智能交通平台的组成与应用

文/袁旭昌

交通是人类永恒的话题，陶渊明在《桃花源记》中提到“阡陌交通，鸡犬相闻”，这里的“交通”指的就是田间小路交错纵横。一个与时隔绝的小村子也要用“交通”来解决人员及物品的流动问题，那么今天动辄几百上千万人口的大城市，交通就是一个很大的问题。

交通要解决的问题就是人员或货物的流动。400万年前，人类的始祖以非洲大草原为原点，迁徙跋涉，经过几百万年后才占据了地球的每一个角落。400年前，他们分散在各地的子孙又一次发现了彼此，自此开始，人货往来，绵延不绝。交往的密切与频繁，以及文明的快速传播，促进了交通的大发展。第一次科技革命我们进入蒸汽时代，轮船、火车、水运、铁路出现在我们的视野。第二次科技革命我们进入了电气时代，电气化铁路、飞机、地铁突飞猛进。第三方信息科技革命将我们生活的方方面面带入了信息化、智能化的时代。

智能交通的由来

近几年随着科技的进步，经济的发展，我们在感受到国际、城际交通越来越便利快捷的同时，也感受到了市内交通越来越给我们“添堵”。在这种背景下，“智能交通”开始走到舞台的中央。

智能交通系统（Intellingent Transport System 或 ITS）是以传统的交通工具理论与实践为基础，以提高交通系统的可靠性、安全性、经济性、舒适性及运行效率为目的，运用电子技术、信息技术、传感技术、系统工程技术等科学技术成果，对传统的交通工具、交通设施及其规划、运行及管理方法进行改进和提高的一个新兴领域。

智能交通系统的组成

图1 智能交通系统拓扑图

信息采集系统

智能交通要想发挥效能，采集系统的密集化、精确化、智能化必不可少，采集系统实际上相当于整个系统的感官。

采集系统主要包括卡口、电警等车辆抓拍系统，对过往车辆进行记录、分析，目前主要功能是公安对车辆的控制、排查、刑侦以及交警用于治安处罚使用，其实这些信息对于交通的规划、改造、建设也有重要的意义。

GPS定位系统

在交通运输管理中, GPS 导航系统与GIS 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。

目前ITS 发展较好的国家主要有日本、美国等,这些国家的ITS 应用中, GPS 技术都得到了广泛的应用。在日本,由于政府的高度重视,较为突出的是利用GPS 技术的自主导航产品非常普及。在日本国内，2012 年底，装有GPS 自主导航设备的车辆已超过900 万台。它们为驾乘人员提供出行的最佳路径规划,沿途的道路指引，途中的加油站、便利点、维修点、商旅服务信息等提供一系列的帮助。

停车场管理系统

停车场管理系统是通过计算机、网络设备、车道管理设备搭建的一套对停车场车辆出入、场内车流引导、收取停车费等进行管理的网络系统，是专业车场管理公司必备的工具。它通过采集记录车辆出入记录、场内位置，实现车辆出入和场内车辆的动态和静态的综合管理。系统一般以射频感应卡为载体，通过感应卡记录车辆进出信息，通过管理软件完成收费策略实现，收费账务管理，车道设备控制等功能。

停车场系统能空余车位信息、在场车辆信息，空余车辆信息在交通诱导时会起到非常重要的作用，驾驶员提前知道空位信息可以提前做出机动调整，而在场车辆信息在公安的车辆追踪和排查中会有重要的意义。

实时/历史路况系统

实时/历史路况信息在整个智能交通系统中的作用举足轻重，是实现智能交通根本目的的关键点。出行人根据历史及实时的路况，可以提前预测交通状态，规划出行时间，选择合适路线。从根本上提高路面利用率，而该系统的关键在于信息的准确性、智能性、机动性；举个例子，当一个城市出现暴雨时，某些路段无法通行，此时整个系统是否能给出智能的路线建议，甚至在暴雨出现前，就能结合天气预报的信息给出实时的路线建议。这是对整个系统是否智能的重要考量。

指挥调度系统

最常见的指挥调度系统就是红绿灯，它发挥着最基础、最直接的作用。但这种比较机械的设置也会影响交通的效率，比如在十字路口，有时会出现空车道一直显示绿灯，而繁忙车道却一直红灯的情况。能否智能判断车道的空闲与繁忙，从而机动调节红绿灯信号，这个也是可以研究的课题。

当我们将特定车辆的GPS信息与GIS信息结合的时候，就可以建立一套可视化的指挥调度系统，比如要人保卫时对于警卫车辆及跟随车辆的调度，或者嫌疑车辆抓捕时相关车辆的调度。

大数据系统

智能交通每天收集的信息必然是海量的，以一个中型城市（70万辆车），设置500个卡口为例，每年单过车数据就达10亿级。在这种海量的数据中如果使用原有的关系型数据库查询技术，进行实时的车辆信息比对与查询会严重的消耗系统资源，所需时间也较长，容易贻误战机。大数据技术高数据吞吐量和高度容错性的先天优势可以使查询达到秒级的速度。例如浙江宇视科技基于hadoop搭建的大数据架构，可以做到对于30亿的数据量查询达到秒级响应的效果。

智能交通系统的应用

违章处罚

智能交通最直接的联想就是对违章驾驶行为的处罚，1997年4月，当全国第一个“电子警察”（俗称“电子眼”）在深圳福田区新洲／红荔路口“上岗”时，这一交警执法手段革命性的改变在国内引起了轰动。时至今日，电子眼部署在全国的各个大小城市，为交通安全与交通效率的提高立下了汗马功劳。

交通诱导

交通诱导系统（TGS, Traffic Guidance System），是基于电子、计算机、网络和通信等现代技术，根据出行者的起点向道路使用者提供最优路径引导指令或是通过获得实时交通信息帮助道路使用者找到一条从出发点到目的地的最优路径。这种系统的特点是把人、车、路综合起来考虑，通过诱导道路使用者的出行行为来改善路面交通系统，防止交通阻塞的发生，减少车辆在道路上的逗留时间，并且最终实现交通流在路网中各个路段上的合理分配。

交通规划

智能交通所产生的大量过车数据对于交通的改造与规划也有重要的意义，可以将过去一年道路的繁忙/空闲进行量化，并标注在地图上；也可以将过去一年道路的平均通行速度标注在地图上；也可以根据月份、天气、节假日进行统计标注；这些信息对于未来要做的交通改造与规划有重要意义。

结束语

随着物联网的推进，智慧城市在我们眼中的愿景已经越来越清晰，智能交通作为智慧城市中重要的有机组成部分，必将在我们的日常出行、交通安全、治安管理领域发挥越来越重要的作用。