計算機信息技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

鄭旺

上海博超聯(lián)石智能科技有限公司 上海 201612

引言

智能交通系統(tǒng)ITS主要將人類、車輛以及道路作為主要研究對象，并對人流量、車流量、突發(fā)事件等不同要素完成實時預(yù)警和通報。計算機信息技術(shù)能夠?qū)④囕d物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)信息同步到數(shù)據(jù)中心，并對車輛前進路線和軌跡信息實現(xiàn)集中管理。在應(yīng)用計算機信息技術(shù)的過程中，車輛所有者以及交通管理部門都能夠從不同的視角掌握當(dāng)前路況信息等內(nèi)容。

1 智能交通系統(tǒng)概述

1.1 GPS定位模塊

在智能交通系統(tǒng)ITS中，GPS定位模塊是非常關(guān)鍵的交通協(xié)管內(nèi)容，也是構(gòu)建智能化地面交通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)要素。通過GPS定位模塊，能夠?qū)④囕d導(dǎo)航儀器設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動，還能夠?qū)o線通信網(wǎng)絡(luò)或者移動網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸過程完成精細化監(jiān)管[1]。GPS定位模塊能夠與交通基礎(chǔ)信息采集系統(tǒng)開展有效聯(lián)合，并對車輛基本運動信息和定位精度信息進行適時調(diào)整。在獲取車輛動態(tài)定位數(shù)據(jù)信息的過程中，需要充分運用車載終端的GPS信號接收功能，將GPS定位系統(tǒng)下的導(dǎo)航路徑和智能交通路線規(guī)劃功能進行詳細比對，確保實時路況信息能夠與移動通信網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)定位信息之間存在細微誤差，并不會影響車輛執(zhí)行自動化的路徑優(yōu)化功能[2]。在GPS定位模塊中，車載終端還可以與城市GIS系統(tǒng)實現(xiàn)有效聯(lián)動，并對實時定位的差分運算數(shù)據(jù)信息開展即時校驗。

1.2 計算機視覺信息處理

計算機視覺信息處理功能，是ITS系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的計算機信息技術(shù)應(yīng)用，也是當(dāng)前智能化交通路面信息處理與分析功能選項中的重點內(nèi)容。通過計算機視覺信息處理與分析算法，能夠輔助車主以及外部系統(tǒng)用戶進行信息決策，還能夠?qū)⒛Ｊ阶R別算法應(yīng)用在信息處理業(yè)務(wù)流程中。根據(jù)計算機視覺原理的信息處理技術(shù)，更加偏重于對車內(nèi)視覺信息以及車外視覺信息完成實時處理，并對車輛運行狀態(tài)開展異常分析[3]。計算機視覺信息處理功能能夠?qū)崿F(xiàn)車內(nèi)動態(tài)信息的準確識別，還能夠?qū)④囃獾闹苓厖^(qū)域設(shè)置為有效識別區(qū)域，將斑馬線、行人、其他車輛等相關(guān)要素設(shè)置為視覺信息處理目標，并輔助駕駛?cè)藛T或者交通管理人員判定是否存在違規(guī)或者違法行為。計算機視覺信息處理功能，能夠分別計算結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息中的高維度含義，還能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成語言文字，還能夠借助移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)或者藍牙等功能，構(gòu)建智能化的車況信息處理模式。

1.3 RFID車載模塊

RFID車載模塊，能夠?qū)④囕d終端的基礎(chǔ)信息、車輛運行狀態(tài)信息以及外部環(huán)境感知數(shù)據(jù)信息進行集中管理，并協(xié)助駕駛?cè)藛T實現(xiàn)事故分析和應(yīng)急事件處理功能。在RFID車載模塊中，需要將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息的有效識別方案實現(xiàn)深化設(shè)計，才能夠保障RFID射頻信號能夠與其他結(jié)構(gòu)類型的車載數(shù)據(jù)信息開展有效聯(lián)動，并構(gòu)建更加智能化的車載終端信息處理模式。在RFID車載模塊中，能夠?qū)Σ煌愋偷南到y(tǒng)參數(shù)實現(xiàn)有效配置，并對可入網(wǎng)的移動設(shè)備型號實現(xiàn)準確識別[4]。在運行RFID車載模塊的過程中，需要將啟動車輛前后可能存在的故障風(fēng)險因素進行準確識別，并對駕駛?cè)藛T可能存在的不安全操作進行及時預(yù)警。在RFID車載功能模塊中，駕駛?cè)藛T和交通管理人員都能夠準確獲取車輛運行期間和靜止期間的相關(guān)內(nèi)部和外部信息，還能夠?qū)χ苓叚h(huán)境存在的干擾因素實現(xiàn)準確識別，并為車輛智能化信息分析過程提供可靠的數(shù)據(jù)來源。

