发布时间:2024-03-09 17:09:56
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇智慧交通的需求分析,期待它们能激发您的灵感。
【关键词】智慧城市 智慧园区 园区信息化需求
中图分类号:F623 文献标识码:A 文章编号:1006-1010(2013)-05-0056-03
1 引言
目前在全球范围内智慧城市建设开展得如火如荼,智慧城市所涵盖的领域遍及城市生活的方方面面,这是一项渐进的、分阶段逐步实施的庞大系统工程,并非一朝一夕之功即可实现,需要在建设过程中不断地优化与完善。智慧园区是智慧城市的重要表现形态,其体系结构与发展模式是智慧城市在一个小区域范围内的缩影,既反映了智慧城市的主要体系模式与发展特征,又具有一定的不同于智慧城市发展模式的独特性。
2 智慧园区建设动态跟踪及需求分析
2.1 国内智慧园区建设动态跟踪
目前,国内智慧园区建设主要集中在东南沿海发达城市,现在已经或者正在建设的智慧园区达到十多个,包括台湾新竹科学工业园、北京中关村创新智慧园区、无锡软件园智慧园区、苏州工业园智慧园区和绍兴纺织智慧园区等,见表1。
2.2 智慧园区建设需求小结
纵观上述园区信息化建设,可以看出:作为承载产业与经济发展的重要载体,产业园区朝现代园区、新城市中心方向发展,园区信息化需求也因此逐步扩展为类城市综合体的需求。产业园区根据业务类型、收入规模不同,在组成主体和信息化需求方面均存在差异。产业园区的参与主体包括园区管委会、园区企业、公共配套和商贸配套,可归纳为政务服务、产业提升、生活服务三大类需求,其中:园区管委会的信息化需求主要集中在以资源整合和信息共享为基础的电子政务、园区管理、公共服务、商务促进等,园区企业的信息化需求主要集中在以创新发展和产业链协同为目标的生产管理、采购管理、营销管理、综合管理等几大方面,园区居民的信息化需求主要集中在以提升幸福感知为目标的衣食住行等方面。从当前各类园区的发展来看,园区的经济类型是影响园区信息化需求的主要因素,园区信息化需求更多地集中在产业提升及政务服务上。
3 智慧园区发展目标及解决方案建议
3.1 智慧园区发展目标
智慧园区区别于数字园区的核心是通过更高效集约的方式,利用软件、服务、物联网技术来提高园区的管理水平、产业服务水平和居民生活服务水平。因此智慧园区的发展目标可概括为:网络泛在化、平台集约化、应用智慧化和运营社会化,进而助力实现提高政府办事效率、树立政府公众形象、促进园区产业升级、提升园区企业竞争力、提升园区居民幸福感知等五大目标。
3.2 智慧园区共性解决方案建议
从园区共性的信息化需求出发,不考虑建设周期长短,智慧园区的共性解决方案可概括为“1个门户、3大智慧应用、1个智慧基础”,具体如图1所示。园区内政务、交通、医疗、教育等应用应与园区外整个智慧城市的相关业务平台或者数据中心建立接口,不提倡自成体系,但可填充园区内的特色应用。
从细分功能模块看,面向园区管委会的应用可分为园区政务、园区管理、园区服务、园区商务等。以园区管理为例,基础设施管理、交通管理、安全管理、基础通信管理等属于园区管理中最为普遍的应用,属于首选模块,其他模块应该根据园区需求分步和有选择地实施。面向园区企业的应用可以分为产业应用和企业应用,从目前来看,园区的企业信息化需求更多聚焦在产业应用上,也就是特色行业应用上,根据园区的类型可以分为工业园区解决方案、物流园区解决方案、农业园区解决方案、文化园区解决方案、商务园区解决方案等。面向园区居民的应用可以分为政务服务、公共服务、商业服务和安心服务四类,以公共服务为例,公共信息、园区交流互动、健康管理、预约就医等功能为常见功能。具体推荐功能如图2所示。
3.3 智慧园区特色应
用建议
4 结束语
