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關鍵詞:平整度直接式檢測類響應式檢測類
一、引言
平整度檢測貫穿于路面施工質量檢測、評定、驗收及運營期路面質量檢測等環節,其檢測設備、原理和方法多種多樣,檢測結果因檢測設備不同而有較大差異。美國、澳大利亞等國的平整度檢測技術處于領先水平。美國有多家公司研發和生產路面平整度檢測儀,其中包括ICC公司生產的慣性激光斷面儀和手推式斷面儀;FACE公司生產的DIPSTICK(步進式斷面儀)和手推式斷面儀,及South Dakota DOT生產的慣性激光斷面儀等(澳大利亞ARRB生產的手推式斷面儀和慣性激光斷面儀在國際上也有一定的市場)。
我國平整度檢測技術的研究相對落后,由于公路建設的需要,在“七五”期間,由交通部公路研究所和西安公路研究所等單位先后分別研制了顛簸累積儀和八輪儀等平整度檢測裝置,目前已在中國市場上有了一定的應用。在過去的十年中,有過一些應用和理論的研究,如我國規范規定了幾種用于不同工程階段、不同結構層次的平整度檢測設備和相應的檢測、評定方法,但總的來說在技術方面突破不大。近年來國內在儀器的評價和相關性的研究方面也開展了一些工作,2001年交通部組織開展了平整度檢定規程研究,并已初步完成。
二、路面平整度檢測儀的基本分類
,q4U5e7lJ公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通)p%fzS$ZnP公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通路面平整度的儀器主要有兩大分類:第一類為縱斷面測定(直接式檢測類),即測出路面縱斷面剖面曲線,然后對測出的縱斷面曲線進行數學分析得出平整度指標。第二類為車輛對路面的反應測定(響應式檢測類),即測出車輛對路面縱斷面變化的力學響應,然后對測出的力學響應進行數學分析得出平整度指標。對響應式檢測類而言,其平整度指標的換算主要是通過對標準儀器測得的結果進行標定而得到。通常,第一類檢測方法可用于路面施工質量驗收與評價,而第二類檢測方法主要用于路面周期性評價。但第二類檢測儀器常要借助于第一類檢測儀器進行指標標定。
1、直接式檢測類
對直接式檢測類平整度檢測儀而言,主要的平整度指標為國際平整度指標IRI(InternationalRoughnessIndex)。國際平整度指標IRI是被廣泛采用的路面平整度指標。國際平整度指標IRI的優點是具有很強的時間穩定性和空間穩定性,這使得不同時間和地點檢測的國際平整度指標IRI值可進行直接比較。T c5Xv%g7^XZe公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通國際平整度指標IRI的計算是基于四分之一車輛仿真模型。四分之一車輛仿真模型是用于模擬車輛在實際路面行駛時車體對路面縱斷面起伏波動的動態響應。J,y,[6\Lf省略
"H+`&U;pM3Fj$uc
四分之一車輛仿真模型用于模擬車輛機械系統在路面縱斷面曲線輸入的激勵下的動態響應。通過四分之一車輛仿真模型計算模型車車輛懸掛系統的單向位移量,將各次計算的單向位移值累加(單位為m)并與路段長度相除(單位為km),既可以得到國際平整度指標IRI,其單位為m/km。國際平整度指標IRI計算的數學過程極其繁瑣,具體計算公式可查閱有關資料。應該強調的是國際平整度指標IRI必須先獲得路面縱斷面剖面曲線,然后將路面縱斷面剖面曲線輸入到四分之一車輛仿真模型,由四分之一車輛仿真模型計算國際平整度指標IRI。事實上,幾乎所有的自動化路面斷面曲線檢測系統(直接式檢測類)都包含國際平整度指標IRI的計算軟件包。因此只要獲得路面縱斷面剖面曲線,就能較易獲得國際平整度指標IRI。 B$~4ZdI[mjCk公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通2、響應式檢測類 e V4k[ \8?;V響應式檢測類的檢測對象主要包括檢測車輛的動態垂直加速度和垂直位移。當平整度檢測儀檢測的對象是車輛的動態垂直加速度時,此類平整度檢測儀可歸為電子響應式檢測類;當平整度檢測儀檢測的對象是車輛的動態垂直向累積位移量時,此類平整度檢測儀可歸為機械響應式檢測類。
三、主要特點
1、直接式檢測類主要特點是:
(1)能得到路面縱斷面曲線,根據縱斷面曲線,平整度特性可直觀地反映出來。
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GGphu/uo8C省略)o ^A8P?S省略(2)測得的路面縱斷面曲線可輸入到仿真數學模型而得到車輛對路面縱斷面變化的仿真力學響應。過去的實驗和研究已證明這種仿真響應與真實的車輛響應有很好的相關性。
AU8VB9oZ公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通3n(^xO#FJo9i T省略(3)檢測路面縱斷面曲線是較難的,尤其是長波長縱斷面曲線,其原因是難以從檢測儀本身直接取得路面縱斷面垂直高度參照點。比較可取的方法是從檢測儀本身的垂直加速度或與水平線的夾角之中間接地取得垂直高度的參照點。
(4)由于此類檢測儀能得到路面縱斷面曲線,因此可直接用于新路面施工質量的驗收與評價,使驗收部門有客觀依據決定施工質量的優劣。
1sS|7c}`省略(5)若此類檢測儀能測出長波長和短波長路面縱斷面曲線,則可作為標準參照儀
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t8wv!P1m"Z2w用于對其它平整度儀進行標定和作相關分析。 ^+} ~U5U3l省略Ot*dFUa9qd$s)GO公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通2、響應式檢測類主要特點是:
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J9k$v2e5e(`&n公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通 (1)此類方法的依據是車輛對路面縱斷面垂直高度變化的力學響應,如振動等,然后對這種響應進行數學分析,從而得到平整度指標,如垂直加速度均方差和顛簸累計值等。
(2)由于此類檢測方法相對于第一類方法要簡單,檢測速度要快,因而適用于高速檢測和長距離檢測。 (3)此類方法無法得到路面縱斷面曲線,因而主要應用于現存路面平整度評價。
(Ap3Z9_ q公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通(4)由于無法得到路面縱斷面曲線,此類檢測儀需依賴于能測出長波長和短波長路面縱斷面曲線的平整度檢測儀對其進行標定和作相關分析。
四、平整度檢測儀的標定方法
1、基本原理
響應式平整度檢測儀主要依據檢測車對路面不平整的動態響應來獲得平整度的指標的。因此,檢測本身的機械性能將直接影響到平整度檢測的結果。從概念上講,不同的檢測車針對同一條路面將會有不同的動態響應,即便是同一臺檢測車,當使用一段時間后,其機械性能和電氣性能也會發生一定的變化。針對這兩種性能前后時間的不一致性,在路面平整度檢測的實踐中,往往采用技術標定(也稱系統標定)的方法來使各種響應式路面平整度儀的檢測達到一致性,或歸結到標準的檢測。
O-NK6?8U |A,WQ|省略在國際上,路面平整度的標準檢測主要采用兩種方法,第一種方法是采用精密水準儀檢測路面平整度,即采用精密水準儀檢測出路面的縱斷面剖面曲線(標高),然后采用計算機軟件將測得的路面縱斷面曲線轉換成國際平整度指標(IRI),從而獲得該路面的平整度指標的標準檢測。第二種方法是采用手推式斷面儀(也稱路面縱斷面剖面儀)檢測路面縱斷面剖面曲線,然后采用計算機軟件將測得的路面縱斷面曲線轉換成IRI,從而獲得該路面的平整度指標的標準檢測。不論是采用何種標準檢測,其基本要求是:
