黃可倫

摘 要：雖然國家對交通建設(shè)的投資逐年增加，道路網(wǎng)絡(luò)日漸完善，公路總里程數(shù)不斷增加，但配套的交通設(shè)施仍有許多不能完全匹配的地方，必要的交通標(biāo)識設(shè)置有待合理完善。本文提出了優(yōu)化交通預(yù)警系統(tǒng)中數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用部分的概念，加強(qiáng)道路交通標(biāo)識設(shè)施的多媒體技術(shù)應(yīng)用。此研究成果，不僅能客觀地反映現(xiàn)存交通標(biāo)識的問題，提出了交通預(yù)警系統(tǒng)的優(yōu)化方向，還能實(shí)現(xiàn)對改擴(kuò)建后交通標(biāo)識設(shè)計(jì)、設(shè)置、高速營運(yùn)中出現(xiàn)的各種問題的提前預(yù)防。因此，本套系統(tǒng)將如同安全帶、ABS等系統(tǒng)一樣，成為車輛必不可少的安全裝置。

關(guān)鍵詞：標(biāo)識;交互;多媒體;智能交通系統(tǒng)

0 緒論

交通擁堵是由多種因素相互作用產(chǎn)生的一個(gè)復(fù)雜的結(jié)果，各省市的實(shí)際情況不同，出現(xiàn)的交通問題也有其特殊性。一般來說，有道路發(fā)展、交通管理、城區(qū)分布等方面的原因，與我國全民的交通意識也密切相關(guān)。與其說是堵在路上，不如說是堵在思路上。由此可得出，要緩解我國目前道路交通擁擠的現(xiàn)狀，各級政府及交通管理部門必須從人們的出行習(xí)慣、社會經(jīng)濟(jì)狀況、環(huán)境氣候因素等角度全方位入手，采取科學(xué)、合理的統(tǒng)籌研究和整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)方法解決這一問題。

1 多媒體交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)的研究內(nèi)容

1.1 多媒體交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)的概念界定

在本文的設(shè)計(jì)中，以更能主動(dòng)引導(dǎo)駕駛?cè)说牟僮餍袨椤㈧`活構(gòu)建“智慧”的道路交通標(biāo)識指引系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)，力求將交互多媒體的傳達(dá)形式融入道路交通標(biāo)識，不僅僅使依賴交通參與者單靠視覺接收的道路交通標(biāo)識信息，通過結(jié)合車載裝置以多種感知途徑傳達(dá)給交通參與者，也使駕駛?cè)酥庇^獲取交通信息，是本文研究論述的多媒體交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)的概念。

本文設(shè)計(jì)的預(yù)警系統(tǒng)的工作內(nèi)容主要包括三個(gè)部分：信息收集——信息處理——信息反饋。

第一，信息收集：交通消息是本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的主要作用對象之一，需要采集、分析、整理與交通有關(guān)的各種信息等。

第二，信息處理：將各路信息進(jìn)行分類、甄別、整合，針對具體情況做出相應(yīng)的調(diào)控決策。

第三，信息反饋：是該系統(tǒng)運(yùn)作中最重要的部分，主要負(fù)責(zé)與交通參與者互動(dòng)。將引導(dǎo)信息傳遞給交通參與者的同時(shí)，也將參與者的行駛狀態(tài)、目標(biāo)地點(diǎn)、訴求等反饋給交通信息監(jiān)管平臺，及時(shí)互通信息。

1.2 交互式多媒體與道路交通標(biāo)識的結(jié)合

（1）在交通標(biāo)識的基礎(chǔ)上使用交互式多媒體傳播信息。本文設(shè)計(jì)將利用現(xiàn)有的道路交通基礎(chǔ)設(shè)施，升級其硬件以配備多媒體交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)需要的技術(shù)，與多個(gè)信息平臺形成聯(lián)動(dòng)，提高道路交通標(biāo)識認(rèn)知效率，交互式地感知交通參與者的需求并互通信息。

