智能交通技術論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇智能交通技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

鑒于上述交通管理工作中存在的種種不足和缺陷，為了更好的簡化交通管理系統流程，完善交通管理工作流程，在傳統管理模型的基礎上進行優化計算來實現適時、有效的交通管理控制體系顯然是不現實的。此時，我們需要將目光脫離傳統的交通管理流程，從新的技術角度入手去研究交通管理新流程，從而實現交通管理工作的有序、科學。面對這種情況，以智能交通系統為核心的交通控制系統應運而生，然而時至今日仍然有不少單位雖然看似引入了人工智能技術，但是面對復雜的技術標準和設備操作要求，不少工作人員就顯得有點無力了。但是事實證明，這種做法是成功的，它雖然在交通管理領域工作人員操作上存在問題，但是在系統應用效果中有著巨大優勢。基于此，我們可以從下面兩個角度去分析智能協作技術在交通管理中的應用。首先，由于城市交通狀況本身有著復雜、非線性且瞬時多變的特征，同時交通管理人員又高度要求信息傳輸的實時性、瞬時性，這個時候對整個城市交通管理系統實現最佳控制顯然是不可能的，只能要求整個城市交通保持在最合理、最有序的狀態。其次，在智能協作技術在交通管理中的應用上，局部合理與整體合力并不存在相悖的問題，但是當產生這種問題的時候我們可以從局部入手進行協商，通過協作的方式來解決各種相悖問題，從而確保交通管理工作的有序開展。

2智能協作技術在交通管理中的具體應用研究

通過對我國傳統交通管理工作存在的問題和特征研究，采用多個不同功能的智能技術來協作控制交通工作可謂是一種合理、有效的管理方法，這一技術是基于智能協作為核心的新型交通管理系統，具體應用策略如下。

2.1系統建設

交通信號燈作為當今交通管理控制的主要手段，也是城市交通的基礎管理措施，在整個城市交通控制系統中一直發揮著不可替代的重要作用。因此在這里研究中，我們主要以路通燈的控制為基礎來闡述智能協作技術的應用情況。為了更好、更方便的敘述這一系統優勢，我們這里不妨將信號燈的應用設為如下情況。(1)路口是交通系統的基本控制單位。一個城市的交通系統主要由路口1,路口2,…,路口n共n個路口及連接這些路口的所有道路組成。(2)各方向紅綠燈基本周期相同,記周期開始時刻為t=0,1,2,…；(3)Li(t)為描述t時刻等候在i路口的車輛數量的向量。Li(t)=(Xi(t),Yi(t),…),其中Xi(t),Yi(t),…分別表示t時刻等候在i路口的不同方向的等候車隊長度。Li(t)為狀態變量。(4)X′,Y′,…分別表示系統設定的不同方向等候車隊長度的閾值。一旦某方向的等候車隊長度超過閾值,則agent開始協商、協作以使等候車隊長度低于或盡量接近于此閾值。此閾值可根據具體情況動態修改。(5)g(t)為在t時刻開始的周期中綠燈亮所占的比例,此為控制變量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系統并非用于處理這種簡化假設—它恰恰是為了解決傳統交通控制過于簡化交通模型的問題而設計的;本文也不擬對此假設所涉及的變量進行精確建模和計算。對于復雜的實際情況和更多的功能需求,可以相應增加agent的知識庫內容及感知器的復雜度。這些都不影響對系統基本結構和工作原理的闡述。

2.2系統設計

目前，雖然智能協作技術已經在交通管理領域得到廣泛的應用，但是仍然有不少地方需要我們深入研究和探討。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不斷發生、交通問題越來越復雜的今天，建立健全交通管理機制勢在必行。在這里的智能協作技術應用中，具體的設計策略如下。

2.2.1系統結構

系統的整體結構如圖1所示。系統中包括兩類agent:一個區域控制主題(AreaControlAgent,簡記為ACA)和多個路口控制agent(CrossContro-lAgent,簡記為CCA)。其中,每個路口控制agent可與鄰近的agent通信,并與唯一的區域控制agent相連。下面分別對這兩類agent加以介紹。

2.2.2路口控制agent(CCA)

路口控制agent是典型的協同型agent,即所有的CCA有著共同的全局目標—使得區域交通暢通,同時每個CCA也有與全局目標一致的局部目標—盡量使本路通暢通。城市中的每個路口有且僅有一個CCA。CCA的基本功能是:根據路通狀況動態調整g(t),即一個周期內的紅綠燈配時方案,使得本路口的等候車隊長度Li(t+1)盡量取最小值,同時使Li每個分量(Xi(t),Yi(t),…)均小于系統設定的閾值。并每個周期向相鄰CCA及所從屬的ACA發送當前路口狀態信息。當Li的某個分量(如Xi)高于所預定的值閾X′時,該CCA根據其鄰近4個CCA及路口的狀態,發出協作請求。例如:請求其上游路口i的CCA在t1時刻減少gi(t2),或請求其下游路口j的CCA在t2時刻增加gj(t2)等,以確保路口的暢通。當CCA收到鄰近CCA的協作請求時,也可以根據自身狀況及當前路口狀況,接受、協商或拒絕。此外,CCA還接受ACA所發出的控制指令和策略調整指令。路口控制agent的結構如圖2所示:所有路口控制agent有著相同的結構。包括控制模塊、推理機、感知器、執行模塊、狀態欄、知識庫、路口模型等部分。

2.2.3區域控制

區域控制agent負責協調、指揮所管轄的CCA,并收集、分析、整理所轄CCA定期發送的路口狀態報告。在通常情況下,CCA享有很高的自治性,ACA不干涉CCA對本路口的交通控制,以及CCA之間的協商協作行為。在具體的管理工作中，一旦發生如下情況，我們可以迅速的通過智能協作技術命令來實現交通管理工作。首先，突發事件的發生，比如有消防車、救護車等特殊車輛要通過某種特定的車道的時候，交通管理部門可以利用CAC強制命令該路段所有路口的交通燈全部亮綠燈，從而確保這類車輛的迅速通過。其次，發現區域路段出現嚴重負載不平衡現象的時候，可以在全局工作角度上去控制和分析，并合理的進行修正與處理。

篇（2）

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：

篇（3）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-489X(2012)03-0026-03

Practice of Adding Innovation Education Reformation on Intelligent Transportation Systems Course//Wang Yunling1, Xi Jianguo1, Zhang Xiangmin2

Abstract The intelligent transportation systems course is one of the most important special courses. This paper analyzes the problems in teaching process, suggests that adding the innovation education reformation on the intelligent transportation systems course from teaching outline, teaching materials, classroom instruction, practice, course examination.

