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篇1
主办单位：武汉理工大学;交通计算机应用信息网
出版周期：双月刊
出版地址：湖北省武汉市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1674-4861
国内刊号：42-1781/U
邮发代号：38-94
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1983
期刊收录：
核心期刊：
期刊荣誉：
篇2
1 引言
GPS系统自从建立以来，在测量、海空导航、车辆引行、导弹制导、精密定位、动态观测、时间传递、速度测量等方面，显示出强大功能及无比的优越性。它具有使用方便，观测简单，定位精度高，经济效益好等优点。随着城市建设在我国规模的扩大，车辆越来越多，交通管理和合理的调度、指挥和警察车辆安全管理已经成为在公安和交通系统中一个重要的问题。交通发展如GPS定位技术的出现为车辆导航和定位提供了特定的实时定位功能。通过GPS接收器允许司机知道他在任何时间的位置。通过车载电台将GPS定位信息传到指挥调度中心，调度指挥中心可以及时掌握每辆车的位置，并在大屏幕显示电子地图。
2 GPS基本概念
全球定位系统（GPS）是美国自1970年代以来，持续了20年耗资200亿美元，在1994年完成的，利用导航卫星测量和测距，在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位的新一代卫星导航与定位系统。这是阿波罗航天飞机登月计划后美国第三大太空工程。今天，全球定位系统已经成为一个最实际的，也是应用最广泛应用的全球精密导航、指挥和调度系统。
3 GPS技术特点
（1）定位精度高；（2）观测时间短；（3）测站间无须通视；（4）可提供三维坐标；（5）操作简便；（6）全天候作业；（7）功能多、应用广。
4 系统功能
系统主要功能有：（1）监控功能；（2）管理功能；（3）报警功能；（4）电子地图显示功能；（5）终端显示系统显示功能。
5 GPS车辆监控系统原理
安装在车辆上的GPS接收机根据接收到的卫星信息计算出车辆的当前位置，通信控制器从GPS接收机来提取所需的位置、速度和时间信息，结合车辆识别信息形成数据包，然后通过无线信道发送到控制中心。控制中心的主要接收站发送数据，并提取定位信息，主要根据汽车数量和组数的车辆，并在监控中心的电子地图显示。同时，在控制中心的系统管理员可以查询车辆的运行状态，根据汽车的数量合理调度车辆。
6 电子地图操作GIS
（1）根据监测目标、内容、性质、范围和其他需求分层，根据工厂，如公路、加油站、政府信息显示。
（2）缩放地图，使用矢量数字地图可以任意放大、缩小、移动，并能根据用户需要形成地图。
（3）属性查询，系统支持公路、地理、标记等多种查询方法，包括任何区域指定查询，指定的实体图形查询、数据库逻辑查询相关的数据项。提供用户指定的区域查询，例如查询根据地名、行政部门、用户查询等在指定区域屏幕上显示。
（4）层编辑器，系统提供了强大的图形编辑功能。可能有错误的输入或混乱的原始数据编辑，也可以修改图形、设计线条、色彩、符号、笔记等，还可以结合复杂地形建立拓扑关系，用户可以添加新的道路。
（5）自动漫游，在一个移动的车辆可以更新屏幕窗口，可以将监控目标在某一窗口显示，实现自动跟踪和实时监控。
（6）测量：可以测量地图上任意两点间的距离和任意多边形区域的面积。
7 车载GPS智能终端系统
交通信息采集部分，包括车辆调度控制、电子收费系统和交通信息服务。这要求参与车载终端每个部分参与交通信息采集，需要车载终端提供精确定位车辆信息和车辆运行状态信息。在车辆调度控制部分，车载终端作为接收机控制，负责接收其指挥调度信息中心的信息；电子收费系统需要车载终端和收费站完成支付交易；车载终端或交通信息服务平台给服务端接收司机和乘客请求。因此，车载终端是系统的重要组成部分。
8 结语
本文基于GPS车辆监控和调度系统研究，有效地解决了道路和车辆发生的问题数量，在GPS卫星定位技术、无线数据通信平台的帮助下，巴士公司、出租车公司、长途客运公司得到了全面的信息，系统运营商实现了更加健壮的管理模式。同时提供了高效的操作效率，减少空载运行和交通拥堵现象，同时可以提高汽车防盗，提升了综合安全性能。
参考文献
篇3
（二）围绕创新工作任务，指导市局、厅相关处室、厅直单位及各有关单位做好创新规划和实施方案的编制工作，明确分工，落实责任。
（三）建立考核指标体系，明确奖惩措施，加大考核力度。
二、突出抓好交通节能工作，提高能源、资源的利用效率，促进交通事业持续健康发展。
（四）根据部、省关于加强节能工作的指导意见和要求，编制*省交通节能工作实施方案。
（五）加强节能新技术、新设备、新工艺的研发、推广和培训。
（六）按照交通部统一部署，组织开展典型道路运输企业能耗统计试点研究工作。
（七）推进交通节能组织机构建设，完善适用的技术标准体系和节能监管体系，形成节能工作长效机制。
三、围绕管理创新、服务创新的发展要求，加快推进交通信息化建设。
（八）深化交通信息资源整合。加强交通信息资源的采集、交换和共享机制研究及相关标准制订，先期重点开展交通GIS统一平台建设和GPS数据共享标准研究；在认真总结交通部信息化示范工程（省级公路交通信息资源整合工程和区域性道路客运综合信息服务系统）建设的基础上，大力整合提升公众出行服务系统，努力打造“方便到家”的服务；组织省港口局，厅航道局、运管局、省地方海事局等单位，协力加强水运交通信息资源整合工程建设，包括港口数据库建设、航道数据库的完善等。
（九）加强交通电子政务建设。组织宣贯“*”交通信息化规划和电子政务实施方案；完成交通电子政务市级横向网建设，组织现有业务应用系统向交通电子政务网络平台移植，配合做好电子化办公系统与公文交换系统的应用部署和试运行工作，实现省厅与省政府、各市局、厅直属单位办公业务系统的联网；以门户网站群为基础平台，重点加强网上咨询、网上受理、网上公示等网上业务开展。
（十）加快交通统计分析系统建设。进一步优化完善交通综合统计系统与交通决策支持原型系统，加强数据采集工作，深入开展各类交通主题研究，并进行交通主题数据库的开发展现。
（十一）研究构建交通综合信息服务平台。整合交通综合信息服务资源，构建货运交易信息服务平台、客运信息服务平台、市场监测信息服务平台、综合执法信息服务平台，综合利用网站、服务热线等多种手段各类交通信息，推动服务创新。
（十二）抓好信息系统的研究应用。加强危险品运输管理系统、机动车维修管理系统、驾培行业管理系统等公路行业管理信息化重点工程的研发与应用，加快推进海事执法辅助系统、港口危险源监控管理系统等水运行业管理信息化工程的研发建设。
（十三）加快推进公路智能交通技术研究与系统建设。重点加强公路路网调度指挥系统（二期）、高速公路紧急救援支持系统、不停车收费系统（ETC）等的研究与试点建设，推进长三角高速公路管理信息互通。
（十四）推进智能型综合运输系统的研究建设。重点推进和加强多式联运信息系统建设与水路智能运输系统建设，以有效支撑交通集约发展。
（十五）强化交通信息化建设绩效考评研究与运营管理等相关评价体系、管理制度研究。
四、以技术研发中心建设为重点，加快建设全省交通科技创新体系，为交通事业的持续发展提供技术支撑。
（十六）继续加强对*省公路桥梁工程技术研究中心的建设管理，逐步完善其内部组织管理机构和运营管理制度，确保建设目标的完成；安排桥梁研究中心专项研究课题计划，突出桥梁研究中心提供社会公益的宗旨。
（十七）开展*省船舶工程技术研究开发中心、水运工程检测中心、汽车维修技术中心和交通工程专用仪器计量检定技术中心等交通科技基础条件平台和公共技术服务平台的调研论证、建设等工作。
（十八）以交通部*-*年交通行业重点实验室认定工作为契机，抓好省交科院、省交通规划设计院的交通行业重点实验室、行业技术研发中心平台建设。
五、加强交通软科学研究，重点开展战略研究和战略基础研究，推动行业决策和管理科学化。
（十九）围绕综合运输体系的建立，积极引导和组织开展综合交通管理体制、综合运输组织管理、交通综合执法体系等战略性课题研究，提高行业管理决策水平。
（二十）着眼交通运输服务业的发展，加快推进交通服务需求、现代服务业发展战略和监测体系等基础研究，鼓励和支持服务手段、模式和机制的创新研究与实践。
（二十一）立足“三个服务”，强化交通发展战略研究，重点针对交通发展遇到的热点、难点问题，如交通安全设施、管理、运行评价研究，组织进行专题研究，为交通又好又快发展提供理论支撑。
六、依托交通基础设施重点工程建设，以提高工程质量和耐久性为核心，加大已有成果技术集成，开展应用技术攻关。
（二十二）依托苏通大桥建设，协助“*”国家科技支撑计划项目《苏通大桥建设关键技术研究》项目组，开展千米级斜拉桥设计方法、集成施工技术、减灾技术、施工与运营控制技术等核心技术研究，形成一批拥有自主知识产权的高水平成果，为大桥顺利建设提供技术支持。
（二十三）开展高速公路建设技术总结与集成研究，组织对高速公路勘查与设计、不良地质条件下的路基处理、路基边坡防护与美化、沥青路面材料组成与结构等专题，进行技术总结与梳理，研究制订相应的行业标准、技术要求和指导意见，推动成果转化，提高利用水平。