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z省略2q2F D!IU2d)y+[r[a.檢測結果不受檢測設備機械性能的影響;
t5@M k5B!|Fb省略b.檢測精度要求較高;
'z+~G1G!Bk*~公路,交通,交通知識,交通技術,高速公路,國道,設計,工程軟件,論文,規范與標準,交通量預測,路基路面,交通工程,監理,職稱考試,注冊工程師,國家高速公路網,7918,交通產業,智能交通C.能直接獲得全波長的路面縱斷面剖面曲線;
d.能直接計算出IRI。 2]QM vv"OSreHtQ
p/BK路橋先鋒論壇―省略對于響應式平整度檢測儀的標定,一般要求至少5條以上的路面(包括較為粗糙的路面、中等平整的路面和較為平整的路面),其長度為100~200m左右。對這些選定的路面,分別采用標準儀器(精密水準儀或手推式斷面儀)和被標定的響應式平整度儀實施平整度檢測,獲得的平整度指標即可用來作為系統標定之用。
五、結束語
路面平整度是評定路面使用品質的重要指標之一,它既是一個路面外觀指標,又是衡量路面質量及現有路面破壞程度的一個重要指標。其直接關系到行車安全以及車輛的通行能力和運營的經濟性,還影響著路面的使用年限,但近年來由于各種車載高效檢測設備擁有測試精度等級高,人為因素少,不用中斷交通等優點,這些方法已經被各省市的質監部門所采用平整度檢測事業也正朝著精確、快速、高效的方向發展。
參考文獻:
張超、鄭南翔、王建設 《路基路面試驗檢測技術》 人民交通出版社
05交運2班 于鴻澤 20052612
【摘要】隨著社會經濟的不斷發展和交通運輸量的持續增長,利用智能交通系統(ITS)來提高道路的利用率、道路交通的安全程度和道路使用的舒適性,已成為未來交通運輸的發展方向。本文介紹了ITS在道路交通中的應用。
【關鍵字】道路 交通智能交通
【正文】
今天,道路運輸已經成為超越鐵路的最重要的地面運輸方式,在國民經濟和社會發展中起著舉足輕重的作用。但是隨著汽車的普及、交通需求的急劇增長,進入80年代以來,道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環境污染等負面效應也日益突出,逐步成為經濟和社會發展中的全球性共同問題。
解決車和路的矛盾,常用的有兩個辦法:一是控制需求,最直接的辦法就是限制車輛的增加;二是增加供給,也就是修路。但是這兩個辦法都有其局限性。交通是社會發展和人民生活水平提高的基本條件,經濟的發展必然帶來出行的增加,而且在我國汽車工業正處在起步階段的時期,因此限制車輛的增加不是解決問題的好辦法。而采取增加供給,即大量修筑道路基礎設施的辦法,在資源、環境矛盾越來越突出的今天,面對越來越擁擠的交通、有限的資源和財力以及環境的壓力,也將受到限制。這就需要依靠除限制需求和提供道路設施之外的其它方法來滿足日益增長的交通需求。智能交通系統正是解決這一矛盾的途徑之一。[本站論文由中國收集整理,轉載請注明出處中國]
一、ITS的主要功能
智能交通系統實質上就是利用高新技術對傳統的運輸系統進行改造而形成的一種信息化、智能化、社會化的新型運輸系統。它能使交通基礎設施發揮出最大的效能,提高服務質量;同時使社會能夠高效地使用交通設施和能源,從而獲得巨大的社會經濟效益。它不但有可能解決交通的擁堵,而且對交通安全、交通事故的處理與救援、客貨運輸管理、道路收費系統等方面都會產生巨大的影響。
1、 順暢功能
ITS可以提高車輛和行人的通行效率;提高道路、設施的使用效率;提高汽車運輸生產率和經濟效益。
據統計,僅美國每年因交通擁擠而造成的燃油和時間浪費就超過720億美元。而智能交通系統(ITS)將大幅度提高運輸效率,從而大大減少浪費,減少損失。
日本每年因交通堵塞造成的經濟損失達12兆日元,時間損失達56億人小時,給社會和經濟帶來沉重的負擔。如此的交通堵塞還直接導致沿路生態環境惡化、增加大氣污染、增大能源消耗等深刻的問題。雖然個人因ITS技術而節省的汽油錢并不多,但縮短每天的行車時間、降低人們的緊張程度卻在改善人們的生活質量方面有著重要的社會意義。另外,ITS技術的應用將提高道路上的文明禮貌程度。
就ITS使往返交通更容易的程度而言,該技術可能加快近郊化和遠郊化的趨勢,人們將住得離城市和工作地點越來越遠。[本站論文由中國收集整理,轉載請注明出處中國]
2、 安全功能
自動化汽車和自動化公路的普及將有益于因不能再開車而活動范圍受到限制的老年人,以前賦閑在家的年長者可以重返工作崗位或更積極地參加社區生活。
3、 環保功能
二、ITS的主要技術
1、智能汽車
主要是在汽車上加入更多的電子控制系統,大大提高駕駛的安全性和效率。日本最近推出ITS的概念車HSR—VI,該車既可以手動駕駛,也可以完全自動駕駛。在自動駕駛狀態下,車載電腦搜集來自激光雷達、立體圖像傳感器、多用途通訊系統以及交通管理方面發出的各種信息,以操縱汽車的行駛。這些裝置還可以將外部的情況提供給駕駛員以避免發生交通意外,如果駕駛員未能及時剎車、誤入禁行區、超速行駛或是其它操作錯誤,汽車的自動信號系統會發出警告,并自動采取相應的措施,如變換車道等;電子制動系統則可以避免因緊急情況而驚慌失措可能帶來的不良后果。
2、自動化公路系統(AHS)
美國正在對自動化公路系統進行由計算機控制的駕駛試驗,并將很快投入實用。加州大學伯克利分校“高級公路和交通研究計劃”已經建成了未來可供無需駕駛員駕駛的汽車行駛的公路原型,并在1997年8月進行了實用成果的演示。這種思路是通過提高現有道路的利用率,而不是修建更多道路的辦法來滿通對道路的需求。具體工作是開辟專用車道,利用專門敷設在路面下的磁體來引導汽車的行駛,并確定汽車在公路上的位置;用高效雷達來控制車速,并保持與其它車及障礙物的間距。汽車在其上自動行駛,全無人為干預。目前汽車制造商們也在考慮給所生產的汽車裝上計算機導航系統,以適應情況更加復雜的道路。研究人員已經證明,在這種公路上汽車可以高速行駛,即使在轉彎處車速也可以高達100km/h以上,而且汽車的間距可以很小。所有汽車都以同樣的速度行駛,因此不會增加交通事故,大大提高了道路的通過能力。
4、 交通信息服務系統(ATIS)
ATIS是建立在完善的信息網絡基礎上的,交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設備,可以向交通信息中心提供各地的實時交通信息;該系統得到這些信息并通過處理后,實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關的其他信息;出行者根據這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進一步,當車上裝備了自動定位和導航系統時,該系統可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。
隨著信息網絡技術的發展,科學家們已經提出將ATIS建立在因特網上,并采用多媒體技術,這將使ATIS的服務功能大大加強,汽車將成為移動的信息中心和辦公室。
5、 交通管理系統(ATMS)
這個系統有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統,但是ATMS主要是給交通管理者使用的,它將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環境進行實時的監視,根據收集到的信息,對交通進行控制,如:信號燈、誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。
