時(shí)間:2022-04-16 09:12:38
導(dǎo)語:在智慧交通論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘要:近年來義烏城市交通日益成為影響市場和物流發(fā)展、居民出行、城市環(huán)境和能源利用等諸多城市發(fā)展和社會生活的重要問題,本文將結(jié)合國際貿(mào)易綜合改革試點(diǎn)的背景,從義烏城市交通的實(shí)際情況出發(fā),探討義烏交通的問題的解決對策――義烏智慧交通,以促進(jìn)適合義烏地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的智慧城市應(yīng)用體系的建設(shè)。
關(guān)鍵詞:貿(mào)易;義烏;智慧;交通
作為以市場、貿(mào)易、商業(yè)、物流等為依托發(fā)展起來的國際小商品城義烏,城市化率高達(dá)71.22%,如今面臨著城市化進(jìn)程中交通發(fā)展的瓶頸問題,交通問題對義烏國際貿(mào)易綜合改革試點(diǎn)的城市建設(shè)、物流運(yùn)輸?shù)男袠I(yè)發(fā)展、居民的生活質(zhì)量和出行方式、節(jié)能環(huán)保等生態(tài)環(huán)境等各方面,都有著重大的影響。本文根據(jù)義烏城市發(fā)展和交通運(yùn)營的現(xiàn)狀,針對城市交通的需求與現(xiàn)實(shí)之間的矛盾進(jìn)行分析,致力于探討義烏智慧交通體系的建設(shè),以有助于解決義烏城市發(fā)展中的交通問題。
一、義烏城市發(fā)展和交通概況
1.義烏城市區(qū)域和人口發(fā)展
義烏是一個(gè)典型的商貿(mào)城市,1982年義烏全面開放小商品市場,進(jìn)而提出“興商建市”發(fā)展戰(zhàn)略,經(jīng)過30多年的發(fā)展,目前義烏已經(jīng)成為全球最大的小商品集散中心。2002年義烏建成區(qū)面積為38萬平方公里,2012年達(dá)到96.4萬平方公里,以每年約5平方公里的速度在增加。2011年底戶籍人口75.3萬人,暫住人口159.5萬人,按照《義烏市域總體規(guī)劃(2006~2020)》,到2020年義烏中心城區(qū)規(guī)劃面積將達(dá)到429.3平方公里,人口規(guī)模估計(jì)達(dá)到市域常住人口185萬人、城鎮(zhèn)常住人口160萬人的規(guī)模。
2.義烏城區(qū)道路和汽車的增長
隨著義烏小商品市場的不斷發(fā)展壯大,義烏市城區(qū)道路也在不斷延伸,1995年城區(qū)道路長度只有7.63萬米,年末實(shí)有城市道路面積為1.13平方公里,至今城區(qū)道路長度已超過45萬米,道路面積共計(jì)13.27平方公里。
2005年義烏的民用汽車擁有量為7.30萬輛,到2011年底,已達(dá)22.49萬輛;私人汽車擁有量則從6.20萬輛增加到20.69萬輛。城鎮(zhèn)居民年末每百戶的汽車擁有量從2003年的8輛增長到2011年48.4量,幾乎每兩個(gè)家庭就有一輛私人汽車,農(nóng)戶年末每百戶的汽車擁有量從2003年的3輛增長到2011年的21輛,增長勢頭非常迅速。
除私人汽車以外,公交汽(電)車的數(shù)量也在穩(wěn)步增長,近五年來每年增加5輛;出租車的數(shù)量進(jìn)行了有效控制,近五年都維持在1300輛左右。
二、國際貿(mào)易綜合改革試點(diǎn)背景下對義烏交通的要求
1.國際貿(mào)易綜合改革試點(diǎn)對交通的要求
隨著國際國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢的不斷調(diào)整和變化,對外貿(mào)易和市場發(fā)展中的矛盾不斷突顯,為了促進(jìn)外貿(mào)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,2011年國務(wù)院批準(zhǔn)施行《國際貿(mào)易綜合改革試點(diǎn)總體方案》。該方案中,建設(shè)全國性物流節(jié)點(diǎn)城市和綜合交通運(yùn)輸體系、建設(shè)“義烏港”這兩大任務(wù),對義烏的交通發(fā)展提出了明確的要求,使之能夠切實(shí)配合義烏物流平臺的構(gòu)建和“義烏港”的全方位建設(shè)。義烏是浙江省重要的內(nèi)陸港,各類物流企業(yè)2311 家,其中國內(nèi)物流企業(yè)1126家,國際貨代倉儲企業(yè)1051 家,快速物流企業(yè)134家,經(jīng)營面積105.2萬平方米,全社會貨運(yùn)量4331 萬噸,物流從業(yè)人員157273 人,在義烏通行的道路貨運(yùn)車輛3萬輛,其中,異地備案集裝箱運(yùn)輸卡車5268輛。
在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境下,交通需求大幅上升,如何在義烏打造便捷高效的物流平臺,建立現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)鏈,對義烏交通運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸成本、運(yùn)輸效率、運(yùn)輸能力等方面提出了要求。
2.城市居民生活對交通的要求
近20 年來義烏城市人口持續(xù)保持10%以上的增長率,人口總量穩(wěn)步上升,城市規(guī)模日益壯大。城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,流動人口、外來人口的增加加大了交通出行的需求。2011年底,城市化率達(dá)71.22%,戶籍人口70多萬,常住人口達(dá)150萬。
從2005年到2011年,義烏汽車擁有量的增幅明顯數(shù)倍于道路面積的增長率,6年間,道路面積發(fā)展到原來的146%,年平均增長率為6.51%,而汽車擁有量一共增長了416%,平均年增長率為26.8%,是道路面積增長速度的3倍多。汽車上牌數(shù)量以每月近3000輛的速度在增長,機(jī)動車保有量的急劇增加,使得道路的交通負(fù)荷、停車需求大幅提高,交通供需矛盾更加突出。尤其在貿(mào)易改革試點(diǎn)正式推行后,城區(qū)主干道明顯變得擁堵,堵車、噪音、污染等問題越來越多,反映了義烏現(xiàn)有城市基礎(chǔ)設(shè)施與快速發(fā)展的城市化進(jìn)程“脫節(jié)”等深層次的問題,同時(shí)也對城市交通體管理提出了更為艱巨的任務(wù)。
對照上海的道路發(fā)展和汽車增長的數(shù)據(jù),1990s以來,上海的道路面積142%,修建了地鐵、高架路、跨江大橋、越江隧道等許多道路基礎(chǔ)設(shè)施,中心城區(qū)現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善,但同期的機(jī)動車總量卻增長了470%以上。該數(shù)據(jù)同義烏近6年的增長數(shù)據(jù)有著驚人的相似度。城市化帶來人口急劇增長和汽車保有量爆發(fā)式的增長勢頭(年均增長率超過20%),擁堵現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,據(jù)建設(shè)部的信息反饋,我國城市公交車速已越來越低,平均車速只有10公里/小時(shí),已低于自行車12公里/小時(shí)的速度。與10年前相比,公交出行時(shí)間平均延長10分鐘,居民對城市公共交通服務(wù)的不滿意率高達(dá)70%。義烏中心城區(qū)道路已處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),城中中路、稠州中路等主要城區(qū)道路高峰期流量超過2400輛/小時(shí),一旦遇交通事故或周末交通流量大的時(shí)候,就會引起城區(qū)大面積的交通擁堵。
圖1 2005-2011年義烏市汽車擁有量增幅和年末實(shí)有道路面積增幅
義烏城區(qū)特別是上下班高峰時(shí)段,主干道上堵車現(xiàn)象已成常態(tài)。因此,如何科學(xué)地規(guī)劃和發(fā)展我市的城市交通,提高道路使用率,保障城市道路通行順暢,是目前義烏城市化進(jìn)程中提高居民生活質(zhì)量和出行便捷的急需解決的重要問題。
3.節(jié)能環(huán)保對交通的要求
《義烏十二五規(guī)劃》中指出:節(jié)能方面,突出抓好交通運(yùn)輸節(jié)能,提高能源利用效率;污染防治方面,突出抓好交通運(yùn)輸和民用等重點(diǎn)領(lǐng)域的污染物減排工作;低碳技術(shù)方面,推廣應(yīng)用節(jié)能減碳和低碳技術(shù),大力發(fā)展低碳交通。
2012年底,義烏登記在冊的機(jī)動車有38.3萬輛,全年機(jī)動車尾氣排放量約30萬噸,其中汽車尾氣排放量近15萬噸,特別是柴油車、公交車、外地車和大型貨運(yùn)車輛的尾氣不達(dá)標(biāo)。義烏自2012年10月開始檢測PM2.5以來, 根據(jù)檢測結(jié)果分析,機(jī)動車尾氣是PM2.5的最大來源,目前汽車尾氣已成為空氣污染的最主要污染來源,機(jī)動車尾氣排放是造成灰霾、光化學(xué)煙霧以及大氣中PM2.5的重要原因。因此解決交通問題同時(shí)也是節(jié)能環(huán)保刻不容緩的要求。
三、解決對策:建設(shè)義烏智慧交通體系
2008年,IBM最先提出智慧地球的概念,即把感應(yīng)器嵌入和裝備到全球每個(gè)角落的醫(yī)院、電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,通過互聯(lián)形成“物聯(lián)網(wǎng)”,而后通過超級計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將物聯(lián)網(wǎng)整合起來,人類能以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,從而達(dá)到全球“智慧”狀態(tài)。在此理念上IBM又提出了“智慧城市”的概念,而智慧交通則是智慧城市的具體應(yīng)用體系之一,旨在用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)采集交通數(shù)據(jù),用先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián),運(yùn)用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等高新技術(shù)將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,從而將最新的交通數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給居民,以減少交通擁擠程度,實(shí)現(xiàn)城市暢通有序的智慧交通道路體系。
1.交通問題的解決對策舉例
義烏城區(qū)面積仍在不斷擴(kuò)張中,加長道路里程、拓寬道路面積也是解決交通問題的方法之一,但是義烏汽車擁有量的增長三倍于道路面積的增長,而且對于已建成的中心城區(qū),拓寬道路面積的可行性不大,而且需要長期的施工和限制通行,加重其他道路的交通負(fù)荷。在新建城區(qū)則當(dāng)切實(shí)做好道路規(guī)劃,但是不可避免的是車輛的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于道路面積和里程的增長速度。
目前針對義烏交通擁堵問題,在行的整治措施主要是依靠提前設(shè)置警力和清障力量,在早晚高峰派出民警進(jìn)行路面疏導(dǎo)分流和全天候的巡邏管理,加強(qiáng)警情信息的收集、分析、研判,一旦發(fā)現(xiàn)擁堵苗頭,馬上指令路面民警前往處置,便于及時(shí)消除擁堵現(xiàn)象。該方法側(cè)重于事后控制,且需要民警進(jìn)行現(xiàn)場控制疏導(dǎo),需要較多人力,無法從根本上有效解決主要問題,且只能在擁堵產(chǎn)生之后進(jìn)行事后緩解,未能有效做到防患于未然。
為解決交通擁堵問題,其他城市出臺相關(guān)政策,如尾號限行、車牌拍賣、發(fā)展城市公共交通等,擁堵得以一定程度的緩解,卻未得到根本解決。義烏公共交通系統(tǒng)的規(guī)劃較為合理,但是后期管理和施行過程中,卻發(fā)現(xiàn)有許多問題,高峰時(shí)段,公交車專用車道上汽車、摩托車、三輪車、電動車、自行車等都共用一線,嚴(yán)重制約了道路的使用效率。如果限制汽車出行,又有可能會抑制義烏市場貿(mào)易經(jīng)濟(jì)和物流行業(yè)的發(fā)展。許多城市在考慮收取“交通擁堵費(fèi)”,但是這仍然屬于強(qiáng)制性的行政管理措施,并不能真正意義上徹底解決交通問題。
2.智慧交通是根本解決之道
不僅要結(jié)合義烏市場特殊的發(fā)展需求――打造全國性物流節(jié)點(diǎn)城市和和綜合交通運(yùn)輸體系,同時(shí)要解決城市交通擁堵問題,方便居民出行、提高生活質(zhì)量,同時(shí)也要節(jié)能環(huán)保,以盡量減少交通對環(huán)境造成的污染。綜合上述多方需求進(jìn)行考慮,在諸多緩解交通問題的對策中,建設(shè)智慧交通的應(yīng)用體系是合適義烏目前城市發(fā)展的根本解決方案。
國際貿(mào)易綜合改革試點(diǎn)的建設(shè)過程中,義烏物流行業(yè)面臨著全新的轉(zhuǎn)變和技術(shù)提升,物流和交通有著緊密結(jié)合的關(guān)系,建設(shè)智慧交通,在此基礎(chǔ)上,打造義烏的物流平臺,方便居民的生活和出行,并改善環(huán)境質(zhì)量。
在物流平臺建設(shè)方面,在關(guān)鍵交通節(jié)點(diǎn)安裝物聯(lián)網(wǎng)傳感器,運(yùn)用各種方式采集交通路況數(shù)據(jù),同時(shí)運(yùn)用GPS技術(shù)和RFID技術(shù)對車輛和貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤,掌握車輛的實(shí)時(shí)信息,以此全程動態(tài)掌握貨物的流通狀況,真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)鏈的快速便捷流通。
在城市交通擁堵問題上,在關(guān)鍵交通節(jié)點(diǎn)上的傳感器,將路況信息進(jìn)行采集,并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,之后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理,同時(shí)將結(jié)果傳遞給出行者,幫助居民能夠做出正確的決策,選取合適的出行方式和路線,避開擁堵路段和故障車輛。
在節(jié)能環(huán)保方面,據(jù)測算,智慧交通系統(tǒng)若運(yùn)用得當(dāng),將會使交通運(yùn)輸效益顯著提高,不僅能夠有效降低交通擁堵,而且還能減少油料消耗和廢氣排放近30%。
3.建設(shè)義烏智慧交通的注意事項(xiàng)
智慧交通是智慧城市建設(shè)中的一個(gè)具體應(yīng)用,建設(shè)智慧交通需要前期較大的投入和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展基礎(chǔ),特別是信息化水平,需要強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),要求建立技術(shù)先進(jìn)、不斷升級改造的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí),智慧城市的建設(shè)是一個(gè)較為長期的過程,需要進(jìn)行充分的考慮和全盤規(guī)劃,而智慧交通作為其中的一個(gè)分支應(yīng)用體系,要求在“城市綜合發(fā)展”的層面上進(jìn)行綜合考慮,與其他方面如商業(yè)、貿(mào)易、人口、能源等一起緊密結(jié)合,共同促進(jìn)城市發(fā)展。
義烏的特殊經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展背景,決定了義烏智慧城市建設(shè)中必須考慮和強(qiáng)調(diào)的重要元素,如市場、貿(mào)易、物流、人口流動等。浙江省科技廳廳長蔣泰維希望:“義烏應(yīng)圍繞智慧國際貿(mào)易體系建設(shè),打造與實(shí)體市場相結(jié)合的電子商務(wù)交易平臺、物流平臺、支付平臺和信用平臺,促進(jìn)無形市場與有形市場融合發(fā)展,并應(yīng)積極運(yùn)用電子商務(wù)、智慧物流、智慧商貿(mào)等現(xiàn)代信息技術(shù)改造提升傳統(tǒng)商貿(mào)市場,探索發(fā)展適應(yīng)義烏實(shí)際的新型電子商務(wù)模式?!痹谶@樣的背景下,智慧交通的建設(shè)需要切實(shí)結(jié)合義烏城市當(dāng)前和遠(yuǎn)期的發(fā)展情況,充分結(jié)合市場和物流的行業(yè)特點(diǎn),共同打造新型商貿(mào)城市。
作者簡介:徐燕君(1982-),女,浙江義烏人,講師,碩士研究生,從事道路工程方向的研究。
基金項(xiàng)目:金華社科聯(lián)課題――義烏智慧城市應(yīng)用體系探討,項(xiàng)目代碼為2011YB194。
【摘要】隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展以及Internet的快速普及,數(shù)字化校園在我國已經(jīng)普及,智慧型校園將是數(shù)字化校園下一階段發(fā)展目標(biāo)?!爸腔坌托@”是數(shù)字化校園升級到一定階段的表現(xiàn),它的優(yōu)勢在于進(jìn)一步挖掘信息資源的價(jià)值,集中存儲,實(shí)現(xiàn)智能化的推送,促進(jìn)知識的智慧傳播與分享。本文根據(jù)我校原有數(shù)字化校園的基礎(chǔ),提出未來構(gòu)建具有我校個(gè)性化智慧校園的構(gòu)想。
【關(guān)鍵詞】智慧型校園;中職;數(shù)字化校園
2012年3月,教育部教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年),在此背景下,我國教育信息化的發(fā)展任務(wù)確定為“數(shù)字學(xué)習(xí)和智慧校園建設(shè)”,涵蓋了智慧學(xué)習(xí)的新興技術(shù)、數(shù)字化內(nèi)容的開發(fā)、智慧教室設(shè)計(jì)、電子教材、學(xué)習(xí)助手、學(xué)習(xí)分析、教育云服務(wù)等研討專題。
一、智慧型校園概述
2008 年,美國IBM 總裁兼首席執(zhí)行官彭明盛首次提出了“智慧地球”的理念。即通過新一代的信息技術(shù)來改變?nèi)藗兊纳詈蛯W(xué)習(xí)方式,提高實(shí)時(shí)交互、信息處理能力和誘導(dǎo)反應(yīng)速度,提升整個(gè)社會的和諧發(fā)展。隨后,國內(nèi)不少學(xué)者提出了“智慧校園”的概念和建設(shè)思路。
1.智慧型校園定義.
南京郵電大學(xué)做了一個(gè)相對比較完整的“智慧校園”規(guī)劃,“智慧校園”的核心特征應(yīng)當(dāng)主要反映在三個(gè)層面:一是為廣大師生提供一個(gè)全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺,提供基于角色的個(gè)性化定制服務(wù);二是將基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)融入學(xué)校的各個(gè)應(yīng)用于服務(wù)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作;三是通過智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺,為學(xué)校與外部世界提供一個(gè)相互交流和相互感知的接口。
2.數(shù)字化校園與智慧型校園的比較。
數(shù)字化校園是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),利用先進(jìn)的信息手段和工具,將學(xué)校的各個(gè)方面,從環(huán)境(包括網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件等)到活動(包括教、學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等)數(shù)字化,逐步形成一個(gè)數(shù)字空間,從而使校園在時(shí)間和空間上獲得延伸,在現(xiàn)實(shí)校園基礎(chǔ)上形成一個(gè)虛擬校園。
智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)是前期數(shù)字校園的建設(shè)與發(fā)展,但相對于數(shù)字校園,智慧校園無論是在技術(shù)層面還是在整合度方面都有相當(dāng)大的提升。“智慧校園”是數(shù)字化校園升級到一定階段的表現(xiàn)?!爸腔坌@”要有一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施平臺,要擁有有線與無線雙網(wǎng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,要有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺和綜合信息服務(wù)平臺。
3.智慧型校園的優(yōu)勢.
智慧校園更多的是強(qiáng)調(diào)按需服務(wù)、快速反應(yīng)、主動應(yīng)對等,更多地體現(xiàn)智能、聰慧的特點(diǎn)。它相較于數(shù)字化校園的優(yōu)勢在于進(jìn)一步挖掘信息資源的價(jià)值,集中存儲,實(shí)現(xiàn)智能化的推送,促進(jìn)知識的智慧傳播與分享,系統(tǒng)互聯(lián)互通。
二、我校數(shù)字化校園現(xiàn)狀
廣西交通運(yùn)輸學(xué)校創(chuàng)辦于1959年,是廣西乃至西南地區(qū)唯一一所培養(yǎng)交通航運(yùn)和港口管理等專業(yè)人才的綜合性中等職業(yè)學(xué)校。在校生規(guī)模3000人。
1.學(xué)校具有良好的信息化基礎(chǔ)設(shè)施.
校園網(wǎng)已覆蓋辦公、教學(xué)、實(shí)訓(xùn)場所及教職工宿舍等,并通過中國電信的10M光纖接入因特網(wǎng),教學(xué)用計(jì)算機(jī)總數(shù)已達(dá)到895臺,建有16間計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室,行政辦公用計(jì)算機(jī)數(shù)量達(dá)97臺,專職行政人員全部配備辦公用計(jì)算機(jī)。
2.學(xué)校教師具有較好的信息化應(yīng)用能力。
學(xué)校90%的教師都能使用多媒體設(shè)備并制作多媒體課件,少部分課程已建立了電子教材,試題庫、電子教案、多媒體課件等教學(xué)資源庫,使用率低。
3.學(xué)校師生具備一定的信息化系統(tǒng)使用經(jīng)驗(yàn).
校園網(wǎng)上運(yùn)行有多個(gè)信息化系統(tǒng),如網(wǎng)上辦公系統(tǒng)OA、招生報(bào)名系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng),由于缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),各子系統(tǒng)之間無法兼容,數(shù)據(jù)無法共享。
三、構(gòu)建我校智慧校園建設(shè)的設(shè)想
現(xiàn)結(jié)合我校實(shí)際,提出構(gòu)建未來具有我校特點(diǎn)的智慧型校園的設(shè)想。
1.校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境.
我校校園網(wǎng)總體采用星型以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),骨干層采用三層萬兆以太網(wǎng)交換技術(shù),光纖覆蓋校區(qū)所有骨干節(jié)點(diǎn)。校園網(wǎng)依托聯(lián)通、電信兩個(gè)ISP 供應(yīng)商,擴(kuò)展為100M 出口帶寬。通過雙鏈路上聯(lián)校園網(wǎng)雙核心,采用TCP/IP 技術(shù)根據(jù)目標(biāo)進(jìn)行有效負(fù)載分流,針對每個(gè)子網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn)采取相應(yīng)安全管理措施,高效持續(xù)對每個(gè)功能子網(wǎng)提供高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)服務(wù),是兼具城域網(wǎng)性質(zhì)的跨校區(qū)新型校園網(wǎng)絡(luò)。
作為園區(qū)有線局域網(wǎng)的補(bǔ)充和拓展,利用WLAN無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將校園網(wǎng)延伸到移動用戶多、不宜部署網(wǎng)線的公共區(qū)域。在部署上采用集中控制式的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),無線網(wǎng)絡(luò)控制器是整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的核心,無線接入點(diǎn)AP分布在具體區(qū)域,無線網(wǎng)絡(luò)管理軟件對整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖形化管理。
網(wǎng)絡(luò)采用流控設(shè)備進(jìn)行出口流量管理,認(rèn)證計(jì)費(fèi)設(shè)備用于內(nèi)部上網(wǎng)認(rèn)證和互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)計(jì)費(fèi)。
2.數(shù)據(jù)基礎(chǔ).