（二十四）加强沿海港口筑港条件与技术、航道维护与整治、船闸建设与养护等水运交通建设发展关键技术、关键工艺的攻关研究。
（二十五）积极开展工程养护技术和环保技术研究，推动新材料、新技术、新工艺在工程中的应用。加大公路预防性养护综合技术开发和推广使用力度，不断提升养护质量，努力使工程全寿命成本逐年降低；重视对节省土地、节约能源、降低消耗、防治污染和可再生利用的环保新材料、新技术的研究开发，为*交通的可持续发展创造良好的条件。
（二十六）以桥梁中心为平台，整合我省桥梁科研力量，加大对桥梁结构设计、施工工艺、健康监测及病害处治与维修加固等技术的研究，进一步提高桥梁工程质量和耐久性，保障桥梁运营安全。
七、深化科研管理体制改革，为交通科技创新提供良好的政策环境。
（二十七）加强对交通科研项目的精细化管理，建立科研项目信用管理制度，严格科研项目过程管理和效用评价。选择厅资助力度较大的科研项目，加强考核，建立绩效优先、鼓励创新的考评机制，对承担单位和项目负责人进行信用评价，并作为今后承揽课题的先决条件，以促进执行合同履约和研究质量提高。
（二十八）引入竞争机制，选择事关我省交通发展，具有战略性、全局性、前瞻性的软科学研究课题，如综合交通管理体制研究、综合运输组织管理研究、交通服务需求研究、诚信交通发展路径研究等，进行国内公开招标，充分利用社会资源为我省交通发展提供智力支撑。
（二十九）实现科研项目动态管理，改变以往集中受理、集中评审的工作方式，开展长年受理、分时段选题，即时下发研究计划并组织实施，以满足我省交通发展的需要。
（三十）加大科研经费使用情况跟踪审计力度，加强厅补资金的使用监管，保证资金使用安全。
八、进一步强化和规范行业技术基础管理工作，重点抓好科技成果推广。
（三十一）加强标准的制订和宣传贯彻工作，及时总结和制定符合交通发展实际的标准体系，做好国家和地方有关技术标准、服务标准的宣传及监督实施，做好交通部和省质量技术监督局下达的标准修订和征求意见工作，加大地方标准的制订工作力度，不断提高工程建设、信息化建设、行业管理和为社会提供公共服务的规范化水平。
（三十二）有针对性地选择一批社会经济效益显著、应用前景良好的科技成果，如沥青路面技术、公路养护技术、桥梁健康监测与加固技术、试验检测管理信息系统及电子政务系统等，列入年度推广专项计划，从资金补助和技术服务上给予一定支持，调动技术输出、输入双方的积极性，促进科技成果的转化应用。
（三十三）积极贯彻《质量振兴纲要》和省委、省政府关于加快发展现代服务业的战略部署，组织和引导交通企业争创*省服务质量奖和*省服务业名牌。
（三十四）做好交通行业计量管理、科普宣传、知识产权保护等基础管理工作。
篇4
随着道路拥挤的剧增，日益膨胀的道路交通越来越需要一种智能化的控制。智能交通技术是一项综合运用检测、通信、计算机、控制等现代高新技术，提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害的新兴技术。为了缓解经济发展带来的交通运输方面的压力，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。
智能交通系统（Intelligent Transportation System）的概念是从70年代开始发展起来的，它是指将RFID技术、传感器技术、通信与网络等技术应用于交通运输系统，对交通信息进行加工处理，运用运筹学、人工智能和自动控制技术对交通运输进行控制和信息服务，促进车、路、人之间的互动和协同运作，最终使交通运输服务和管理智能化、安全化和高效化。
智能交通系统的主要功能体现在以下：顺畅功能：提高交通网络的通行能力，增加交通的机动性，提高运营效率；调控交通需求；安全功能：提高交通的安全水平，降低事故的可能性，防止灾后危险扩大化；环境功能：减轻堵塞，降低汽车运输对环境的影响。
2 智能交通系统的发展现状
目前，交通拥挤造成了巨大的时间浪费和经济损失，为了缓解经济发展带来的交通运输压力，世界各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。
2.1 国外发展现状
美国、日本等发达国家竞相投入大量资金和人力，进行道路交通运输智能化的研究试验。目前，美、日等发达国家在推动智能交通系统研发和试点应用的同时，从拓展产业经济视角，不断促进智能交通系统产业形成，注重国际层面竞争，大规模应用研发成果。如美国，参与智能交通系统研发公司达600多家，其中半数以上为美国大型公司，包括航空和国防工业公司。日本在四省一厅联合推动智能交通系统研发活动后，一直在加速智能交通系统实际应用进程，积极推动如车辆信息通信系统 （VICS）、电子收费系统（ETC）等应用。
2.2 国内发展现状
我国交通运输基础设施短缺，各级交通部门充分发挥“后起国”优势，通过技术引进和自主创新，一些先进技术逐渐在中国部分大城市交通部门得到应用。2000年，国家交通部、建设部、公安部联合全国各大科研院所和多家高校制定了符合我国国情的《国家智能交通系统体系框架》规定我国智能交通系统发展主要集中在不停车收费、出行者信息服务、城市交通管理、公共交通系统、智能公路系统等9个方面。此外，国家“十五”科技攻关重大专项“智能交通系统关键技术开发和示范工程”确定了包括杭州、深圳、上海、北京、广州等在内的国内10个示范城市。
3 城市市智能交通建设的方案设计
3.1 智能交通系统方案需求分析
根据城市社会经济、交通运输领域的发展现状，其智能交通系统建设目标与经济发展相适应，与环境发展相协调，以提高人流与物流的移动效率。从基础信息采集、信息融合以及信息三个方面来说，具体包括：
⑴建成覆盖全市的多方式交通信息采集系统。在全城范围覆盖内，采用地埋式线圈、红外线探测、雷达探测等定点，微波、视频检测，浮动车采集技术以及今后基于移动终端的动态采集技术进行信息采集。只有强大的信息采集系统，才能进一步实现公用信息平台的建立和完善，实现信息处理的功能，将大量的基础数据提炼成有用的信息，并最终提升到知识层面和应用层面，满足智能交通系统各个层面的需求。
⑵完善城市交通信息共享平台，准确的融合所有信息。利用多媒体电子的空间基础信息，逐步完善城市智能交通公用信息平台，它是与外部环境之间进行信息交换的重要通道；是信息汇集的中心和信息交换的枢纽，对各子系统起到支撑作用。各个信息系统的完整性确保了信息传播交换的顺畅，对提升城市交通运行效率和服务水平具有举足轻重的作用。
⑶建成多层次、多手段的交通信息体系，实现全市范围内交通信息诱导服务，提高出行效率。
3.2 智能交通系统体系构架
智能交通系统体系框架吸收了国外发达国家和地区智能交通系统体系框架的经验和成果，并结合中国交通特点，道路交通实际状况，确定了适合中国发展的智能交通系统体系框架，如图4.1所示，该框架中将整个智能交通系统按照信息的流动和存在形式分为三层：信息基础设施、公用信息平台和应用服务。体系框架中的主体是信息基础设施、公用信息平台、交通仿真和应用服务。其资金、体制、人力和技术等保障措施也是框架不可缺少的部分。
3.3 智能交通系统功能分解
智能交通系统所包含的的功能很多，主要的功能发挥先进的导航系统作用、自动收费、协助安全驾驶、交通管理优化、道路管理效率化、协助公交车辆运营、商用车效率化、协助行人、协助紧急运营等，如图4.2所示。
不同国家和地区道路交通现状不同，对于智能交通系统 功能的具体选择和运用上也有所不同，2004年1月，我国智能交通系统体系框架的修订工作在国家智能交通系统工程技术研究中心的组织下开始进行，主要涉及到用户服务、逻辑框架、物理框架及应用系统。
3.4 智能交通系统实施设计
智能交通系统是一个复杂的巨系统，内容庞大、结构复杂、技术含量高，需要多个领域、多个部门的长期合作，其研发、建设、管理均需充足的资金支持。因此，在实施过程中，必须制定一个总体策略，分阶段实施。具体表现为以下几个方面：
⑴根据交通发展现状，确定智能交通系统 的技术研究重点、应用建设重点、产品开发和产业化以及标准化方面。
⑵综合运用现有数字化公用平台，建立起能够支持智能交通发展的技术支撑体系；确定各相关部门工作内容，并进行全市范围内的普及应用；在已有的交通设施产品的基础上，开发出具有完全自主知识产权的各类交通信息采集、检测设备，车载装置、手持移动终端等，并实现批量化生产，逐步形成交通信息服务产业。
⑶继续加强对智能交通系统的建设与发展，使郑州市智能交通进入大规模服务应用期，不断扩展新的系统和功能来满足公众对智能交通系统的需求。
4 结束语
由于智能交通系统的发展日新月异，作用领域的范畴需要不断的更新。对于针对推动城市智能交通系统建设的发展所提出的一系列的设计方案应进行长期坚持不懈的探索。随着整个城市的建设，国家经济的不断发展，建设重点都会发生变化。因此，要想一次规划，终身受用是不现实的，也是不可能实现的，要全面考虑各种影响因素的综合模式还需进一步研究
另外，智能交通系统建设方案的规划相对来说还比较片面，在具体实施的过程中有一定的难度，虽然已有相应的很多城市建设可以借鉴，具体应用时难以确定。因此，还需进一步展开理论和实验研究。
[参考文献]
[1]冯晓，陈思龙.改善城市道路机动车排放污染的智能交通手段[J].交通运输工程学报，2002（2）.
