城市交通诱导系统信息处理技术研究

城市轨道的相关文章

Vol 20 Sup 1

公 路 交 通 科 技

JOURNALOFHIGHWAYANDTRANSPORTATIONRESEARCHANDDEVELOPMENT

2003年6月

文章编号:1002 0268(2003)S1 0028 03

城市交通诱导系统信息处理技术研究

周超雄1,孙巧燕2

(1 交通部公路科学研究所,北京 100088;2 中咨华科交通技术有限公司,北京 100064)

摘要:给出现代城市交通诱导系统方案中的信息处理技术,分析诱导系统的理论模型,重点介绍城市交通诱导系统中信息处理的基本模型和基本方法。

关键词:交通诱导;信息处理;智能运输系统中图分类号:TP399:U49 文献标识码:A

StudyonInformationProcessingTechnologyforUrbanTrafficGuidanceSystem

ZHOUChao xiong1,SUNQiao yan2

(1 ResearchInstituteofHighway,MinistryofCommunications,Beijing 100088,China;2 BeijingZhongziHuakeTrafficEngineeringTechnologyCO Ltd,Beijing 100064,China)

Abstract:Inthispaper,theinformationprocessingtechnologyforurbantrafficguidancesystemispresented,andtheoreticalmodeloftheguidancesystemisanalyzedwithemphasisonthebasicmodelandmethodofinformationprocessingforurbantrafficguidancesystem Keywords:Trafficflowguidance;Informationprocessing;Intelligenttransportationsystem

0 引言

交通诱导系统是智能运输系统ITS研究的一个重要方面。它是基于电子、计算机、网络和通信等现代技术,根据出行者的起讫点向道路使用者提供最优路径引导指令或是通过获得实时交通信息帮助道路使用者找到一条从出发点到目的地的最优路径。这种系统的特点是把人、车、路综合起来考虑,通过诱导道路使用者的出行行为来改善路面交通系统,防止交通阻塞的发生,减少车辆在道路上的逗留时间,并且最终实现交通流在路网中各个路段上的合理分配。交通诱导系统主要分为信息采集系统、信息处理系统、信息播出系统和信息接收系统。本文主要讨论信息处理系统。

信息处理技术是交通诱导系统的核心部分,它是把采集的实时交通信息进行处理,得出交通诱导的信息,然后通过各种途径(电台、无线传呼等)传送给道路使用者,指导其选择正确的路径,达到交通诱导的目的。

收稿日期:2002 11 08

(1 原始交通数据的处理

由于检测器精度的影响和其它方法获得的信息的随机性,因而获得的数据具有随机误差,必须对所采

集的数据进行滤波处理。由于交通流具有极大的随机性,且是严重非线性,不能用一般的数据处理的方法进行处理。对这些数据进行预处理,提高信噪比,突出有用信息。由于外界环境的影响,各种检测器在实际中存在检测误差,提供的交通数据不一定是实际情况有误差,因此需要多传感器数据融合提供交通信息进行相互补偿(在城市道路交叉口,一般设置视频检测摄像机和环形线圈检测器),多传感器集成和融合给系统提供额外的益处,包括坚固的操作性能、扩展的时间覆盖、增强可信度、增强空间分辨率、提供数据的可靠性、增加了维数、减小模糊等。2 历史数据库的建立

历史数据库的建立在交通信息处理中占有十分重要的作用,如果没有交通信息的历史数据库,则无论

城市轨道的相关文章

城市交通诱导系统信息处理技术研究 周超雄等

是静态诱导还是动态诱导几乎是不可能的,而且所获得的采集数据也是毫无用处的。交通信息数据库包括交通量历史数据库、行程时间历史数据库和城区路网基本信息数据库。

1 交通量历史数据库的建立

诱导系统的目的是通过引导车辆选择正确的路径,从而达到缓解交通拥挤,使道路网的交通流量均匀,最大限度地提高道路网的通行能力,但必须建立在道路网的交通量历史数据库之上。交通量的获得是通过连续几年的OD调查来建立的,它通过对路网的分析和道路交通状况的分析,把城区道路网划分成不同的区域,根据不同区域的经济的发展和道路网的变化,预测该区域的道路交通流量。建立每个区域内每条道路的交通量数据库。该数据库应能随着道路网的变化和交通量的变化,对数据库的数据进行修改。

2 行程时间历史数据库的建立

为了减少在实时数据处理时的计算量,在行程历史数据库中需建立每一区域内每条路段的行程时间。行程时间数据是根据不同的代价函数建立的,比如:从甲地到乙地的代价函数可以是从甲地到乙地的最短距离,最短行驶时间也可以是从甲地到乙地的最小转弯数。无论是采用哪一种代价函数,都与其它的代价函数有关系,甚至是其中的一部分,而且在行程历史数据库中必须存贮以每种代价函数为目标每一区域每条道路的行程时间数据,以备诱导系统查询。

