关键词gis共用信息平台智能交通管理系统
1背景
为了解决我国城市的交通问题，改善城市交通系统的性能，一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现，另一方面需要通过采用科学的管理手段，把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能，从而改善整个道路交通的管理效率，提高道路设施的利用率，实现城市交通管理的科学性和有效性。
城市智能交通管理系统由多个子系统组成，各个子系统的信息需求复杂多样，但有一些信息是可以共享的，通过共用信息平台可以使这部分信息增值，而且整个智能交通管理系统的信息通过共用信息平台的统一存储、组织、处理，能够更有效地保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据冗余，提高系统中信息的利用率和传输速度。
2以gis作为共用信息平台
智能交通管理系统主要包括视频监控系统、电子警察系统、110／122接处警系统、车辆运营管理系统、路口控制系统、公共交通系统、gps系统、交通诱导系统等。对整个系统而言，应充分发挥子系统的作用，并做到无缝集成。
地理信息系统(gis:geographicinformationsys-tem或geo－informationsystem)作为一种综合处理和分析空间数据的技术系统，能够有效地对地球空间数据进行采集、存储、检索、建模、分析和输出。WWw.133229.coM它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来。众所周知，交通信息与地理位置密切相关，利用gis技术构筑智能交通管理系统的共用信息平台，不但能够使交通信息在空间上直观明了地显示出来，并能为这些信息的深层次挖掘和后续信息服务及辅助决策提供空间属性上的支持。
信息是智能交通管理系统中重要的基本元素，也是联接各个子系统的纽带。通常把交通信息划分为两类：静态交通信息和动态交通信息。静态交通信息是指包括道路信息、交通附属设施信息、停车场信息、车辆管理信息等随时间变化较小的信息，它又可以分为基础数据(如道路路网数据等)和历史数据(如车辆违章历史数据等)；动态信息主要指各类实时采集到的交通信息，如交通流量信息、视频监控信息、公交车位置信息等。利用gis可对以上所有数据进行集成管理。针对智能交通管理系统对信息要求的特点，建立专属的地理信息数据库，通过网络互联与分布式数据库系统建立gis平台。gis作为整个系统的协调者，对数据和应用进行管理。图1所示为地理信息系统在智能交通管理系统环境下的集成。
3系统的技术框架
3．1系统的总体架构
根据信息平台的一般架构，结合考虑gis作为智能交通管理系统共用平台的要求，系统可采用三层体系结构：
(1）客户端。指的是信息平台的用户主体，包括道路使用者、道路建设者、交通管理者、运营管理者、公共安全负责部门、相关团体等。具体的服务对象由系统的建设者决定。
(2）应用服务层。以gis作为城市交通智能管理系统的信息平台，由各个交通管理子系统采集交通数据，将这些原始数据以规定的格式返回，再对数据进行分类、抽取、挖掘和融合等处理，在数据存储的同时，将不同的信息按照规范的协议给相应的应用子系统。同时提供多种静态和动态交通信息查询接口，满足这些外部系统的交通信息需求。
(3）数据管理层。存储系统所需的基础数据，提供平台与各子系统之间的信息接口。
基于gis平台的城市智能交通管理系统的组成如图2所示：
3．2gis共用平台的基本功能
各个子系统由于功能的不同，获得的交通数据也不同，但大多具有信息量大、情况复杂等特点。将这些来源不同、类型不同的大量信息融合在一起，从中提取具有更多特征的更深层次的信息，并最终在系统的管理决策核心中得到应用，是维持整个系统正常运作的关键环节。信息在智能交通管理系统中的综合利用如图3所示。
gis共用平台作为整个智能交通管理系统的枢纽，它担负着信息汇总、融合和中转的职责。其基本功能表现在：
(1）信息采集功能。从各子系统按规定的格式提取共享数据，完成对静态交通信息和动态交通信息的重组，并保证数据的正确性、可读性，避免大量数据的冗余。
(2）信息融合功能。根据各个子系统间的功能要求和内在联系，对采集来的信息在一定的准则下加以分类、统计、关联，挖掘出更深层次的信息，以用于交通管理决策。
(3）信息提供与功能。按各子系统的要求，以规定的格式向子系统传输所需信息；根据服务请求和查询权限提供给客户数据、图形或图像等信息。4主要问题与解决对策
以gis作为智能交通管理系统的共用信息平台也存在着一些问题，主要体现在实时性和数据量过大两个方面。
智能交通管理系统要求共用信息平台能够实时刷新数据用于交通管理(如决策、指挥和调度等)和信息，从而对gis平台提出了实时性的要求。另一方面，由于我国不允许将高精度的gis数据刻入光盘，相当一部分地理信息基础数据需要通过无线下载方式获得，导致各子系统与平台间的数据交换量庞大，影响gis平台的有效工作。