[2]陈荣波.智能交通系统理论的研究与实现[D].长春市：吉林大学，2004.
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全面知识培养包括人文学科、社会科学、数学与自然科学及专业知识的培养。人文学科的知识范畴包括哲学、政治经济学、近代史和美学等;社会科学的知识范畴包括经济学、社会学、管理学、心理学和法律基本知识等;数学与自然科学包括数学与逻辑思维、物理,化学、计算机科学和信息科学等。专业知识培养与相应的专业特色有关。交通工程专业(信息方向)的专业知识应包括交通基础设施的规划、设计、施工、管理、运行和维护等基本知识;交通信息的传输、交换、控制和管理等专业知识;交通运输系统的仿真建模及交通软件开发等专业知识;交通安全及应急处理等基础知识;智能交通系统的现状与发展方向。此外,还包括与交通工程专业领域相关的技术标准与规范,以及相关的政策、法律、法规等基本知识等。
(二)综合能力培养
综合能力培养包括表达与交流能力、分析和解决问题的能力、独立思考和创新能力、个人管理与人际交往能力、组织管理能力和现场工作能力等。表达与交流能力的培养旨在培养学生的语言沟通与表达能力、独立思考能力、表达观点的能力、谈判与妥协的技巧、按照技术标准或规范编制工程文档的能力;培养学生分析和解决问题的能力主要培养学生收集、分析、判断、选择国内外相关技术信息的能力,结合专业工程问题的需要提出解决方案的能力。独立思考和创新能力包括学生的创新思维能力、自学能力等。个人管理与人际交往能力包括时间管理能力、与不同国家、不同地域和不同文化背景的人合作共事的能力、团队合作(领导与被领导)能力。组织管理能力指建立和使用合适的管理体系的能力、团队领导能力、协调、管理、竞争与合作的能力。现场工作能力包括对不同工作环境、工作条件的适应能力、使用实验设备、现场工具进行数据采集和数据分析的能力以及利用理论知识解决实际问题的能力。
(三)高尚人格培养
高尚人格培养即素质培养,包括良好的心理素质、健全健康的体魄、高涨的工作热情、脚踏实地的工作精神、强烈的社会责任心、不断适应环境变化的能力、对危机的应变处理能力、思维敏捷且富于创新意识。此外,对于高级工程专业人才的培养还必需具有高尚的职业道德、追求完美卓越的工作态度、爱国敬业的人文素养和对市场、质量、安全和服务的责任意识。
二、交通工程专业(信息方向)的课程体系改革方案
按照“知识、能力、人格”全面发展的创新型人才培养目标,通常可按照通识教育、专业教育和综合教育这三大模块来设置课程体系。通识教育模块内容包括人文学科、社会科学、数学及自然科学等基础知识,着重培养学生的思想道德素质、职业道德素质和工程文化素质,为专业教育打下扎实的基础。专业教育模块内容包括专业基础、专业课程和专业实践等,着重培养学生掌握工程专业方向的基本理论与基本技能,提高专业实践能力,激发创新精神,培养学生成为应用技能型的高级专门人才。综合教育模块(包括课堂教学与课外活动)内容包括素质培养与创业教育两部分,着重提高学生的自主学习与独立思考能力,促进学生个性发展。课程教学是专业人才培养的基础要素,是培养出符合培养目标的高级专业人才的关键。交通工程专业(信息方向)的课程体系、教学内容和教学环节等必须进行全面改革,通过设置均衡的课程教学体系,加强实践教学环节,重视课外教育活动等改革来实现“卓越计划”的培养目标。
(一)设置均衡的课程体系
面向“卓越计划”的课程体系改革指导思想是:在交通工程专业(信息方向)总学分和公共基础课程均保持不变的前提下设置均衡的课程体系,具体见图3-1。由图3-1可知,该课程体系结构的重点集中在以下三方面。一是加强专业基础课在课程体系中承上启下的位置,增加专业基础课在课堂教学中所占比例。在交通工程专业(信息方向)中除了电子技术基础和电路与信号系统课程外,最主要的专业基础课是信息传输原理和轨道交通信号控制系统原理,这两门课程是信息在交通运输系统内进行传输与控制的基本原理课,它们奠定了信息技术在现代交通运输系统中的应用地位,为智能交通系统及其产品的创新研发提供基础。二是调整专业必修课的种类和数量,交通工程专业(信息方向)最主要的专业必修课程是《交通信息检测与处理》《轨道交通运行控制与管理》这两门课程,前者是通过各种不同方式获取交通信息,并在信息传输系统内可靠有效地转变为可控的交通信号;后者则是探讨在轨道交通系统内各种交通信息与信号控制的有效性与可靠性。三是疏理专业选修课与交通信息工程专业的相关性,精选与交通信息密切相关的专业选修课,如《智能交通运输系统》《交通控制系统安全与可靠性》《交通控制与管理信息系统》等课程。那些相关性不大的课程,虽然能扩充学生的知识面,但是在选修学分有限的情况下,会导致学生选修的课程缺乏针对性、相关性及连贯性,因此,一些相关性不大的选修课程可以撤销。
(二)加强实践教学环节
实践教学体系包括课程实验、课程设计和实践环节(毕业设计和社会实习、企业实习、创新能力拓展)等。实践课程教学的目的是培养和锻炼学生的实际操作能力、独立分析和解决问题的能力,以及培养学生的创新能力。交通工程专业(信息方向)为了加强实践教学环节,除了安排两门内容不同的案例教学(以讲座为主)外,还与企业合作安排两次目的不同的实习(认识实习与专业实习)。在培养方案中除了配合课堂教学内容安排实验外,还开设多门学分单独计算的课程设计(具体可见图3-1中的实习实践环节模块),进一步巩固和消化所学课程的教学内容,并尽量联系实际。毕业设计是实践教学中非常重要的一个环节,在选题上应突出针对性和实用性,尽量与毕业实习内容相吻合。
(三)加强综合能力与人格培养
为了加强综合能力培养,除了安排好课程教学和实践教学体系之外,还可以开展多种多样的课外活动,以便鼓励与调动学生自主学习的主动性和积极性,培养独立思考能力和解决问题的能力。例如,举办各类知识及科技创新竞赛。在课程教学中要大力提倡自学与终身学习精神,提高学生的自学能力。与企业合作建立创新设计基地,激发学生的创新意识,提高其创新能力。另外,与地方政府合作推广教育园区活动,形成园区文化氛围,培养学生参与社会活动的能力,进一步提高人格素养。
三、在实施课程体系改革中需要重点探讨的四个问题
由于“卓越计划”的培养目标是培养知识、能力、人格全面发展的高级专门人才,起点高、要求严,目前还处于试行阶段,因此,在实施“卓越计划”的过程中必定会遇到各种不同性质的问题。从宏观层面上来思考,建设一支具有改革创新教育理念的教师队伍,建立长期合作的校企关系,发展友好的国际培养模式是实施“卓越计划”最迫切需要解决的问题。另外,在试行“卓越计划”过程中还需要不断总结课程体系改革方案成功与失败的经验,逐步完善面向“卓越计划”的课程体系建设。
(一)教师队伍建设
篇6
>信息技术应用研究：教育信息化、企业信息化、档案管理信息化、财会信息化、制造业信息化、电力信息化、交通信息化、艺术信息化
>工程技术：网络与通信技术、信息安全技术、开发研究与设计技术、人工智能及识别技术
>多媒体技术及应用：远程教育、多媒体教学、网络教研
>软件设计开发：软件工程，程序设计，基于计算机、电子、自动化某个领域的理论与应用研究
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主要展开的研究工作如下：
（1）借鉴聚类感知的概念，提出基于信息融合技术的交通流聚类感知算法；
（2）通过列举典型场景，阐述论文所提算法的实现流程。
经大量分析与实验结果表明，此项研究工作能提供实时、快速、准确的交通流数据，大幅降低市政建设的运营和维护成本，取得的成果将丰富该领域已有理论，且有较好的应用前景。
