廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司 黃賜悠

融合定位技術(shù)對智能交通信號系統(tǒng)的作用探究

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新時期發(fā)展背景下,智能交通信號系統(tǒng)已逐漸成為城市解決交通存在問題的重要手段之一,得到了大力的應(yīng)用推廣,而融合定位技術(shù)的出現(xiàn)更是為準確監(jiān)測車輛交通動態(tài)運行情況提供了極大幫助作用,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效融合,借助最終交通信號指示來展開實時有效控制,從而為交通道路的順利通行提供良好保障.本文主要對融合定位技術(shù)對智能交通信號系統(tǒng)所產(chǎn)生的作用影響展開針對性分析探討.

融合定位技術(shù);智能交通;信號系統(tǒng);作用分析

改革開放以來,城市道路建設(shè)、車輛數(shù)量均已進入到了快速發(fā)展階段,而交通運行頻率也在不斷上升,交通存在問題愈發(fā)嚴峻,以往原有僅依靠道路設(shè)施來滿足人們交通需求的解決方案已無法滿足城市需要.在這種情況下,人們逐漸認識到智能交通信號系統(tǒng)的應(yīng)用勢在必行,其可以說是一種較為完善的基礎(chǔ)性設(shè)施,主要包括通信技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、運輸技術(shù)及定位技術(shù)等,其中融合定位技術(shù)在其中占據(jù)著非常重要地位,對于城市交通順暢通行有著極大的促進作用.

1.關(guān)于融合定位技術(shù)的簡要概述

通常情況下,一旦將融合定位技術(shù)應(yīng)用到智能交通信號系統(tǒng)環(huán)境下,并不是意味著獨立形式的組件,而是將其集成于更大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之中,智能交通信號系統(tǒng)主要包括傳感器、通信系統(tǒng)、計算機控制及執(zhí)行器等子系統(tǒng),而交通控制系統(tǒng)又將包括中央控制計算機、交通信號燈、計算機控制的相關(guān)接口及視頻攝像頭等儀器等,并且基于融合定位角度來看,可以將其劃分為兩大類方面:一是基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng),如GPS、DGPS、GLONASS等.

二是基于地面的定位系統(tǒng),如GSM、IMT-2000、UMTS等,其中基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)總體來說使用壽命較長,因而得到廣泛應(yīng)用,其存在的最大優(yōu)勢便是準確度較高,能對地面結(jié)構(gòu)的任何物體位置進行明確,但卻無法在地下結(jié)構(gòu)、高層建筑部分區(qū)域及隧道內(nèi)部進行使用.而基于地面的定位系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用較為創(chuàng)新,可以利用無線移動通信設(shè)備來進行位置的明確,其存在的最大優(yōu)勢便是能最大限度利用目前存在的基礎(chǔ)性設(shè)施,并且還具有高質(zhì)量的服務(wù)水平和精確度,對于日常交通需求能提供很好滿足,如果能有效保證無線網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋率,該種系統(tǒng)便可在隧道內(nèi)部使用.例如:在此以我國某省交通道路為例,其全場約為10公里,共設(shè)有16個交叉性路口,在為改造之前,其全程行駛需要14分鐘左右,但在融合定位技術(shù)背景下智能交通信號系統(tǒng)實行下,該段路程的停車次數(shù)有效減少,并且總行駛時間也縮短為9分鐘,不但有效提高了其實際通行效率,還為其帶來了巨大經(jīng)濟效益.又如:某省高速出口路段,共設(shè)有8個路口信號機,3個電子顯示屏,4個路口電子警察,在采用了融合定位技術(shù)智能交通信號系統(tǒng)后,來往車輛平均以每小時70公里速度前進,而通行時間與以往普通信號燈控制相比時間最少降低了30%.

第二,精確性.一般情況下,融合定位技術(shù)是否準確主要取決于非內(nèi)在技術(shù)因素,例如:基于地面的遠程定位精準性主要由交通信號的功率和頻譜分配情況來決定,一個較狹窄的帶寬(30kHz)和低功率(100mw)將會使定位準確性較差,但如果是一個較高的帶寬(10MHz)和高功率(30W)將會使定位準確性較高.

第三,覆蓋率.通常對于衛(wèi)星定位來說,其具有較為廣泛的覆蓋特點,如對于某些交通較落后地區(qū)來說,其因為山脈或是其他因素導(dǎo)致信號覆蓋存在一些盲區(qū),這時便可通過衛(wèi)星定位來使盲區(qū)發(fā)生變化;而地面定位則是具備大范圍覆蓋能力,主要在于是否能夠安裝足夠多的基站,但盲區(qū)位置也不會隨著時間的演變而發(fā)生改變,一般只有在對基站進行新建時盲區(qū)才會出現(xiàn)變化.

