黃少澤

摘要：隨著中國經(jīng)濟社會的發(fā)展，城市交通擁堵問題日益嚴重。將大數(shù)據(jù)、云平臺等計算機技術(shù)運用到智能交通領(lǐng)域，有助于提高城市交通運輸效率，為解決城市交通擁堵問題帶來了全新的解決辦法?；诖髷?shù)據(jù)的智能交通系統(tǒng)主要包含數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)整合層、大數(shù)據(jù)處理平臺、實時路況推送平臺、交通燈優(yōu)化設(shè)計、交通設(shè)施數(shù)據(jù)更新幾部分。利用該系統(tǒng)，可以有效解決交通擁堵問題。

關(guān)鍵詞：智能交通;大數(shù)據(jù);云計算;交通控制系統(tǒng)

引言

與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)數(shù)量手段比較，大數(shù)據(jù)技術(shù)具有數(shù)據(jù)類型復雜、處理迅速、實效性強等優(yōu)點，在智能交通領(lǐng)域運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以采集海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)內(nèi)包含許多不可估量的價值，通過挖掘和分析能夠快速得到所需的數(shù)據(jù)信息。針對上述情況，本文提出基于大數(shù)據(jù)技術(shù)智能交通臺數(shù)據(jù)平臺各功能層設(shè)計情況，并提出其在交通數(shù)據(jù)診斷、路網(wǎng)延遲指數(shù)等方面的應用。

1我國城市交通問題

近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展勢頭迅猛，隨之而來的是汽車的全面普及。短短十幾年內(nèi)，我國交通系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有，負擔增重的過程。在這個過程中，我國城市交通暴露出了一系列的問題。我國城市交通問題集中體現(xiàn)在幾個方面：第一，公共交通工具使用率低，人們出行大多使用私家車，從側(cè)面體現(xiàn)出公共交通建設(shè)的低迷;第二，城區(qū)堵車現(xiàn)象頻發(fā)，影響人們的出行;第三，城市交通管理尚未實現(xiàn)智能化，大多數(shù)地方是交通管理的盲區(qū);第四，城市交通管理較為分散，各地區(qū)政策存在偏差，缺少統(tǒng)一規(guī)劃。

2建設(shè)目標與需求分析

2.1實現(xiàn)交通信號燈的優(yōu)化設(shè)計

交通信號燈（紅綠燈）是道路交通管理的基礎(chǔ)，通過實際測量車流量大小，模擬和優(yōu)化交通信號燈的控制模式，調(diào)整十字路口紅綠燈時長，控制交通車流量，可以充分地挖掘出道路的最大車容量。從而合理配置道路交叉口的資源，使得綜合的停車次數(shù)最少，路口的等待時間最短，使道路交通的暢通度達到最大值。常用的交通信號燈控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法包括：道路單點控制、主干線協(xié)同控制、區(qū)域化優(yōu)化控制、人工控制等。系統(tǒng)應將多種控制策略相結(jié)合，設(shè)計出智能化的信號控制方式。

2.2道路網(wǎng)延遲指數(shù)分析

依托大數(shù)據(jù)技術(shù)對各個路口/路段歷史流量進行統(tǒng)計，進一步分析路網(wǎng)的延遲指數(shù)。智能交通延遲指數(shù)求解方法是實際通過旅行時間與自由流通旅行時間相減，若所得數(shù)值為負數(shù)，則設(shè)定為0，表明并未發(fā)生延遲，并把這些數(shù)據(jù)映射至[0，10]數(shù)據(jù)區(qū)間之內(nèi)。如果智能交通延遲指數(shù)較大，說明這個地點的擁堵情況更嚴重。左側(cè)向使用者展現(xiàn)設(shè)定日期、特點等交通延遲指數(shù)改變情況，來回移動水平滾動條，能夠及時查看不同時間段的延遲數(shù)據(jù)。左側(cè)展現(xiàn)路口、道路等級、行政區(qū)劃等各維度下相對應點的延遲指數(shù)和排名情況。通過綜合分析道路延遲指數(shù)，能夠為決策人員提供新建道路規(guī)劃等決策提供支持。

2.3實現(xiàn)基礎(chǔ)交通設(shè)施的更新

傳統(tǒng)方式的基礎(chǔ)交通設(shè)施更新后信息的變更由人工完成。利用智能交通系統(tǒng)，可以實現(xiàn)交通設(shè)施更新后信息的自動更新。主要實現(xiàn)方式為利用遙感影像來檢測城市中道路的變化，當檢測到基礎(chǔ)交通設(shè)施有變化后，將自動發(fā)送到大數(shù)據(jù)平臺，從而實現(xiàn)了道路交通設(shè)施的自動實時更新，為用戶及時地提供更準確的道路信息，并且節(jié)省了大量的人工成本費。具體過程為：（1）通過遙感影像獲取道路的路面、綠化帶、拐彎處、路燈、指示牌等重要的道路信息;（2）利用道路兩側(cè)樹木的形狀指數(shù)等形態(tài)學知識，自動地確定道路的線路;（3）通過尺度轉(zhuǎn)換，構(gòu)建對象層次，獲取不同道路特征，并實現(xiàn)道路的基礎(chǔ)交通設(shè)施信息提取。