1.4 ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺

在ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺中，需要將交通管理、電子收費、交通信息服務(wù)、智能公路與安全輔助駕駛、交通運輸安全、運營管理、綜合運輸、交通基礎(chǔ)設(shè)施管理以及ITS數(shù)據(jù)管理等不同功能模塊進行系統(tǒng)集成，并對不同類型和級別的用戶權(quán)限完成分離設(shè)置，確保ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺的安全性和運營穩(wěn)定性。ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺能夠?qū)Σ煌脩艚巧珯?quán)限實現(xiàn)有效管理，并保障不同地域交通基礎(chǔ)信息管理的實效性[5]。在ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺中，管理員用戶能夠?qū)Σ煌\輸管理網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)車輛和路況信息實現(xiàn)可視化分析，并構(gòu)建智能化的應(yīng)急事件處理機制。駕駛員用戶則需要按照ITS平臺發(fā)送到車載終端的決策信息內(nèi)容處理交通事件，并對車輛運行狀態(tài)和收費情況開展實時統(tǒng)計分析。在ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺中，管理部門和車主用戶都能夠?qū)崟r上報異常路況信息和比較嚴重的安全事故，并對后續(xù)路徑優(yōu)化和事件處理機制提供可靠的數(shù)據(jù)信息來源。

1.5 行進軌跡記錄和路徑優(yōu)化算法

行進軌跡記錄以及路徑優(yōu)化算法，需要結(jié)合本地GIS系統(tǒng)和GPS定位系統(tǒng)的實時校準功能，很多車輛也會采用北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)作為車載終端的路徑信息管理硬件設(shè)施。從ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺中的安全輔助駕駛功能模塊分析，行進軌跡記錄和路徑優(yōu)化算法需要建立在智能交通路面信息以及車輛信息采集功能的基礎(chǔ)之上，并對安全輔助駕駛的不同級別實現(xiàn)分類管理，確保車輛駕駛員能夠?qū)⑿羞M軌跡的記錄情況完成準確分析。路徑優(yōu)化算法主要應(yīng)用在城市或者公路等不同的交通管理場景之中，并對出發(fā)地和目的地之間的所有通行路徑開展成本分析，將圖論與最優(yōu)組合方案進行對比與分析，為駕駛?cè)藛T提供最優(yōu)化的交通行進路線。根據(jù)城市智能地面交通和軌道交通的網(wǎng)絡(luò)分布情況，行進軌跡記錄以及路徑優(yōu)化算法的廣泛應(yīng)用，還能夠?qū)⒁欢螘r間內(nèi)發(fā)生的路況信息和安全事故原因開展準確分析，并對目標行進方向可能存在的障礙完成有效預(yù)警。

2 計算機信息技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 車輛基礎(chǔ)信息管理

車輛基礎(chǔ)信息管理，是計算機信息技術(shù)在智能交通系統(tǒng)ITS中的關(guān)鍵應(yīng)用內(nèi)容，也是構(gòu)建智能化地面與軌道交通網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)要素之一。車輛基礎(chǔ)信息管理功能，需要將計算機信息技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集與整合分析功能發(fā)揮到極致，并對信息處理與存儲過程進行全方位的安全審計，確保車輛終端設(shè)備采集到的基礎(chǔ)信息和交通管理部門獲取到的車輛信息保持高度的一致性。很多ITS系統(tǒng)能夠?qū)④囕v在路面或者軌道交通系統(tǒng)中的靜態(tài)信息和動態(tài)信息實現(xiàn)分布式存儲，并對ITS信息功能模塊中回傳的基礎(chǔ)信息內(nèi)容執(zhí)行嚴格比對。車輛基礎(chǔ)信息管理功能，更加注重對不同城市區(qū)域內(nèi)的異常信息監(jiān)測和分析過程，并聯(lián)合交通路面中的相關(guān)安全監(jiān)控設(shè)施，將不同類型和品牌車輛的動態(tài)數(shù)據(jù)信息以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息進行實時分析，確保車輛駕駛員能夠從車載終端中獲取更加準確的交通基礎(chǔ)信息。

