智能交通环境下城市动态路径诱导的关键技术研究

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:刘思哲
[导读] 摘要:本文基于智能交通规划和核心技术产品的成果转化应用推广项目,首先对智能交通环境下城市动态路径诱导的研究现状进行了分析,然后对智能交通环境下城市动态路径诱导构成与分类进行了分析,最后从智能交通环境下城市动态路径诱导的无线数据通信技术、智能交通环境下城市动态路径诱导的实时交通信息采集及处理技术、智能交通环境下城市动态路径诱导的动态路径诱导算法、智能交通环境下城市动态路径诱导的短时交通流预测技术、智
        佛山市吉大智能交通有限公司  广东佛山  528200
        摘要:本文基于智能交通规划和核心技术产品的成果转化应用推广项目,首先对智能交通环境下城市动态路径诱导的研究现状进行了分析,然后对智能交通环境下城市动态路径诱导构成与分类进行了分析,最后从智能交通环境下城市动态路径诱导的无线数据通信技术、智能交通环境下城市动态路径诱导的实时交通信息采集及处理技术、智能交通环境下城市动态路径诱导的动态路径诱导算法、智能交通环境下城市动态路径诱导的短时交通流预测技术、智能交通环境下城市动态路径诱导的大规模路网下中心式诱导路径并行计算技术以及智能交通环境下城市动态路径诱导的基于道路数据增量更新的动态拓扑重建技术等方面对智能交通环境下城市动态路径诱导的关键技术进行了分析。
        关键词:智能交通系统;车辆动态路径;诱导方法
        前 言:交通运输始终与人类的生活息息相关,交通运输随着人们生活和工作的需要而增长,并逐渐成为中国经济和社会发展的基础,起着非常重要的作用。交通传输最早的含义就是交错相通,当交通秩序混乱,交通事故多发时,就会在极大程度上影响经济发展的稳定、人们的生活质量和安全以及生态环境污染的控制等。
        1 智能交通环境下城市动态路径诱导的研究现状
        日本在1973年初就已经开始研究开发动态道路引导系统,并且在1990年的时候建立了世界上第一个VICS交通信息系统。 2003年,名古屋学术合作小组在2005年名古屋博览会上进行了1000年的试验,根据探测数据的动态粉末引导系统开发了具有超强稳定性和信息可用性的PRONAVI汽车导航系统。 LISB系统和AutoGuide系统都是在1980年代后期开发的,可在欧洲,德国以及英国展示,英国研究开发的TrafficMaster,是世界上第一个车辆信息交流系统,在当前的PROMETHEUS方法中,DMRG创建了一个动态道路系统,系统显示的交通信息有车辆速度以及道路的状况等,以及基于RDS-TMC交通传输具有静态自主导航的道路系统。在1990年代后期的时候,美国展开了以动态道路引导系统为主要路线的一系列野外操纵实验,美国于1993年启动的TravInfo项目为旅行者提供了通过使用各种设备提供的多模式和动态路线的快速且准确的道路信息,这些设备包括:寻呼机、电话咨询系统、汽车导航系统以及互联网站点等。当前,多方乘客信息系统已经在美国广泛分布,并且实时交通信息和因特网交通信息源在美国已经变得越来越丰富。对目前的中国而言,动态引导路径已经成为我们开发研究智能交通系统领域的关键,现在,一些研究机构和大学已经开始在这一领域进行重大研究并且取得了一定的进展。1995年6月,中国的同济大学开发了多层动态道路引导系统。UTFGS是中国道路诱导系统的第一个动态研究项目,这不仅是一个基于中国混合交通状况和城市交通管理系统的研究项目,同时,这还是一个可以基于实时动态交通信息和旅客信息进行实时分布式路线引导的系统,由于中国开始研究动态路线引导系统的理论的时间晚,所以中国与发达国家之间仍然存在很大的差异。
        2 智能交通环境下城市动态路径诱导构成与分类
        动态路线导航系统通常包含三个组件:(1)交通管理信息中心,交通管理信息中心的主要作用是收集并处理不同来源的实时交通信息并整理发布交通数据的实时信息。(2)在道路车辆信息和交通信息之间进行有效转换数据的通信信息系统。 (3)车辆车载导航系统主要用于交通信息的收集、存储以及处理,并为用户提供优质的服务,但是用户在使用这个系统时,最好先输入个人信息并接收指导说明。根据驾驶指南的计算,动态路由系统可分为两类:(1)中心决定式的动态道路引导系统CDRGS,这种类型的系统根据来自托管主机的实时流量信息,对于可能的OD对,将通过编程的通信网络将最佳路线或准最佳路线发送给用户。(2)分布式的动态道路引导系统DDRGS,也称为确定性动态道路引导LRGGS系统,根据从通信网络接收到的实时交通信息,它可以通过设备地图来引导路线。
        3 智能交通环境下城市动态路径诱导的关键技术
        3.1 智能交通环境下城市动态路径诱导的无线数据通信技术
