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1．智能交通系统社会属性
交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今国际交通领域的三大难题，尤其以交通安全问题最为严重。 1995年，美国总共发生交通事故 6613000起，造成 41798人死亡，3386000人受伤，经济损失达 1500亿美元 ;日本在交通事故中造成 11000人死亡，经济损失达 1亿美元 ;而中国则总共发生交通事故 271843起，致使 71494人在交通事故中死亡，159308人在交通事故中受伤，造成直接经济损失达 152267万元人民币[1]。据专家研究，采用智能交通技术提高道路管理水平后，每年仅交通事故死亡人数就可减少30%以上并能提高交通工具的使用效率50%以上。为此，世界各发达国家竞相投入大量资金和人力，开始进行大规模的智能交通技术研究试验。
2．智能交通技术国外发展现状
智能交通技术是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输行业从而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统，它使交通基础设施能发挥最大效能，从而获得巨大的社会经济效益。它的功能主要表现在：提高交通的安全水平、提高道路网的通行能力和提高汽车运输生产率和经济效益。
在美国，1991年国会通过了“综合地面运输效率方案”(ISTEA)，旨在利用高新技术和合理的交通分配提高整个路网的效率，由美国运输部负责全国的ITS发展工作，并在以后的6年中由政府拨款6.6亿美元，用来进行ITS的研究工作。
在日本，建设省作为政府最大投资者，1999年至2000年投入1453亿日元用于ITS的开发。日本对其开展的自动化公路系统开发计划制定了具体目标，2001年后开始在全国进行实证试验，2015年左右在全国主要干线道路实现智能化。日本目前在ITS项目已经形成了官方、民间、学术机构的协调体制，这对日本ITS的发展起到了很大的推动作用。
欧洲十多个国家在80年代中期开始投资50多亿美元，联合执行一项旨在完善道路设施提高服务水平的DRIVE计划，其含义是欧洲用于车辆安全的专用道路基础设施。除了欧、美、日以外，新兴的工业国家和发展中国家也开始ITS的全面开发和研究。
3．智能交通技术在日本的本土化
智能交通技术20世纪80年代起源于美国，接着在日本得到发展。智能交通技术正象其他被引进技术一样，引进国在引进时，一定要考虑被引进国的实际情况，使之成为本国社会相融技术。美国在ITS体系框架结构中，规定其研究内容为出行者信息服务、过境车辆管理、商用车队管理等6个系统，日本在美国ITS 体系框架基础上，结合本国国情制定出包含先进的导航系统、辅助安全驾驶、不停车收费、交通管理最优法等9个研究内容的日本ITS研究体系框架结构 [ 2]，并在此框架基础上开发了一系列ITS产品，实现了ITS的产业化。
在日本，汽车导航系统于1989年进入市场， 到目前为止大约40种不同形式的产品服务于用户。这些系统通过将经由路线的堵塞信息、所需时间、交通管制信息、停车场的满空信息等提供给驾驶员的方式帮助驾驶员在驾驶中可以采用最佳行动，从而实现分散交通流等导航功能。导航系统同时还可以服务于汽车安全，比如1997年9月推向市场的本田雅阁98款，安装了带有弯道侦测传感器的导航系统，该系统可以在交通路径诱导的同时，当前方路段出现弯道时让司机提前作好准备，从而避免由于弯道出现得太突然而引发的交通事故。在收费公路方面，日本公共部门和私人公司正加紧合作，争取早日开发出一种适合日本所有收费公路的自动收费系统。为将事故防患于未然，日本开始研究智能公路系统，即通过车辆及道路的各种传感器实时监测车辆行驶道路周围环境及车辆状况的状态信息，并将这些信息实时提供给驾驶员，在必要的情况下还可对车辆实施强制控制。这些项目涉及运输省的“先进的安全汽车 (ASV)”、通商产业省的“超级智能汽车系统 (SSVS)”、建设省的“自动化公路系统(AHS)”。1996年 9月，AHS在 11km长的环行道路上进行了一次自动驾驶的试验运行。 1998年 6月，出版了AHS-I、AHS-c、AHS-a研究所需的基本技术，包括与安全有关的 10个用户服务 (车道保持、避让障碍物、避免左转碰撞等 )以及9个提高效率和改善环境的用户服务 (保持适当车距、最佳道路使用率、最佳速度等 )。为了处理与大流量交通有关的问题，日本已经使用了交通控制系统。包括信号控制、车载设备获取的交通信息、公交优先、动态路线引导系统、商用车辆监控、绕行信息、减少交通污染的控制信号等。现在日本仍在不断寻找加强安全性、舒适性和环境保护的措施[3]。
目前，日本打算通过技术开发、制定国际标准、对发展中国家进行技术援助等途径来开发和输出其ITS技术。
4．智能交通技术在中国的本土化
中国是一个发展中国家，交通运输基础设施短缺，需要加快建设，另一方面也存在交通设施利用率低、管理技术落后、交通安全形式严峻等问题。鉴于我国道路在未来20年内仍然处于建设期（根据“五纵七横”公路主骨架的布局框架，建设12条约35 000公里以高等级公路组成的国道主干线），而这一期间正是智能交通技术在全世界进入全面实施阶段，中国也需要根据中国公路运输的实际需求探讨在中国公路运输网中应用智能交通技术来提高运输效率、保障安全和保护环境的可能性。2000年，国家交通部、建设部、公安部联合全国各大科研院所和多家高校制定了符合我国国情的《国家ITS体系框架》规定我国ITS发展主要集中在不停车收费、出行者信息服务、城市交通管理、公共交通系统、智能公路系统等9个方面[ 2]。
我国ITS研究可以追朔于80年代的公路收费系统研制，那时国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监控和管理系统；进入90年代，我国开始关注国际上ITS的发展。1995年，交通部ITS工程研究中心进行了GPS（卫星定位系统）与导驾系统研究、基于GPS的路政车辆管理系统等一系列项目研究，交通部还与各省厅开展了“网络环境下不停车收费系统”的联合攻关。1999年，由交通部、科技部、建设部等十多个相关部门组成了国家智能交通系统工程技术研究中心，将ITS。未来交通建设和发展的优先领域予以重点支持。 由于世界各国把不停车收费系统作为ITS领域最先投入应用的系统开发，以此来扩大道路建设资金来源，缓解收费站交通堵塞，减少环境污染，所以我国也把联网收费、不停车收费系统的开发和应用列为国家ITS领域首先启动的项目。
从1998年初开始，交通部就组织开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”，并在4个省市进行了示范工程。1999年1月1日，广州市“一卡通”不停车收费系统投入运行，到目前已开通不停车收费车道40余条。同时，围绕交通监控、汽车智能导航等系统，以及一大批科研成果及技术产品得到实际应用，对提高社会和公交出租车辆通行效率，改善城市整体交通状况都起到了极大的推动作用。