智慧园区属于智慧城市的组成部分,是数字园区的升级,在当前形势下,需要循序渐进、有侧重、科学地开展智慧园区的建设。本文主要从智慧园区信息化需求分析和国内智慧园区建设现状入手,提出智慧园区建设共性和特色解决方案建议,供智慧园区建设实施参考。
【关键词】智慧交通 信息化监理 监控系统
1 城市交通监控系统概述
城市交通监控系统是采用先进的图像识别技术、计算机网络与通信技术、数据库管理技术等高新技术手段形成的一个特殊系统。城市交通监控系统架构如图1所示。
系统通过位于感知层的前端监控设备对视频图像进行采集和初步的分析,然后利用有线通信网或无线网络将各监控点的交通实时情况快速、准确地传回后台。后台建设有C合的交通管理和指挥平台。在这个高度集成的平台上,交通管理人员可以了解和掌控布设监控区域的车辆通行状况、流量等信息。同时可以对车辆违法、交通堵塞、突发事件等进行视频取证并及时处理,从而达到非现场执法的目的。城市交通监控系统还贯穿于智慧交通体系之中,满足了交通管理不同岗位上的工作者的业务需求。城市交通监控系统的功能主要体现在交通信息的采集与处理,交通信息管理以及智能交通调控等几个方面。
2 城市交通监控系统的关键―图像识别技术
交通监控系统的图像识别技术是通过成像传感器获取道路交通图像,然后利用前端设备的嵌入式芯片或中心机房的服务器对图像进行处理与识别,以模仿人的视觉功能,获得智能交通系统所需的有用信息。图像识别的处理过程如图2所示。图像识别技术主要应用在车辆的检测、识别、跟踪、违章报警、流量统计等。
近年来,随着经济的发展,城市中的机动车保有量不断增加,而受限于城市规划和地理环境,城市的交通道路不可能无限制增加,拥堵成为大多数一线城市共同面对的难题。车辆与道路的矛盾除了导致拥堵,随之而来的是各种交通违章、交通事故的增多。交通部门的压力与日俱增,由于警力有限,不可能纯粹依靠人力对所有路段、路口实施全天候、全方位的监控管理,所以只能依靠现代化科学技术手段来进行交通协管。利用图像识别技术可以完成自动交通监管功能,即建立所谓的“电子警察”。通过交通路口安装摄像机,拍摄交通路口的视频,经过计算机对数字图像信号的阀值比对和分析处理,完成自动违章识别和自动车牌识别的任务。
自动违章识别是对动态物体(如车辆)进行识别,并对其运动轨迹进行跟踪,然后依靠监控区域内的道路标志和路口信号灯状态自动判断车辆违章情况。其中涉及的关键环节有:
2.1 对运动目标的检测。
在这一环节主要采用的技术手段有背景图像差分法、帧间差分法和光流法等图像识别方法。这三种方法各自拥有自己的特点,结合不同实际情况使用可以取得很好的应用效果。
2.1.1 背景图像差分法
其基本原理是首先将监控视野内的静态背景储存起来。在实际运行中通过将拍摄到的实时图片与静态背景进行减除,将所得差的每一像素的值和预定阈值相比较,若这个像素值大于阈值,则认为这点是前景点,否则是背景点。利用这种技术解决方案时,受光线和天气等外界条件的影响较大。因为在不同天气、不同光照的情况下,背景图像并不是一成不变的,因此很难构造一个理想的静态背景图像作为基础;另一个问题在于预定阈值的确定,只有恰当的阈值才能正确分割出目标所占的区域,而这也需要根据实际情况进行调整和确定。
2.1.2 帧间差分法
这种解决方案是通过将记录的视频图像中一系列的相邻两帧作差分运算来获得目标轮廓。在多个运动目标的识别中该方案可以取得良好的效果。由于视频中两帧图像间隔时间很短,所以背景的变化也非常小,对差分的影响很小。其缺点在于所差分的图像并不是由理想封闭的轮廓区域组成,得出的目标往往是局部的、不连续的,这对运动目标的识别是不利的。
2.1.3 光流法