6、 公共交通系統(APTS)
這個系統的主要目的是改善公共交通的效率(包括:公共汽車、地鐵、輕軌交通、城郊鐵路和城市間的長途公共汽車),使公交系統實現安全便捷、經濟、運量大的目標。
7、車輛控制系統(AVCS)
AVCS目前還處于研究試驗階段,從當前的發展看,可以分為兩個層次:
一是車輛輔助安全駕駛系統,該系統有以下幾個部分:車載傳感器(微波雷達、激光雷達、攝像機、其他形式的傳感器等)、車載計算機和控制執行機構等,行駛中的車輛通過車載的傳感器測定出與前車、周圍車輛以及與道路設施的距離和其他情況,車載計算機進行處理,對駕駛員提出警告,在緊急情況下,強制車輛制動。
二是自動駕駛系統,裝備了這種系統的汽車也稱為智能汽車,它在行駛中可以做到自動導向,自動檢測和回避障礙物,在智能公路上,能夠在較高的速度下自動保持與前車的距離。必須指出的是,智能汽車在智能公路上使用才能發揮出全部功能,如果在普通公路上使用,它僅僅是一輛裝備了輔助安全駕駛系統的汽車。
8、貨運管理系統
這里的貨運管理系統是指以高速道路網和信息管理系統為基礎,利用物流理論進行管理的智能化的物流管理系統。綜合利用衛星定位、地理信息系統、物流信息及網絡技術有效組織貨物運輸,提高貨運效率。
9、 電子收費系統(ETC)
道路收取通行費,是道路建設資金回收的重要渠道之一,但是隨著交通量的增加,收費站開始成為道路上新的瓶頸。電子收費系統就是為解決這個問題而開發的,使用者在市場購買車載的電子收費裝置,經政府指定的部門加裝安全模塊后即可安裝在自己的車上,然后向高速公路公司或銀行預交一筆通行費,領到一張內部裝有芯片的通行卡(即IC卡),將其安裝在自己汽車的指定位置,這樣當汽車通過收費站的不停車收費車道時,該車道上安裝的讀取設備與車上的卡進行相互通信,自動在預交帳戶上將本次通行費扣除。
不停車收費系統是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載器與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理,從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的,且所交納的費用經過后臺處理后清分給相關的收益業主。在現有的車道上安裝電子不停車收費系統,可以使車道的通行能力提高3-5倍。
10、 緊急救援系統(EMS)
緊急救援系統是一個特殊的系統,它的基礎是ATIS、ATMS和有關的救援機構和設施,通過ATIS和ATMS將交通監控中心與職業的救援機構聯成有機的整體,為道路使用者提供車輛故障現場緊急處置、拖車、現場救護、排除事故車輛等服務。
三、結語
中國既是當今世界上道路等基礎設施建設速度最快的國家,又是交通需求增長最快的國家。根據我國的《國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要》,未來的十年,這種趨勢將不會改變。這一期間正是智能交通系統在世界主要國家進入全面實施的階段,因此,中國也迫切需要根據中國道路交通的實際需求盡早啟動在運輸網中應用智能交通系統來提高運輸效率、保障安全和保護環境的工程,以實現道路交通運輸的可持續發展目標。
隨著研究的不斷深入,相信智能交通系統的功能將會擴展到道路交通運輸的全過程及其有關服務部門,發展成為帶動整個道路交通運輸現代化的智能交通系統。
【 1. 陸化普,史其信. 智能交通系統研究發展動向與啟示. 科技導報;
2. 史其信. 中國道路交通的現狀與ITS研究展望;
3. 陸化普,史其信. 智能交通發展趨勢與我國的發展戰略;
論文摘要:從利用自動化檢測手段完善現有高速公路和突破傳統道路的兩個方面,提出了高速公路的發展方向及“道路智能”的祈棍念,對現代“智能交通(ITS)”的內容進行了補充和發展。
前言
現代交通運輸的發展方向是以智能交通(rrs)作為其首要的發展方向,世界發達國家紛紛制訂相應的研究計劃。歐洲在1986年就開始實施了“歐洲高效安全交通計劃(PROMETHUS),其中包括政府、汽車廠商、科研機構都紛紛參與。1991年成立了歐洲道路交通通信技術實用化促進協會,推廣ITS技術以及1’1’S技術在國際間的合作。日本、美國也都相繼成立了與ITS技術相關的協會,以期推動ITS技術的發展。18年間,ITS技術發展飛速。這種對于智能交通(ITS })技術的研究均是將先進的車輛控制技術、先進的信息技術、數據傳輸技術、電子控制技術、計算機技術等綜合運用于道路交通運輸管理體系,使人、車、路更加協調地結合在一起,建立一種實時、準確、高效的管理體系,從而提高道路交通運艷效率。其目標是“安全高速”。智能交通(ITS)是由軟件和硬件兩部分組成。軟件是以“先進的交通信息系統”結合“先進的交通管理系統”。而硬件是以車輛自身的外茍憾知智能系統,利用各種傳感器技術作為其基礎平臺,結合計算機技術實現車輛的自動化。各種先進的自動化安全防護系統以及其他車輛技術為主的一些綜合技術。就各種車輛智能技術及其智能交通(ITS)現今發展的軟硬件技術來看,無論從其理論深度和其實際應用,都可以說達到了相當高的程度。但在“人一一車—路”這三者中對于“道路智能”的研究還停留在一個較低的水平上。所謂“道路智能”是指道路本身和附加在道路上的機電設備和其他設施,利用自動化技術及計算機技術,對行駛在其路面上的車輛進行自動控制和千涉。這種控制和干涉不依賴于車輛自身的控制能力,而是道路對車輛施加的一種外控制力。
1完善載體基礎
高速公路是實現“道路智能”的最佳載體。對現有的高速公路在以下幾個方面進行完善,從而實現“道路智能。”
1.1“半封閉”與“大半封閉”的完善。目的是加強行車安全,減少交通事故,保護道路延長使用壽命,降低養護成本,提高高速公路的戰備功能。
目前高速公路直接受到自然界的影響主要是雨雪的侵蝕和山體滑坡及大霧等,在北方僅就初冬新雪使路面結冰,而由此引發的交通事故造成的經濟損失是十分巨大的。路面產生病害,自然環境的影響是一個重要的因素。雨雪侵蝕及因陽光直射高溫使道側到吏用壽命降低,提高了養護成本,使養護間隔周期變短,同時也影響道路暢通。降低減少雨、雪、陽}R寸高速公路不良影響的研究別良重要的。除了加強高速公路路面、路周排水的研究外,如何在現有的高速公路上方,使用科學的建筑技術,在合適的高度加設合適材質的棚蓋進行“半封閉”的研究和實踐。對高速公路施以相當程度的保護措施。可大幅度減少交通事故,延長道路使用壽命。在有山體滑坡危險的路段,使用擋土墻技術進行“大半封閉”,使自然災害對高速公路的影響降到最低。另外一旦發生戰爭,“半封閉的”高速公路的戰備功能會極大凸現,它對車輛運輸的隱蔽及對高速公路自身的隱蔽作用,無疑都要優于無封閉的高速公路。
1.2加建高軸載高速公路。按不同的軸載對車輛進行分道,降低非標高軸載車輛對普通標準雙輪組單軸100KN的高速公路的破壞。提高高速公路對經濟建設的服務功能。
在“車一路”的協調發展過程中,對于高速公路的改良來適應車輛及運輸業的發展是經濟建設的必要過程。加建高軸載高速公路細分車道,按不同的車輛的實際載荷進行分道行駛。防止高軸載車輛對標準軸載高速公路的破壞。另一方面使行駛在同一車道上的車速上也達到了相對的統一,能大大降低因超車、超載引發的交通事故。在高速公路的路面病害中,由于特大超重車輛增多而造成比例是相當大的。其對路面的破壞也是災害性的。高軸載的大量出現是經濟發展一個必然現象,加強道路對車輛的發展、交通運輸業的發展進行適應的研究,來提高高速公路對經濟建設的服務功能是唯一的、正確的選擇。單純的處罰是下策,是違背交通運輸業發展客觀規律的。在收費上調整“標準軸載”與“高軸載”車道的收費標準,以期達到“誰消費,誰付費”的公平原則適應交通運輸業規律,促進經濟建設和發展。