3 城区路网基本信息数据库的建立

城市交通诱导系统是建立在道路网信息数据库的基础之上的。路网基本信息包括路网结构信息(如路段、交叉口、车道数等),路网的属性参数(如路段名、单向交通路段、禁止转弯路段等)和一些服务信息(可变情报板、路侧广播的位置、可变限速标志等)。为了适应交通诱导的需要,必须将这些信息信息化,即将路网信息转化成路网数字地图,路网数字地图实际上是一个采用地理信息系统(GIS)技术的空间数据库。路网结构信息的获得可通过城市规划单位获得,也可以通过人工数据化方法:根据需要,在地图上选择地图要素进行人工采集。此方法适合于大量路网结构数据库的采集,但人工数字化效率低、工作量大。同时还可以采用扫描数字化方法、GPS实测法和文本输入法。采集的数据必须采用适当的地图比例来表示。道路网属性数据可通过公路管理部门获得,而与服务有关的数据如停车场、信号交叉口等可通过实地调查获得。从城市交通控制中心获得包括重大事件的交通管制信息、交通突发事件的信息、道路

的建设与维修情况、道路的禁止通行情况等。在城区路网基本信息数据库建立过程中应利用GIS作为主框架,并且要选用合适的数据库管理系统。同时应遵循公路参照系定位规则。

3个数据库并不是孤立的,而是相互联系,交通量历史数据和行程时间数据是建立在道路网基本信息数据库的基础之上。它们构成了交通诱导系统的基础。

3 提供诱导信息

交通诱导的目的是提供诱导信息,供道路使用者选择最佳的路径。诱导系统可分为单车诱导系统和车流诱导系统,单车诱导系统是利用先进的信息采集技术采集路况信息和动态处理交通信息,为单个车辆进行路径诱导提供信息化的系统。单车诱导系统的诱导机理明确,容易达到诱导的目的。而车流诱导系统是对行驶在道路网上所有车辆进行诱导,由于系统模型复杂,数据量庞大,处理比较困难,不能适应实时处理。本处只讨论单车诱导系统。

道路使用者在出行前,告诉交通信息处理中心(TIC),他的出行目的地和到达目的地的要求,包括距离最短或行程时间最短或转弯数最少。(不可能满足所有最优条件)。在交通信息处理中心的数据库中存贮有分别以行驶距离、行程时间或最少转弯数为代价函数的最优处理模型,由于该模型是静态的,必须将模型进行修改以适应动态诱导的需要。采取的主要方法对传统的静态模型的静态条件重新假设,同时将出行者的时间进行分段处理,建立了准动态的分析模型。对连续采集的数据处理后进行重组,该工作比较并组合当前的道路交通信息和历史路段通行的距离数据、行驶时间数据和转弯数最少数据,得出结论,用来给车辆提供最佳路径。为了得到准确的实时诱导信息,TIC必须将整个路网的实时信息进行模型化,同时进行事故调查二作,以确定不正常的路段通行时间的起因,不正常即指某天某时,某路段上的通行时间均超过了历史通行时间,事故调查过程是用来查明路段通行时间突然增加的缘故,并利用这些信息通知出行者可能出现了事故。另外必须对被诱导的车辆进行定位,即必须向驾驶员提供实时准确的车辆位置,车辆的位置由经度、纬度和高程来确定或参考路网中的路段来确定。由于车辆可能处在由电子地图显示的路段上,也可能处在诸如停车场和商店等在电子地图上没有标出的地方,因此必须采用有效的定位方法对车辆进行定位,车辆定位信息和车载计算机显示的电子

城市轨道的相关文章

公路交通科技 2003年 增 刊

地图相匹配将车辆的位置显示在电子屏幕上,当车辆行驶时,地图在屏幕上移动使车辆的位置始终显示在屏幕的恰当的位置。随着车辆行驶,实时路径导航把车辆的位置作为时间的函数不断地与路径规划模块产生的最佳路径做比较,根据车辆当前的位置、走向及行驶道路的信息实时路径引导系统不断地更新这些信息。当转弯或行驶指令到达时,路径引导系统的可视信号、声频信号或行驶指令向驾驶员发出报警信号。路径诱导的框图如图1

所示。

图1 动态路径诱导框图

将TIC所处理的最后信息通过适当的方式传送给道路使用者,使道路使用者得到实时的信息,选择正确的路径,达到预期的目的。

城市交通诱导系统的信息处理技术随着计算机技术、电子技术、DSP技术的发展而发展,城市交通诱导是解决城市交通问题的一种有效方法,具有很大的发展前途。城市交通诱导信息流的示意图如图2所示。4 结语

交通诱导系统是ITS研究的一个重要方面,交通诱导系统发挥越来越大的作用,越来越受到人们的重视。它是以电子、通信、计算机、网络等现代技术为基础。以提高城市道路的运输效益为目的。本文分析了交通诱导信息系统中的信息采集系统、处理系统、播出和接收系统。由于城市交通诱导系统的理论模型还不成熟,我国的城市交通诱导系统大部分还处在理论研究阶段。本文提出了交通诱导系统的一个理论框架,以期为我国的城市交通诱导系统的研究和开发提

供参考。

参考文献:

[1] 赵亦林 车辆定位与导航系统[M] 电子工业出版社,1999 [2] 黄卫,陈里得 智能运输系统(ITS)概论[M] 人民交通出

版社,1999

[3] 杨兆升,朱中 交通流诱导的信息系统研究[J] 公路交通科

技,1999(4)

[4] 杨兆升 城市交通流诱导系统理论与模型[M] 人民交通出版

社,2000

[5] DavidEBoyee Route GuidanceSystemsforlmprovingUrbanTraveland

LocationChoices[J] TransportationResearch,1998,22A(4):275-281

[6] BNJanson DynamicTrafficAssignmentforVrbanRoadNetworks[J]

TransportationResearch B,1991

图2 路径跟踪引导流程图

!