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1．智能交通系統社會屬性
交通安全、交通堵塞及環境污染是困擾當今國際交通領域的三大難題，尤其以交通安全問題最為嚴重。 1995年，美國總共發生交通事故 6613000起，造成 41798人死亡，3386000人受傷，經濟損失達 1500億美元 ;日本在交通事故中造成 11000人死亡，經濟損失達 1億美元 ;而中國則總共發生交通事故 271843起，致使 71494人在交通事故中死亡，159308人在交通事故中受傷，造成直接經濟損失達 152267萬元人民幣[1]。據專家研究，采用智能交通技術提高道路管理水平后，每年僅交通事故死亡人數就可減少30%以上并能提高交通工具的使用效率50%以上。為此，世界各發達國家競相投入大量資金和人力，開始進行大規模的智能交通技術研究試驗。
2．智能交通技術國外發展現狀
智能交通技術是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子控制技術、計算機處理技術等應用于交通運輸行業從而形成的一種信息化、智能化、社會化的新型運輸系統，它使交通基礎設施能發揮最大效能，從而獲得巨大的社會經濟效益。它的功能主要表現在：提高交通的安全水平、提高道路網的通行能力和提高汽車運輸生產率和經濟效益。
在美國，1991年國會通過了“綜合地面運輸效率方案”(ISTEA)，旨在利用高新技術和合理的交通分配提高整個路網的效率，由美國運輸部負責全國的ITS發展工作，并在以后的6年中由政府撥款6.6億美元，用來進行ITS的研究工作。
在日本，建設省作為政府最大投資者，1999年至2000年投入1453億日元用于ITS的開發。日本對其開展的自動化公路系統開發計劃制定了具體目標，2001年后開始在全國進行實證試驗，2015年左右在全國主要干線道路實現智能化。日本目前在ITS項目已經形成了官方、民間、學術機構的協調體制，這對日本ITS的發展起到了很大的推動作用。
歐洲十多個國家在80年代中期開始投資50多億美元，聯合執行一項旨在完善道路設施提高服務水平的DRIVE計劃，其含義是歐洲用于車輛安全的專用道路基礎設施。除了歐、美、日以外，新興的工業國家和發展中國家也開始ITS的全面開發和研究。
3．智能交通技術在日本的本土化
智能交通技術20世紀80年代起源于美國，接著在日本得到發展。智能交通技術正象其他被引進技術一樣，引進國在引進時，一定要考慮被引進國的實際情況，使之成為本國社會相融技術。美國在ITS體系框架結構中，規定其研究內容為出行者信息服務、過境車輛管理、商用車隊管理等6個系統，日本在美國ITS 體系框架基礎上，結合本國國情制定出包含先進的導航系統、輔助安全駕駛、不停車收費、交通管理最優法等9個研究內容的日本ITS研究體系框架結構 [ 2]，并在此框架基礎上開發了一系列ITS產品，實現了ITS的產業化。
在日本，汽車導航系統于1989年進入市場， 到目前為止大約40種不同形式的產品服務于用戶。這些系統通過將經由路線的堵塞信息、所需時間、交通管制信息、停車場的滿空信息等提供給駕駛員的方式幫助駕駛員在駕駛中可以采用最佳行動，從而實現分散交通流等導航功能。導航系統同時還可以服務于汽車安全，比如1997年9月推向市場的本田雅閣98款，安裝了帶有彎道偵測傳感器的導航系統，該系統可以在交通路徑誘導的同時，當前方路段出現彎道時讓司機提前作好準備，從而避免由于彎道出現得太突然而引發的交通事故。在收費公路方面，日本公共部門和私人公司正加緊合作，爭取早日開發出一種適合日本所有收費公路的自動收費系統。為將事故防患于未然，日本開始研究智能公路系統，即通過車輛及道路的各種傳感器實時監測車輛行駛道路周圍環境及車輛狀況的狀態信息，并將這些信息實時提供給駕駛員，在必要的情況下還可對車輛實施強制控制。這些項目涉及運輸省的“先進的安全汽車 (ASV)”、通商產業省的“超級智能汽車系統 (SSVS)”、建設省的“自動化公路系統(AHS)”。1996年 9月，AHS在 11km長的環行道路上進行了一次自動駕駛的試驗運行。 1998年 6月，出版了AHS-I、AHS-c、AHS-a研究所需的基本技術，包括與安全有關的 10個用戶服務 (車道保持、避讓障礙物、避免左轉碰撞等 )以及9個提高效率和改善環境的用戶服務 (保持適當車距、最佳道路使用率、最佳速度等 )。為了處理與大流量交通有關的問題，日本已經使用了交通控制系統。包括信號控制、車載設備獲取的交通信息、公交優先、動態路線引導系統、商用車輛監控、繞行信息、減少交通污染的控制信號等。現在日本仍在不斷尋找加強安全性、舒適性和環境保護的措施[3]。
目前，日本打算通過技術開發、制定國際標準、對發展中國家進行技術援助等途徑來開發和輸出其ITS技術。
4．智能交通技術在中國的本土化
中國是一個發展中國家，交通運輸基礎設施短缺，需要加快建設，另一方面也存在交通設施利用率低、管理技術落后、交通安全形式嚴峻等問題。鑒于我國道路在未來20年內仍然處于建設期（根據“五縱七橫”公路主骨架的布局框架，建設12條約35 000公里以高等級公路組成的國道主干線），而這一期間正是智能交通技術在全世界進入全面實施階段，中國也需要根據中國公路運輸的實際需求探討在中國公路運輸網中應用智能交通技術來提高運輸效率、保障安全和保護環境的可能性。2000年，國家交通部、建設部、公安部聯合全國各大科研院所和多家高校制定了符合我國國情的《國家ITS體系框架》規定我國ITS發展主要集中在不停車收費、出行者信息服務、城市交通管理、公共交通系統、智能公路系統等9個方面[ 2]。
我國ITS研究可以追朔于80年代的公路收費系統研制，那時國家科技攻關項目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等級公路上把計算機技術、通信技術和電子技術用于監控和管理系統；進入90年代，我國開始關注國際上ITS的發展。1995年，交通部ITS工程研究中心進行了GPS（衛星定位系統）與導駕系統研究、基于GPS的路政車輛管理系統等一系列項目研究，交通部還與各省廳開展了“網絡環境下不停車收費系統”的聯合攻關。1999年，由交通部、科技部、建設部等十多個相關部門組成了國家智能交通系統工程技術研究中心，將ITS。未來交通建設和發展的優先領域予以重點支持。 由于世界各國把不停車收費系統作為ITS領域最先投入應用的系統開發，以此來擴大道路建設資金來源，緩解收費站交通堵塞，減少環境污染，所以我國也把聯網收費、不停車收費系統的開發和應用列為國家ITS領域首先啟動的項目。
從1998年初開始，交通部就組織開展了“網絡環境下的不停車收費系統研究”，并在4個省市進行了示范工程。1999年1月1日，廣州市“一卡通”不停車收費系統投入運行，到目前已開通不停車收費車道40余條。同時，圍繞交通監控、汽車智能導航等系統，以及一大批科研成果及技術產品得到實際應用，對提高社會和公交出租車輛通行效率，改善城市整體交通狀況都起到了極大的推動作用。
ITS建設投入已經達到40億-50億元，據了解，預計到2010年，“五縱七橫”國道主干網將基本建成，網絡將貫穿全國主要大中城市，到2015年國道主干線和公路主樞紐系統將全面建成，構筑起以高速公路為主體的公路運輸主骨架。 在這個完善的道路網絡里，絕大部分已建和所有新建的高速公路都預埋了比較充裕的管道，部分管孔已鋪設了光纖，它將是承載智能交通業務的良好基礎設施。僅以基礎設施建設為例，我國將建設3.5萬公里的高等級公路，在高等級公路的建設中，有相當一部分需要建設通信、監控和收費系統，目前這一部分投資一般占總投資的4%-5%。 1999年，我國公路建設投資達2000億元以上，如果其中的1000億元用于高等級公路建設，那么通信、監控和收費系統方面的投資將達到40億-50億元，這僅僅是當前通信、監控和收費系統ITS應用的初級水平。如果考慮到城市基礎設施的建設以及今后ITS應用水平的提高等諸多因素，我國的ITS市場規模將以百億元、甚至千億元計算。 隨著經濟的快速發展，ITS的研發和應用將會越來越新、越來越快，為我國的高新技術產業、眾多商家提供了一個巨大的商機和市場，我國即將掀起ITS產業建設的熱潮，智能交通將給我們的生活帶來極大的變化。
5．結論
關鍵詞：智能交通；標準化；信息平臺；應用對策；技術研究
Abstract: With the rapid development of traffic network construction in China, traffic network is arranged in a crisscross pattern of highway, railway, the traffic safety put forward higher requirements. Intelligent traffic standardization construction is an effective way to improve traffic conditions, increase the traffic safety and promote the rapid development of economy. In this paper, with the implementation of intelligent traffic standards in China, distribution, the standard promotion strategy, analyzing intelligent transportation standard application system structure, technology, the application of countermeasures, to provide reference for the application of Intelligent Transportation Standards in china.