(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。智慧校園要為教師、學(xué)生提供個(gè)性化的服務(wù),建設(shè)各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),必須要有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐,如:教師、學(xué)生的基本信息,為保證數(shù)據(jù)同步并及時(shí)更新,保持?jǐn)?shù)據(jù)一致,因此要建立統(tǒng)一的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫。
(2)資源與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。學(xué)校提供的教務(wù)管理、科研管理、協(xié)同辦公、一卡通等應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行會產(chǎn)生業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)不僅記錄了業(yè)務(wù)辦理的結(jié)果,還記錄了業(yè)務(wù)辦理的流程即工作日志。學(xué)校開發(fā)的大量教學(xué)案例、精品課程、研究成果等也構(gòu)成重要的資源數(shù)據(jù)庫。
(3)數(shù)據(jù)倉庫。應(yīng)用系統(tǒng)長期運(yùn)行積累大量的歷史數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著規(guī)律性的信息,并且由于各應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間的不同,數(shù)據(jù)存儲有關(guān)系數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、元數(shù)據(jù)等多種格式。利用ETL技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有用信息抽取、格式編碼、臟數(shù)據(jù)清洗等操作,最終將應(yīng)用數(shù)據(jù)裝載到數(shù)據(jù)倉庫中,為上層的商業(yè)智能服務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
3.以服務(wù)總線為核心的服務(wù)支撐平臺
(1)能夠提供各類信息服務(wù).
在原有的Internet訪問、Web瀏覽、文件傳輸、電子郵件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,建立校園教學(xué)管理平臺、校內(nèi)BBS、博客、CHAT等師生交互平臺,借助ISP服務(wù)商設(shè)立主頁和虛擬空間(或主機(jī)托管),并保持更新維護(hù)等。
(2)具有以下信息基礎(chǔ)設(shè)施安全管理功能.
1)訪問控制:對學(xué)校重要的信息資源和設(shè)備建立訪問控制體系,防止非法入侵。
2)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng):智能化,可以管理信息基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的集成。合理劃分子網(wǎng)、虛擬網(wǎng)絡(luò),并具有根據(jù)需要可靈活調(diào)整的功能。
3)防火墻:提升校園網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性,防止非法用戶訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的資源和非法向外傳遞內(nèi)部信息。
(3)基于一卡通的校務(wù)管理信息平臺.
以一卡通為基礎(chǔ)建立校園網(wǎng)師生身份認(rèn)證系統(tǒng)和資金結(jié)算系統(tǒng),基本達(dá)到校園工作生活的數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)以下功能的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用:
1)教務(wù)管理.
學(xué)籍管理:包括班級管理、學(xué)籍管理、學(xué)費(fèi)管理、獎懲管理、統(tǒng)計(jì)查詢、報(bào)表打印等功能模塊;
教學(xué)管理:教師管理、教學(xué)計(jì)劃、排課、補(bǔ)課、調(diào)課、網(wǎng)上評教、各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表查詢打印等;
考試管理:考試安排、補(bǔ)考安排、成績管理與分析等。
2)行政管理.
在原有校門戶網(wǎng)站基礎(chǔ)上,增加統(tǒng)一身份認(rèn)證;增加校外入口,方便校外教師訪問校內(nèi)資源。
辦公管理:包括會議管理、單位日程管理、公共信息、政務(wù)信息、政策法規(guī)查詢等;
公文管理:包括公文的起草、批閱、發(fā)送、接受、回復(fù),公文的保存和查詢,通知的發(fā)送與接受功能;
人事管理:管理和維護(hù)單位的人事信息等;
財(cái)務(wù)管理:對于學(xué)校的財(cái)務(wù)工作實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化管理;
招生管理:招生計(jì)劃、入學(xué)報(bào)到、學(xué)生資助管理、周班級綜合素質(zhì)管理、綜合考評等。
3)后勤總務(wù)管理.
設(shè)備管理:對校公用設(shè)備的購置、入賬、借用、調(diào)度和報(bào)廢進(jìn)行管理;
后勤管理:對食堂、宿舍、醫(yī)療、綠化、車輛等的管理。
4)其他服務(wù).
實(shí)現(xiàn)學(xué)生身份認(rèn)證上網(wǎng)、學(xué)生在校常規(guī)管理、學(xué)生安全信息管理、飯?zhí)娩N售管理、商店消費(fèi)管理、教職工考勤管理。
(4)具有電子教學(xué)實(shí)施系統(tǒng)功能.
網(wǎng)絡(luò)備課與授課系統(tǒng):建立以學(xué)校教學(xué)軟件和課件素材等構(gòu)成的本地化特色資源庫,為教師通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備課提供便利條件,并實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共建共享;
多媒體課件制作系統(tǒng):提供網(wǎng)絡(luò)化平臺,讓教師能利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,在網(wǎng)絡(luò)上制作多媒體課件;
多媒體教學(xué)資源開發(fā)系統(tǒng):包括開發(fā)工具和設(shè)備,可進(jìn)行多媒體信息的加工制作。在學(xué)校資源庫的基礎(chǔ)上,建立科學(xué)、合理的資源積累、優(yōu)化機(jī)制,為學(xué)科整合提供平臺基礎(chǔ);
建立基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)師生交互和答疑平臺;建立重點(diǎn)學(xué)科試題庫和在線考試系統(tǒng)。
(5)基于網(wǎng)絡(luò)流媒體的應(yīng)用.
建立無紙化考場、VOD 視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)。
(7)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)廣播教學(xué)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、課件點(diǎn)播系統(tǒng)。
4.存儲虛擬化平臺.
利用虛擬化手段(VMware vSphere 4)可以將離散的硬件資源統(tǒng)一起來以創(chuàng)建動態(tài)的共享平臺,最大限度的整合、利用資源,最大限度利用現(xiàn)有設(shè)備,為將來的云計(jì)算做好平臺基礎(chǔ),這也是智慧校園建設(shè)的重要組成內(nèi)容。
(1)服務(wù)器與存儲設(shè)置.
采用兩臺IBM System x3650 M3作為物理主機(jī)服務(wù)器,服務(wù)器通過SAN交換機(jī)與IBM System x3850 X5存儲連接,構(gòu)成光纖存儲網(wǎng)絡(luò)。在x3850 X5上選用RAID5 劃分2T 的存儲空間給虛擬化使用。這樣在ESX server下的所有虛擬機(jī)及資源都可以存儲在該空間內(nèi)。
(2)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式.
本次架構(gòu)的服務(wù)器和虛擬機(jī)采用Bridge(橋接)方式連接網(wǎng)絡(luò)。
在這種方式下,虛擬機(jī)就像一個(gè)新增加的、與真實(shí)主機(jī)有著同等地位的一臺電腦,是最簡易的從真實(shí)主機(jī)獲取資源的方法,虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)適配器通過虛擬交換機(jī)連接至真實(shí)的外部網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)之間以及與外網(wǎng)的連接。
四、總結(jié)
隨著社會的發(fā)展進(jìn)步,中職校園應(yīng)抓住21世紀(jì)數(shù)字化、信息化發(fā)展的機(jī)遇,在提高認(rèn)識、轉(zhuǎn)變觀念的基礎(chǔ)上,研究和應(yīng)用數(shù)字化平臺,建設(shè)現(xiàn)代智慧型校園。
銀江股份為杭州市公交集團(tuán)的智能公交系統(tǒng)提供了全面細(xì)致的建設(shè)方案,和后期維護(hù)服務(wù)。
交通擁堵撕扯著人們的神經(jīng)。能否有一個(gè)好的解決方法,讓我們避開擁堵,放松身心?
當(dāng)智慧城市成為各城市競相排練的標(biāo)配節(jié)目,作為智慧城市最重要的注腳之一,智慧交通同樣成為各地政府日程表的“座上客”,其解決方案成為當(dāng)務(wù)之急。
杭州市同樣如此。在與交通擁堵“長期交戰(zhàn)”中,杭州智慧交通建設(shè)水平逐漸領(lǐng)先于其他城市,并創(chuàng)造了值得借鑒和推行的特色模式。
2006年,杭州市率先在全國開通了第一條快速公交線路BRT-1號線。快速公交采用的是銀江股份有限公司(下稱銀江股份)自主研發(fā)的BRT信號優(yōu)先系統(tǒng)??焖俟坏某霈F(xiàn)為緩解杭州交通擁堵發(fā)揮了重要作用。
值得一提的是,2004年建設(shè)部關(guān)于優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的意見之時(shí),銀江股份已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到城市BRT項(xiàng)目當(dāng)中。經(jīng)過幾年的發(fā)展,銀江股份占據(jù)了杭州市智能交通市場93.29%的份額,業(yè)務(wù)觸角深入城市交通、公共交通、城市安全、航運(yùn)交通、高速交通、鐵道交通等領(lǐng)域,承擔(dān)著建設(shè)杭州智慧交通的任務(wù)。
為做好每一個(gè)智慧交通項(xiàng)目,銀江股份不斷與業(yè)主、交警支隊(duì)科研所、領(lǐng)域?qū)<疫M(jìn)行溝通聯(lián)系,在第一時(shí)間獲得項(xiàng)目信息和需求,并提供完整的解決方案。同時(shí),銀江股份也積極響應(yīng)杭州市道路交通管理部門提出的想法和思路。
在BRT項(xiàng)目建設(shè)過程中,銀江股份和杭州公交集團(tuán)進(jìn)行了反復(fù)溝通,為公交集團(tuán)的智能公交系統(tǒng)提供了全面細(xì)致的建設(shè)以及后期維護(hù)。銀江股份CEO章建強(qiáng)告訴記者:“BRT信號優(yōu)先系統(tǒng)應(yīng)用之后,杭州的公交管理進(jìn)入了快速智能化的時(shí)代,而且乘、候車環(huán)境也得到了較大完善?!?
近年來,銀江股份發(fā)展迅速,產(chǎn)品在國內(nèi)市場的占有率穩(wěn)步提升?!拔覀兊漠a(chǎn)品已經(jīng)從區(qū)域走向了全國?!闭陆◤?qiáng)高興地說。目前銀江股份的產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)駐100多個(gè)大型城市,包括上海、廣州、廈門、福州、杭州等。同時(shí)銀江股份將以RFID為主的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧交通的各個(gè)領(lǐng)域,在國內(nèi)各重要城市如杭州、上海、廣州、昆明等推動智慧交通的發(fā)展。銀江股份的產(chǎn)業(yè)布局已頗具規(guī)模,公司在國內(nèi)交通智能化綜合競爭力排名中列第一。
銀江股份的目標(biāo)并不止于此。除智慧交通外,還將觸角伸向了智慧醫(yī)療、智慧建筑、智慧教育、智慧環(huán)境、智慧能源、智慧金融、智慧旅游等各大領(lǐng)域,并成功進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興產(chǎn)業(yè)。值得一提的是,在智慧交通和智慧醫(yī)療領(lǐng)域,銀江股份在國內(nèi)行業(yè)內(nèi)綜合競爭力排名均為第一。
事實(shí)上,銀江股份在智慧城市建設(shè)方面確實(shí)實(shí)力強(qiáng)勁。此前,在上海世博會、廣州亞運(yùn)會、南京青奧會、南昌城運(yùn)會上,都承建了相關(guān)智能化項(xiàng)目,直接為這些活動提供服務(wù)。值得一提的是,銀江股份也是國內(nèi)第一個(gè)提出智慧城市理念的企業(yè),并聯(lián)合國家信息中心、富陽市政府搭建國內(nèi)首例政府云數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目。
智慧城市的推進(jìn)過程并非一帆風(fēng)順。在項(xiàng)目實(shí)施、前期溝通等方面,銀江股份遇到了很多挑戰(zhàn)。所有交警的項(xiàng)目都是按需定制,不能從一個(gè)城市完全照搬到另外一個(gè)城市?!斑@就需要我們在技術(shù)研發(fā)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)上提出更高的要求,不斷創(chuàng)新?!闭陆◤?qiáng)如是說。
銀江股份的下一站目標(biāo)是通過智能識別、移動計(jì)算、信息融合和云計(jì)算等核心自主技術(shù)的運(yùn)用,為交通、醫(yī)療、建筑、能源、教育、旅游、金融等行業(yè)用戶提供先進(jìn)的解決方案和產(chǎn)品,以創(chuàng)新帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,助力杭州智慧城市建設(shè)。
交通,是連接人、貨物和服務(wù)的重要手段,是一個(gè)城市或社區(qū)在日常運(yùn)營中不可或缺的重要元素,我們每天都在乘坐各種交通工具如小汽車、公交車、地鐵等穿梭于城市中的不同地點(diǎn)。交通系統(tǒng)的平順運(yùn)行直接影響著城市的經(jīng)濟(jì)活動和生產(chǎn)效率,也影響著人們的生活質(zhì)量和居住品質(zhì)。在過去,人類在交通方面已經(jīng)取得了不少顯著的進(jìn)步,開發(fā)了新的交通方式和基礎(chǔ)設(shè)施,如高速公路、軌道交通、公交專用快速路等等,每一次進(jìn)步都帶來了一個(gè)階段經(jīng)濟(jì)活動的提升。交通系統(tǒng)整體能力的提高創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)機(jī)會,減少了人員、貨物、服務(wù)的流動成本,促進(jìn)了城市的持續(xù)發(fā)展。
城市發(fā)展讓交通面臨挑戰(zhàn)
城市因?yàn)槠鋸?qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施,活躍的經(jīng)濟(jì)活動,豐富的文化娛樂生活而吸引著越來越多的人。 過去幾十年里,城市化進(jìn)程在全球范圍內(nèi)快速擴(kuò)展。據(jù)聯(lián)合國的一份報(bào)告估計(jì),到2050年,大約70%的世界人口將居住在城市中。在中國,根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù),1979年全國城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎剡€只有17.9%,2009年已經(jīng)達(dá)到46.6%,2011年城鎮(zhèn)人口達(dá)到51.27%。 與此同時(shí),隨著汽車進(jìn)入家庭,進(jìn)入人們的日常生活,城市里的汽車越來越多。2000年后,中國大中城市私家車更是呈井噴式增長。
盡管過去30年間中國的公路建設(shè)取得了舉世睹目的成就,城市內(nèi)道路建設(shè)也從未間斷,里程延長的同時(shí),路面也不斷加寬,但是在城市化和機(jī)動化的雙重“夾擊”下,越來越多地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)矶?。人們發(fā)現(xiàn)購買新車的喜悅在很短的時(shí)間里被堵車的煩惱所替代。而交通事故帶來的生命財(cái)產(chǎn)的損失,以及交通對能源和環(huán)境污染的壓力,隨著城市里人和車的激增而不斷加大,在大城市里尤其如此。 類似的問題在發(fā)達(dá)國家和其他發(fā)展中國家同樣存在。20世紀(jì)后期,“智能”交通的需求和概念伴隨著城市化和私人汽車的普及首先出現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家。
“智慧的交通”讓城市順暢“流動”
“智慧的交通”如何優(yōu)化對現(xiàn)有交通資源的使用,使人和物能夠有效的“流動”是城市能否持續(xù)發(fā)展首先要解決的問題。我們不僅需要紅綠燈來管控交叉路口的車輛通行,保證安全,還需要掌握道路上車流的密度/速度等數(shù)據(jù),優(yōu)化路段或區(qū)域的車流量,提升道路的通行能力。這是“智慧的交通”概念產(chǎn)生之初的核心目標(biāo)之一?!爸腔鄣慕煌ā笔菍脗鞲小⑼ㄐ藕托畔⑻幚砑夹g(shù)提高交通運(yùn)輸效率和安全性的各種應(yīng)用系統(tǒng)的總稱。
隨著人們對整合的交通服務(wù)需求的增加和認(rèn)識的深入,“智慧的交通”的范圍也從單純的道路交通監(jiān)控?cái)U(kuò)展到其它交通運(yùn)輸領(lǐng)域。通過分析車流、客流的時(shí)空規(guī)律,城市管理者可以了解城市中出行的總體需求規(guī)律,更好地規(guī)劃城市道路和區(qū)域功能,調(diào)節(jié)城市總體的交通需求;通過協(xié)調(diào)優(yōu)化不同交通模式之間的配合,城市可以有效地提升管理公共交通的運(yùn)營效率和服務(wù)質(zhì)量;整合的交通服務(wù)收費(fèi)系統(tǒng),讓市民的出行更方便, 也提高了系統(tǒng)的管理水平;通過自動識別技術(shù),自動識別記錄違章車輛,使交通執(zhí)法更加嚴(yán)格有效,從而提高交通安全性。先進(jìn)的不停車收費(fèi)系統(tǒng),可以大幅度提高公路的通行量;利用多種途徑為人們提供不同形式的實(shí)時(shí)和短期交通預(yù)測的信息服務(wù),不僅可以方便市民出行,而且起到主動化解因盲目出行加劇的擁堵的作用,讓城市更好“流動”。
IBM認(rèn)為,一個(gè)完整的“智慧的交通”應(yīng)用系統(tǒng)需要包含三個(gè)部分:各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備,可能是安裝在路端的線圈或攝像頭,微波探測器等,也可能是安裝在車船上的衛(wèi)星定位裝置,還可能是移動終端如IC卡或手機(jī),甚至收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù);將數(shù)據(jù)由采集點(diǎn)傳輸?shù)焦芾砜刂浦行牡耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò);對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析,將其轉(zhuǎn)化為交通業(yè)務(wù)智能的信息處理和服務(wù)系統(tǒng)。其中前兩部分屬于智能交通的基礎(chǔ)設(shè)施,第三部分,信息處理分析,則是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向智慧轉(zhuǎn)化的核心,是實(shí)現(xiàn)“智慧的交通”的“智慧”關(guān)鍵所在。
“智慧的交通”在中國
如今,IBM為全球多個(gè)國家的不同城市提供了從規(guī)劃咨詢到系統(tǒng)集成、分析應(yīng)用,再到運(yùn)營管理等各類服務(wù)。
鎮(zhèn)江作為江蘇省的重要城市之一,提出了“智慧鎮(zhèn)江,智慧旅游”的發(fā)展戰(zhàn)略。其中關(guān)鍵的一環(huán)就是智能的交通系統(tǒng),這包括全面升級該市各大交通中心、400多個(gè)公交站點(diǎn)以及1,000多輛公交車等。鎮(zhèn)江市政府希望依靠先進(jìn)的信息技術(shù),更好的實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的升級,提升城市智能化水平,讓市民生活更加豐富、便捷、高效。
IBM智能運(yùn)行中心(IOC)為鎮(zhèn)江市提供了城市交通網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)全景視圖,幫助鎮(zhèn)江市政府有效收集交通信息并進(jìn)行分析。利用IBM i2軟件提供的時(shí)間和地理分析技術(shù)以及IBM研發(fā)的First of a Kind(FOAK)平臺可以提升交通運(yùn)輸能力,提高公共交通系統(tǒng)的效率,同時(shí)提前預(yù)測交通堵塞現(xiàn)象。該解決方案的基礎(chǔ)是能夠模擬整個(gè)交通運(yùn)輸網(wǎng)中公交車隊(duì)和客流情況的服務(wù)資產(chǎn),它利用IBM的相關(guān)技術(shù),對公交車和公交線路實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并對公交車隊(duì)進(jìn)行調(diào)度管理。
而在浙江舟山,舟山港也通過與IBM及其業(yè)務(wù)伙伴的合作,推進(jìn)了智慧港航的建設(shè)。“智慧的舟山港”以智慧港航工程為主線,以提升管理水平、打造優(yōu)質(zhì)服務(wù)為目的,構(gòu)建面向企業(yè)的服務(wù)平臺、面向行業(yè)的監(jiān)管平臺、面向產(chǎn)業(yè)鏈的支撐平臺,建立一個(gè)全面感知、互通互聯(lián)、業(yè)務(wù)融合、協(xié)同應(yīng)用、安全可靠、機(jī)制完善的港航信息化體系。
現(xiàn)在舟山港已從總體上推進(jìn)了智慧港航的建設(shè)步伐,實(shí)現(xiàn)了四大智慧的轉(zhuǎn)變。首先,從以自我服務(wù)為主向公共服務(wù)轉(zhuǎn)變,打造服務(wù)型政府。其次,從各自為政的業(yè)務(wù)系統(tǒng)向信息整合轉(zhuǎn)變,目前已通過一期努力基本實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。第三,從以信息為主向網(wǎng)上辦事轉(zhuǎn)變,如今已完成局部實(shí)現(xiàn),未來還將進(jìn)一步深入開展此項(xiàng)轉(zhuǎn)型業(yè)務(wù)。第四,從以硬環(huán)境建設(shè)為主向系統(tǒng)性應(yīng)用轉(zhuǎn)變。信息化的核心就是應(yīng)用,只有更好的應(yīng)用信息化建設(shè)成果,才會有更廣闊的發(fā)展前景。到2015年底,智慧舟山港將在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)動、協(xié)同工作和流程優(yōu)化,并為下一步面向2020年更高層面上的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
“車聯(lián)網(wǎng)”描繪“智慧的交通”美好未來
隨著無線寬帶互聯(lián)網(wǎng)的廣域覆蓋以及智能汽車技術(shù)的發(fā)展,我們駕駛的汽車在未來幾年會大規(guī)模開始進(jìn)入車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,車輛會聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)以及城市道路監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)。
據(jù)權(quán)威市場分析公司預(yù)測,到2017年全年銷售的近一億輛新車中將有50%的車輛會聯(lián)網(wǎng),這個(gè)比例會在2020年增加到80%。 這些聯(lián)網(wǎng)的車輛會以極高的頻率(100毫秒級別)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)(上百項(xiàng)車內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)項(xiàng)目)。
這些數(shù)據(jù)會被不斷涌現(xiàn)的汽車制造銷售商、專業(yè)的車聯(lián)網(wǎng)以及政府車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理、存儲與分析,用于更智能的自主駕駛服務(wù)、更及時(shí)的車輛故障診斷預(yù)測、更實(shí)時(shí)的交通信息及誘導(dǎo)服務(wù)以提高出行效率減少城市交通擁堵。
這些車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)同時(shí)會與互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及汽車企業(yè)擁有的客戶數(shù)據(jù)進(jìn)行融合并深度挖掘,進(jìn)而更有針對性地為車主和車輛駕駛者提供豐富的信息、娛樂和電子商務(wù)服務(wù)。
IBM的大數(shù)據(jù)平臺能夠支持車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。IBM中國研究院物聯(lián)網(wǎng)研究正在將這些能力提高到更高水平,如每秒處理百萬量級的傳感器監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的處理與高效存儲、查詢等,并同車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)先的合作伙伴一起以此為基礎(chǔ)建立智慧車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及基于云計(jì)算的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺。
有望改變傳統(tǒng)的以道路或者車輛
為單一管理目標(biāo)的交通理念,
使交通管理進(jìn)入到系統(tǒng)性、整體性、
信息交互性以及服務(wù)的廣泛性新高度