Key words intelligent transportation systems; innovation; action orientation teaching model

Author’s address

1 Vehicle and Motive Power Engineering College, Henan University of Science and Technology,

Luoyang, Henan, China 471003

2 Law School, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan, China 471003

近年來，隨著我國高等教育教學改革的深入發展，更多的院校更加注重大學生創新創業教育的培養。依托高校專業教學優勢，將創業教育的基本內容融入專業教學的各個環節，不失為提高高校教育質量的一個發展方向[1]。本文以交通運輸專業智能交通系統課程為例，談談如何在專業課程教學中引入高校創業教育。

1 智能交通系統課程的主要內容[2-3]

智能交通系統課程是交通運輸專業一門重要的專業課程。智能交通系統（Intelligent Transportation Systems，簡稱ITS）將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術以及計算機處理技術等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統。該課程的主要內容有三大部分。

1）ITS框架體系。確定適合交通體系的智能交通系統體系框架，為國家進行智能交通系統規劃、實施、管理、設計提供依據。智能交通系統體系框架的組成部分主要有用戶服務、邏輯體系結構、物理體系結構、通信體系結構、標準化工作、費用效益分析及評價、實施措施及策略等七點。

2）ITS關鍵技術。該課程主要介紹網絡技術、通信技術、檢測技術、人工智能技術、數據庫技術、車輛定位技術、地理信息系統、IC卡技術等高新技術。這些技術都屬于世界高端技術，研究深入，并且創造的社會價值很大。

3）ITS的應用。該課程主要介紹交通信號控制系統、交通信息服務系統、智能交通管理系統、智能公共交通服務系統、電子收費系統、多式聯運系統、都市集成樞紐智能交通管理系統、智能車輛系統、自動公路系統、緊急事故處理等應用，這些應用與國民息息相關，創造了高額的社會經濟價值。各個國家都在大力發展智能交通產品，占領市場份額。

2 智能交通系統的學科特點及存在的問題

智能交通系統課程是一門交叉學科課程，涉及車輛、交通、運輸、道路、通信、控制等多學科。其基本理論框架從實踐出發，經過抽象、概括、歸類得出的科學實踐的模型，反過來又結合各種技術措施用于指導交通運輸實際問題。課程特點可概括為“概念多、理論多、內容多、理解不易深入”，而這也是學生在學這門課程中反映最多的問題。

智能交通系統又是一門實踐性較強的課程，其理論框架來源于實踐，但不是推理得出，而是通過歸納總結、反復實踐驗證得出合理結果，有了框架理論才可介紹主要技術以及實際應用。因此在講述時，雖然強調理論框架體系的基礎地位，并要求詳細講解，但是學生仍顯得似懂非懂。由此容易導致學生的學習興趣下降，認為該部分內容意義不大，也就是“學了沒用”，從而嚴重影響后面內容的學習和理解。

從學生的考試中也可看出一些問題，在回答主觀性題目時，存在的問題較多。對于簡答題和名詞解釋題的解答主要靠死記硬背，考試過后很快就忘了，無助于這門課的學習；反映學生理解水平的論述題，學生的回答要么空洞無物，要么就是死記硬背教材上的內容，靈活理解掌握和運用能力較差。比如，論述題“談談你對智能交通系統（ITS）應用的理解”，學生一般將課本上智能交通系統概念、框架體系、車輛導航系統、交通信號控制系統等內容死記硬背下來答上，并無自己的理解看法，對智能交通系統真正的應用并無太多了解。

筆者認為，造成這種情況的一個重要原因是沒有抓住學生的學習興趣。那么如何抓住學生的學習興趣呢？就要想學生所想。如今的大學生與社會接觸較多，心中所想主要是能夠學一些有用的知識，有助于以后的就業。智能交通系統課程與實踐聯系較緊密，可以將創新創業的理念融入課程中去，從而吸引學生的注意力，讓學生能夠主動學習這門課程。這樣，不僅該課程的教學效果得到增強，還訓練了學生的創造創新能力，有利于創造互惠雙贏的局面。

3 如何在ITS課程中融入創新教育

在大學本科的教學過程中，如何將創新創業教育融入智能交通系統課程中呢？筆者在自己的教學實踐中，通過不斷調整教學思路和授課方式，總結出以下幾方面經驗。

3.1 教學大綱

目前中國的本科教育基本是按照教學大綱進行教學，教學大綱一般2～3年修訂一次，以適應社會經濟的發展變化。在修訂過程中，可在教學大綱中有意識地逐步添加創新創業內容。

1）在“課程基本要求”中，增加“了解當前智能交通系統相關經濟技術產業”等內容。

2）在“課程內容”方面，在智能交通系統關鍵技術和智能交通系統應用兩大部分內容中，增加先進技術的案例。最好能以某一個項目為例，介紹研究目的、研究內容及研究工具等內容。

3）“習題”部分，可以形式多樣化，增加論文、調查報告等形式。

4）“成績考核評定辦法”可以適當靈活，應當增加創新創業的思想，引導學生發散式思維。單純的普通試卷考核方式很難體現學生的全面學習成果，而教師對學生學習過程中的個人看法在一定程度上可以反映學生的實際學習情況，因此有必要加大平時成績的比例。