2道路智能
2.1路面智能化。研制新型智能材料達到分散承載保護路基,對車輛進行保速、限速,保證車輛的安全和高速公路自身的安全。
在復合材料和智能材料不斷發展及應用的今天,如何研制出路面智能材料是交通領域的新課題,也是最具有巨大發展潛力的課題。新型的智能材料應具備以下特性和功能:a耐磨耐壓耐腐蝕抗老化;b.對載荷有分散功能;。.當載荷超出某一預設值時材料將發生變化,變化后的特性將限制車輛的速度。卸載后恢復原特性;d.在某一承載面上移動載荷相繼施壓,發生頻數和時間大于或,小于預制值時,材料特性將發生變化來限制車速;e.當材料上有移動載荷和固定載荷時能提供不同的可檢出信號;f可接受外干預產生特性變化,吸載性、方向性承載等;g.具有獨立和集合的功能。
利用具有上述特性和功能的材料,結合自動化松娜(技術、計算機技術和高速公路其他安全輔助設施,形成一個高速公路自動控制系統(以下簡稱“高控系統)。就可以實現車輛智能系統及“智能交通”中復雜的“車輛跟弛”技術。對行駛在此高速公路的車輛提供一般豪華轎車才具有“碰撞避免系統”,例如:在同一車道的兩輛一前一后行駛的車輛,當后車車速大于前車車速時,在安全的距離內無超車軌跡信號時,“智能路面,將自動吸載對后車限速。迫使后車被動減速使其難以追撞前車。另外“高控系統”也可以進行對“智能路面”干預使“智能路面”吸載對車輛減速,保障車輛安全。此處“吸載”是指“智能路面”利用其材料特性使路面與車輛的摩擦力在方向性上發生變化或產生增量性變化,以及其他形式的外在結構變化,對車輛進行安全阻礙。當路面有特點。后(當載荷超出某一預設值時材料將發生變化,變化后的特性將限制車輛的速度),就會對車輛進行外力限速保證車輛及高速公路安全。對超車的車輛進行方向性承載及限速避免因超車發生的碰撞事故。所謂“方向性承載”是通過利用材料外部結構形狀進行變化的特性,引導限制車輛行駛方向。避免因車輛操縱系統失靈和誤操縱而引發的交通事故。
2.2環保節能性的研究
環保是經濟發展的先決條件。解決汽車高速行駛時的噪音和汽車在高速公碑陰卜放廢氣都是“道路智能”的一部分。路面新材料的使用必將使汽車的噪音得以解決。而汽車的廢氣剎滋解決的最佳方法,是汽車使用燃料驅動最小化問題。有了高速公路的基礎完善,就使得汽車使用電力驅動成為可能。電能的環保性使其應用在智能化的高速公路上是一種恰當的選擇。電能可以利用太陽能、風能等自然能進行轉換,具有可持續發展的特性。利用高速公路的分布特性,沿線鋪設“車輛電力供給線路”,為行駛在高速公路上的車輛提供“外動力”,達到環保節能的目的。解決車輛使用燃料驅動最小化問題使其在減排方面更加環保。
【關鍵詞】 交通安全執法技術;學科建設;建設內容
【中圖分類號】G64.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)22-00-01
一、本學科的研究對象及發展趨勢
交通安全執法技術以交通違法、交通事故、交通阻塞等道路交通事件為對象,研究交通監測與控制、交通違法監測與控制、交通事故預防、交通事故現場勘查、交通事故處理與鑒定的理論、方法和技術。
當前國際上本學科研究范圍較廣,涉及交通安全執法、道路交通安全和智能交通管理等方面均有大量研究,從信息、傳感、通信、控制等技術的初步應用,逐步發展為高新技術的綜合運用和深度融合,將執法、技術、教育有機結合在一起,逐步建立起交通安全執法理論、方法和技術三個層面的理論體系。具體發展趨勢是:
1、交通安全執法方面
以威懾理論為基礎,研究針對超速駕駛、酒后駕駛、不戴安全帶、闖紅燈等違法行為的交通安全執法技術的有效性、合法性和可行性等,注重智能化執法技術的研究。在交通安全執法技術的有效性方面,強調執法技術的威懾作用,從懲罰概率、懲罰嚴重性、懲罰時效性等角度研究各種人力執法、自動執法技術、駕駛人違法計分系統等技術措施的一般威懾和特定威懾效果。在交通安全執法技術的合法性方面,從處罰對象(駕駛人或車主)、限速標準、飲酒駕駛標準、自動執法地點、執法主體多樣化等方面展開研究。在交通安全執法技術的可行性方面,研究高新技術應用的可行性、執法成本、公眾接受程度等問題。
2、道路交通安全方面
研究交通參與者交通特性、車輛技術、道路安全設施與環境、交通安全管理、交通安全有關其他技術五個方面與交通安全之間的關系。有關交通參與者交通特性研究主要有行人橫過道路行為模式的安全評價研究,不安全交通行為的分析與控制,心理因素對人的交通行為影響的研究,應急狀態下駕駛人反應和操控行為分析,駕駛人交通安全視距測試與分析系統,交通標志識認動態測試系統等。車輛安全技術研究主要有整車系統安全技術、智能車輛安全系統技術、車輛協同式(車聯網)安全技術和交通運輸安全與應急保障技術四個方向。
3、智能交通管理方面
由智能交通系統(ITS)框架的研究開發到ITS關鍵技術的研究,近年的熱點主要集中在車路協同技術、動態交通管理和主動交通控制。車路協同技術研究集中在車路交互式行車安全系統技術、車車交互式協同控制系統技術、車路協同系統交通協調控制技術等方面。動態交通管理方面研究交通監測技術、信息融合技術、信息技術、交通誘導技術等。在主動交通控制方面,研究以提高行車安全性和減緩交通阻塞為目的的高速公路/城市快速路的可變限速控制、交叉口智能車路控制等技術。
二、主要建設內容研究
交通安全執法技術主要建設內容包括交通監測與控制技術、交通違法監測與控制技術、交通事故預防技術、交通事故現場勘查技術、交通事故處理與鑒定技術等。
(1)交通監測與控制技術
主要包含車輛與道路智能檢測技術、交通信息采集理論與方法、道路交通控制理論與技術、現代交通系統建模與仿真四個方面的研究。
①車輛與道路智能檢測技術
本研究方向以計算機在公路交通及城市道路智能測控領域的應用研究為主要目標。主要面向高速公路、城市道路交通運輸系統,將計算機技術與現代交通檢測技術,智能控制技術和現代通信技術(包括無線傳輸技術,IP網絡技術),應用到對車輛和道路的狀況進行檢測和故障分析。同時開展車、路及環境綜合信息交互技術方面的研究。
②交通信息采集理論與方法
本研究方向以有效、及時獲取綜合交通信息――特別是動態交通信息――并提供綜合服務為主要目標,主要研究內容包括:交通信息采集處理理論、方法、技術的研究;基于圖像/視頻的交通流及交通事件檢測技術研究;交通信息綜合應用平臺研究;基于計算機視覺(單目/多目)的交通安全輔助研究。
③道路交通控制理論與技術
道路交通控制從控制理論的基本原理出發,主要研究道路交通控制的原理、方法以及控制結果的評價等。主要研究內容包括:高速公路監控技術、交通事件自動檢測技術和交通控制與誘導技術等;城市交通控制系統、停車誘導技術和快速公交控制技術等。
④現代交通系統建模與仿真
現代交通系統模型描述道路交通流狀態變量隨時間、空間而變化、分布的規律及其與交通控制變量之間的關系,它反映了特定道路交通流的內在規律。該研究方向將從交通流數據出發,研究現代交通系統建模與仿真技術的理論、方法和應用。
(2)交通違法監測與控制技術
基于道路交通檢測技術的動態交通信息檢測系統、車型自動識別技術、交通事件自動檢測和道路交通違法監測的研究等。
(3)交通事故預防技術
交通運輸安全保障與防護技術,如交通法規、交通安全、可靠性理論、容錯糾錯技術、人機工程與狀態監測等。
(4)交通事故現場勘查技術
交通事故現場勘查技術主要以道路交通事故發生的過程以及成因為研究對象,以痕跡檢驗、測繪、攝影、心理學等理論為基礎,對于道路交通事故現場中存在的相關元素展開勘驗,并進行記錄、提取、分析的專門技術。
關鍵詞:物聯網;ZigBee;公交信息;智能交通系統;系統設計
1 引言