快節(jié)奏的城市詮釋了我們在生活和工作過程中對交通的依賴,而伴隨著城市人口高速增長和城市出行密度的提高,城市交通擁堵問題卻越來越常態(tài)化。面對著交通阻塞、交通污染、交通事故多發(fā)以及道路通行能力低下等問題,傳統(tǒng)的思維方式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前城市化高速發(fā)展條件下人們對高質(zhì)量交通出行的要求。當(dāng)修路、車輛限行等傳統(tǒng)思維方式讓交通擁堵現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重時(shí),我們就亟需要新的思維方式來引領(lǐng)交通的發(fā)展,并以此來提高道路通行能力、緩解交通阻塞、保障交通安全、減少交通污染和改善交通環(huán)境。
而在最近,一種新的思維方式——智慧交通在信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的推動下逐漸走出概念設(shè)想進(jìn)入到具體實(shí)施階段,并有望改變傳統(tǒng)的以道路或者車輛為單一管理目標(biāo)的交通理念,使交通管理進(jìn)入到系統(tǒng)性、整體性、信息的交互性以及服務(wù)的廣泛性的新高度。而作為智慧城市整體構(gòu)造中的重要組成部份,智慧交通也成為當(dāng)今城市建設(shè)最為迫切的需求之一。
傳統(tǒng)思維的誤區(qū)
今天的城市交通,基本成為汽車交通的天下。汽車的發(fā)明直接與文化對接,并且借助文化的傳播讓越來越多的人依賴于它。從汽車發(fā)明以來,發(fā)達(dá)國家用了約100年時(shí)間走完的“汽車化”道路,我國卻只用了約20年時(shí)間就走完了,汽車交通也成為目前社會上最主要的交通方式。
統(tǒng)計(jì)顯示,我國近三年來汽車保有量連續(xù)保持接近兩位數(shù)的增長, 2012年中國汽車產(chǎn)銷量雙雙超過了1900萬輛,蟬聯(lián)世界第一位。2012年中國汽車保有量達(dá)2.4億輛,23個(gè)大中城市汽車保有量超過100萬輛,其中北京以520萬輛居全國之首,上海、廣州、深圳、杭州、天津、成都等城市的汽車保有量均超過了200萬輛。
如此巨大的汽車保有量的增加使得道路交通安全面臨諸多挑戰(zhàn)。以交通擁堵、環(huán)境污染等為代表的城市交通問題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的瓶頸。如在交通效率方面,堵車給北京造成的社會成本損失為6000萬元/天。而在交通事故方面,近年來我國道路交通事故每年發(fā)生400萬起,死亡7萬人左右,交通事故損失已經(jīng)占GDP的1%至2%。僅2001年到2010年這十年中,全國交通事故死亡人數(shù)達(dá)到90萬人,交通事故已經(jīng)成為我國國人第一傷害致死的死因。
在面對道路安全、交通效率、路網(wǎng)規(guī)劃等多方面的難題,很多政府只好通過出臺各種政策措施來從末端對交通擁堵等問題進(jìn)行治理。
有的地區(qū)采用行政管理手段來強(qiáng)制性減少出行機(jī)動車數(shù)量以及交通違章行為,比如加強(qiáng)機(jī)動車違章執(zhí)法和處罰的力度,還比如限號行駛(北京、南昌),限量購車(北京)等。
有的地區(qū)采用經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)方式通過提高成本的手段減少個(gè)人機(jī)動車類交通工具使用。比如上海以拍賣車牌價(jià)格來提高車輛使用成本,或者提高停車費(fèi)用(北京、深圳等),征收城市擁堵費(fèi)(北京、廣州、深圳、上海等城市醞釀中),征收城市排污費(fèi)(北京醞釀中)等。
也有很多地區(qū)采用提供公交資源以及提高交通資源利用效率的方式來解決交通擁堵,北京、西安、青島等城市甚至推出了定制公交線路來改善居民的出行條件。
但大家也許都感受到,這些措施并沒有從根本上解決交通問題。城市交通陷入一個(gè)惡性循環(huán),政府的行政性指令下,似乎道路永遠(yuǎn)無法滿足交通的需求。究其原因,業(yè)內(nèi)專家指出,這一方面是由于我國原有的城市布局基本在上世紀(jì)末以前定型,新的城市規(guī)劃對國內(nèi)大部分城市來說已經(jīng)不可能起到根本的作用。由于道路系統(tǒng)依附于原有的城市規(guī)劃,即使強(qiáng)制性減少出行機(jī)動車數(shù)量也不可能增加路網(wǎng)整體的通行效率,且在城市中心格局和經(jīng)濟(jì)格局基本不變的情況下,通過交通設(shè)施建設(shè)提高交通資源供給的手段的邊際效用也將產(chǎn)生遞減。
另一方面,隨著城市規(guī)模的不斷增大,城市外圍的交通也會對城市內(nèi)部的交通產(chǎn)生不斷的擠壓,迫使大路網(wǎng)的交通流量無法快速在交叉路口以及出入口分散,反而會引起更嚴(yán)重的擁堵。所以,單純以車輛和道路為目的的管理方式已經(jīng)不能滿足城市交通的需求,整個(gè)社會迫切需要對交通系統(tǒng)進(jìn)行一次系統(tǒng)的革命以解決上述問題。
那么,這種革命性的解決方式從何處著手呢?記者帶著疑問,走訪了很多業(yè)內(nèi)的專家,并閱讀了國內(nèi)外關(guān)于交通發(fā)展的大量文獻(xiàn),終于形成了一個(gè)較為清晰的思路,那就是基于我國交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展?fàn)顩r和未來的發(fā)展目標(biāo),只有采取以信息技術(shù)為核心的智慧交通,提高道路整體的使用效率和交通管理水平,才是諸多交通難題得以解決的最終答案。而智慧交通的采用,也成為一種必然的選擇。
緊跟時(shí)代的脈動
智慧交通,是融合了先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算器技術(shù)和系統(tǒng)綜合技術(shù),通過將人、車、路、環(huán)境等有機(jī)地結(jié)合起來,從而使在較大區(qū)域內(nèi)達(dá)到有序的高效運(yùn)輸,能源充分利用,環(huán)境改善和交通安全性提高的目的。
其實(shí),智慧交通的概念早已經(jīng)出現(xiàn),但對于交通運(yùn)輸這種十分依賴技術(shù)發(fā)展的行業(yè),從概念到現(xiàn)實(shí)之間相隔的是漫長的技術(shù)發(fā)展瓶頸。不過也正是因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸業(yè)的這種特性,其吸納新技術(shù)的能力才保證了智慧交通的不斷發(fā)展,特別是近期無線通信技術(shù)的進(jìn)步、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟和基于云計(jì)算技術(shù)提供的大數(shù)據(jù)處理能力的提高,智慧交通才逐漸成為現(xiàn)實(shí)。
起初,美國、日本和歐盟在上世紀(jì)90年代紛紛參與到智慧交通的研究中,這主要得益于無線通信技術(shù)為數(shù)據(jù)傳輸帶來了更高的速度和更廣的應(yīng)用范圍,而新型的傳感器技術(shù)的成熟則有助于建立起實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。而進(jìn)入到21世紀(jì)后,智慧交通的發(fā)展逐漸進(jìn)入到很多發(fā)達(dá)國家的戰(zhàn)略部署中。
比如日本國土交通省在2004年與幾十家企業(yè)開始共同開發(fā)智能公路Smartway項(xiàng)目,目的是將大量的新技術(shù),如車載導(dǎo)航系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng),車載輔助安全系統(tǒng)、自動公路系統(tǒng)與基礎(chǔ)設(shè)施(路上監(jiān)測系統(tǒng)、可變信息板、信標(biāo)、數(shù)字地圖、光纖網(wǎng)絡(luò)及專用無線通信系統(tǒng)等)進(jìn)行集成,形成開放公用的基礎(chǔ)平臺,將車載裝置一元化并實(shí)現(xiàn)車路一體化協(xié)同,以提供多種多樣的智慧交通服務(wù)。
而歐盟也在2006年啟動了合作性車輛基礎(chǔ)設(shè)施一體化系統(tǒng)(Cooperative Vehicle-Infrastructure System,CVIS)項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)、開發(fā)和測試為了實(shí)現(xiàn)車輛之間通信以及車輛與附近的路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間通信所需的技術(shù),用于提高旅客和貨物的移動性以及道路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的效率。在2010年歐盟撥款1370萬歐元開展了eCoMove項(xiàng)目,該項(xiàng)目為期3年,旨在利用車車(V2V)和車路(V2I)通信技術(shù),通過高效節(jié)能的駕駛行為和交通管理、控制方法,減少全部交通燃油消耗量的20%。
美國也在2010 年了《美國ITS戰(zhàn)略計(jì)劃2010~2014》,主要內(nèi)容涵蓋7大領(lǐng)域:出行和交通管理系統(tǒng)、出行需求管理系統(tǒng)、公共交通運(yùn)營系統(tǒng)、商用車運(yùn)營系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、先進(jìn)的車輛控制和安全系統(tǒng),每個(gè)領(lǐng)域均包含相應(yīng)的用戶服務(wù)功能,并實(shí)現(xiàn)了在多種出行方式之間共享的信息服務(wù)。實(shí)現(xiàn)多種方式信息,如路邊動態(tài)信息標(biāo)志、公路資訊電臺、公交終端的信息顯示等,常常與主干道、高速公路、公共交通和事故管理等系統(tǒng)結(jié)合起來進(jìn)行部署、管理與控制。
從全球?qū)χ腔劢煌ǖ陌l(fā)展趨勢來看,中國的發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)成熟度并沒有被落下很多。在中國信息化產(chǎn)品的廣泛普及的帶動下,中國緊跟國際智慧交通發(fā)展的潮流,國際上甚至已經(jīng)公認(rèn)基本形成了美國、日本和歐盟以及以中國等國家為代表的智慧交通的四大研發(fā)與應(yīng)用陣營。中國在智慧交通的成績,得益于多年的探索和嘗試,以及管理機(jī)構(gòu)和政府的支持以及先進(jìn)技術(shù)的使用和應(yīng)用系統(tǒng)等方面的建設(shè)。
近期,中國在持續(xù)感受到了在交通發(fā)展瓶頸的壓力下,政府的政策也開始由大規(guī)模修路向著智慧交通的方向轉(zhuǎn)變。
如交通運(yùn)輸部先后投入了8000余萬元用于城市智慧交通關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā),形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā)成果。交通運(yùn)輸部“十二五”期間組織實(shí)施的科技專項(xiàng)重點(diǎn)指向了以信息傳輸、智能分析和動態(tài)等方面的研究?;谖锫?lián)網(wǎng)的公路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測與效率提升的重大專項(xiàng),目前正在積極推進(jìn)中。此外在中小橋梁、長江航道、港口碼頭狀態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域,交通運(yùn)輸部均開展了感知和信息處理研發(fā)工作,力爭為感知交通體系的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。
至2012年末,我國已經(jīng)有超過20個(gè)省市公布了智慧交通投資計(jì)劃,涉及投資金額超過90億元,智慧交通產(chǎn)業(yè)進(jìn)入導(dǎo)入期。隨著《交通運(yùn)輸信息化“十二五”規(guī)劃》、《道路交通安全“十二五”規(guī)劃》、《道路交通科技發(fā)展十二五規(guī)劃》等多項(xiàng)政策扶持,未來10年國內(nèi)智慧交通投入將達(dá)1820億元之巨?!?013年中國城市智慧交通市場第一季度報(bào)告》顯示,在中國城市智慧交通領(lǐng)域,大項(xiàng)目已越來越常態(tài)化。2013年一季度,智慧交通市場規(guī)模同比增長69.4%,而千萬級項(xiàng)目數(shù)量同比增長80%,占到市場總規(guī)模的44.6%,占比提高2.9%。而在未來三年,住建部還將與國開行合作投資800億元用于智慧城市建設(shè)試點(diǎn)。
因此可以說,中國正好趕上了這一輪交通領(lǐng)域的變革的最好時(shí)機(jī)。中國信息技術(shù)的發(fā)展在世界上已經(jīng)名列前茅,在全面信息化的世界和智慧城市的引領(lǐng)下,中國也有望在智慧交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方面打下良好的基礎(chǔ),并且在汽車時(shí)代的普及下,我國智慧交通在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊,智慧交通也具有良好的生存土壤。
大城市競相建設(shè)智慧交通
城市,尤其是我國的大城市,集中了主要的交通樞紐、通訊樞紐和高新科技產(chǎn)業(yè)區(qū),在貢獻(xiàn)出不斷發(fā)展的GDP的同時(shí),也愈發(fā)感受到改善交通日益增大的壓力和建設(shè)智慧交通的動力。目前中國的大城市也競相建設(shè)智慧交通領(lǐng),希望將交通從“被動控制”朝著“主動誘導(dǎo)”方向轉(zhuǎn)變,以提高整個(gè)道路交通系統(tǒng)的整體安全和運(yùn)行效率。
北京市的智慧交通主要圍繞道路交通管理、公共交通管理、高速公路管理、出行信息服務(wù)、ETC不停車收費(fèi)、客貨運(yùn)輸六大領(lǐng)域進(jìn)行。目前北京市已初步建成道路交通控制、公共交通指揮與調(diào)度、高速公路管理、緊急事件管理4大類30個(gè)子系統(tǒng),分散在各交通管理和運(yùn)營部門。目前,地面公交、軌道交通、綜合樞紐、出租調(diào)度、省際客運(yùn)、高速公路、城市交通等行業(yè)企業(yè)日常運(yùn)營管理信息系統(tǒng)已經(jīng)建成,配合建設(shè)的西客站北廣場、西客站南廣場、動物園、六里橋、東直門、西直門、西苑、四惠、宋家莊、京北太平莊(北苑北)、蘋果園、望京和北京南站等13處大型綜合換乘交通樞紐已經(jīng)全部進(jìn)行了信息系統(tǒng)建設(shè);而交通運(yùn)行協(xié)調(diào)指揮中心和路網(wǎng)運(yùn)行、運(yùn)輸監(jiān)管、公交安保三個(gè)分中心也基本形成了一體化、智能化綜合交通指揮支撐體系,它們共同組成了北京市的數(shù)據(jù)共享交換中樞、綜合運(yùn)輸協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)中樞、信息中心和緊急情況下的交通安全應(yīng)急指揮中心。此外,交通專用地理信息系統(tǒng)、浮動車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、公交一卡通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、公路網(wǎng)(含高速公路)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、營運(yùn)性車輛運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系也基本建設(shè)完成,并初步建成了以網(wǎng)站、熱線、手機(jī)、車載導(dǎo)航等多種形式為載體的公眾出行信息服務(wù)體系。
上海市科委在2013年7月《上海推進(jìn)大數(shù)據(jù)研究與發(fā)展三年行動計(jì)劃(2013~2015年)》,把智慧交通列為重點(diǎn)領(lǐng)域之一。而高德紅外、四維圖新、東軟集團(tuán)等公司也被選定與上海市政府合作建設(shè)智慧交通公共服務(wù)平臺。據(jù)悉,上海智慧交通信息平臺的重點(diǎn)是打造交通信息服務(wù)平臺,平臺將匯集上海市內(nèi)高速、航空、航運(yùn)等交通信息,還會對氣象、人口、環(huán)境、土地等行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總以分析其對交通的影響,最終實(shí)現(xiàn)對交通擁堵情況的預(yù)測,實(shí)現(xiàn)智慧出行。而作為參與國際經(jīng)濟(jì)大循環(huán)的重要口岸城市,上海港每年完成的外貿(mào)吞吐量占全國沿海主要港口的20%左右,所以上海還計(jì)劃匯聚整合全球港口、貨物、船舶等數(shù)據(jù),融合多源物聯(lián)網(wǎng)、北斗導(dǎo)航等數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)航運(yùn)數(shù)據(jù)共享服務(wù),建立基于大數(shù)據(jù)的現(xiàn)代航運(yùn)物流服務(wù)體系。
而天津這個(gè)擁有600年歷史積淀的古老商埠,在濱海新區(qū)開發(fā)開放納入國家總體發(fā)展戰(zhàn)略布局后,正與長江、珠江經(jīng)濟(jì)帶進(jìn)行比翼齊飛,交通建設(shè)可謂重中之重。天津市依托市政府重點(diǎn)道路工程項(xiàng)目建設(shè),主要建設(shè)了400處規(guī)模的交通流微波檢測系統(tǒng)、55處規(guī)模的交通誘導(dǎo)顯示系統(tǒng)、1500處規(guī)模的視頻監(jiān)控和電子警察系統(tǒng)、300處規(guī)模的中心城區(qū)交通信號區(qū)域協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。天津市也初步實(shí)現(xiàn)了交通信號控制系統(tǒng)、交通閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、交通信息采集系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)顯示系統(tǒng)、交通事件檢測系統(tǒng)、警車和警員衛(wèi)星定位系統(tǒng)、110接處警系統(tǒng)、警員數(shù)字執(zhí)法系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)的集成,各應(yīng)用系統(tǒng)間信息實(shí)現(xiàn)了共享。
廣州市智慧交通系統(tǒng)構(gòu)建包括廣州市交通信息共用主平臺、物流信息平臺、路面交通狀況監(jiān)視與監(jiān)測、靜態(tài)交通管理系統(tǒng)等智慧交通系統(tǒng)的主框架。如今,廣州聯(lián)通已經(jīng)與廣州市交委、公安局、氣象局、體育局、旅游局、百靈時(shí)代傳媒集團(tuán)、羊城通公司等 300 余家單位達(dá)成了合作,聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈廠家,共同開發(fā)沃·行訊通、沃·警民通、公交 Wi-Fi等 70 多項(xiàng)應(yīng)用產(chǎn)品。在不久的將來,羊城市民可以通過網(wǎng)站、熱線、手機(jī)、車載導(dǎo)航等多種形式,實(shí)時(shí)掌握路況信息,提前安排出行;隨著智慧程度的不斷加深,路況信息的準(zhǔn)確程度也將逐步提升。
此外,武漢、重慶、西安、鄭州、徐州、成都、沈陽等重點(diǎn)交通樞紐城市也在將解決交通問題的落腳點(diǎn)回歸到智慧交通管理上。而智慧交通,在最大限度地提高運(yùn)輸效率、保障交通安全、降低環(huán)境污染、節(jié)約能源的同時(shí),也在積極促進(jìn)各地經(jīng)濟(jì)取得長效發(fā)展。
產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐加快
目前我國智慧交通已經(jīng)得到多項(xiàng)政策扶持,隨著電信運(yùn)營商、IT廠商、汽車廠家等聯(lián)手推動以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用,與智慧交通相關(guān)的產(chǎn)業(yè)正逐漸進(jìn)入市場導(dǎo)入期。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì),在2013~2020年間,中國城市智慧交通市場規(guī)模將保持高速增長態(tài)勢,與智慧交通產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的企業(yè),如設(shè)備提供商、軟件開發(fā)商、系統(tǒng)集成商和平臺運(yùn)營商都有望進(jìn)一步打開市場空間。
如在城市交通領(lǐng)域,北京、上海、深圳等大城市交通綜合信息平臺、城市公共交通車輛以及出租車的車輛指揮與調(diào)度系統(tǒng)、全球定位與車載導(dǎo)航系統(tǒng)、城市綜合應(yīng)急系統(tǒng)都將進(jìn)行大規(guī)模的建設(shè)。具備完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工能力,擁有大規(guī)模的軟件和硬件研發(fā)與生產(chǎn)能力和完善的子公司與售后服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的綜合系統(tǒng)集成商獲得了大量的市場機(jī)會。此外,包括上海大眾、一汽大眾、比亞迪、寶馬公司、通用汽車等幾十家汽車企業(yè)以及部分公共汽車公司也在智慧交通領(lǐng)域與我國相關(guān)部門開展了大量合作。如上海聯(lián)通的“智能公交”將車輛指揮調(diào)度、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、公交信息功能融為一體,實(shí)現(xiàn)了公交車輛動態(tài)管理、科學(xué)調(diào)度。上海聯(lián)通還與寶馬公司推出了“互聯(lián)駕駛”全新的智能駕駛模式,讓中國消費(fèi)者擁有更便捷更高端的駕駛體驗(yàn)。
在制約智慧交通發(fā)展和發(fā)揮效用的‘軟實(shí)力’建設(shè)方面,大量優(yōu)秀的‘軟件系統(tǒng)’也在進(jìn)行著系統(tǒng)化的進(jìn)步,以與大量基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行配套。如在車載導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域,東軟集團(tuán)研發(fā)的“Telematics”系統(tǒng)集無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和車載電腦于一體,目前已經(jīng)被BMW5 系、7系、BENZ ML、卡迪拉克 CTS、謳歌等汽車的部分型號轎車選用。在語音交互領(lǐng)域,科大訊飛公司針對汽車內(nèi)的語音交互場景開發(fā)了汽車語音助理產(chǎn)品,可以讓用戶以自然語言在駕駛過程中使用導(dǎo)航、音樂、電話、路況等查詢功能。在未來,語音交互技術(shù)有望結(jié)合顯示屏技術(shù)成為用戶與車和汽車信息服務(wù)溝通的橋梁和主要通道。
作為一個(gè)極富機(jī)遇的領(lǐng)域,車聯(lián)網(wǎng)正在吸引各大公司紛紛進(jìn)入以推動信息化與汽車工業(yè)深度融合。中國聯(lián)通、中國移動、中國電信等電信運(yùn)營商紛紛加速升級移動通信網(wǎng)絡(luò),并與相關(guān)車企及車載終端制造商和大數(shù)據(jù)平臺合作,為車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展鋪了暢通的高速公路。如中國電信在上海南京建立了兩大交通行業(yè)信息化研究基地,并針對乘用車、商用車市場,結(jié)合預(yù)裝、后裝的不同的需求打造了專業(yè)的交通信息服務(wù)團(tuán)隊(duì)。而上汽榮威350、吉利的G-NetLink,華泰的TIVI,一汽D-Partner,長安汽車Incall等自主品牌汽車廠相繼開始實(shí)施推出車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
在無人駕駛汽車領(lǐng)域,我國也已經(jīng)走過了從上世紀(jì)80年代著手研究到現(xiàn)在開始實(shí)踐檢驗(yàn)的三十余年艱苦歷程。目前,國防科技大學(xué)研制的紅旗HQ3無人車完成了286公里的高速全程無人駕駛實(shí)驗(yàn);軍事交通學(xué)院研制的無人駕駛智能汽車“軍交猛獅Ⅲ號”也完成了從北京到天津間的測試;同時(shí),比亞迪、中國一汽等車企也正展開無人駕駛的研發(fā)。據(jù)悉,我國無人駕駛汽車的研發(fā)已經(jīng)突破了一系列關(guān)鍵技術(shù),正在向世界先進(jìn)水平相靠攏。而業(yè)內(nèi)估計(jì)到 2020 年,無人駕駛汽車可能成為道路上的常態(tài),無人駕駛也將引爆 21世紀(jì)的汽車革命。
在智能高速公路建設(shè)方面,一系列新的技術(shù)如三維激光掃描技術(shù)、瀝青路面耐久性技術(shù)、橋梁高性能混凝土技術(shù)結(jié)合突發(fā)事件聯(lián)動處置軟件集成等在河北、北京、河南等多個(gè)地區(qū)得到了應(yīng)用;而手機(jī)支付、網(wǎng)絡(luò)銀行、車載的RFID標(biāo)簽等也在高速公路智能化改造中得到應(yīng)用,極大地方便了駕駛員在停車場和高速公路交費(fèi),并促進(jìn)未來車輛終端的智能化發(fā)展。
多部門驅(qū)動&合作共贏
由于城市智慧交通體系將涉及相關(guān)的市民、公安交通管理、交通部門車輛管理、城市建設(shè)、通信等相關(guān)部門工作,因而未來城市智慧交通的發(fā)展過程必然是一個(gè)涉及以交通與公安為主的多部門驅(qū)動的發(fā)展過程。對我國而言,由于交通系統(tǒng)的發(fā)展涉及交通運(yùn)輸部、發(fā)改委、高校和研究機(jī)構(gòu)、公安交管部門、消防部門、保險(xiǎn)監(jiān)管部門、國家級檢測機(jī)構(gòu)等多重部門,智慧交通系統(tǒng)的發(fā)展必將表現(xiàn)為綜合化、多部門驅(qū)動型的發(fā)展模式。
而這種態(tài)勢也決定了我國智慧交通產(chǎn)業(yè)必須采用合作共贏的策略才可能做大做強(qiáng)??v觀我國智慧交通行業(yè)的發(fā)展,很多問題還遠(yuǎn)未解決。我國智慧交通目前集中于解決車與人的問題,在車路協(xié)同等前沿技術(shù)領(lǐng)域還處于初步探索階段;此外,在大城市區(qū)域交通智能化控制、交通仿真、個(gè)性化交通服務(wù)等技術(shù)領(lǐng)域有待于進(jìn)一步開發(fā)。此外,我國智慧交通行業(yè)還需要提高產(chǎn)品的核心競爭力,掌握核心關(guān)鍵技術(shù);需要建立統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范體系;需要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈合作和資源整合,建立成熟的商業(yè)運(yùn)營模式等。不僅如此,交通問題是民生問題, 需要社會各方長期共同的努力,也需要營造一個(gè)健康的生態(tài)環(huán)境,“中國式過馬路”等不良社會現(xiàn)象時(shí)刻影響著智慧交通的正常運(yùn)行。