针对上面的两大问题可将地理信息分为基础地理信息（道路位置信息、单行道信息等）和交通属性信息（停车场位置、建筑物位置等），将大量的基础地理信息通过gis共用信息平台通过专用短程通信（dsrc）方式下载至车载装置的内置内存介质，少量的属性信息从智能交通系统实时，通过多种通信方式送至车载设备。
对于数据量大的问题，可考虑采用数据压缩技术减少数据量，采用分布式数据库来管理数据以分担数据存储的空间，降低网络堵塞的可能性。对实时性要求高的数据通过网络在gis平台和各子系统中传送，对实时性要求不高对数据定时传送到平台的数据库中。
5结束语
本文探讨了基于gis平台的城市智能交通管理系统构架问题，主要讨论系统的技术框架与主要功能及可能存在的主要问题与解决方法，对系统中的细节问题还有待进一步深入研究。
参考文献
关键词新交通系统,城市轨道智能交通系统,综合监控系统,旅客向导系统
智能交通系统(intelligenttransportationsysem,简称its)是最近十几年提出的新概念。从城市交通系统来看,无论是公共交通,还是非公共交通部分,its的研究还仅局限在道路交通,对于城市轨道交通鲜有涉及。
从另外角度讲,城市轨道交通系统作为先进的公共交通系统(apts)组成部分,已被纳入its体系。但由于城市轨道交通的独特性,城市轨道智能交通系统(urbanmassintelligenttransportationsystem,简称umits)各组成要素与传统its不同,可以将其作为独立的系统进行研究。its(主要指道路)所解决的本质问题是:如何将交通高峰时期的车辆有效地分布在道路网中,尽量缩短人们的出行时间[1]。城市轨道智能交通系统的研究对这一本质问题的解决提供了新的思路。即将交通高峰时的部分人流有效地分布在城市轨道交通网中,并间接影响与之相关的城市道路交通网。这意味着,umits与道路its相结合,将构成相对完整的城市智能交通系统。对这一本质问题的解决将产生实质性的影响。
1城市轨道智能交通系统及其基本构成
1.1城市轨道交通系统的特点
广义的城市轨道交通以轨道运输方式为主要技术特征,是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轮轨交通系统,在城市公共客运交通中起骨干作用[2]。
城市轨道交通与地面常规交通方式相比,具有运量大、速度快、能耗低、污染少、可靠性强、舒适性佳、占地面积少等优点。另外,城市道路拥堵是世界性的通病。道路不可能无限地拓宽、增加,道路its也不可能从根本上解决交通拥堵。而城市轨道交通的建设,则可有效减少地面交通车辆,是缓减道路拥挤的方法之一。而随着城市交通中轨道交通客运份额的增大,对其智能化、系统化的研究也就日趋重要。
1.2城市轨道智能交通系统的提出
城市轨道交通系统涉及的科技领域相当广泛,包括通信、电子、计算机、车辆、供电、环控、防灾、机电等。应该运用系统工程的理论与方法,将城市轨道交通系统各组成部分有机地集成,使其呈现出各组成要素所没有的整体功能。
根据城市轨道交通的特点及其所涉及到的不同领域,umits的基本构成应包括如下内容:先进的通信系统,先进的供电系统,综合监控系统(iscs),旅客向导系统(pis),列车自动控制系统(atc),车站设备监控系统(emcs),防灾报警监控系统(fas),自动售检票系统(afc),管理信息系统(mis)等。其基本构成如图1所示。
综上所述,并结合国内外专家对its的定义,对umits的定义可归纳如下:在较完善的基础设施(包括车站、站台、车辆段和通信等)上,将先进的信息、通信、控制、传感器和系统综合等技术有效地集成,并应用于城市轨道交通系统,从而建立起在城市轨道交通范围内发挥作用的,并能间接影响城市道路运输系统的实时、准确、高效的运输系统。
2综合监控系统
2.1综合监控系统的功能
2.1.1综合监控系统功能构成图
综合监控系统(integratedsupervisoryandcontrolsystem,简称iscs)在umits中的位置类似于its中的atms(先进的交通管理系统),但在具体内容上与atms有很大不同。iscs是以行车指挥与列车运行自动化为核心的复杂大系统,它包括通信的综合网络管理系统(nms)、电力监控系统(scada)、列车自动监控系统(ats)、旅客向导系统(pis)、车站设备监控系统(emcs)、防灾报警监控系统(fas)、自动售检票系统(afc)、管理信息系统(mis)等。iscs将先进的信息技术、通信技术、控制技术和系统工程等运用到城市轨道交通中,对各个职能系统的运行管理和综合监控,从而最大限度地调动轨道交通系统内部各专业、各种设施、各营业线的内在潜力,使之成为完整的有机整体。
国外iscs的发展已有30多年,但大都局限在对几种重要职能系统的综合管理与监控。随着信息技术的飞速发展,有必要对iscs的功能进行扩展,将其更好地系统化、智能化。作为构筑umits体系的核心部分,iscs的功能结构一方面应考虑umits与道路its的衔接,预留与道路its的接口;另一方面,应符合我国国情和城市轨道交通的发展现状。据此,iscs的功能应如图2所示。
2.1.2职能子系统的主要功能