1 现状分析
智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）作为现代交通的新概念，综合运用各学科理论，将人―车―路―环境系统通过相关技术群（先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术、计算机处理技术、传感器技术等）有机地结合为一个运行有序的系统，使其综合运用于整个交通体系中，从而达到提高交通运输效率、保障交通安全、改善环境质量、提高资源利用率的目的[1]。其中交通量调查是智能交通系统的基础。
现行的交通流量检测主要分出/入口检测和横截面检测，较为先进的技术有以下两种：
1.1 利用图像处理与识别技术，通过视频信号检测道路交通流量[2]
该系统利用摄像头作为视频探头，由图像处理设备将模拟信号转换成数字信号；通过计算机对转换后的数字图像进行分析处理，从而识别车辆；当车辆通过“虚拟线圈”时，检测车流量及相关车辆信息，并将数据传输到交通控制中心。
1.2 电子感应器统计
目前主要应用于国外，每1～3公里设置一个横截面电子感应器，用来统计路网通过数量，同时监控堵车情况。如果两个感应器之间在短时间内数量出现异常（即堵车或事故），就会自动报警。
上述两种技术势必受到诸多客观因素的影响，如天气状况、周边高建筑群、车辆违规并道、人车混杂等。此外，以上两种技术的架设及运营成本高，不能覆盖城市交通的各个角落。针对上述问题，利用聚类感知技术统计交通流信息，大大减低了客观因素的不良影响，提高了数据收集的实时性、准确性。且由于无线通信网络的全方位覆盖和移动通信运营商扩大市场业务的需求，因此所提技术不会对交通检测系统的架设和运营维护增加成本。
2 基于信息融合技术的交通流聚类感知算法
随着我国城市移动电话的普及，机动车内乘客基本可以实现“人手一机”。利用移动通信基站群的定位技术，论文提出了基于“手机定位”和“乘客簇聚模型”的交通信息估计算法，基本思想是利用移动通信基站群对辖区内的所有手机进行不间断定位，通过模糊判断的方法确定哪些手机位于运动车辆的内部，进而判断不同手机所归属的不同车辆，最后获得车流信息。无需借助任何传感器网络，移动通信基站群就可以像长了眼睛一般，“看到”车流，感知全局交通信息。
根据以上分析，本算法包括：独立车辆的识别、在路车辆数估计。
2.1 车载手机识别
（1）信息收集。利用通信运营商的基站网络定位功能采集道路沿线手机的位置、速度、加速度，进而得出随时间变化的曲线。
（2）信息判断。一般的车载手机具有如下特征：①速度应大于30 km/h；②位于城市公共交通路段上。
通过收集到的手机信息，将不满足上述条件的手机排除，得到较为准确的车载手机，即可获知城市道路交通流状态，用于对实时路况进行智能分析。例如：通过卫星定位及相关检测技术获取的基本道路车辆分布情况与利用通信网络定位手机信息的结论基本保持一致。
2.2 聚类分析[3]
将手机的位置分布、速度和加速度作为基础信息，并认为在一定时间内，位置L、速度V、加速度A分别始终保持在一定区间内的手机属于同一辆车（如图1所示）。
①根据手机参数（位置L，速度V，加速度A）判断是否归属同一辆车；
②依据聚类分析算法（如图2所示）判断监控路段内车辆的构成。
先将每个手机看成一个个独立的聚类，称为原子聚类，然后查找每个原子聚类最近的一个原子聚类，若该两个间距小于最小类间距离，则合并为一个聚类。以此类推，直到所有对象均聚合为一个类为止。
2.3 聚类算法
根据以上参数，可以得到关于手机位置L、速度V、加速度A的矩阵X，如公式①所示。
手机距离矩阵D，其中的每个元素dij表示手机i与手机j在m维空间上的距离。手机i与手机j的距离彼此接近时，该数值接近0；该数值越大，表示手机i与手机j之间的距离越远，如公式②所示。
根据同辆车上车载手机位置、速度、加速度较接近，将距离矩阵中距离最小的两个类合并，求取新的距离矩阵；重复以上操作，直至满足一定聚类阈值时，聚类结束，同时获得类别数（即在路车辆数）。
聚类过程中记录每次合并类的手机ID号，聚类结束的同时获得手机ID所属车辆及每辆车的车载手机数量。
3 仿真结果及分析
采用微软公司第三代高性能计算平台Windows HPC Server 2008 R2中的Job Manager监视数据[4]，对基于信息融合技术的交通流聚类感知算法仿真过程如下：
（1）创建Active Directory域，并在域内部署一万个计算节点（node）；
（2）将节点放置在集群内；
（3）用XLL随机为每一个节点赋值，包括位置L，速度V，加速度A；
（4）通过Excel宏计算和SOA功能，将速度差小于1 m/s，加速度差小于0.5 m/s2，位置差小于3 m的节点归为一类，并将结果返回；
（5）将计算出的同类节点放在同一节点组内；
（6）根据实际需求（如不同用户之间最短距离），对步骤（4）和（5）进行循环；
（7）利用Job Manager监视数据，根据节点的速度V，将其划分为5个不同等级，按由深到浅的颜色生成热图（如图3所示）。
4 算法应用
4.1 公交动态调度监控
对于某特定公交车而言，运行线路是固定的，它没有路径选择问题。公交控制中心利用聚类感知技术提供的检测数据（包括客流量统计和公交线路拥堵情况），预测发车频率。一方面便于公交车避开拥塞路段，防止大型公交车加剧特定路段的阻塞，避免阻塞的恶性循环；另一方面，公交公司可以通过无线通信平台向各个公交站点发送公交系统动态信息。该业务使乘客掌握及时的公交动态信息，在第一时间选择最快捷、最舒适的公交线路出行，提高了公交系统的运力和效率，缓解了城市交通的压力。
4.2 私家车最快路径选择
基于信息融合技术的聚类分析算法，力求通过一个无线感知处理系统生成一个实时交通路况图，从而帮助车辆选择合适路径，充分利用当前道路，实现缓解阻塞、疏导交通的作用，提升城市整体应对突发交通事故的能力。
权威媒体调查表明，私家车出行要求集中在两点：选择最短路线或者最快路线。最短路线容易选择，而最快路线可以由服务器利用基于手机聚类分析所得的动态电子地图为司机提供行驶建议。在热点路段严重堵塞时，这一点尤为重要。
4.3 智能交通信号灯配时的应用
由交通控制中心通过线路统一调整各大路口处交通信号灯的配时及优化[5]。关于各路段信号灯准确配时的方法（如图4所示）：
（1）由手机聚类方法，计算出道路车流量L和车流速度V；
（2）要解决红色路口处交通信号灯的配时问题，还要找到周边路口的分流情况，从而确定主干道车流
量变化系数θ，以便较准确地确定出信号灯的配时比例，如公式③、公式④所示。
5 结束语
结合成熟的无线通信网络和聚类感知技术，提出基于信息融合技术的交通流聚类感知算法，对交通检测系统提供了实时可靠的数据支持，对构建庞大的智能交通系统提供了技术保障。实验结果表明，算法有效解决了城市交通拥堵问题，包括车辆调度、路径选择和自动化交通指挥等。
基于移动通信运营商的网络平台整合了用户信息，替代了传统的密集传感器网络，节省了架设成本，给系统带来了超越以往的性能。现有的城市交通多采用人力的、经验性的疏导和模型计算相结合，无法准确系统地反映实时交通流情况。聚类感知技术可以解决这一问题，实现基于信息融合的整体化智能交通系统。
参考文献
[1] 张文溥.道路交通检测技术与应用[M].北京：人民交通出版社，2010.
[2] 金会庆，徐雪，周荷琴，宋扬，郭华，刘禹国，罗文其.基于视频的复杂路口车流量检测方法[A].第三届中国智能交通年会，2007.