3.2 教材

智能交通系統課程教材比較多，大多是系統性、綜合性的普通教材，如《智能交通系統概論》《智能交通系統體系框架原理與應用》等。筆者建議可以選取這類教材作為主教材，系統介紹智能交通系統的理論知識，同時增加智能交通系統有關創業實例作為補充。教師在授課時將輔助教材融入主教材中。當然，也可以自編教材，側重開發學生的創新創業思想，以教材結合創新創業思想，將案例編入智能交通系統的理論知識中去。當然，因這類教材專業目的性強，可作為教師、學生的重要參考教材。

3.3 課堂授課

課堂授課是在智能交通系統課程中融入創新創業教育至關重要的一環，授課的好壞直接決定了學生的創新創業思想的接受程度。在課堂教學中，按照教學大綱和適當教材，選取有相關經驗的教師進行授課。

筆者從事該課程的教學已有4年的時間，授課對象為交通運輸專業的學生。經過幾年的嘗試研究，筆者認為可從以下幾個方面來進行改進。

1）教學方法改革。課堂授課時，采用行動導向教學模式。授課過程中采用案例分析法、模擬情景法、項目教學法、仿真教學法等一系列不同于傳統理論講授的教學方法。“行動導向”教學模式下的學生不再處于被動接受地位，而是處在積極的、主動的地位，教師不是單純地給學生灌輸知識，而是讓學生參與到創造性實踐活動中來。學生需要動腦動手，親手操作，進行觀察、收集、分析資料等活動，在實踐中培養學生與他人合作、交流的能力，培養分析問題、解決問題的能力，形成綜合性的知識結構，培養綜合性的能力和創業意識，使大學教育適應經濟社會的發展要求。

講課過程中，教師應注意在智能交通系統關鍵技術和智能交通系統應用兩大部分內容中，引入創新創業意識，引導學生積極主動思維，提高學生學習的積極性。教師應當有意識地講述一些世界前沿技術，開闊學生的視野，增強學生的學習興趣。在介紹智能交通系統相關技術及其應用時，教師可以引入當前國際或國內先進的智能交通系統產品，如智能車輛技術、車輛模擬駕駛技術、停車場智能管理系統、智能交通控制、交通監控圖像識別技術、地理信息系統、不停車收費等技術產品。

2）授課順序適當調整。通常的授課程序是先講智能交通系統框架體系，再講智能交通系統關鍵技術，最后一部分是智能交通系統的應用。學生普遍反映前面聽著沒意思，進而失去學習的興趣。進行順序調整后，先講智能交通系統的應用，聯系國內及國際上實際的應用成果，接下來介紹要實現這些應用需要哪些主要的技術，最后介紹實現實際的應用效果不僅要有技術支持，還要有框架體系支撐。這樣一來，有利于調動學生的學習積極性。

3）學生角色的適當調整。對于授課內容中比較偏重于理論、學生難以理解的部分，可以讓學生說出自己的理解，甚至讓學生當老師，上講臺對這一部分內容進行講述，而后讓其他學生提出意見，再進行重復講述，直到學生都理解了為止。另外，對于智能交通系統的應用部分，可針對某一方面的內容讓學生自行查詢資料，選擇有代表性的案例在課堂上進行講述，并適當發表自己的看法。實踐表明，這樣做可大大調動學生學習的積極性。

3.4 實踐環節

實踐環節是學生驗證學習內容、增加直觀認識并進一步吸引學生興趣的重要教學環節。可通過現有的教學設備開展課程實驗，切實接觸其核心技術。做實驗時，不拘泥于參觀、演示等被動的方式，可進行拆解觀察、編程修改等模式。也可通過布置實踐類作業，完成學生自主的實踐環節。

智能交通系統這門課共開設了車型自動分類系統和智能停車場管理系統兩個實驗，可將這兩個實驗設計成綜合性、設計性實驗，在實驗前只告訴學生實驗目的和必備的實驗設備，由學生自行設計實驗步驟。通過實驗，學生不但掌握了所學的理論知識，而且培養了實驗技能、方法，鍛煉了動手操作能力，提高了分析問題和解決問題的能力。

同時，還可以布置實踐類作業，如布置調查社會性停車場的智能控制模式、調查車輛智能控制設施等實際調查類環節，并衡量其社會經濟價值，進而刺激學生學習積極性，激發其創新創業的理想。

3.5 考核方式

課程結束的考核可以總結學生學習的效果，學生也可以通過考核結果看到自己的學習程度，一個合理的考核方式更能激發學生的學習興趣。目前，我國高校的課程考核方式較為死板，尤其是理工科課程，多以試卷考試為主，學生需要死記硬背，不能體現學生的實際應用水平。

對于智能交通系統課程，在適當引入創新創業的內容后偏重于實際應用，概念等識記部分的比重相應降低，可采取布置論文、大作業、項目報告或者辯論口試等形式。考核形式亦可不局限于一人一題或一人一卷，可以分組協同，共同完成，這樣有利于學生更好地體現自己的創業理想。具體選擇何種考核方式可由教師根據實際情況而定。

當然采用非試卷的考核形式，應做好考核計劃并制定合理的評分標準，以更好地考核每個學生的學習實踐水平。

4 預想

通過融入創業教育，有利于提高學生的學習積極性，擴展學生的思維，為創業積累一些理論基礎。但考慮到實際情況，有創業理想的學生可能終究只是一部分，為了更好地開展這門課并訓練部分學生的創業能力，可在課程考核中采取區別對待的方法。對于有創業理想的學生，可組建創業興趣小組，學生之間進行分工合作，進行一定范圍內的模擬創業。考核時，可要求學生交付企業計劃書、可行性報告、企業年終總結等資料，分別予以考核。對于創業興趣不大的學生，可按常規進行考核。

