论物联网技术在城市智能交通建设中的应用

论物联网技术在城市智能交通建设中的应用

广州航天海特系统工程有限公司广东省广州市510663

摘要:城市智能交通控制系统是我国交通运输领域工作的重中之重,占据着不可比拟的地位,已经得到了越来越多人的重视和关注。要充分利用信息化技术和网络通信技术以及智能技术,不断促进城市智能交通控制系统的稳定发展。本文主要针对城市智能交通控制系统的研究与设计展开深入的研究与分析,并提出了几点针对性的优化措施,以供相关人士的借鉴。

关键词:物联网技术;城市智能交通;应用

引言:

发展公共交通是改善城市交通的重要方面。广州市推进智慧城市建设行动计划提出了智能交通具体目标:建设公共交通信息服务系统,实时采集轨道交通全网各类运行动态信息和客流数据,提升地面公交动态客流信息采集能力,逐步实现轨道交通与地面公交换乘信息发布,完善公交企业营运调度系统,试点推进公交站点车辆信息预报发布服务系统,提升公交车辆运营效率。

广州市交通委组织业内企业和科研单位结合公共交通的需求和现状,经过长期的深入调查研究,提出了“一站式”服务理念,研发出了基于物联网的智能公交系统,为公交信息化提供具有全局部署的、健全的营运整体解决方案。

1、物联网发展的必要性和重要性

网络时代给人们的生产和生活都带来了巨大的变革,使人即使相隔千里,也能够利用互联网进行有针对性的互动和交流,在信息传播的角度上看,人与人之间的距离在拉近,地球正在缩小,成为一个小村落,因此就有很多人开始着眼于世界的长远发展,思考未来我们对世界的发展方向。在互联网传递信息沟通世界的前提之下,能否将互联网与现实世界有机地结合起来,让现实世界的发展与互联网同频共振,是摆在一代又一代的互联网人面前的重要课题和问题。物联网技术的产生和发展,就很好地结合了以上的问题,为人类社会的发展和演进带来了福祉。

简而言之,物联网就是将互联网的信息交互功能与现实世界当中的沟通和交流的物流有机的结合起来,物品互联网产生了对应关系,物品的流通和互联网的信息的流通两者交互联通,配合物流系统和传感系统的帮助,世界上的物质和信息的流通速度大大加快,世界的发展进一步增速。

2、城市智能交通控制系统的可行性因素分析

2.1城市智能交通控制系统的必要性

以往传统的城市交通控制系统运行周期较长,传统计算机技术水平较低,已经很难适应城市化进程中交通运输管理的需求和发展。随着城市化水平的不断提高,城市智能交通控制系统可以最大程度地满足于城市交通事业的发展需求。在其系统设计方案中,主要采用了视频图像车辆监测器,可以对城市车辆的车牌进行自动识别与分类,而且可以对城市交通信息进行全方位、多角度领域地采集。

2.2城市智能交通控制系统的意义

2.2.1有利于降低交通事故的发生率

智能化控制并不需要大量的交通管理人员,节省了大量的人力和精力。借助于智能化控制系统进行相应的指定与设计,可以科学高效地实现城市智能交通控制目标,进一步缓解高峰期交通拥挤的现象,及时进行车辆和人员的疏通,避免了因交通堵塞和拥挤问题而造成的交通事故危害。因此,通过智能化控制管理,极大地保证了交通的安全性。

2.2.2有利于促进城市交通效益的提高

城市交通道路主要是为了便于出行人和车辆的出行,都要严格遵守固定的开通法则,智能化交通控制系统就是在结合交通规则的基础之上而建设的。主要借助于十字路口指示灯、特殊路段警示灯以及智能化控制标志,有效、及时地提醒车辆和出行人,进而不断不断增强城市道路交通的畅通性,减少车辆滞留的时间,最终促进城市交通效益的提高。