其基本原理是给视频中的每一个像素都设定了一个速度矢量,形成一个整体的图像运动场,在运动的定格时刻,图像上的点与三维物体上的点一一对应,再根据各像素点的速度矢量特征对图像进行动态分析,根据图像的光流矢量分析这一区域是否是连续变化,从而判断是否有运动目标。光流法方法规避了差分时基础静态背景和阀值的选取工作,但是对每个像素的矢量进行分析,计算量大、易受视频噪声影响,依照现有的硬件处理能力,还不能做到图像的实时处理,应用范围受到一定限制。
2.2 对多目标的跟踪
在视频流中分割目标,再将分割的目标与上一帧图像的目标进行匹配,从而达到跟踪的目的。一些文献介绍了利用目标匹配的方法实现多目标跟踪,其基本原理是将当前图像帧中的区域和已知图像的目标区域进行匹配,如果已知的目标区域表示为一个目标列表,将当前图像帧中的所有区域表示为一个测量列表,针对测量列表中的每一个元素,在目标列表中找到与之最相似的元素,这类方法适用于目标之间相互作用较小的情况,且与目标特征的选取关系较大。
2.3 对车辆违章的判别
在车辆运动轨迹提取之后,根据红绿灯信号和道路交通标志线自动判别车辆违章情况。在对交通违章行为进行处理时必须记录三个重要证据:违章画面;违章车辆全景位置,表明该车当时确实处在违章位置;清晰的车牌号码,明确违章车辆身份。所以只有利用了基于计算机技术的视频监控系统才能完成自动监控。
车辆自动识别作为当前智能交通系统的重要组成部分,逐渐形成几种成熟、有效的识别技术,如射频识别、车牌识别以及条形码识别。其中条形码识别以及射频识别都隶属于间接识别,很难对车辆同其车牌信息是否相真实相符进行有效识别。车牌识别是一种直接识别,不需要在车辆当中安装相应的条形码或者其他的射频识别标志,且维护和使用简便。
车牌自动识别是以摄像机拍摄的车辆画面作为输入图像,利用计算机图像处理和模式识别技术识别车牌字符。目前的技术水平为字母和数字的识别率可达到96%,汉字的识别率可达到95%。中国软件评测中心同时提供专业的第三方测试服务,为项目建设成果保驾护航。
车牌识别系统有两种触发方式,一种是外设触发,另一种是视频触发。如图3所示。
外设触发工作方式是指采用线圈、红外或其他检测器检测车辆通过信号,车牌识别系统接受到车辆触发信号后,采集车辆图像,自动识别车牌,以及进行后续处理。
视频触发方式是指车牌识别系统采用动态运动目标序列图像分析处理技术,实时检测车道上车辆移动状况,发现车辆通过时捕捉车辆图像,识别车牌照,并进行后续处理。视频触发方式不需借助线圈、红外或其他硬件车辆检测器。
3 城市交通信息管理系统的应用
城市交通信息管理系统包含车辆信息采集、数据传输、数据集中管理以及信息存储于一体的综合系统,将采集的信息经过分析、处理、提炼,并结合地理信息系统(GIS,Geographical Information System)可以动态查询车辆信息、跟踪车辆、自动形成路况信息,通过现代通信手段向外实时相关信息,以及发送相关车辆的违章信息。
城市交通信息管理方式是以车牌号作为车辆的唯一身份,配合自动车辆识别系统进行半自动或人工方式进行管理。因此,有必要在城市交通信息管理系统中引入更先进的身份标识传感器以实现自动化管理。
4 城市交通监控系统建设监理措施
北京赛迪工业和信息化工程赛迪监理中心有限公司隶属于国家工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院,依托工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心(中国软件评测中心)和赛迪信息产业(集团)有限公司的优质资源,业务涵盖信息工程、智能交通、智慧城市、工程、运维管理等类型。城市交通监控系统建设的监理工作将重点放在感知系统设备安装,软件系统开发两方面。本节主要对城市交通信息管理系统开发整个赛迪监理实施进行阐述,对前端设备选型、监控点位进行描述,具体设备安装工艺不再作具体介绍。
4.1 城市交通监控系统感知设备选型监理措施