Key words: intelligent transportation; standardization; information platform; application; technology research
中圖分類號：F512.3 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）
一 前言
智能交通系統（ITS）又稱智能運輸系統，是在較完善的交通基礎設施之上，利用先進的計算機信息技術、可視化安全預警決策技術、自動化控制技術、通信技術和系統集成技術等，以達到交通的高效便捷、安全舒適。而智能化交通系統的標準化建設是我國現代化交通網絡建設的發展目標，近些年來逐漸受到重視。智能交通標準化也是交通標準化的新要求，也是智能交通建設與經濟發展可持續發展的重要保障。
二 我國智能交通標準化應用現狀
智能交通適于上世紀70年代末交通運輸管理中對于電子信息技術的應用，主要集中在道路監控、高速公路收費、GPS、地理信息和系統集成等環節。智能交通標準化的應用也在逐漸完善，截止去年底我國智能交通現行的國家標準已經有148項，包括術語與定義、數字地圖及定位、基礎信息編碼及表述、專用通信、信息服務、交通與緊急事件管理、電子收費、綜合運輸及運輸管理、車輛輔助駕駛與自動公路等標準，但部分國家標準的標齡已明顯偏高，需要進行重新修訂和完善。隨著經濟的快速發展和交通網絡的構建，智能交通的發展已經成為了城市建設和經濟發展的重要目標，尤其是城市公共交通網絡的建設。比如，北京、上海、深圳都投巨資進行城市公交網絡的智能化建設，積極致力于交通運行協調指揮（TOCC）和路網監管、公交安保等服務體系的建設，建設完善的交通狀態指數采集系統，為市民提供全方位的交通信息綜合信息服務。進入十二五期間，各省市的智能交通標準化建設，在構建公路綜合管理系統、數據標準體系和安全認證體系、危貨運輸車輛聯網控制、ETC收費系統建設等方面都不斷有新技術應用出現，信息采集度更高，更能適應人的應用要求。其中很多新技術的應用大量的利用了傳感器通信技術和可視化預警決策技術，這些智能交通標準化技術被廣泛的應用在智能公交系統（公交車輛智能調度系統、公交IC卡系統、公交客流量檢測系統、城市快速公交系統、城市軌道交通系統）、城市智能交通管理系統（城市交通控制系統、交通誘導系統、城市交叉口闖紅燈拍照系統）、城市交通電子收費系統、城市共用信息平臺系統、城市交通信息服務系統、汽車安全技術等領域。
但是，我國的智能化系統建設與行業標準的完善步驟不統一，使得我國的智能交通標準化應用存在著很多問題，諸如各省市各自為政沒有固定統一標準，省市、地區之間的智能化系統建設也不平衡甚至有些地區缺失、信息的共享平臺尚未建立，沒有形成統一的智能化交通系統信息網絡。這些問題都對我國智能交通標準化應用提出了跟高的要求。
三 智能交通標準化的應用對策思考 經濟和城鎮化的快速發展以及交通網絡的不斷擴大，再加上城市建設中的地下交通、立體交通的體系構建，對智能交通發展提出了更高要求，智能交通標準化的應用，需要做好以下幾個方面的工作：
1.加快智能交通標準的統一整合，地區之間的標準和新舊標準的統一要逐漸統一和完善，借鑒國外先進智能交通應用技術，形成中長期標準戰略。
2.國家相關主管部門引導各地盡快對智能交通標準化應用情況進行調查研究，結合標準化技術組織，推動標準的制定、效益評估、信息溝通等公共服務作用。
3.發揮智能交通標準化產業相關企業的研發創新優勢，以標準指導研究方向，以新技術平衡智能交通標準，相互促進提高，鼓勵企業研究智能交通技術標準的配套政策，進一步完善標準化體系。
4.加強智能交通系統方面的人才培養，創建寬松的人才環境，鼓勵科研院校進行標準修繕和技術創新。
5.國家主管部門引導各部門之間的信息溝通與信息網絡的建設，將交通網絡與城市公交、公路交通、經濟發展網絡、公共安全、社會治安等各方面，實行多頭聯動、信息共享。特別是在公共安全預警與輔助決策信息的網絡建設，提高公共交通安全和社會治安監管網絡的預警和快速反應機制。
6.各級政府主管部門應建立相關制度，促進電子地圖、GIS、交通模擬、交通信息采集等新技術和產品的應用推廣，增強交通規劃的信息化水平和交通工程設計水平。
7.國家政策要傾向于投資決策、中長期科學規劃、系統開發研制方面的優惠政策支持，使企業更積極的投入城市智能交通系統的產品開發與生產，促使城市智能交通系統產業化的快速發展。
8.因地制宜推動城市智能交通系統建設，“統籌規劃，分步實施”的原則，確定不同地區之間的城市智能交通系統的中長期建設目標和發展策略，減小經濟發展不平衡造成的智能交通標準化建設的差距。
9.智能化交通的建設重點側重于公共交通系統、交通管理系統、信息服務系統、收費管理系統、安全系統、仿真系統的標準化建設，例如公交智能調度系統、城市道路交通監控系統、交通突發事件自動檢測系統、可視化安全預警決策系統、交通違法取證系統、出行信息服務系統、自動收費系統、事故安全助手、交通緊急救援系統、交通模擬仿真演練系統等，并以系統的運行驗證智能交通標準的合理性、實用性。
10.構建統一的信息網絡共享平臺，充分利用計算機技術和自動化控制技術以及信息數據分析預警技術，形成可視化信息大網絡平臺，面向公眾查詢信息和各部門之間的信息溝通，是智能化交通系統的應用更具有實際意義。
結語
智能交通系統發展與系統標準化的應用有很大的關系，標準化的應用應該根據城市道路交通發展的實際情況，結合智能交通面臨的問題和發展趨勢，制定交通網絡智能化發展的中長期規劃標準，將先進的智能交通標準化技術應用到交通管理、安全管理和經濟發展戰略中，為我國智能化交通系統的建設、經濟可持續發展、社會健康發展提供便利和技術保障。
參考文獻：
[1] 岳建明.我國智能交通產業的發展及技術創新模式探討[J].中國軟科學，2012（9）.
關鍵詞：智能交通；視頻車輛檢測；運動目標檢測；車輛跟蹤；實時性
中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 02-0000-02
Video-based Intelligent Transportation Study
Li Hongmin
(Soochow University,Suzhou215021,China)
Abstract:The social development soon,urban transport capacity increasing,a substantial increase in the number of vehicles on the rapid development of video-based traffic monitoring system.It is a combination of video image processing and pattern recognition technology.As the traditional video is more difficult to achieve.Intelligent traffic through automatic research and analysis and features extraction on the visual content of the information contained in the video data,so that people could use computer video technology search to find the appropriate information.Used in the computer's video image processing,computer vision,pattern recognition technologies such as video image processing computer.Video traffic is very significant meaning in the course of the study is timely and accurate master to monitor the intersection and traffic law and order situation,the commanding officers to provide quick and intuitive guidance to make accurate judgments and timely response to