通過以上課程改革，可望實現智能交通系統課程與社會實際的緊密結合，增強學生的實際能力，并培養學生的創新創業精神。

參考文獻

篇（4）

近半個世紀以來，交通擁擠、道路阻塞、交通事故頻繁、空氣污染嚴重等正制約著人們的生活質量的提高以及社會的發展，為了有效地解決交通運輸問題，美國、歐洲、日本等發達國家都曾試圖通過直接修建道路來解決交通問題，但是土地資源是有限的，道路的里程數遠遠滿足不了人們的交通需求。隨著信息時代的來臨，人們在有限的道路基礎上，通過運用信息通訊技術與交通技術的有機結合，從而建立起一種大范圍、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的智能交通系統。

一、國外智能交通發展現狀

60年代末以來，隨著科技應用領域的拓寬，西方國家開始研究運用計算機、通訊、信息及控制技術來改善交通狀況。80年代中葉以來，這種研究得到飛速的發展。進入90年代以后，美國、歐洲、日本以及澳大利亞、韓國等國家，對智能交通系統的研究開發給予了更高的重視。在1996年后，日本把智能交通系統提升到了作為組成未來社會的基本要素之一的高度，加大對智能交通系統的開發、研究以及應用的投入。其中的成果包括：（1）有利于駕駛員的導航系統。為了使駕駛員在駕駛中可以采用最佳行動，通過分散交通流等為駕駛員提供便利，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。日本在全國重要城市的道路上實施了一種名為“汽車信息和通信系統（VICS）”能接收信息的最新技術。（2）公路自動收費系統。日本的收費公路超過了8000km，有必要開發出適合全日本收費公路的自動收費系統。為此日本安裝了ETC，基于DSRC，通過交互通信將汽車和道路聯系起來，IC卡與安裝ETC 車道上的無線裝置聯系，記錄收費信息。日本開發了基于汽車的標準電子支付框架，到2002年，全國收費站預計有60％的收費站安裝ETC。（3）安全輔助駕駛。駕駛員如果能實時地通過各種類型的傳感器掌握道路周圍車輛的情況以及其他駕駛環境信息，就能很好地避免了交通事故的發生。為此他們開發了這些項目，包括先進的安全汽車（ASV）、超級智能汽車系統（ SSVS）、自動化公路系統（AHS）。（4）交通管理最優法。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。

二、國內智能交通發展現狀

我國關于智能交通系統的基礎研究很薄弱，隨著科學技術的發展和社會的進步，我國開展智能交通系統研究已具備了技術基礎、國家政策傾斜和一定的市場需求。以下是我國在智能交通系統研究的初步成果，為今后我國交通進入令人耳目一新的階段打好了基礎。這些技術方法包括：（1）城市信息管理系統。這個系統按三個階段進行建設：第一階段為城市GIS 數據庫建設，第二個階段為信息網絡建設，第三個階段為車輛管理信息建設。不僅為ITS 系統提供直接相關的動、靜態信息，同時也為未來城市發展提供各項信息服務。（2）道路交通信息系統。這個系統由三部分組成，分別是信息的采集、信息的處理和信息的。采集信息包括交通擁擠、道路施工、以及停車泊位等。信息的處理就是將通過采集的信息在交通信息中心進行處理和分析。信息的是將經由交通信息中心處理和分析過后的實時和預測信息通過車載器、電子顯示屏、無線通訊、因特網等信息渠道給駕駛員和出行者。（3）網絡電子收費系統。這系統的目的是為了實現大范圍區域內不停車收費，該系統是車路間信息通信系統，通過微波通信技術實行收費路網“一卡通”。（4）多式聯運管理服務系統。為了向客貨運輸提供聯運服務、以及高效的運輸服務和高水平管理，該系統將各交通方式的運費、管理、服務系統通過計算機網絡技術進行了聯網。

接下來淺談智能交通在我國應用的一些特點：（1）為大型

的國際活動提供高效的服務。為奧運會提供服務的北京市智能交通系統，不但實現了對大范圍交通狀況宏觀的把握，而且做到了對車輛和人員的精細化管理，實現了對社會交通與奧運交通周密組織與協調。（2）具有自主知識產權的ETC系統形成產業。目前，我國已經開通了600多條不停車收費車道，用戶達到60多萬人，不停車收費已經初步形成產業，在節能減排方面也具有明顯優勢。（3）具有規模的車載導航儀。我國基于數字地圖和GPS的靜態導航已經得到了較大規模應用，基于動態交通信息的動態導航正在同步擴大應用。

篇（5）

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

[1] 李玲，王婷. 基于GPS定位及3G通信客運車輛監控系統設計[J]. 現代電子技術，2011，34（18）：18-20

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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。

一、智能交通技術在我國的發展現狀

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35000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。

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。

二、發展中國智能運輸系統的對策

中國經過改革開放20多年來的建設，交通運輸的發展取得了有目共睹的成就。全社會各種運輸方式完成的客運量和旅客周轉量、貨運量和貨物周轉量有了較大幅度的提高，交通運輸技術裝備得到明顯的改善，使得中國交通運輸已從“限制型”向“適應型”過渡，已從滿足“量”的需要向滿足“質”的需要過渡，已經從“賣方市場”向“買方市場”過渡，并且公路運輸發展成為交通運輸的主力軍。但與發達國家相比，仍存在著一些差距。和發達國家相比，雖然中國目前經濟發展水平尚有較大差距，但改革開放的政策使我們的發展速度較快，發達國家今天遇到的問題，我們已經或者今后必將會深刻地感受到，為使交通運輸業適應21世紀的要求，我們應采取積極的對策，根據國情發展中國的智能運輸系統。

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及歐洲的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