（2）利用多媒體的表現(xiàn)形式提高交通標(biāo)識的識別度。交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的單一靜態(tài)圖像傳達(dá)模式，配合AR動(dòng)畫呈現(xiàn)交通標(biāo)識信息，可以減少外界因素對駕駛?cè)说母蓴_，避免其因錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的交通事故和交通擁堵。多媒體的表現(xiàn)形式能夠有效促進(jìn)人們對道路交通標(biāo)識的識別，智能交通系統(tǒng)“以人為本”的服務(wù)宗旨，符合當(dāng)下人們的出行方式和社會發(fā)展趨勢，讓人們安全快樂地出行。

（3）交互式多媒體移動(dòng)終端與道路交通標(biāo)識信息互動(dòng)。車載型的多媒體裝置安置于駕駛室內(nèi)向人們傳遞互動(dòng)信息，有相應(yīng)的友好的操作系統(tǒng)和界面，可以根據(jù)駕駛?cè)说囊髮?shí)現(xiàn)個(gè)性化的服務(wù)，并及時(shí)得到信息反饋，也可以向交通管理者及時(shí)反饋車輛的信息，使路網(wǎng)中的交通參與者實(shí)現(xiàn)信息共享，車輛和駕駛?cè)藭r(shí)刻在線，以便在出現(xiàn)任何特殊狀況時(shí)系統(tǒng)能夠知曉，及時(shí)提供必要的幫助，以確保交通參與者的安全。

2 優(yōu)化交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)的方案

2.1 利用現(xiàn)有的道路交通標(biāo)識設(shè)施

（1）活用電子信息屏。電子信息屏憑借其優(yōu)勢，是道路交通標(biāo)識中傳遞信息力度最大的設(shè)施之一。在本文的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該靈活利用電子信息屏，將車流量、道路暢通狀況、未來數(shù)小時(shí)天氣等信息滾動(dòng)播放于駕駛?cè)艘暰€可及的范圍內(nèi)，與車載終端形成同步互動(dòng)，使信息能夠更全面、直觀、自然地傳達(dá)給駕駛?cè)恕?/p>

（2）路面基礎(chǔ)設(shè)施——收集、處理信息。交通標(biāo)識牌已經(jīng)比較普及，基本覆蓋了道路的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中，首先將升級此類交通標(biāo)識設(shè)施，設(shè)置具有感應(yīng)功能的裝置，如電子監(jiān)控、GIS等，包括張貼二維碼，以便實(shí)時(shí)采集路上的車輛信息和交通狀況。

（3）車載導(dǎo)航與HUD、AR互動(dòng)裝置的運(yùn)用——反饋信息。如交通標(biāo)識牌和車輛交互反饋信息時(shí)，車載多媒體移動(dòng)終端通過HUD、AR、語音播報(bào)等裝置將信息清晰地傳遞給駕駛?cè)?，而交通?biāo)識牌則將剛才與車輛交互收集到的信息整合到系統(tǒng)中，以便向下一輛車傳遞。

2.2 運(yùn)用數(shù)字媒體藝術(shù)結(jié)合多項(xiàng)理論

數(shù)字媒體藝術(shù)是一門結(jié)合了自然科學(xué)、社會科學(xué)和人文科學(xué)的綜合性學(xué)科，集中體現(xiàn)了“科學(xué)—藝術(shù)—人文”的理念。

（1）人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)。人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程是一門綜合性邊緣技術(shù)科學(xué)，是運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)理論和系統(tǒng)工程方法，正確處理人、機(jī)、環(huán)境三大要素的關(guān)系最優(yōu)組合的一門科學(xué)。這門學(xué)科經(jīng)過多年研究和實(shí)踐已經(jīng)發(fā)展得較為完善，該項(xiàng)理論指導(dǎo)了諸多不同領(lǐng)域的工程實(shí)施。

（2）人機(jī)工程學(xué)原理。人機(jī)工程學(xué)是一門多學(xué)科結(jié)合的交叉學(xué)科，研究方法和評價(jià)手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測量學(xué)、美學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)和工程技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，研究的目的是通過各學(xué)科知識的應(yīng)用，指導(dǎo)上述三者的設(shè)計(jì)和改造，使產(chǎn)品在安全高效、健康舒適等方面的特性得到提高。