前端监控设备系统建O主要包括监控点位确认、现场踏勘、施工图纸设计、立杆、设备安装调试、缆线敷设、系统联调测试、系统验收等施工工作。设备选型需从视频采集、传输、控制、显示、存储等方面进行考虑。同时还要考虑因素,如存储设备接入视频流的最少节点、读写速度、网络带宽等。选择符合本项目需求的设备不仅可以达到项目建设的最终目的,也可以减少因设备问题后续施工产生的不良后果。所以在设备选型上,赛迪监理人员应坚持设备选型一致性、确保技术参数相同,减少设备与设备间的数据传输等一系列问题。保证了应用效果的统一,为项目整体系统扩充、更新换代打好了基础。项目所用产品必须满足合同和规范要求,国家强制执行第三方检测的设备需提供检测报告上交赛迪监理人员审查。
4.2 城市交通监控系统监控布点监理措施
监控点的分布设计主要以道路、交通设施情况、人口分布程度等因素共同决定。对重点政府机构、军队驻地、繁华商业街区、城市公共交通枢纽,人口稠密地区,易拥堵的道路周边监控点分布密度相对较大。对稀疏地区,山林等交通顺畅地区,监控点宜减少。
赛迪监理应参与监控点设备的到货安装全过程,因城市交通系统前端感知点位较多,赛迪监理方可采取分批检查或抽查的方式对承建方的工作进行监督和管理。在后期设备全部接入后,可要求承建单位提交监控测试计划,制定监测摄像机检查方案。
4.3 城市交通信息管理系统建设监理措施
对交通信息管理系统开发需求内容的确认是整个软件开发实施阶段尤为重要的工作。此阶段监理人员应对承建单位需求分析和设计阶段工作成果进行评审,保障软件需求分析设计过程和产品符合规范和要求。
4.3.1 城市交通信息管理系统需求分析阶段
赛迪监理主要任务是听取业主单位从业务角度出发提出的对开发方设计的意见,对软件交通信息管理系统需求分析过程、需求分析活动、概要设计内容、详细设计内容等进行审查,确认是否满足要求:给出是否符合要求的结论;确定其可否作为软件开发的前提和相关依据。从文档的规范性、可实施性出发,以国家相关标准为依据,从软件工程学的角度对承建单位提出意见与建议,配合业主单位工作,敦促承建单位做好工程项目的设计工作。在设计阶段,赛迪监理主要针对需求的覆盖性及可跟踪性、模块划分的合理性、接口的清晰性、技术适用性、技术清晰度、可维护性、约束与需求的一致性、可测试性、对软件设计的质量特性的评估、对软件设计的风险评估、对比情况、文档格式的规范性等方面进行评审。在此过程中,业主单位也需要对设计文档进行检查,主要在功能设计是否全面准确地反映了需求、输入项是否完全与正确并符合需求、输出项是否符合需求、与外界的数据接口是否完全与正确并符合需求、各类编码表是否完全与准确并符合需求、界面设计是否符合需求、维护设计是否符合需求、各类数据表格式和内容是否符合要求、是否存在其他有疑问的设计等方面进行核查。
4.3.2 城市交通信息管理系统设计阶段
在交通监控系统软件开发过程中,赛迪监理应监督承建单位严格按照工程设计阶段所制定的进度计划、质量保证计划、系统设计进行开发工作,检查承建单位是否按照设计中制定的规范与计划进行编码与测试。同时注意软件版本控制,检查单元测试、集成测试、系统测试。如有必要,宜进行压力测试、安全性测评等。确认测试是否按计划进行并有测试与修改记录、测试环节是否按计划进行,问题发现与解决是否有文档记录。
本类系统涉及多个子系统,多类接口的接入,多种数据输入,实现图像处理、数值分析、数据传输等功能。系统较为复杂,功能点多。赛迪监理应积极协助建设单位检查违章车辆的抓拍能力,是否有漏拍情况,车牌拍摄质量等合同中提及的内容进行主观筛查。要求承建单位制定系统功能测试表,包括图像接入情况、信息处理的真实性、违章环节的处理情况等,以便各方人员的检查、问题统计、解决情况等。赛迪监理此时应积极做好业主方和承建方之间的协调工作,在保证项目质量前提下确保项目顺利推进。