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城市交通系統與人類生活密切相關，是城市平穩、快速發展的主要支撐條件。然而，隨著城市快速發展，交通擁堵等一系列城市交通問題涌現。如何緩解和預防交通擁堵成為了城市建設的重中之重。造成交通擁堵的原因很多，既有道路設計不合理、道路網不夠完善；也有交通管理不及時、不準確等因素。以下重點關注的是在現有道路條件下，高效合理地解決交通擁堵問題，實現城市交通系統的組織優化與控制、城市交通信息融合與集成等。

主要展開的研究工作如下：

（1）借鑒聚類感知的概念，提出基于信息融合技術的交通流聚類感知算法；

（2）通過列舉典型場景，闡述論文所提算法的實現流程。

經大量分析與實驗結果表明，此項研究工作能提供實時、快速、準確的交通流數據，大幅降低市政建設的運營和維護成本，取得的成果將豐富該領域已有理論，且有較好的應用前景。

1 現狀分析

智能交通系統（Intelligent Transportation System，ITS）作為現代交通的新概念，綜合運用各學科理論，將人―車―路―環境系統通過相關技術群（先進的信息技術、數據通信傳輸技術、電子控制技術、計算機處理技術、傳感器技術等）有機地結合為一個運行有序的系統，使其綜合運用于整個交通體系中，從而達到提高交通運輸效率、保障交通安全、改善環境質量、提高資源利用率的目的[1]。其中交通量調查是智能交通系統的基礎。

現行的交通流量檢測主要分出/入口檢測和橫截面檢測，較為先進的技術有以下兩種：

1.1 利用圖像處理與識別技術，通過視頻信號檢測道路交通流量[2]

該系統利用攝像頭作為視頻探頭，由圖像處理設備將模擬信號轉換成數字信號；通過計算機對轉換后的數字圖像進行分析處理，從而識別車輛；當車輛通過“虛擬線圈”時，檢測車流量及相關車輛信息，并將數據傳輸到交通控制中心。

1.2 電子感應器統計

目前主要應用于國外，每1～3公里設置一個橫截面電子感應器，用來統計路網通過數量，同時監控堵車情況。如果兩個感應器之間在短時間內數量出現異常（即堵車或事故），就會自動報警。

上述兩種技術勢必受到諸多客觀因素的影響，如天氣狀況、周邊高建筑群、車輛違規并道、人車混雜等。此外，以上兩種技術的架設及運營成本高，不能覆蓋城市交通的各個角落。針對上述問題，利用聚類感知技術統計交通流信息，大大減低了客觀因素的不良影響，提高了數據收集的實時性、準確性。且由于無線通信網絡的全方位覆蓋和移動通信運營商擴大市場業務的需求，因此所提技術不會對交通檢測系統的架設和運營維護增加成本。

2 基于信息融合技術的交通流聚類感知算法

隨著我國城市移動電話的普及，機動車內乘客基本可以實現“人手一機”。利用移動通信基站群的定位技術，論文提出了基于“手機定位”和“乘客簇聚模型”的交通信息估計算法，基本思想是利用移動通信基站群對轄區內的所有手機進行不間斷定位，通過模糊判斷的方法確定哪些手機位于運動車輛的內部，進而判斷不同手機所歸屬的不同車輛，最后獲得車流信息。無需借助任何傳感器網絡，移動通信基站群就可以像長了眼睛一般，“看到”車流，感知全局交通信息。

根據以上分析，本算法包括：獨立車輛的識別、在路車輛數估計。

2.1 車載手機識別

（1）信息收集。利用通信運營商的基站網絡定位功能采集道路沿線手機的位置、速度、加速度，進而得出隨時間變化的曲線。

（2）信息判斷。一般的車載手機具有如下特征：①速度應大于30 km/h；②位于城市公共交通路段上。

通過收集到的手機信息，將不滿足上述條件的手機排除，得到較為準確的車載手機，即可獲知城市道路交通流狀態，用于對實時路況進行智能分析。例如：通過衛星定位及相關檢測技術獲取的基本道路車輛分布情況與利用通信網絡定位手機信息的結論基本保持一致。

2.2 聚類分析[3]

將手機的位置分布、速度和加速度作為基礎信息，并認為在一定時間內，位置L、速度V、加速度A分別始終保持在一定區間內的手機屬于同一輛車（如圖1所示）。

①根據手機參數（位置L，速度V，加速度A）判斷是否歸屬同一輛車；

②依據聚類分析算法（如圖2所示）判斷監控路段內車輛的構成。

先將每個手機看成一個個獨立的聚類，稱為原子聚類，然后查找每個原子聚類最近的一個原子聚類，若該兩個間距小于最小類間距離，則合并為一個聚類。以此類推，直到所有對象均聚合為一個類為止。

2.3 聚類算法

根據以上參數，可以得到關于手機位置L、速度V、加速度A的矩陣X，如公式①所示。

手機距離矩陣D，其中的每個元素dij表示手機i與手機j在m維空間上的距離。手機i與手機j的距離彼此接近時，該數值接近0；該數值越大，表示手機i與手機j之間的距離越遠，如公式②所示。

根據同輛車上車載手機位置、速度、加速度較接近，將距離矩陣中距離最小的兩個類合并，求取新的距離矩陣；重復以上操作，直至滿足一定聚類閾值時，聚類結束，同時獲得類別數（即在路車輛數）。

聚類過程中記錄每次合并類的手機ID號，聚類結束的同時獲得手機ID所屬車輛及每輛車的車載手機數量。

3 仿真結果及分析

采用微軟公司第三代高性能計算平臺Windows HPC Server 2008 R2中的Job Manager監視數據[4]，對基于信息融合技術的交通流聚類感知算法仿真過程如下：