各车站设备通过广域网将信息实时传递给控制中心,各职能系统实时处理这些信息,并根据实际情况对各车站设备实时监控。
2.1.3关联子系统的主要功能
对处理过的信息进行综合、统计和对比后,将与城轨系统各级管理人员关联的信息筛选出来,提供给mis;将与旅客关联密切的信息筛选出来,实时反馈给pis和道路its中的atis,同时将atis传递来的实时信息反馈给pis。
2.1.4汇总子系统的主要功能
将联机综合处理后的重要信息定期向上级主管部门汇报,汇总功能也可通过mis来实现。
2.2综合监控系统的体系结构
iscs应是一种分布式控制系统。系统对于数据通信的要求可分四个层次:信息层、通信层、控制层和设备层。iscs可采用基于“生产者消费者(productconsumer)”模式的设备网和控制网,以及得到广泛应用的以太网作为核心框架,满足系统从现场到互联网各层次的数据通信要求。
2.2.1iscs体系结构介绍
(1)控制中心机房设备:包括数据库服务器、主服务器、通讯前置机及网络设备等。数据库服务器存放所有的数据信息;主服务器负责关联子系统、职能子系统的信息处理等项工作;通讯前置机负责同iscs的车站主机、时钟系统、无线列调系统等通讯并收集数据。
(2)控制中心调度设备:在控制中心,可设大型模拟盘(或表示屏)用于宏观信息的综合显示。可设ats监控台进行列车的集中控制和调度,设scada监控台监控各变电所供电系统,设旅客向导监控台用于旅客向导信息的和监控[4]。另外,可为其它系统(如fas、emcs、afc等)设一个综合监控台。mis工作台除在控制中心设置外,还可根据需要,通过局域网和广域网分设在各车站、办公室等各个部门。
(3)广域网通讯设备:控制中心同车站间采用点对点的备份通道,可由路由器构成广域网。
(4)车站设备:在各车站设iscs车站主机(可设双机热备份)。车站基本分为设备集中站、非设备集中站、停车场、车辆段等。车站内有一个统一的局域网,通过智能集线器或其他方式互联,再使用一些网络安全设施,将这些系统的监视及控制信息集成到一起发往控制中心,中心级系统再分门别类地进行数据处理。
(5)umits与道路its的接口:主要是pis与atis的信息交换接口,可由广域网通讯设备来完成。即在控制中心同交管局(atis主管部门)间,采用点对点通道,并用路由器构成广域网;另外,也可通过adsl等技术完成pis与atis间的信息交换。
2.2.2iscs体系结构的优点
(1)通道的充分共享:在iscs中,控制中心和车站间采用了广域网的连接,而且通道为各类信息共享,各职能子系统不必单独组网。
(2)监控设备和维护设备的共享:在控制中心,无需再为各职能子系统设立单独的主服务器来综合处理各类信息。由于实现了信息共享,在控制中心还可实现维护设备的共享,进一步提高设备的利用率。
(3)系统可靠性的提高和配置优化:该综合系统不仅可通过提供综合服务提高服务质量,同时由于系统设备的综合使用,系统配置得到优化,系统的可靠性得到提高。例如:数据库服务器、主服务器、通讯前置机、车站主机的双套设置、双局域网、双广域网等的采用,可以保证关键部位不易失效,系统的可靠性和系统的可用度得以提高[4]。
3旅客向导系统
旅客向导系统(pis)是以“旅客”为中心进行设计与实现的。目前,在我国城市轨道交通中,还没有建立完善的旅客向导系统,给旅客带来诸多不便。
pis在umits体系中的位置,类似于道路its中的atis(先进的交通信息系统)。目前,国内外资料中涉及的pis通常是指站台导向装置。本文在借鉴atis的同时,对pis的内容进行了扩展。即pis为旅客提供的服务应包括:出行前信息服务、出行中信息服务、站台导向装置、个性化信息服务等。pis主要为旅客提供基本的城市轨道交通信息,但如果能与atis实现信息共享,对解决城市交通的本质问题将起到重要的辅助作用。
3.1行前信息服务
使旅客在出行前通过多种媒体(如网络、手机、电视、报纸等)在出行起点及时获取包括轨道交通在内的各种城市交通方式的出行路径、出行时间等相关信息,为规划最佳出行提供辅助决策信息服务。
3.2出行中信息服务
这部分功能主要通过iscs中的关联子系统,将与旅客关系密切的轨道交通信息,实时准确地反馈给pis,使旅客通过视频、音频、电子图文等媒体,在出行途中就能及时了解最新换乘信息、车辆运行状态信息、调度信息、到站时间、票价以及与目的地相关的一些信息等。这一服务的另一重要功能是交通流信息诱导。通过iscs中的关联子系统,将当前道路交通系统中atis传递过来的信息,反馈给pis,使旅客及时了解与自己出行路径密切相关的各种道路诱导信息,包括道路状况信息、气象信息、交通状况信息等。其中,交通状况信息包括交通事件和拥挤程度信息,以及交通流量、车道占有率、车速、行程时间等交通特性,为旅客当前出行决策和路线重新选择提供信息参考,从而避免盲目换乘造成的时间延误和交通堵塞。
3.3个性化信息服务
通过各种媒体使旅客随时获取与出行有关的社会综合服务及设施的信息。旅客在获知这些信息后,就能制定或修正自己的出行计划,从而减少迂回出行和因此造成的延误[5]。