篇8
文献从链路连接特性、网络连通性和网络中心性等三个方面分析网络连通特性。
上述研究中存在一些问题：在理论分析中，假设车流服从指数分布，然而，真实车辆的时空分布及其运动绝不可能是完全随机的，而且都是建立在节点具有固定通信半径的理想路径损耗信道模型的基础之上。在仿真研究中，采用的移动模型可能与真实车辆交通环境相差甚远，比如随机路点模型、曼哈顿模型等。这与现实车载自组织网络中真实的环境存在较大差异，从而导致这些研究结论只能为实际的VANET部署提供有限的指导意义。另外，大部分研究中都没有考虑移动网络的动态时空特性，仅仅研究了网络的部分静态特征。事实上，VANET为含有时间的复杂网络，也称为动态网络。
移动模型被广泛应用于VANET相关协议和算法的性能评价中。智能驾驶模型（Intelligent Driver Model， IDM）由Treiber等，因此，本文采用IDMLC研究车载自组织网络的动态连通特征。
1 IDMLC
其中：al-a为当前车辆移动变道后的加速度增量，acur-alcur为当前车道尾随车辆加速度的损失，anew-alnew为候选车道车辆加速度的损失。当车辆向右变换车道时将加上abias，而向左变换车道时则减去abias，p为礼貌参数。athr表示变道最小加速度增益阈值，车辆变道后要保证车道上后面的车辆不需要明显的刹车行为，即减速度必须大于安全值asafe。
3.2 VANET连通特征分析
仿真实验中车辆数的初始值为200，仿真时间为500s，考虑到系统初始时存在的不稳定性，对100s以后的数据进行分析研究。图1（a）～（d）分别为t=100s、200s、300s和400s，通信半径为220m时网络拓扑的瞬时结构，图1中可连通节点用线段连接。
连通分支的数目是刻画网络连通性能的主要参数，图2为不同通信半径下的连通分支数随时间的变化。由图2可知当通信半径比较小时，网络连通分支数较多，网络分割现象较为严重，无法形成较大规模的连通分支； 本文由WwW. dyLw.neT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临dyLw.nET随着网络半径的增大，连通分支数减少，且当通信半径比较大时，连通分支数变化率会急剧下降。利用QQ图鉴别样本数据是否近似于正态分布，检验结果如图3（a）～（d）所示，QQ图上的点近似地在一条直线附近，同时用T检验进一步验证得出连通分支数服从正态分布。
图4（a）～（d）分别为不同半径时连通分支数的累积分布函数F（x），当通信半径为60m时，网络的连通分支数大于75的占80%，这时网络分割严重，存在大量孤立节点，很多节点之间无法通信；当半径增大为300m时，连通分支数大于13的占10%，这充分说明了通信半径对网络连通性的影响。图5为平均连通分支数与通信半径之间的关系，用指数函数拟合得到曲线为（r）=-97.84r0.1821+285.7，各参数95%的置信区间、和方差（Sum of Squares for Error， SSE）、确定系数Rsquare、均方根误差（Root Mean Square Error， RMSE）的值如表2所示，Rsquare=0.9995，说明拟合效果很好。
在网络受到持续的攻击时，最大连通子图（分支）规模大小是测量网络连通功能一个重要的量。在这个子图内所包含的节点比其他子图的都多，并且任意两个节点之间都存在连接通路，通常用节点数来表示这种最大连通分支规模，它与网络连通性长度，共同作为复杂网络连通性和稳定性的一种度量。图6为不同通信半径时最大连通分支的规模的变化，当半径为60m、140m、220 m和300m时，其均值分别为12.0375，23.9600，61.9700和128.2800，标准差分别为4.9042，6.8341，21.1698和21.2213，变异系数为0.4074，0.2852，0.3416和0.1654，可见当半径较小时，变异系数越大，其相对变化率越大；反之则最大连通分支规模的变化率越小。由图7知，连通率随传输半径增加而增大，特别是半径较大时，曲线变化很快，可以达到较高的连通率。通信半径和连通率之间的关系可用高斯函数表示（r）=2.186e-（r-551.4255.1）2，其余拟合参数如表2所示。
当网络频繁分割时，可用网络连通性长度来描述其连通特征，图8给出了不同通信半径时连通性长度随时间的变化曲线；图9为平均连通性长度图9为平均连通性长度随通信半径的变化曲线此处语句不太通顺，请作相应调整。 本文由WwW. dyLw.neT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临dyLw.nET。通信半径较小时，网络连通性长度很大，这是由于网络严重分割，故拓扑结构很不稳定，网络的连通性得不到保证；随着通信半径的增加，连通性长度迅速减小，当半径大于200m时，趋于平稳。通信半径和连通性长度之间的关系可用函数（r）=3306r-0.8603-18.33近似表示，其余参数如表2所示，确定系数的值接近于1，表明该函数能较好地描述通信半径与平均连通性长度直接之间的关系。
4 结语
在VANET中，连通性对于分析整个网络性能来说十分重要，尤其是在增强安全性和舒适性方面的应用。本文基于IDMLC对车载自组织网络动态连通特征作了研究，仿真结果分析表明当通信半径比较小时，网络分割研究严重此处语句不通顺，请作相应调整。，连通性差，增加通信半径可有效改善VANET的连通性；另外，研究了网络连通分支数的统计特征。真实车载自组织网络拓扑连通性呈现怎样的特征？根据连通特征，建立合理的连通性数学模型，为VANET路由协议设计、数据分发机制、移动性管理等方面的研究提供理论支撑，这些将是下一步工作。 参考文献：
. Piscataway： IEEE， 2005.
. Telecommunication Systems， 2012， 50（4）： 217-241.
// VTC Spring 2009： Proceedings of the 2009 IEEE 69th Vehicular Technology Conference. Piscataway： IEEE， 2009： 1-5.
[4]ELATTY S M A， STAMATIOU G K. Performance analysis of multihop connectivity in VANET [C]// Proceedings of the 7th International Symposium on Wireless Communication Systems. Piscataway： IEEE， 2010： 335-339.
// Proceedings of the 2011 IEEE Consumer Communications and Networking Conference. Piscataway： IEEE， 2011： 85-89.
. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking， 2012，2012： 270.
. International Journal of Distributed Sensor Networks， 2013， 2013： 1-15.
. Journal of Network and Computer Applications， 2013， 36（3）： 1050-1056.
篇9
一．前言
根据有关部门的调查和统计结果，我们可以知道，目前世界上大约有六百个城市已经开始或者计划建设无线城市网络，从而满足人们的宽带公共接入、公共安全和公共服务的需要。现在无线城市网络建设开始在中国内地兴起，并已经成为了一种趋势，而且中国的无线城市网络建设方案中提到了北京、上海等大城市，同时青岛等一些城市已经开始了无线城市网络建设的试点工作。现在在全国范围内已经掀起了无线城市网络建设的运动，各个大小城市都在进行这方面的建设或者是论证工作。我们可以发现，中国的无线城市网络建设并不是由电信部门主导的，而是由政府发起的。原因是目前的无线城市网络建设并没有一个比较清晰的盈利模式，很多的电信运营商就望而却步了。因此，本文主要是从无线城市网络的特点出发，提出建设无线城市网络的策略。
二．无线网络城市的特点分析
无线城市网络具有其自己的特点，这个特点主要是在与有线宽带对比的得出的，大体可以将其特点概括为：各个城市的无线网络建设，从其城市的基本经济结构、区域布局，以及各个城市的无线网络建设的策略出发，将城市的无线网络建设成为一个，任何人、任何的事物、在任何的时间和地点都可以毫无阻碍的连接通信，实现较高水平的信息化社会。当然我们可以将其具体分为以下几点：
1.网络随处都有
包括高速的宽带网络、高覆盖的移动网络、传感器网络以及3I／3C融合网络等，这些网络必须要在城市的每一个角落都可以连接到。
2.无线网络的服务无处不在
也就是说无线网络的必须是全方位的，具体的服务包括人性化电子政务、智能化增值服务、多类型信息内容服务等。
三．无线网络城市的应用
网络主要是用来应用的，无线网络也是如此这样。许多的电信运营商都将应用摆在一个非常重要的位置，无线网络的应用也是无线城市网络建设的重点。当今的无线城市网络的应用范围很广，但是主要总结起来，包括以下三个方面的应用。
1.政府方面的应用
无线城市网络在政府方面的应用主要包括以下三个方面：