21世紀將是公路交通智能化的世紀,人們為了解決社會生活中的各種交通不便將要采用智能交通系統,智能交通的發展將解決一個嚴重的的交通堵塞問題。所謂的物聯網技術,通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡[1]。在“十二五”規劃之后,物聯網成熟之時,使用物聯網構成智能交通網絡,也必是解決交通問題的最佳途徑,也必然給我們生活帶來巨大變化。
2 系統的總體設計
優先發展城市的公共交通系統對緩解城市道路交通壓力有著不可或缺的作用,通過對公交系統的信息化和智能化可以有效提高整個系統的運行效率和服務水平。公交車輛到站時間作為乘客最為關心的公交信息之一,可以有效減少乘客候車時間,極少出行過程中浪費的時間,同時也加強了公交服務水平,很大程度上提高了人們在出行時選擇公交的概率。
在日常生活中,我們經常可以看到有地鐵報時,輕軌報時,但是為什么很少有公交報時呢?在此總結幾下幾點原因:(1)道路狀況復雜,點對點檢測不易;(2)不一樣的時間段道路擁堵情況不一樣;(3)公路突發狀況多;(4)實時性很難把握。在文中,我們提出了可行性辦法,由于堵車之后無法對公交車進行測速,換個角度,我們把注意力轉移到了道路的通堵情況的檢測,對路況和距離進行檢測。這是公交信息系統的可實現關鍵之處。因此設計了如下方案:
本文采用mega128[2]及飛思卡爾xs128[3]單片機為系統核心,以紅外對管為采集手段,以12864液晶屏為顯示裝置,無線模塊則采用ZigBee和藍牙,外加其他系統模塊為一體作為系統模型。在每輛交通車輛上安裝由紅外發射管和兩片555定時器構成的車載終端。當行駛車輛依次通過接收管時,接收管將接收到的每輛車所特有的編碼信號轉變為與之對應模擬信號,模擬信號經過濾波放大電路無線傳遞給CPU(xs128),此處的CPU(xs128)也就相當于系統的主控中心,在主控中心中,由于要對眾多的道路信息進行采集、計算、分析任務繁重,計算量大,因此對于此部分的CPU要求很高,普通的8位機難以達到要求,而32位性能高,可靠性好,但成本高,功耗也相對較大,因此我們采用16位的單片機。CPU(xs128)應用AD、輸入捕捉等功能對接收到的信號進行處理,然后計算分析進而得出每輛車的行駛速度、到達時間以及道路的交通狀況,這就起到了交通信息中心的作用,CPU(xs128)把這些得到數據通過無線傳輸模塊傳遞給CPU(mega128)即站點終端。CPU(meag128)通過控制12864液晶顯示屏、無線發送模塊(藍牙、ZigBee等)對所接收到的信息進行。總設計圖如下:
3 模塊化設計
3.1 紅外通信檢測模塊
為了更加方便、快速的掌握車輛信息和道路交通擁堵狀況,對各個車輛實時準確定位和跟蹤,并且及時、高效的處理各種突發事件,這就要求我們能夠找到一種可以區分各個車輛信息狀況的裝置,以此來了解各項信息。對此我們選擇在可視范圍內遙控設備、無線傳輸信息最廉價的方式紅外線傳輸。所以我們選擇紅外對管和紅外接收管[4]。
將接收管安裝在每一汽車上,并通過兩片555芯片對其所發射的紅外信號進行編碼,構成車載終端。其中一片555產生頻率為38K的載波,另一片555芯片產生頻率遠低于38K且唯一的信號作為調制信號,調制好形成每一輛汽車所獨有的紅外信號。當接收管接收到汽車發射的紅外信號時經過濾波放大傳遞給CPU(xs128)。由于每輛車所編碼出的信號不同,故CPU(xs128)可據此判別出每輛車行駛情況,且可以對車輛進行定位跟蹤。
3.2 ZigBee無線通信模塊
ZigBee網絡含3種類型的節點,即協調器、路由器和終端設備,支持星狀、樹狀和網狀3種網絡拓撲結構。從ZigBee協議特點可以看出,將ZigBee無線傳感網絡用于智能交通[6]控制系統具有以下特點:短距離、小范圍傳輸,具有成本優勢,并且組網簡單可靠;經過合理布局,在一個市區內能做到無任何通訊盲區,利用其地理定位的功能,便于對城市交通進行管理監督[5]。在整個系統控制中,ZigBee網絡的數據通信速率可達到250Kpbs,完全能夠滿足我們數據傳送的要求。
在論文中站點終端將采集到的車輛信息,采用譯站式網絡傳輸方式通過站點終端ZigBee從節點發送給位于主控中心的ZigBee主節點。本文采用ZigBee自組織網絡,可以不斷地對其網絡進行刷新,其中定位引擎是根據無線網絡中臨近紅外信號強度,計算公交車位置,根據實際應用環境合理布局,組成網狀拓撲網絡[6]。具有卓越的物理性能,整個網絡是免費的頻段,傳輸方式采用廣播的數據傳輸方式,它是網絡的一個節點向其它節點發送的過程,一個節點接收到一個廣播幀時首先檢查幀中的目的地址和自己的設備類型是否相符。不相符則丟棄;相符的話設備從本地廣播事務表中查找相應的廣播事務記錄,若存在,則對其進行更新;若不存在,則檢查廣播事務表中是否有空的或者過期的廣播事務記錄項。如果沒有,則丟棄廣播幀;若有則添加新的廣播事務記錄項并將廣播幀提交到高層進行處理。具體算法如下:本文采用ZigBee自組織網絡,可以不斷地對其網絡進行刷新,其中定位引擎是根據無線網絡中臨近紅外信號強度,計算公交車位置,根據實際應用環境合理布局,組成網狀拓撲網絡。在每隔一段距離設立ZigBee主節點,在道路周邊設立大量的從節點,而每個主節點最多能控制254個從節點,每254個中心節點又可以管理254個主節點,這樣在各層之間組成了級網,以無線的方式從低到高傳輸的ZigBee主節點,再由主節點傳輸到中心節點,將所得得到的數據送入數據控制中心經過處理,然后通過同樣的網絡傳輸方式將此數據通過ZigBee主節點返回到ZigBee從節點,站點終端對接收到的數據通過液晶顯示屏進行。
3.3 Bluetooth無線模塊
我們在站點終端同樣安裝藍牙裝置,這樣人們就可以通過藍牙連接來獲取各種交通信息。互聯網發展迅速,已經與人們的生活密切相關,人們可以在互聯網上查到所需的各種信息,藍牙都是他們所必不可少的功能。
在本文中,每一個站點終端都會實時的通過12864液晶顯示屏、藍牙傳輸模塊不斷的主控中心傳來的各種交通信息,人們只需要在手機上下載一個專用軟件就可在藍牙的傳輸范圍內查看各種交通信息,且不需支付任何費用。我們采用微微網來實現藍牙無線通信。每個微微網只有一個主設備,一個主設備最多可以同時與七個從設備同時進行通信,多個藍牙設備組成微微網,散射網是多個微微網相互連接所形成的比微微網覆蓋范圍更大的藍牙網絡,其特點是不同的微微網之間有互聯的藍牙設備。采取基于BER模式的數據傳輸算法,在藍牙應用的數據傳輸中采用比特誤碼率(Bit Error Rate ,BER)進行描述傳輸的質量,BER值越大表示通訊過程中誤碼率越高。當前藍牙應用中采用的數據傳輸算法,為簡化藍牙網的連接管理,未考慮具體通訊鏈路中BER的變化,在整個傳輸過程中均采用單一鏈路幀方式,導致傳輸效率不高。因此,我們采用BER參數描述當外界環境變化,并根據BER參數動態選用不同類型的數據包,可改善在環境變化劇烈時造成數據傳輸大幅下降的情況。
4 智能公交信息系統的組成
5 系統制作與調試結果
為了實現系統功能驗證試驗,本課題搭建了一個1:150的道路交通沙盤模型,完成了設計與制作。由于條件所限,本論文主要通過沙盤模型的方式來進行演示。
5.1 道路通堵狀況顯示
在道路大量車輛長時間停止不前時,液晶顯示目前道路擁擠,在道路暢通時,液晶顯示道路暢通。通過無線通信公交信息和道路通堵狀況。
5.2 藍牙顯示
手機藍牙演示在站點終端的藍牙覆蓋范圍內,人們可通過手機藍牙與站點終端藍牙建立連接,獲取最新的各項公交信息。
[參考文獻]
[1]張莉莉,史鵬飛,陳劍.物聯網在智能交通中的應用研究.中國科技博覽,2010(25).
[2]AVR單片機數據手冊.
[3]飛思卡爾9x12xs128單片機數據手冊.
[4]唐文彥.傳感器.(第四版).機械工業出版社.2007.