个性化信息服务还可提供文字、图像、动画等形式的商业广告,并与其他信息网互联,共享公益服务信息。此外,还可提供与城轨交通有关或无关的电子商务。城轨交通运营公司还可面向公众开设网上服务社区,接受旅客的各种意见、建议,并及时向社会公司有关信息(如各种承诺、投诉处理等)。
3.4站台导向装置
导向装置是利用语言、文字、数字和符号,采用声、光、电等现代技术,在出入口、站台、列车等乘客经过的地方由广播、(电子)指示牌、电脑等组成的各种标志与设施所构成。
为引导和组织旅客乘车,从进站处到乘车处的所有过程和通道都应设有不同功能的导向装置。尤其是在几条线路交汇的换乘站,以及实行自动售检票、使用屏蔽门、不设站台乘务员的车站,导向装置尤为重要。旅客可以按导向装置的帮助,顺利快捷地完成进站、换乘、出站等程序,减少站台拥挤和旅客在站台的停留时间[6]。
4结语
从另外一种角度划分比较常用的交通形式,大体可分为道路、轨道、航空和水路等几个部分。城市道路与城际公路系统在its的研究中有较多相似处,但它们与轨道智能交通系统的研究有很大的不同。它们之间的不同之处,正是研究轨道智能交通系统的意义所在。
轨道交通系统的构成比较复杂,除了城市轨道交通外,还包括普通铁路、电气化铁路、准高速、高速铁路、磁浮铁路等。电气化铁路、准高速、高速铁路与城市轨道交通有许多相似处,其智能化、信息化、系统化也相对容易实现。但对于大量普通铁路,要实现智能化、信息化、系统化,就必须进行大规模的改造,而这不是在短时期内能够完成的。
目前,国内外专家对铁路智能运输系统(rits)已有较多论著,但对于umits的研究还鲜有涉足。本文抛砖引玉,希望籍此引起更多人关注。
参考文献
1《中国智能运输系统体系框架》专题组.中国智能运输系统体系框架.北京:人民交通出版社,2003
2孙章,何宗华,徐金祥.城市轨道交通概论.北京:中国铁道出版社,2000
3吕永波,胡天军,雷黎.系统工程.北京:北方交通大学出版社,2003
4颜红慧.地铁列车综合管理系统研究.城市轨道交通研究,2002(1):59～60
关键词：信息管理智能交通交通管理经济效益
为了解决我国城市的交通问题，改善城市交通系统的性能，一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现，另一方面需要通过采用科学的管理手段，把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能，从而改善整个道路交通的管理效率，提高道路设施的利用率，实现城市交通管理的科学性和有效性。
一、智能交通发展的现状
我国在ITS领域的研究起步较晚，但随着全球范围智能交通技术研究的兴起，进入20世纪80年代，我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面，北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统；另一方面，国家加大了自主开发的步伐，如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS，上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等；1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会，秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心，代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动，现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外，我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”，并逐步推广到全国100多个城市。
二、中国发展智能交通的必要性和紧迫性
中国是一个经济持续发展的发展中国家，改革开放以来，城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前，城市化水平不足19%，目前已经发展到超过30%，预测2010年将接近50%；机动车拥有量以每年10%以上的速度增长，预计2010年达到13亿多辆。中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观，但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距，特别是大多数城市路网结构不合理，道路功能不完善，道路系统不健全。交通管理设施缺乏，管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是实现了监视功能，而远没有发挥控制功能的效应。
三、现代城市交通管理的现状及智能交通系统的经济效益