ITS建设投入已经达到40亿-50亿元，据了解，预计到2010年，“五纵七横”国道主干网将基本建成，网络将贯穿全国主要大中城市，到2015年国道主干线和公路主枢纽系统将全面建成，构筑起以高速公路为主体的公路运输主骨架。 在这个完善的道路网络里，绝大部分已建和所有新建的高速公路都预埋了比较充裕的管道，部分管孔已铺设了光纤，它将是承载智能交通业务的良好基础设施。仅以基础设施建设为例，我国将建设3.5万公里的高等级公路，在高等级公路的建设中，有相当一部分需要建设通信、监控和收费系统，目前这一部分投资一般占总投资的4%-5%。 1999年，我国公路建设投资达2000亿元以上，如果其中的1000亿元用于高等级公路建设，那么通信、监控和收费系统方面的投资将达到40亿-50亿元，这仅仅是当前通信、监控和收费系统ITS应用的初级水平。如果考虑到城市基础设施的建设以及今后ITS应用水平的提高等诸多因素，我国的ITS市场规模将以百亿元、甚至千亿元计算。 随着经济的快速发展，ITS的研发和应用将会越来越新、越来越快，为我国的高新技术产业、众多商家提供了一个巨大的商机和市场，我国即将掀起ITS产业建设的热潮，智能交通将给我们的生活带来极大的变化。
5．结论
关键词：智能交通；标准化；信息平台；应用对策；技术研究
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
中图分类号：F512.3 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
一 前言
智能交通系统（ITS）又称智能运输系统，是在较完善的交通基础设施之上，利用先进的计算机信息技术、可视化安全预警决策技术、自动化控制技术、通信技术和系统集成技术等，以达到交通的高效便捷、安全舒适。而智能化交通系统的标准化建设是我国现代化交通网络建设的发展目标，近些年来逐渐受到重视。智能交通标准化也是交通标准化的新要求，也是智能交通建设与经济发展可持续发展的重要保障。
二 我国智能交通标准化应用现状
智能交通适于上世纪70年代末交通运输管理中对于电子信息技术的应用，主要集中在道路监控、高速公路收费、GPS、地理信息和系统集成等环节。智能交通标准化的应用也在逐渐完善，截止去年底我国智能交通现行的国家标准已经有148项，包括术语与定义、数字地图及定位、基础信息编码及表述、专用通信、信息服务、交通与紧急事件管理、电子收费、综合运输及运输管理、车辆辅助驾驶与自动公路等标准，但部分国家标准的标龄已明显偏高，需要进行重新修订和完善。随着经济的快速发展和交通网络的构建，智能交通的发展已经成为了城市建设和经济发展的重要目标，尤其是城市公共交通网络的建设。比如，北京、上海、深圳都投巨资进行城市公交网络的智能化建设，积极致力于交通运行协调指挥（TOCC）和路网监管、公交安保等服务体系的建设，建设完善的交通状态指数采集系统，为市民提供全方位的交通信息综合信息服务。进入十二五期间，各省市的智能交通标准化建设，在构建公路综合管理系统、数据标准体系和安全认证体系、危货运输车辆联网控制、ETC收费系统建设等方面都不断有新技术应用出现，信息采集度更高，更能适应人的应用要求。其中很多新技术的应用大量的利用了传感器通信技术和可视化预警决策技术，这些智能交通标准化技术被广泛的应用在智能公交系统（公交车辆智能调度系统、公交IC卡系统、公交客流量检测系统、城市快速公交系统、城市轨道交通系统）、城市智能交通管理系统（城市交通控制系统、交通诱导系统、城市交叉口闯红灯拍照系统）、城市交通电子收费系统、城市共用信息平台系统、城市交通信息服务系统、汽车安全技术等领域。
但是，我国的智能化系统建设与行业标准的完善步骤不统一，使得我国的智能交通标准化应用存在着很多问题，诸如各省市各自为政没有固定统一标准，省市、地区之间的智能化系统建设也不平衡甚至有些地区缺失、信息的共享平台尚未建立，没有形成统一的智能化交通系统信息网络。这些问题都对我国智能交通标准化应用提出了跟高的要求。
三 智能交通标准化的应用对策思考 经济和城镇化的快速发展以及交通网络的不断扩大，再加上城市建设中的地下交通、立体交通的体系构建，对智能交通发展提出了更高要求，智能交通标准化的应用，需要做好以下几个方面的工作：
1.加快智能交通标准的统一整合，地区之间的标准和新旧标准的统一要逐渐统一和完善，借鉴国外先进智能交通应用技术，形成中长期标准战略。
2.国家相关主管部门引导各地尽快对智能交通标准化应用情况进行调查研究，结合标准化技术组织，推动标准的制定、效益评估、信息沟通等公共服务作用。
3.发挥智能交通标准化产业相关企业的研发创新优势，以标准指导研究方向，以新技术平衡智能交通标准，相互促进提高，鼓励企业研究智能交通技术标准的配套政策，进一步完善标准化体系。
4.加强智能交通系统方面的人才培养，创建宽松的人才环境，鼓励科研院校进行标准修缮和技术创新。
5.国家主管部门引导各部门之间的信息沟通与信息网络的建设，将交通网络与城市公交、公路交通、经济发展网络、公共安全、社会治安等各方面，实行多头联动、信息共享。特别是在公共安全预警与辅助决策信息的网络建设，提高公共交通安全和社会治安监管网络的预警和快速反应机制。
6.各级政府主管部门应建立相关制度，促进电子地图、GIS、交通模拟、交通信息采集等新技术和产品的应用推广，增强交通规划的信息化水平和交通工程设计水平。
7.国家政策要倾向于投资决策、中长期科学规划、系统开发研制方面的优惠政策支持，使企业更积极的投入城市智能交通系统的产品开发与生产，促使城市智能交通系统产业化的快速发展。
8.因地制宜推动城市智能交通系统建设，“统筹规划，分步实施”的原则，确定不同地区之间的城市智能交通系统的中长期建设目标和发展策略，减小经济发展不平衡造成的智能交通标准化建设的差距。
9.智能化交通的建设重点侧重于公共交通系统、交通管理系统、信息服务系统、收费管理系统、安全系统、仿真系统的标准化建设，例如公交智能调度系统、城市道路交通监控系统、交通突发事件自动检测系统、可视化安全预警决策系统、交通违法取证系统、出行信息服务系统、自动收费系统、事故安全助手、交通紧急救援系统、交通模拟仿真演练系统等，并以系统的运行验证智能交通标准的合理性、实用性。
10.构建统一的信息网络共享平台，充分利用计算机技术和自动化控制技术以及信息数据分析预警技术，形成可视化信息大网络平台，面向公众查询信息和各部门之间的信息沟通，是智能化交通系统的应用更具有实际意义。
结语
智能交通系统发展与系统标准化的应用有很大的关系，标准化的应用应该根据城市道路交通发展的实际情况，结合智能交通面临的问题和发展趋势，制定交通网络智能化发展的中长期规划标准，将先进的智能交通标准化技术应用到交通管理、安全管理和经济发展战略中，为我国智能化交通系统的建设、经济可持续发展、社会健康发展提供便利和技术保障。
参考文献：
[1] 岳建明.我国智能交通产业的发展及技术创新模式探讨[J].中国软科学，2012（9）.