英文名稱:Urban Transport of China
主管單位:中華人民共和國住房和城鄉建設部
主辦單位:建設部城市交通工程技術中心;中國城市規劃設計研究院
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1672-5328
國內刊號:11-5141/U
郵發代號:80-173
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:2003
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期刊簡介
關鍵詞: 交通管理數據挖掘平臺
中圖分類號: N37文獻標識碼:A
一、引言
目前公安交通機關為方便交通管理業務的開展,創建了四個基本數據庫:道路交通事故信息數據庫、駕駛員(即駕駛證)管理信息數據庫、交通違法行為信息數據庫、車輛登記管理信息數據庫,當前交通管理部門的應用系統、平臺均以此四個基本數據庫為基礎獲取各類信息。數據庫自創建以來經過幾十年數據的存儲,已積累了海量的交通相關數據,隨著車輛和駕駛人增多以及相關業務的復雜化,數據更是成爆發式增長。這些數據已成為交通部門的重要的數據財富。
然而面對大量數據,顯然已不能再滿足于只是簡單地查詢和修改數據,而是進一步希望能夠發現數據之間的潛在關系,并隨著現實中交通管理中“人、車、路、環境”和諧發展的迫切期望以及緩解交通堵塞、預防交通事故的職責所在,交通管理部門急切地希望通過快速處理這些數據獲得進一步有利于科學管理的決策依據。特別是以往的交通管理規律常常不是基于數據庫中信息豐富的數據,而是基于決策者的直覺,因為決策者缺乏從海量數據中提取有價值知識的工具,即使當前的專家系統技術,通常這種系統依賴于用戶或交通管理領域專家人工地將知識輸入知識庫,因此這一過程可能會產生偏差和錯誤,并且耗時、費用也高。如何才能對大量數據進行分析,發現數據之間的潛在聯系,為交通管理提供自動決策支持呢,運用數據挖掘技術從交通管理數據庫中尋找知識發現給交通管理部門帶來了希望。
在這些海量交通數據中存在著大量的有著潛在關聯和規則的數據,因此將數據挖掘技術中的關聯規則算法應用在交通領域,通過關聯規則挖掘發現交通數據之間的潛在關系,為交通管理提供自動決策支持有著重要的意義。本文設計了一個交通管理數據挖掘平臺方案,并對平臺架構和挖掘流程進行了詳細分析和討論。
二、交通管理數據挖掘平臺架構
在交通數據庫中,所涉及的違章信息、駕駛員信息、機動車信息比較繁瑣。交通數據的特點是:交通數據庫的核心業務表較多、表的定義復雜、表中的數據量大、表數據的實時更新速度快。數據間的潛在關系和規則未被發現和利用,目前的處理還是停留在見到的統計報表,沒有智能性的分析處理。這些交通的原始數據對于交通管理決策支持有限,需要設計一個基于數據挖掘的交通管理數據挖掘平臺對交通數據進行有效的挖掘和分析,對交通決策提供有力的支持。圖1給出了我們所設計的交通管理數據挖掘平臺框架,該平臺主要由三部分組成:數據倉庫模塊、數據分析處理模塊和接口與會話管理模塊。
1、數據倉庫。在輔助決策方面,數據倉庫能為其提供高質量、純凈、集成的數據,從而極大地提高決策支持系統的性能與信息分析能力,因此,數據倉庫業已成為進行數據分析與挖掘的基礎平臺。構建交通信息數據倉庫是本系統結構的核心,其實現形式包括:數據采集與ECTL(數據抽取、轉換和裝載)、數據倉庫管理系統、元數據管理系統三部分。本系統采取星型模型建模,其中,主題是其基本組成單位,每個主題由多個事實表和維表組成,而一個事實表可以關聯多個維表,構成一個以事實表為中心的星型結構,多個星型結構共同組成一個主題。在建模過程中,考慮到智能交通領域涵蓋范圍廣泛,要求數據倉庫具有很強的可伸縮性:既可以集成智能交通領域交通流采集系統、信號控制系統、電視監控系統、違章取證系統、公路車輛監測系統、122接處警系統、GPS車輛定位系統、可變情報板顯示系統等各個應用系統提供的交通信息,又可以針對特定應用系統。
圖1 交通管理數據挖掘平臺框架
2、數據分析處理模塊。在數據倉庫基礎上直接采用的智能化分析技術主要有:聯機分析處理、數據挖掘和知識發現技術。聯機分析技術的主要功能是進行多維數據分析和生成報表,專門用于支持復雜的分析操作,側重對高層管理人員和決策人員的決策支持,可以應分析人員要求快速、靈活地進行大數據量的復雜查詢處理,并且以一種直觀易懂的形式將查詢結果提供給決策人員。本模型將數據倉庫中建立的多維邏輯視圖直接映射到數據立方體結構上,以方便對預計算產生的數據進行快速索引,當數據集稀疏時,采用稀疏矩陣壓縮技術提高存儲效率。通過對數據立方體(DataCube)進行下鉆(Drill-down)、上卷(Roll-up)、切分(SliceandDice)以及旋轉(Pivot)等操作,實現不同角度、不同層次的數據分析,例如:對交通負荷時空分布信息運用聯機分析技術處理,通過切片、切塊、旋轉細剖低級別的詳細數據和統攬較高級別的概括性數據,快速地響應查詢。數據挖掘與知識發現技術是從海量數據中抽取隱含的、潛在的有用知識的過程。許多專家學者傾向于把數據挖掘視為知識發現過程中的一個步驟,在本系統模型中,為強調這兩種技術各自特點和側重點的差異,將它們分別列出。知識發現的基本步驟為:第一步,數據的準備;第二步,數據挖掘;第三步模式評估;如果評價人員不滿意,重復執行上述步驟,否則,轉下一步;第四步,知識表示。
3、接口與會話管理模塊。該模塊通過可視化技術,提供易于被用戶理解和使用的,具有智能糾錯、自我學習的界面系統,并提供自然語言和人類思維方式與計算機之間進行轉換的功能。當系統在產生相應的決策后,該模塊可以按照有關智能交通應用子系統的指令格式生成相應的指令供決策者直接調用。
三、交通管理數據的挖掘流程
交通數據挖掘的過程大致上可分為五層:底層為交通管理數據庫,包括違章信息庫、駕駛員信息庫、機動車信息庫等等,在這些庫里存在許多交通信息,直接對這些數據進行挖掘是不現實和不可取的,因此,構建了上一層主要是數據預處理層,這一層是對交通數據庫進行適當的有選擇的篩選和處理,將少量主題相關和用戶感興趣的數據提取出來組成二維表,然后在此基礎上得到第三層概化后的數據,在這一層上我們可以利用這些概化的數據構建我們的數據倉庫。對交通數據的具體挖掘就是在這一層上進行的,最上面兩層是知識發現的過程,通過具體挖掘之后的得出的模式和分析后找到對于交通決策有效的模式。圖2給出了交通管理數據的挖掘過程。
圖2 交通數據挖掘流程圖
參考文獻
[1] 朱建秋,數據挖掘平臺及其關鍵技術研究[D],上海:復旦大學博士學位論文,2002.5.