当今随着社会经济的发展，城市化进程加速，人口迅速向城市迁移聚集。人口、车辆数量不断的增长，但是有限的可用土地以及经济要素的制约却使得城市道路扩建增容有限，因此不可避免的带来一系列的交通问题。当今世界各地的大中城市无不存在着交通问题的困扰。交通拥堵使得人们每天将大量宝贵的时间消耗在路上、车中，同时也导致商业车辆在交通运输中延误，增加了运输成本。交通事故率也不断上升，每年都会带来巨大的人员伤亡和经济损失。
所谓的智能交通系统是指将先进的信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。它是由若干子系统所组成的，通过系统集成将道路、驾驶员和车辆有机地结合在一起，加强三者之间的联系。借助于系统的智能技术将各种交通方式的信息及道路状况进行登记、收集、分析，并通过远程通讯和信息技术，将这些信息实时提供给需要的人们，以增强行车安全，减少行车时间，并指导行车路线。
四、智能交通管理的应用方案及其带来的经济效益
关键词:交通智能化加快步伐
1.城市交通智能化的应用现状
1.1公路交通信息化
公路交通信息化包括高速公路建设、省级国道公路建设。高速公路建设项目主要应用相应的软件进行公路收费。ECT通道将是未来发展的主要方向。
1.2城市道路交通管理服务信息化
兼容和整合是城市道路交通管理服务信息化的主要问题,因此,综合性的信息平台成为这一领域的应用热点。除了城市交通综合信息平台,一些纵向的比较有前景的应用有智能信号控制系统、电子警察、车载导航系统等。
1.3城市公交信息化
在每辆公交车上装载特制的电子信号接发器,通过发送、接受电子信息,与网络中心、路边接受器、电子站台、电子警察、信号灯等交通设施实施联网管理。城市公交智能化的优点:第一,通过智能化调度平台可以了解到城市所有公交线路车辆运行情况,使管理人员可以实现灵活调度。第二,智能化调度平台可以加大对公交车辆的服务监控。第三,智能化调度平台可以帮助科学布局公交线网。使管理人员对各个路口、各条道路的配车、运行情况有一个直观的了解;为公交线路与轨道交通的衔接等方面提供了科学依据。
2.信息流的传输
由于智能交通系统(ITS)是运用了先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术以及计算机处理等技术,将驾驶员、交通工具和道路、环境三位一体整合来综合考虑,从而建立起一种在大范围内全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。信息流的实时、有效的传输就是整个系统运作的关键所在。此前由于受限于无线网络的发展,带宽有限的GPRS/CDMA网络传输大量数据,特别是视频数据时力不从心,使得各信息获取子系统大多互相孤立,形成信息孤岛。近年来,3G技术(如WCDMA、CDMA2000和TD-CDMA)的实际商用,以及“无线城市”WLAN(WiFi和WiMAX)的建设商用,使得传输的问题得以有效的解决。因此系统设计可充分考虑到无线资源,同时辅以有线网络,视频和数据传输采用WiFi+3G的方式,以WiFi传输为主,3G传输为辅。当WiFi传输可用时,采用WiFi传输监控视频、实时地图等大数据量的数据;当WiFi传输不可用时,采用3G传输GPS、温度、命令等小数据量的数据,而监控视频,实时地图等数据则缓存在终端,等到WiFi传输可用时再用WiFi传输。这样既保障了传输信号的质量,同时解决了通信瓶颈问题,使得以往智能公交系统中实时视频监控、实时地图显示等受限于通信带宽的功能得以实现。如图,应用功能模块及通信的构架
3.城市交通智能化的优势
3.1缓解交通堵塞问题
实现红绿灯“随车而变”。智能化交通系统主要是根据路口检测器所显示的车龙长度,决定各个红绿灯的时间。比如要是一十字路口有一个方向车特多,那就让这个方向的绿灯时间长点儿。总之尽量保证每个红绿灯时间的科学性,减少堵车时间。司机可以了解到前方路段是否堵车,如果堵车就可以换个路段行驶,这样,既节省了司机的时间,同时避免更多的车堵在一起,很好的缓解城市堵塞问题。
3.2提高管理水平
交通信息的及时,需要及时的信息采集,但传统的信息采集投资太大,国内部分城市也只在有限地段进行监测。例如:合肥市公安局交警支队副支队长王辉介绍,合肥市600辆宾悦出租车和200辆合肥市交警支队路面执勤警车都安装了GPS。这些车辆走到哪,监控就跟到哪,它们在路上的状况可以及时发回合肥市交警支队指挥中心,指挥中心因此可以随时掌握路面通行情况。指挥中心的工作人员可以根据这些动态信息,判断道路的通行情况,并通过广播、车载GPS终端、路口的电子屏幕等方式告诉驾驶员。另外,GPS还可以给车辆提供最快路线、最近路线、剩余时间等服务,供人选择。
4.总结
城市交通的发展关系社会稳定,近年来随着信息化的不断发展,交通智能化更受关注,在刚刚开幕的上海世博会上表现是可圈可点的,正式建成并投入试运行的交通服务信息工程,其智能交通的信息技术新应用可算是个热点。总之,加快城市交通智能化步伐是构建“以低碳排放为特征的工业、建筑、交通体系”,推动我国经济建设可持续发展的重要手段。
参考文献:
[1]李沙.加快城市交通智能化步伐.重庆日报,2000,7.