【关键词】旅游 导览系统 科学发展
随着人们的生活水平不断提高,信息化技术的全面发展,越来越多的人越发热衷于旅游;人们通常采用随团旅游或自助游的方式,游历山水,参观古迹;随着游客对旅游的 质量要求变得越来越高,两种旅游方式均呈现出一些问题。对于随团旅游的游客,个人喜好往往有很大差异,导游无法照顾到全部游客;同时,跟在队尾的游客也会因榫嗬牍远而不能完全听清导游的讲解,降低了游玩质量;另外,由于旅游人数众多,难免存在游客掉队的情况,导游也无法确切掌握游客的具置,游客安全不能得到有效保障。随着许多旅游业问题的出现,出现了一种符合现代科技的旅游方式,智能旅游方式。智能旅游是指利用互联网等网络工具,借助移动终端上网设备,了解需要的旅游信息。智能旅游系统主要将智能旅游划分为旅游管理,旅游服务和旅游营销三个层面,是一种直接提供给旅游者景区及其周边的相关信息的科学的系统。
1 移动手机终端系统现状。
智慧旅游是为了让旅游消费的各个环节变得更加方便的新生旅游方法。对于游客的需求而言,旅客想要的信息是景点的信息及交通工具的使用、旅店的住宿等一系列的问题。而对于旅游工具而言,导览旅游这个功能,无疑是旅游类APP中最重要和最强大的功能。在以前,因为缺乏对景区及其周边的环境缺乏了解,科技水平比较落后,以致于智能导游服务没有得到更快的发展。而现在借助于旅游APP、百度地图等涵盖全国的导航性地图的支撑,对景点、景区的导航等都变得容易很多。利用自身的内容优势提供了利地图的地理数据,用百度通过图片像素坐标和地理坐标之间的坐标匹配,实现景区示意图与真实地图的叠加显示,更快的加快了智能旅游的发展。
2 需求分析
需求分析是完全以使用者的需要及实际情况为基础的分析方式,通过需求分析可以了解到顾客的需求。需求分析是在智能导览系统中不可缺少的一步,是否能够对需求进行合理的分析决定了系统以后的使用及发展前景。
2.1 系统功能需求分析
2.1.1 用户功能需求
通过对使用者进行调查分析,从中了解客户的实际的需求,对于智能旅游发展有着导向作用。
(1)游客。游客在使用微信公众平台时,对于只接收到景区推送信息的公众平台表示了不满。希望景区能够提供更实用的功能。对游客而言,景区的地图包括景点、服务设施的分布图,景点的介绍及语音讲解,用户对景区内的各个景点的设施及其旅行感受的反应和评价是一个具有重要作用的功能。从中可以了解到游客的切身实际的感受。这也可以和游客进行良好的沟通,从而对系统进行修复和调整,也能够为用户提供合理的人机互动界面,从而为系统设计的提供较为重要内容。
(2)管理人员。管理人员通过微信公众平台的后台控制端,导入导览模块后,在此模块中管理员最希望的是了解到游客对于景点的评价并能及时做出回复,以及编辑景点相关信息资料。相对于游客的需求而言,管理员也十分想要实现上传景区特制地图并实现定位功能,以及上传景区语音讲解,实现目前所提倡的智慧旅游体验。
总结,两种用户的功能需求而言。管理人员的主功能需求是上传景区特制地图为游客提供定位,并能编辑景点相关资料,对游客点评进行回复。游客的主要功能需求是景区内部定位、景点分布、服务设施分布、景点相关信息、景点的星级评价。由此设计可以为管理人员及游客的使用提供相关信息。
3 开发平台介绍
3.1 NET Framework介绍
.NET Framework是管理面向.NET Framework的应用程序的运行时执行环境。它包括提供内存管理和其他系统服务的公共语言运行时及一套使程序员可以在应用程序开发的所有主要领域的健全、值得信任的代码数据库。.NET Framework是可以提供各种与服务相关的执行环境。NET Framework提供的用于运行应用程序的服务包括内存管理、常规类型系统、一个全面的类库、开发框架和技术、语言互操作性、版本兼容性等。.NET Framework能够完成很多繁琐的任务,满足系统中管理员的使用场景,标记景点位置、简介信息、上传语音解说文件、景点图片文件等。另外游客的使用场景,从数据库中获取想要获取的信息。
