表、信息发布等无纸化办公,提高了办公效率,方便了内部管理。

3)智能调度系统。3 200 多辆营运车辆实现了 GPS 卫星定位,自动排班发车,通过 5个调度中心、34 个调度平台实现线路的集中智能调度。市公交总公司智能调度指挥中心可以实时监控各线路车辆的运行情况,同时在中山路、裕华路等的 60 多组电子站牌可同步显示公交车量的到站信息。公交车上安装监控调度一体机 2700部,通过 3G 网络即时传输。在调度指挥中心不仅可以监控车辆运行状态,调度车辆,还可以通过车厢监控实时看到车厢内的视频影像。

ITS建设投入总额达到30亿60亿元,据了解,预计到2011年,“五纵七横”国道主干网将基本建成,网络将贯穿国内的主要大中城市,到2016年国道主干线和公路主枢纽系统将全面竣工,构筑起以高速公路为主体的公路运输主骨架。在这个完善的道路网络里,绝大部分已建和所有新建的高速公路都预埋了比较充裕的管道,部分管孔已铺设了光纤,它将是承载智能交通业务的良好基础设施。仅以基础设施建设为例,我国将建设4.5万公里的高等级公路,在高等级公路的建设中。有相当一部分需要建设通讯、监控和收费系统,目前这一部分投资一般占总投资的4%~5%。1999年,我国公路建设投资达2000亿元以上,如果其中的1000亿元用于高等级公路建设,那么通讯、监控和收费系统方面的投资将达到40亿50亿元,这仅仅是当前通讯、监控和收费系统ITS应用的初级水平。如果考虑到城市基础设施的建设以及今后ITS应用水平的提高等诸多因素,我国的ITS市场规模将以百亿元、甚至千亿元计算。随着经济的快速发展,ITS的研发和应用将会越来越新、越来越快,为我国的高新技术产业、众多企业提供了一个巨大的商机和市场,我国即将掀起ITS产业建设的热潮,智能交通将给我们的生活带来极大的变化和冲击。

三、发展中国智能运输系统的对策

中国经过改革开放20多年来的建设,交通运输的发展取得了有目共睹的成就。全社会各种运输方式完成的客运量和旅客周转量、货运量和货物周转量有了较大幅度的提高,交通运输技术装备得到明显的改善,使得中国交通运输已从“限制型”向“适应型”过渡,已从满足“量”的需要向满足“质”的需要过渡,已

经从“卖方市场”向“买方市场”过渡,并且公路运输发展成为交通运输的主力军。但与发达国家相比,仍存在着一些差距。和发达国家相比,虽然中国目前经济发展水平尚有较大差距,但改革开放的政策使我们的发展速度较快,发达国家今天遇到的问题,我们已经或者今后必将会深刻地感受到,为使交通运输业适应21世纪的要求,我们应采取积极的对策,根据国情发展中国的智能运输系统。 中国汽车市场规模快速增大,ITS市场也急剧扩大。中国在ITS方目前急需高速公路交通信息收集系统,交通信号监控系统等等。重庆市2012年与CISCO(思科)公司签订协议,合作建设重庆智能城市系统。此外,IBM和中国海信,INTEL和中国智能交通系统工程研究中心通过合作,或者合资,展开ITS综合服务。市场增长如此之大,当然竞争企业也会非常多。目前中国ITS相关联的企业达到2000多家。大部分从事的是高速路摄像头监控建设,高速公路收费站建设,

GPS导航等等。领头的5家企业占到市场12%左右的市场份额。另外ITS市场投资规模扩大,进入市场的公司也正在增多。包括韩国在内的独资,合资企业大约200个以上都有进入中国的打算。

1、加强ITS基础理论的研究工作

目前,国际上ITS理论仍不完善,还处于发展的初级阶段,我们应该积极加强与ITS开展较先进国家的交流学习,在国际ITS现有发展水平上结合中国特色,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、注重人才的培养

随着ITS的进一步发展,21世纪交通运输将会发生重大变化,而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同,为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作,派出人员学习培训,走出去、请进来,将最新的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中,以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。

3、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ITSAmerica,日本的VERTIS及欧洲的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,加强我国政府的宏观调控,以减少利益的冲突和有限资金的浪费。

4、需要解决的问题

作为资金不足的发展中国家,应根据中国现有条件,以ITS个别项目人手选择恰当的切入点,诸如ITS技术及其产品的标准化-ITS中的城市交通管理系统,先进的公共交通营运系统;车辆控制和安全系统t先进的物流管理系统等。从全国范围内看,由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同,交通运输具有明显的区域不平衡性,即某些地区的发展(如东部、东南部),特别是大的城市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。

参考文献:

陆化普,中国知网,《城市智能交通系统的发展现状与趋势》

徐中明,电子地图出版社,《汽车智能交通系统_ITS_中的关键技术》

王嘉,《浅析城市快速路智能交通通信系统的设计及施工要求》

王笑京 沈鸿飞 汪林,《中国智能交通系统发展战略研究》

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