（1）創建Active Directory域，并在域內部署一萬個計算節點（node）；

（2）將節點放置在集群內；

（3）用XLL隨機為每一個節點賦值，包括位置L，速度V，加速度A；

（4）通過Excel宏計算和SOA功能，將速度差小于1 m/s，加速度差小于0.5 m/s2，位置差小于3 m的節點歸為一類，并將結果返回；

（5）將計算出的同類節點放在同一節點組內；

（6）根據實際需求（如不同用戶之間最短距離），對步驟（4）和（5）進行循環；

（7）利用Job Manager監視數據，根據節點的速度V，將其劃分為5個不同等級，按由深到淺的顏色生成熱圖（如圖3所示）。

4 算法應用

4.1 公交動態調度監控

對于某特定公交車而言，運行線路是固定的，它沒有路徑選擇問題。公交控制中心利用聚類感知技術提供的檢測數據（包括客流量統計和公交線路擁堵情況），預測發車頻率。一方面便于公交車避開擁塞路段，防止大型公交車加劇特定路段的阻塞，避免阻塞的惡性循環；另一方面，公交公司可以通過無線通信平臺向各個公交站點發送公交系統動態信息。該業務使乘客掌握及時的公交動態信息，在第一時間選擇最快捷、最舒適的公交線路出行，提高了公交系統的運力和效率，緩解了城市交通的壓力。

4.2 私家車最快路徑選擇

基于信息融合技術的聚類分析算法，力求通過一個無線感知處理系統生成一個實時交通路況圖，從而幫助車輛選擇合適路徑，充分利用當前道路，實現緩解阻塞、疏導交通的作用，提升城市整體應對突發交通事故的能力。

權威媒體調查表明，私家車出行要求集中在兩點：選擇最短路線或者最快路線。最短路線容易選擇，而最快路線可以由服務器利用基于手機聚類分析所得的動態電子地圖為司機提供行駛建議。在熱點路段嚴重堵塞時，這一點尤為重要。

4.3 智能交通信號燈配時的應用

由交通控制中心通過線路統一調整各大路口處交通信號燈的配時及優化[5]。關于各路段信號燈準確配時的方法（如圖4所示）：

（1）由手機聚類方法，計算出道路車流量L和車流速度V；

（2）要解決紅色路口處交通信號燈的配時問題，還要找到周邊路口的分流情況，從而確定主干道車流

量變化系數θ，以便較準確地確定出信號燈的配時比例，如公式③、公式④所示。

5 結束語

結合成熟的無線通信網絡和聚類感知技術，提出基于信息融合技術的交通流聚類感知算法，對交通檢測系統提供了實時可靠的數據支持，對構建龐大的智能交通系統提供了技術保障。實驗結果表明，算法有效解決了城市交通擁堵問題，包括車輛調度、路徑選擇和自動化交通指揮等。

基于移動通信運營商的網絡平臺整合了用戶信息，替代了傳統的密集傳感器網絡，節省了架設成本，給系統帶來了超越以往的性能。現有的城市交通多采用人力的、經驗性的疏導和模型計算相結合，無法準確系統地反映實時交通流情況。聚類感知技術可以解決這一問題，實現基于信息融合的整體化智能交通系統。

參考文獻

[1] 張文溥.道路交通檢測技術與應用[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2] 金會慶，徐雪，周荷琴，宋揚，郭華，劉禹國，羅文其.基于視頻的復雜路口車流量檢測方法[A].第三屆中國智能交通年會，2007.

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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.

篇（9）

一、引言

職業教育人才培養的主要目標是使畢業生能夠快速有效的適應實際操作崗位，這就要求學校在教育教學過程當中重視并且踐行職業教育的實踐性教學。本文結合實際專業教學經驗，提出項目教學法，將理論與實際聯系起來，提高學生的學習興趣和職業技能，探索高職院校智能交通控制專業也在實際教學過程中的新思路、新方法，以期培養高技能的應用型人才。

二、項目教學法的實施與作用

項目教學法是學校專業教學改革與實踐教學中不斷總結和探索的基礎上形成的。所謂項目教學法是指以學生為主體，以實際生產過程中的實踐項目誒條件，以教師和企業技術人員為指導，進行的操作技能的學習。在這個過程當中學生將課堂所學理論知識應用到實踐中指導實踐，又通過實踐操作深刻領會和掌握課堂理論知識這種理實一體對的教學模式可以使學生高效快速的掌握理論知識，對于教師的教學成果提升也是顯而易見的。

（一）項目教學法的實施

在實際實施項目化教學的過程當中，主要采用兩種方式進行即案例教學法和產品展示教學方法。其中案例教學法是指通過學生項目中的實際案例，發現并分析案例中的問題容提出解決案例中問題的方案，在這個過程當中可以提高學生分析問題、解決問題的能力，為后續的實習和工作打下堅實的基礎，比如對于交叉口信號控制機故障的診斷和維修，教師給學生合理的引導使學生自主發現故障問題并找到解決故障的途徑，在與教師共同合作下排除故障，只有經過學生自己的實際操作才能真正掌握操作的技術要領。而產品展示法不同于案例教學法，主要是通過教師對于產品的實物介紹，使學生了解產品的生產過程、加工工藝以及在實際應用中的具體作用，比如智能交通控制專業交換機與路由器配置項目，學生通過對交換機和路由器的拆裝過程，掌握其內部結構以及相互連接件之間的鏈接關系，同時掌握一些專用工具的使用，這為后續其他項目的實際操作奠定了基礎。

（二）項目教學法在教學中的作用

項目教學法是通過不斷的實踐總結出來的較為經典的教學方法，在高職教育教學中起著重要的作用，主要表現為以下幾個方面：第一利用課堂所學專業理論知識來解決實際工作中存在的問題，這樣直接降低了學校學習和企業工作要求之間的差距；第二，把培養學生的實踐操作能力放在首位，只有提高實踐操作能力才能真正適應市場發展對人才的需求；第三，項目化的教學模式是邊學邊練，在理論指導下練習，在練習中掌握理論，兩者相互影響，使W生學習效率更高。因此高職院校教師在實施項目化教學是應該注重學生的學習興趣和 學習動機，只有將動機和興趣與實踐操作項目結合到一起才能使項目化教學中的理實一體達到最優的狀態。