3.2 开发语言介绍
3.2.1 HTML
HTML是一种超文本标记语言。“超文本”是指其中可以包含文字、图片、链接等非文字元素。文本标记语言可以嵌入各种数据格式,其有着简易性、可扩展性等特点。其应用子类元素,保证系统的拓展功能。另外,HTML是网络的通用语言,它可以让网页的建立者建立许多复杂的页面,这些页面被应用的人在其设备上进行浏览。
3.3 开发工具介绍
3.3.1 微信公众平台
微信是腾讯公司开发的一种移动设备提供即时通讯服务的便捷式程序系统。微信被人们普通运用,其通过跨系统平台通过网络对文字、图片、视频等信息进行发送,促进人们的交流和沟通,加快人们对于信息的共享速度。伴随着智能手机的出现,人们对智能手机使
用频率的增高,基于微信在民众之间广泛的运用,通过微信平台,可以对旅游导览系统进行多方面的宣传,并且微信公众平台支持很多的编程代码,开发者可以利用这一功能对相关的系统进行建设和发展。
3.3.2 百度地图
百度地图是由百度建设和统计的一项覆盖全国范围的网络地图,其涵盖国内大中小城市、区县乡镇。人们通过百度地图,可以快捷的查询到需要的地理位置及其相关的信息。利用百度地图可以获取导览系统需要的地理位置信息,对导览系统的建设会有着促进作用。
4 结束语
随着人们的生活方式逐渐变化,人们不再是只趋于物质享受,对于旅游等精神享受也充满了积极性,这也促使了我国旅游业得以快速的发展。智慧旅游,是旅游业新生的新型旅游方法,游客可以通过移动终端设备对旅游相关的信息进行快速的查阅和了解,利用此类设备,可以让旅行过程变得安全、方便。因此开发能在移动端使用的导览系统对于促进和加快我国旅游业的发展有着非常重要的作用。
参考文献
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作者简介
周润苗(1984-),女,湖南省娄底市人。硕士在读,职称:讲师。研究方向为软件工程、农业信息化
其中,政策扶持对于智慧城市建设推进的意义重大:中国城市化“政府主导”的因素大于“市场演变”的因素,政策在城市规划中起到决定性作用。2010年开始,国家及地方“十二五”发展规划陆续出台,许多城市把建设智慧城市作为未来发展重点。
随后,政策文件分别从总体架构到具体应用等角度分别对智慧城市建设提出了鼓励措施,“加快”和“促进”是出现频度较高的关键词,随着智慧城市参考指标体系的构建完善,前瞻判断政府对于智慧城市建设的细化指导意见将会陆续出台,智慧城市建设的“政策光环”仍将延续。
2015年4月7日,我国住建部和科技部联合了《关于公布国家智慧城市2014年度试点名单的通知》,确定北京市门头沟区等84个城市(区、县、镇)为国家智慧城市2014年度新增试点,河北省石家庄市正定县等13个城市(区、县)为扩大范围试点,航天恒星科技有限公司等单位承建的41个项目为国家智慧城市2014年度专项试点。加上前两批公布的193个城市,截至目前,我国的智慧城市试点已接近300个。
2013年1月29日,住房和城乡建设部公布了首批90个国家智慧城市试点名单。以提升城市居民生活品质、节能减排等为目标的智慧城市建设在中国大力提倡推行“城镇化”的背景下尤为引人注目。建设好智慧城市(区、镇)是一项关系到我国国民经济转型、改变发展模式和做创新型国家的最重要的战略之一,也是扩大国民经济内需的最重要的拉动力量,而且这已成为共识。
目前我国正建设跨部门的智慧城市协调机制和监督考核机制,制定智慧城市的能力和成效评价体系,以加强智慧城市的指导和监督,各地智慧城市建设的实效须经国家认可。