關鍵詞:導航系統 城市智能綜合服務 軟件創新研究 市場需求
1、引言
隨著全球化經濟的高速發展,各地之間聯系更為緊密,導航系統在現代生活中起到的作用愈加突出。目前的導航軟件唯一的缺點就是涵蓋范圍不夠廣,功能不夠齊全。城市導航大多為旅游業服務,所以現在市場上的導航軟件搜索范圍比較單一,僅僅涵蓋了地理信息,并且不提供擴展搜索,而該項目的根本就是擴大搜索范圍。城市綜合智能導航系統的發展研究旨在推出一個可以最大程度滿足消費人群要求的導航系統,該系統的創新之處就在于對導航和城市數據的全面整合,旨在做出一個可以滿足要求日益增高的導航消費市場需求的產品。
2、城市綜合智能導航系統發展研究內容
2.1、研究意義
該項目研究旨在投入實際應用后將致力于滿足人們的出行需求,由于涵蓋范圍廣,功能齊全,將給使用者帶來前所未有的方便體驗。搜索得出的相關信息可以在一定程度上帶動搜索目標周邊的經濟發展,而如果應用于旅游業,則不僅可以讓人們更好地了解城市的綜合情況,同時也可以刺激以旅游業為主的城市其他行業的經濟發展。
2.2、相關研究領域現狀
隨著無線電網絡的普及和普適計算技術的發展,基于位置和時間信息的服務受到越來越多的關注。在物流管理、緊急救助、設備監測、災害預防、 醫療保健、個性化信息傳遞等領域顯示出巨大的活力[1]。
導航系統技術的日趨成熟及功能的日益完善,已經在一定意義上決定了城市綜合智能導航系統開發的硬件先決條件。系統的開發前景一片光明。再者,據2013年2月26日尼爾森的《2013移動消費者報告》顯示,中國智能手機普及率達66%,而且在智能手機APP使用情況方面,中國的用戶更多選擇游戲(70%)和地圖導航(63%)。隨著便攜式移動設備(如智能手機、平板電腦)的日趨普及,系統的應用前景也是非常廣闊的。
但是目前大多數導航軟件唯一的缺點就是涵蓋范圍不夠廣,功能不夠齊全。城市導航大多為旅游業服務,所以現在市場上的導航軟件搜索范圍比較單一,僅僅涵蓋了地理信息,并且不提供擴展搜索,而該項目的根本就是擴大搜索范圍。
2.3、研究可行性分析
城市綜合智能導航系統的研究與開發具有良好的背景基礎,該系統的研究基于當今飛速發展的GPS及GIS技術,對現有數據進行整合和更新,以軟件為載體將數據用最人性化的方式展現出來,以滿足當今消費市場希望導航系統可以更全面、更便民、更易操作的要求。
衛星導航系統應用廣泛,有利于促進國民經濟的快速發展[2]。近年來,旅游業和相關產業的發展促進我國城市導航市場已經進入規模發展的時期。隨著人們生活水平的不斷提高,出行需求不斷提高,城市智能綜合導航的出現將會進入各個家庭并成為生活必需品,并會被引入各項行業,帶動以旅游業為主的城市其他行業的經濟發展。
未來幾年內旅游業等相關產業還將會有大幅上升,城市綜合智能導航系統具有巨大的市場潛力和不可估量的發展前景。估計,國內旅游市場對城市綜合智能導航系統的需求量,將以每年30%以上的速度遞增。城市綜合智能導航系統的最大特點是具有較為豐富完善的信息資源,使用此系統進行查詢不單單可以得到它的地理信息和行車路線、里程,還可以得到它的概況、規模、發展狀況、科研水平等等相關信息,由于涵蓋范圍廣,功能齊全,將給使用者帶來前所未有的方便體驗。
我國導航應用市場過去一直飽受技術應用、市場規模因素的瓶頸。隨著這兩年技術水平與產品成熟程度的不斷提高,特別隨著旅游業的深入發展,旅游目的地信息越來越受重視。關于旅游目的地信息是否容易獲得,被作為衡量目的地旅游業是否成功的一個關鍵性的要素,也是衡量旅游者是否滿意的一個重要因素[3]。我國城市綜合智能導航系統市場已經進入規模發展的時期,未來國內城市綜合智能導航系統的市場前景將會是一片光明。
中國導航系統市場的快速發展對全球市場有舉足輕重的影響。與國際水平相比中國導航市場擁有巨大發展空間。政府政策對行業的大力支持,巨大的市場發展空間,高科技前沿陣地深圳及北京等城市智能綜合導航系統的大力發展帶動,勢必會帶動整個產業在中國的快速發展。可以預見,隨著國家產業政策的不斷大力支持,城市智能導航產業很快就會建立起一個統一的、規范的行業標準。盡管我國90年代開始積極跟蹤國際智能交通系統領域技術的發展,經過多年發展我國智能交通系統建設已進入發展期,在軟件、產品開發、技術標準、產業化等方面都取得了相當進展。但在交通信息服務上與發達國家仍然有較大差距,面臨巨大挑戰。但是,在面臨挑戰的同時,也將面臨更大的機遇。如就地取材、政府支持、自主便利、市場熟悉、價格優勢,正是城市智能綜合導航系統發展的最大資本。
2.4、軟件的推廣與普及應用
該系統不僅可以以軟件的形式,用便攜移動設備為載體來實現其應用價值,同時可以與政府尋求合作,將其應用在路邊的便民終端平臺里,現有的服務平臺里主要應用于旅游行業,在使用城市綜合智能導航系統就可以讓服務平臺更加貼近群眾生活,甚至可以將置于便攜設備的城市綜合智能導航系統的更新通過政府提供的便民平臺來實現。
3、結語
綜上所述,系統的未來研發前景廣闊,研發難度日漸降低,但是面臨著的競爭愈加激烈。因為包括百度地圖等地圖導航系統、以及很多便民網站開始相互融合,已實現部分本系統的預期目的及設想,如可以在地圖中搜索“團購”信息和黃頁信息,所以,城市智能綜合導航系統的發展在面臨著挑戰,但是同樣,在競爭的同時,也會更好的促進系統的發展與創新!
基金項目:大連外國語大學2012年度大學生創新研究項目(重點項目,項目編號:2012-xsz-19)。
參考文獻:
[1]施滸立,崔君霞.衛星導航技術發展向何處去.中國科學 物理學 力學 天文學,2011,41(5):539-546
本文首先系統分析了中國和外國公共交通的現狀的基礎上,從我國城市校車的現實狀況出發,提出了校車存在的必要性。并通過借鑒國內外的經驗,對我國城市校車的車輛調度和網絡優化提出了自己獨有的見解。車輛調度是我國城市公交校車調度的重要內容,文章對我國大城市公交典型的線路調度管理和組織模式和日常調度作了分析,進而在實際調查的基礎上從學生的角度分析了公交線路優化問題。建立了學生等待抱怨程度最低,學生擁擠抱怨程度最低為目標的公交車輛發車頻率和線路優化的算例。本文最后在調度和優化的基礎上,對公交智能化調度系統的基礎內容作了相關闡述,提出了APTS和ITS對公交校車的重要作用和發展前景。
關鍵詞;公共交通 ; 校車;車輛調度;網絡優化;智能交通
中圖分類號:U491.1+2文獻標識碼A
1引言
對公交校車網絡系統而言,擁擠現象是普遍存在的,尤其是在一些人口密集的地區,如我國的北京、上海、香港等大中城市。學生常常會由于擁擠而乘不上到達的第一輛車,因而換乘別的交通工具。基于此我們對經營者和學生進行了分析研究。通過本課題的研究將對制定線路規劃,經營者具體經營管理提供一些網絡優化方法,為校車客運企業的發展也提供參考依據。
這就是本課題研究的出發點,本文將從兩個方面來解決,一方面,一些公交校車在不改變自己運營線路的條件下,通過合理調度,加開學生專車,在某個時間段內增加發車的數量;另一方面,建立一個優化的學生交通網絡,把校車納入后勤化的范疇。
2 公交校車概述
2.1
校車的概念
城市校車是城市公交系統的一部分,主要是為了方便學生上下學而設置的,由于它的特殊性,校車雖屬公交車性質,但在發車方式上與一般公交車有所區別。
首先,校車線不是在兩頭終點站同時雙向發車,而是按照學生上、下學客流走向,在單向終點站發車,即早晨從居民區終點站朝學校方向發車,傍晚是從學校終點站朝居民區方向發車。
其次,校車線的車輛間隔也區別于其它公交車。校線分早晚兩個時段在各終點站發車。每個時段的首班至末班時間為10至20分鐘,在時段內全部車輛將均衡發出。
2.2天津市公交校車現狀
從2004年3月1日至2004年3月14日這段時間里,跟車調查687路車,由于篇幅有限,所有數據不再一一列出。調查數據整理如下:
表一:
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T(秒) 2.5 2 2 3 6 6 1.5 1 1.5 1 1 2.5
M(個) 13 1 4 3 10 7 1 7 8 5 6 9
P(%) 13.3 1.0 4.1 3.1 10.2 7.1 1.0 7.1 8.2 5.1 6.1 9.2
N 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
T(秒) 1 1 2.5 1 1 1 5 1.5 4 1 1 1.5
M(個) 7 3 8 8 4 9 5 5 9 11 4 4
P(%) 7.1 3.1 8.2 8.2 4.1 9.2 5.1 5.1 9.2 11.2 4.1 4.1
N 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
T(秒) 2 2.5 1 2 1 1.5 1 2 1 1.5 2
M(個) 6 7 1 2 1 4 1 2 1 2 10