三、選擇的標準

對于項目化教學中的教學組織直接關系到學生的學校效果、未來求職和發展，因此教師在組織和選擇時應該綜合考慮專業發展的趨勢和特征、高職學生所具備的特性、具體項目化教學的專業課程、所在院校的硬件條件和師資條件等各方面因素，而不是直接一味的照搬其他成功院校的實踐教學組織模式，發生與本院校不匹配的情況。

（一）以專業發展趨勢和特征為選擇標準

在組織項目化教學中的項目時，首先要考慮到的是專業的發展趨勢和特征，要綜合專業的特性和發展趨勢來確定。以智能交通控制專業為例來說，在組織項目化教學時應該注重專業智能性的發展，旨在讓學生更加了解專業發展的前瞻性，豐富自己的專業素養，同時還應該注重整個專業實施項目化課程的合理搭配，使得學生不僅要了解專業的智能性，還應該了解專業的交通性能和控制性能，只有這樣才能真正滿足企業對智能交通控制專業畢業生的要求。

（二）以高職學生特性為選擇標準

高職院校學生區別于其他類型的高等院校，其具備自己的特殊性，比如學習自主性較差、學習能力較低、自律性較差。所以在組織項目化教學的實踐項目時應該綜合考慮以上所述學生的特性，盡量調動學生學習的積極性，通過實踐項目中的鼓勵措施給學生養成自律的好習慣，方便日后教學，同時也可以使學生畢業后較好的適應企業高要求的工作。

（三）以具體專業課程為選擇標準

同一專業的不同課程對學生的培養目標是不同的，因此在制定實踐項目時應該結合不同的專業課課程，設置不同類型的實踐項目，以提高學生不同方面的實踐技能，不同專業課程對于實踐技能的側重點應該有所不同。以我校智能交通控制專業為例來說，在實施項目化教學的過程中，交通類專業課程主要注重學生的交通基礎知識的理解；信息類專業課程主要注重學生對于交換機、路由器、微機接口的處理等。

（四）以院校、企業的硬件條件和師資條件為選擇標準

除了上述原則以外，還應該綜合考慮院校的硬件、企業的硬件條件和師資條件，根據學生的各個階段的實際情況做出合理實踐項目的設置。對于與相關企業有合作的院校，可以選擇企業實踐與課堂理論學習相互結合的教學模式進行設置，這樣將課堂設置在實際的車間，真正做到理學一體，邊學邊練。

四、意義

綜上所述，高職院校在組織項目化教學時，要充分考慮學生、專業、師資、硬件設置等條件進行設置，盡量做到合理、高效。項目化教學對于學生的發展以及未來的求職有著重要的意義，項目化教學是學校課堂教學與企業生產之間的橋梁和紐帶，經過項目化教學的訓練以后，學生基本滿足企業一線生產的要求，并可以較好的處理各種實際生產問題。對于項目化教學的研究還處于發展階段，設置的過程不僅要考慮以上所述影響因素，還應該注重教師對項目化教學的駕馭能力等，師資隊伍、企業合作以及院校的硬件設置有待于進一步完善。

參考文獻：

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交通運輸是研究交通基礎設施的布局及修建、載運工具運用工程、交通信息工程及控制、交通運輸經營和管理的理工科基礎的專業。近年來，隨著我國經濟水平的不斷提高，鐵路、公路、水路及航空運輸基礎設施建設力度不斷加強，同時智能交通技術也得到越來越廣泛的應用，交通運輸專業技術人才需求大幅度增加。為了適應交通運輸科學技術發展對交通運輸人才的需求，積極響應廣東省政府在2016年1月出臺的《關于加強理工科大學和理工類學科建設服務創新發展的意見》(粵發[2016]1號)，廣東技術師范學院于2016年開辦了交通運輸專業，目前正大力加強該學科專業的建設。本文針對交通運輸專業的人才需求、面臨的挑戰和具體建設措施方面進行探討。

 

1交通運輸專業的人才需求

 

隨著社會經濟和科學技術的發展，交通運輸業的信息化、自動化、網絡化、智能化成為重要發展方向，交通運輸將進入智能化和高速化時代。隨著信息技術、電子技術、通信技術和系統工程等高科技在交通領域的廣泛應用，交通運輸行業的各種運輸生產效率將產生巨大的飛躍，一種信息化、智能化、社會化的新型運輸系統將形成。同時，交通運輸行業是國家重點支持的行業，需要大量能從事智能交通系統下的、涉及多個交叉學科的交通運輸高級技術應用型專門人才的加盟。

 

相關調查顯示：珠三角地區對交通運輸高技能人才需求較大，主要集中于高速公路、城市道路、智能站場、電子地圖、衛星導航、停車管理、物流運輸等行業，其中高速公路、城市道路和智能站場三個領域智能交通高技能人才需求占需求總量的一半以上。調研顯示，75%參與調查的公司目前都急缺智能交通方面的人才，90%以上的智能交通系統工程師及行業人士都認為智能交通非常有發展前途，且有一半以上的工程師對此充滿信心。而目前廣東省內開設交通運輸類的本科院校僅有中山大學、華南理工大學、深圳大學等12所，每年畢業生人數約為400人，人才缺口巨大，供不應求。

 

2新辦專業面臨的挑戰

 

交通運輸專業依托汽車學院現有的辦學條件進行建設，具有一定優勢與特色，但作為新開辦的專業，在專業課程建設、師資隊伍、實驗場地等方面仍然面臨較大的挑戰。

 

2.1專業基礎及課程建設亟待完善

 

由于新專業剛剛開始招生，加強招生宣傳，完成招生目標，圍繞人才培養定位和特色，進一步完善人才培養體系和人才培養機制，為專業建設的首要問題。另外，如何逐步形成完整合理的課程體系，完成系統全面的教材建設也是亟待解決的問題。

 

2.2師資力量仍比較薄弱

 