3系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1設(shè)計整體架構(gòu)

智能交通數(shù)據(jù)分析平臺是采用先進的計算機信息技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等有效整合用于交通運輸信息的管理和控制中，注重人、車與道路之間的協(xié)調(diào)，組成一種有利于改善環(huán)境、節(jié)約能源、保護安全的綜合運輸系統(tǒng)。智能交通數(shù)據(jù)分析平臺運用層次化結(jié)構(gòu)模型展開設(shè)計，并根據(jù)大數(shù)據(jù)建設(shè)要求，整個平臺包含數(shù)據(jù)感知、資源層、應用層三個層次，數(shù)據(jù)感知層主要任務就是采集交通信息，資源層旨在管理交通領(lǐng)域的數(shù)據(jù);應用層旨在負責實時調(diào)度智能交通資源。本次設(shè)計的智能交通數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)能滿足采集、存儲、調(diào)度及處理數(shù)據(jù)等方面的需求。

3.2系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集層的主要功能是獲取交通數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的主要獲取方式包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、RFID技術(shù)、遙感技術(shù)等。在智能交通系統(tǒng)中，前端監(jiān)控設(shè)備對所有經(jīng)過的車輛進行拍攝，可以獲得車牌號和當前車速等信息。RFID是一種非接觸式自動識別技術(shù)，對于正在行駛中的汽車利用FRID技術(shù)獲取相關(guān)信息非常方便。在智能交通系統(tǒng)中，RFID的作用主要有兩點：（1）收集車輛信息;（2）對收集到的車輛信息進行分析。遙感技術(shù)是利用電磁波實現(xiàn)目標探測和識別的技術(shù)，在智能交通系統(tǒng)中，遙感技術(shù)可以用于精確地獲取地面交通設(shè)施信息。數(shù)據(jù)整合層是將收集到的分散的交通信息數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的整合處理，以及實時計算處理，并逐一進行標準化的轉(zhuǎn)化，使整合后的數(shù)據(jù)能夠被交通大數(shù)據(jù)處理平臺所使用。大數(shù)據(jù)處理平臺是利用大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，對海量的交通數(shù)據(jù)進行實時處理，并且完成數(shù)據(jù)采集和挖掘工作。系統(tǒng)設(shè)計的大數(shù)據(jù)處理平臺由數(shù)據(jù)中心云、路側(cè)云、車載云三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。數(shù)據(jù)中心云是指提供ICT資源以及交通信息服務的平臺和服務器;路側(cè)云是指建立在道路單元側(cè)，由專用服務器和接入設(shè)施等構(gòu)成;車載云是指一系列建立在行駛的車輛上的本地服務器，可以通過其構(gòu)建車輛通信網(wǎng)絡(luò)等。由于車輛本身具有移動性，故車載云實現(xiàn)方式與普通PC網(wǎng)絡(luò)的云端實現(xiàn)方式有很大不同。一般，車載云的實現(xiàn)方法有兩種：通用車載云和專用車載云。專用車載云系統(tǒng)的特點是沒有云控制器，云端系統(tǒng)將直接指定一些特點車輛為創(chuàng)建車載云的候選節(jié)點;通用車載云的特點是包含云控制器，由云控制器自身實現(xiàn)車載云的創(chuàng)建等一系列操作。實時路況推送平臺、交通燈優(yōu)化設(shè)計、交通設(shè)施數(shù)據(jù)更新三部分屬于基于大數(shù)據(jù)的智能交通系統(tǒng)的應用層部分。實時推送路況推送平臺的主要功能是通過智能手機傳感器收集汽車行駛信息，并發(fā)送給服務器，服務器通過大數(shù)據(jù)技術(shù)等方式對交通狀況進行分類，并將有效信息推送給其他在線用戶。交通燈優(yōu)化設(shè)計是根據(jù)車流量等信息，將交通燈的設(shè)計實現(xiàn)最優(yōu)化，盡可能地減少道路擁擠情況。交通設(shè)施數(shù)據(jù)更新平臺的主要功能是當交通基礎(chǔ)設(shè)施更新后，信息能夠自動、及時、準確地推送給用戶。

結(jié)語

利用基于大數(shù)據(jù)的智能交通系統(tǒng)，可以實時獲取道路情況，并且能夠為交通信號燈的控制提供有效數(shù)據(jù)，提高了城市交通管理的精確度和科學性，從而為人們的出行提供了便利。

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