关键词：智能交通；视频车辆检测；运动目标检测；车辆跟踪；实时性
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A文章编号：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
交通是经济活动的动脉和纽带。每个城市的道路交通问题都很重要。对于我所居住的城市苏州来说苏州市是一个人口和产业特别密集的特大城市，并且很多道路很窄，人多路少、车多路少是交通基本问题。智能交通系统的前身是智能车辆道路系统。运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种范围很大的交通网络中发挥实时并且高效的作用。智能交通系统的应用范围很广并且在各个行业都很发展。现在应用的地点很多比如机场、车站等交通拥堵的地方，城市交通智能调度系统，高速公路智能调度系统，运营车辆调度管理系统，机动车自动控制系统等
二、智能交通的作用和国内外现状
在国外智能交通的发展很好，并且应用也十分广泛！1995年3月美国交通部首次正式出版了“国家智能交通系统项目规划”，明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能，并确定了到2005年的年度开发计划。并且确定了几个方面的发展计划。欧盟从仅用于ITS共同研究开发项目的预算就达280亿欧洲货币单位；美国明尼苏达大学的研究人员经过努力研究出来了第一个可以投入实际使用的基于视频的车辆检测系统。在同一个时期，在日本基于视频的车辆检测的研究也开始广泛展开。在美国，美国加州理工大学对在高速公路上运用视频方法的检测技术进行了评估，也对车辆的视频进行了分类研究！美国休斯飞机公司研究出了包括视频检测技术！
三、智能交通的子系统
智能交通系统的功能也比较强大在市面上主要的智能交通的子系统分为：
1.车辆控制系统；2.交通监控系统；3.运营车辆高度管理系统；4.旅行信息系统。
四、常用车辆检测和运动目标检测方法
常用的运动目标检测方法有帧差法、光流法和背景差分法，以及相互结合所产生的新方法。
（一）帧差法
这种方法是通过在已经知道的连续的视频帧中来计算相邻两帧图像的差以此来进行二值化来提取出图像中的运动区域。
（二）背景差分法
背景差分法首先是要构建视频场景的背景图像，然后将把当前帧图像与背景图像的数据进行相减，也就是说做差值。再进行阈值二值化，这样就得到了将运动目标从固定背景中分割出来的二值化图像的数据。
（三）光流法
光流法的车辆检测方法是通过研究图像灰度在时间上的变化与场景中物体的结构和运动的关系实现运动分割和检测。
五、智能交通的发展过程
智能交通事是在较为完善的道路设施的基础上，集成交通通过计算机的视频技术或者其他的相关技术对交通进行指导和互动的过程。 智能交通的发展的重点是在公共汽车信号优先和发展快速公共汽车系统等方面的设计，与此同时要将机动车和非机动车在在道路上的行使起到指导的作用。最终经过各个方面的建设建立成以中央控制的城市交通控制中心，对车辆进行监控和管理，及时排除交通事故，将路况及时地报告给出行者。
六、车辆的跟踪方法
所谓的目标跟踪就是利用图像处理、模式识别等方法寻找视频序列中与指定目标图像最相似的部分的图像，车辆的跟踪和车辆的建车都是是计算机视觉领域内的一个典型问题。只有研究出车辆的跟踪和检测的方法才能实现智能交通！车辆的跟踪不但要准确更加要实时也就识说速度要很快的跟踪和检测。跟踪方法大致可分为以下四种。
（一）基于区域的跟踪方法
基于区域的跟踪算法首先通过运动目标检测或者预先人工设定的方法建立目标区域的模板，然后计算该模板中的图像信息，如颜色、梯度、纹理等，最后将模式图像与每一帧图像进行比较，在比较结果中根据一定的相似性度量准则判断目标在实时图像中的位置，从而建立起目标的跟踪模式。
（二）基于特征的跟踪方法
基于特征的跟踪方法的优点在于如果被跟踪的目标的某一部分特征不能轻易的检测，只要还有一部分特征可以被观测到，就可以完成跟踪任务。但是该算法的难点在于如何确定不同运动目标的特征集合及不同特征的权重。如果采用过多的特征，将会降低算法的效率，且容易产生跟踪错误；反之，运动目标中发生遮挡情况时，则有可能导致目标匹配失败导致跟踪丢失。目前，如何选取高效的特征集合这一问题一直没有得到有效的解决，因此基于特征的跟踪方法也难以取得飞跃性的发展。
（三）基于变形模型的跟踪方法。
基于变形模型的跟踪方法由于含有高层的语义描述和知识，因此跟踪过程中的可靠性更强。模型空间既可以是二维投影也可以是三维空间。
（四）基于3D模型的跟踪方法。
基于模型的跟踪方法通常有三种形式的模型，即线图模型、2D模型、3D模型。
（五）基于金字塔L_K的车辆跟踪
提出基于图像金字塔的LK光流跟踪方法，这种算法顾名思义就是在图像金字塔的最高层计算光流，用得到运动估计结果作为下一层金字塔的起始点，重复这个过程直到到达金字塔的最底层。这样就可以实现对运动目标车辆的快速准确跟踪。并对跟踪获得的车辆轨迹进行平滑优化处理。通过轨迹预处理不仅可以简化后续工作，减少工作量，同时可以为后期的聚类提高其准确率。通过实际交通场景视频中的车辆进行实验分析表明，本文提出的方法，对光线变化、阴影及噪声干扰具有很好的鲁棒性。
七、车辆的检测
在计算机的视频中视频车辆检测系统原理是怎么样呢？实际上车辆检测就是对车辆的特征进行采集以此来进行车辆的检测。
比如车辆的图像采集，首先就是对采集的图像进行数字化处理，这样可以方便于计算机运算处理。车辆识别过程分三步：分割、跟踪和车型判定。图像采集是在视频检测需将摄像机拍摄的视频图像传送到计算机进行分析计算。由于计算机只接收和处理数字信号，因此需要将一幅模拟图像进行采样和量化处理，转化为数字图像，然后交由计算机进行处理。我们把图像的函数i＝f（x，y）来表示图像，f（x，y）表示图像在空间点（x，y）位黄的亮度。图像是自然界景物的反映，我们的人眼感知的景物图像一般是连续的我们把这种图像叫做模拟图像。模拟图像具有连续性。对于这种连续性的模拟图像，计算机是无法进行处理的，必须将代表图像的连续的模拟信号转化为数字信号才能处理。图像信号在空间上的离散化过程称为采样或抽取。在空间上被选取的点就称为采样点或取样点。