目前學院雖有一批學歷、職稱、年齡結構合理的教師團隊，但具有交通運輸專業背景的教師較少，教師缺口仍然較大。如今面臨新專業招生，在校學生數量將逐年增加，師資不足將嚴重影響課程體系建設。急需引進高職稱、高學歷的學術帶頭人、實驗系列人員及交通運輸專業骨干教師三方面人才，逐步形成職稱、年齡結構合理的交通運輸專業師資團隊。

 

2.3教學實驗場地及設備缺乏

 

作為新專業，目前相應的專業基礎實驗室和專業實驗室配套較薄弱，為較好的完成人才培養方案的目標，需新建交通運輸專業相關實驗室若干個，用地總需求約為3000 m2。除此之外，還需新購置一批交通運輸專業相關教學實驗硬件和軟件設備，實驗設備資金需求300-1000萬元。

 

2.4校企合作尚待建立

 

作為應用型工科專業，校外教學實習基地必不可少。需要在短時間內有計劃、有步驟地選擇能滿足教學實習要求的各類單位，建立校外教學實習基地。主要建設課程教學需要的教學實習基地、專業教學需要的培訓實習基地、其它短期分散的實習單位三種類型的基地。

 

2.5科研團隊和平臺仍未建成

 

目前，汽車學院交通運輸專業教師隊伍多為新入職員工，職稱及年齡結構仍不夠合理。在引進新教師完善師資團隊和科研資金輔助支持的前提下，依托科研項目凝煉團隊，引進和培養學科帶頭人，建設科研平臺，帶動整個學術團隊的發展，并逐漸有所突破。

 

3專業建設具體措施

 

3.1加強學科建設

 

面向國家和社會經濟的發展，瞄準市場的人才需求，緊貼智能交通行業“以信息化、網絡化為基礎，加快智能型交通的發展”的發展規劃，充分利用汽車學院現有專業優勢，加強交通運輸學科建設，構建與區域經濟和社會發展相適應的人才培養模式和課程體系，突出基礎理論與工程應用相結合，著力加強交通運輸專業師資隊伍和實驗室的建設，大力推進教學模式和教學內容改革，不斷擴大交通運輸專業的招生規模，將交通運輸專業建成基礎扎實、特色鮮明、工程應用性強、在省內外具有較大影響力的高水平的理工類學科和省級特色專業。

 

3.2提高人才培養質量

 

以本科教學為中心，以服務城市智能交通行業為起點，以市場需求為導向，主動適應廣東省交通運輸業和區域經濟發展的需要，培養德智體美全面發展，掌握智能交通系統、車聯網、交通信息與控制、交通運輸組織學、運籌學等基本理論和專業知識，能夠在交通運輸管理部門、交通運輸企事業單位、科研機構和學校等從事交通運輸領域的組織、設計、生產、經營、管理、科研和教學等方面工作的高級技術人才，尤其是與智能交通系統的控制與應用、車聯網技術、交通運輸組織與管理等方面相關的高級復合應用型人才。

 

健全優化專業人才培養方案，構建理論、實踐、工程協同發展的科學的課程體系;探索應用型人才培養方案，優化理論課程體系，建立“基礎-應用-提高”為主線的實驗實踐教學平臺。創新人才培養模式，采用校企聯合教學、區域與國際交流的“協同創新”的教學方式，加大校內與校外、區域與國際交流合作，不斷強化工程實踐能力和技術創新能力的培養，打造行業領域應用型人才。

 

3.3增強科技創新能力

 

(1)立足于已成立的學生科技社，繼續加強對科技社的管理和建設，組建科技創新核心團隊，爭取輻射60-100人。以各類學生競賽平臺為載體，按照“一年出幾個項目，幾年出一個精品”的目標，引導學生參與課外學術科技創作與競賽，全方位提升學生的核心競爭力。

 

(2)依托科技社，圍繞科技創新競賽，更多地吸納具有科技創新能力的新成員，以核心成員帶動新成員的方式，切實提高學生的科技創新能力。

 

(3)依托學生的科技項目，教師指導學生發表相應的論文、專利等，力爭在2025年，學生累計總數5篇以上，申請專利累計總數5項以上。

 

(4)號召學生參與到教師的科研項目中來，進入企業輔助教師完成科研項目，在這方面，汽車學院也卓有成效。在今后，希望在資金有所保障的前提下，學生能夠切實深入到這類科研項目中來，提高學生的科技創新能力。

 

(5)完全開放實驗室和實驗設備，給學生在課余時間的科技創新活動提供場地。

 

3.4加強師資隊伍建設

 

圍繞交通運輸專業的特色，落實校、院師資隊伍建設發展思路，以優秀教學團隊為平臺、專業負責人為帶頭人為核心，采用外部引進和內部培養結合方式，著力提升學科教師隊伍的綜合水平。圍繞學科主攻方向，引進高水平的學科帶頭人和綜合教學科研能力突出的博士和教授。同時，重點培養有發展潛力的青年骨干教師，使其迅速成長。

 

加強國際合作交流，推動教師活躍海外(國際)學術舞臺、擴大學術的國際視野。按照“走出去、請進來”的方式，選派符合條件的本院教師赴外國進行學術和教學訪問活動，聘請具有豐富教學或任職經驗的外籍專業人士來學院授課或者講學，活躍學校氣氛，擴大師生的國際視野，積極拓展交流合作的領域和空間，建設具有戰略性和可持續性的國際科技合作體制和機制，促進專業建設。

 

3.5增強服務社會能力

 

按照 “立足廣州，輻射廣東，面向全國”的發展思路，圍繞行業人才需求，每年為社會輸送50-100名高素質的交通運輸高素質應用型人才，并利用資源優勢和人才優勢，提升社會服務能力。構建產學研結合的協同人才培養新機制，積極與企事業單位合作，重視科技開發、成果轉化等工作，為社會創造效益的同時實現互利共贏。

 

4結語