（一）应用于公共服务，即应用于公共图书馆无线网络接入以及资料搜索、还有实时的道路交通的影像信息，也就是我们说的电子眼。
（二）应用于公共安全，即无线网络应用于公共场所的监控。对于紧急事件的无线通信以及对于警务的实时查询等。
（三）应用于教育服务领域，通过无线城市网络就可以容易的进行远程教育、远程视频讲座及进行远程的学习交流直播。
（四）应用于电子政务领域，无线城市网络可以有效的帮助政府进行现场办公，进行有关资料表格的实时无线下载。
2.企业方面的应用
（一）应用于企业的零售、物流领域，无线城市网络可以帮助企业现场为客户服务，现场查询货单，现场进行库存管理。
（二）应用于制造业领域，无线城市网络可以对制造企业的厂房进行实时监控，对设备进行实时的维护，以及对工厂进行有效的实时在线管理。
（三）应用于金融保险业领域，无线城市网络可以实时进行报单的提交，实时进行金融查询和交易。
3.个人方面的应用
（一）可以即时通信，无线城市网络可以方便人们进行上网，进行QQ、MSN等通信软件的即时接入，方便人们的通信。
（二）方便人们商务办公，无线城市网络可以帮助人们进行无线的网络办公，这样就可以随时随地洽谈生意，随时进行股票交易等。
（三）方便人们获取资讯，无线城市网络可以使人们随时了解新闻，随时关注时事，进行资料搜索，随时随地掌握最新资讯。
（四）方便人们休闲娱乐，人们可以利用无线城市网络看视频，打游戏，网络聊天等。
四．无线城市网络的建设策略分析
一直以来，无线城市都被定义为是利用WiFi、WiMAX等宽带无线接入技术，建设覆盖整个城市或城市主要地区的宽带接入网。众所周知，自2004年以来，就一直延续这个模式在进行无线城市的建设，结果可想而知，一败涂地。
WiFi，本来就是局部热点覆盖的技术。WiMAX也只是广域覆盖的技术，都不是全程全网的技术。WiFi相对而言．发展较好，现在基本每台笔记本都内置WiFi。大部分智能手机也有WiFi的功能。WiFi上网非常方便，但是WiFi的维护困难，没有集中的网管，而且由于覆盖范围的问题，经常放在一些公共的设施，如道路电线杆、书包亭上。坏了，不知道；搬动了，也不知道，没法管理。而且供电也是问题。WiMAX虽是广域覆盖的技术，但是产业发展成为瓶颈，曾经刮起一片热潮。
此外，澳大利亚也放弃全国原有的WiMAX建设导致整个WiMAX阵营基本全军覆没。没有订单，就意味着没有前景。所以单一采用WiFi、WiMAX技术建设出的“无线城市”经无数实例证明是错误的，这个模式下建设的无线城市无成功案例可寻。综合考察无线城市的需求、特点，无线城市的建网方案如下：
1. WiFi热点接入
无线城市发展的第一步是要满足热点区域的覆盖，如街道办事处、医院、学校、政府办事处、机场、会展、酒店、连锁餐饮、写字楼、学校、商场、图书馆，楼宇等，这与WiFi技术的特点相契合。即固定区域高速覆盖。
2．移动网广覆盖
在无线城市发展的中后期。从挖掘市场潜力以及保证用户使用粘性的角度来看，无线城市必须提供全程全网的覆盖及业务，来满足用户的需求。就中国电信而言，CDMA本身就是为个人客户而设计的，可无缝切换漫游。同时技术成熟、产业完善、聚合各大运营商强大的技术支撑团队，可有力地挖掘和提升移动网络的使用发展空间，如终端的定制、设备的规格制定及组织研发等。
下面以中国电信的移动网络为例，从网络覆盖的角度说明WiFi与移动网如何共同覆盖的组网，以及他们之间的关系。WiFi区域热点覆盖。CDMA2000 1X全网无缝覆盖。CDMA2000 1X EV―DO Rev.A部分热点区域广覆盖。当然目前来看。在大城市所建设的无线城市中，CDMA2000 1XEV―DO Rev.A也是全覆盖的网络。具体如下图所示。
图一 WiFi与移动网共同组网示意图
3．移动网+WiFi的融合
中国电信在获取C网业务经营牌照后，成为全业务运营商，将综合WLAN的局部热点优势和C网掌上宽带的覆盖优势。做好两者的融合，拓展多元化接入手段，实现无线信号城市全方位立体覆盖，为客户提供随时随地的无线互联网接入服务。对于中国移动和中国联通，也推荐采用移动网络加WiFi的方式，充分发挥各自的优势。以避免出现单一WiFi或WiMAX建设无线城市的误区。
五．结束语
无线城市网络建设是现代城市发展的新要求，对于城市的发展具有重要的作用。无线网络城市在中国的建设，必将对中国的城市发展产生巨大的影响。
参考文献：
[1]周国豪 无线城市建设策略与WLAN网络规划部署方法研究 [学位论文]2010 - 北京邮电大学：电子与通信工程
[2]潘毅明 陈文 沈世锦 无线城市的覆盖策略研究 (被引用 5 次) [期刊论文] 《电信科学》 ISTIC PKU -2008年5期
[3]高颖 面向共用信息平台的交通信息系统关键技术及应用研究 [学位论文]2004 - 吉林大学：交通信息工程及控制
[4]黄沛江 王斌 温庆华 TD-LTE无线规划建设策略初探 [会议论文] 2011 - 2011 TD-LTE 网络创新研讨会
篇10
1. 引言
高速公路机电系统是发挥道路设施交通功能的主要辅助管理系统，是对高速公路实施现代化管理的主要工具。高速公路机电系统主要由高速公路监控、收费、通信、照明、供配电和隧道安全运行保障等子系统构成。各子系统之间与系统内部由通信网联系。
2. 高速公路监控系统
2.1 高速公路监控系统，是采用现代化的手段对全线交通流量、交通状况、环境气象、设施运行状态进行检测，按照一系列智能控制规则和策略产生控制方案及控制手段，调整道路交通流的状态，进而实现控制交通流量、改善交通环境、减少交通事故，达到安全、舒适、快捷的运输目的。
为实现这一目的，监控系统必须具备最基本的三个功能：（1）采集交通流数据，判断交通状态：（2）根据交通状态，实施控制策略，决定控制参数；（3）执行控制策略，将控制参数作用于交通流。
2.2 根据高速公路监控系统的功能要求和设备特点，监控系统可分为如下功能子系统：
2.2.1 信息采集子系统：该系统的功能是获取交通信息原始数据，通过视频车辆检测器、超声波检测器、红外检测器、检测线圈、通信设备等形成的交通量采集子系统，获得各段道路的交通量数据。
2.2.2 交通控制子系统。
交通控制子系统包括：交通控制目标、交通控制方法、交通控制参数。控制参数以一定的控制形式作用于交通流。根据控制形式的不同，控制方法可以分为匝道控制和主线控制两大类，而匝道控制又可以分为：入口匝道定时调节控制、入口匝道整体定时控制、入口匝道交通感应控制、入口匝道汇合控制。
2.2.3 交通诱导信息显示子系统。
交通诱导子系统包括可变限速诱导系统，依靠埋设在道路两侧或中间的可变限速标志，进行整条道路的车速优化处理，使车辆以均匀的密度分布在高速公路上；可变情报板系统则提供更为具体的诱导信息，向车辆提供准确的交通状态和警告、指挥信息。显示子系统包括控制中心通过电视墙或者大屏幕投影再现重要地段的摄像机和视频传输设备获取的视频实时数据，和能见度、温度、湿度、风向、风速、雨雪等视频数据，并根据需要可对视频数据进行抓拍记录；通过设在路边的紧急电话获取紧急救援信号。
2.2.4 中央控制设施子系统。
中央控制设施子系统的主要组成设备有：计算机及其外部设备、大屏幕图形显示板、控制台、电话总机台、不停电电源UPS设备等。
2.2.5 计算机网络子系统。
计算机网络子系统将其他子系统通过计算机网络连接为一个整体，使之真正成为一个功能强大的有机系统。计算机网络系统包括：计算机设备、网络连接设备、计算机操作系统、数据库系统、计算机网络管理、监控系统应用程序。
3. 高速公路通信系统
高速公路通信系统主要由以下几部分组成：主干线传输、业务电话、指令电话、紧急电话、数据传输、图像传输、广播、通信电源和通信管道。
高速公路通信系统作为高速公路机电系统的支撑系统，在整个高速公路管理中处于非常重要的位置，它主要承担以下三方面的任务：
3.1 承担监控系统和收费系统的数据、语音、图像等各类信息的传输任务，使监控系统和收费系统真正成为系统而正常运转。
3.2 承担高速公路内部各业务部门和管理部门的业务联系，如事故增援、道路设备设施的维修等。
3.3 承担高速公路内部的监控中心、收费中心、业务部门和管理部门与外界的联系。
4. 高速公路收费系统
收费系统的主要功能包括：收费****通量统计和车辆分型，按标准收取通行费并发放收据，汇总、整理与收费有关的数据和交通量数据，传送到收费广场、收费管理中心、监控中心等各级管理部门的上一级计算机进行处理，编制各类管理报表和进行数据分析，保存重要数据，并根据监控中心的命令，对出入高速公路的车辆进行控制和调节。
5. 高速公路配电照明系统
高速公路照明系统一般包括主车道照明、广场照明和隧道照明三部分。在运输繁忙、事故多发、重要路段以及隧道中设置主线照明，可以改善夜间与隧道中的行车环境，降低交通事故的发生率；在收费广场采用高杆照明，可以保证收费车辆的安全交汇和排队；并且照明系统的设置可以使道路监控摄像机充分发挥夜间监视的作用。
6. 结语
高速公路机电系统是以电子、电气、控制、通信、机械和交通工程等技术为基础的综合性大系统，它主要由监控、通信、收费、配电照明等系统组成。本文重点研究了监控系统的原理、监控过程、各子系统功能与系统间的关系等，并分析了通信、收费、配电照明等系统的结构与功能要求。
参考文献
［1］ 吴伟国，张平乐，王帆.浅谈机电系统建设与高速公路智能化［J］.湖南交通科技，2007，33(4):142～144.