2013年以来,我国已经先后了三批智慧城市试点。据前瞻产业研究院的《智慧城市建设行业发展趋势与投资决策支持报告》统计显示,目前我国已经有超过500个城市在进行智慧城市试点,并均出台了相应规划,计划投资规模超过万亿元。从实际效果看,智慧城市在城市交通、医疗、政务管理等领域取得了广泛成果。
2016年是国家“十三五”规划的开局之年,目前,住建部正在制定中的“十三五”规划对智慧城市的投资总规模将逾5000亿元。
智慧城市需求分析
根据下面各个细分应用预测,总结智慧城市需求总体规模如下:
2008-2022年我国智慧城市市场规模变化情况及预测(单位:亿元)
智慧城市细分领域需求结构
中国智慧城市如此快速的增长,IT厂商在这其中扮演着重要的角色,提供强大的信息手段。而且,IT厂商有责任深入了解和把握不同城市在智慧城市建设各个阶段的需求,并以此为指导,提供因地制宜的帮助,这种帮助贯穿于智慧城市的规划、设计、部署、运营的全生命周期中。
关键词:智慧交通系统;设计;实现
中图分类号:T311.52
智慧交通系统是在综合分析机动车交通诱导水平不高、城市交通拥堵、交通设施管理水平较低、停车设施供需不平衡、路面及桥梁检测力度不足等问题基础上,通过安置路面固定传感网节点及车载移动传感网节点,利用智能交通业务应用系统对智能交通运输物联网信息进行有效分析和处理,以形成全面互联的交通要素感知网络,提供更优化、更准确、更人性的公众信息服务模式,从而构建和谐智慧的交通出行环境。
1 中国城市智慧交通现状分析
自90年代国内首次提出构建智能交通系统,我国各城市相继建设了公交调度系统、交通流采集系统、地理信息系统、信号控制系统、接处警系统及视频监控系统等智能交通系统。此类系统均能单独开展工作,较大程度的改善了我国城市状况。然而因顶层设计及整体性规划缺陷,不同交通部门分管的多个交通系统间常常存在着自成体系、业务协调性差,信息共享困难等问题,所以如何构架更加完善、信息化及智能化程度高的智能交通系统成为各大城市交通部门日益面临的重要问题。随着云计算、物联网及现代通讯技术的发展,在数字化空间数据库系统上,构件城市智慧交通系统以快捷服务于居民出行,控制突发事件发展,已逐渐纳入到城市发展规划过程中。[1]
2 智慧交通系统框架及设计流程
2.1 智慧交通系统框架
从技术角度来说,智慧交通系统主要包括通讯系统、信息基础设施与应用系统三部分;从物理层面上分析,智慧交通系统是云计算、互联网、物联网相互配合的信息系统。(1)通讯基础设施,其主要包括云计算服务器及网络基础设施两部分。云计算服务器是系统进行信息计算与处理的设备,其利用在交通设施上安置的传感器实时获取交通信息,并对数据信息整合处理以更新基础信息数据库;服务器还用于接收用户指令,对知识库与人工智能数学模型、专家系统及交通模型库进行调用及开展数据挖掘,然后通过网络基础设施将运算结果嵌入到交通设施控制器上;网络基础设施是智慧交通系统工作的网络基础及安全物理通道,其利用无线通信网络及有线通信网络完成信息共享及交流过程。(2)信息基础设施是专家系统、基础信息数据库、人工智能和知识库、交通模型库的总称,其是一个多时态、多数据源、多尺度的数据集合,能完整描述城市自然社会形态地物地貌信息。(3)应用系统是智慧交通系统运行的关键所在,其利用人与城市交通设施的信息交流,以改善城市交通管理水平与运行质量,充分满足居民的出行需要,主要包括交通设施控制与交通现状系统、信息采集系统、停车管理系统、行车管理系统四个部分。
2.2 智慧交通系统设计流程
(1)需求分析:根据智慧交通系统设计目标,结合当前交通设施,按需设定相应的软硬件平台,并同数字空间数据库相结合,按照系统所需数据结构及数据类型制定城市智慧交通系统数据库;(2)采用智能化技术开展城市区域分时段交通现状分析,形成城市交通现状流量分时数据库,并实施停车场数据库调查,形成城市停车场数据库;(3)综合选用系统最优计算手段进行系统开发、运行测试及投入运行;(4)做好网络基础设施建设,以实现交通现状流量数据库的实时更新、传感器信息采集的实时传输、交通设施的有效控制;加强网络平台构建,以实现第三方应用软件访问共享及系统数据信息实时。[2]