不過從目前的發(fā)展環(huán)境來看,我國智慧交通產(chǎn)學(xué)研合作體系和產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展正在加速形成,隨著更多汽車廠商、電子廠商、通信運(yùn)營商、地方政府參與到智慧交通的建設(shè)中來,包括供應(yīng)商、運(yùn)營商、政府和消費(fèi)者間的完善的智慧交通產(chǎn)業(yè)鏈正在快速形成,而智慧交通信息收集、共享、開發(fā)和利用的市場機(jī)制與發(fā)達(dá)國家的差距也在縮小。而作為世界上最大的汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國,中國也將見證智慧交通系統(tǒng)發(fā)展回饋的大量社會經(jīng)濟(jì)效益。
一、北京城市交通的歷史追溯
近幾年伴隨著首都經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大城市集聚效應(yīng)日趨明顯,北京交通出行環(huán)境不斷復(fù)雜化,交通安全隱患在增多。北京實(shí)施“公交優(yōu)先”戰(zhàn)略,大力發(fā)展公共交通,公交設(shè)施得到改善,但在舒適性、可及性方面存在很大偏差。智慧城市、智慧交通則為解決城市交通問題提供了新思路。
歷史上的城市分割布局導(dǎo)致的交通擁堵及早期修筑道路遺留的問題,是北京交通擁堵無法逃避的根源。在當(dāng)時(shí)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)相對不發(fā)達(dá)、人口和車輛都相對較少的情況下,問題并不突出??墒怯捎诔鞘胁煌δ軈^(qū)的疊加,近些年擁堵已經(jīng)成為了一種常態(tài)。北京早期交通線路的設(shè)計(jì)很大程度上并沒有考慮到日后北京的高速發(fā)展,同時(shí)也因?yàn)槎喾N原因存在許多不合理的路線。如:西客站周邊的道路,公共交通工具很多,擁堵是家常便飯。北京不少立交橋同樣存在諸多問題:建國后北京的立交橋在短時(shí)間內(nèi)建成很多,在當(dāng)時(shí)條件下被認(rèn)為是一種技術(shù)進(jìn)步。但是倉促的時(shí)間導(dǎo)致設(shè)計(jì)上的諸多紕漏,最后造成不少立交橋上不去、下不來、司機(jī)見了暈頭轉(zhuǎn)向等情況,使得擁堵更為頻繁易發(fā)。
而當(dāng)政府對城市交通缺乏有效管理的情況下,新建的道路設(shè)施會引發(fā)新的道路需求,而交通需求總是超過道路供給。也就是說,不管政府投入多大的人力財(cái)力,結(jié)果必然導(dǎo)致交通擁堵,“當(dāng)斯定律”描述的情形對于分析今天北京的交通擁堵問題仍然有效[1]。城市建設(shè)應(yīng)該規(guī)避交通設(shè)施可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)問題,同時(shí)重新規(guī)劃不合理線路設(shè)計(jì)。隨著宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鄉(xiāng)差距的逐步減小,北京市中心的常住人口在一定時(shí)期之后會有所下降。在這種情況下,根據(jù)交通承載力,可逐步對不合理的路線等進(jìn)行重新改建。
二、北京交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀與問題
(一)從人口規(guī)??幢本┙煌ìF(xiàn)狀
隨著人口和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,北京市的交通出行量逐年增加。2011年北京市常住人口由2005年的1538萬人增加到2018.6萬人。人口的絕對數(shù)量從兩個(gè)點(diǎn)導(dǎo)致了或者加重了城市交通擁堵問題:一是公共交通工具和線路相對有限,很大程度上無法滿足不斷增長的人口的出行需求。二是私家車保有量極高。2011年,北京全市機(jī)動車擁有量為498.3萬輛,其中私人擁有量為389.7萬輛,分別為2005年的1.9倍和2.5倍。人多車多,加之交通線路在一定程度上的不合理,堵車幾乎成為北京的“風(fēng)景線”。
(二)從公共交通發(fā)展看北京交通現(xiàn)狀
隨著北京社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,交通壓力日趨緊張。北京于2006年、2009年先后出臺了《關(guān)于優(yōu)先發(fā)展公共交通的意見》和《綠色交通行動計(jì)劃(2009-2015)》,通過加大軌道交通建設(shè)力度、全面更新公交車輛、優(yōu)化公交線網(wǎng)、實(shí)施低票價(jià)、設(shè)立專用道等一系列措施,大力推進(jìn)“公交城市”建設(shè)[2]。2011年北京市居民出行中公共交通的承擔(dān)率突破40%,但與其他國際化大都市60%-80%的公交承擔(dān)率相比仍顯較低。2011年末,全市軌道交通運(yùn)營線路為15條,運(yùn)營線路長372公里,比2005年增加258公里;全市公路里程達(dá)到21319公里,比2005年增加6623公里,以年均6.4%的速度增長;全市城市快速路達(dá)到263公里,干線公路里程達(dá)3462公里,分別比2005年末增長14.3%和15.6%,二級及以上公路里程占干線公路總里程的比例從63.5%提高到88.6%;全市公共電汽車運(yùn)營線路為740條,比2005年增加118條,運(yùn)營線路長19338公里,運(yùn)營車輛達(dá)2.2萬輛,比2005年增加0.3萬輛。整體來看,北京公共交通在一定程度上緩解了交通壓力,但并不能完全解決交通擁堵問題。以北京地鐵為例,存在有的站點(diǎn)之間間距過大而又缺少其他公共交通補(bǔ)給等問題。
(三)從道路面積看北京交通現(xiàn)狀
2011年底,北京市公路道路總里程達(dá)到了28446公里,城市道路總面積達(dá)9164萬平方米,城市交通基礎(chǔ)設(shè)施承載能力得到提升。道路供給總量逐年增加,供給結(jié)構(gòu)也有小幅度調(diào)整。但從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果看,道路交通擁堵現(xiàn)象仍客觀存在,城市道路設(shè)施仍顯脆弱。除道路、車輛及行人之外,北京交通還應(yīng)考慮行政管理和優(yōu)化配套公共設(shè)施。建議設(shè)置更多的公共自行車租賃點(diǎn),鼓勵市民綠色出行??蛇z憾的是,機(jī)動車經(jīng)常占據(jù)自行車道,有的路段甚至沒有自行車道,或者自行車道和機(jī)動車道之間沒有任何隔離等,這都增加了綠色交通的危險(xiǎn)系數(shù)。因此,與城市道路交通相配套的諸多公共設(shè)施和服務(wù)都需進(jìn)一步完善。
(四)從機(jī)動車擁有量看北京交通狀況
據(jù)《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒2012》統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,北京市的機(jī)動車擁有量增長明顯,各類汽車的年增長率都很高。如2011年,北京市的機(jī)動車擁有量高達(dá)498.3萬輛,為2010年的103.6%。
三、北京建設(shè)智慧交通的理論與實(shí)踐
(一)智慧交通的形成機(jī)理
建立智能交通系統(tǒng)是智慧城市的主要應(yīng)用功能之一。智能交通系統(tǒng)是指通過道路收費(fèi)系統(tǒng)、多功能智能交通卡系統(tǒng)、數(shù)字化交通智能信息管理系統(tǒng)等多種模式的數(shù)據(jù)整合,提供基于交通預(yù)測的智能交通燈控制、交通疏導(dǎo)、出行提示、應(yīng)急事件處理管理平臺,幫助進(jìn)行城市路網(wǎng)優(yōu)化分析,為城市規(guī)劃決策提供支持[3]。智能交通管理系統(tǒng)的建立實(shí)施在一定程度上緩解交通壓力的同時(shí),也存在一系列亟待解決的技術(shù)難題,例如海量數(shù)據(jù)存儲與處理問題,多信號非接觸傳輸問題、通訊規(guī)約問題等。
北京智能交通的發(fā)展主要體現(xiàn)在:高速公路電子收費(fèi)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、危險(xiǎn)品運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、奧運(yùn)交通指揮中心、出租汽車調(diào)度及浮動車信息采集系統(tǒng)等。以“一個(gè)中心、三個(gè)平臺、八大應(yīng)用系統(tǒng)”為框架,涵蓋171個(gè)子系統(tǒng)的智能交通管理體系,包括指揮調(diào)度、交通控制、交通監(jiān)測、交通信息服務(wù)等[4]。近年來建成的北京市交通運(yùn)行協(xié)調(diào)指揮中心(TOCC)是全市交通綜合運(yùn)輸協(xié)調(diào)、交通安全應(yīng)急指揮、數(shù)據(jù)共享和信息中樞。建成了軌道交通指揮中心一期工程,實(shí)現(xiàn)了全部既有軌道交通線路智能化運(yùn)營調(diào)度。拓展道路交通違法監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用范圍,首次在公交車輛安裝110套移動監(jiān)測設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)控占用公交車道的違法行為[5]。
隨著新技術(shù)的出現(xiàn),在TOCC、智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了“智慧交通”的理念。充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過移動計(jì)算、智能識別、數(shù)據(jù)融合、云計(jì)算等技術(shù),形成智慧交通系統(tǒng)。智慧交通系統(tǒng),是指將電子、信息、通訊、控制、車輛以及機(jī)械等技術(shù)應(yīng)用于交通領(lǐng)域并能迅速、靈活、正確地理解和提出解決方案,以改善交通狀況,使交通發(fā)揮最大效能的系統(tǒng)。從智能交通系統(tǒng)到構(gòu)建智慧交通體系,需要加快推進(jìn)綜合交通服務(wù)和管理系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能出行服務(wù)系統(tǒng)、交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)、數(shù)字公路綜合信息服務(wù)系統(tǒng)、出租車與公交車智能服務(wù)管理系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、港口信息管理系統(tǒng)等智慧交通應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),從而進(jìn)一步提高城市交通的科學(xué)管理和組織水平[6](圖1)。智慧軌道交通行業(yè)的發(fā)展建立在數(shù)字化和控制管理的智能化基礎(chǔ)上,“更透徹的感知、更廣泛的互聯(lián)互通和更深入的智能化處理能力”是智慧軌道交通的基本特征,它以智能信息處理技術(shù)、全聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感技術(shù)為支撐,構(gòu)建和展示“高效、便捷、安全、可視、可預(yù)測、環(huán)保和智慧”的、高科技和現(xiàn)代化的綜合性軌道交通系統(tǒng)[7]。同時(shí)發(fā)展智慧型的快速公交系統(tǒng)和軌道交通,可以降低碳排放強(qiáng)度[8],符合綠色經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢。
(二)北京智慧交通的實(shí)踐狀況
智慧交通在世界上已經(jīng)有了一些成功實(shí)踐例子。如,新加坡采用的“智能交通預(yù)測系統(tǒng)”,由計(jì)算機(jī)化交通信號系統(tǒng)、電子掃描系統(tǒng)、城市快速路監(jiān)控系統(tǒng)、接合式電子眼以及道路計(jì)價(jià)系統(tǒng)組成,在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)預(yù)測交通流量,幫助交通控制人員預(yù)判、管理交通流,防止交通堵塞。瑞典斯德哥爾摩啟用新智能收費(fèi)系統(tǒng),使交通量減少22%,排放物減少12%-40%。
北京智慧交通管理系統(tǒng)由交通流自動采集、分析、處理及信息系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、交通指揮調(diào)度綜合集成系統(tǒng)、交通管理數(shù)字化執(zhí)法信息管理系統(tǒng)、交通事故分析處理與交通安全控制系統(tǒng)、對外交通信息服務(wù)系統(tǒng)、交通管理綜合業(yè)務(wù)信息管理及輔助決策系統(tǒng)、交通管理寬帶網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)八個(gè)子系統(tǒng)組成[9]。北京市已經(jīng)開始試點(diǎn)“智能停車位引導(dǎo)”建設(shè),在道路兩側(cè)建設(shè)引導(dǎo)停車的路牌。另外,為實(shí)現(xiàn)“公交優(yōu)先”原則,北京出臺了增加公交車輛和線路、設(shè)立公交專用線、完善公交基礎(chǔ)設(shè)施等一系列專門政策措施。其中公交智能化調(diào)度系統(tǒng)的基本目標(biāo)是解決公交車輛運(yùn)行中無序、失控與低效的狀態(tài),解決與首都公交可擔(dān)負(fù)城市旅客出行的主導(dǎo)地位不相適應(yīng)的矛盾。把通信控制、衛(wèi)星定位、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)營組織科學(xué)地結(jié)合,運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論方法進(jìn)行綜合集成,實(shí)現(xiàn)集運(yùn)營指揮調(diào)度、綜合業(yè)務(wù)通信、乘客信息服務(wù)等為一體的智能化公交管理系統(tǒng)[10]。據(jù)調(diào)查,北京市順義區(qū)的公交智能指揮調(diào)度中心項(xiàng)目總投資386萬元,由指揮平臺、車載定位系統(tǒng)、車輛和場站監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)組成,目前已在順義區(qū)內(nèi)的48條線路469輛公交車、4處公交樞紐、16個(gè)公交車站安裝了指揮監(jiān)控終端。調(diào)度中心通過公交車上安裝衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、在重點(diǎn)站臺安裝監(jiān)控系統(tǒng)等措施,實(shí)現(xiàn)對運(yùn)營車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及車內(nèi)圖像采集。公交智能指揮調(diào)度中心能夠根據(jù)監(jiān)控各種數(shù)據(jù)采集結(jié)果,判斷車輛運(yùn)行情況,及時(shí)發(fā)出指令,調(diào)度全區(qū)公交運(yùn)行。通過衛(wèi)星定位和視頻監(jiān)控,指揮中心隨時(shí)掌握車輛的運(yùn)行速度、所在位置、是否晚點(diǎn)等信息。此外,系統(tǒng)設(shè)置了報(bào)警功能,對車輛甩站、超速、嚴(yán)重堵車、首末班車不準(zhǔn)時(shí)等進(jìn)行提示。指揮中心人員根據(jù)各種情況,通過系統(tǒng)向安裝在公交車上的GPS顯示器發(fā)送短信進(jìn)行提示,也可通過指揮中心的話筒向司機(jī)發(fā)出語音提示。每輛車的司機(jī)座位旁都安裝有一個(gè)緊急按鈕,一旦出現(xiàn)緊急情況,司機(jī)可通過按鈕向指揮中心報(bào)警。智能指揮調(diào)度中心運(yùn)行以來,順義區(qū)境內(nèi)公交正點(diǎn)率提高近10個(gè)百分點(diǎn),公交服務(wù)投訴類糾紛顯著減少,市民乘公交出行的意愿明顯增強(qiáng),境內(nèi)公交刷卡率由86.36%提升到89.47%。
“馬路上車多,地鐵里人多,無論向哪個(gè)方向出行,都只能面臨一個(gè)‘堵’字”,這是北京城市交通的真實(shí)寫照。在北京,早晚高峰期間出行的確是一件讓人痛苦的事情。
作為首都,北京的城市空間規(guī)模在不斷擴(kuò)大而且速度驚人,這使得交通系統(tǒng)的承載能力和城市運(yùn)行面臨非常大的挑戰(zhàn)。以北京的地鐵軌道交通為例,隨著四條新線路的開通運(yùn)行,日客運(yùn)量在今年5月份已經(jīng)突破1100萬。與此同時(shí),北京提出建設(shè)中國特色世界城市、緩解城市資源環(huán)境壓力、保障民生的城市發(fā)展目標(biāo),如何打破市民“出行”困境,成為首當(dāng)其沖的任務(wù)。
北京市交通運(yùn)行監(jiān)測調(diào)度中心副主任張可認(rèn)為,面向多模式的交通運(yùn)行服務(wù)需求,打造智能化的綜合交通運(yùn)輸協(xié)調(diào)體系是出路所在,也就是建設(shè)北京的“大交通,大智慧”。根據(jù)規(guī)劃,北京將逐步建立以交通運(yùn)行監(jiān)測調(diào)度中心為核心的新一代智能綜合交通管理與服務(wù)體系,基于新一代的通信平臺、全流程數(shù)據(jù)采集、處理與決策支持的新方法,著重建立“一個(gè)中心、六大平臺”,為交通運(yùn)輸規(guī)劃管理決策、運(yùn)營組織服務(wù)和公眾出行提供城鄉(xiāng)一體化的新應(yīng)用與新服務(wù),實(shí)現(xiàn)人、車、路及環(huán)境信息互通和諧運(yùn)轉(zhuǎn)。
大交通
北京智能交通的建設(shè)總體分為八大領(lǐng)域。
首先是在城市路網(wǎng)的動態(tài)信息服務(wù)方面,北京基于出租車動態(tài)GPS數(shù)據(jù)自主研制了國內(nèi)首套最大規(guī)模的動態(tài)交通服務(wù)系統(tǒng),并推廣到國內(nèi)29個(gè)城市。汽車廠商也已經(jīng)把動態(tài)導(dǎo)航終端作為前裝設(shè)備,而電信運(yùn)營商則通過增值服務(wù)的方式為老百姓提供動態(tài)的出行服務(wù),一些大的門戶網(wǎng)站也開始通過浮動車系統(tǒng)為老百姓提供動態(tài)的信息服務(wù)。
地面公交建成了地面公交智能調(diào)度指揮中心、公交救援搶險(xiǎn)等9大應(yīng)用系統(tǒng),每條線都配有相應(yīng)的智能運(yùn)營道路情況,地面公交智能調(diào)度運(yùn)行體系基本形成,并且開始進(jìn)行實(shí)時(shí)的地面公交信息服務(wù)系統(tǒng)的研發(fā),通過智能手機(jī)終端軟件、網(wǎng)站、電子顯示屏等多種方式向公眾公交實(shí)時(shí)到站信息。
地鐵軌道交通建成了北京軌道交通指揮中心,共接入17條運(yùn)行線路,掌握的信息資源包括行車信息、客流信息、視頻圖像,實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行統(tǒng)一指揮、逐級負(fù)責(zé)、協(xié)調(diào)聯(lián)絡(luò),建成了全路網(wǎng)的票務(wù)清算管理中心,實(shí)現(xiàn)了20個(gè)重點(diǎn)車站出入口換乘通道客流的實(shí)時(shí)監(jiān)測,并且結(jié)合自動售檢票數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)客流動態(tài)監(jiān)測服務(wù)。
出租汽車方面,北京在今年6月1日正式推出了出租電召平臺,96106整合了全市5家出租調(diào)度中心電話叫車業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)了電話按規(guī)轉(zhuǎn)接、訂單按規(guī)轉(zhuǎn)派等功能,向市民提供聯(lián)合電召服務(wù)。同時(shí),現(xiàn)在正在建設(shè)出租車監(jiān)管信息平臺,落實(shí)出租汽車企業(yè)的主體責(zé)任,實(shí)現(xiàn)全市出車率、電召率、投訴率、違章率這幾個(gè)重點(diǎn)的行業(yè)運(yùn)行指標(biāo)的全面監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)對出租汽車企業(yè)的考核及監(jiān)管。
在停車管理上實(shí)現(xiàn)了停車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的全面整合,推進(jìn)路側(cè)停車電子收費(fèi)系統(tǒng)示范工程,在東城、西城、朝陽三個(gè)區(qū)進(jìn)行試點(diǎn),并且現(xiàn)在已經(jīng)組建了全市的停車管理中心。同時(shí)在CBD、金融街、西單商業(yè)區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域建立了停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。
而公共自行車的設(shè)置主要是考慮出行最后一公里的問題,通過公租自行車讓老百姓在最后一公里的出行得到方便。整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)開始試運(yùn)營,現(xiàn)在投入的自行車總量達(dá)到14000輛,已經(jīng)在東城、朝陽等區(qū)提供公共自行車的租賃服務(wù),后續(xù)會在豐臺等其他幾個(gè)區(qū)大面積鋪開。同時(shí)制定了《北京市公共自行車經(jīng)營服務(wù)規(guī)范》等地方標(biāo)準(zhǔn),為了監(jiān)管運(yùn)營企業(yè)的運(yùn)營行為,還建立了公共自行車統(tǒng)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)。
另外是綜合交通樞紐建設(shè),北京市依托交通部信息示范工程建設(shè)了東直門綜合客運(yùn)樞紐信息平臺示范工程,通過該平臺實(shí)現(xiàn)樞紐集約化管理、應(yīng)急處置的集中控制,便捷化乘客信息服務(wù)。提高了樞紐運(yùn)行換乘效率,以及樞紐信息服務(wù)水平等。
在電子支付和電子收費(fèi)領(lǐng)域,一個(gè)是市政交通一卡通的推廣,目前已經(jīng)覆蓋了全國的地面公交、軌道交通、公共自行車和部分出租車及停車場,累計(jì)發(fā)卡量5000多萬張,日均刷卡量1500萬次左右。另一個(gè)是ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng),覆蓋100%收費(fèi)站,建有412條ETC車道,用戶已超百萬,平均通行比例達(dá)到30%,高峰時(shí)段主要收費(fèi)站點(diǎn)接近50%,京津冀區(qū)域高速公路實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)。
大智慧
而把這八大領(lǐng)域串聯(lián)整合在一起的便是有北京智慧交通神經(jīng)中樞之稱的交通運(yùn)行監(jiān)測調(diào)度中心——TOCC。
TOCC是北京市綜合交通運(yùn)輸協(xié)調(diào)體系的重要組成部分,成立的初衷就是要促進(jìn)北京市交通發(fā)展模式從各行業(yè)獨(dú)立運(yùn)行向綜合協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)全市綜合交通運(yùn)輸?shù)慕y(tǒng)籌、協(xié)調(diào)和聯(lián)動。北京對TOCC的定位是“四個(gè)中心”——權(quán)威、全面、實(shí)時(shí)的交通數(shù)據(jù)中心,交通運(yùn)行狀況的監(jiān)測預(yù)警中心,多種交通方式的運(yùn)行協(xié)調(diào)中心,以及統(tǒng)一對外的綜合交通信息中心,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)測、協(xié)調(diào)聯(lián)動、決策支持與信息服務(wù)。
“從建設(shè)情況來看,截止到現(xiàn)在,我們已經(jīng)整合接入行業(yè)內(nèi)外的27個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)、6000多項(xiàng)靜動態(tài)數(shù)據(jù),6萬多路視頻,這些視頻系統(tǒng)都是我們跟交通相關(guān)的各部門歷年來建設(shè)的,我們實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的接入。目前靜動態(tài)數(shù)據(jù)存儲達(dá)到10T以上,每天數(shù)據(jù)量達(dá)30G左右??傮w來看,我們現(xiàn)在已經(jīng)基本上具備了對北京市綜合交通運(yùn)輸監(jiān)測的條件和能力,也為下一步構(gòu)建人車路環(huán)境協(xié)調(diào)運(yùn)行的新一代綜合交通運(yùn)輸協(xié)調(diào)體系奠定一個(gè)非常好的基礎(chǔ)。”張可表示。
在TOCC監(jiān)測大廳,整個(gè)監(jiān)控體系被劃分為路網(wǎng)運(yùn)行、軌道交通、地面公交、綜合運(yùn)輸四大板塊,初步覆蓋城市路網(wǎng)、國省干線、高速公路、地面公交、軌道交通、出租汽車、省際客運(yùn)、旅游客運(yùn)、化危運(yùn)輸、交通樞紐、民航客運(yùn)、交通氣象、慢行交通共13個(gè)領(lǐng)域,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控。基于這些監(jiān)測,TOCC也在做一些數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用,比如每天會交通運(yùn)行監(jiān)測的日報(bào)、每周周報(bào),在極端天氣情況下會???,為一些部門提供定制化的服務(wù)。同時(shí)依托整合的數(shù)據(jù)資源,TOCC大力推進(jìn)面向公眾的交通信息服務(wù),為緩解交通擁堵、提高交通運(yùn)行效率提供了重要支持。比如交通委網(wǎng)站、微博,交通廣播早晚高峰現(xiàn)場連線。在特大自然災(zāi)害和重點(diǎn)活動期間,也開展專項(xiàng)的監(jiān)測,為決策層提供信息,跟行業(yè)內(nèi)外部門進(jìn)行聯(lián)動,來確保相關(guān)工作的順利進(jìn)行。
在國內(nèi)智能交通建設(shè)領(lǐng)域,TOCC是首創(chuàng)。根據(jù)張可介紹,下一步TOCC的重點(diǎn)工作有3個(gè)方面,“首先我們將進(jìn)一步完善綜合交通運(yùn)行監(jiān)測體系,實(shí)現(xiàn)高速公路網(wǎng)的視頻全覆蓋和路況信息的實(shí)時(shí),爭取年內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速公路網(wǎng)的路況信息。同時(shí)建立面向全路網(wǎng)多方式一體化出行的綜合交通動態(tài)信息服務(wù)體系。比如市民開車到郊區(qū)的軌道交通站,然后換乘地鐵,下來之后再租用公共自行車,多種方式門到門的出行規(guī)劃服務(wù)。此外,由于智能交通涉及的部門太多,要想充分發(fā)揮TOCC的牽頭協(xié)調(diào)作用從而實(shí)現(xiàn)高效聯(lián)動機(jī)制的形成,還有許多工作要做,因此,協(xié)調(diào)聯(lián)動體系需進(jìn)一步完善。另外,多元數(shù)據(jù)的綜合分析和深度應(yīng)用問題,這是智能交通的核心所在,需要我們持續(xù)努力的工作?!?