1、系统的工作原理
本系统以十字路口等待绿灯的车辆滞留量来确定该方向是否繁忙。在十字路口的东南西北四个方向的近端（人行横道附近）和远端（相距近端约100米处）各设置一个传感器，分别统计通过该处的车辆数。以南北方向为例，每当车辆驶近十字路口，必须先通过远端的传感器N1或S1，这时传感器将对车辆产生一个脉冲信号传送至PLC内通过计数器进行加1运算，此时如果信号灯仍为绿灯，车辆继续前行通过十字路口则必然经过近端的传感器N2或S2，同样传感器对车辆产生一个脉冲信号传送至PLC内通过计数器进行减1运算。最终，PLC对传感器N1和S1脉冲信号的计数就可记录驶近路口的车辆数X，PLC对传感器N2和S2脉冲信号的计数就可记录驶出路口的车辆数Y。为了简化运算，将两个相对方向（南与北、东与西）X、Y的数值合并为一组，那么南北方向车辆的滞留量Z1=X-Y。同理可得，PLC通过对传感器脉冲信号的计数就可得到东西方向车辆的滞留量Z2。通过计算车辆的滞留量Z1与Z2的差值，从而决定对绿灯进行延时控制。将此差值设为三个区间进行判断如下：如果Z1-Z2>10，则南北方向繁忙，东西正常，南北直行绿灯延长10秒，南北左转绿灯延长10秒。如果Z1-Z2<-10，则东西方向繁忙，南北正常，东西直行绿灯延长10秒，东西左转绿灯延长10秒。如果-10≤Z1-Z2≤10，则视为正常情况，交通信号灯控制按固定周期变换。车辆驶过产生的脉冲计数、车辆滞留量的双向比较以及绿灯延时时间的控制全部由PLC来完成。各传感器时刻检测车辆，在一个红绿灯周期中，每当东西或南北绿灯亮之前，PLC都要依据脉冲的计数判定东西、南北的车流规模，然后根据以上智能控制原则，调整绿灯时长。
2、智能化控制系统的实现方法
目前交通灯控制的设计方案有很多，有采用CPLD数字集成电路实现交通信号灯智能控制的设计，有采用单片机实现对交通灯设计的方案。而本智能系统采用传感器与PLC相结合，通过软件编程实现可以根据十字路口车流量来自动调节绿灯时间的智能控制系统。
2.1硬件设备的选择
本系统在设计过程中强调化繁从简，只涉及两种硬件（PLC和传感器）。但是选择的种类还是比较繁多，下面从经济节约的原则出发，对以上两种硬件进行选择。
2.1.1传感器
传感器的类型主要可分为温度传感器、压力传感器、光电传感器、位移传感器等。为了能够科学准确的统计车流量，本系统采用具有精度高、反应快、非接触的光电传感器。而且光电传感器的结构简单，形式灵活多样，在很多检测和智能化装置中应用非常广泛。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。它可用于检测直接引起光量变化的非电量（如光强、光照度等），并将其转化为电信号。本智能控制系统就是利用光电传感器的这一特点来检测十字路口各方向的车流，当有车辆经过时，光电传感器就会发出一个脉冲信号并传输至PLC，PLC通过对脉冲信号的计数就可得到各方向的车流量，然后PLC通过一定的原则根据各方向车辆滞留量的大小自动调整相应的绿灯时间，从而实现交通信号灯的智能化控制。
2.1.2PLC
本系统设计时采用三菱的FX2N-32MR机型，该PLC有16个输入点和16个输出点，性能高体积小，完全可以满足设计需要（。图2所示）表1表2表3
2.2系统设计
本系统由启动开关控制。正常情况下，先南北直行绿灯亮20秒后闪烁3秒，然后黄灯亮2秒转为红灯，同时南北左转绿灯亮20秒后闪烁3秒，然后黄灯亮2秒转为红灯，此时东西直行绿灯亮20秒后闪烁3秒，黄灯亮2秒转为红灯，同时东西左转绿亮20秒后闪烁3秒，然后黄灯亮2秒转为红灯，如此往复。当某个方向繁忙时，该方向直行绿灯延长10秒，左转绿灯延长10秒，其余时间不变，再循环。本系统输入设备需要10个输入端，其中手动按钮2个，分别为启动和停止。其他8个输入端作为东西南北方向八个传感器的脉冲信号输入。输出信号灯采用双色LED显示，一个方向上有两个信号灯分别为左转信号灯和直行/右转信号灯，共计8个输出端。由于采用LED双色显示，因此红和绿同时亮则为黄色信号灯。I/O分配如表1所示。输出端口的赋值含义如表2所示。系统软件设计的语句表(如表3)。
关键词：智能交通管理系统；城市交通；ITMS
中图分类号：TP311.52文献识别码：A文章编号：1001-828X（2015）024-000-02
一、城市智能交通管理系统概念及组成系统
城市智能交通管理系统概念。当前社会，城市智能交通管理系统是国际上管理城市交通必不可少的技术手段，它充分利用当今先进技术即电子传感、计算机应用技术与控制技术，将三者结合起来构建的城市管理交通的现代模式。
1.智能交通监控系统
从各项报道中，我们得知，智能交通监控系统普遍应用于管理城市交通中，它的主要目的是保证交通顺畅，具体过程是通过查看指挥中心从监视区域传回的图像，根据实际情况派专人去实地进行实时疏导，调整信号来疏散交通拥堵，引导人们改变行驶路线。
2.城市交通流诱导系统
在城市智能公交的调动方面，城市交通诱导系统是重中之重，它先对车辆进行定位，采集交通信息，然后对行驶车辆路线进行引导和为其规划路线，来适时的解决重要路段及交叉通拥挤，让各类行车人可以获得一种既方便又快捷的交通路线，提高交通效率。