Keywords:Intelligent Transportation;Video vehicle detection;Moving target detection;Vehicle tracking;Real-time
一、智能交通的概念
交通是經濟活動的動脈和紐帶。每個城市的道路交通問題都很重要。對于我所居住的城市蘇州來說蘇州市是一個人口和產業特別密集的特大城市，并且很多道路很窄，人多路少、車多路少是交通基本問題。智能交通系統的前身是智能車輛道路系統。運用于整個交通運輸管理體系，而建立起的一種范圍很大的交通網絡中發揮實時并且高效的作用。智能交通系統的應用范圍很廣并且在各個行業都很發展。現在應用的地點很多比如機場、車站等交通擁堵的地方，城市交通智能調度系統，高速公路智能調度系統，運營車輛調度管理系統，機動車自動控制系統等
二、智能交通的作用和國內外現狀
在國外智能交通的發展很好，并且應用也十分廣泛！1995年3月美國交通部首次正式出版了“國家智能交通系統項目規劃”，明確規定了智能交通系統的7大領域和29個用戶服務功能，并確定了到2005年的年度開發計劃。并且確定了幾個方面的發展計劃。歐盟從僅用于ITS共同研究開發項目的預算就達280億歐洲貨幣單位；美國明尼蘇達大學的研究人員經過努力研究出來了第一個可以投入實際使用的基于視頻的車輛檢測系統。在同一個時期，在日本基于視頻的車輛檢測的研究也開始廣泛展開。在美國，美國加州理工大學對在高速公路上運用視頻方法的檢測技術進行了評估，也對車輛的視頻進行了分類研究！美國休斯飛機公司研究出了包括視頻檢測技術！
三、智能交通的子系統
智能交通系統的功能也比較強大在市面上主要的智能交通的子系統分為：
1.車輛控制系統；2.交通監控系統；3.運營車輛高度管理系統；4.旅行信息系統。
四、常用車輛檢測和運動目標檢測方法
常用的運動目標檢測方法有幀差法、光流法和背景差分法，以及相互結合所產生的新方法。
（一）幀差法
這種方法是通過在已經知道的連續的視頻幀中來計算相鄰兩幀圖像的差以此來進行二值化來提取出圖像中的運動區域。
（二）背景差分法
背景差分法首先是要構建視頻場景的背景圖像，然后將把當前幀圖像與背景圖像的數據進行相減，也就是說做差值。再進行閾值二值化，這樣就得到了將運動目標從固定背景中分割出來的二值化圖像的數據。
（三）光流法
光流法的車輛檢測方法是通過研究圖像灰度在時間上的變化與場景中物體的結構和運動的關系實現運動分割和檢測。
五、智能交通的發展過程
智能交通事是在較為完善的道路設施的基礎上，集成交通通過計算機的視頻技術或者其他的相關技術對交通進行指導和互動的過程。 智能交通的發展的重點是在公共汽車信號優先和發展快速公共汽車系統等方面的設計，與此同時要將機動車和非機動車在在道路上的行使起到指導的作用。最終經過各個方面的建設建立成以中央控制的城市交通控制中心，對車輛進行監控和管理，及時排除交通事故，將路況及時地報告給出行者。
六、車輛的跟蹤方法
所謂的目標跟蹤就是利用圖像處理、模式識別等方法尋找視頻序列中與指定目標圖像最相似的部分的圖像，車輛的跟蹤和車輛的建車都是是計算機視覺領域內的一個典型問題。只有研究出車輛的跟蹤和檢測的方法才能實現智能交通！車輛的跟蹤不但要準確更加要實時也就識說速度要很快的跟蹤和檢測。跟蹤方法大致可分為以下四種。
（一）基于區域的跟蹤方法
基于區域的跟蹤算法首先通過運動目標檢測或者預先人工設定的方法建立目標區域的模板，然后計算該模板中的圖像信息，如顏色、梯度、紋理等，最后將模式圖像與每一幀圖像進行比較，在比較結果中根據一定的相似性度量準則判斷目標在實時圖像中的位置，從而建立起目標的跟蹤模式。
（二）基于特征的跟蹤方法
基于特征的跟蹤方法的優點在于如果被跟蹤的目標的某一部分特征不能輕易的檢測，只要還有一部分特征可以被觀測到，就可以完成跟蹤任務。但是該算法的難點在于如何確定不同運動目標的特征集合及不同特征的權重。如果采用過多的特征，將會降低算法的效率，且容易產生跟蹤錯誤；反之，運動目標中發生遮擋情況時，則有可能導致目標匹配失敗導致跟蹤丟失。目前，如何選取高效的特征集合這一問題一直沒有得到有效的解決，因此基于特征的跟蹤方法也難以取得飛躍性的發展。
（三）基于變形模型的跟蹤方法。
基于變形模型的跟蹤方法由于含有高層的語義描述和知識，因此跟蹤過程中的可靠性更強。模型空間既可以是二維投影也可以是三維空間。
（四）基于3D模型的跟蹤方法。
基于模型的跟蹤方法通常有三種形式的模型，即線圖模型、2D模型、3D模型。
（五）基于金字塔L_K的車輛跟蹤
提出基于圖像金字塔的LK光流跟蹤方法，這種算法顧名思義就是在圖像金字塔的最高層計算光流，用得到運動估計結果作為下一層金字塔的起始點，重復這個過程直到到達金字塔的最底層。這樣就可以實現對運動目標車輛的快速準確跟蹤。并對跟蹤獲得的車輛軌跡進行平滑優化處理。通過軌跡預處理不僅可以簡化后續工作，減少工作量，同時可以為后期的聚類提高其準確率。通過實際交通場景視頻中的車輛進行實驗分析表明，本文提出的方法，對光線變化、陰影及噪聲干擾具有很好的魯棒性。
七、車輛的檢測
在計算機的視頻中視頻車輛檢測系統原理是怎么樣呢？實際上車輛檢測就是對車輛的特征進行采集以此來進行車輛的檢測。
比如車輛的圖像采集，首先就是對采集的圖像進行數字化處理，這樣可以方便于計算機運算處理。車輛識別過程分三步：分割、跟蹤和車型判定。圖像采集是在視頻檢測需將攝像機拍攝的視頻圖像傳送到計算機進行分析計算。由于計算機只接收和處理數字信號，因此需要將一幅模擬圖像進行采樣和量化處理，轉化為數字圖像，然后交由計算機進行處理。我們把圖像的函數i＝f（x，y）來表示圖像，f（x，y）表示圖像在空間點（x，y）位黃的亮度。圖像是自然界景物的反映，我們的人眼感知的景物圖像一般是連續的我們把這種圖像叫做模擬圖像。模擬圖像具有連續性。對于這種連續性的模擬圖像，計算機是無法進行處理的，必須將代表圖像的連續的模擬信號轉化為數字信號才能處理。圖像信號在空間上的離散化過程稱為采樣或抽取。在空間上被選取的點就稱為采樣點或取樣點。
采樣以后的圖像，在空間上被離散成為樣本點的二維矩陣。每個采樣點的亮度值是一個連續變化的模擬量，我們把對每一個采樣點進行量化。
運動車輛檢測是利用視頻序列圖像的時間域以及空間域信息把運動車輛在視頻背景圖像中提取出來的技術。好的檢測方法的特點就是可以非常的準確、快速地從背景圖像中分割出來。作為智能交通監控，車輛檢測系統十分關鍵。一個使用的車輛檢測系統應該滿足很多的要求：
1）能夠正確判斷此時有無車輛；2）完成車輛統計，提供車流量，車速等交通參數；3）算法簡單，能有有效的進行車輛信息處理。
（一）背景差分法
背景查分法師指通過當前圖像和背景圖像做減法的方式檢測運動物體的方法，是視頻檢測算法中一種常見的檢測方法。對待測量的圖像和背景圖像中每一個像素點做減法，如果差值大于設定的值就認為是背景像素無需標識。利用背景差分法檢測運動物體的關鍵是是如何提取背景圖像。目前有很多方法提取背景圖像，比較簡單的是在無運動物體的情況下拍攝一幅背景圖像，利用待測的每一幅圖像與其相減得到運動的物體。改方法只能適合用于背景不變或者變化比較小的情況。另一種方法提取背景圖像的方法是根據幾幀或者幾十幀的圖像形成背景 ，利用檢測后每一個幀待測圖像更新背景。這種方法減去提前拍攝背景的麻煩，但是建立背景需要一定的時間，對于急劇變化的外界干擾比較敏感！
（二）邊緣檢測法
針對城市交通的復雜性，行為識別中運動目標的動態性，本文利用角點特征的平移、伸縮、旋轉不變特性，使用運動車輛的Harris角點特征對運動車輛進行特征表達。為了解決傳統光流跟蹤算法中時間利用太多的問題，我們提出了邊緣檢測得方法對運動目標車輛的快速準確跟蹤。并對跟蹤獲得的車輛軌跡信息進行表達和預處理，簡化后續工作量，同時可以為車輛軌跡模式學習及異常行為檢測提高其準確率。通過實際交通場景視頻中的車輛進行實驗分析表明，本文提出的方法，對光線變化、陰影及噪聲干擾具有很好的魯棒性。
視頻檢測器與傳統檢測器相比有其明顯的優勢，在近年來在智能交通系統中得到了越來越廣泛的應用。我們當然知道視頻檢測器有著諸多優點，但存在的問題也很多。我們認為一個可以投入實際使用的基于視頻圖像的交通監測系統應該具備處理時間短、計算量低和可靠性高的特點。而且，這種系統所采用的方法必須對場景的誤差和外界的干擾應該有很多的方法可以解決。但是在實際的檢測過程中卻出現很多的問題。比如當我們檢測的過程匯總會出現實際的情況很多比如光照。我們知道天氣是隨著光照情況的變化而變化的，當光照良好時如正午時檢測精度最好，還有的就是傍晚和一些惡劣的天氣情況下那么檢測得效果就一定會較差。另外一個問題是在檢測過程中會出現陰影的問題，陰影是造成視頻檢測方法誤檢測的主要原因，陰影通常有三種：車輛自身的運動陰影、道路場景中的靜態陰影和緩慢移動的陰影問題的解決好壞直接關系到檢測結果的正確性。同時車輛在道路場景中的相互遮擋也是必須要考慮的問題。
