• 智能交通发展之路
    2014-08-07 10:18:53   来源:天地伟业   评论:0 点击:

    一提到“交通”,出现在我们大脑中的第一个词汇是“堵”。伴随而来的人口膨胀、车辆增多、交通拥堵、环境恶化等问题日益突出,不仅加剧了城市的负担,城市车辆事故也频繁发生,同时也为人们的生活出行带来了诸多不便,许多城市成为了名副其实的“堵城”。

    分析问题,解决问题,亘古不变的真理。智能交通的的发展迎来新的契机,未来十年我国将在智能交通领域投入1820亿元巨资。智能交通能否解决“堵城”之痛,实现区域一体化都有待观察。但可以肯定的是,未来十五年内,智能交通将进入快速发展的康庄大道。

    一、智能交通的发展现状

    2013年中国城市智能交通市场规模保持了高速增长态势,包含智能公交、电子警察、交通信号控制、卡口、交通视频监控、出租车信息服务管理、城市客运枢纽信息化、GPS与警用系统、交通信息采集与发布和交通指挥类平台等10个细分行业的项目数量达到4527项;市场规模达到192亿元,同比增长20%。

    从企业规模看,目前国内从事智能交通行业的企业约有2000多家,主要集中在道路监控、高速公路收费、3S(GPS、GIS、RS)和系统集成环节。目前国内约有500家企业在从事监控产品的生产和销售。高速公路收费系统是中国非常有特色的智能交通领域,国内约有200多家企业从事相关产品的生产,并且国内企业已取得了具有自主知识产权的高速公路不停车收费双界面CPU卡技术。在3S领域,国内虽然有200多家企业,一些龙头企业在高速公路机电系统、高速公路智能卡、地理信息系统和快速公交智能系统领域占据了重要的地位。

    但是,相比于国外智能化和动态化的交通系统,中国智能交通整体发展水平还比较落后。前瞻网数据显示,智能交通在欧美日等发达国家已得到广泛应用。其在美国的应用率达到80%以上,2013年市场规模达到5000亿美元。日本1998-2015年的市场规模累计将达5250亿美元,其中基础设施投资为750亿美元、车载设备为3500亿美元、服务等领域为2000亿美元。

    二、智能交通的技术原理

    智能交通系统是未来交通系统的发展方向,它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。目前行业内应用,市场份额比较大的有以下几个系统:

    1、电子警察系统

    主要针对交警部门,系统可以满足24 小时对路口停车线附近区域违章车辆信息(包括闯红灯、不按规定车道行驶、禁左禁右、逆行、违章禁停、压黄线等)进行实时监控、抓拍、识别、录像、存储。并附加卡口功能,可为公安交警部门打击各种违法行为以及盗抢和黑名单机动车犯罪、交通肇事逃逸案件、分析交通状况、加强治安管理等提供有效的图片证据。

    电子警察系统架构图

    整个电子警察系统高度集成化,包含前端视频信息采集单元,补光单元,红灯信号检测单元(选用),前端存储设备(选用),后端数据处理单元,同时如果为线圈触发电子警察,需要增加线圈及车辆检测器。

    随着ITS技术的发展,电子警察已经告别了由相机检测抓拍图片,终端主机识别车牌,然后上传交警中心的时代。智能一体机的出现完全改变了这一格局,高度集成化的相机包含车辆检测、车牌识别、车身颜色识别、车型识别以及车别识别丰富的功能,前端只需一台相机,夜间配合补光灯,即可实现车辆抓拍、车牌识别,上传抓拍数据的功能。同时违法处理的证据逐步由图片取证变为“图片+视频”取证方式。根据995国标要求,视频取证设备要求针对违法行为的录像时间大于5s,车辆运动的轨迹需大于10M,增加了非现场执法证据的准确性。

    2、智能卡口系统

    针对公安部门,应用于城市的重要关口和必经之路,满足24 小时对进出城车辆全天候自动监控、抓拍、识别、录像、储存。通过抓拍图片可以清晰辨认驾驶人员的面部表情,车牌号码、车型和车牌颜色等信息。在指挥中心可对卡口进行统一布(撤)控管理,并与被盗抢车辆库(黑名单)进行比对,发现可疑车辆将实时报警。并且可以通过GIS 地图自动显示出车辆的运行轨迹,达到公安及时布防的作用。

