最新基于“云計算”的智能交通系統設計與實現(存儲版)

　　

【正文】 速，在拍照區域內跟蹤所辨別的車輛。光纖，中心是光傳播的玻璃芯 ，芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套 ，再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護封套。該接入方式費用較高。業務管理：支持組播業務，如信息發布。（9）、無線接入——專用短程通信（DSRC），由車載單元（OBU）、路旁單元（RSU）、專用短程通信協議以及后臺計算機網絡組成。C）節省投資，增加了信息點，不需要改造網絡。人工誘導顯示也可以設定為發送信息后立即顯示在顯示器或者設定了定時器然后由控制系統定時發送[27]。系統安全管理功能，系統采用分級的安全保護措施，將系統的功能分組，不同的用。廣域誘導還具有道路指的功能，在廣域誘導中，廣義誘導標志大部分采用大型圖形的形式或者將誘導信息用LED燈來顯示。道路狀況顯示信息各文字顏色順暢信息路段顯示：橙色疏通順暢：綠色通行緩慢信息路段顯示：橙色部分擁堵：黃色擁堵信息路段顯示：橙色擁堵：紅色施工地段信息路段顯示：橙色施工信息：紅色交通流圖像顯示暢通：綠色黃色：緩慢紅色：擁堵表47信息顯示樣例停車誘導LED發布屏的布設和形式：根據停車場位置進行發布屏的位置確定，發布屏的形式主要采用復合屏的方式，如下所示：圖48 市停車誘導版面設計一圖49 XX市停車誘導版面設計二第五章 “交通信息云”的構建基于“云計算”的智能交通系統主要分為“端”—“管”—“云”服務模型，“端”就是各種終端系統包括車載導航、手機、基礎交通設施等。交通網絡中的Braess悖論及其博弈論分析在大部分的行駛路徑上面，人們出行成本定義相同，并且要比在沒有使用路徑上的出行成本要小的。在現實的路網中，上圖所示的結構不是很常見的，在現代北京市的道路網絡中經常可以見到如下圖所示的道路結構。方法如下：從左到右車距依次為：、選取5段路網分析計算得由關系曲線估計出和的值如表1～4（備注：路段編號和圖52模型中一樣按順時針編排）圖54 鼓樓橋表51 路段分析路段編號流量flow（輛）路長L (m)自由出行時間α(s)延遲參數119915302326250031007004250180051407006354240072601800選取1~7段路網分析計算得由關系曲線估計出和的值，由于，則上述分析有著Pareto的最優解，與此同時和用戶的均衡解不一樣，所以發生了Braess悖論，此路網驗證存在悖論。大型活動客流量短期預測技術研究灰色預測模型（Gray Forecast Model）其原理是指用少量的部分數據對其結果或規律進行預測的方法。系統總體構架與功能模塊基于以上基本的系統組成和功能構架，系統的詳細總體構架和功能模塊設計如圖510所示：圖510 智慧交通云平臺總體構架與功能模塊圖上圖中，自底向上分為五個層面。第四層是交管數據處理軟件層，主要完成智慧交通云平臺所需要提供的諸多功能，包括實時監控、報警監控、車輛軌跡查詢與回放、電子地圖、報警管理、布控管理、設備管理、事件檢測報警、流量統計和分析、系統管理等功能。系統對于大數據量的讀寫，具有很好的自適應和均衡能力。 3）系統查詢性能指標查詢、統計操作的首次響應時延小于1秒； 對任何實時分析操作的反應時間小于10秒；并發操作終端數大于30個；基于交管數據的統計，記錄5000萬條以內，1秒可以統計完成。第三層是智慧交通云平臺中的數據層，包括原始交管數據、索引數據、用于分析的中間數據、以及系統配置數據等。交管數據通過系統提供的數據寫入接口，實時寫入數據信息到云處理平臺。通過分析可知，此路網不存在悖論。而對于某一路段的車流量的獲取，我們根據該路段的堵塞程度的情況，由圖中各種顏色的比例求得其總流量。設為分配道路線1上交通流，根據路網對稱性，分配到路線2上的交通就也是，因此，分配到路線3上的交通流為。在本文中所研究的基于云計算的智能交通系統中最重要的應用系統就是動態導航系統，主要包括動態導航前期建設以及導航數據的動態處理。顯示輕微堵塞，或其它需要駕駛者注意的信息；綠色：表示道路暢通狀況。本部分針對XX市路網結構和城市交通特點，設計LED交通誘導標志在XX市主要實現兩級誘導功能：廣域誘導、局部誘導。各部分均采用高質量部件，并采取必要的防護措施，以提高設備對強電磁干擾和雷擊的抵抗能力。