（3）動(dòng)態(tài)視覺特征。駕駛?cè)嗽谶\(yùn)動(dòng)狀態(tài)下觀察外界事物時(shí)，其視覺特征與靜止?fàn)顟B(tài)下是有很大不同的，主要表現(xiàn)在這幾方面：

一是視銳度降低，視銳度又稱視力;二是視野變窄，雙眼凝視遠(yuǎn)方并集中于一點(diǎn)，形成“隧道視覺”;三是空間識別范圍縮小，即很難分辨清距離車輛較近的物體;四是視覺觀察能力下降，隨著車輛加速，難以分辨目標(biāo)的細(xì)節(jié);五是視覺刺激量增大，反映錯(cuò)誤增加。

因此，本文設(shè)計(jì)中需要考慮到上述因素對行駛安全的影響，以視覺刺激性最小、接受度最高的方式，在設(shè)計(jì)中優(yōu)化界面的形狀、顏色、位置、浮動(dòng)效果和指引方式，彌補(bǔ)視野變窄可能帶來的信息缺失。

（4）感知覺要素。視覺仍然是人類認(rèn)識世界的最主要途徑。多媒體交通預(yù)警系統(tǒng)中可以更多地考慮通過視覺器官傳遞主要信息。同時(shí)，為了積極調(diào)動(dòng)我們?nèi)梭w的感知覺器官，界面變更的同時(shí)伴隨語音播報(bào)，以聽覺感官作為輔助，能更大程度上幫助駕駛?cè)酥鲃?dòng)接收信息。

3 以高速公路為例的設(shè)計(jì)

3.1 問題與建議

（1）我國高速公路智能交通發(fā)展概述。我國推廣應(yīng)用智能交通系統(tǒng)之后，在提高運(yùn)輸效率、減少事故率方面有了顯著成效，同時(shí)在降低能耗和減少污染方面也發(fā)揮了重要作用。例如電子顯示牌、測速監(jiān)控、ETC收費(fèi)等設(shè)施都得到了大范圍的普及。

（2）移動(dòng)終端——車載導(dǎo)航等智能設(shè)備的使用情況。20世紀(jì)90年代開始，電子導(dǎo)航裝置開始被運(yùn)用到汽車上。其主要目的，一是為了方便用戶，使其快捷地到達(dá)目的地;二是為了緩解城市的交通壓力。外接的GPS終端設(shè)備優(yōu)勢包括便于接待、易于更新，缺陷在于設(shè)備通常體積較小，可視范圍小，不便于駕駛?cè)双@取信息，并且需要駕駛?cè)宿D(zhuǎn)移視線，存在很大的安全隱患。

（3）改進(jìn)建議?；谶@種車載導(dǎo)航已經(jīng)十分普及的現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)的方案有了載體和基礎(chǔ)，可以在增強(qiáng)互動(dòng)的同時(shí)，在界面、呈現(xiàn)形式等方面作進(jìn)一步優(yōu)化。例如，將界面投射至前擋風(fēng)玻璃上，可以揚(yáng)長避短，克服駕駛?cè)诵枰D(zhuǎn)移視線的問題。

3.2 通過多媒體交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)設(shè)計(jì)改善高速公路交通問題

（1）基本功能。高速公路適用的多媒體交通預(yù)警標(biāo)識系統(tǒng)的基本功能有：

第一，各類沿途設(shè)備向交通參與者發(fā)送實(shí)時(shí)交通路況信息。

第二，將車輛定位、交通信息和當(dāng)?shù)貧庀蟛块T構(gòu)成信息聯(lián)動(dòng)，及時(shí)發(fā)布臨近路段數(shù)小時(shí)內(nèi)的氣象狀況。