采样以后的图像，在空间上被离散成为样本点的二维矩阵。每个采样点的亮度值是一个连续变化的模拟量，我们把对每一个采样点进行量化。
运动车辆检测是利用视频序列图像的时间域以及空间域信息把运动车辆在视频背景图像中提取出来的技术。好的检测方法的特点就是可以非常的准确、快速地从背景图像中分割出来。作为智能交通监控，车辆检测系统十分关键。一个使用的车辆检测系统应该满足很多的要求：
1）能够正确判断此时有无车辆；2）完成车辆统计，提供车流量，车速等交通参数；3）算法简单，能有有效的进行车辆信息处理。
（一）背景差分法
背景查分法师指通过当前图像和背景图像做减法的方式检测运动物体的方法，是视频检测算法中一种常见的检测方法。对待测量的图像和背景图像中每一个像素点做减法，如果差值大于设定的值就认为是背景像素无需标识。利用背景差分法检测运动物体的关键是是如何提取背景图像。目前有很多方法提取背景图像，比较简单的是在无运动物体的情况下拍摄一幅背景图像，利用待测的每一幅图像与其相减得到运动的物体。改方法只能适合用于背景不变或者变化比较小的情况。另一种方法提取背景图像的方法是根据几帧或者几十帧的图像形成背景 ，利用检测后每一个帧待测图像更新背景。这种方法减去提前拍摄背景的麻烦，但是建立背景需要一定的时间，对于急剧变化的外界干扰比较敏感！
（二）边缘检测法
针对城市交通的复杂性，行为识别中运动目标的动态性，本文利用角点特征的平移、伸缩、旋转不变特性，使用运动车辆的Harris角点特征对运动车辆进行特征表达。为了解决传统光流跟踪算法中时间利用太多的问题，我们提出了边缘检测得方法对运动目标车辆的快速准确跟踪。并对跟踪获得的车辆轨迹信息进行表达和预处理，简化后续工作量，同时可以为车辆轨迹模式学习及异常行为检测提高其准确率。通过实际交通场景视频中的车辆进行实验分析表明，本文提出的方法，对光线变化、阴影及噪声干扰具有很好的鲁棒性。
视频检测器与传统检测器相比有其明显的优势，在近年来在智能交通系统中得到了越来越广泛的应用。我们当然知道视频检测器有着诸多优点，但存在的问题也很多。我们认为一个可以投入实际使用的基于视频图像的交通监测系统应该具备处理时间短、计算量低和可靠性高的特点。而且，这种系统所采用的方法必须对场景的误差和外界的干扰应该有很多的方法可以解决。但是在实际的检测过程中却出现很多的问题。比如当我们检测的过程汇总会出现实际的情况很多比如光照。我们知道天气是随着光照情况的变化而变化的，当光照良好时如正午时检测精度最好，还有的就是傍晚和一些恶劣的天气情况下那么检测得效果就一定会较差。另外一个问题是在检测过程中会出现阴影的问题，阴影是造成视频检测方法误检测的主要原因，阴影通常有三种：车辆自身的运动阴影、道路场景中的静态阴影和缓慢移动的阴影问题的解决好坏直接关系到检测结果的正确性。同时车辆在道路场景中的相互遮挡也是必须要考虑的问题。
车辆遮挡的分割，主要面对的问题就是要区分出单一的前景的连通的区域中有多少数字的运动的车辆，接下来就是分割出来每个车辆的位置的边界到底在哪里，最后是区分出不同车辆之间哪个是遮挡车辆，哪个是被遮挡车辆。
从视频图像处理的角度和相关理论上来看，我们可以将车辆遮挡检测与分割的方法分为特征模型、三维模型、推理模型和统计模型。
未来这一领域的发展应该是发展趋势有几个方面：首先最重要的是注重数据的准确率并且能够综合交叉使用多种检测方法。我想这是未来车辆检测的一大发展趋势；另外多检测器信息的融合也是未来研究的重点；同时与交通视频图像的压缩更有效的办法和多媒体数据深入快速的挖掘，也是未来研究的一大研究课题
在未来的视频交通的发展前景一定不可估量的，但是在目前来说还有一些问题。我们要发明出更多的方法来解决这些问题，而多用于计算机的软件和视频技术的研究上，我都么希望在未来的交通中有一种软件可以完全的实现这样的功能。让我们每天的交通状况得到很大的改善。当然我一直认为如果要改变道路交通拥堵的问题不仅仅要靠这些，也要看驾驶人员的意识的提高以及一些硬件设施的完善！我相信总是有一天这种问题会得到很大改善！还给我们所有百姓一个畅通舒适的城市交通！
参考文献:
[1]金红,周源华.基于内容检索的视频处理技术[J].中国图形图像学报,2000,5(4)
[2]许伟,许宏丽.基于颜色特征的视频数据库检索系统[J].计算机工程与设计,2006,27(7)
[5]《智能交通监视技术应用与研究》西北大学博士学位论文
[6]《智能交通系统中视频处理技术研究》华中科技大学博士学位论文
[7]《基于运动特征的视频检索技术》哈尔滨工业大学硕士学位论文
关键词：交通，智能交通，ITS，GIS，GPS
中图分类号：C913文献标识码： A
交通工程学科是研究交通发生、发展、分布运行与停驻规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、营运、管理、安全的理论方法以及有关设施、装备、法律和法规，协调道路交通中人、车、路与环境之间的相互关系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术学科。
交通学科中的道路运输系统是有人、车、路、环境等几个要素组成的一个系统的、动态的、复杂的系统。
一、交通工程学科面临的问题
城市交通的拥堵问题是目前以及今后相当长的一段时间内交通工程学科必须应对的问题。探讨城市的交通拥堵问题，至少需要涉及的学科有系统工程、城市规划、土地利用规划、经济学、行为心理学、社会学、公共政策学、管理学等。跨学科的研究方法有移植、渗透与融合等，关键是如何将其应用于城市交通问题。
随着计算机技术、信息传感技术的飞速发展，智能交通系统应运而生。智能交通系统于90年代至21世纪初被引入交通工程领域，重点研究交通系统的智能化，并逐渐成为解决交通工程关键问题的主要方法。
二、智能交通系统的定义和组成
智能交通系统（Intelligent Transportation System， ITS）定义为：在比较完善的基础设施之上，将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术和系统综合技术有效的集成，并应用于地面运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的、实时、准确、高效的地面运输系统。
