王玉 李萍
關(guān)鍵詞:數(shù)字交通;智慧交通;平臺(tái)建設(shè);數(shù)據(jù)中心;硬件設(shè)計(jì);軟件設(shè)計(jì)
1引言
城市建設(shè)規(guī)模的提升不僅提高了人均占地面積,也增加了城市人口密度與汽車保有量,根據(jù)交管部門錄入的信息與公示的數(shù)據(jù)可知,截至2021年,我國(guó)出行交通工具保有量超過(guò)了2.8x108輛[1]。城市在持續(xù)發(fā)展中,其交通管理暴露了一系列問(wèn)題,包括城市基礎(chǔ)交通設(shè)施的建設(shè)速度無(wú)法滿足城市交通工具日益增長(zhǎng)的需求:公共交通數(shù)量大幅度減少,但私家車數(shù)量呈倍數(shù)增長(zhǎng):城市智慧化交管體系建設(shè)尚處于起步階段。越來(lái)越多的用戶向交管部門反饋道路交通出行擁堵問(wèn)題[2]。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)城市交通的合理規(guī)劃,提供群體便利的生活條件,數(shù)字交通理念被提出,它是指在城市交通管理領(lǐng)域中,充分利用數(shù)字化技術(shù),對(duì)城市交通條件進(jìn)行全面感知,以獲取更加全面的城市交通數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)作為決策支撐,挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值,建設(shè)動(dòng)態(tài)化交通服務(wù)管理模式,保證城市交通的通暢性、安全性與高效性。盡管相關(guān)工作在逐步開展中已經(jīng)取得了部分成果,但由于智慧交通數(shù)據(jù)中心的建設(shè)尚未完善,導(dǎo)致其他工作一直處于滯后狀態(tài)[3]。因此,本文以數(shù)字交通為背景,從硬件與軟件兩個(gè)方面,對(duì)智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的建設(shè)展開研究,旨在為城市交通的動(dòng)態(tài)化管理提供決策指導(dǎo)與幫助。
2硬件設(shè)計(jì)
為確保智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中可滿足城市交通數(shù)字化管理需求,在開展相關(guān)研究前,對(duì)平臺(tái)硬件架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)[4],如圖1所示。
從圖1中可以看出,本文設(shè)計(jì)的平臺(tái)主要包括智能設(shè)備、檢索工具、處理器、引擎、硬盤、傳感器、采集設(shè)備、數(shù)據(jù)接口等硬件。為確保硬件設(shè)備可滿足平臺(tái)應(yīng)用需求,下文以數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)采集設(shè)備為例,進(jìn)行平臺(tái)硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)。
2.1數(shù)據(jù)接口設(shè)備選型
為確保硬件設(shè)備可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮預(yù)期的使用效果,此次研究選用SMX-65301/560IT型號(hào)的數(shù)據(jù)接口設(shè)備,其為單刀四擲設(shè)備,由于此設(shè)備具有雙路轉(zhuǎn)換開關(guān),因此可以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)高頻帶信號(hào)的實(shí)時(shí)切斷[5]。將此接口集成在通信終端,其中SMB公共連接頭可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。同時(shí),此接口可以直接接人以太網(wǎng),使用KJ930帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,符合IEEE805.32通信標(biāo)準(zhǔn),適用于不同類型的作業(yè)環(huán)境。在此基礎(chǔ)上,對(duì)接口設(shè)備的接人技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),如表1所列。
在設(shè)計(jì)中,考慮到智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的覆蓋范圍較廣,因此需要結(jié)合實(shí)際情況,在不同的監(jiān)控區(qū)間設(shè)計(jì)不同數(shù)量的接口進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的傳輸。
2.2數(shù)據(jù)采集設(shè)備選型
完成上述設(shè)計(jì)后,選用由華辰智通企業(yè)開發(fā)的HN-NET設(shè)備作為本文開發(fā)平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備,根據(jù)平臺(tái)在運(yùn)行中的實(shí)際需求,選用HTCR-15000型號(hào)或JHI-13000型號(hào)的采集設(shè)備作為本平臺(tái)設(shè)備。在設(shè)計(jì)中,將此設(shè)備與平臺(tái)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接,使用單協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸即可滿足終端對(duì)交通數(shù)據(jù)的采集需要。
3軟件設(shè)計(jì)
3.1建立智慧交通數(shù)據(jù)庫(kù)
完成對(duì)此平臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)后,下文以數(shù)字交通為研究背景,建立智慧交通數(shù)據(jù)庫(kù)。在此過(guò)程中,需要先操作計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的需求分析,根據(jù)設(shè)計(jì)的概念結(jié)構(gòu),進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)數(shù)據(jù)邏輯,建立實(shí)體數(shù)據(jù)表,具體如表2所列。
