研究GIS技术应用于智能交通系统

高 辉，杨庐清

(九江市公路管理局永修分局)

1 引 言

智能交通系统的目的在于以现有的交通资源为基础，通过先进的技术手段和硬件设施来改善城市交通现状。智能交通系统的优点主要体现在以下三个方面:第一，疏导交通。智能交通系统为人们出行提供了多种选择方式，驾驶员可以根据自己情况合理选择最便捷或者最畅通的出行路线，从而实现了有效地车辆分流。第二，降低了交通事故发生的概率。智能交通系统所具有的语音提示功能，不仅能够给予驾驶员正确的道路指引，还能正确的提示驾驶员变道、减速，使得驾驶员能够专注于车辆操作，极大的降低了事故发生的概率。第三，降低了污染。智能交通系统由于其为驾驶员提供了最优的形式方案，提升了交通效率，无形中也降低了汽车尾气的排放。

GIS(Geographic Information System)即地理资讯系统，它涉及计算机技术、地理学、测量学、地图学、遥感学等多个方面。GIS 技术将智能交通系统中所需的地理、分布、图像等信息通过各种手段进行处理，然后利用计算机进行汇总、分析、对比和储存。GIS 的概念于1963年被加拿大科学家首次提出。70年代，随着计算机技术的发展，对于GIS 的研究进入上升期，很多大学开始开设与GIS 技术相关的课程，并建立了GIS 实验室。GIS 技术研究于80年代开始进入快速发展的阶段，这一阶段微型计算机开始出现，信息采集、分析、处理的速度大大加快，以致GIS 技术被广泛的应用到城市规划、人口规划和安置、环境监测等领域。90年代随着计算机技术的不断突破，地理学、气象学等相关理论与技术的不断发展，GIS 技术在全球范围内开始飞速发展，其在智能交通系统中的应用也开始崭露头角。现如今，随着智能交通系统的不断发展，尽管未将GIS 作为众多交通系统研究中主要方向，但是GIS 这一成熟的技术已渗入了智能交通系统的方方面面。GIS 技术不仅能够为智能交通系统提供海量的信息数据，而且为智能交通系统所涉及的电子收费系统、应急系统、公交运营、完全系统等提供丰富的设计理念以及技术手段。

2 GIS 技术的重点

2.1 数据准确度

对于数据的采集分为“宏观”数据采集与“微观”数据采集。“宏观”采集的数据通常包括车流量、车速、路面异物、交警亭等;“微观”数据采集则涉及到具体的车辆，包括车牌号、行车时间、车距、超速情况等细节。如此多的数据，如果不能保证数据的准确性，在分析、整合的过程中误差会逐步增大。比如说我们对某一区域车流量的数据采集发生误差，则会导致该区域车距、车速同样发生误差，误差不断累积，以致最终对该区域的交通系统把握失衡。当GIS 技术被应用于智能交通系统的初期，全球范围内的误差率大概在30—50 米的范围内，但随着私家车的数量与日俱增，交通状况越发的复杂，对数据准确度的要求也越来越高，30 ～50 m 的误差范围早已无法满足道路交通管理的需求，如今智能交通系统的对精确度的要求已接近零误差，所以对数据的经准把握，是准确把握交通运行网络的关键。

2.2 及时性

路面交通状况十分复杂，要求智能交通系统必须快速作出反应。所以在GIS 技术应用的过程中，必须保证对数据做出快速的处理，并且保证远程数据传输的及时性，只有这样才能对交通系统的变化做出精确的判断，才能及时的对人、车、道路网进行全面的把握。一旦路面发生交通事故，管理部门必须立刻掌握该路段的准确信息，从而采取积极有效的措施，但如果系统有延迟，则不仅会影响道路交通，甚至还会给生命财产造成损害。

3 GIS 技术的应用

3.1 数据存储

智能交通系统是以数据为基础，如果没有大量的交通、地理、传感、卫星等方面的数据，智能交通系统无法实现。GIS 技术则是获取智能交通系统所需信息的关键。一方面GIS 技术的核心是收集、分析、汇总各种地理信息，并用计算机系统加以运算并储存;另一方面它是对整个地球实体空间的精确模拟和再现，能够快速、及时的接收地面信息并加以分析反馈，从而为交通管理部门和驾驶员提供精确有效的数据。

3.2 地图显示

数据的接收、储存以及处理是智能交通系统的基础，但如果仅仅只有数据没有图像就如同电脑没有显示器，虽然能够运行，却不能有效地应用于实际生活。GIS 技术除了拥有存储数据的能力，它还能将所接受的信息通过二维或者三维的模式进行展示。GIS 技术通过对地球实体空间的模拟和再现，并利用虚拟现实表达及自适应可视化的功能，将具有矢量和遥感影像的多源数据进行有效地整合，从而为用户提供所需的界面和虚拟效果。不管是百度地图、谷歌地图还是高德地图，虽然界面呈现的方式或者结构有所不同，但都能直观准确的为用户提供可视化的二维或三维信息，这就是GIS 技术应用的结果。

3.3 定位、导航

GIS 通过与GPS 全球定位系统快速有效的数据衔接，使得我们能够进行精准的定位(见图1)，在显示屏上我们就能看到蓝色或红色的点。另外，由于GIS 技术能够快速、连续的完成数据的交换与处理，并转化成可视化的动态信息，所以我们会发现，在移动的过程中可视地图会随着目标物或者主体物的移动而发生改变，这便是日常生活中人们所用到的导航。定位与导航是智能交通系统应用最为普遍的形式，它不仅节约了人们的时间成本，也避免了因驾驶员对道路不熟所带来的交通堵塞。

图1 车辆定位流程

3.4 最佳路径选择

GIS 技术近乎人性化的优化功能，不仅能够为用户提供最短路径同时也能为用户提供最便捷的路径。只要点开导航仪输入起点与终点，系统会自动的为客户提供多种可选路径。用户可以以此为参考，选择适合自己的路线。除此之外，GIS 技术还支持路径方向性的选择以及语音提示，用户可以随时了解道路是否限行、禁左转等交通信息。

3.5 交通决策辅助

随着GIS 技术的不断成熟，GIS 技术在交通领域的应用也逐渐深入。GIS 技术所提供的完善网络拓扑结构可以将公路运输网络用图表直观地表达出来。另外GIS 还能为决策者们提供有效的数学模型，帮助他们清晰的了解公路运输网络的基本情况，合理的制定策略。现如今GIS 技术在决策辅助方面的应用已得到了充分的肯定与关注，相信随着时间的推移，GIS 对于交通规划的帮助会越来越大。

［1］杨晓光.中国交通信息系统基本框架体系研究［J］.公路交通科技，2010，17(5):50－55.

［2］金会庆.智能运输系统的研究现状及展望［J］.人类工效学，2011，7(3):39－41.

［3］王玲.基于GIS 的智能公交管理系统的应用研究［D］.重庆交通大学硕士学位论文，2012.