智能交通系统按照组成部分来划分，主要包括如下几方面：
（1）交通检测技术：通过感应圈、红外、微波、闭路电视摄像、卫星定位技术，对交通车辆、道路进行检测，收集交通数据和图像信息；
（2）交通控制技术：包括先进的交通信号系统，匝道信号控制、信号灯控制等技术；
（3）通讯技术：包括高密度波分复用技术，光纤传输及接入技术，无线传输技术等；
（4）数据处理：车流数据、收费数据、监控信息数据等数据的处理；
（5）信息提供：提供出行信息，如交通状况、最佳行车路线等；
三、智能交通系统体系的主要功能
（1）信息采集：综合交通信息平台提供与各应用系统之间的通信联接和数据接口，从各应用系统中提取各类相关信息，用于后续的信息处理和信息服务。所提取的信息通常不是各应用系统的原始信息，而是经过各系统处理后的二次信息。这样一方面能减少平台信息处理的工作量，另外也能节省信息存储空间。
目前在交通工程领域采集数据主要利用传感技术，具体如下：
利用红外线，超声波，微波雷达，感应圈等传感器，对通过道路某一点的车辆，其数量、大小、重量、速度等进行统计分析。
利用浮动车系统，可以通过安装有GPS（全球定位系统）的公交车或计程车了解到该车辆通过某路段的时间速度，从而在一定程度上间接地推测出当前路面的交通状况。但是由于所获取的交通数据，其采样精度及密度均受制于有限的GPS设备，且无法获得浮动车以外其他车辆、行人等的交通数据，该技术对于微观交通行为的分析、管理优化，存在一定的局限性。
利用可见光摄像机，红外线摄像机等视频传感器，不仅能够对路段上车辆的通行状况，比如通过数量、大小、速度、颜色、车牌号等进行定量地统计，同时能够对某些特定行为，比如闯红灯、倒车、转弯， 交通事故等在一定程度上进行自动检测。特别是利用视频数据可以对这些特定行为的前因后果进行分析。
激光扫描仪是一种新兴的传感器。与视频等技术相比，激光测距扫描仪及其应用技术还大多处于研发阶段。
（2）信息处理：采用分类、统计、关联、序列分析等方法，将从各应用系统提取的信息进行处理和标准化，生成满足应用系统需要的特定格式的信息。
（3）信息存储：对各类交通信息按照一定的规则和组织方式进行保存，便于数据的查询、更新和维护。信息存储的形式可采用传统的关系型数据库方式，也可以采用数据仓库方式。另外，由于交通信息大多与地理属性有关，因此，利用GIS技术对部分数据进行组织、存储和显示，可以提高数据管理的效率。
（4）信息服务：综合交通信息平台的最终目的是为各应用系统提供其所需要的信息。由于不同的用户和应用系统可以获取或访问的信息各不相同，因此，需要建立完善的数据分层管理和权限管理，对无权获取特定信息的用户进行信息屏蔽，使不同用户既能获得各自所需要的数据，同时确保各应用系统数据交换和共享过程的安全性。
四、智能交通系统的主要构成
1．智能化交通管理系统
智能化交通信号控制系统和智能化交通监控系统，集成起来就构成了先进的交通管理系统的主要部分。
智能化的信号控制系统可以通过设在路上的传感器，检测路段和路口的交通状态，根据路口各个方向以及周围相邻路口的交通状态，改变路口各方向红绿灯信号的持续时间，使得路口的使用效率得以提高。智能化交通监控系统就是为此开发。它包括安装在主要交通干线上的摄像机和传感器(如电磁感应检测器、微波检测器、红外检测器、激光检测器等)、通信和传输系统、交通监控中心(包括数据存储、信息处理与显示、指挥控制等子系统)、信息系统和执行系统等。其功能主要包括：（1）对道路上的交通信息以及与交通相关信息的采集应该是尽量完整和实时的；（2）交通参与者(包括驾驶员、乘客、行人等)、交通管理者、交通工具、道路管理设施之间的信息交换可以做到实时和高效；（3）控制中心对执行系统的控制是强制和高效的（4）交通监控中心计算机系统(包括城市、高速公路的监控中心、运输管理中心等)配备有功能强大的软件和数据库，具备自学习、自适应的能力。
2．电子不停车收费技术
电子不停车收费系统(简称ETC)是智能交通系统中最先投入应用的系统之一，主要应用技术是自动车辆识别技术(英文简称AVI)。使用该种收费方式的用户必须在事前购买专用的电子标签并安装在前挡风玻璃上，当车辆驶入收费区域时，该系统安装在门架上或路侧的微波天线查询车载电子标签中存储的识别信息，如电子标签ID号码、车型、车主等信息，以辨别车辆是否可以通过不停车收费车道。在采用封闭式收费制式的高速公路上，在进入高速公路时，车道天线要向电子标签写入入口车站信息，在离开高速公路时，再读出入口信息以便系统计算通行费。
自动车型分类系统利用装在车道内和车道周围的各种传感器装置来测定通过车辆的类型，并与车载电子标签存储的车型数据进行核对，防止故意换卡违章使用，保障电脑系统按照正确的车型实现收费。
3．基于GPS和GIS的车辆定位与导航技术
GPS(Global positioning System)技术，即全球卫星定位系统技术，是利用分布在高空的多颗人造卫星对地面上的目标进行测定并进行定位和导航，它用于对船舶和飞机及其它飞行物的导航、对地面目标的精确定时和定位、地面和空中的交通管制以及空间和地面的灾害监测等。
GPS可以用于车辆导航，实现的主要功能有：车辆跟踪、航线设计、按计划航线进行导航、查询功能等。车辆导航系统主要由GPS接收机、微处理器、显示器、车辆导航软件和地理信息系统组成。GPS用于车辆运营管理，实现的主要功能有，查询功能、多屏幕，多车辆跟踪功能、指挥与车辆跟踪相结合、报警与意外处理等。
GIS(Geography Transportation System)技术，即地理信息系统，综合了数据库、计算机图形学、地理学、几何学等技术，以地理空间数据为基础，采用地理模型和分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，从而为存放和管理定位导航信息提供信息服务。GIS用于车辆导航与监控，实现的功能包括，电子地图显示功能、标注当前车位、地物信息分类索引、最佳路径选择、行车路线导航等。