摘要:論述了數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)概述和方法論,分析了智慧交通領(lǐng)域數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀,結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘方法論和當(dāng)前國內(nèi)研究實(shí)際情況,提出了適合智慧城市建設(shè)的挖掘思路,以一個(gè)典型的挖掘案例來具體說明這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的主要工作和產(chǎn)物。
關(guān)鍵詞:
CRISP-DM;數(shù)據(jù)挖掘;智慧城市;聚類算法
1引言
2009年某省會城市市委提出,將充分發(fā)揮軟件產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,集成先進(jìn)技術(shù),推進(jìn)電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)上的融合,努力建設(shè)以信息資源數(shù)字化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、信息技術(shù)應(yīng)用普及化為主要標(biāo)志的“智慧城市”。
“智能交通”工程是智慧城市中的一個(gè)重要標(biāo)志,目前該城市用地布局已基本確定,在中心城區(qū)道路不允許大規(guī)模擴(kuò)建和改造的前提下,唯有依靠智能交通系統(tǒng)(ITS),對城市交通進(jìn)行更有效的控制和管理,提高交通的機(jī)動性、安全性,最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有道路資源的效率。交通信息主要由道路信息、監(jiān)測基站、車輛種類、車輛速度、車流量、違法違章信息、道路事故等信息組成,隨著設(shè)備的部署及時(shí)間的推移,交通信息的數(shù)據(jù)量越來越龐大,面對海量的獨(dú)立的數(shù)據(jù),按照傳統(tǒng)的維度匯總、以特定的視角去分析統(tǒng)計(jì)的方法是無法從這些龐大的數(shù)據(jù)中獲取價(jià)值。因此我們需要新的智慧的手段、能夠發(fā)現(xiàn)有效信息的技術(shù),這就是數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining)。
數(shù)據(jù)挖掘是為了在海量的低價(jià)值數(shù)據(jù)中發(fā)掘出有用的高價(jià)值數(shù)據(jù),在交通領(lǐng)域可以用來識別道路通行的能力并可用作未來車輛流量的預(yù)測依據(jù),把抽樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行類比分析得出隱藏在數(shù)據(jù)中的的發(fā)展趨勢,預(yù)測道路車輛流量的發(fā)展,并根據(jù)預(yù)測的結(jié)論來管理交通。另一方面可以研究各種與交通存在潛在關(guān)系的對象的數(shù)據(jù),來識別這些影響道路運(yùn)營的因素,同時(shí)演算出測出各個(gè)因素的影響度,最終的目的是利用這些挖掘出來的高價(jià)值信息,精確地指導(dǎo)交通,為城市服務(wù)。
2數(shù)據(jù)挖掘概述
數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、有噪聲的、模糊的數(shù)據(jù)中提取隱含在其中未知的、有用的信息和知識的過程。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,城市在運(yùn)作過程中形成的數(shù)據(jù)快速增長,小到個(gè)人,大到企業(yè)、政府城市都堆積了海量的信息。數(shù)據(jù)的爆炸式增長,廣泛可用和海量的數(shù)據(jù)使我們進(jìn)入了數(shù)據(jù)時(shí)代,同時(shí)也讓我們面臨信息匱乏的困境,因此能從海量數(shù)據(jù)中發(fā)掘有效信息的工具成了人們的迫切需求,數(shù)據(jù)挖掘正是順應(yīng)這種需求而誕生。
數(shù)據(jù)挖掘的通常有如下幾大任務(wù):關(guān)聯(lián)分析、分類分析、聚類分析、離群點(diǎn)分析、時(shí)間序列分析等。
(1)關(guān)聯(lián)分析是指如果兩個(gè)或多個(gè)對象之間存在某種關(guān)聯(lián),那么其中一個(gè)對象就能通過其它對象進(jìn)行預(yù)測。其目的是為了挖掘數(shù)據(jù)間的隱藏在相互關(guān)系。而數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)說的是數(shù)據(jù)庫中重要的、可被發(fā)現(xiàn)的知識。關(guān)聯(lián)分為簡單、時(shí)序和關(guān)聯(lián)。它通常由兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)來度量其相關(guān)性:支持度與可信度,后續(xù)研究過程中逐步引入其它參數(shù),如興趣度、相關(guān)性等,保證挖掘得到的規(guī)則更接近真實(shí)情況。
關(guān)聯(lián)性分析廣泛應(yīng)用于銷售分析與事務(wù)數(shù)據(jù)分析之中。更重要的是關(guān)聯(lián)性分析是很多其它挖掘任務(wù),如classification、sequential pattern mining的基礎(chǔ)。
(2)分類分析就是找出一個(gè)描述和區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類別的模型,以便可以預(yù)測未知數(shù)據(jù)的類別。分類的主概念是訓(xùn)練集,數(shù)據(jù)利用它按特定的模型推出分類。應(yīng)用最為廣泛的兩種分類模型是決策樹模型和樸素貝葉斯模型。
(3)聚類分析是在數(shù)據(jù)對象沒有預(yù)定類別的前提下,把數(shù)據(jù)按照相“最大化類內(nèi)相似性,最小化類間相似性”的原則歸納成若干類別,從而使得同一類的數(shù)據(jù)對象有很高的相似性,不同類之間相似性比較低。通常對于數(shù)據(jù)的分析,宏觀性的概念可以由聚類來建立,得出它的分布模式,同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)一些屬性間的相互依賴關(guān)系。
(4)離群點(diǎn)分析通過假定一個(gè)數(shù)據(jù)分布或者概率模型,利用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)來檢測離群點(diǎn),或者使用距離度量,將遠(yuǎn)離簇的對象發(fā)現(xiàn)離群點(diǎn)。數(shù)據(jù)集中可能包含一些與數(shù)據(jù)的一般行為或模型不一致的數(shù)據(jù)對象,它們被稱為離群點(diǎn),大部分?jǐn)?shù)據(jù)挖掘方法都將離群點(diǎn)視為異?;蛘呤窃肼晫⑵鋪G棄,然而在一些應(yīng)用中,罕見的事比正常的事包含根據(jù)豐富的信息量。
(5)時(shí)間序列是按時(shí)間順序的一組數(shù)字序列,分析這些數(shù)據(jù),演算出的重復(fù)發(fā)生概率較高的模式,進(jìn)而通過分析,根據(jù)已有的數(shù)據(jù)推算出未來的數(shù)據(jù)范圍。時(shí)間序列分析則側(cè)重研究數(shù)據(jù)序列的互相依賴關(guān)系。
3數(shù)據(jù)挖掘在智慧交通領(lǐng)域的應(yīng)用
智慧城市數(shù)據(jù)中心最終要求構(gòu)建一個(gè)開發(fā)、可擴(kuò)展的統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心平臺。其中交通是該平臺的一塊比較重要的領(lǐng)域,智能交通技術(shù)已經(jīng)越來越成為大家備受關(guān)注的交通技術(shù),“智能”的能力體現(xiàn)在可以使用一定的算法來海量、獨(dú)立、雜亂、不規(guī)則的數(shù)據(jù)。它需要能從這些數(shù)據(jù)中提煉出一些規(guī)則,而這些規(guī)則都擁有一顆“智慧”的心,利用它們可以很好的指導(dǎo)交通,從而發(fā)現(xiàn)日常數(shù)據(jù)中隱藏的變化規(guī)律和結(jié)論。本文將采用IBM的SPSS對交通數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,力求更加準(zhǔn)確的得到數(shù)據(jù)中隱藏的“知識”。
3.1數(shù)據(jù)挖掘過程模型應(yīng)用
智慧城市平臺架構(gòu)要能為城市管理提供如下信息驅(qū)動業(yè)務(wù)的閉環(huán)流程:獲取信息—分析數(shù)據(jù)—管理決策—績效分析—獲取信息,通過這種良性的持續(xù)改善流程循環(huán)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的最佳實(shí)踐目標(biāo)。結(jié)合CRISP-DM過程模型設(shè)計(jì)出挖掘的整體框架,如圖1。
圖1智慧交通數(shù)據(jù)挖掘過程圖
3.2交通數(shù)據(jù)預(yù)處理
本數(shù)據(jù)來源于該城市各個(gè)路段車輛抓拍設(shè)備采集的原始數(shù)據(jù),包括了2013年2月和3月份的主要數(shù)據(jù)。由于抓拍設(shè)備故障、車輛狀況或天氣情況通常會造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、不完整甚至數(shù)據(jù)缺失,這樣會對后續(xù)的分析效果產(chǎn)生極大的影響。所以在分析數(shù)據(jù)之前,必須對錯(cuò)誤、不完整和丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,為后續(xù)數(shù)據(jù)分析做好比較好的基礎(chǔ)。
為了方便處理,把數(shù)據(jù)全部加載到數(shù)據(jù)庫中,根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn),針對異常數(shù)據(jù)情況進(jìn)行分別處理。首先分析各個(gè)字段,檢查數(shù)據(jù)是否滿足既定的業(yè)務(wù)含義,對于數(shù)字型字段通過閾值法識別出明顯的錯(cuò)誤數(shù)據(jù);然后采用正態(tài)分布原則識別出去除較為隱含的異常數(shù)據(jù)。在識別出異常的數(shù)據(jù)之后,可以用當(dāng)前時(shí)間的相鄰的同期歷史均值將其替代補(bǔ)償。同時(shí)為了保證樣本數(shù)據(jù)的完整性和精確性,采樣數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔處理為5分鐘,得出某個(gè)一天的抓拍數(shù)據(jù)采樣個(gè)數(shù)為288。
3.3建立挖掘模型
本文選擇了該城市的某個(gè)快速路段這兩月內(nèi)抓拍數(shù)據(jù)按照時(shí)間序列進(jìn)行聚類分析。希望發(fā)現(xiàn)一些典型的車輛流量的變化趨勢,同時(shí)識別出不同類別車輛流量模式背后的時(shí)段特性,可以為日后的車輛流量預(yù)測做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備理論依據(jù)。在數(shù)據(jù)挖掘的聚類過程中,不需要事先人為的確定分類數(shù),分類的個(gè)數(shù)由工具在通過聚類算法過程中的不斷變化的統(tǒng)計(jì)量來自動調(diào)整確定。
3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
需要通過聚類先觀察數(shù)據(jù)的特點(diǎn),打開SPSS Modeler建立了待分析的數(shù)據(jù)源、視圖和需要挖掘的結(jié)構(gòu),本次為了找到數(shù)據(jù)內(nèi)部不同時(shí)間的特點(diǎn),采用了聚類算法,希望得出這些數(shù)據(jù)自身可以分為幾類,分析每個(gè)類別之間的有沒有存在關(guān)系等。根據(jù)分類后的數(shù)據(jù),單獨(dú)每類統(tǒng)計(jì)車流量曲線圖,再根據(jù)多條同類別的曲線圖,轉(zhuǎn)換為流量模式曲線圖。最終合成在同一個(gè)圖中,得到5條車流量模式曲線對比圖,如圖2。
圖2各類車流量模式曲線
3.5挖掘結(jié)果分析
根據(jù)上一節(jié)中兩個(gè)月來的數(shù)據(jù)得來的五類車流量模式曲線對比圖以及各類的樣本分布情況,可以得出以下結(jié)論:
(1)二月數(shù)據(jù)相對均勻分布在各個(gè)類別中,而三月則主要集中在前三類中,由此可以得出兩月流量趨勢總體上有比較大的不同,形成這樣的原因應(yīng)該和兩個(gè)月份不同假期情況、天氣情況有很大關(guān)系。
(2)平常工作日的車流量大致分為兩種情況,參見2中第一、二類曲線,總體上比較接近,各自有3到4個(gè)高峰點(diǎn),和市民實(shí)際生活中的早中晚的上下班小高峰一一對應(yīng)。需要額外注意的是,另外一個(gè)小高峰會在晚上9點(diǎn)左右呈現(xiàn)。這兩類情況,總體態(tài)勢類似,但是各自的高峰時(shí)間不是同時(shí)來臨的,且它們達(dá)到高峰的數(shù)據(jù)值也不相等,各自的持續(xù)時(shí)間也不一樣。
(3)兩個(gè)月的周末流量均呈現(xiàn)同種態(tài)勢,如圖2中第三類曲線,這條曲線它的峰值出現(xiàn)不是很明顯,只是存在幾個(gè)小的平高峰,而且這些區(qū)域的走勢總體變化平緩,數(shù)值上下波動不大,時(shí)間持續(xù)亦較長,考慮到市民實(shí)際出行情況,由于是非工作日,市民的出行比較不規(guī)律,不容易看到類似平常工作日的上下班高峰點(diǎn),僅僅是在上下午出現(xiàn)了長時(shí)間的平高峰。
(4)對于二月份特有的曲線,如圖2,在第四類中,正值春節(jié)長假期間,人們出行隨機(jī)性大,走勢非常平穩(wěn)。對于第五類中夜間的流量較為大,恰逢節(jié)假日邊緣,人們往返流量較大,符合日常假期的流動情況。
將這些有著類似變化趨勢的車輛流量數(shù)據(jù)按照時(shí)間序列通過聚類分析是一件很有實(shí)際意義的事,它能夠發(fā)現(xiàn)車輛流量逐漸發(fā)生變化走勢情況,同時(shí)也能夠?qū)@些有著不同走勢特性的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合,這些組內(nèi)的數(shù)據(jù)有著比較接近的特性。后續(xù)我們依據(jù)此分析結(jié)果,可以進(jìn)一步對路段車輛流量進(jìn)行精確預(yù)測,再結(jié)合其它方面的因素,為更好的規(guī)劃、控制和優(yōu)化交通提供幫助。
4結(jié)論
智慧交通是智慧城市的一部分,是一個(gè)服務(wù)于特大型城市級別的,具有自適應(yīng)性的智慧應(yīng)用與整合能力的集成軟件系統(tǒng)。所以設(shè)立一套科學(xué)、合理的方法論和管理過程模型,是保證該項(xiàng)目成功的一個(gè)非常重要的前提,數(shù)據(jù)挖掘方法論和過程模型為實(shí)現(xiàn)由信息驅(qū)動業(yè)務(wù)的持續(xù)改善閉環(huán)提供了可能,同時(shí)也為該項(xiàng)目的大規(guī)模復(fù)制和推廣創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。針對交通信息甚至城市發(fā)展中各類信息的不確定性,傳統(tǒng)的多維匯總分析數(shù)據(jù)是存在不足的,而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的使用是很有必要的。隨著挖掘技術(shù)的不斷進(jìn)步,必將逐步深入應(yīng)用到智慧交通以及整個(gè)智慧城市系統(tǒng),終將可以科學(xué)、高效的服務(wù)于我們的城市。
隨著南京城市交通逐步走入智能化,南京市正在籌備“智慧的交通”系統(tǒng)建設(shè)。原有系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足全新形勢要求,南京市信息中心IT架構(gòu)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn):
各類交通信息采集量大,原有服務(wù)器利用率低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。南京市交通需要對120萬輛機(jī)動車電子卡、4萬輛機(jī)動車實(shí)時(shí)GPS定位數(shù)據(jù),200萬筆公交IC卡數(shù)據(jù),518個(gè)高清卡口的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。龐大的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)需要與之相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)在硬件支撐環(huán)境等各方面的高度整合。原有系統(tǒng)無法滿足信息中心保存全市卡口兩年產(chǎn)生113億張圖片的整合和1分鐘調(diào)取的時(shí)間需求,資源無法共享和整合??臻g問題凸顯,設(shè)備眾多,用電壓力不斷增大。各種應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)水平參差不齊,缺乏統(tǒng)一管理,無法滿足南京市信息中心對于智慧交通信息分析的需要。
南京市龐大的城市交通網(wǎng)絡(luò)需要1000路高清視頻接入與存儲,其中200路高清視頻的轉(zhuǎn)發(fā),檢索時(shí)間需要達(dá)到秒級;設(shè)備必須具備9Mbps視頻峰值碼流,以及4GB/s的I/O吞吐能力,從而保證視頻流的實(shí)時(shí)無損傳輸和存儲;最高3GB/s的視頻存儲峰值帶寬,存儲容量則將達(dá)到1200TB,僅視頻存儲一項(xiàng)就相當(dāng)于南京過去十年的數(shù)據(jù)總量;32路并行轉(zhuǎn)碼,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼滿足不同檢索終端,則能夠?qū)崿F(xiàn)iPad與iPhone等移動設(shè)備的應(yīng)用。這一切苛刻需求在整合了zBX刀片服務(wù)器的IBM zEnterprise大型機(jī)的支持下得以順利實(shí)現(xiàn)。
智慧南京項(xiàng)目以IBM System z系列主機(jī)為基礎(chǔ),采用云計(jì)算框架虛擬化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了智能交通和政務(wù)網(wǎng)站整合。南京市信息中心構(gòu)建了一套先進(jìn)的智能交通系統(tǒng),用來監(jiān)察和管理全市交通狀況,該系統(tǒng)能為未來城市交通信息分析構(gòu)建一個(gè)平臺。各種應(yīng)用可通過網(wǎng)絡(luò),方便地訪問數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中的可配置計(jì)算資源共享池,同時(shí)數(shù)據(jù)中心以最少的管理開銷,迅速配置提供或釋放資源,達(dá)到資源的最優(yōu)配置。