    高清卡口系统架构图

    整个卡口系统包含前端视频信息采集单元,补光单元,测速单元(雷达、线圈),前端存储设备(选用),后端数据处理单元。前端视频采集单元同样采用智能一体机设备,视频检测车辆,识别车牌、车型等相关参数,同时设备支持视频测速,但由于室外设备受天气等条件影响,视频测速往往不稳定,主流测速设备还是雷达及线圈测速。随着技术的发展,对于抓拍图片的深入需求越来越多,包括人脸识别、前后抓拍等需求。

    天地伟业T2一体机白天及夜间效果

    天地伟业T2系列一体机,针对市场需求进行深入开发。目前在中国南方存在一种交通问题,当地车辆有许多为摩托车,飞车党抢劫事件时有发生,普通卡口系统只能抓拍摩托车的前面,无法拍摄到摩托后面的车牌,所以为案件的侦破往往有很大难度。天地伟业针对这一市场需求,成功开发出前后抓拍系统。该系统针对经过车辆同时拍摄两张图片,一前一后,同步抓拍,然后合成上传到后端平台。这样即可以看清摩托车人脸,又可以识别车牌,为当地的治安情况的提升做出了很大贡献。

    天地伟业前后抓拍系统

    3、智能交通综合管理平台

    智能交通管理平台以公安、交警实战需求为重点,依托警用地理信息系统,实时监测并协调组织区域内的各种交通流,保证区域内道路网交通负荷处最佳状态;整合现有智能交通系统资源,重点建立交通视频监控,公路车辆智能监测记录系统、智能电警系统、信号控制系统、诱导控制系统、交通信息采集系统等。系统可以与公安部PGIS 警用地理信息系统无缝对接,一般包含以下几部分。

    1)三台合一智能接处警子系统:针对各地公安机关实际需求,实现110、119、122 集中统一接处警调度、数字录音、信息处理、系统管理等功能,辅助。

    2)六合一平台接入子系统:“六合一”平台是指对机动车登记系统、驾驶证管理系统、交通违法处理系统、交通事故处理系统、交警队信息平台、剧毒品公路运输管理系统等六大系统进行了整合,指挥中心管控平台与“六合一”平台进行对接,实现从“六合一”平台中获取机动车、驾驶员等数据信息,同时也可以将交警指挥中心管控平台采集的电子警察、卡口、手动抓拍等系统的违法数据上传到“六合一”平台。

    3)移动警务子系统:移动警务系统包括综合查询、工作对象查询、社区警务、取证上报、交警业务、社会资源监控、信息交流、系统设置和帮助等功能模块。移动警务系统手持终端的实时二维坐标信息上传到GPS 卫星定位系统, 交通综合指挥管理平台与GPS卫星定位系统对接后,能够在电子地图上查看警员的实时位置;交警大队指挥中心通过现有通信手段(电话、350M 终端)就近调度警员到事发位置处置警情,或可以通过短信方式发送相关警情信息到移动警务系统的手持终端上(需要在交警大队配置短信猫设备)。

    4)车辆定位子系统:可利用定位系统对车辆轨迹实时监控,历史轨迹查询回放,同样可以设定重点车辆进行轨迹跟踪。

    5)特勤预案子系统:以各种等级特勤、安保等任务为主线,侧重特勤路线、保卫区域、特勤岗位、特勤车辆可视化设置,辅以交通诱导、信号控制、交通监视等子系统的协同工作,服务于特殊区域或路线、特定时间段的交通管理和综合保卫任务。通过调用预案,可实现各个路线信号灯按照规划进行设定,保证预案的顺利进行。

    6)指挥调度子系统:一方面对日常或突发警情实现实现接收、处理,另一方面对警力进行分布定位,更好的实现警情处理、警力调度。

    7)综合信息研判子系统:通过在公安交警建立集中的数据中心,建设业务数据的共享和纵深挖掘机制,对数据进行统一处理和分析,使所有系统的数据真正融合,结合各种指标信息预测事件发展状况,提供给决策者进行指挥决策。