車輛遮擋的分割，主要面對的問題就是要區分出單一的前景的連通的區域中有多少數字的運動的車輛，接下來就是分割出來每個車輛的位置的邊界到底在哪里，最后是區分出不同車輛之間哪個是遮擋車輛，哪個是被遮擋車輛。
從視頻圖像處理的角度和相關理論上來看，我們可以將車輛遮擋檢測與分割的方法分為特征模型、三維模型、推理模型和統計模型。
未來這一領域的發展應該是發展趨勢有幾個方面：首先最重要的是注重數據的準確率并且能夠綜合交叉使用多種檢測方法。我想這是未來車輛檢測的一大發展趨勢；另外多檢測器信息的融合也是未來研究的重點；同時與交通視頻圖像的壓縮更有效的辦法和多媒體數據深入快速的挖掘，也是未來研究的一大研究課題
在未來的視頻交通的發展前景一定不可估量的，但是在目前來說還有一些問題。我們要發明出更多的方法來解決這些問題，而多用于計算機的軟件和視頻技術的研究上，我都么希望在未來的交通中有一種軟件可以完全的實現這樣的功能。讓我們每天的交通狀況得到很大的改善。當然我一直認為如果要改變道路交通擁堵的問題不僅僅要靠這些，也要看駕駛人員的意識的提高以及一些硬件設施的完善！我相信總是有一天這種問題會得到很大改善！還給我們所有百姓一個暢通舒適的城市交通！
參考文獻:
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[5]《智能交通監視技術應用與研究》西北大學博士學位論文
[6]《智能交通系統中視頻處理技術研究》華中科技大學博士學位論文
[7]《基于運動特征的視頻檢索技術》哈爾濱工業大學碩士學位論文
關鍵詞：交通，智能交通，ITS，GIS，GPS
中圖分類號：C913文獻標識碼： A
交通工程學科是研究交通發生、發展、分布運行與停駐規律，探討交通調查、規劃、設計、監控、營運、管理、安全的理論方法以及有關設施、裝備、法律和法規，協調道路交通中人、車、路與環境之間的相互關系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒適、方便、經濟的一門工程技術學科。
交通學科中的道路運輸系統是有人、車、路、環境等幾個要素組成的一個系統的、動態的、復雜的系統。
一、交通工程學科面臨的問題
城市交通的擁堵問題是目前以及今后相當長的一段時間內交通工程學科必須應對的問題。探討城市的交通擁堵問題，至少需要涉及的學科有系統工程、城市規劃、土地利用規劃、經濟學、行為心理學、社會學、公共政策學、管理學等。跨學科的研究方法有移植、滲透與融合等，關鍵是如何將其應用于城市交通問題。
隨著計算機技術、信息傳感技術的飛速發展，智能交通系統應運而生。智能交通系統于90年代至21世紀初被引入交通工程領域，重點研究交通系統的智能化，并逐漸成為解決交通工程關鍵問題的主要方法。
二、智能交通系統的定義和組成
智能交通系統（Intelligent Transportation System， ITS）定義為：在比較完善的基礎設施之上，將先進的信息技術、通信技術、控制技術、傳感技術和系統綜合技術有效的集成，并應用于地面運輸系統，從而建立起大范圍內發揮作用的、實時、準確、高效的地面運輸系統。
智能交通系統按照組成部分來劃分，主要包括如下幾方面：
（1）交通檢測技術：通過感應圈、紅外、微波、閉路電視攝像、衛星定位技術，對交通車輛、道路進行檢測，收集交通數據和圖像信息；
（2）交通控制技術：包括先進的交通信號系統，匝道信號控制、信號燈控制等技術；
（3）通訊技術：包括高密度波分復用技術，光纖傳輸及接入技術，無線傳輸技術等；
（4）數據處理：車流數據、收費數據、監控信息數據等數據的處理；
（5）信息提供：提供出行信息，如交通狀況、最佳行車路線等；
三、智能交通系統體系的主要功能
（1）信息采集：綜合交通信息平臺提供與各應用系統之間的通信聯接和數據接口，從各應用系統中提取各類相關信息，用于后續的信息處理和信息服務。所提取的信息通常不是各應用系統的原始信息，而是經過各系統處理后的二次信息。這樣一方面能減少平臺信息處理的工作量，另外也能節省信息存儲空間。
目前在交通工程領域采集數據主要利用傳感技術，具體如下：
利用紅外線，超聲波，微波雷達，感應圈等傳感器，對通過道路某一點的車輛，其數量、大小、重量、速度等進行統計分析。
利用浮動車系統，可以通過安裝有GPS（全球定位系統）的公交車或計程車了解到該車輛通過某路段的時間速度，從而在一定程度上間接地推測出當前路面的交通狀況。但是由于所獲取的交通數據，其采樣精度及密度均受制于有限的GPS設備，且無法獲得浮動車以外其他車輛、行人等的交通數據，該技術對于微觀交通行為的分析、管理優化，存在一定的局限性。
利用可見光攝像機，紅外線攝像機等視頻傳感器，不僅能夠對路段上車輛的通行狀況，比如通過數量、大小、速度、顏色、車牌號等進行定量地統計，同時能夠對某些特定行為，比如闖紅燈、倒車、轉彎， 交通事故等在一定程度上進行自動檢測。特別是利用視頻數據可以對這些特定行為的前因后果進行分析。
激光掃描儀是一種新興的傳感器。與視頻等技術相比，激光測距掃描儀及其應用技術還大多處于研發階段。
（2）信息處理：采用分類、統計、關聯、序列分析等方法，將從各應用系統提取的信息進行處理和標準化，生成滿足應用系統需要的特定格式的信息。
（3）信息存儲：對各類交通信息按照一定的規則和組織方式進行保存，便于數據的查詢、更新和維護。信息存儲的形式可采用傳統的關系型數據庫方式，也可以采用數據倉庫方式。另外，由于交通信息大多與地理屬性有關，因此，利用GIS技術對部分數據進行組織、存儲和顯示，可以提高數據管理的效率。
（4）信息服務：綜合交通信息平臺的最終目的是為各應用系統提供其所需要的信息。由于不同的用戶和應用系統可以獲取或訪問的信息各不相同，因此，需要建立完善的數據分層管理和權限管理，對無權獲取特定信息的用戶進行信息屏蔽，使不同用戶既能獲得各自所需要的數據，同時確保各應用系統數據交換和共享過程的安全性。
四、智能交通系統的主要構成
1．智能化交通管理系統
智能化交通信號控制系統和智能化交通監控系統，集成起來就構成了先進的交通管理系統的主要部分。
智能化的信號控制系統可以通過設在路上的傳感器，檢測路段和路口的交通狀態，根據路口各個方向以及周圍相鄰路口的交通狀態，改變路口各方向紅綠燈信號的持續時間，使得路口的使用效率得以提高。智能化交通監控系統就是為此開發。它包括安裝在主要交通干線上的攝像機和傳感器(如電磁感應檢測器、微波檢測器、紅外檢測器、激光檢測器等)、通信和傳輸系統、交通監控中心(包括數據存儲、信息處理與顯示、指揮控制等子系統)、信息系統和執行系統等。其功能主要包括：（1）對道路上的交通信息以及與交通相關信息的采集應該是盡量完整和實時的；（2）交通參與者(包括駕駛員、乘客、行人等)、交通管理者、交通工具、道路管理設施之間的信息交換可以做到實時和高效；（3）控制中心對執行系統的控制是強制和高效的（4）交通監控中心計算機系統(包括城市、高速公路的監控中心、運輸管理中心等)配備有功能強大的軟件和數據庫，具備自學習、自適應的能力。
2．電子不停車收費技術
電子不停車收費系統(簡稱ETC)是智能交通系統中最先投入應用的系統之一，主要應用技術是自動車輛識別技術(英文簡稱AVI)。使用該種收費方式的用戶必須在事前購買專用的電子標簽并安裝在前擋風玻璃上，當車輛駛入收費區域時，該系統安裝在門架上或路側的微波天線查詢車載電子標簽中存儲的識別信息，如電子標簽ID號碼、車型、車主等信息，以辨別車輛是否可以通過不停車收費車道。在采用封閉式收費制式的高速公路上，在進入高速公路時，車道天線要向電子標簽寫入入口車站信息，在離開高速公路時，再讀出入口信息以便系統計算通行費。
自動車型分類系統利用裝在車道內和車道周圍的各種傳感器裝置來測定通過車輛的類型，并與車載電子標簽存儲的車型數據進行核對，防止故意換卡違章使用，保障電腦系統按照正確的車型實現收費。
3．基于GPS和GIS的車輛定位與導航技術
GPS(Global positioning System)技術，即全球衛星定位系統技術，是利用分布在高空的多顆人造衛星對地面上的目標進行測定并進行定位和導航，它用于對船舶和飛機及其它飛行物的導航、對地面目標的精確定時和定位、地面和空中的交通管制以及空間和地面的災害監測等。