發布交通誘導信息基于“云計算”的ITS系統的關鍵功能，在交通信息的發布功能上只能交通系統主要能夠提供以下三種信息發布方式：第 固化信息的顯示：固化信息的顯示就是將固定的顯示信息固化在顯示屏中，顯示屏中的固化信息可以從控制中心下載或用筆記本下載。圖46 無線接入（10）、無線局域網（WLAN）：A）安裝簡單：不用進行網絡布線，一般只要求安裝一個或者多個接入點的設備即可。（8）、通用分組無線業務（GPRS），通用分組無線業務是一種在移動終端和網絡之間以分組交換傳輸數據的方式來實現的“永遠在線”的連接，網絡容量只有在進行傳輸時才被占用。安全管理：保障用戶數據的安全性。圖45 電話音頻線接入（2）、專線E1/T1接入，通過兩對電話線路為用戶提供高速的專線接口標準。缺點是與非屏蔽雙絞線相比，成本高、安裝較困難。圖42 道路電子監控信息采集現在的大部分的交通信息的數據采集主要包括環形線圈感應式采集技術、檢測技術、微波采集檢測技術。但在交通信息化和服務化的今天云計算方面的發展卻很少。不過，支持實時交通信息的車載導航系統在歐美和日本已經有超過10年的歷史了。由于有世界廣泛的基礎，GSM成為第一個國際性數字蜂窩移動無線電通信標準，這樣保證了它的跨地區的功能。基于“云計算”的智能交通系統除了使用一般的電話咨詢和無線電廣播等手段發布交通信息外，一般還用用Internet網頁、交互電視、車載單元顯示屏和各種VMS來發布信息。日本數字道路地圖協會( JDRMA)于1988年成立。在沒有停車場可利用性誘導系統的一些大城市的中心區，為了尋找一個停車空位，駕駛員往往要花費半個小時，他們為尋找停車場的行車里程高達在城市的總行車里程的1 /4。基于“云計算”的ITS系統的主要特點就是將所有終端的服務包括電子顯示廣告牌、衛星導航等都放在“云”端進行信息處理，利用了現代信息處理手段，而且讓每一個用戶既是信息的使用者，也同時是信息的提供者，將兩者有機的聯系在一起。用于提高路網局部的通行能力，如嚴重擁擠的干道與干道的交叉口，或者由特別事件和交通事故引起阻塞的部分路口與路段等。第四章 基于“云計算”的ITS系統設計本文第三章介紹智能交通系統中的“云計算”，分別從交通信息云的邏輯架構和交通信息云的組織架構兩方面進行了闡述，下面對基于“云計算”智能交通系統的核心子系統—先進出行信息系統進行需求分析，并對先進出行信息系統從邏輯構架和組織構架兩方面結合智能交通云進行闡述，其余系統與ITS系統設計模式差不多，所以將不再細述。（2）交通信息云的組織架構現代化的智能交通系統平臺它整合了交通管理單位以及交通運營企業和廣大的用戶，將上述三者聯系在了一起，交通信息云把交通信息云的基礎架構提選擇。相對比較狹義的“云計算”主要是指一些信息技術的使用模式，而廣義的“云計算”是指計算機服務的交付以及使用，主要包括這兩項服務在更廣泛的意義上。 ITS是一門跨學科新興的專業，綜合了通信技術、計算機技術、交通管理等多學科知識。但與此同時，也面臨著由于信息過剩所帶來的一系列問題例如,如果提供給決策者一個反映實質屬性的信息，那么可以幫助決策者對下一步的行動做出正確的決策。因此,我們在引進國外技術時,一定要使其符合中國的具體特點,不能完全照搬照抄。 我國智能交通系統的發展概況以及存在的問題1999年11月，國家科技部批準成立了國家智能交通系統工程技術研究中心。系統于1999年1月1日投入運行，到目前已開通不停車收費車道39條，面向社會發行電子標簽約14000個，不停車收費車道累計車輛通過為20，000，000次。在控制中心，采用磁盤陣列建起了高可靠性的數據倉庫，采用高性能的小型機處理各類交通管理業務，并應用Cluster技術實現對數據倉庫的共享。 智能奧運交通系統在為2008年成功舉辦奧運會準備之前，北京市將智能交通系統列在新奧運的重要工作之中，為了防止奧運期間交通流暢，北京市在智能交通系統發面采取了很多措施，采用了自動報警、自動識別、公交優先的交通信號控制等系統。目前的主要開發先進的旅行信息系統(ATIS)、車輛控制系統(AVCS)、商業車輛運行系統(ACVO)、以及電子收費系統等方面。而在美國，九十年代初就已經建立了ITS的通信協議NTCIP，歐盟則在1990年標準化組織就已經著手布置CEN／TC278工作。1969年，歐共同體提出在成員國之間開展與交通控制有關的電子技術研究以及開發工作。下面分別予以說明。在以后的十年時間里，美國對ITS進行了大規模的研究和應用，并且在1995年3月，美國交通部發行了《國家智能交通系統項目規劃》，在《國家智能交通系統項目規劃》里面明確了ITS的七大領域和二十九個用戶服務功能（見下表），并且計劃到2005年開發計劃[5]。