        无线网络通信技术是动态道路导航系统的核心。通信系统完成两个步骤,首先,我们可以通过运行车辆调整信息和实时上载旅行需求来运行车辆和道路的特征信息。其次,它负责最近交通信息和道路信息的发布。我国目前的主要通信方法如下。(1)红外线。(2)FM 负载波,包括低速的RDS-TMC和高速的HS2DS,DARC等方法。(3)GSM / CDPD / Mobitex蜂窝数据通信,或者是双向UHF / VHF RF射频通信。(4)双模DRGS红外光片和FM Sabuseru或者是蜂窝数据通信。(5)像GSM / CDPD这样的无线互联网服务。


        3.2 智能交通环境下城市动态路径诱导的实时交通信息采集及处理技术
        实时交通信息的收集主要依赖于交通检测设备,例如:环形感应线圈、雷达、视频、车牌识别传感器和车辆传感器(FC),但是由于人为因素或系统故障,这些方法依然存在十分严重的缺陷。随着全球定位技术与全球定位技术的应用和传播,基于GPS车辆的识别技术正在逐渐朝着实时交通收集研究和发展方向发展,它使用安装在移动车辆上的GPS定位模块来收集实时交通信息,并防止数据的准确性和实时性能下降。通过有效利用现有运行车辆,我们可以在驾驶车辆时获得高精度的道路信息。
        3.3 智能交通环境下城市动态路径诱导的动态路径诱导算法
        动态道路算法是道路系统不可或缺的一部分。通过计算城市道路网络信息和实时交通信息的最佳路线,可以获得可行的行驶路线。在典型的传输网络中,最佳路线本身就是满足某些特殊条件的最短路线。从基于约束的初始深度快速搜索算法到基于约束的最佳解决方案算法、基于动态程序速度的指南、基于矩阵的精度最大方法相关性边缘配置列表等多种算法。不同的网络特性需要根据应用程序要求、特定的软件和设备环境,此外不同的算法具有各自的空间复杂度,时间复杂度等特征,所以我们需要根据实际使用条件,来选择适合系统要求的算法。
        3.4 智能交通环境下城市动态路径诱导的短时交通流预测技术
        国内外的动态交通系统通常会根据实时交通信息来规划最佳路线。但是当前的路线对于未来而言可能不是最优的,因为交通流会不断发生变化,从而大大降低了道路诱导的效果,并且用户对系统的信心也会下降。所以我们需要通过历史和实时跟踪交通数据来预测未来的交通状况,并继续使用多尺度的预测技术,以此为道路诱导系统和用户提供不同时间尺度的道路预测信息;再根据这些信息进行诱导道路的改善,防止大量车辆服从相同基于实时采集信息的诱导信息而进入相同路段,从而导致道路拥堵转移的现象。
        3.5 智能交通环境下城市动态路径诱导的大规模路网下中心式诱导路径并行计算技术
        网络感应并行计算机技术的研究为密集感应电路的网络感应开辟了一种新的方法就是“密集感应法”,这就为密集感应方法的实施提供了足够的技术支持。这种诱导方法虽然可以在单周期内优化路径,但是却很容易产生拥挤转移而导致动态道路诱导效果丧失:中心式诱导以大规模路网全局最优为目标进行道路优化,从而有效阻止了这种现象,是解决交通拥挤最佳的诱导方式。但由于没有办法解决大规模路网路径优化这一中心式诱导的技术问题,所以中心式道路诱导还没有在中国得到实现。
        3.6 智能交通环境下城市动态路径诱导的基于道路数据增量更新的动态拓扑重建技术
        研发动态拓扑重建技术是非常有意义的,随着道路数据的不断更新和增加,在线导航电子地图能够被实时更新。现有的电子地图会通过更改地图版本进行定期更新,而大部分地图的更新速度都将落在城市道路网的后面。随着数据的发展和变化,地图数据可能无法准确反映道路交通的当前状态,并且可能提供错误的动态交通导航。针对这一问题,我们需要开发一种动态拓扑重建技术来实时更新道路数据,使用局部递归机制更新局部路径类,并使用动态重构方法快速重建更新后的回归数据之间的拓扑关系。在动态导航中运行完整的地图更新,响应实时电子地图更新的需求。
        结语
        利用计算机技术、信息技术以及通信技术来补充当前道路上日益增加的交通问题是国际交通运输发展的方向。动态道路引导系统作为智能交通系统的关键组成部分,动态道路诱导系统引起了公众的极大关注,这一定会对交通运输的发展产生一定程度的积极影响。
        参考文献:
        [1]刘陪. 智能交通中动态路径诱导系统的建模与优化算法的研究[D].吉林大学,2017.
        [2]耿浩. 智能交通分布式动态路径诱导系统路径优化问题研究[D].兰州交通大学,2016.
        [3]王勇,于文震.智能交通系统中动态路径诱导算法分析[J].公路交通技术,2015(01):126-130.
        [4]李鹏.智能交通系统中动态路径诱导关键技术研究[J].黑龙江交通科技,2010,33(08):266+268.
        收稿日期:2014-5-13
        基金项目:佛山市科技创新资金资助(项目编号:2012HC100182)
        作者简介:刘思哲  男 佛山市吉大智能交通有限公司总经理、项目总负责人
        通信作者:刘思哲
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