GIS用于道路实网数据和属性数据以分路段的方式和地理坐标联系起来，可以对路面质量、路况和路面维护进行管理，另外也可以对桥梁、隧道及其他各种道路管理设施如信号装置、可变情报板等进行测量和管理，从而保证各项设施正常运转，交通管理和控制措施得以顺利实施。
在基于GPS+GIS的车辆定位与导航技术及应用方面，比较有市场前景的有两个方面。一是终端设备提供；二是增值运营服务。这两者相辅相成，终端设备市场的规模形成，离不开增值运营网络的建成与内容服务的增加，而增值运营服务的提供，最终又需要通过终端设备传递给用户。
目前，在国内增值运营服务这个市场正在逐渐为产业界所关注，但是，从发展的角度来说，目前缺少的是内容提供，而内容提供的瓶颈在于数据收集的手段有限。
五、结论
智能交通系统是随着人类科学技术的进步而不断发展的。同时实践也证明，智能交通系统是缓解现代交通问题的有效手段。随着人类社会进入信息时代，智能交通系统将是现代化交通运输体系的发展方向。
可以预见，智能交通系统的服务功能将更加完善，信息服务将呈现出多元化、个性化和细化发展；技术水平也将越来越高，系统处理、处置水平智能化程度将更高；系统的运营方式也将日趋多样化，系统运营将更加高效经济。
总之，随着智能交通系统的整合速度逐渐加快，多出行方式相关的ITS整合速度也将加快；智能化交通设施将得到逐步的发展；交通信息提供将更倾向于智能化发展水平。
参考文献：
[1]赵晓春. 现代科学跨学科研究的模式探析[J ].中国科技论坛，2008（11）.
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[3]文洪朝. 跨学科研究―当今科学发展的显著特征[J ].西北工业大学学报(社会科学版)，2007（6）.
【关键词】 3G通信 智能交通 指挥系统
一、智能交通指挥系统
由于以前的交通管理指挥系统的交通指挥方式的局限性，结果导致在整个系统应急处理过程中不可避免地出现非同步性以及工作效率的低下，例如针对城市交通状况的收集，传动的指挥方式往往依靠“交警采点+采点结果汇报于指挥中心+给出解决措施”的方式来实现，此种解决方法属事后行为，因此对城市交通状况的改观非常不利；针对交通事故的处理，交通事故发生的不可预见性往往使事后取证出现较大难度，因此多数交通事故难以被及时处理，那么势必引起更大面积的堵塞。针对此类情况，本文介绍了一种以3G通信技术为基础技术的智能交通指挥系统。基于3 G通信技术的智能交通指挥系统具体由若干监控远程、监控中心、3 G数据通信链路组成，另外，以 TCP/ IP协议的3 G通信技术被运用到交通部门，能够直接实现运行，此外前端摄像机的视频信号具体经网络视频服务器实现从网络向分节点的传输，随后经分节点直接传至网络，但若分节点存有矩阵，亦可把矩阵与 DVR连接起来，随后直接传至网络。监控中心要想对多个的设备硬件进行控制，那么需要具体把用户的需要、监控的现场情况进行周密结合。高速云台、数字解码器、画面分割器、远端监控主机、3G数据传输模块等设备是主要的远端监控使用器材；同时监控中心使用频率最高的设备主要包括3G无线路由器以及切换视频矩阵等。此类设备在实际配置过程中，主要是从用户实际需求的角度出发进行配置的。3G网络是该交通系统的主要组成部分，也即是该交通指挥系统主要通过3G网络传输交通路口的视频信息与相应的信号控制信息，借此实现智能交通指挥系统组网新的发展，此外网络管理用户能够实时浏览监控若干监控现场。
以3G通信技术为基础技术的智能交通指挥系统在采集图像信号以及处理图像信号的过程中，往往以DSP高速处理仪为主要手段实现高效精确地处理，想要进性增强或复原图像，那么就应通过预处理的图像模块。而处理之后的图像则是通过颜色标准探测模块、运动目标检测模块等模块完成接收。对于运动的目标而言，主要以模糊跟踪控制技术为主要技术手段实现动态智能跟踪。想要以网页浏览图像或者回放、查询历史数据，则应通过多媒体科技、Web数据库科技技术；要想实现信号、语音、视频等数据的远程传输，则通过现场总线科技、无线通信科技与压缩图像解码技术，（见图1）。
基于3G通信技术的智能交通指挥系统具有实时性、同步性与分布性是以3G通信技术为基础的智能交通指挥系统的主要特征与优势，同时，该交通指挥系统在多道路交通实时情况的监测中，还具有级联的监控中心模式（如图2所示）以及多级监控模式等，此外该系统还可实现多级系统组合，最终可以扩大交通视频的监测面积，扩充监控系统的储存量。用户在需要浏览监控时，仅需服务器以及浏览器，就能够对道路交通的相关信息实施监控。
二、智能交通指挥系统的核心技术分析
通过以上分析可知，在道路交通指导过程中，主要应用的关键技术包括TD- SCDMA3 G移动通信技术（如图3所示）以及移动通信技术、压缩解码技术、交通流量最佳的计算办法等。本章节着重介绍TD-SCDMA3G移动通信技术、CDMA2000移动通信技术、最佳交通流量预测算法。
（1）TD-SCDMA3G移动通信技术。TD-SCDMA3G的设计最好采用分布式软件体系结构，以便实现简化软件设计，降低软件模块间的耦合及改善软件编写、调试、维护的环境。TD- SCDMA3 G具体包括接口与通信、移动台模拟器、系统模拟器（见图3）三部分。其中，系统模拟器的突出作用在于实现基站仿真，该系统模拟器主要由几大功能模块构成：人机界面，信令程序编译、消息收发以及信令提取、信令解释等。而具有智能天线的TDD模式则是TD-SCDMA3G主要采用的模式，用户以智能天线为载体，进行距离与方位的定位，此时仅需借助接力切换方式，便可使基站与基站控制器结合用户的实际距离与方位信息对移动手机用户的异动情况进行判断，在此基础上保证切换到相对应基站临近区域的及时性，促进接力切换到位，从而使切换过程中对临近区域基站信道资源的占用率得到全面降低，并大幅提升切换成功率。同时，TD-SCDMA系统在传送数据业务的过程中，如传送2Mb/s数据业务的过程中，通过码片速率为1.28Mb/s以及频带宽度为11Mb/s方式便可顺利完成数据业务传送。目前全球频谱资源均呈现出极度紧张的状态，若想找出完全符合要求的对称频段，实属难事。针对D-SCDMA系统，其仅需满足某个载彼的频段便可顺利使用，由此实现对现有频率资源的灵活利用。