P(%) 6.1 7.1 1.0 2.0 1.0 4.1 1.0 2.0 1.0 2.0 10.2
注:N —— 站點名稱,T —— 運行時間,M —— 站點集散量,P —— 站點集散量百分比
1~35表示站點名稱。
由表一可知,4、6、19、21這幾個站點運行時間較長,主要原因是因為經過一些大型商業區交叉路口較多,降低了運行速度,極易會讓學生不能按時到校。有必要優化線路,使之提高運行效率。由表可知,各站點乘客集散量存在較大差別,起終點站上下乘客最多,約占全線的23.3%,其次為5、12、18、21、22等站點。27~34這8個站點上下車人數只占路線上下車人數的14.1%。有必要對其進行優化線路。
2.3天津校車存在的問題
2.3.1線路不合理
盡管一些公交車是以校車的名義運行著,由于收益不大,沒有或者很少發揮校車的作用。乘客大多以市民居多,車輛經過的地區學生較少,因此,學生做車需要中轉,致使學生以騎自行車為主。
2.3.2站點設置不科學
部分站點布設不合理,有的站點與學校有較遠距離,致使學生的步行距離過長,換乘不便。站點設置的應突出特性,尤其是在上學、放學高峰時段,沿途要經過居民區和學校,在非高峰時段,可以適當改變路線。
2.3.3時間安排不當
公交客流是一個隨時間、空間不斷變化的量,充分發揮公交車動態運能,需要深入地把握公交客流的變化規律。學生出行大多在上午7點到8點,下午5點到6點,因此,在這些時間段應把發車班次適當增多,使車內不會太擁擠而導致危險。
2.3.4交通阻塞嚴重
校車主要運行在居住區和學校之間,城市的一些大商業區要盡量避開,提高運行速度,減少交通阻塞,提高運行效率。給學生帶來方便,致使學生能按時到學校。
3車輛調度和網絡優化
3.1車輛調度(行車間隔)
a) 行車間隔的計算
行車間隔,指正點行車時,前后兩輛車到達同一停車站的時間間隔,又稱車距。可由下式確定:
I=或I=
式中:t0—— 為高峰期間的周轉時間;
ti“ ——i 時間段的延續時間;
A——to 時間內運行的車輛數;
Ai ——i 時間段內運行的車輛( 次 )數( 輛 ( 次 ))。
行車間隔確定是否合理,直接影響營運線路的運送能力和運輸服務質量。
一般,行車間隔的最大值取決于客運服務質量的要求,而行車間隔的最低值Imin
則應滿足下列條件:
Imin cs+ tf + ty
式中: cs—— 路線中途站的平均停站時間 (min);
tf——車輛尾隨進出站時間 (min);
ty—— 必要時等待交通信號時間 (min) 。
在乘車秩序正常的情況下,對大中城市客運高峰線路,Imin以不低于1分鐘~3分鐘為宜。
b) 行車間隔的分配
行車間隔的分配,即行車間隔計算值的分配,指對呈現小數的行車間隔值進行取整數處理,使之確定為適當數值以便掌握的過程。
當行車間隔的計算值為整數時,在周轉時間內,行車間隔的排列為等問隔排列。而當行車間隔的計算值為小數時,為便于掌握,可對之進行取整數處理。
c) 算例:
天津校車一路,起點是萬新村,終點是實驗中學,由于在早晨7:00到7:46時間段內,學生人數較多,經常發生擁擠和乘不上車的情況,需要有原來的8車輛增開為11輛,計算行車間隔,要求間隔時間為整數。
根據式子
(min)
因I小數,需進行取整數處理。
根據上式,令Xb與Xc分別為1與0,則可將I分解為:
I=
(輛)
行車間隔的分配結果為:
即,行車間隔為5min的有2輛車,行車間隔為4min的有9輛車,共計:
A=2+9=11(輛)
3.2公交校車網絡優化
3.2.1用“逐步布設,優化成網”算法
“逐步布設,優化成網”算法,是把公共客運網絡歸納為擬設線路起訖站點的配對優化,以以學生總乘行時間最少為目標,采用最短路法求解。
算例:
如圖所示單行線交通網,其中,V1表示虛擬居民區,V2—V7為虛擬的學校地點,每條弧旁的數字表示通過這條單行線所需要時間的綜合權數。
要求:各學校站點到V1時間最小?
基本思想:從V1出發逐步向外探尋最短路,執行過程中,與每一個點對應,記錄下一個數(稱為這個點的標號),它或者表示從V1到該點的最短路的權(稱為P標號)。或者是從V1到該點的最短路的權的上界(稱為T 標號),方法的每一步是去修改T標號,并且把某一具T標號的點改變為具P標號的點.從而使D中具P標號的頂點數多一個,這樣至多經過P-1步就可求出V1到各點的最段距離。
具體步驟如下:
i=0:
S0={V1},P{V1}=0, λ{V1}=0, T{Vi}= +∞
λ{Vi}=M(I=2,3,4,…),K=1
②因(V1,V2)∈A,V2S0,P{V1}+ω12
故把T{V2}修改為P{VI}+ω12=3,λ{V2}修改為1;
③在所有的T標號中,T{V3}=2最小,于是令
P{V3}=2, 令S1=S0∪{V3}={V1,V3}, K=3
i=1:
②把T{V6}修改為 P{V3}+ω36=2+3=5,λ{V6}修改為3
同理,把T{V5}修改為P{V3}+ω35=2+2=4,λ{V5}修改為3;
③在所有的T標號中,T{V2}=3最小,于是令
P{V2}=3, 令S2={V1,V2,V3}, K=2
i=2:
②把T{V4}修改為P{V2}+ω24=3+3=6,λ{V4}修改為2
同理,把T{V5}修改為P{V3}+ω25=3+1=4,λ{V5}修改為2;
③在所有的T標號中,T{V5}=4最小,于是令
P{V5}=4, 令S3={V1,V2,V3,V5},K=5
i=3:
②把T{V4}修改為P{V5}+ω24=4+2=6,或P{V2}+ω24=3+3=6,λ{V4}修改為2
同理,把T{V6}修改為P{V6}+ω53=4+0.5=4.5,λ{V6}修改為5,
把T{V7}修改為P{V5}+ω57=7,λ{V7}修改為5
③在所有的T標號中,T{V6}=4.5最小,于是令P{V6}=4.5,
令S4={V1,V2,V3,V5, V6}, K=6
i=4:
②把T{V7}修改為P{V6}+ω67=5+2=7,λ{V7}修改為6
③在所有的T標號中,T{V4}=6最小,于是令
P{V4}=6, 令S5={V1,V2,V3,V5,V6, V4} K=4
i=5:
②把T{V7}修改為P{V4}+ω47=6+0.5=6.5,λ{V7}修改為4
③在所有的T標號中,T{V7}=6.5最小,于是令
P{V7}=6.5, 令S4={V1,V2,V3,V5, V6,V7}, K=7
i=6:
這時僅有的T標號點為V7,T{V7}=+∞,算法終止。
結果:P{V1}=0,P{V2}=3 P{V3}=2, P{V4}=6
P{V5}=4,P{V6}=4.5 P{V7}=6.5,那么,從V1到V7進行運輸,選取V1-V2-V5-V4-V7, 或V1-V2-V4-V7, 或V1-V3-V5-V4-V7。
對于其它站點可以配以權重,再次進行選取,直至找到最優路線。
3.2.2模型評價
此模型主要是從乘客即學生的出行時間來考慮,優點是優化程序較少,并結合部分指標的修正,避免自相配對修正。缺點是,約束條件較少,對優化效果有一定影響。
4公交校車智能化
先進公共交通系統是智能校車交通運輸系統的重要子系統。作為APTS重要組成部分的公共交通信息系統,面向公共交通使用者的交通信息系統。提供的實時信息包括:公共交通擁擠程度、票價、公交車輛站時空信息、各個學校學生上、放學信息、換乘信息以及停車狀況等。公共交通信息的提供有助于學生出行、換乘和發時間的選擇,可以改善學生的方便程度。在實際應用上能夠提高公交服務水平、公交吸引力和公交運營效率。總之,本研究對于發揮ITS和APTS的最大效益、改善城市的公交校車的現狀具有重要的意義。
5結論
論文在大量實地調研的基礎上對我國大城市公交校車的線路調度管理組織模式和日常調度做了總結。根據天津市的公交校車出行調查資料對線路調度問題進行了一定分析,進而對線路調度問題做了一定的簡化,構建了以學生等待抱怨程度最小、擁擠抱怨程度最小為目標的優化模型。
通過研究國外智能交通發展經驗,歸納出我國城市公交校車智能調度系統應具備的基本功能和技術支持。結合我國公交校車發展的特點,我國發展智能化公交校車雖然有一定困難,但將勢在必行。
參 考 文 獻
1沈志云. 交通運輸工程學. 人民交通出版社, 1999
2周晶. 城市交通系統分析與優化. 東南大學出版社, 2001
3胡思繼. 交通運輸學. 人民交通出版社, 2001
4路化普. 解析城市交通. 中國水利水電出版社, 2001
5李維斌. 公路運輸組織學. 人民交通出版社, 2002
6劉舒燕. 交通運輸系統工程. 人民交通出版社, 2002
7繆立新. 中國大城市公共交通現狀對策. 世界城市交通, 1997
8馬容國. 劉國營. 城市客運交通結構的綜合評價. 公路交通科技, 2002
9董田良. 智能交通系統. 人民交通出版社, 1999
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