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高速公路机电系统是发挥道路设施交通功能的主要辅助管理系统，是对高速公路实施现代化管理的主要工具。高速公路机电系统主要由高速公路监控、收费、通信、照明、供配电和隧道安全运行保障等子系统构成。各子系统之间与系统内部由通信网联系。
2. 高速公路监控系统
2.1 高速公路监控系统，是采用现代化的手段对全线交通流量、交通状况、环境气象、设施运行状态进行检测，按照一系列智能控制规则和策略产生控制方案及控制手段，调整道路交通流的状态，进而实现控制交通流量、改善交通环境、减少交通事故，达到安全、舒适、快捷的运输目的。
为实现这一目的，监控系统必须具备最基本的三个功能：（1）采集交通流数据，判断交通状态：（2）根据交通状态，实施控制策略，决定控制参数；（3）执行控制策略，将控制参数作用于交通流。
2.2 根据高速公路监控系统的功能要求和设备特点，监控系统可分为如下功能子系统：
2.2.1 信息采集子系统：该系统的功能是获取交通信息原始数据，通过视频车辆检测器、超声波检测器、红外检测器、检测线圈、通信设备等形成的交通量采集子系统，获得各段道路的交通量数据。
2.2.2 交通控制子系统。
交通控制子系统包括：交通控制目标、交通控制方法、交通控制参数。控制参数以一定的控制形式作用于交通流。根据控制形式的不同，控制方法可以分为匝道控制和主线控制两大类，而匝道控制又可以分为：入口匝道定时调节控制、入口匝道整体定时控制、入口匝道交通感应控制、入口匝道汇合控制。
2.2.3 交通诱导信息显示子系统。
交通诱导子系统包括可变限速诱导系统，依靠埋设在道路两侧或中间的可变限速标志，进行整条道路的车速优化处理，使车辆以均匀的密度分布在高速公路上；可变情报板系统则提供更为具体的诱导信息，向车辆提供准确的交通状态和警告、指挥信息。显示子系统包括控制中心通过电视墙或者大屏幕投影再现重要地段的摄像机和视频传输设备获取的视频实时数据，和能见度、温度、湿度、风向、风速、雨雪等视频数据，并根据需要可对视频数据进行抓拍记录；通过设在路边的紧急电话获取紧急救援信号。
2.2.4 中央控制设施子系统。
中央控制设施子系统的主要组成设备有：计算机及其外部设备、大屏幕图形显示板、控制台、电话总机台、不停电电源UPS设备等。
2.2.5 计算机网络子系统。
计算机网络子系统将其他子系统通过计算机网络连接为一个整体，使之真正成为一个功能强大的有机系统。计算机网络系统包括：计算机设备、网络连接设备、计算机操作系统、数据库系统、计算机网络管理、监控系统应用程序。
3. 高速公路通信系统
高速公路通信系统主要由以下几部分组成：主干线传输、业务电话、指令电话、紧急电话、数据传输、图像传输、广播、通信电源和通信管道。
高速公路通信系统作为高速公路机电系统的支撑系统，在整个高速公路管理中处于非常重要的位置，它主要承担以下三方面的任务：
3.1 承担监控系统和收费系统的数据、语音、图像等各类信息的传输任务，使监控系统和收费系统真正成为系统而正常运转。
3.2 承担高速公路内部各业务部门和管理部门的业务联系，如事故增援、道路设备设施的维修等。
3.3 承担高速公路内部的监控中心、收费中心、业务部门和管理部门与外界的联系。
4. 高速公路收费系统
收费系统的主要功能包括：收费通量统计和车辆分型，按标准收取通行费并发放收据，汇总、整理与收费有关的数据和交通量数据，传送到收费广场、收费管理中心、监控中心等各级管理部门的上一级计算机进行处理，编制各类管理报表和进行数据分析，保存重要数据，并根据监控中心的命令，对出入高速公路的车辆进行控制和调节。 转贴于
5. 高速公路配电照明系统
高速公路照明系统一般包括主车道照明、广场照明和隧道照明三部分。在运输繁忙、事故多发、重要路段以及隧道中设置主线照明，可以改善夜间与隧道中的行车环境，降低交通事故的发生率；在收费广场采用高杆照明，可以保证收费车辆的安全交汇和排队；并且照明系统的设置可以使道路监控摄像机充分发挥夜间监视的作用。
6. 结语
高速公路机电系统是以电子、电气、控制、通信、机械和交通工程等技术为基础的综合性大系统，它主要由监控、通信、收费、配电照明等系统组成。本文重点研究了监控系统的原理、监控过程、各子系统功能与系统间的关系等，并分析了通信、收费、配电照明等系统的结构与功能要求。
参考文献
［1］ 吴伟国，张平乐，王帆.浅谈机电系统建设与高速公路智能化［J］.湖南交通科技，2007，33(4):142～144.
篇12
近年来，随着国民经济的迅速发展，我国的交通运输事业得到了空前迅猛的发展。特别是我国的陆上交通，从国道、高速公路到地方公路等不同级别的公路组成了辐射全国的公路网。与此同时，城市道路建设也有了较大发展。城市干线的建设、交通管理设备的更新和增加，使得城市交通条件有所改善。然而随着社会经济高速发展和交通机动化水平的迅速提高，城市交通问题日益严峻，交通阻塞，交通事故频繁发生，简单地进行道路扩建已经无法完全解决现今的交通问题。如何在不同城市建立行之有效的智能运输系统，如何快捷地进行交通监控、交通调度和交通控制已经成为当前亟待解决的问题[2]。
智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)是将先进的计算机技术、信息技术、通信技术、控制技术和人工智能等有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造等，把车辆、道路、使用者紧密结合起来，形成一种实时、准确、高效的综合运输系统。在公路运输领域，该系统将采集到的各种道路交通信息及服务信息经交通管理中心集中处理后，传输到公路运输系统的各个用户，出行者可以实时选择交通方式和交通路线，交通管理部门可自动进行合理的交通疏导、控制和事故处理；运输部门可随时掌握车辆的运行情况，进行合理调度[3]。由此可见，道路交通信息如车流量、车型、车速、车辆运行轨迹等基本交 通参数的获取是ITS发挥作用的前提和基础。在实际的城市交通环境中，尤其是在我国这样典型的混合交通系统中，非机动车和行人是城市交通的主要参与者之一，与机动车辆共同构成交通主体。在混合交通中，非机动车的数量达到了交通总量的
25％一55％，且非机动车以自行车为主。在未来相当长的一段时间内，机动车、非机动车与行人组成的混合交通流仍将是我国城市交通的显著特征。而目前开展的城市交通系统研究中，把车辆作为重点，而很少考虑非机动车和行人交通，因此研究混合交通流的交通数据检测对实现安全高效的城市交通具有重要意义。
由表1可以看出没有一种信号检测系统能完美的适用于所有的应用。它们都有自己的优势、势和特殊的应用范围。基于视频图像的交通参数提取方法是近年来出现的一种新的交通参数获取方法。基于视频的交通参数提取系统是由摄像机、计算机处理技术、微处理器或工控机构成，设计图像处理、计算机视觉、模式识别、信号处理及信息融合等多个知识领域，与其它交通参数提取方法相比，基于视频图像的交通参数提取方法具有众多优点[4]：
表1：各种典型交通检测技术优缺点比较[6]
1.无需破坏路面，安装简单，维护容易，可以有效利用公路网上已有的视频设备，这将大大节省开支。
2.覆盖面积大，一套视频参数提取设备能够同时检测几条车道。
3.获取的交通信息量丰富，可以多车道检测车流量、车型、占有率、车速、停车时间、停车排队长度等交通信息，还可以获取常规检测器无法得到的车辆运行轨迹，以及大范围的交通现场信息。
4.对视频图像场景内的交通状况进行实时智能监控。
5.为交通管理部门提供可视图像。
虽然视频检测有受外界环境影响大、检测准确率较低等缺点，但相比与其它方法，视频检测具有更大的优越性、随着计算机硬件和软件技术的发展，视频检测已逐渐成为交通流参数检测中的一种新兴的主流技术。混合交通流视频检测系统主要由交通目标检测、目标跟踪、目标分类和交通参数提取四大模块组成。在摄像机拍摄得到交通场景的视频图像序列的基础上，首先是对图像序列进行感兴趣区域提取，得到图像背景和运动交通目标，然后根据目标的形状、位置、速度、运动方向等特性实现目标跟踪，再对目标的形状和运动特性进行分类，最后提取其交通参数并保存成文件[5].
二、技术路线
混合交通流视频检测系统主要由交通目标检测、目标跟踪、目标分类和交通参数提取四大模块组成，流程下图所示。在摄像机拍摄得到交通场景的视频图像序列的基础上，首先是对图像序列进行感兴趣区域提取，得到图像背景和运动交通目标，然后根据目标的形状、位置、速度、运动方向等特性实现目标跟踪，再对目标的形状和运动特性进行分类，最后提取其交通参数并保存成文件[1]。
技术路线如图所示：
三、实现方法
（一）交通目标提取方法
在交通背景中，运动目标颜色和亮度不同，随着时间推移位置产生变化，并且一般都有清晰的边缘。从颜色亮度入手，可以用背景差法，对视频图像序列进行时域分析，也就是分析视频帧序列在同一位置的像素变化；从目标的运动性入手，可以用帧差法，提取运动目标；从边缘、面积、纹理等目标特征入手，可以对视频帧进行图像分割，从而更好地提取交通目标[4]。
具体流程如下：
（二）背景重建方法
利用输入的长度为N的图像序列来进行背景重建。由于每一幅图像都是由前景和背景组成,将各幅图像的共同背景区域提取出来,就可以拼接成一幅完整的背景,拼接公式如下:
(1)
其中∪表示图像拼接算子,b(k,k+1,x,y)表示第k幅和第k+1幅图像的共同背景区域。至此,只需区分出每幅图像的前景和背景即可实现真实背景的重建。对于2幅图像差分后的结果,显然属于背景的区域能量值几乎为0,属于前景的区域能量则较大;同时,背景区域的灰度概率密度函数分布具有高斯特性,而满足高斯分布的随机变量四阶统计量为0[7,8]。根据上述内容,使用下面的算法来确定背景区域:
首先对第k幅和第k+1幅图像做差分运算
d(x,y)=fk(x,y)-fk+1(x,y)
将结果分成C个子块,每块大小为W×W,记为{Bk(i)}(i=0,1,…,C-1)。求出每个子块的能量E和四
阶统计量H4
如前所述只要考察E(Bk(i))和H4即可判断出该子块是否为背景。即如果同时满足
E(Bk(i))
则该子块属于背景。当有多个子块满足条件时,可以取其平均以得到更好的背景图像。
（三）目标跟踪方法
利用背景重建算法重建背景图像后,用当前道路的视频图像与背景做差分,得到初步的二值图像,再运用图像处理的算法[9]即可提取出当前图像中的目标区域。为了实现目标跟踪,需要对2帧图像分别与背景差分后提取目标的结果进行分析[11]。
(1)只出现在前一帧中或只出现在后一帧中。这2种情况分别是运动目标离开和进入检测区域,无需进行跟踪。
(2)在2帧中都存在且分割正确。对于这种情况,首先采用α-β-γ滤波器对目标的形心位置进行预测跟踪,最大限度的压缩搜索空间,提高运算速度,其参数选取文献[10]提出的约束关系。其滤波方程、预测方程和矩阵表
达式分别为式(6)、式(7)、式(8):
计算l获得颜色直方图。至此就可以对2个目标的颜色相似度进行比较和匹配,此处采用欧式距离,距离越小表示相似度越高:
D(Hpre,Hcur)=[(Hpre-Hcur)(Hpre-Hcur)T]=[∑i(hpre[ci]-hcur[ci])2] (13)
H=(h[c1],h[c2],…,h[ck],…),
h[ci]―第i种颜色的像素出现的次数。
判断出该目标的形心位置位于第k+1帧融合目标形心位置的右上方,则在第n+1帧融合目标的右上区域搜索进行颜色相似度匹配,将相似度最高的区域中心作为实际目标的形心,即与第k帧中的b框匹配,这样就可以把融合的目标成功的分开,做出正确的跟踪[11]。
四、总结
通过对混合交通流视频图像检测的研究，结合智能交通研究对交通数据的实际需求，建立基于视频的混合交通流检测系统，实现对混合交通流下不同交通目标的分类。将交通目标根据研究重点分为六类：行人、人群、自行车、自行车群、电动自行车、汽车。完成对混合交通流下交通目标的分类。从而为交通设施的合理利用及交通事故的提前预警，交通堵塞的合理疏导提供必要的理论依据。
安徽三联学院院级科研项目成果(2010005)
[参考文献]
[1]盛能.基于视频的混合交通流检测与跟踪研究.浙江大学控制科学与工程学系.硕士学位论文.2010年3月
[2]中国公路学会.《交通工程下册》编委会.交通工程手册【M】．北京：人民交通出版社,1998．
[3]黄卫,陈里得.智能运输系统(ITS)概论【M】．北京：人民交通出版社,1999年9月．
[4]史忠科,曹力.交通图像检测与分析.北京：科学出版社,2007年4月．
[5]王圣男,郁梅,蒋刚毅.智能交通系统中基丁.视频图像处理的车辆检测与跟踪方法综述.计算机应用研究,2005,22(9)：9.14．
[6]美国交通部委托休斯测试中心检测结果报告．
[7]张贤达.现代信号处理[M].北京:清华大学出版社,2002.