通過端到端管理功能和適用于異構(gòu)工作負(fù)載且基于策略的框架,IBM System z系列主機(jī)成為控制中心。南京市信息中心擁有能夠根據(jù)高度集成的大型機(jī)、IBM POWER7,以及IBM System x計(jì)算環(huán)境中的個(gè)人工作量需求優(yōu)化技術(shù)部署的集成系統(tǒng),從而能夠滿足各類應(yīng)用需求的延伸和拓展。IBM zEnterprise所配置的統(tǒng)一云管理軟件URM,能夠提供統(tǒng)一的管理視圖和管理機(jī)制,簡化在多套異構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)環(huán)境下系統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)工作。
用戶價(jià)值: 主機(jī)在民生領(lǐng)域的又一用戶典范,也是在中國率先使用IBM zEnterprise主機(jī)zBX刀片混合負(fù)載的用戶代表。強(qiáng)大的主機(jī)加混合負(fù)載,滿足了對不同接入方式產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理和統(tǒng)一管理的需求。
摘 要:智能交通在我們?nèi)粘I钪衅鹬匾饔?,但是仍不能滿足我國當(dāng)今社會嚴(yán)重的交通難題,為了進(jìn)一步改善交通問題,我們應(yīng)該努力提高交通運(yùn)輸設(shè)施、設(shè)備的信息化和智能化水平。由于物聯(lián)網(wǎng)在電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能方面具有更大的技術(shù)優(yōu)勢,因此基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通為現(xiàn)代交通運(yùn)輸行業(yè)提供了發(fā)展的新思路。本文在物聯(lián)網(wǎng)和智慧交通理解的基礎(chǔ)上,研究物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中的應(yīng)用,并提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通體系架構(gòu)。
關(guān)鍵詞:智慧交通;物聯(lián)網(wǎng);體系架構(gòu)
引言
隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,交通運(yùn)輸業(yè)帶來的能耗、污染和擁堵問題日益嚴(yán)重,而智慧交通的出現(xiàn)為解決這些問題提供了新的方向。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民群眾對交通運(yùn)輸安全性、快捷性和多樣化、個(gè)性化需求,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與交通運(yùn)輸各組成部分的有效結(jié)合,是交通運(yùn)輸行業(yè)向智能化和信息化發(fā)展的必經(jīng)之路,可見發(fā)展智慧交通已成為大勢所趨。
1.物聯(lián)網(wǎng)與智慧交通
1.1物聯(lián)網(wǎng)
1999年,在美國召開的移動和網(wǎng)絡(luò)國際會議上提出,“物聯(lián)網(wǎng)(傳感網(wǎng))是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇”。2005年,國際電信聯(lián)盟(ITU)在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念[1]。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)是指把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理。簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是利用傳感網(wǎng)、射頻識別(RFID)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、模糊識別等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物品之間的自動識別、信息互聯(lián)以及智能化處理等。在物聯(lián)網(wǎng)中,物體可以無需人的干預(yù)直接就行彼此“交流”,通過RFID、傳感器等的全面感知和存儲信息,通過傳感網(wǎng)、通信網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等多網(wǎng)融合技術(shù)把它們傳送到中央控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物品的自動識別、信息交換和共享、物品的“透明”管理以及智能化的加工、處理與管理。
1.2 智慧交通
我國交通能耗、污染和擁堵問題的日益嚴(yán)重,伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn),人們提出了智慧交通的概念。智慧交通與智能交通都是信息技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)等多種技術(shù)在交通領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)物,二者在建設(shè)內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用方向等方面擁有共同點(diǎn)。但是二者的側(cè)重點(diǎn)不同,智能交通主要側(cè)重于各類交通應(yīng)用的信息化,而智慧交通則是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)在智能交通中的有效集成運(yùn)用,側(cè)重于追求系統(tǒng)功能的自動化和決策的智能化[2]。
智慧交通是將自動控制技術(shù)、無線傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等集成運(yùn)用到交通系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn),形成高效利用交通設(shè)施、充分保障交通安全、盡力減小環(huán)境污染的智能化交通新格局,可見智慧交通是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展新方向。
智慧交通系統(tǒng)以國家智能交通系統(tǒng)體系框架為指導(dǎo),建成"髙效、安全、環(huán)保、舒適、文明"的智慧交通與運(yùn)輸體系;大幅度提高城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的管理水平和運(yùn)行效率,為出行者提供全方位的交通信息服務(wù)和便利、高效、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全、人性、智能的交通運(yùn)輸服務(wù);為交通管理部門和相關(guān)企業(yè)提高及時(shí)、準(zhǔn)確、全面和充分的信息支持和信息化決策支持。
2.物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中的應(yīng)用
將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算為代表的智能傳感技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等有效地集成,并運(yùn)用到整個(gè)交通系統(tǒng),是智慧交通的一個(gè)重要標(biāo)志。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,各要素能彼此進(jìn)行交流,實(shí)現(xiàn)所有交通信息的綜合處理,并為各要素提供所需的要素信息,將汽車、駕駛員、出行者、道路及相關(guān)的服務(wù)部門相互連接起來,使整個(gè)交通體系智能化。
物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中具有廣闊的應(yīng)用前景[3],有以下幾個(gè)方面,如圖1所示。
1、城市公共交通:城市公共交通是智慧交通的重要領(lǐng)域,可以建立城市交通“一卡通”信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)公交車、出租車多種城市交通消費(fèi)一體化;智能公交調(diào)度系統(tǒng),利用GPS、RFID、人像識別、車內(nèi)視頻監(jiān)控等技術(shù)掌握實(shí)時(shí)信息;站臺車輛信息平臺建設(shè),方便乘客查詢相關(guān)乘車信息,合理制定乘車方式。
2、物流信息化:物流領(lǐng)域是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)最有現(xiàn)實(shí)意義的應(yīng)用領(lǐng)域,通過道路運(yùn)輸GIS系統(tǒng)定位跟蹤與運(yùn)輸導(dǎo)航、RFID、3G網(wǎng)絡(luò)提供廣域移動車載通信手段實(shí)現(xiàn)貨物狀態(tài)位置實(shí)時(shí)管理;通過電子標(biāo)簽及識別自動收集貨物信息,從而縮短作業(yè)時(shí)間,提高運(yùn)營效率。
3、電子收費(fèi):ETC(Electronic Toll Collection)即電子不停車收費(fèi)系統(tǒng),是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式,它可以加快路橋收費(fèi)站車輛通車速度,加快效率、減輕或避免車輛在收費(fèi)用站口擁堵問題。
4、電子證照:IC卡電子證件嵌入了RFID邏輯加密芯片,具有高可靠性、高安全性、高性價(jià)比等特點(diǎn),使得IC卡電子證件成為一張智能卡;基于射頻識別技術(shù)的汽車電子牌照等對于防止假牌假證具有積極作用。
5、設(shè)施監(jiān)測:在智能交通物聯(lián)網(wǎng)中,道路基礎(chǔ)設(shè)施被賦予電子標(biāo)簽,并有特定的信息傳輸通道和平臺,能夠?qū)崟r(shí)掌握對象實(shí)體的狀態(tài)信息,并將有強(qiáng)大的后臺數(shù)據(jù)挖掘分析功能及豐富的展示平臺,用于提高交通運(yùn)輸綜合管理和服務(wù)能力。
3.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)架構(gòu)
智能交通系統(tǒng)是利用先進(jìn)的電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)進(jìn)行信息的收集、處理、、交換、分析和利用,提供多樣化的服務(wù),但海量數(shù)據(jù)存儲和處理等技術(shù)難題漸漸顯現(xiàn)出來,在智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了“智慧交通”的理念為這些問題的解決提供了一個(gè)新思路,即充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過移動計(jì)算、智能識別、數(shù)據(jù)融合、云計(jì)算等技術(shù)的應(yīng)用,形成智慧交通系統(tǒng)。智慧交通系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖2所示。
圖2 智慧交通整體框架
智慧交通系統(tǒng)從整體架構(gòu)上可以從感知層、傳輸層、支撐層、應(yīng)用層四個(gè)層次來進(jìn)行劃分。
(1) 感知層
感知層主要運(yùn)用RFID、二維碼、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線通信和實(shí)時(shí)定位等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與收集,及時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測交通信息。
(2) 傳輸層
傳輸層主要通過移動網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、Internet、衛(wèi)星等通信設(shè)施將感知層所采集信息運(yùn)輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,供支撐層進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。
(3) 支撐層
支撐層是在智能處理、云計(jì)算、管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫等資源下,實(shí)現(xiàn)海量信息并行處理和優(yōu)化以及存儲資源動態(tài)配置和部署。
(4) 應(yīng)用層
通過信息存貯與處理系統(tǒng)、綜合控制系統(tǒng)對信息進(jìn)行管理,將信息以多樣的方式展現(xiàn)到使用者面前,供決策、服務(wù)、業(yè)務(wù)開展。
智慧交通主要系統(tǒng)模塊包括以下幾個(gè)方面:
(1) 數(shù)據(jù)采集與收集系統(tǒng)
隨著射頻識別采集器、雷達(dá)檢測器、GPS導(dǎo)航等新科技的運(yùn)用,城市交通信息的采集更加便捷,為交通調(diào)度和智慧交通控制系統(tǒng)提供了更加準(zhǔn)確、及時(shí)、實(shí)時(shí)的信息數(shù)據(jù)。
所有交通信息采集裝置構(gòu)成交通信息采集系統(tǒng)。由于采集的信息包括視頻信息、位置信息、車輛速度信息、車輛流通量信息等多種模式,因此信息的收集、融合和處理是智慧交通最為基礎(chǔ)也是最為重要的組成部分。
(2)信息傳輸系統(tǒng)
將交通信息采集起來,運(yùn)用有線信息傳輸和無線信息傳輸方式,根據(jù)已有條件,如電視網(wǎng)、通訊網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)等,實(shí)現(xiàn)交通信息傳輸,此過程中保證信息的及時(shí)性、真實(shí)性、安全性。
(3)交通信息存貯、處理系統(tǒng)
信息采集并傳輸過來后,必須建立相應(yīng)的存儲系統(tǒng),并運(yùn)用相關(guān)技術(shù)對信息進(jìn)行分析、歸類、整理,并做出相應(yīng)決策。
(4)信息和控制系統(tǒng)
根據(jù)信息收集、傳輸、處理、分析后的決策,提提供交通出行的各種信息安全服務(wù),如交通信息系統(tǒng)、最佳交通導(dǎo)引系統(tǒng)、停車庫空位信息系統(tǒng)、交通信號燈控制系統(tǒng)、交通安全控制系統(tǒng)、緊急事故處理系統(tǒng)等[4]。
可以充分利用收集的信息,及時(shí)相應(yīng)的交通擁堵情況,疏導(dǎo)最佳線路信息,為出行者提供參考;對于各交通要道的車流量信息,合理控制交通燈的長短,減少交通擁堵的狀況;對于車輛故障,及時(shí)路況信息,并通知事故處理機(jī)構(gòu)等。
4.總結(jié)
發(fā)展基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng),是當(dāng)今世界城市交通發(fā)展的趨勢和特征,它能夠更加及時(shí)準(zhǔn)確的收集各種交通信息,通過信息傳輸、分析和處理,為出行者提供更全面和準(zhǔn)確的交通信息,使人們出行更加方面和快捷。
(作者通訊地址:大連交通大學(xué) 管理學(xué)院,遼寧 大連 116028)
2012年12月7日,在北京發(fā)生了一件令人遺憾的事情。交通事故受傷人員在被急救車輛送往醫(yī)院途中,因?yàn)榻煌ǘ氯⒄`了搶救時(shí)間,不幸身亡。如果有一個(gè)同時(shí)能夠連接醫(yī)療機(jī)構(gòu)、交通管理部門的系統(tǒng),將醫(yī)院、路況等信息實(shí)時(shí)發(fā)送給路上的急救車,并通過交通管理部門的實(shí)時(shí)誘導(dǎo)指揮,讓急救車在最短時(shí)間到達(dá)醫(yī)院,也許就可以避免上述的情況。
上述的系統(tǒng),現(xiàn)實(shí)生活中并未出現(xiàn),我們依稀可以在“智慧城市”的描述中看到相應(yīng)的影子。當(dāng)前,隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,城市智慧化已成為繼工業(yè)化、電氣化、信息化之后的“第四次浪潮”。在這股浪潮中,智能化的城市交通無疑是其中最耀眼的一朵浪花。
中國從20世紀(jì)90年代末開始跟蹤國際智能交通的發(fā)展,并在進(jìn)入21世紀(jì)后開始了相關(guān)的開發(fā)和試驗(yàn)。隨著城市規(guī)模的不斷加大,中國城市交通發(fā)展的步伐越來越快。2007年第14屆智能交通世界大會在北京召開,更是使得中國智能交通也迅速駛上發(fā)展的快車道。從政府主管部門到地方政府,從專家到企業(yè)界人士,對智能交通有了更多的認(rèn)識。智能交通相繼為北京奧運(yùn)會、上海世博會、廣州亞運(yùn)會等重大活動提供了全面服務(wù)。
除了為上述這些重大活動提供服務(wù)之外,近年來智能交通正在逐漸向百姓生活滲透。以北京、上海、廣州、南京、杭州為代表的大型城市,都把智能交通作為解決城市交通擁堵的手段之一,而且取得了很好效果。
記者日前在南京市江蘇交巡警信息服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)中心看到,通過架設(shè)在道路上的攝像頭,管理者可以對路上發(fā)生的各種情況進(jìn)行智能化的處理。例如,當(dāng)有車輛發(fā)生交通事故時(shí),攝像頭會根據(jù)當(dāng)時(shí)的影像判斷出發(fā)生事故,系統(tǒng)會自動報(bào)警,通知警務(wù)人員前往現(xiàn)場;另外,道路上的攝像頭還會自動識別路口等待通過的車輛的排隊(duì)長度,以分辨出是否存在堵車現(xiàn)象,并根據(jù)動態(tài)路況信息,對各路口進(jìn)行自動誘導(dǎo)。
南京城際在線信息技術(shù)有限公司(下稱城際在線)是江蘇交巡警信息服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)中心的運(yùn)營商,公司董事長李建平告訴記者,整個(gè)系統(tǒng)一共覆蓋了1296路交通視頻,包括南京、無錫、常州、揚(yáng)州、南通、徐州、鹽城、連云港、臺州、張家港、常熟等多個(gè)城市。除了為交通管理者提供相應(yīng)服務(wù)外,還可以為社會用戶提供法規(guī)業(yè)務(wù)咨詢、交通違法查詢、路況查詢、交通誘導(dǎo)查詢、執(zhí)法告知查詢等服務(wù),同時(shí)還能夠通過短信的方式,向用戶下發(fā)執(zhí)法告知、交通管制、交通預(yù)警、交通宣傳等信息。
李建平表示,整個(gè)中心每天都在處理海量的交通數(shù)據(jù),為了能夠讓系統(tǒng)自動分析的能力更精確,城際在線正在和一些大學(xué)研究機(jī)構(gòu)展開研究,希望通過數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確判定一些交通事故,通過各種交通路況數(shù)據(jù)來分析擁堵的原因?!巴ㄟ^歷史數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型,再結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢分析來判斷現(xiàn)場的情況是否符合模型,以便能實(shí)時(shí)做出交通管控的措施,這就需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢的能力非常強(qiáng)?!?