3 智慧交通系统关键技术应用
3.1 最短路径计算法
最短路径算法是智能交通系统进行网络分析及路径规划的关键,其有效算法的应用可改善系统分析效率。当前因待处理道路网络数据规模不断扩大,使得大量加速技术应用到大规模道路网络数据的最短路径查询中,如由谷歌基金支持的KIT大学研究出的压缩分层算法,其依据道网路的拓扑性质在道路网络基础上压缩形成多层网络拓扑,由此改善查询效率。
3.2 交通网络决策
交通网络智慧决策过程分析是智慧交通系统智慧化的重要体现,其能依据动态交通状况数据为出行信息提供指导。利用交通流量分布优化、监测及监控技术对交通监控系统、信息网络系统及公安系统进一步完善,以完成交通信号灯的智慧控制过程。在动态监控交通拥堵并提供疏堵方案时,交通网络决策分析需综合历史道路数据、道路数据库及社会数据等以提升系统决策水平;在信号灯控制时,通过设置智能信号灯,在相应路面位置安置感应线圈,其会依据车道上车辆多少状况将信息反馈到信号灯中,由此信号灯会自行选择红绿灯状态。
3.3 大数据分析
随着城市进程加剧、交通设施规模的不断扩大,机动车数量与日俱增的同时交通污染、交通拥堵、交通事故等矛盾问题越来越多。智慧交通系统解决此类问题的基础便是能准确、及时获取交通数据,而数据信息的获取则必须依靠大数据技术作为支撑。
因物联网技术的快速发展,感应线圈、摄像头、传感器、等在交通行业的大范围应用,使得大量数据信息需要进行处理。智慧交通系统的大数据分析技术可对天气数据、道路传感器数据、拥堵数据、GPS数据等多源数据进行分析,以评估点到点的耗时、对交通条件智慧识别、提供替代路径方案等,从而大幅度改善交通拥堵与交通流状况,提高车辆运行的安全性。
物联网技术的应用,使得新型数据库系统不断发展,当前采用的NoSQL数据库管理系统主要包括文档存储型数据库、键-值存储、图形数据库、BigTable等部分。
3.4 二三维一体化
采用二三维一体化技术体系,可有效保护用户正在使用的信息资源,二维数据能够在三维场景中显示,三维数据同时也可以在二维地图中进行加载。采用二三维一体化快速建模技术,可迅速提高二维数据向二维模型转化的效率。随着导航技术与对地观测技术的应用,室外平面导航逐渐向室内立体导航转化,利用二三维一体化技术,可大幅度提高导航定位及位置服务的水平。[3]
4 智慧交通系统未来展望
在云计算技术、物联网技术及现代通讯技术应用水平不断成熟的发展状态下,智慧交通的未来发展重点将主要集中在以下几个方面:(1)将云计算与信息存储及处理平台不断融合,利用云计算技术处理优势,使数据分析更加“智慧化”;(2)车辆身份识别系统的应用及研究,主要表现在给现有车辆设置“身份证”,通过身份证将车辆位置信息及车况条件等实时传输到智慧交通系统中;(3)交通信息与服务平台分析及应用,以增强交通服务的时效性和服务领域的开拓性;(4)交通信息采集技术的分析及应用,主要表现在将物联网技术广泛应用到信息采集设备中。
5 结束语
智慧交通系统的应用水平将直接关系着现代城市交通系统的运行质量及居民出行安全性,因此,相关技术与设计人员应加强有关智慧交通系统设计与实现研究,总结智慧交通系统顶层与整体设计方式及关键技术措施应用,以逐步改善智慧交通系统的应用质量。
参考文献:
[1]张开广,孟红玲,巴明廷.洛阳智慧交通系统的数据库应用研究[J].河南科学,2012(14):74-75.
[2]孙怀义,王东强,刘斌.智慧交通的体系架构与发展思考[J].自动化博览,2011(10):61-62.