GPS可以用于車輛導航，實現的主要功能有：車輛跟蹤、航線設計、按計劃航線進行導航、查詢功能等。車輛導航系統主要由GPS接收機、微處理器、顯示器、車輛導航軟件和地理信息系統組成。GPS用于車輛運營管理，實現的主要功能有，查詢功能、多屏幕，多車輛跟蹤功能、指揮與車輛跟蹤相結合、報警與意外處理等。
GIS(Geography Transportation System)技術，即地理信息系統，綜合了數據庫、計算機圖形學、地理學、幾何學等技術，以地理空間數據為基礎，采用地理模型和分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，從而為存放和管理定位導航信息提供信息服務。GIS用于車輛導航與監控，實現的功能包括，電子地圖顯示功能、標注當前車位、地物信息分類索引、最佳路徑選擇、行車路線導航等。
GIS用于道路實網數據和屬性數據以分路段的方式和地理坐標聯系起來，可以對路面質量、路況和路面維護進行管理，另外也可以對橋梁、隧道及其他各種道路管理設施如信號裝置、可變情報板等進行測量和管理，從而保證各項設施正常運轉，交通管理和控制措施得以順利實施。
在基于GPS+GIS的車輛定位與導航技術及應用方面，比較有市場前景的有兩個方面。一是終端設備提供；二是增值運營服務。這兩者相輔相成，終端設備市場的規模形成，離不開增值運營網絡的建成與內容服務的增加，而增值運營服務的提供，最終又需要通過終端設備傳遞給用戶。
目前，在國內增值運營服務這個市場正在逐漸為產業界所關注，但是，從發展的角度來說，目前缺少的是內容提供，而內容提供的瓶頸在于數據收集的手段有限。
五、結論
智能交通系統是隨著人類科學技術的進步而不斷發展的。同時實踐也證明，智能交通系統是緩解現代交通問題的有效手段。隨著人類社會進入信息時代，智能交通系統將是現代化交通運輸體系的發展方向。
可以預見，智能交通系統的服務功能將更加完善，信息服務將呈現出多元化、個性化和細化發展；技術水平也將越來越高，系統處理、處置水平智能化程度將更高；系統的運營方式也將日趨多樣化，系統運營將更加高效經濟。
總之，隨著智能交通系統的整合速度逐漸加快，多出行方式相關的ITS整合速度也將加快；智能化交通設施將得到逐步的發展；交通信息提供將更傾向于智能化發展水平。
參考文獻：
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【關鍵詞】 3G通信 智能交通 指揮系統
一、智能交通指揮系統
由于以前的交通管理指揮系統的交通指揮方式的局限性，結果導致在整個系統應急處理過程中不可避免地出現非同步性以及工作效率的低下，例如針對城市交通狀況的收集，傳動的指揮方式往往依靠“交警采點+采點結果匯報于指揮中心+給出解決措施”的方式來實現，此種解決方法屬事后行為，因此對城市交通狀況的改觀非常不利；針對交通事故的處理，交通事故發生的不可預見性往往使事后取證出現較大難度，因此多數交通事故難以被及時處理，那么勢必引起更大面積的堵塞。針對此類情況，本文介紹了一種以3G通信技術為基礎技術的智能交通指揮系統。基于3 G通信技術的智能交通指揮系統具體由若干監控遠程、監控中心、3 G數據通信鏈路組成，另外，以 TCP/ IP協議的3 G通信技術被運用到交通部門，能夠直接實現運行，此外前端攝像機的視頻信號具體經網絡視頻服務器實現從網絡向分節點的傳輸，隨后經分節點直接傳至網絡，但若分節點存有矩陣，亦可把矩陣與 DVR連接起來，隨后直接傳至網絡。監控中心要想對多個的設備硬件進行控制，那么需要具體把用戶的需要、監控的現場情況進行周密結合。高速云臺、數字解碼器、畫面分割器、遠端監控主機、3G數據傳輸模塊等設備是主要的遠端監控使用器材；同時監控中心使用頻率最高的設備主要包括3G無線路由器以及切換視頻矩陣等。此類設備在實際配置過程中，主要是從用戶實際需求的角度出發進行配置的。3G網絡是該交通系統的主要組成部分，也即是該交通指揮系統主要通過3G網絡傳輸交通路口的視頻信息與相應的信號控制信息，借此實現智能交通指揮系統組網新的發展，此外網絡管理用戶能夠實時瀏覽監控若干監控現場。
以3G通信技術為基礎技術的智能交通指揮系統在采集圖像信號以及處理圖像信號的過程中，往往以DSP高速處理儀為主要手段實現高效精確地處理，想要進性增強或復原圖像，那么就應通過預處理的圖像模塊。而處理之后的圖像則是通過顏色標準探測模塊、運動目標檢測模塊等模塊完成接收。對于運動的目標而言，主要以模糊跟蹤控制技術為主要技術手段實現動態智能跟蹤。想要以網頁瀏覽圖像或者回放、查詢歷史數據，則應通過多媒體科技、Web數據庫科技技術；要想實現信號、語音、視頻等數據的遠程傳輸，則通過現場總線科技、無線通信科技與壓縮圖像解碼技術，（見圖1）。
基于3G通信技術的智能交通指揮系統具有實時性、同步性與分布性是以3G通信技術為基礎的智能交通指揮系統的主要特征與優勢，同時，該交通指揮系統在多道路交通實時情況的監測中，還具有級聯的監控中心模式（如圖2所示）以及多級監控模式等，此外該系統還可實現多級系統組合，最終可以擴大交通視頻的監測面積，擴充監控系統的儲存量。用戶在需要瀏覽監控時，僅需服務器以及瀏覽器，就能夠對道路交通的相關信息實施監控。
二、智能交通指揮系統的核心技術分析
通過以上分析可知，在道路交通指導過程中，主要應用的關鍵技術包括TD- SCDMA3 G移動通信技術（如圖3所示）以及移動通信技術、壓縮解碼技術、交通流量最佳的計算辦法等。本章節著重介紹TD-SCDMA3G移動通信技術、CDMA2000移動通信技術、最佳交通流量預測算法。
（1）TD-SCDMA3G移動通信技術。TD-SCDMA3G的設計最好采用分布式軟件體系結構，以便實現簡化軟件設計，降低軟件模塊間的耦合及改善軟件編寫、調試、維護的環境。TD- SCDMA3 G具體包括接口與通信、移動臺模擬器、系統模擬器（見圖3）三部分。其中，系統模擬器的突出作用在于實現基站仿真，該系統模擬器主要由幾大功能模塊構成：人機界面，信令程序編譯、消息收發以及信令提取、信令解釋等。而具有智能天線的TDD模式則是TD-SCDMA3G主要采用的模式，用戶以智能天線為載體，進行距離與方位的定位，此時僅需借助接力切換方式，便可使基站與基站控制器結合用戶的實際距離與方位信息對移動手機用戶的異動情況進行判斷，在此基礎上保證切換到相對應基站臨近區域的及時性，促進接力切換到位，從而使切換過程中對臨近區域基站信道資源的占用率得到全面降低，并大幅提升切換成功率。同時，TD-SCDMA系統在傳送數據業務的過程中，如傳送2Mb/s數據業務的過程中，通過碼片速率為1.28Mb/s以及頻帶寬度為11Mb/s方式便可順利完成數據業務傳送。目前全球頻譜資源均呈現出極度緊張的狀態，若想找出完全符合要求的對稱頻段，實屬難事。針對D-SCDMA系統，其僅需滿足某個載彼的頻段便可順利使用，由此實現對現有頻率資源的靈活利用。（2）CDMA2000移動通信技術。在CDMA技術中，CDMA2000是一種關鍵的技術，它以提供足夠高的數據速率來滿足 IMT-2000的性能要求為主要目標。此項技術特點如下：無線接口源自 ANSI TIA/ EIA-95、網絡結構源自 ANSI TIA/ EIA-41、信道帶寬 N* 1.25MHz（N取1、3、6、9、12）、擴頻碼片速率 N* 1.2288Mbit/s（N取1、3、6、9、12）、雙工技術 FDD/ FDD等。功率控制技術以及具有較好的延時性能、選擇效率與編碼增益高等優勢的高效信息編譯碼技術是CDMA2000中最為核心的技術。由此可見， CDMA2000具有諸多獨特性，其一，大容量系統，相同的無線信道可以滿足全面的 CDMA客戶，所以，如果用戶進行經驗交流，那么信道內其他用戶所受到的干擾勢必大幅度降低，所以 CDMA系統對人類語言特點的充分利用能夠使相互干擾程度大大降低，同時實際容量能夠增大至原來的三倍左右，從理論上分析，模擬網絡比 CDMA數字移動通信網的系統儲存容量小近19倍左右，其實，增大的值比模擬大約9倍左右和較 GSM增大4～5倍左右。二是CDMA系統通信性能更好。對于在硬切換過程中常常出現的掉話現象，可通過軟切換技術對其解決，同時帶寬與頻率相同時 CDMA系統工作能夠大幅度降低軟切換技術的實現難度，從而促進通信質量的全面提升。由此可以看出，CDMA系統在獲取聲碼器速率時，主要是綜合運用自適應閥值技術以及誤碼糾錯等多種技術實現的，通過這幾種技術的綜合運用，能夠獲取質量更高的數據。三是頻帶利用率超高。CDMA作為擴頻通信技術，雖然占有部分頻帶帶寬，但其允許系統區域內重復使用單一頻率，進而使用戶共享同一頻帶的同時，實現頻帶利用率的大幅度提高，此外若按各用戶占用的頻帶進行計算，其結果也會使用戶對頻帶使用效率全面提升。與此同時，CDMA系統能夠結合差異的信號速率，并且在信道頻道上自動調整為相對應的形式，最終可出現較高的頻帶的利用效率。（3）最佳交通流量預測算法解析。除上述兩種關鍵技術以外，最佳交通流量預測算法亦屬智能交通指揮系統的關鍵技術。人工神經網絡的建模主要經數據的輸出與輸入來實現，計算模式屬于并行，所以，該模型的特點是高速的計算能力、非線性的映射能力、自學能力與自適應的能力。目前人工神經網絡呈現出多樣性，其中誤差逆傳播網絡的應用范圍最廣，目前該項技術已占據著前向網絡的中心地位。實踐證實，BP網絡以及以高階神經網絡為代表的誤差逆傳播網絡是許多神經網絡模型中最常使用的形式。相較于傳統誤差逆傳播網絡而言，高階神經網絡具有其獨特性，像智能神經元存在與高階神經網絡，思維能力是智能神經元的主要特點，另外內部的函數轉移可以從分析外部的網絡來實現自動調整，進而獲取更佳的學習效果。