3.电子警察系统
电子警察系统不是一项简单的监管系统，它利用多种技术手段对监控区域内的全部行驶车辆实行每时每刻的记录。这些技术包括为，信息网络通信、远程数据监控、检测视频等，人们也称这种系统为“闯红灯记录系统”。
4.智能公交管理系统
智能交通系统为了可以智能调动公交，高效准确进行排班，从而使公交车的利用率提高，提高车辆运行速度，减轻道路拥堵现状，主要是使用3G通信技术进行通信指挥、GIS技术以及GPS进行实时实地定位以更好保证交通正常秩序。
5.突发事件响应系统
除上面几项先进技术之外，还有针对于交通意外突发状况使用的突发事件响应系统，主要是为了防止交通事故、道路拥堵和混通治安等事件发生，从而使相关部门可以迅速解决紧急事件，以减轻道路拥堵，保证社会秩序稳定。
二、我国城市智能交通管理系统发展现状及存在的问题
（一）我国城市智能交通管理系统发展现状
伴随着各项科学技术水平的提高，信息系统越来越来越健全，我国各级政府会越来越重视现阶段还年轻且不成熟的智能交通系统，同时现在我国许多城市已经在交通与道路的控制和规划上有了很大的进步。
与此同时，国家政府的相关部门，例如科技委等组织为了进一步完善我国的交通管理系统也付出了大量的人力物力专门开发研究，此现象也表明了我国政府对于此项管理系统技术的重视程度。对于交通智能化的研究步伐自1998年ISO/TC204设立以来就从未停过，同时多次参加此类技术系统方面的国际交流活动。
（二）我国城市智能交通管理系统发展存在的问题
现如今，我们可以明显感受到，经济发展，人民生活水平提高，越来越多私家车的出现，交通问题也渐渐提上议程。由于交通系统设计的不合理导致道路使用效率低，众多资源配置浪费，无法满足当今需要。我们在对我国众多城市进行调查后发现，交通压力随着城市规模的扩大越来越严重，且道路规划不合理的现象也逐渐显现，管理秩序混乱，使得出行困难，公交效率低等问题。
三、城市智能交通管理系统方案设计
（一）建立ITMS框架体系
设计ITMS框架的原则。智能交通管理框架的有效设计还要遵循以下原则：
1.精简性
设计框架的首要任务是保证其功能的有效性，在这个前提下就要考虑用户的感受，方便使用和操作，尽量使设计不繁琐冗长，保证其精简性。
2.完整性
ITMS的设计是一个完整的过程，在这个过程中，设计子系统是一个任务，同时为子系统设置出显示其未来变化的系统也是一个任务。
3.实用性和延展性：
ITMS这样一个为了管理交通而设置出的体系，首先要具备可用性，能在现实生活发挥其有效性，同时还要能预测到未来的变化，始终保持与时俱进。
4.灵活性和可发展性
灵活性体现在两个方面，一方面，设计出的系统能适应外在情况变化，使用上具备灵活性，另一方面设计方案也要能适应环境变化，可供调整。延伸性更具前瞻性，可以在有效利用现时系统的同时，探索出新系统，完善ITMS。
（二）合理设计ITMS的方式
智能交通管理框架是一个较为复杂的框架体系，因为要应用到公众的日常生活中，还要利用信息化提高其应用效率，显现其先进性和科学性，所以设计的过程中不可避免要进行大量的理论和实践研究，运用各种学科知识，尤其是要在系统工程的指导下，将信息学、运筹学、管理学等融入实践中。系统工程设计在科学理论和有效实践的基础上，可以通过系统分析和设计方法实现。这两个方法是相辅相成的，同时又各具特点，首先系统分析是在把握全局的眼光下对问题进行解决，在整个设计环节中避免不了各种的问题，所以工作人员就要采用系统分析的方法化整体为若干个子目标，有效实现子目标的任务，进而实现系统任务，在分析的基础上建立框架。框架建立后，工作人员还要对其进行完善，这就涉及到了系统设计环节，通过设计可以对框架进行整体规划和具体细节完善，最终形成实体框架。
随着越来越多的人涌入城市、交通工具的多样性以及汽车购买力的增强，城市交通压力越来越大，促使有关人士不断探索有效管理城市交通的方法。影响交通最大的问题就是拥堵性，要解决这一问题，就要加快信息的传播，把握交通的控制力，不能使其出现失控的局面。可见信息在交通管理中的作用非常明显，按照信息的特点，可以将ITMS系统分成以下四个层次：
1.基础层
对于发挥信息的影响力方面，基础层主要负责获取有效信息进而形成通信网络的搭建。
一方面，信息的有效性和准确性可以方便通信网络的搭建；另一方面，通信网络的有效运用可以提高信息的传播速度。为了便利交通管理而设置的基础设施属于信息中的静态方面，
比如说道路、路牌等，由于道路周围的标志性建筑也能影响交通管理的有效性，所以也属于静态信息。动态信息的获取有两种途径，第一种是人工采集获取的，工作人员利用相关通信设备进行动态信息采集；第二种是机器采集，利用交通检测设备如电子眼等，主要用检测的方法获取信息。信息获取后要建立通信网络，目前通信网络主要包括以下内容：
（1）公众信息服务平台，信息分析总平台和子平台间，整体路面状况与单元状况间，局域网、广域网等。
（2）主要用于传播公布消息的平台上，如调频播音机、移动通讯设备、广播等。
（3）主要为了方便更好更快的查到信息，利用有线设备如电话、电视等。
（4）完善数字通信平台建立，如光纤、卫星等。
2.功能层