[8]夏文龙.基于计算机视觉的汽车流量检测研究[D].成都:四川大学,2003
[9]Rafael C Gonzalez, Richard E Woods. Digital Image Processing[M]. Publishing House of Electronics Indus-try, 2002:420-459.
篇13
1.高速公路运营管理的内容和特点
（1）交通管理。交通管理的任务就是利用先进的技术手段检测、控制、诱导交通流量，维护交通秩序，保障交通安全和道路畅通，对违章行为进行纠正和处罚。
（2）养护管理。养护管理的任务是对高速公路道路、桥梁及交通工程设施进行定期和不定期的保养和修复，以保证其正常的使用功能。
（3）收费管理。收费管理的主要任务是按国家批准的收费政策和价格向通行车辆收取足够的通行费，同时对营私舞弊、偷逃通行费的行为进行稽查。
（4）路政管理。路政管理的任务是贯彻实施国家和地方的有关法律、法规，保证高速公路路产完整，维护高速公路路权不受侵犯，保护高速公路设施不受破坏。
（5）服务区管理。服务区管理的目的是利用高速公路已有的餐饮、住宿、休息、娱乐、购物、加油、维修、停车、通信等设施，向用户提供舒适、方便的全天候服务。
2.系统基本组成概述
高速公路机电设备信息管理系统是发挥道路设施控制与管理功能的主要辅助系统，是对高速公路机电设备实施现代化管埋(实时和数据管理)的主要工具。机电设备信息管理系统是包含多个子系统，以电子、电气、控制、通信、机械和交通工程等技术为基础的综合性大系统，它由控制、收费、通信、照明、供配电和安全运行保障等子系统组成。子系统内部和各子系统间由通信网联系，其中，机电设备信息管理系统为计算机控制系统，通过光缆数字通信连结成远程计算机网络，各网络间信息共享。
二、机电设备管理内容
1.处理
设备的滑动、转动部分要根据设备的工作需求上油，如：打印机打印头的滑动轴，要上轻质油，用干净的纱布涂擦，且油不可过多，以免造成污染。设备机械转动轴有打油孔的要上油，室外手动栏杆和自动栏杆的转轴要上脂。
2.防水处理
设备的电路部分，要经常检查有无进水的可能性。收费亭是否进水，外场设备的防水橡皮垫是否完整，空调温度是否设置适宜。如果湿度大，开启频繁的房间（如收费亭），温度太低导致设备内部产生凝结水，水是导体，会导致设备工作不正常，甚至烧毁设备。如发现进水或线路板潮湿，立即停机断电，并及时用热吹风筒除去潮气后，方可再次投入运行；温度太高对设备也不利。防水重点是收费亭，收费亭内安装的设备较多，一定要保证运行正常，运行的数据都保存在工控机内。造成收费亭漏水的原因主要有：收费亭设计不合理，亭上有积水，排水不畅通；安装在亭顶的空调的冷凝水排路不畅通，造成亭顶积水；安装在亭顶的空调固定设计不合理，直接打孔用膨胀螺栓固定，打孔造成防水层的破坏，造成漏水；在亭顶安装报警器，钻孔走线，防水处理不好，造成漏水，以上所涉及的几个工艺环节，要经常检查，以免因漏水造成设备的损坏。
3.经常检查降温风扇运转是否正常
降温风扇主要位置有：工控机、计算机、UPS、稳压器、硬盘、录像机等，如工控机经常死机，需检查CPU的降温风扇转动是否正常，如果发现不正常，应立即停机修理。要经常检查并保证设备的散热风扇工作正常，如散热风扇停转，必须立即处理。
4.防锈处理
外场设备由于雨淋日晒易被氧化生锈，要定期进行防锈处理。如：手动栏杆的转轴、设备的地脚固定螺栓、设备与固定装置的连接螺栓等要涂抹防锈油。锈蚀不但会对设备造成损坏，而且会带来安全隐患，特别是沿海地区的高速公路，铁质金属被腐蚀严重，采取必要措施防锈，常见的问题是：金属件防锈镀锌层薄，造成锈蚀，更换符合防锈要求的金属件；检查收费雨棚车道照明灯及雨棚信号灯紧固件及安装螺栓是否锈蚀严重，如已失去功能，需更换以免掉下来造成人身损伤。
5.电源系统供电
首先检查电源供给是否正常，对于用集成电路组成的板路，检查电压是否正常，要从集成块上测量，逐步向电源模块，检查电源模块输入/输输出状态。对于由于电阻烧毁、电容击穿再次更换时，电阻要提出电压，而后检查信号的输入/输出状态，对于由于电阻烧毁、电容击穿再次更换时，电阻要提高功率，电容要提高耐压程度。
三、系统结构和模块功能
高速公路机电设备信息管理系统需要对各机电设备的各种信息进行采集、处理，与控制指标比较后，做出控制决策，下达控制指令，由执行机构准确实施，以达到预期的控制目标。要深入了解控制的全过程，需要对组成控制过程的各个环节进行分析，并在此基础上找出其特点和规律，采取相应的措施。
1.控制中心计算机系统
包括主计算机、交通信息计算机、彩色图形显示计算机等。整个系统通过快速以太网将各个计算机联成网络，各计算机与外场设备的连接方式为分布式控制系统，并利用光环路载波系统进行数据信息的通信传输。这种局域网及其通信方式的优点是：通信灵活方便，网络结构简单、传输速率高、可靠性强、实时性好，可消除通信中的"瓶颈"现象。计算机系统的使用主要是使用其安装的应用软件控制、浏览数据以及图像等信息。
2.控制中心软件系统
控制中心软件系统为高速公路控制核心处理系统，其功能包括：系统配置模块、信息查询与报表打印模块、信息等模块。具体构成各模块的功能为：
（1）系统配置模块程序包括：用户管理、系统管理、设备信息、数据管理。
（2）信息查询与报表打印包括：系统结构与配置信息查询处理；设备基本信息查询处理；
（3）设备运行状态查询处理；设备报警信息查询处理；各外场设备检测信息查询；用户信息查询；人工输入事件查询处理；操作员操作日志报表查询。
（4）信息模块包括：可变情报板信息的采集和信息编辑。
3.系统运行应用
（1）信息采集
需要采集的信息按性质可分为：数据、图像、语音三种类型。从信息反应的功能归属为环境干扰、设备状态金额故障部位三大类。信息采集方法由信息的特点决定。数据信息需要通过各种传感器将电量转换成电量再输出。
（2）信息处理
要取得良好的信息系统管理效果，必须对机电设备状态有一个比较全面的了解，但是机电设备的某些状态无法直接测出，只能凭借已测出的参数去估计、判断，状况的出现与否、事件性质和严重程度都无法直接测出，只能根据已测出的各种变量，采取一定的数学分析方法去识别、判断。
（3）控制策略
调整供求，争取平衡是控制机电设备状态的基本恩路。即抑制和转移需求量，通过调整设备参数提高设备运行能力，实现供求动态平衡，使设备状态到预期的控制目标。调整供求有多种控制方法可供选择，根据实际情况选样控制方法称为控制策略。