三、結束語
綜上可見，當前的智能交通監測系統是多種先進技術綜合應用與結合的成果，例如，3G通信技術、圖像數字傳輸技術等，是保障道路交通的舒適性與安全性的重要手段。實踐證實，基于3G通信技術的智能交通指揮系統能夠實時采集到監控區域行人或車輛的流量及交通運行情況，并以所采集的信息數據為依據，方便交通指揮人員高速判斷交堵塞情況等，從而做出及時決策，確保道路交流正常有序運行。
參 考 文 獻
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[2] 范泳文. 基于3G網絡的智能交通視頻監控系統的設計與實現[D]. 東華大學，2012
【關鍵詞】智能交通，控制系統，交通指揮
中圖分類號： C913 文獻標識碼： A
一、前言
智能交通控制系統是保證城市交通指揮的首要前提，智能交通控制系統的優劣不僅關系到城市交通的發展，而且關系到國家和人民群眾的生活。
二、智能交通系統概述
智能交通系統 ITS（Intelligent Transportation System）是將先進的信息技術、數據通信傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術及計算機處理技術相結合，運用于整個地面運輸管理體系，建立起的能在大范圍、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統。
現代社會的交通問題是亟待解決的一個問題。為了能最有效率的提高交通運輸能力，為人類提供最為便捷和安全的生活，智能交通系統的研究一直是社會與科學技術領域的焦點。同時，信息技術用于解決現代城市的交通問題，如道路的擁塞，定位，跟蹤，收費與罰款等，也促進了 ITS 領域的研究和發展。所謂智能交通系統，就是在現有的交通狀況下，充分利用現代高新技術進行合理的交通需求分配和管理，通過衛星導航系統、汽車自動引路系統、交通信息通信系統（VTCS）、視頻監控和計算機管理等多種技術手段，將整個路網的通行能力迅速提高，實安全、快速、便捷運輸目的的一種交通綜合治理方案。也就是說，智能交通系統能將采集到的各種道路交通及服務信息經交通管理中心處理后，傳輸到公路運輸系統的各個用戶（駕駛員、居民、警察局、停車場、運輸公司、醫院、救護排障等部門），出行者可實時選擇交通方式和交通路線；管理部門可隨時掌握車輛的運行情況，進行合理調度，提高公路運輸系統的機動性、安全性和生產效率。
三、智能交通控制系統設計及工作原理
1、系統組成
智能交通指揮中心控制系統主要由信號控制機、光端機或調制解調器、通信主機、監控主機等組成,具有單點固定時制控制、多時段控制、多方案選擇控制、感應控制、無纜線控功能。它將多個信號控制機通過光端機或調制解調器連成通信信號控制網絡。
2、基本功能
智能交通指揮中心控制系統可實現以下基本功能。可編程的16相位控制;可控硅輸出,每路可控2個信號燈;路環型線圈車輛檢測;相位沖突監視和控制,信號燈故障檢測及報警;具有自動、手動、遙控及遠程控制方式,具有強制、黃閃、四面紅功能;具有固定時段、多時段(工作日/特殊節假日)、多方案(工作日多時段/星期多時段/特殊節假日多時段)、感應控制、無纜線控、有纜線控等多種控制方式;在線修改配時參數,在線顯示各相位狀態、故障狀態;時段劃分多達24個時段,可存儲100種控制方案;提供三個RS-232接口、一個RS-485接口,可實現電話線、專線、光纖、無線等多種方式的通信;適合于單路口控制、主干道控制、區域控制,出現故障自動降級使用;時鐘、日歷在線顯示和修改;自動排風、加熱功能;具有防雷、漏電保護功能;提供4路行人過街輸入接口。
3、信號控制機工作原理
信號機采用單片機技術,通過串行通信取得初始化數據,并將初始化數據存放在內存中指定的區域。信號機根據串行通信取得的初始化數據自動運行,驅動交通信號設備正常運行。串行通信的方式可以分為兩種,一種通過筆記本電腦在信號機安裝位置通過微處理器單元上的RS -232通訊端口通信,另一種通過光端機或調制解調器在當地交通指揮中心遠程通信。前一種方式適合沒有組網的城市,信號機進行單點控制,后一種適用于線控和區域控制。
信號機不但可以自動運行,還可以通過在信號機安裝地點手動控制運行。在特殊情況下,使用人員可以通過信號機上的鍵盤或遙控器手柄對信號機的運行進行人為的干預,使它能夠滿足路口正常運行的需要。工作人員還可以在當地的指揮中心通過遠程通信對信號機進行遠程控制,使大范圍的交通控制趨于合理。若路口埋沒了車輛檢測線圈,可以將信號機的工作方式設定在感應控制方式,信號機會根據路口的車流量自動調節各相位的綠燈時間。
四、智能交通控制系統在城市交通指揮中的應用
1、交通指揮一體化
指揮人員通過智能交通控制系統能夠全面掌握哪里發生交通警情和堵塞,事發現場周邊有多少警力和交通管理設備,從而使指揮中心做到掌握全局、運籌帷幄。指揮人員點擊交通警情圖標可以查看警情內容和直接處理警情;選取信號控制、交通監控、交通誘導等設備圖標,雙擊啟動控制客戶端可以直接操作控制該設備;將鼠標定位在GIS-T警車的圖標上時,可浮動顯示警車的基本信息,通過車載電話與警車上的執勤民警通話,還可通過警車定位終端的MDT!發送警情和指令,接收民警工作狀態信息,實現交通指揮一體化,從而進一步完善了發現快、出警快、處警快的快速反應機制,加強了交警指揮部門協調應變作用和信息功能。
2、交通決策可視化
智能交通控制系統正在著手建立交通決策支持系統,系統建成后可通過專題地圖進行可視化的決策分析:基于對公安交通管理的各類數據和各種復雜現象進行趨勢關聯分析,通過建立圖元或標注的專題地圖,向各級決策人員直觀反饋復雜的分析結果,從而使決策人員更高效率地作出準確判斷,進一步提升交通管理決策水平。一定日期內的交通警情、交通流量及警力數據作疊加處理,形成點密度專題、二維專題等各種專題地圖,幫助決策人員分析警力安排科學性,制定最優警力配置策略,做到警力跟著警情走、勤務跟著流量走 。
3、信息服務人性化
智能交通控制系統正在建設交通信息網站,通過網站專用的電子地圖向廣大出行者顯示實時路況的電子地圖、交通誘導信息、交通視頻網上直播等形式多樣的交通信息。
智能交通控制系統在交通設施管理系統建立了地圖維護更新工具,廣州市交警部門可利用該工具,自行維護交通管理業務專用地理信息和交通設施地理信息。系統用戶在交通設施管理系統進行日常交通設施維護,相應的地圖數據同時也得到更新,保證了地圖數據鮮活有效(由于基礎地理信息的維護需要專業測繪,需委托專業部門維護)。鮮活有效的地理數據為車載導航、最優行車路線選擇等高層交通信息服務提供了基礎。
五、結束語
從實踐出發對當前智能交通控制系統中所遇到的問題以及措施等相關知識，進行了粗略的分析和研究。綜上分析，智能交通控制系統的主要任務是優化城市交通指揮中。
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論文摘要：智能交通系統是現在交通運輸發展的趨勢，本文就智能交通體系在國內外的發展狀況做了簡要的介紹，對中國如何發展智能交通系統提出了自己的看法和建議。
智能運輸系統(IntelligentTransportSystem)的主要思想是將傳統的交通系統看成是人、車、路的統一體，運用計算機、通信、人工智能、傳感器等領域的先進成果來徹底改變目前被動式的交通局面，使人在駕駛過程中可以隨時通過GPS/GIS、廣播、信息板等手段了解目前的交通狀況，而交通管理部門則可通過道路上的車輛傳感器、視頻攝像機等設備隨時了解各個路段的交通情況，并隨時對各個交通路口的交通信號進行調整以及對外界進行信息，使整個交通系統的通行能力達到最大。