按照表2所列結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)城市智慧交通道路流量數(shù)據(jù)表、路口流量數(shù)據(jù)表、分時(shí)段數(shù)據(jù)表,統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式后,將數(shù)據(jù)錄入表格并存儲(chǔ)在終端。
3.2智慧交通數(shù)據(jù)采集、交換與處理
完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建后,根據(jù)數(shù)據(jù)源訪問(wèn)引擎,從多渠道進(jìn)行智慧交通數(shù)據(jù)的獲取。將獲取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類與集成,構(gòu)建城市交通數(shù)據(jù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。對(duì)數(shù)據(jù)的獲取與聚類過(guò)程進(jìn)行描述:
4實(shí)例應(yīng)用分析
上文從三個(gè)方面完成了智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的建設(shè),為檢驗(yàn)本平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中是否能發(fā)揮預(yù)期的效果,下文以某地區(qū)的交通管理單位為例,開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
此次實(shí)驗(yàn)選用的數(shù)據(jù)由“地區(qū)融合5G智能通信交管中心”提供,數(shù)據(jù)包括地區(qū)車流量數(shù)據(jù)、人流量數(shù)據(jù)、交通綠波規(guī)劃數(shù)據(jù)等。按照本文設(shè)計(jì)的方法.先進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),并根據(jù)實(shí)際工作需求,進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理,建立智慧交通數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上,引進(jìn)人工智能技術(shù)與VR技術(shù),建立數(shù)據(jù)中心平臺(tái)交互操作界面,在界面中按照設(shè)計(jì)步驟,進(jìn)行智慧交通數(shù)據(jù)采集、交換與處理。同時(shí),引人數(shù)據(jù)共享模式,進(jìn)行平臺(tái)模塊化功能展示。
完成本平臺(tái)在智慧交通管理終端的規(guī)范化部署后,對(duì)此平臺(tái)的綜合性能展開測(cè)試。測(cè)試中,先進(jìn)行交通數(shù)據(jù)錄入與導(dǎo)出速度的測(cè)試,將信號(hào)測(cè)試設(shè)備安裝在平臺(tái)接口,對(duì)數(shù)據(jù)流的傳輸與流通過(guò)程進(jìn)行感知。在前端發(fā)送數(shù)據(jù),此時(shí)來(lái)自不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將以離散化狀態(tài)分布在空間中。平臺(tái)將在處理數(shù)據(jù)過(guò)程中進(jìn)行錄入數(shù)據(jù)的校驗(yàn)、緩沖、格式調(diào)試、集成與存儲(chǔ),將處理過(guò)程中數(shù)據(jù)的流通穩(wěn)定性作為評(píng)價(jià)本文開發(fā)數(shù)據(jù)中心平臺(tái)可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。獲取部分時(shí)序下的數(shù)據(jù)傳輸情況,如圖2所示。
從圖2所示的測(cè)試結(jié)果可以看出,平臺(tái)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí),數(shù)據(jù)傳輸速率基本可以控制在30bps/s -40bps/s范圍內(nèi),數(shù)據(jù)在流通過(guò)程中的傳輸速率變化較為穩(wěn)定,無(wú)明顯的異常傳輸現(xiàn)象。因此,在完成上述研究后,可以得出此次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:本文建設(shè)的數(shù)字交通背景下智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái),可以保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性,并保證數(shù)據(jù)在平臺(tái)中流通的安全性與效率。
5結(jié)束語(yǔ)
本文以數(shù)字交通為研究背景,從硬件結(jié)構(gòu)與軟件功能兩個(gè)方面,對(duì)智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)建設(shè)展開研究。完成設(shè)計(jì)后,通過(guò)實(shí)例檢驗(yàn)的方式,證明了此平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中的效果良好。但此次設(shè)計(jì)也存在一些不足,如沒(méi)有選用傳統(tǒng)的數(shù)字中心平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。因此,在后續(xù)的研究中,還將結(jié)合不同地區(qū)交通管理部門的實(shí)際工作需求,設(shè)計(jì)更加完善的智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái),為后續(xù)相關(guān)工作的規(guī)范化實(shí)施提供進(jìn)一步的指導(dǎo)與幫助,解決我國(guó)道路車輛擁擠等方面的問(wèn)題。