（2）CDMA2000移动通信技术。在CDMA技术中，CDMA2000是一种关键的技术，它以提供足够高的数据速率来满足 IMT-2000的性能要求为主要目标。此项技术特点如下：无线接口源自 ANSI TIA/ EIA-95、网络结构源自 ANSI TIA/ EIA-41、信道带宽 N* 1.25MHz（N取1、3、6、9、12）、扩频码片速率 N* 1.2288Mbit/s（N取1、3、6、9、12）、双工技术 FDD/ FDD等。功率控制技术以及具有较好的延时性能、选择效率与编码增益高等优势的高效信息编译码技术是CDMA2000中最为核心的技术。由此可见， CDMA2000具有诸多独特性，其一，大容量系统，相同的无线信道可以满足全面的 CDMA客户，所以，如果用户进行经验交流，那么信道内其他用户所受到的干扰势必大幅度降低，所以 CDMA系统对人类语言特点的充分利用能够使相互干扰程度大大降低，同时实际容量能够增大至原来的三倍左右，从理论上分析，模拟网络比 CDMA数字移动通信网的系统储存容量小近19倍左右，其实，增大的值比模拟大约9倍左右和较 GSM增大4～5倍左右。二是CDMA系统通信性能更好。对于在硬切换过程中常常出现的掉话现象，可通过软切换技术对其解决，同时带宽与频率相同时 CDMA系统工作能够大幅度降低软切换技术的实现难度，从而促进通信质量的全面提升。由此可以看出，CDMA系统在获取声码器速率时，主要是综合运用自适应阀值技术以及误码纠错等多种技术实现的，通过这几种技术的综合运用，能够获取质量更高的数据。三是频带利用率超高。CDMA作为扩频通信技术，虽然占有部分频带带宽，但其允许系统区域内重复使用单一频率，进而使用户共享同一频带的同时，实现频带利用率的大幅度提高，此外若按各用户占用的频带进行计算，其结果也会使用户对频带使用效率全面提升。与此同时，CDMA系统能够结合差异的信号速率，并且在信道频道上自动调整为相对应的形式，最终可出现较高的频带的利用效率。（3）最佳交通流量预测算法解析。除上述两种关键技术以外，最佳交通流量预测算法亦属智能交通指挥系统的关键技术。人工神经网络的建模主要经数据的输出与输入来实现，计算模式属于并行，所以，该模型的特点是高速的计算能力、非线性的映射能力、自学能力与自适应的能力。目前人工神经网络呈现出多样性，其中误差逆传播网络的应用范围最广，目前该项技术已占据着前向网络的中心地位。实践证实，BP网络以及以高阶神经网络为代表的误差逆传播网络是许多神经网络模型中最常使用的形式。相较于传统误差逆传播网络而言，高阶神经网络具有其独特性，像智能神经元存在与高阶神经网络，思维能力是智能神经元的主要特点，另外内部的函数转移可以从分析外部的网络来实现自动调整，进而获取更佳的学习效果。
三、结束语
综上可见，当前的智能交通监测系统是多种先进技术综合应用与结合的成果，例如，3G通信技术、图像数字传输技术等，是保障道路交通的舒适性与安全性的重要手段。实践证实，基于3G通信技术的智能交通指挥系统能够实时采集到监控区域行人或车辆的流量及交通运行情况，并以所采集的信息数据为依据，方便交通指挥人员高速判断交堵塞情况等，从而做出及时决策，确保道路交流正常有序运行。
参 考 文 献
[1] 李玲，王婷. 基于GPS定位及3G通信客运车辆监控系统设计[J]. 现代电子技术，2011，34（18）：18-20
[2] 范泳文. 基于3G网络的智能交通视频监控系统的设计与实现[D]. 东华大学，2012
【关键词】智能交通，控制系统，交通指挥
中图分类号： C913 文献标识码： A
一、前言
智能交通控制系统是保证城市交通指挥的首要前提，智能交通控制系统的优劣不仅关系到城市交通的发展，而且关系到国家和人民群众的生活。
二、智能交通系统概述
智能交通系统 ITS（Intelligent Transportation System）是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术相结合，运用于整个地面运输管理体系，建立起的能在大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。
现代社会的交通问题是亟待解决的一个问题。为了能最有效率的提高交通运输能力，为人类提供最为便捷和安全的生活，智能交通系统的研究一直是社会与科学技术领域的焦点。同时，信息技术用于解决现代城市的交通问题，如道路的拥塞，定位，跟踪，收费与罚款等，也促进了 ITS 领域的研究和发展。所谓智能交通系统，就是在现有的交通状况下，充分利用现代高新技术进行合理的交通需求分配和管理，通过卫星导航系统、汽车自动引路系统、交通信息通信系统（VTCS）、视频监控和计算机管理等多种技术手段，将整个路网的通行能力迅速提高，实安全、快速、便捷运输目的的一种交通综合治理方案。也就是说，智能交通系统能将采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心处理后，传输到公路运输系统的各个用户（驾驶员、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障等部门），出行者可实时选择交通方式和交通路线；管理部门可随时掌握车辆的运行情况，进行合理调度，提高公路运输系统的机动性、安全性和生产效率。
三、智能交通控制系统设计及工作原理
1、系统组成
智能交通指挥中心控制系统主要由信号控制机、光端机或调制解调器、通信主机、监控主机等组成,具有单点固定时制控制、多时段控制、多方案选择控制、感应控制、无缆线控功能。它将多个信号控制机通过光端机或调制解调器连成通信信号控制网络。
2、基本功能
智能交通指挥中心控制系统可实现以下基本功能。可编程的16相位控制;可控硅输出,每路可控2个信号灯;路环型线圈车辆检测;相位冲突监视和控制,信号灯故障检测及报警;具有自动、手动、遥控及远程控制方式,具有强制、黄闪、四面红功能;具有固定时段、多时段(工作日/特殊节假日)、多方案(工作日多时段/星期多时段/特殊节假日多时段)、感应控制、无缆线控、有缆线控等多种控制方式;在线修改配时参数,在线显示各相位状态、故障状态;时段划分多达24个时段,可存储100种控制方案;提供三个RS-232接口、一个RS-485接口,可实现电话线、专线、光纤、无线等多种方式的通信;适合于单路口控制、主干道控制、区域控制,出现故障自动降级使用;时钟、日历在线显示和修改;自动排风、加热功能;具有防雷、漏电保护功能;提供4路行人过街输入接口。