為了滿足這種對數(shù)據(jù)的強(qiáng)大處理能力,城際在線引入了“云創(chuàng)存儲數(shù)據(jù)立方云計(jì)算一體機(jī)”,它采用了英特爾至強(qiáng)E5處理器,基于云視頻、云調(diào)度、云存儲的綜合架構(gòu),實(shí)現(xiàn)海量視頻數(shù)據(jù)的存儲和處理。
“整個(gè)系統(tǒng)具有超高性價(jià)比、超高處理性能、超高可靠性等特性,同時(shí)支持海量前端設(shè)備動態(tài)接入、錄像存儲、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼、智能識別、流媒體推送等功能。通過從大量前端信息采集設(shè)備獲取到的信息,經(jīng)過云計(jì)算集群的綜合調(diào)度處理、智能分析,從而大幅度提升前端攝像機(jī)所采集到的圖像數(shù)據(jù)的價(jià)值?!崩罱ㄆ秸f,有了這樣的設(shè)備,就能大幅度提高數(shù)據(jù)入庫、查詢的速度,為各種新型應(yīng)用提供可靠的支撐。例如,可以快速查詢不同路口攝像頭抓取的車牌信息,以便進(jìn)行快速分析。在兩個(gè)相隔較遠(yuǎn)的路口,如果在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)相同車牌,這就說明可能這兩輛車中有一輛是套牌車。就可以將這些信息,發(fā)給在路上執(zhí)勤的交警進(jìn)行現(xiàn)場執(zhí)法、查處。
摘 要:在大數(shù)據(jù)時(shí)代,依托現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù),建立起智慧交通服務(wù)系統(tǒng)對海量的現(xiàn)代交通數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析,從中提取有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息為人民的出行提供便捷,這是智慧交通服務(wù)系統(tǒng)建立和應(yīng)用的主要目的,也是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)改善交通擁堵狀況、緩解交通壓力的新思路。該文在對智慧交通和數(shù)據(jù)挖掘基本內(nèi)涵研究和分析的基礎(chǔ)上,探討大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的組織架構(gòu)和典型應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù) 智慧交通 數(shù)據(jù)挖掘
人類活動日益頻繁,汽車保有量迅猛增長,交通壓力與日俱增,特別是在城市中,早晚交通高峰帶來的交通擁堵每日可見。面對當(dāng)前錯(cuò)綜復(fù)雜的交通狀況,為了有效地改善交通擁堵的狀況,滿足人們工作生活中的交通需求,依托現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等多方面先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),智慧交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。自智慧交通這一概念提出以來,受到交通領(lǐng)域乃至全社會的廣泛關(guān)注,交通部門開始致力于城市智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的研究和建立,在實(shí)踐中不斷探討、不斷完善,以期能夠跟隨現(xiàn)代城市發(fā)展的腳步,有效改善交通擁堵的現(xiàn)狀。
1 智慧交通與數(shù)據(jù)挖掘
智慧交通是城市化進(jìn)程不斷向前推進(jìn)的產(chǎn)物,是城市交通問題日益嚴(yán)峻和土地資源短缺狀況共同作用下的必然結(jié)果。隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展壯大,城市人口數(shù)量猛增,汽車保有量大幅增加,不斷增長的交通流與有限的交通用地之間的矛盾突顯出來。受多方面因素的影響,城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上交通流增長的步伐,更無法滿足人們順暢出行的需要,交通擁堵的情況在城市中普遍存在。智能交通服務(wù)系統(tǒng)建立的主要目的在于提高城市交通管理水平,緩解城市交通壓力,充分利用已有的交通資源,滿足人們便捷順暢出的需要。從實(shí)際應(yīng)用效果來看,智能交通服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用使城市的交通狀況在一定程度上得到了緩解,但是海量的交通數(shù)據(jù)為系統(tǒng)的信息處理帶來了巨大的壓力。在大數(shù)據(jù)時(shí)代,如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析,使其更好地為智慧交通系統(tǒng)服務(wù),促進(jìn)智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的進(jìn)一步完善,是現(xiàn)代智慧交通服務(wù)系統(tǒng)需要改進(jìn)和完善的重點(diǎn)問題。
數(shù)據(jù)挖掘是利用科學(xué)的技術(shù)和方法,對信息進(jìn)行收集和處理,從海量的模糊的數(shù)據(jù)信息中挖掘出有價(jià)值的信息。信息化時(shí)代為社會的發(fā)展和人們的生活帶來了極大的便利,而海量的數(shù)據(jù)帶來的是數(shù)據(jù)處理的巨大壓力,數(shù)據(jù)挖掘是大數(shù)據(jù)時(shí)代的必然要求。數(shù)據(jù)挖掘主要包括4個(gè)方面的內(nèi)容,即分類分析、關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、時(shí)間序列分析。通過4種分析方法的應(yīng)用,從海量的數(shù)據(jù)信息中提取出有效的信息為智慧交通服務(wù)系統(tǒng)所利用,系統(tǒng)根據(jù)信息分析的結(jié)果得出交通建議,為交通調(diào)流和人們出行提供建議和指導(dǎo)。
2 智慧交通的體系架構(gòu)
智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的建立是為了更好地對城市道路路況信息和車輛情況進(jìn)行監(jiān)控和管理,滿足人民便捷順暢出行的需要。智慧交通的體系架構(gòu)如圖1所示,主要分為三層。
第一層為信息層。信息層的主要功能在于信息采集,通過衛(wèi)星定位終端對車輛的位置信息和路況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,通過2G網(wǎng)絡(luò)傳送到智慧交通云服務(wù)器。移動終端網(wǎng)絡(luò)將居民的個(gè)人移動終端相關(guān)信息傳送到智慧交通云服務(wù)器。云平臺運(yùn)行通過多基站定位算法對車輛或者個(gè)人當(dāng)前所處的具體位置、出現(xiàn)的路線等數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和計(jì)算。城市交通干線上設(shè)置的攝像頭可以對區(qū)域內(nèi)的路況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集,拍下的視頻流經(jīng)過編碼處理后利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)向云服務(wù)平臺傳輸,由云服務(wù)平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分發(fā)和管理。居民可通過手機(jī)等個(gè)人移動終端安全智慧交通客戶端產(chǎn)品,通過GPS信息的上傳交互,實(shí)時(shí)享用智慧交通服務(wù)系帶來的便利。
第二層為網(wǎng)絡(luò)通信層。其主要功能在于數(shù)據(jù)傳統(tǒng)送通過有線、WLAN、2G/4G網(wǎng)絡(luò)將前端采集的數(shù)據(jù)信息高速、可靠地向云服務(wù)平臺傳送。
第三層為云服務(wù)層。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)編碼的轉(zhuǎn)換、挖掘分析和存儲,對交通擁堵的時(shí)間、擁堵程度進(jìn)行分析和預(yù)測。特別是對市中心、商業(yè)區(qū)等人流密集的路段,為用戶提供路況預(yù)測、路徑優(yōu)化、公交信息實(shí)時(shí)查詢等交通服務(wù)。
3 大數(shù)據(jù)挖掘分析方案
智慧交通服務(wù)系統(tǒng)是建立在城市交通道路大數(shù)據(jù)分析模型的基礎(chǔ)之上的,在城市的每一天交通路段每個(gè)一定的距離分配一個(gè)ID標(biāo)簽作櫸侄巫雜傻謀曄叮以此累計(jì)建立起關(guān)于整個(gè)城市道路的標(biāo)簽庫。在路上行駛的機(jī)動車位置及其運(yùn)行路徑都會被實(shí)時(shí)采集,同時(shí)會在其所對應(yīng)的路段上映射出該機(jī)動車的地理坐標(biāo)位置。通過MapReduce框架對每一個(gè)路段上的車流量進(jìn)行快速計(jì)算,以此為依據(jù)來對該路段的是否暢通、是否存在交通擁堵情況進(jìn)行判斷和記錄,為交通調(diào)流和用戶推薦最優(yōu)路徑提供有力的參考。智慧交通平臺可以對每一輛車在任意一個(gè)時(shí)間段的行駛路線進(jìn)行記錄,將總路線分多個(gè)路段,從起點(diǎn)到終點(diǎn)會有多條通達(dá)的路線可選,利用大數(shù)據(jù)的FP-Growth關(guān)聯(lián)算法,通過FP樹的建立,對大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析,再根據(jù)系統(tǒng)記錄的每個(gè)路段的擁堵系數(shù),為用戶推薦最順暢、最優(yōu)化的路線,最大程度地節(jié)省用戶的出行時(shí)間。
4 智慧交通的典型應(yīng)用
4.1 公交信息實(shí)時(shí)查詢
通過智慧交通的手機(jī)客戶端對公交線路及公交運(yùn)行情況進(jìn)行獲取,個(gè)人可通過手機(jī)APP對公交線路和經(jīng)停站點(diǎn)進(jìn)行查詢,手機(jī)終端從智慧交通的云服務(wù)器來獲取公交信息數(shù)據(jù),云端服務(wù)器對客戶輸入的公交查詢請求進(jìn)行一系列相關(guān)的運(yùn)算,并將查詢結(jié)果反饋給手機(jī)用戶。公交信息包括的范圍很廣,如公交路線、公交車實(shí)時(shí)所處的位置、到站時(shí)長等等,為用戶乘坐城市公交出行提供服務(wù)。
4.2 交通狀況實(shí)時(shí)瀏覽
城市道路上分段設(shè)置有監(jiān)控?cái)z像機(jī),對路況現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝,并將拍攝的視頻向智慧交通平臺傳送。云端服務(wù)器對視頻進(jìn)行接收、編碼轉(zhuǎn)換、管理用戶端等處理,個(gè)人用戶通過手機(jī)安裝的APP基于網(wǎng)絡(luò)登錄上智慧交通的云端服務(wù)器,根據(jù)出行需要選擇道路交通的實(shí)時(shí)道路視頻,讓用戶更直觀地了解路段現(xiàn)場情況,選擇更加適宜的出行路線。
4.3 人流密集情況分析
智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的云服務(wù)器通過基站定位技術(shù),加上移動基站數(shù)據(jù)庫的支撐,可以對某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的人流情況及變化趨勢進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)測,從而對人流發(fā)展情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和判斷,以便于及時(shí)有效地做出管理措施。這可在多種場景中應(yīng)用,如旅游景區(qū)、公共安全監(jiān)控區(qū),便于提前做出人流量預(yù)警,防止安全事故發(fā)生。
5 結(jié)語
通過智慧交通服務(wù)系統(tǒng),利用大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù),可以對城市交通產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、有效的提取、分析和處理。這不僅為城市居民的出行提供便利,更對城市交通管理決策的制定和城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供有力的參考依據(jù),對于推動城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加快城市信息化系統(tǒng)的升級和完善都十分有利。
【摘 要】近年來,隨著數(shù)字化終端設(shè)備的普及,交通數(shù)據(jù)量不斷膨脹,現(xiàn)有智能交通管理水平面臨著更高的挑戰(zhàn)?!爸悄芙煌ā币殉蔀槲覈煌I(lǐng)域建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目,本文將結(jié)合我國智慧城市發(fā)展路線,從智慧交通角度出發(fā),分析智慧交通監(jiān)控系統(tǒng)的搭建過程,以及所應(yīng)用到的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù),重點(diǎn)闡述智慧交通監(jiān)理的工作內(nèi)容。
【關(guān)鍵詞】智慧交通 信息化監(jiān)理 監(jiān)控系統(tǒng)
1 城市交通監(jiān)控系統(tǒng)概述
城市交通監(jiān)控系統(tǒng)是采用先進(jìn)的圖像識別技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)等高新技術(shù)手段形成的一個(gè)特殊系統(tǒng)。城市交通監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。
系統(tǒng)通過位于感知層的前端監(jiān)控設(shè)備對視頻圖像進(jìn)行采集和初步的分析,然后利用有線通信網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)將各監(jiān)控點(diǎn)的交通實(shí)時(shí)情況快速、準(zhǔn)確地傳回后臺。后臺建設(shè)有C合的交通管理和指揮平臺。在這個(gè)高度集成的平臺上,交通管理人員可以了解和掌控布設(shè)監(jiān)控區(qū)域的車輛通行狀況、流量等信息。同時(shí)可以對車輛違法、交通堵塞、突發(fā)事件等進(jìn)行視頻取證并及時(shí)處理,從而達(dá)到非現(xiàn)場執(zhí)法的目的。城市交通監(jiān)控系統(tǒng)還貫穿于智慧交通體系之中,滿足了交通管理不同崗位上的工作者的業(yè)務(wù)需求。城市交通監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在交通信息的采集與處理,交通信息管理以及智能交通調(diào)控等幾個(gè)方面。
2 城市交通監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵―圖像識別技術(shù)
交通監(jiān)控系統(tǒng)的圖像識別技術(shù)是通過成像傳感器獲取道路交通圖像,然后利用前端設(shè)備的嵌入式芯片或中心機(jī)房的服務(wù)器對圖像進(jìn)行處理與識別,以模仿人的視覺功能,獲得智能交通系統(tǒng)所需的有用信息。圖像識別的處理過程如圖2所示。圖像識別技術(shù)主要應(yīng)用在車輛的檢測、識別、跟蹤、違章報(bào)警、流量統(tǒng)計(jì)等。
近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市中的機(jī)動車保有量不斷增加,而受限于城市規(guī)劃和地理環(huán)境,城市的交通道路不可能無限制增加,擁堵成為大多數(shù)一線城市共同面對的難題。車輛與道路的矛盾除了導(dǎo)致?lián)矶拢S之而來的是各種交通違章、交通事故的增多。交通部門的壓力與日俱增,由于警力有限,不可能純粹依靠人力對所有路段、路口實(shí)施全天候、全方位的監(jiān)控管理,所以只能依靠現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)手段來進(jìn)行交通協(xié)管。利用圖像識別技術(shù)可以完成自動交通監(jiān)管功能,即建立所謂的“電子警察”。通過交通路口安裝攝像機(jī),拍攝交通路口的視頻,經(jīng)過計(jì)算機(jī)對數(shù)字圖像信號的閥值比對和分析處理,完成自動違章識別和自動車牌識別的任務(wù)。
自動違章識別是對動態(tài)物體(如車輛)進(jìn)行識別,并對其運(yùn)動軌跡進(jìn)行跟蹤,然后依靠監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的道路標(biāo)志和路口信號燈狀態(tài)自動判斷車輛違章情況。其中涉及的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有:
2.1 對運(yùn)動目標(biāo)的檢測。
在這一環(huán)節(jié)主要采用的技術(shù)手段有背景圖像差分法、幀間差分法和光流法等圖像識別方法。這三種方法各自擁有自己的特點(diǎn),結(jié)合不同實(shí)際情況使用可以取得很好的應(yīng)用效果。
2.1.1 背景圖像差分法
其基本原理是首先將監(jiān)控視野內(nèi)的靜態(tài)背景儲存起來。在實(shí)際運(yùn)行中通過將拍攝到的實(shí)時(shí)圖片與靜態(tài)背景進(jìn)行減除,將所得差的每一像素的值和預(yù)定閾值相比較,若這個(gè)像素值大于閾值,則認(rèn)為這點(diǎn)是前景點(diǎn),否則是背景點(diǎn)。利用這種技術(shù)解決方案時(shí),受光線和天氣等外界條件的影響較大。因?yàn)樵诓煌鞖?、不同光照的情況下,背景圖像并不是一成不變的,因此很難構(gòu)造一個(gè)理想的靜態(tài)背景圖像作為基礎(chǔ);另一個(gè)問題在于預(yù)定閾值的確定,只有恰當(dāng)?shù)拈撝挡拍苷_分割出目標(biāo)所占的區(qū)域,而這也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和確定。
2.1.2 幀間差分法
這種解決方案是通過將記錄的視頻圖像中一系列的相鄰兩幀作差分運(yùn)算來獲得目標(biāo)輪廓。在多個(gè)運(yùn)動目標(biāo)的識別中該方案可以取得良好的效果。由于視頻中兩幀圖像間隔時(shí)間很短,所以背景的變化也非常小,對差分的影響很小。其缺點(diǎn)在于所差分的圖像并不是由理想封閉的輪廓區(qū)域組成,得出的目標(biāo)往往是局部的、不連續(xù)的,這對運(yùn)動目標(biāo)的識別是不利的。
2.1.3 光流法
其基本原理是給視頻中的每一個(gè)像素都設(shè)定了一個(gè)速度矢量,形成一個(gè)整體的圖像運(yùn)動場,在運(yùn)動的定格時(shí)刻,圖像上的點(diǎn)與三維物體上的點(diǎn)一一對應(yīng),再根據(jù)各像素點(diǎn)的速度矢量特征對圖像進(jìn)行動態(tài)分析,根據(jù)圖像的光流矢量分析這一區(qū)域是否是連續(xù)變化,從而判斷是否有運(yùn)動目標(biāo)。光流法方法規(guī)避了差分時(shí)基礎(chǔ)靜態(tài)背景和閥值的選取工作,但是對每個(gè)像素的矢量進(jìn)行分析,計(jì)算量大、易受視頻噪聲影響,依照現(xiàn)有的硬件處理能力,還不能做到圖像的實(shí)時(shí)處理,應(yīng)用范圍受到一定限制。
2.2 對多目標(biāo)的跟蹤
在視頻流中分割目標(biāo),再將分割的目標(biāo)與上一幀圖像的目標(biāo)進(jìn)行匹配,從而達(dá)到跟蹤的目的。一些文獻(xiàn)介紹了利用目標(biāo)匹配的方法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)跟蹤,其基本原理是將當(dāng)前圖像幀中的區(qū)域和已知圖像的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行匹配,如果已知的目標(biāo)區(qū)域表示為一個(gè)目標(biāo)列表,將當(dāng)前圖像幀中的所有區(qū)域表示為一個(gè)測量列表,針對測量列表中的每一個(gè)元素,在目標(biāo)列表中找到與之最相似的元素,這類方法適用于目標(biāo)之間相互作用較小的情況,且與目標(biāo)特征的選取關(guān)系較大。
2.3 對車輛違章的判別
在車輛運(yùn)動軌跡提取之后,根據(jù)紅綠燈信號和道路交通標(biāo)志線自動判別車輛違章情況。在對交通違章行為進(jìn)行處理時(shí)必須記錄三個(gè)重要證據(jù):違章畫面;違章車輛全景位置,表明該車當(dāng)時(shí)確實(shí)處在違章位置;清晰的車牌號碼,明確違章車輛身份。所以只有利用了基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)才能完成自動監(jiān)控。
車輛自動識別作為當(dāng)前智能交通系統(tǒng)的重要組成部分,逐漸形成幾種成熟、有效的識別技術(shù),如射頻識別、車牌識別以及條形碼識別。其中條形碼識別以及射頻識別都隸屬于間接識別,很難對車輛同其車牌信息是否相真實(shí)相符進(jìn)行有效識別。車牌識別是一種直接識別,不需要在車輛當(dāng)中安裝相應(yīng)的條形碼或者其他的射頻識別標(biāo)志,且維護(hù)和使用簡便。
車牌自動識別是以攝像機(jī)拍攝的車輛畫面作為輸入圖像,利用計(jì)算機(jī)圖像處理和模式識別技術(shù)識別車牌字符。目前的技術(shù)水平為字母和數(shù)字的識別率可達(dá)到96%,漢字的識別率可達(dá)到95%。中國軟件評測中心同時(shí)提供專業(yè)的第三方測試服務(wù),為項(xiàng)目建設(shè)成果保駕護(hù)航。
車牌識別系統(tǒng)有兩種觸發(fā)方式,一種是外設(shè)觸發(fā),另一種是視頻觸發(fā)。如圖3所示。
外設(shè)觸發(fā)工作方式是指采用線圈、紅外或其他檢測器檢測車輛通過信號,車牌識別系統(tǒng)接受到車輛觸發(fā)信號后,采集車輛圖像,自動識別車牌,以及進(jìn)行后續(xù)處理。
視頻觸發(fā)方式是指車牌識別系統(tǒng)采用動態(tài)運(yùn)動目標(biāo)序列圖像分析處理技術(shù),實(shí)時(shí)檢測車道上車輛移動狀況,發(fā)現(xiàn)車輛通過時(shí)捕捉車輛圖像,識別車牌照,并進(jìn)行后續(xù)處理。視頻觸發(fā)方式不需借助線圈、紅外或其他硬件車輛檢測器。
3 城市交通信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用
城市交通信息管理系統(tǒng)包含車輛信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)集中管理以及信息存儲于一體的綜合系統(tǒng),將采集的信息經(jīng)過分析、處理、提煉,并結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS,Geographical Information System)可以動態(tài)查詢車輛信息、跟蹤車輛、自動形成路況信息,通過現(xiàn)代通信手段向外實(shí)時(shí)相關(guān)信息,以及發(fā)送相關(guān)車輛的違章信息。
城市交通信息管理方式是以車牌號作為車輛的唯一身份,配合自動車輛識別系統(tǒng)進(jìn)行半自動或人工方式進(jìn)行管理。因此,有必要在城市交通信息管理系統(tǒng)中引入更先進(jìn)的身份標(biāo)識傳感器以實(shí)現(xiàn)自動化管理。
4 城市交通監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)監(jiān)理措施
北京賽迪工業(yè)和信息化工程賽迪監(jiān)理中心有限公司隸屬于國家工業(yè)和信息化部中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院,依托工業(yè)和信息化部計(jì)算機(jī)與微電子發(fā)展研究中心(中國軟件評測中心)和賽迪信息產(chǎn)業(yè)(集團(tuán))有限公司的優(yōu)質(zhì)資源,業(yè)務(wù)涵蓋信息工程、智能交通、智慧城市、涉密工程、運(yùn)維管理等類型。城市交通監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的監(jiān)理工作將重點(diǎn)放在感知系統(tǒng)設(shè)備安裝,軟件系統(tǒng)開發(fā)兩方面。本節(jié)主要對城市交通信息管理系統(tǒng)開發(fā)整個(gè)賽迪監(jiān)理實(shí)施進(jìn)行闡述,對前端設(shè)備選型、監(jiān)控點(diǎn)位進(jìn)行描述,具體設(shè)備安裝工藝不再作具體介紹。
4.1 城市交通監(jiān)控系統(tǒng)感知設(shè)備選型監(jiān)理措施
前端監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)建O主要包括監(jiān)控點(diǎn)位確認(rèn)、現(xiàn)場踏勘、施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、立桿、設(shè)備安裝調(diào)試、纜線敷設(shè)、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試、系統(tǒng)驗(yàn)收等施工工作。設(shè)備選型需從視頻采集、傳輸、控制、顯示、存儲等方面進(jìn)行考慮。同時(shí)還要考慮外圍因素,如存儲設(shè)備接入視頻流的最少節(jié)點(diǎn)、讀寫速度、網(wǎng)絡(luò)帶寬等。選擇符合本項(xiàng)目需求的設(shè)備不僅可以達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)的最終目的,也可以減少因設(shè)備問題后續(xù)施工產(chǎn)生的不良后果。所以在設(shè)備選型上,賽迪監(jiān)理人員應(yīng)堅(jiān)持設(shè)備選型一致性、確保技術(shù)參數(shù)相同,減少設(shè)備與設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗袉栴}。保證了應(yīng)用效果的統(tǒng)一,為項(xiàng)目整體系統(tǒng)擴(kuò)充、更新?lián)Q代打好了基礎(chǔ)。項(xiàng)目所用產(chǎn)品必須滿足合同和規(guī)范要求,國家強(qiáng)制執(zhí)行第三方檢測的設(shè)備需提供檢測報(bào)告上交賽迪監(jiān)理人員審查。
4.2 城市交通監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控布點(diǎn)監(jiān)理措施
監(jiān)控點(diǎn)的分布設(shè)計(jì)主要以道路、交通設(shè)施情況、人口分布程度等因素共同決定。對重點(diǎn)政府機(jī)構(gòu)、軍隊(duì)駐地、繁華商業(yè)街區(qū)、城市公共交通樞紐,人口稠密地區(qū),易擁堵的道路周邊監(jiān)控點(diǎn)分布密度相對較大。對稀疏地區(qū),山林等交通順暢地區(qū),監(jiān)控點(diǎn)宜減少。
賽迪監(jiān)理應(yīng)參與監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備的到貨安裝全過程,因城市交通系統(tǒng)前端感知點(diǎn)位較多,賽迪監(jiān)理方可采取分批檢查或抽查的方式對承建方的工作進(jìn)行監(jiān)督和管理。在后期設(shè)備全部接入后,可要求承建單位提交監(jiān)控測試計(jì)劃,制定監(jiān)測攝像機(jī)檢查方案。
4.3 城市交通信息管理系統(tǒng)建設(shè)監(jiān)理措施
對交通信息管理系統(tǒng)開發(fā)需求內(nèi)容的確認(rèn)是整個(gè)軟件開發(fā)實(shí)施階段尤為重要的工作。此階段監(jiān)理人員應(yīng)對承建單位需求分析和設(shè)計(jì)階段工作成果進(jìn)行評審,保障軟件需求分析設(shè)計(jì)過程和產(chǎn)品符合規(guī)范和要求。
4.3.1 城市交通信息管理系統(tǒng)需求分析階段