一、智能交通發展的現狀
對智能運輸系統的研究許多國家都投入了巨大的人力和物力，并成為繼航空航天、軍事領域之后高新技術應用最集中的領域。目前已形成以美國、日本、歐洲為代表的三大研究中心。
在美國，對ITS的研究雖然起步最晚，但由于投入較多，目前已處于該領域的領先水平。1991年，美國開始對ITS研究進行投資，僅1994~1995年就確定了104項研究項目，并成立了專門組織，著手制定ITS的研究開發計劃，到1997年投資近7億美元；1998年6月9日美國總統克林頓簽署了“面向21世紀運輸權益法案(TransportationEquityActofthe21thCentury)”。該法案的確定為美國公路系統的繼續發展和重建帶來了創紀錄的投資。法案跨度為6個財政年度(1998~2003)，撥款總金額為2178.9億美元，其中有相當一部分用于支持ITS的進一步研究與開發。歐洲在ITS的研究方面采取整個歐洲一體化的方針，由政府、企業和個人三方面共同出資進行智能運輸系統的研究，著名的項目有PROMETHEUS和DRIVE等，其中DRIVE工程是目前世界上交通運輸界規模最大的合作研究計劃，共有12個國家的700多個單位參加，經費達5億歐元。日本從20世紀70年代就開始了對汽車交通綜合控制系統的研究，并成立了全國性的ITS推進組織，是對ITS進行研究最早、實用化程度最高的國家。目前已建立了較為完備的交通控制、信息服務等綜合體系，并基本完成了覆蓋全國的電子地圖的繪制工作，有400萬臺汽車導航儀在使用，其中120萬臺可接收信息。
我國在ITS領域的研究起步較晚，但隨著全球范圍智能交通技術研究的興起，進入20世紀80年代，我國也加快了對智能交通技術研究的步伐。一方面，北京、上海、沈陽等大城市陸續從國外引進了一些較為先進的城市交通控制、道路監控系統；另一方面，國家加大了自主開發的步伐，如國家計委、科技委組織開發的實時自適應城市交通控制系統HT-UTCS，上海交通大學與上海市交警總隊合作開發的SUATS系統等；1998年交通部正式批準成立了ISO/TC204中國委員會，秘書處設在交通智能運輸系統工程研究中心，代表中國參加國際智能運輸系統的標準化活動，現在正進行中國智能運輸系統標準體系框架的研究。此外，我國將從今年起在全國36個城市實施以實現城市交通智能控制為主要內容的“暢通工程”，并逐步推廣到全國100多個城市。
二、智能交通系統建設的意義
交通問題是世界各國面臨的共同問題。交通擁擠造成了巨大的時間浪費，加大了環境污染。我國大多數城市的平均行車速度已降至20km/h以下，有些路段甚至只有7～8km/h；由于車輛速度過慢，尾氣排放增加，使得城市的空氣質量進一步惡化。交通問題也造成了巨大的經濟損失。為了緩解經濟發展帶來的交通運輸發面的壓力，盡量的利用現有的資源，使其發揮最大的作用，各國都加大了對智能交通系統的研究和建設的力度。
交通運輸是國民經濟的基礎產業，對于經濟發展和社會進步具有極其重要的作用。公路交通運輸以其機動性好、可以實現“門到門”直達運輸以及運送速度快的特點，成為我國城市和城間中短途客貨運輸的主要方式。加快交通基礎設施建設，綜合運用檢測、通信、計算機、控制、GPS和GIS等現代高新技術，提高交通基礎設施和運輸裝備的利用效率、減少交通公害對加速發展我國公路交通運輸事業具有十分重要的意義。這是公路智能交通運輸工程需要解決的關鍵問題。
三、中國發展ITS的主導思想
中國是一個發展中國家，與發達國家相比，我國在發展ITS的必要基礎條件上還有較大差距，加上我國特有的混合交通特點，以及城市結構、路網結構、交通結構的不完善，因此要結合中國的國情來研究制定我國發展ITS的戰略及發展框架。
中國交通運輸正面臨經濟發展與資源制約的雙重壓力，因此也不能重復發達國家走過的老路，一定要立足本國實際，走中國ITS發展之路，以推動我國信息化進程及培育自己的ITS產業。21世紀交通管理的發展趨勢必將是管理體制集約化；管理設施現代化；管理手段網絡化、信息化、智能化；管理效率高效化；管理方式社會化。因此，中國ITS的發展將帶來一場交通管理體制與模式的變革，而這種變革將直接影響著ITS的發展。
四、發展中國智能運輸系統的對策
1、打好ITS發展基礎，特別是應加強ITS基礎理論的研究工作
目前，國際上ITS理論仍不完善，還處于發展時期，我們應積極加強與ITS開展較先進國家的交流，在國際ITS現有發展水平上結合中國特點，深入細致地進行理論研究，盡快接近或達到世界水平，以迎接21世紀ITS發展的挑戰。否則將成為別國的追隨者，成為他們不成熟技術的推廣試驗場。
2、建立ITS協調組織機構
中國交通運輸體制目前仍是條塊分割狀況，鐵路、公路、民航、公安、建設等部門分頭管理，現已出現了各自發展自身ITS的勢頭，這將造成中國資源上的巨大浪費。為此應盡快成立一個由國家統一領導的，有關部門、學者、企業和研究部門參與的“ITS中國”組織，類似于美國的ITSAmerica，日本的VERTIS及歐州的ERTICO組織，來統一制訂中國ITS發展戰略、目標、原則和標準，特別是制定有關ITS的技術規范和整體發展規劃，實現ITS技術和產品的通用性、兼容性和互換性，加強政府的宏觀調控，以減少局部利益的沖突和有限資金的浪費。
3、注重人才的培養
隨著ITS的進一步發展，21世紀交通運輸將會發生重大變化，而與之相應的是對不同層次的專業人才需求情況與以往大不相同，為此應加強國內高校及科研單位交通運輸領域與國外ITS的交流合作，派出人員學習培訓，走出去、請進來，將最新的ITS技術溶入交通運輸專業的教學內容和科研之中，以高素質的ITS人才去迎接新世紀的挑戰。
關鍵詞：mBot機器人 創新教育 智能交通 Arduino
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（a）-0210-02
1 mBot機器人介紹
mBot是一款為素質教育而生的低門檻“機器人小車”，是實現跨學科綜合素質教育STEAM[1]的載體，借助mBot機器人開展教育是培養學生創新能力的有效途徑[2]。mBot 機器人分為硬件和軟件兩個部分，硬件是標準化的電子零件，由mBot機械部分、mCore控制板兩部分組成，同時配有一個簡易遙控器可供拼裝完成后直接“駕駛”；軟件部分使用基于Scratch2.0[3]開發的圖形化編程軟件mBlock，通過{牙直接實現操控mBot APP。mBlock根據需求編制一個程序，將其下載到mCore，由mCore控制mBot機器人完成動作。
mBot機器人與智能玩具的區別在于它可以使用軟件mBlock進行二次開發，在其上加載一些傳感器可以實現不同的功能。該次課程設計用3個mBot機器人模擬制作一個智能交通系統，用實例來講述創新課程設計過程。
2 智能交通系統分析
課堂以智能交通系統為主題，激發學生討論，討論結果形成一個簡單、完整的交通系統由3個部分組成智能汽車、智能紅綠燈、智能車庫。具體功能如下描述。
（1）智能汽車，用mBot機器人模擬汽車的行車過程，前進、左右轉彎、倒車，同時用指示燈顏色和不同的聲音區分不同狀況，以給出警戒和提示；車上安裝超聲波傳感器，便于安全倒車；汽車的行駛過程用遙控器控制。
（2）智能紅綠燈，根據路段車流量設置紅綠燈間隔時間，綠燈結束后有3 s的黃燈閃爍；指示燈亮，并用LED數碼管顯示剩余時間。在mBot機器人的主控板mCore上安裝兩個設備，一個是LED燈作為紅綠燈使用；另一個是4位數碼管用來顯示紅綠燈時間，用RJ25接口線將兩設備與主控板連接。
（3）智能車庫，用超聲波傳感器來檢測有無車輛入庫，若有，則用舵機控制橫桿抬起，若無，則橫桿落下。若在超聲波出現故障時，則用機械遙感手動控制橫桿起落。mCore主控板接3個設備：一是超聲波傳感器，用來檢測門前有無車輛；二是遙感，便于應急時手動控制；三是舵機，其上安裝橫桿，接收超聲波傳感器信號，控制橫桿起落。
3 課程設計
將智能交通系統課程設計分基礎、應用、創新3個階段來講述。
（1）智能汽車：對汽車的踩油門、松油門過程用鍵盤上的“按下、松開上移鍵”命令來控制；脫機時，將“按下上移鍵、松開上移鍵”命令用紅外遙控器上的上下箭頭代替，便于脫機控制。由于紅外線遙控器控制命令以判斷形式出現，須將其加入條件控制結構。其它轉向功能與前進類似。
基礎功能完成汽車的機械行駛前進、后退、左轉、又轉，同時配備相應的指示燈；通過鍵盤上的4個方向箭頭完成在線控制，使用圖形化模塊如表1的在線命令。通過學習讓學生熟悉mBlock軟件界面，學會圖形化模塊的拖拽方法和技巧。教學內容適合小學5、6年級學生。