第三，針對惡劣天氣頻出的路段，交通標(biāo)識牌引入音頻媒體，通過車載終端接收道路交通標(biāo)識信息并播報(bào)。

第四，與路旁具有感應(yīng)功能的交通設(shè)施形成交互，由車載終端發(fā)出繁忙路段、警示警告等提示，表現(xiàn)在投影畫面和語音播報(bào)上。

第五，交通參與者之間的交通信息共享及聯(lián)動(dòng)，由車載終端自行收集臨近車輛信息并處理，然后反饋給參與者。如提示后方有較多車輛駛來，周圍有較快車速車輛，請注意避讓等。

第六，針對意外事故，監(jiān)控系統(tǒng)能迅速做出反應(yīng)，發(fā)布信息、展開救援、疏導(dǎo)交通、維持車輛的正常通行。

（2）在其他區(qū)域應(yīng)用的設(shè)計(jì)分解。本文設(shè)計(jì)涉及的路段還包括城區(qū)道路，如結(jié)合廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的運(yùn)用，在沒有無線網(wǎng)絡(luò)信號的地下停車場仍可以為車輛提供導(dǎo)航。

如構(gòu)建獨(dú)立單元的地圖，并設(shè)置監(jiān)控?cái)z像、傳感器等設(shè)備，在地下室利用局域網(wǎng)信號收集進(jìn)場停車的車輛信息，并處理、分析、反饋給新入場停車的車輛，在路旁的交通標(biāo)識上顯示實(shí)剩余停車位數(shù)量和大致位置、指路標(biāo)識，并同步至車載終端內(nèi)，由終端設(shè)備投影該區(qū)域地圖，繼續(xù)為車輛提供導(dǎo)航至空位停車。

第一，電子信息屏和停車場內(nèi)其他監(jiān)控裝置聯(lián)動(dòng)，同時(shí)裝有感應(yīng)裝置，與車內(nèi)裝置的IC卡感應(yīng)，記錄入庫車輛信息。

第二，非接觸式IC卡記錄有車輛的型號、車主姓名、車身數(shù)據(jù)、使用年限等信息，也可以同步記載出行始發(fā)點(diǎn)、目的地等信息，與停車場的感應(yīng)裝置響應(yīng)，除了有記錄入場、出場時(shí)間，便于記錄車費(fèi)的意義以外，也在車輛沒有信號時(shí)持續(xù)記錄了車輛的位置。

這種運(yùn)作方式類似于工人在井下作業(yè)時(shí)使用“對講機(jī)”，且信號更穩(wěn)定，可以擺脫外界無線網(wǎng)有無信號的影響。同時(shí)單位區(qū)域內(nèi)有中央處理器，可以通過有線網(wǎng)絡(luò)與外界網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)交換、更新信息，使整體的交通預(yù)警系統(tǒng)仍能收集到無信號處車輛的信息，保證做到“不失聯(lián)”，車輛駛出停車場時(shí)能及時(shí)對接信息，提供下一步引導(dǎo)。

4 總結(jié)與展望

本文設(shè)計(jì)具有很廣闊的應(yīng)用前景。首先，全球范圍內(nèi)道路交通都是交通運(yùn)輸?shù)淖钪饕绞剑c人們的日常生活息息相關(guān)。其次，發(fā)展中國家的民用汽車保有量都在逐年升高，尤其是中國市場仍是具有很大發(fā)展前景的年輕市場，人們對于出行的需求越來越多，要求也越來越高，因此汽車生產(chǎn)商們紛紛在車輛設(shè)計(jì)中大量運(yùn)用先進(jìn)科技和設(shè)備，以增加市場競爭力。

今后的研究者將向進(jìn)一步增強(qiáng)車載終端直接引導(dǎo)人們使之產(chǎn)生行為認(rèn)同感并對交通標(biāo)識系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)——標(biāo)識的交互性方面研究。這不僅需要在車輛駕駛室內(nèi)設(shè)置感應(yīng)裝置，識別駕駛?cè)说恼Z音口令、視線方向，更需要在車輛外圍甚至全身設(shè)置感應(yīng)裝置。

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