賽迪監(jiān)理主要任務(wù)是聽取業(yè)主單位從業(yè)務(wù)角度出發(fā)提出的對開發(fā)方設(shè)計(jì)的意見,對軟件交通信息管理系統(tǒng)需求分析過程、需求分析活動、概要設(shè)計(jì)內(nèi)容、詳細(xì)設(shè)計(jì)內(nèi)容等進(jìn)行審查,確認(rèn)是否滿足要求:給出是否符合要求的結(jié)論;確定其可否作為軟件開發(fā)的前提和相關(guān)依據(jù)。從文檔的規(guī)范性、可實(shí)施性出發(fā),以國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),從軟件工程學(xué)的角度對承建單位提出意見與建議,配合業(yè)主單位工作,敦促承建單位做好工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)階段,賽迪監(jiān)理主要針對需求的覆蓋性及可跟蹤性、模塊劃分的合理性、接口的清晰性、技術(shù)適用性、技術(shù)清晰度、可維護(hù)性、約束與需求的一致性、可測試性、對軟件設(shè)計(jì)的質(zhì)量特性的評估、對軟件設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)評估、對比情況、文檔格式的規(guī)范性等方面進(jìn)行評審。在此過程中,業(yè)主單位也需要對設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行檢查,主要在功能設(shè)計(jì)是否全面準(zhǔn)確地反映了需求、輸入項(xiàng)是否完全與正確并符合需求、輸出項(xiàng)是否符合需求、與外界的數(shù)據(jù)接口是否完全與正確并符合需求、各類編碼表是否完全與準(zhǔn)確并符合需求、界面設(shè)計(jì)是否符合需求、維護(hù)設(shè)計(jì)是否符合需求、各類數(shù)據(jù)表格式和內(nèi)容是否符合要求、是否存在其他有疑問的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行核查。
4.3.2 城市交通信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段
在交通監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā)過程中,賽迪監(jiān)理應(yīng)監(jiān)督承建單位嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)階段所制定的進(jìn)度計(jì)劃、質(zhì)量保證計(jì)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行開發(fā)工作,檢查承建單位是否按照設(shè)計(jì)中制定的規(guī)范與計(jì)劃進(jìn)行編碼與測試。同時(shí)注意軟件版本控制,檢查單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試。如有必要,宜進(jìn)行壓力測試、安全性測評等。確認(rèn)測試是否按計(jì)劃進(jìn)行并有測試與修改記錄、測試環(huán)節(jié)是否按計(jì)劃進(jìn)行,問題發(fā)現(xiàn)與解決是否有文檔記錄。
本類系統(tǒng)涉及多個(gè)子系統(tǒng),多類接口的接入,多種數(shù)據(jù)輸入,實(shí)現(xiàn)圖像處理、數(shù)值分析、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。系統(tǒng)較為復(fù)雜,功能點(diǎn)多。賽迪監(jiān)理應(yīng)積極協(xié)助建設(shè)單位檢查違章車輛的抓拍能力,是否有漏拍情況,車牌拍攝質(zhì)量等合同中提及的內(nèi)容進(jìn)行主觀篩查。要求承建單位制定系統(tǒng)功能測試表,包括圖像接入情況、信息處理的真實(shí)性、違章環(huán)節(jié)的處理情況等,以便各方人員的檢查、問題統(tǒng)計(jì)、解決情況等。賽迪監(jiān)理此時(shí)應(yīng)積極做好業(yè)主方和承建方之間的協(xié)調(diào)工作,在保證項(xiàng)目質(zhì)量前提下確保項(xiàng)目順利推進(jìn)。
5 結(jié)語
目前我國的城市交通監(jiān)控系統(tǒng)對于系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境具有非常強(qiáng)的依賴,受到外來各種因素的干擾和影響較多,隨著計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理、模式識別等技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,也從某種程度上促進(jìn)和完善了我國的智能交通系統(tǒng)。中國軟件評測中心,作為國內(nèi)權(quán)威的第三方軟、硬件產(chǎn)品及信息系統(tǒng)工程質(zhì)量安全與可靠性檢測機(jī)構(gòu),全方位從咨詢、測試、監(jiān)理等方面提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。作為中國軟件評測中心的一員,賽迪監(jiān)理工程師將不斷學(xué)習(xí)新一代領(lǐng)先技術(shù),憑借豐富的智慧交通項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn),為業(yè)主單位提供強(qiáng)有力的支持和依靠。
編者按:過去一年,全國交通運(yùn)輸行業(yè)堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)工作總基調(diào),供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革實(shí)現(xiàn)新突破,交通運(yùn)輸“兩促一穩(wěn)”作用彰顯,扶貧攻堅(jiān)取得新成效,服務(wù)國家三大戰(zhàn)略取得重要成果,行業(yè)治理能力得到不斷提升,轉(zhuǎn)型升級邁出新步伐。
根據(jù)政府工作報(bào)告,交通運(yùn)輸在穩(wěn)增長、促改革、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生、防風(fēng)險(xiǎn)方面繼續(xù)承擔(dān)著先行官作用。2017年以及“十三五”期間,交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)該強(qiáng)化服務(wù)大局、服務(wù)人民、服務(wù)基層理念,深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,加快建設(shè)現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系,堅(jiān)持科技創(chuàng)新,提高行業(yè)治理能力和治理水平,更多激發(fā)行業(yè)里蘊(yùn)藏的巨大創(chuàng)新潛能。只有這樣,才能更好發(fā)揮交通運(yùn)輸對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的支撐引領(lǐng)作用,讓交通運(yùn)輸行業(yè)以優(yōu)異成績迎接黨的勝利召開。
2017年,供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革從攻堅(jiān)之年步入深化之年。強(qiáng)調(diào),供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革是一場關(guān)系全局、關(guān)系長遠(yuǎn)的攻堅(jiān)戰(zhàn)。我們要在已有工作和成效的基礎(chǔ)上,在目標(biāo)、任務(wù)、方式、政策、路徑、舉措等方面深化落實(shí),不斷取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
交通運(yùn)輸系統(tǒng)的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革下一步該怎么做,今年出席全國兩會的代表委員紛紛建言獻(xiàn)策。
積極構(gòu)建現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系
黨的十八大以來,多次對綜合交通運(yùn)輸發(fā)展作出重要論述,為現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系建設(shè)提供了根本遵循。代表們認(rèn)為,要準(zhǔn)確把握精神實(shí)質(zhì),牢牢抓住交通運(yùn)輸發(fā)展黃金時(shí)期,建設(shè)現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系,加快形成安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的綜合交通體系。
全國人大代表唐冠軍:“十三五”期間,長江航務(wù)管理局將重點(diǎn)實(shí)施武漢至安慶段航道整治,啟動宜昌至武漢段部分航道建設(shè),力爭2020年前后實(shí)現(xiàn)6米水深初通至武漢、4米以上水深初通至宜昌;加強(qiáng)觀測,加強(qiáng)環(huán)保等研究論證,繼續(xù)研究啟動、推進(jìn)有關(guān)項(xiàng)目建設(shè),力爭“十四五”末全面實(shí)現(xiàn)長江中游“645”工程目標(biāo)。
全國人大代表王秉清:隨著基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)系統(tǒng)、綜合場站不斷完善,加快構(gòu)建現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系正當(dāng)其時(shí)。交通運(yùn)輸系統(tǒng)要在管理體制上“綜合”起來,目前國家層面已經(jīng)建立了“一部三局”的大交通管理體制,需要在各?。▍^(qū)、市)層面加快推進(jìn)這一管理體制。如果沒有法定職能,那么省級交通運(yùn)輸主管部門在項(xiàng)目規(guī)劃、管理方式等方面的話語權(quán)將相對較弱,綜合交通也就發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。
全國政協(xié)委員李志軍:隨著交通運(yùn)輸大部門制改革的深化,以前存在的部門行政壁壘逐步破除,交通運(yùn)輸主管部門既要做好綜合交通運(yùn)輸發(fā)展規(guī)劃統(tǒng)籌工作,同時(shí)要與社會發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃、土地發(fā)展規(guī)劃結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)通盤考慮,從而找到并補(bǔ)齊發(fā)展短板。
全國政協(xié)委員游慶仲:當(dāng)前,地方交通運(yùn)輸大部門制改革正在不斷深化,全國已有一半以上?。▍^(qū)、市)基本建立起或正在建立綜合交通運(yùn)輸協(xié)調(diào)機(jī)制,呈現(xiàn)出很多“地方特色”。需要注意的是,大部門制改革的目的在于提升綜合運(yùn)輸效率,改革過程要“互動起來”,不能為改而改。要圍繞經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展大局,制定各項(xiàng)交通運(yùn)輸政策,才能有效提升老百姓出行的滿意度。
加快推進(jìn)三峽樞紐新通道建設(shè)
三峽船閘通航能力不足問題已成制約長江水運(yùn)跨地區(qū)運(yùn)輸?shù)囊淮笃款i,如何提升長江沿線通道運(yùn)能成為全國兩會上人大代表關(guān)注的熱點(diǎn)。
全國人大代表唐冠軍:應(yīng)加快推進(jìn)三峽樞紐水運(yùn)新通道建設(shè)。目前建設(shè)三峽樞紐水運(yùn)新通道(包括葛洲壩的改造),技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上可以承受,生態(tài)上也沒有大的干擾。新通道將對湖北、上游地區(qū)的重慶、四川等地區(qū)的航運(yùn)以及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展將發(fā)揮更大的作用。通過修建三峽翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施,宜昌也可以形成一個(gè)區(qū)域物流中心。同時(shí),新通道可以大大緩解三峽船閘這個(gè)“堵點(diǎn)”的壓力,大大降低安全管控風(fēng)險(xiǎn)。三峽通航不暢將直接影響長江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略、“一路一帶”和西部大開發(fā)等國家重大戰(zhàn)略的實(shí)施。
全國人大代表程德宏:建立多方式線路運(yùn)輸通道,是提升長江沿線通道運(yùn)能必然的解決路徑。盡管修建三峽船閘新通道是破除長江航運(yùn)“腸梗阻”的根本之策,但考慮到新通道建設(shè)涉及面廣、建設(shè)周期長,短期內(nèi)難以解決三峽船閘瓶頸制約。而建設(shè)沿江貨運(yùn)鐵路,可發(fā)揮出沿江鐵路縱深腹地大、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、運(yùn)輸效率高等綜合優(yōu)勢,推動形成沿江立體綜合交通走廊。
全國人大代表湯宗偉:長江中上游地區(qū)沿線省市,可共同規(guī)劃和建設(shè)以水運(yùn)為基礎(chǔ),鐵路、公路等多種交通運(yùn)輸方式相互配套銜接的三峽樞紐綜合運(yùn)輸體系,實(shí)現(xiàn)多式無縫對接,提高三峽壩區(qū)綜合運(yùn)輸能力和吸引力。
簡政放權(quán) 關(guān)愛船員發(fā)展
全國政協(xié)委員葉成:希望簡化港口建設(shè)項(xiàng)目審批程序。目前港口建設(shè)項(xiàng)目審批程序仍然過于復(fù)雜繁多,存在審批、評估流程重復(fù)的現(xiàn)象。建議梳理審批環(huán)節(jié),進(jìn)一步簡化審批程序。按照國家規(guī)定的審批權(quán)限,由最終審批單位組織進(jìn)行一次性評估、評審,簡化中間環(huán)節(jié)流程,節(jié)約審批時(shí)間。在項(xiàng)目竣工驗(yàn)收和投產(chǎn)審批階段,口岸系統(tǒng)可以召開聯(lián)席會議,協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各部門對建設(shè)項(xiàng)目查驗(yàn)收,減少橫向?qū)徟?,切?shí)優(yōu)化審批程序。同時(shí),可以整合安全預(yù)評價(jià)和職業(yè)病預(yù)評價(jià)環(huán)節(jié),目前安全預(yù)評價(jià)與安全設(shè)施設(shè)計(jì)與職業(yè)衛(wèi)生設(shè)施設(shè)計(jì)、安全驗(yàn)收、控制效果評價(jià)等,內(nèi)容存在大量的交叉和重復(fù),如果能進(jìn)行合并,可以大大提高審批效率。另外,希望對民間資本給予更多支持,進(jìn)一步放寬民間資本市場準(zhǔn)入,打造公平環(huán)境。
全國政協(xié)委員高彥明:建議免征國際海員在船收入個(gè)稅。海員是實(shí)現(xiàn)海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ),為有力支撐我國航運(yùn)業(yè)健康發(fā)展,保障我國國際貿(mào)易順利運(yùn)行,免征海員個(gè)人所得稅顯得愈發(fā)重要和迫切。海員是一種重要的國際戰(zhàn)略資源。而我國為培養(yǎng)國際海員付出了巨大的努力和高昂的代價(jià),如果不能穩(wěn)住這支隊(duì)伍,國家損失很大。 我國對海員的優(yōu)惠政策主要是允許海員享受稅法規(guī)定的附加減除費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn),這顯然是不夠的。另外,海員的工資、薪金所得采取按年計(jì)算繳稅的方式也不合理。減免海員個(gè)稅是國際慣例,這既是歷史傳統(tǒng)也是國際通行的做法。
在滬全國政協(xié)委員聯(lián)名:提高國際遠(yuǎn)洋船員個(gè)稅起征點(diǎn),給予高級船員特殊津貼,并列入個(gè)稅減免項(xiàng)。委員們指出,國際遠(yuǎn)洋船員雖然從數(shù)量上來說屬于“小群體”,卻是航運(yùn)業(yè)參與國際競爭中的有力保障,也是推動海洋戰(zhàn)略的關(guān)鍵力量。隨著現(xiàn)代船舶業(yè)的發(fā)展,船員一般都要求具有大專以上學(xué)歷,高級船員必須通曉航??萍肌⒋肮芾?、貨運(yùn)等多方面知識,一名合格的船長更需要至少10年以上的培養(yǎng)周期。同時(shí),國際遠(yuǎn)洋船員也是最艱苦、最危險(xiǎn)、最具挑戰(zhàn)性的職業(yè)之一。委員們認(rèn)為,現(xiàn)在公民稅起征點(diǎn)已從800元調(diào)至3500元,遠(yuǎn)洋船員計(jì)稅起征點(diǎn)僅調(diào)至4800元。現(xiàn)行的個(gè)稅減免政策在減免力度、政策層次、激勵作用等方面存在差距。
出臺扶持政策 助力行業(yè)發(fā)展
委員們認(rèn)為,目前我國在船舶工業(yè)發(fā)展、遠(yuǎn)洋漁業(yè)發(fā)展和技術(shù)研發(fā)推廣等方面急需扶持政策,以支持相關(guān)行業(yè)能健康的可持續(xù)性發(fā)展。
全國人大代表李長青:支持漁業(yè)企業(yè)造大船闖遠(yuǎn)洋,開發(fā)國際公海漁業(yè)資源。整合現(xiàn)有資源,加快推進(jìn)遠(yuǎn)洋漁業(yè)海外大型基地建設(shè);組建國家級遠(yuǎn)洋漁業(yè)科研團(tuán)隊(duì),不斷提升大型遠(yuǎn)洋漁船的技術(shù)水平和捕撈能力;在領(lǐng)事館設(shè)立專職漁業(yè)參贊,解決海上糾紛問題。支持漁民企業(yè)耕海牧漁,加快建設(shè)海上糧倉,編制《全國海洋牧場發(fā)展規(guī)劃》,制定出臺國家扶持政策,納入國家藍(lán)色海灣示范工程,對省級以上海洋牧場免交海域使用金。
全國政協(xié)委員郭大成:建立船舶行業(yè)去產(chǎn)能基金,減免相關(guān)稅收助力船舶工業(yè)行業(yè)發(fā)展。政府應(yīng)從戰(zhàn)略角度支持船舶工業(yè)去產(chǎn)能工作,建議參照鋼鐵、煤炭、建材、有色等產(chǎn)能嚴(yán)重過剩行業(yè)去產(chǎn)能的做法以及日本、韓國等主要造船國家救助造船業(yè)的方案,建立《船舶行業(yè)去產(chǎn)能專項(xiàng)基金》和減免企業(yè)相關(guān)稅收,幫助我國船舶工業(yè)解決去產(chǎn)能過程中碰到的困難。《專項(xiàng)基金》可以用于推動大型骨干船企開展跨地區(qū)、跨所有制的兼并重組,鼓勵“僵尸”企業(yè)退城還園,主動退出造船業(yè)務(wù);對被兼并企業(yè)提供專項(xiàng)資金補(bǔ)助,用于企業(yè)職工安置和人員分流,保證行業(yè)平穩(wěn)過渡。另外,應(yīng)給予骨干企業(yè)稅收減免,如土地增值稅、資產(chǎn)交易增值稅及印花稅、所得稅等,促進(jìn)船舶行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,化解產(chǎn)能過剩;盤活存量資產(chǎn),對去產(chǎn)能過程中涉及的重大債務(wù)支持市場化“債轉(zhuǎn)股”和債務(wù)豁免,減輕企業(yè)償債壓力和金融機(jī)構(gòu)壞賬壓力。
全國政協(xié)委員宋家慧:由于自主創(chuàng)新能力不足,沒有掌握核心技術(shù),目前我國的水下深拖探測、水下機(jī)器人(ROV)等設(shè)備主要依靠進(jìn)口,這導(dǎo)致我們既要承受高昂的進(jìn)口價(jià)格,更面臨著設(shè)備研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、設(shè)備后續(xù)的維修服務(wù)等受制于人。擺脫這種困境,亟待國家加強(qiáng)政策及資金支持,鼓勵深潛水打撈設(shè)備以及海洋工程裝備等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)研發(fā),在裝備制造領(lǐng)域?yàn)楹Q蠼?jīng)濟(jì)發(fā)展和“一帶一路”建設(shè)提供支撐。
摘 要:智慧城市建設(shè)是未來城市的發(fā)展方向,文中研究了智能交通系統(tǒng)中已經(jīng)存在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),包括傳感器技術(shù),能量有效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和為停車場監(jiān)控、交通監(jiān)控、交通控制設(shè)計(jì)的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。提出了在交通建模和建立交通控制方面應(yīng)用WSNs的新方法及關(guān)鍵技術(shù)。
關(guān)鍵詞:智慧城市;無線傳感器網(wǎng)絡(luò);智能交通系統(tǒng);交通預(yù)測;交通控制
0 引 言
在智慧城市建設(shè)過程中,提高交通系統(tǒng)效率能極大地提高經(jīng)濟(jì)效益并減少對環(huán)境的影響,智能交通控制在解決交通擁堵方面非常重要。新興的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在交通管理和控制方面有著極好的前景,這些具有集成計(jì)算和無線通信能力的,應(yīng)用電池供電的低功耗交通傳感器節(jié)點(diǎn)將極大地改變實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)查詢的前景。這些無線傳感器價(jià)格低廉,容易部署,但設(shè)計(jì)基于傳感器的智能交通控制系統(tǒng)依然具有極大的挑戰(zhàn)性。本文主要討論在智慧城市建設(shè)過程中,智能交通系統(tǒng)所使用的一些關(guān)鍵技術(shù)。
1 智慧城市的提出
2009年,新一代信息技術(shù)的發(fā)展為城市信息化、現(xiàn)代化建設(shè)提供了新的方向和趨勢,特別是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算概念的相繼提出,打破了傳統(tǒng)城市發(fā)展思維,實(shí)現(xiàn)以知識、技術(shù)、信息等創(chuàng)新要素為增長動力的“智慧”運(yùn)行,即智慧城市理念的提出[1]。本文只從智能交通系統(tǒng)建設(shè)這一領(lǐng)域來研究智慧城市建設(shè)中的一些關(guān)鍵技術(shù)。
2 城市交通系統(tǒng)目前存在的問題
交通擁擠、事故頻繁以及與之有關(guān)的能源和環(huán)境等問題嚴(yán)重困擾著世界各國城市,影響著城市的可持續(xù)發(fā)展。實(shí)踐證明,智能交通系統(tǒng)(ITS)是解決城市交通問題的有效方法,包括我國交通學(xué)者在內(nèi)的世界各國專家對城市交通問題進(jìn)行了大量分析和研究,并從多方面、多角度提出緩解城市交通問題的方案,認(rèn)為綜合交通監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)是智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵的一環(huán)。對交通信息的獲取、信息共享網(wǎng)絡(luò)通信、交通信息獲取與融合以及交通信息數(shù)據(jù)庫管理等方面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。城市交通問題是一個(gè)復(fù)雜性很高的世界性難題,需要從多方面綜合解決,本文針對城市道路交通信息獲取關(guān)鍵技術(shù),多角度分析、研究如何增強(qiáng)信息溝通以緩解城市交通的問題。
3 智能交通系統(tǒng)(ITS)建設(shè)中所使用的WSNs的特點(diǎn)
基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)的ITS的成功或失敗是由許多因素決定的,這些因素由WSNs自身的特點(diǎn)決定,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)具有如下特點(diǎn)[2]:
(1)費(fèi)用低。為了讓W(xué)SNs成為可替換其它技術(shù)的方法,一個(gè)基于WSN的系統(tǒng)必須費(fèi)用低廉。這意味著通過使用盡可能少的節(jié)點(diǎn)來減少布置和維護(hù)的花費(fèi),保留更多有價(jià)值的功能到較少的節(jié)點(diǎn)組。
(2)生存時(shí)間。系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的部署會帶來相關(guān)的投資,WSNs的好處在于依賴該系統(tǒng)所使用的時(shí)間,對于功率受限的WSNs而言,時(shí)間長度將由網(wǎng)絡(luò)減少功率消耗的能力和使用額外電源供應(yīng)能力決定。
(3)靈活性和擴(kuò)展性。一個(gè)系統(tǒng)除了可以正常操作外,還必須能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境,這包括不同的交通條件和智能車輛在系統(tǒng)中的滲透率。同時(shí)必須允許系統(tǒng)成長,成長包括用戶數(shù)量增多或者是它所覆蓋的范圍增大,因此必須提供給WSN系統(tǒng)自組織的能力。
(4)魯棒性和容錯(cuò)性。部署在道路上的傳感器節(jié)點(diǎn)容易遭受不利的情況,如經(jīng)過節(jié)點(diǎn)上方的車輛會將其碾壓或惡劣的天氣條件可能導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)本身失效或功能失效。因此提出了物理保護(hù)的要求。此外,由于惡劣條件或電池耗盡,若單個(gè)節(jié)點(diǎn)失效,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的操作不能受到影響,這意味著必須提供網(wǎng)絡(luò)冗余或可代替機(jī)制以保證連接。
(5)合適的服務(wù)端質(zhì)量保證。根據(jù)系統(tǒng)功能,必須滿足不同服務(wù)端質(zhì)量(QoS)參數(shù),其中包括可靠性(可參考交付到目的地?cái)?shù)據(jù)的正確接收率),延遲,以及某些情況下的帶寬。車輛安全是ITS最大的要求,因?yàn)樘崆皥?bào)告即將來臨的危險(xiǎn)十分關(guān)鍵。
4 一個(gè)基于WSNs的分布式智能交通系統(tǒng)(ITS)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和拓?fù)?
一個(gè)基于WSNs的分布式ITS可實(shí)現(xiàn)信息查詢,數(shù)據(jù)等功能,為計(jì)劃所需行程而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理采取合適的行動。因?yàn)檫@些任務(wù)可以獨(dú)立完成,所以將它們定義成四個(gè)不同的子系統(tǒng),分別為傳感子系統(tǒng),分布子系統(tǒng),決策子系統(tǒng)和執(zhí)行子系統(tǒng)。
4.1 傳感子系統(tǒng)
傳感子系統(tǒng)是由負(fù)責(zé)查詢相關(guān)信息的所有設(shè)備組成,主要包括相關(guān)交通和道路狀態(tài)信息。傳感子系統(tǒng)的放置由遍布在觀察區(qū)域的一個(gè)或幾個(gè)WSNs組成(道路或停車場),通過他們的傳感器檢測車輛并在傳感器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行有選擇的無線通信,這些節(jié)點(diǎn)根據(jù)幾種不同的基本拓?fù)淠J絹聿贾?,分別為網(wǎng)狀拓?fù)洹詈途鄞貛钔負(fù)?、星型拓?fù)?、柵欄型拓?fù)涞取?
4.2 分布式子系統(tǒng)
分布式子系統(tǒng)(DMS)負(fù)責(zé)在一個(gè)ITS應(yīng)用的不同子系統(tǒng)間交換信息。該系統(tǒng)被放置在中心位置,接收來自所有子系統(tǒng)的通信請求,并為他們提供相應(yīng)的服務(wù),負(fù)責(zé)傳送傳感數(shù)據(jù)到?jīng)Q策子系統(tǒng)。
4.3 決策子系統(tǒng)
決策子系統(tǒng)(DMS)負(fù)責(zé)計(jì)劃必要的行動以達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)。分配給該子系統(tǒng)的任務(wù)可以分成三個(gè)不同的組。包含的第一個(gè)任務(wù)組,目的在于數(shù)據(jù)存儲和處理,它處理到達(dá)決策子系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù),過濾并存儲相關(guān)信息,進(jìn)行相應(yīng)的評估;第二個(gè)任務(wù)組則根據(jù)應(yīng)用目的處理來自不同數(shù)據(jù)源的交通信息;第三個(gè)任務(wù)組負(fù)責(zé)提出控制命令即管理網(wǎng)絡(luò)。
4.4 執(zhí)行子系統(tǒng)
執(zhí)行子系統(tǒng)根據(jù)智能交通系統(tǒng)應(yīng)用的目標(biāo)采取所需的行動以促進(jìn)運(yùn)輸流的改變,主要由向駕駛員提供圖像和聲音刺激的設(shè)備組成。
5 結(jié) 語
在本論文中,筆者探討了目前最先進(jìn)的ITSs中WSN的應(yīng)用。在這些應(yīng)用中,WSNs的使用減少了系統(tǒng)安裝和維護(hù)的費(fèi)用。而且傳感器節(jié)點(diǎn)尺寸小、易攜帶,可以安裝在有線傳感器不能安裝的基礎(chǔ)設(shè)施上。雖然大部分應(yīng)用研究還處于起步階段,但對于已經(jīng)存在的交通系統(tǒng)顯示出重要意義。