下面我們就對智能交通系統以及國內外的發展現狀做一介紹。這些數據需要政府、公交車管理中心、第三運營方等的提供。通過使用云計算技術，這樣能夠非常好的減小交通系統的基礎設施的的資金投入，而且同時很有利于城市的快速發展，以及現代交通的信息化建設。例如在北京，交通系統越來越擁堵，隨著人口規模的增加，以及人們生活水平的日益提高，人們對車輛的需求與日俱增，在北京市有些家庭甚至擁有兩臺小車。針對這一問題,研究分析預測,使用戶能夠及時地了解系統將會出現的資源枯竭等現象,并采取有效的處理措施,進而使整個系統更加智能化,人性化； 4）系統實現。云計算作為一種高新技術正在慢慢的影響著人們的生活，特別在互聯網領域的發展相當驚人。采用視頻監控、環形線圈等有效的交通信息收集方法,以地理信息系統作為信息的可視化平臺，通過局域網、Internet、無線廣播等靈活的信息提供方式,使交通管理者能及時地實施管制措施，出行者能夠及時準確地獲得信息，設計和更新出行方案,從而達到疏導交通、緩解交通擁堵、充分發揮道路和附屬設施全部功能的目標。其中信息的收集、處理、發布、交換、分析、利用成為了其主要的特點，使得整個交通管理達到了智能化的水平。結論與展望部分給出了本論文研究的創新點及不足之處，以及此技術在以后的發展狀況。然而，一般意義上的交通系統很難達到智能化的管理，而且目前的交通系統，由于通信系統和發布系統采用的一般都是獨立的專用系統，成本較高，整個系統相對封閉，影響了智能交通系統的普及。根據相關研究，城市采用了現代智能交通系統(Intelligent Transportation System)可以使得城市道路交通的通行能力提高2~3倍，可以使得交通擁擠率降低至原來的20%—80%，油料消耗較以前減少30%，停車次數可以降低30%，廢氣的排放可以減少26%，交通行車時間減少13%45%，發生交通事故的可能性大大降低，這樣可以有效的提高交通運輸效率，進而給城市建設帶來了巨大的經濟效益和社會效益[4]。 投資美國政府在1991年到1999年用在智能交通管理方面的投資非常大，每一年的資金預算差不多大約為350億美元，這就可以看出美國對現代智能交通系統的重視程度。不停車收費系統的研究和應用減少了收費站的交接手續，而且大大的方便了民眾，收費站的通行能力也大大提高。TEN計劃是歐洲要實現多方式信息服務為目的的交通信息服務站[10]。（四）、企業積極參與智能交通系統的投資建設 在現在智能交通系統的發展過程中，發達國家已經幾乎將現代智能交通系統的投資和建設列入了各級政府部門的基本發展以及開發計劃至中，與此同時發達國家非常注重創建新的智能交通系統的建設的項目，同時更為方便支持、部署以及開發建設智能交通系統。 我國城市的ITS發展現狀在我國的智能交通系統領域，首都北京和廣州的發展較早，并且走在了全國前列。其中共用信息平臺已初具規模，實現了羊城通系統、線網規劃系統、出租車綜合管理平臺、聯網售票系統、96900呼叫中心等多個子系統的連接，可以完成數據的采集、分類和有效存儲、查詢、訂閱等相應的數據處理工作，實現了諸多的數據處理功能，提供了初步的交通數據服務功能。其中廣州的閉路電視監視器為87個，路面傳感器為148個，基本覆蓋了全市的主要路口。廣深高速客運汽車進行了GPS跟蹤應用示范。目前，我國已經取得了包括智能導航技術、先進的交通管理系統（ATMS）等成果在內的一系列擁有自主知識產權的智能交通技術新成果。相比而言,國外城市發展一般比較穩定,路網結構基本已經確定，只需應用新技術便可。其實不然，信息技術只是實現ITS系統功能的一種技術手段，我們應該將重點放在交通系統本身的需求以及由這種需求帶來的功能要求上，從實際出發，發現問題，分析問題，從而提出解決問題的方法和手段。首先將在50個左右的大城市推廣交通信息服務平臺建設，提供交通信息查詢、交通誘導等服務；在200個以上的城市發展城市智能控制信號系統，形成智能化的交通指揮系統[16]；在100以上的大城市推進大城市公共交通區域調度和相應的系統的建設，加大電子化票務的建設與應用。由“云計算”系統和交通信息的云服務組成的信息就是通常所說的交通信息云，交通運信息是將海量的交通信息，比如各種移動設備，比如WIFI等信息通過采集、處理后存儲到云服務網絡上進而構成了所謂的交通信息云。浮動車通過無線傳輸網絡發送給數據處理中心進行數據的存儲和預處理，到地圖上，以及行駛時間和行車速度等道路參數。另外ITS在ITS內還有相關服務，路況廣播、衛星定位系統(GPS)、地理位置系統(GIS)、顯示路線引導系統和無線電通信