2.2 前方交通事故檢測

前方交通事故檢測功能，需要將ITS系統(tǒng)中的聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控設(shè)備采集到的異常路況信息與車載終端上傳的異常路況信息進行嚴格比對，并對計算機視覺信息處理結(jié)果開展實時分析。很多城市地面交通管理模式仍然存在不完善的問題，當(dāng)不同行進路線存在異常信息時，智能車載終端會將外部環(huán)境檢測到的異常路況信息同步到安全監(jiān)控系統(tǒng)模塊之中，并對后端數(shù)據(jù)資源庫中存儲的路況信息進行實時更新。為確保前方交通事故檢測功能具備準確性和時效性，則需要額外設(shè)置ITS平臺中相關(guān)檢測參數(shù)的實時精度，并對不同路面存在的異常路況信息實現(xiàn)及時更新，確保某一個區(qū)域范圍之內(nèi)的智能車載終端都能夠接收到實時路況信息，并及時更改行進路線。前方交通事故檢測功能，能夠支持路面智能監(jiān)控設(shè)備的實時信息上傳，還能夠支持附近車載終端的異常信息上報和預(yù)警信息分析選項，并從安全交通管理的角度及時解決異常路況信息，恢復(fù)正常之后需要及時更新數(shù)據(jù)。

2.3 交通監(jiān)控信息采集

在采集交通監(jiān)控信息的過程中，ITS系統(tǒng)能夠?qū)④囕d終端的信息處理與分析功能進行及時啟用，并保障路面和軌道交通信息的實時性和準確性。ITS系統(tǒng)能夠?qū)⑾嚓P(guān)硬件設(shè)施與物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)信息進行系統(tǒng)聯(lián)動，并對車載終端上報的錯誤信息進行及時反饋。在ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺中，交通監(jiān)控信息采集功能需要與計算機視覺技術(shù)、模式識別算法、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動，并及時開展路面監(jiān)控測試功能。在采集路面或者軌道交通監(jiān)控信息的過程中，可以及時采取信息過濾的方式，將具有一定特征的動態(tài)信息進行有效過濾，并對相似信息進行處理和分析。當(dāng)路面交通通行情況出現(xiàn)遺產(chǎn)或者擁堵問題時，交通監(jiān)控信息采集設(shè)備需要將外界環(huán)境中的相關(guān)影響因素進行實時分析，并確保路面通行狀況的連續(xù)性特征表達，并將離散型的數(shù)據(jù)信息進行實時處理。

2.4 輔助駕駛

輔助駕駛功能，需要將計算機信息技術(shù)與智能交通系統(tǒng)進行有效結(jié)合，并在ITS統(tǒng)一監(jiān)管平臺中選擇必備的系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，并從安全和檢測精度提升的角度進行輔助駕駛功能設(shè)計與實現(xiàn)。輔助駕駛功能，需要將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備上傳的結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息同步到車載智能信息處理終端，并對本地網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)進行智能化分析，確保車輛駕駛過程能夠與地面交通協(xié)管功能保持高度的一致性。在輔助駕駛功能的啟用階段，ITS系統(tǒng)的安全監(jiān)管人員會對不同路面區(qū)域和軌道交通區(qū)域內(nèi)的相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)感知信息進行實時分析，并確保輔助駕駛過程中車輛內(nèi)部和外部環(huán)境的穩(wěn)定性和可控性。

2.5 智能化計費管理

智能化計費管理功能，主要集中在智能公路管理模塊之中，也是計算機信息技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵應(yīng)用形式之一。很多省市都推行了自由流式的公路交通計費管理模式，并對高速公路、省道國道等關(guān)鍵的路面管理內(nèi)容進行實時分析，并確保智能化計費管理功能能夠準確識別車輛行經(jīng)的主要收費區(qū)域。智能化計算管理功能，能夠?qū)⒎侄问胶碗A梯式公路收費計費管理過程進行準確分析，并對關(guān)鍵業(yè)務(wù)操作結(jié)果進行有效反饋。

3 結(jié)束語

智能交通系統(tǒng)主要承載城市區(qū)域內(nèi)部的交通網(wǎng)絡(luò)化管理要素，將交通運輸功能、公共管理功能以及車輛管理功能進行智能化集成，并為相關(guān)管理部門提供更加精確的交通控制流信息。計算機信息技術(shù)能夠?qū)④囕d物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)信息同步到數(shù)據(jù)中心，并對車輛前進路線和軌跡信息進行集中管理。車輛基礎(chǔ)信息管理，是計算機信息技術(shù)在智能交通系統(tǒng)ITS中的關(guān)鍵應(yīng)用內(nèi)容，也是構(gòu)建智能化地面與軌道交通網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)要素。