功能层的作用主要体现在实际应用领域，在大量有效的交通信息获取后，为智能交通管理提供大量的功能型设备，简化人工管理的繁琐性。功能层的作用主要是利用智能设备进行交通管理，为公众设计出合理有效的出行路线等，其中包括电子监控、自适应信号控制系统、交通信息管理与系统等内容。自适应信号控制系统最能适应智能化的管理，主要优势体现在其自我适应力上，比如在交叉路口处，可以自行调控，适应周围实际环境，能有效管理动态的情况。交通信息管理与系统的有效性主要体现在其对信息的利用能力上，首先通过高效的途径获取具有有效性、实时性的交通信息，然后通过传送到分析机构，通过专业人士的分析获得最佳路线图或者出行方案，为需要出行的各行各业提供专业化建议。因为无线通信的广泛利用，人们可以随时随地进行路线转变，在遇到突况下，可以更有效的选择最快的路线。
3.共享信息层
共享信息层主要体现在其信息的共享力上，同样建立在上一层――功能层的基础上的，这一层次主要通过获取功能层传输过来的信息，进行更为专业化的利用，设计出最佳交通方案，这个层次需要更多的利用各类信息处理平台，将信息转化成资源，对规划出行路线、有效管理交通运输意义重大。
4.服务层
服务层是智能交通管理设计的最终目标，与使用者联系最为紧密。首先对出行者来说，出行者可以通过服务层收到最及时有效的信息，方便出行者自己制定出行方案，也可以给出行者具体的方案建议；其次对于交通管理者来说，管理者可以通过信息了解到自己的首要任务是什么，能够提高对管理重点的把握，使管理更加有效。当然服务层与出行者和管理者的关系都是相互的，服务层不仅要为他们提供信息指导，还要从他们处获取信息，了解出行者和管理者最想要的服务，尽量为他们提供可行的并且符合他们要求的方案，提高智能交通管理系统的效率。
四、智能交通管理在城市交通中的应用方案
RFID技术因为其独特的优势，在现实生活中得到了广泛应用，对于智能交通管理系统来说，此技术的应用也能为其带来更为明显的优势，主要体现在以下方面：首先是它的物理性能高，作为信息技术的应用不仅存储空间大、可对其进行加密处理，而且具有防水性，能有效保证信息的完整性；其次是该技术的识别能力强，对于一切动态信息它都可以进行精确的处理和消化，不管是从个体方面还是整体方面都能给出参考。由此可见，按照目前情况来看，该项技术的应用有着其他技术的不可替代性，并且和智能交通管理的流程最为匹配，优势最为明显。
1.电子不停车收费系统（ETC）
RFID技术的广泛应用和不断改进，使得电子不停车收费系统得以建立并广泛使用，
从我们的日常生活中，我们很容易就能发现ETC的使用，不管是在高速公路收费站，还是在过江隧道等收费站，我们都能很容易的发现“ETC”的标志，主要原因在于其明显的优势上。首先，运用这项系统有效解决道路拥堵问题，司机不需要停车缴费，收费人员也不需要进行人工的收费流程，大大缩短了司机过收费站的时间，尤其是在车流量大的时候，该项技术的运用作用非常明显；其次，使用该项技术可以大大降低交通管理成本，传统的人工收费被电子收费系统代替，不再需要花钱购买用于人工收费的相关设施，同时不需要像工作人员支付更多的工资，交通管理成本得到有效降低；最后一大优势体现在其公平公正性上，人工收费难以避免工作人员公平公正对待所有的过路车辆，有时候遇到熟人或者亲戚，难以避免会免收相关费用，但是电子设备是没有感情的，只要有车经过，它就会在程序的驱使下直接对过路车辆进行自动扣费。所以，ETC这项技术在国内外运用都比价广泛，我国也在加大此项技术的投入使用，在智能交通管理方面又进了一步。
2.城市交通调度管理系统（TMS）
RFID技术的另一大应用体现在TMS上，为了加强对车辆的管理，进而提高智能交通管理效率。交通主要就是由道路和车辆等组成，所以要想管理好交通问题，首要任务就是管理好车辆问题。TMS同样运用了先进的技术对信息进行搜集和处理，实现获取信息与分析信息集于一体的作用，可以更加直观有效得对车辆进行管理，充分考量路线的可实用性以及车辆出行的最优路径，缓解了交通压力的同时也节约了资源。
3.电子注册管理（EVR）
EVR技术可以有效解决交通部门的管理难题，主要原因是它能有效对车辆进行追踪和智能化管理。由于越来越多的人开始有能力购买汽车，所以注册登记和再检查的工作强度不断在加大，为了有效解决这一问题，可以通过利用EVR技术来实现。首先，由于智能技术的运用，车辆在登记的时候可以缩短时间，并且每辆车都可以有一个“身份证”，只要是对车辆植入一个ID码，这个号码可以在全球范围内被追踪，并且每一个号码都是不同的，甚至不能被修改，这样就可以实现两个好处，一是偷车的人很容易被追踪，假的车牌照因为不含此技术也很容易被查出，由此方便了公安机关打击罪犯，并且在一定程度上可以降低犯罪率；二是交通管理部门不需要开展流动检查就可以进行对车辆的管理，有效提高了管理部门的效率。当然这项技术目前还未被广泛应用，只利用到军用设备上，但是其应用效果显著，带来的的利益非常明显。
参考文献：
[1]兰岚.城市智能交通管理系统方案研究与设计[D].长安大学，2010：55.
[2]张宏正，马腾.城市智能交通管理系统方案研究与设计[J].中国信息化，2012（12）：105.