3、系统设计

3.1城市智能交通的系统设计

智能公交是将先进的信息、通信、传感、控制及计算机等技术有效地集成运用于公共交通的管理体系,建立一种实时、准确、高效的公交管理体系。智能公交的实现依赖于车辆运行的实时数据。通过采集公交车辆的实时数据,经过数据处理和计算,提供系统的各类服务,实现预定的目标。公交车辆的实时数据采集由车载智能终端系统完成,数据处理和计算在公交信息平台完成,而数据的输出则包括实时的电子站亭的车辆到站时间预报、公交调度,以及提供公交管理和城市交通管理的大数据。必须考虑的问题是,城市公共交通是一个复杂的系统,就上海市而言,投入运行的公交车辆有近万辆,归属于600多条线路;每条线路有各自的行驶路线、停靠站点、调度规划;有近五千个公交站点,每个站点有不同线路的停靠车辆。随着城市整体公共交通发展,公交线路和公交站点还会不断增加,每条线路也有可能根据运行情况进行调整。因此,城市智能公交系统整体的设计必须能够适应这种多终端、多管理模式、多服务对象的系统,是实时的、动态的、可扩展的、可升级的、标准化的。物联网、移动互联网、大数据是智能公交实现的技术基础。在物联网中,物与物之间可以相互通信、交换信息,“物”可以自主感知环境、启动服务行为改变环境。支撑物联网发展的关键技术包括标识技术、通信技术、网络技术、网络定位和发现技术、软件和算法技术等。物联网的体系结构可分为感知层(数据采集)、传输层(异构网络互联和传输)、应用层(包括业务中间件和应用),以及包括信息安全、网络管理、数据库等其公共技术。

3.2城市智能交通控制系统硬件系统设计

城市智能交通控制系统硬件主要由系统主机、通信数据处理器以及信号机等要素组成,系统主机采用了小型机或微机服务器,其具体结构配置主要依据城市的发展需求来进行优化制定,重点采用CPU结构的高档微机服务器进行结构设定。通信处理装置主要以工控平台为基础,系统的不同接口要符合不同网络传输协议的标准,旨在进一步保证系统的兼容性能。对于信号机要具有多时段和多相位的应用菜单,采用双标准的数据通信协议网络传达速率可高达600BPS,在与CTC交通控制系统进行兼容时。

3.3城市智能交通控制软件系统设计

例如:某市智能控制软件主要采用CTC-1系统,拓展性强,应用灵活度比较高,可以促进多时段、闪光以及区域协调控制,还可以对城市中的急救、公安以及自行车等进行变相位的优先控制。而且该系统对运行参数的控制精准度很高,操作界面的交互性比较高。不仅能够进行多样化设备的连接,而且还能够实现数据远程的共享性。

4、智能调度

4.1GIS交通地理信息系统

GIS是集计算机图形和数据库于一体,用来存储和处理空间信息的高新技术,它把地理位置和相关属性有机地结合起来,根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户,满足用户对各种空间信息的要求,并借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能,进行各种辅助决策。结合GPS卫星定位系统和GIS地理信息系统,公交智能调度系统可以将电子地图、公交线路网络分别或同时、全部或局部显示在屏幕上,可以在地图上显示车辆的位置,可以在地图上选取车辆并显示此时车辆的运行状态、速度、方向、线路号、车牌号码、车型等信息,可根据现场的复杂多变的情况实时地调整车辆运行指标,提高运行计划的完成率,可同时记录实际行车轨迹及捕捉在道路上的轨迹。特有GPS误差软件校正功能,依行车方向、车速等信息自动匹配道路,提高系统精度。车辆轨迹平滑显示,“黑匣子”数据可查询,以满足网络盲区的调度需要。

4.2辅助决策

对企业的运行情况、运行质量等进行相关业务分析,从而为下一步公交线网优化调整、运力运能资源配置和辅助决策等,提供直接的依据。第一,车载智能终端客流检测设备的统计数据,形成于不同需求的客流报表,为客流分析、营运分析和行车作业计划、运调计划的形成提供必要的技术支持,对客流的时间、空间分布作出分析,为营运生产与调度提供决策支持。第二,规划管理支持需求管理和预测:从交通控制系统获取的当前交通流数据,从公共交通信息系统获取的当前使用水平数据,从营运系统获取的客流量数据,从预测出行信息系统获取的交通需求数据,对所有运输模式的交通需求和交通运输规划的历史数据进行统计存档并建立模型进行预测。公交线网和站点评价:根据各种历史客流量数据,进行公交枢纽站等的评价,根据各种历史数据(交通流数据、公共设施使用水平数据、客流量数据、预测出行者的交通需求数据),进行公交线路优化布局分析,进行公交专用道、路口公交优先通行、单行线允许公交车通行等规划设计。

5、结束语

目前,一种新型立杆式电子站牌已经开始部署。在现有立杆式站牌安装太阳能电池板和OLED显示,可适用于缺乏场地条件和电力供应条件的任何公交站点,因此有望在不久的将来使电子信息发布覆盖到所有公交站点。公交信息化建设作为智慧城市交通的重要组成部分必将大力继续推进。随着公交信息化系统进一步融入城市交通网,产生的大数据也将进一步为城市区域职能、道路建设规划提供依据。

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