應用級在初級基礎上將控制方式改為遙控器控制，實現脫機運行，模塊指令如表1的脫機命令。由在線命令轉為脫機命令模塊結構簡單，但加入了選擇判斷，使學生的思路更加條理，同時查看對應模塊生成的arduino程序如表1的Arduino 代碼，熟悉arduino語法結構。教學內容適合中高年級學生。
創新能以初級為基礎，加上應用級訓練具有的邏輯思維能力和讀代碼能力，可以創造性地實現不同功能，當軟件給出的模塊結構不能滿足要求時，可以在arduino的編輯器IDE手寫代碼來完成。高級階段，每個學生的作品不一樣，教學呈現個性化，適合大學生和電子類愛好者。
（2）智能紅綠燈：定義一個變量time用來計時，將紅綠燈持續的時間設置為循環次數，每次延時1秒，將變量time值減1，用LED數碼管顯示變量time值，達到計時效果。假設綠燈持續時間為30 s。
教學內容屬于中級，增加了循環結構和變量設置，紅綠燈持續功能用循環結構來實現，顯示時間用變量賦值來完成。對中小學生，變量概念不易于理解，可用解應用題時的設未知數知識點來變通。對這部分內容的創新可以橫向拓展，由紅綠燈聯想到路燈、聲控燈、跑馬燈、led顯示屏等。
（3）智能車庫：設置3個變量s、x、y、s用于存儲超聲波傳感器測得數據，x存儲搖桿x軸移動的距離，y存儲搖桿y軸移動的距離；s小于10時，表示有車通過，橫桿抬起，否則，橫桿落下；x大于y表示橫向移動，橫桿落下，y大于x表示縱向移動，橫桿抬起。其執行arduino程序如下，等待兩秒是保證車安全通過。
相比上面教學內容增加兩個難點：一是邏輯關系復雜包含順序、選擇、循環結構的嵌套，在理清邏輯關系的基礎上才能駕馭；二是熟悉Arduino編程語言語法結構，并用其將邏輯關系表達出來。創新應用可在深度上挖掘，設計出更智能化的作品。
4 結語
創新教育是一種培養學生創造與創新能力的新型教育方式，提倡在真實情境下學習、從生活中學習。該次創新教育課程設計內容選自與學生接觸緊密的智能交通系統，以此為主題展開討論，激發學生興趣，引導學生關注生活，樹立處處留心皆學問的學習理念。
創新課程采用項目化的教學方式，由智能交通系統為中心，向外發散到智能汽車、智能紅綠燈、智能車庫，每個部分又引出更多的知識點（如，智能紅路燈引出路燈、流水燈、led燈等），豐富創新課程教學內容，體現知識有用性；創新課程教學目標區別于傳統課程的知識堆砌[5]，強調知識的橫向縱向聯系。創新課程沒有標準答案，每個學生的想法都是智慧的萌芽，都會得到老師同學的認可，找自己的存在感，參與意識更強烈；更容易保持學習的激情、增強學習信心，在學習的過程之中更容易生成新的創意。
創新課程是課堂教學的有效補充，將基礎教育獲得的碎片化知識整合，結合實際加以應用，強調知識的有用性，從而調動學生的學習積極性，培養學生的創新、實踐能力。
參考文獻
[1] 梁森山.中國創客教育藍皮書[M].北京：人民郵電出版社，2016.
[2] 萬佑紅，將國平.機器人教育與大學生創新能力培養的探索[J].電氣電子教學學報，2005，27（4）：6-8.
[3] 王同聚.Scratch與機器人共融在教學中的應用與實踐――以中小學機器人教學為例[J].中小學信息技術教育，2015（8）：76-79.
論文摘 要 智能交通系統 （ITS） 是集成于信息技術、傳輸技術、電子技術、及計算機處理技術等多種類電子工程技術，而建立起的實時、高效、準確的綜合運輸和管理體系。其中，數據壓縮和數據融合技術使得ITS技術更具有現實意義。本文基于智能交通系統中信息的特征，探討了數據壓縮和數據融合技術涉及的關鍵技術及要求，分析了技術應用及現實突破。
1 ITS信息及特征分析
1.1 智能交通信息（ITS）
交通系統由包括4個基本要素：人（交通出行者、駕駛員和管理者）、物（貨物）、各類交通工具和相應的交通設施構成。交通信息是指所有與交通系統的四大要素相關聯的信息，是ATMS的關鍵基礎。面向ATMS的基礎交通信息主要是指與交通運行狀態和交通管理有關的交通信息，是交通信息中最直接、最基礎的信息。基礎交通信息包括基礎交通地理信息、交通實時狀態信息、交通控制和管理信息、交通政策法規信息、公共交通信息。
1.2 基礎交通信息的屬性特征
基礎交通信息是一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統，其應具有以下一些基本屬性特征：1）準確性；2）及時性；3）共享性；4）信息的采集具有實時性和動態性；5）具有海量信息特征；6）增值性。
2 數據壓縮處理技術
交通信息一方面時采集到的信息煩雜多樣，要想利用這些不同類別的信息，需采用不同的處理方法；另一方面，交通信息的一個顯著特征是它的空間性和隨機性，因此對它的研究分析需要建立在廣泛統計的基礎上，應用各類信息處理技術和統計分析方法來探索它的規律性。
所謂多媒體技術就是能對多種載體（媒體）上的信息和多種存儲（媒質）上的信息進行處理的技術，特點主要表現在它的綜合性和交互性。交通信息是屬于多媒體信息范疇。若要實時的綜合處理聲音、圖像、視頻、文字等多媒體信息，其數據量是非常大的。要傳輸或存儲這樣大的數據量是非常困難的，必須對其進行壓縮編碼，在滿足實際需要的前提下，盡量減少要傳輸或存儲的數據量。
數據壓縮主要依靠信源編碼技術。一般的，圖像壓縮技術可分為兩大類：無損壓縮和有損壓縮技術。在多媒體應用中常用的壓縮方法有PCM（脈沖編碼調制）、預測編碼、變換編碼、插值和外推法、統計編碼、矢量量化和子帶編碼等；混合編碼是近年來廣泛采用的方法。新一代的數據壓縮方法，如基于模型的壓縮方法、分形壓縮和小波變換方法等也已經接近實用化水平。
3 信息融合技術
信息融合技術在單純數據采集融合（即一次融合）階段稱為數據融合，是研究多種信息的獲取、傳輸與處理的基本方法、技術、手段以及信息的表示、內在聯系和運動規律的一門技術。融合是指采集并集成各種信息源、多媒體和多格式信息，從而生成完整、準確、及時和有效的綜合信息，它比直接從各信息源得到的信息更簡潔、更少冗余、更有用途。
先進的交通管理系統（ATMS）是一個典型的多傳感器系統，信息融合技術給交通信息加工和處理提供了一種很好的方法，信息融合技術的最大優勢在于它能合理協調多源數據，充分綜合有用信息，提高在多變環境中正確決策的能力。
在信息融合領域使用的主要數學工具或方法有概率論、推理網絡、模糊理論和神經網絡等，其中使用較多的是概率論、模糊理論、推理網絡。當然，除了這幾種常用的方法之外，還有其他很多解決途徑。
3.1 概率論
在融合技術中最早應用的就是概率論。在一個公共空間根據概率或似然函數對輸入數據建模，在一定的先驗概率情況下，根據貝葉斯規則合并這些概率以獲得每個輸出假設的概率，這樣可以處理不確定性問題。貝葉斯方法的主要難點在于對概率分布的描述，特別是當數據是由低檔傳感器給出時，就顯得更為困難。另外，在進行計算的時候，常常簡單地假定信息源是獨立的，這個假設在大多數情況下非常受限制。卡爾曼濾波方法則根據早先估計和最新觀測，遞推地提供對觀測特性的估計。另外，概率論和模糊集理論的綜合應用給解決多源數據的融合問題提供了工具。
3.2 模糊理論
模糊集理論是基于分類的局部理論，因此，從產生起就有許多模糊分類技術得以發展。隸屬函數可以表達詞語的意思，這在數字表達和符號表達之間建立了一個便利的交互接口。在信息融合的應用中主要是通過與特征相連的規則對專家知識進行建模。另外，可以采用模糊理論來對數字化信息進行嚴格地、折衷或是寬松地建模。模糊理論的另一個方面是可以處理非精確描述問題，還能夠自適應地歸并信息。對估計過程的模糊拓展可以解決信息或決策沖突問題，應用于傳感器融合、專家意見綜合以及數據庫融合，特別是在信息很少，又只是定性信息的情況下效果較好。
3.3 推理網絡
推理網絡的構建和應用有著很長的歷史，可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美國學者所做的研究工作。近來，許多對于分析復雜推理網絡的理論往往基于貝葉斯規則的推論，并且都被歸類于貝葉斯網絡。目前，大多數貝葉斯網絡的研究都包括了對于概率有效傳播的算法拓展，同時它在整個網絡中也充當了新證據的角色。同時貝葉斯網絡在許多A1任務里都己作為對于不確定推理的標準化有效方法。貝葉斯網絡的優點是簡潔、易于處理相關事件。缺點是不能區分不知道和不確定事件，并且要求處理的對象具有相關性。在實際運用中一般不知道先驗概率，當假定的先驗概率與實際相矛盾時，推理結果很差，特別是在處理多假設和多條件問題時顯得相當復雜。
參考文獻
[1]楊兆升.基礎交通信息融合技術及其應用[M].北京：中國鐵道出版社，2005．
[2]史其信，陸化普.中國 ITS 發展戰略構想[J].公路交通科技，1998，3．