2.融合定位技術(shù)對智能交通信號系統(tǒng)起到的作用

2.1 交通信息采集檢測

通常在對交通信息數(shù)據(jù)進行采集檢測時,融合定位技術(shù)取得了廣泛應(yīng)用,其中對于車輛檢測來說,融合定位主要適用于車輛預(yù)防碰撞,如基于視覺傳感器和激光掃描信息等于一體的融合性預(yù)防碰撞方法的產(chǎn)生,充分保證了交通信息采集檢測的有效性,并在其后提出了一種多特征性融合預(yù)防碰撞方法,通過目標跟蹤測試得出結(jié)論,該種方法能夠有效準確檢測目標車輛的運行情況,進而對城市道路車輛實行全面有效監(jiān)督.同時融合定位技術(shù)還能實現(xiàn)車載終端和路測設(shè)備的多方面融合,如相關(guān)專業(yè)人士對定點交通流、浮動車及其他數(shù)據(jù)的采集、融合及共享等展開了詳細概括分析,進而為交通行業(yè)的未來發(fā)展提供了充足的技術(shù)性支持.除此之外,相關(guān)人員還針對交通信息收集和評價展開了深入化研究,特別是對于交通融合性問題更是制定了規(guī)范化的評價標準.

2.2 交通流有效融合分析

基于交通車流分析角度來看,融合定位技術(shù)主要可用于估計預(yù)測和關(guān)聯(lián)分析兩方面內(nèi)容上,具體如下:第一,交通車流估計預(yù)測.在對交通車流進行中長期預(yù)測時,若想得到最佳效果便要采用以往傳統(tǒng)手段,但該種方法較不適用于短期預(yù)測,因而相關(guān)研究人員提出了大量關(guān)于短期融合預(yù)測方法,其中最多的便是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合預(yù)測手段,經(jīng)過試驗證明該種方法與以往傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相比存在較大優(yōu)勢.第二,交通車流關(guān)聯(lián)分析.根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,現(xiàn)階段普遍使用的融合方法便是曲線擬合、空間融合等,如最新提出的基于最小二乘曲線擬合方法,并利用統(tǒng)計理論來對擬合曲線上下限進行劃分,經(jīng)過具體實踐證明該種方法能對交通車輛異常情況準確判定.

表1 智能交通流測試結(jié)果

2.3 交通車輛定位導(dǎo)航

融合定位技術(shù)在交通車輛導(dǎo)航中的應(yīng)用主要在交通車輛定位和地圖匹配兩方面上.交通車輛定位,又包含衛(wèi)星車輛定位和食品車體定位兩種,其中衛(wèi)星車輛定位在近幾年智能交通信號系統(tǒng)運行中可以說是重點研究話題,立足于目前日益復(fù)雜的城市交通網(wǎng),以往傳統(tǒng)單一化定位技術(shù)所提供的信息數(shù)據(jù)早已無法滿足現(xiàn)今社會的實際需求,還需要有效借助其他手段,如車載信息等來實現(xiàn)融合定位,如相關(guān)研究人員將GPS定位技術(shù)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有效結(jié)合展開準確定位,并通過三種不同耦合手段來實現(xiàn)其二者最大優(yōu)勢,之后更是將衛(wèi)星信息和車載信息進行融合,根據(jù)實踐結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),該種手段能充分保證復(fù)雜城市交通情況下的準確定位.隨后更是提出了將錄像、三維地理信息及GPS技術(shù)三者融為一體的融合定位手段,得到了最佳定位結(jié)果,如下圖1.

而基于地圖匹配角度來說,可將大多數(shù)方法劃入到推理融合類型之中,其中應(yīng)用最為廣泛的便是D-S證據(jù)推理.通常在需要對交通各方面信息資源進行協(xié)調(diào)融合時,由于以往傳統(tǒng)的D-S手段過于絕對化和片面化,無法得到理想效果,因而相關(guān)專業(yè)人士針對其展開了有效改進,如將決策理論和D-S證據(jù)推理的地圖匹配兩者融為一體,通過導(dǎo)航系統(tǒng)的目前信息來進行交通車輛位置的假設(shè),并借助最新推理規(guī)則在決策風(fēng)險不提高的基礎(chǔ)上合理解決證據(jù)處理期間面臨的矛盾問題,對智能交通信號系統(tǒng)的順利運行和定位準確性有著良好保障.

圖1 GPS交通車輛定位系統(tǒng)

3.結(jié)束語

總而言之,隨著社會經(jīng)濟水平的提高,城市交通問題愈發(fā)嚴峻,對人們的正常生活帶來一定不利影響.因而為有效解決上述存在問題,融合定位技術(shù)也就逐漸應(yīng)運而生并取得了良好應(yīng)用效果,而對于智能交通信號系統(tǒng)來說,更是起到了至關(guān)重要影響作用.因而需要相關(guān)人員充分引起重視,不斷對其展開創(chuàng)新完善,從而對最大限度保證融合定位的準確性有著極大促進作用,并且還能促進交通行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展.

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