    8)交通诱导、停车诱导信息发布子系统:可实现向前端设备发送诱导信息,同时可与流量系统相关联。

    9)综合检测子系统:可实时显示车流量信息、时间、空间占有率、平均车速、车头间距等实时交通数据信息;此外还可实现车辆拥堵、行人、抛洒物等智能检测,以方便再出现紧急情况时启用特殊应急预案。

    三、ITS的未来趋势

    物联网技术的兴起,也将引领智能交通开展新一轮的跨越式发展,新一代的智能交通系统可以称之为“车联网”是将现代通信技术、网络传感技术、云端和移动计算技术、智能终端盒车路协同技术、智能时空网络控制技术等高新技术应用与整个交通管理体系,实现人车路更加全面的感知、更深度和更灵活的信息共享,对交通流实施动态监管和网络化智能控制,从而建立起一种和谐、平安、高效的节能环境,实现不堵车、不撞车的新一代智能交通系统。其大体分为三部分:全面的交通监控覆盖,先进的出行信息系统,更深入的智能运输系统应用。

    1、全面的交通监控区域覆盖。对于城市规划、决策者来说,基础数据的支撑是最重要的。交通监控系统可以对路网中行驶的车辆实施全天候、全方位、立体的监控,预报交通流量情况,适时进行交通疏导、车辆事故预测、事故定位、现场记录和安全行车指导等,可以保证最大限度的发回路网通过能力。同时可以实时提供每条道路拥堵情况,统计车流量,车道占有率等重要信息。

    2、先进的出行信息系统。利用车载的导航设备与自动交通管理系统的配合,可以及时得到所需的各种交通状况、道路、气象条件、车辆事故和自身安全等有关信息。通过公用通信网和个人计算机,还可以在家中或办公室得到出行前的最佳行驶路线和沿途的气象情况等信息,使出行者可以合理的选择出行方式、时间、路线、同时可以使路网交通流量获得平衡分配,提高运输效率。

    3、智能运输系统应用:

    1)ETC是不停车电子收费系统:实现自动收费,利用IC卡或电子标签等方式,实现公路收费快捷、便利。一种是在收费处停车,用IC卡完成自动收费;另一种是预先交纳费用,通过交费电子标签识别,车辆缓慢行驶通过。

    2)自动信号灯:自动信号灯可以通过各种传感器或者摄像头探测每个方向和每条车道上的车流情况,从而相应的调整红绿灯的时间间隔。例如在深夜车流稀少的时候左转灯一般长时间处于红灯状态,一旦有车辆要左转弯的时候,系统可以自动让左转灯变绿,方便了直行车的顺畅通行,也保证了左转车辆的快速通过。同样在主干道与小道十字路口时,红绿灯可以根据车流量来调整,当小路车辆多时,可以给较长的绿灯时间,一旦全部或大部分通行完毕,则可以马上切换信号,可以促进交通流畅。

    3)可变限速标志:可以根据交通拥堵程度计算出最佳的限速,避免在上下班供奉拥堵期间,车辆频繁的启动-停止造成进一步拥堵,同时可以减少汽油油耗,减少尾气排放,因为频繁的刹车和启动会大大增加油耗。

    4)可变车道:HOV车道实在早晚下班高峰期限乘两人以上的轿车或客车通行的车道。利用可移动分到栅栏技术,可以根据车流量及天气交通状况,随时增加HOV车道数量,加快通行效率,鼓励大家拼车,减少拥堵。可变单行道,上班时间车流大都从城外向城里行驶,而下班时正好相反,考虑到这一特殊情况,可以设立可变相的单行道,增加通行效率。

    5)智能停车系统:城市针对可停车地点在主要路口做指示预告,实时更新该停车地点剩余车位数。减少民众寻找车位的时间。

    结语:

    目前我国智能交通发展仍处于起步阶段,许多先进技术的实现以及普及应用,还需要政府与各智能交通厂家不断探索前进。相信通过国家政策的统一引导,各个检测所、研究院统一的产品检测,规范市场,从而形成良性的产品竞争环境,来共同推进智能交通的不断前行。

    未来若干年,智能交通的研究与推广将会获得更多关注,并且国家和各级政府会把其作为未来交通建设与发展的优先领域来重点支持,智能交通,路在脚下!

    责任编辑:白小嵩

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