3、信号控制机工作原理
信号机采用单片机技术,通过串行通信取得初始化数据,并将初始化数据存放在内存中指定的区域。信号机根据串行通信取得的初始化数据自动运行,驱动交通信号设备正常运行。串行通信的方式可以分为两种,一种通过笔记本电脑在信号机安装位置通过微处理器单元上的RS -232通讯端口通信,另一种通过光端机或调制解调器在当地交通指挥中心远程通信。前一种方式适合没有组网的城市,信号机进行单点控制,后一种适用于线控和区域控制。
信号机不但可以自动运行,还可以通过在信号机安装地点手动控制运行。在特殊情况下,使用人员可以通过信号机上的键盘或遥控器手柄对信号机的运行进行人为的干预,使它能够满足路口正常运行的需要。工作人员还可以在当地的指挥中心通过远程通信对信号机进行远程控制,使大范围的交通控制趋于合理。若路口埋没了车辆检测线圈,可以将信号机的工作方式设定在感应控制方式,信号机会根据路口的车流量自动调节各相位的绿灯时间。
四、智能交通控制系统在城市交通指挥中的应用
1、交通指挥一体化
指挥人员通过智能交通控制系统能够全面掌握哪里发生交通警情和堵塞,事发现场周边有多少警力和交通管理设备,从而使指挥中心做到掌握全局、运筹帷幄。指挥人员点击交通警情图标可以查看警情内容和直接处理警情;选取信号控制、交通监控、交通诱导等设备图标,双击启动控制客户端可以直接操作控制该设备;将鼠标定位在GIS-T警车的图标上时,可浮动显示警车的基本信息,通过车载电话与警车上的执勤民警通话,还可通过警车定位终端的MDT!发送警情和指令,接收民警工作状态信息,实现交通指挥一体化,从而进一步完善了发现快、出警快、处警快的快速反应机制,加强了交警指挥部门协调应变作用和信息功能。
2、交通决策可视化
智能交通控制系统正在着手建立交通决策支持系统,系统建成后可通过专题地图进行可视化的决策分析:基于对公安交通管理的各类数据和各种复杂现象进行趋势关联分析,通过建立图元或标注的专题地图,向各级决策人员直观反馈复杂的分析结果,从而使决策人员更高效率地作出准确判断,进一步提升交通管理决策水平。一定日期内的交通警情、交通流量及警力数据作叠加处理,形成点密度专题、二维专题等各种专题地图,帮助决策人员分析警力安排科学性,制定最优警力配置策略,做到警力跟着警情走、勤务跟着流量走 。
3、信息服务人性化
智能交通控制系统正在建设交通信息网站,通过网站专用的电子地图向广大出行者显示实时路况的电子地图、交通诱导信息、交通视频网上直播等形式多样的交通信息。
智能交通控制系统在交通设施管理系统建立了地图维护更新工具,广州市交警部门可利用该工具,自行维护交通管理业务专用地理信息和交通设施地理信息。系统用户在交通设施管理系统进行日常交通设施维护,相应的地图数据同时也得到更新,保证了地图数据鲜活有效(由于基础地理信息的维护需要专业测绘,需委托专业部门维护)。鲜活有效的地理数据为车载导航、最优行车路线选择等高层交通信息服务提供了基础。
五、结束语
从实践出发对当前智能交通控制系统中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，智能交通控制系统的主要任务是优化城市交通指挥中。
参考文献
[1]康维调查.我国智能交通的现状及发展趋势展望.2008
[2]秦小虎。城市交通紧急事件处理与安全系统模型及应用研究:重庆大学，2005
[3]杨兆升.智能运输系统概论.北京:人民交通出版社，2003
论文摘要：智能交通系统是现在交通运输发展的趋势，本文就智能交通体系在国内外的发展状况做了简要的介绍，对中国如何发展智能交通系统提出了自己的看法和建议。
智能运输系统(IntelligentTransportSystem)的主要思想是将传统的交通系统看成是人、车、路的统一体，运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域的先进成果来彻底改变目前被动式的交通局面，使人在驾驶过程中可以随时通过GPS/GIS、广播、信息板等手段了解目前的交通状况，而交通管理部门则可通过道路上的车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解各个路段的交通情况，并随时对各个交通路口的交通信号进行调整以及对外界进行信息，使整个交通系统的通行能力达到最大。
一、智能交通发展的现状
对智能运输系统的研究许多国家都投入了巨大的人力和物力，并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。
在美国，对ITS的研究虽然起步最晚，但由于投入较多，目前已处于该领域的领先水平。1991年，美国开始对ITS研究进行投资，仅1994~1995年就确定了104项研究项目，并成立了专门组织，着手制定ITS的研究开发计划，到1997年投资近7亿美元；1998年6月9日美国总统克林顿签署了“面向21世纪运输权益法案(TransportationEquityActofthe21thCentury)”。该法案的确定为美国公路系统的继续发展和重建带来了创纪录的投资。法案跨度为6个财政年度(1998~2003)，拨款总金额为2178.9亿美元，其中有相当一部分用于支持ITS的进一步研究与开发。欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针，由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究，著名的项目有PROMETHEUS和DRIVE等，其中DRIVE工程是目前世界上交通运输界规模最大的合作研究计划，共有12个国家的700多个单位参加，经费达5亿欧元。日本从20世纪70年代就开始了对汽车交通综合控制系统的研究，并成立了全国性的ITS推进组织，是对ITS进行研究最早、实用化程度最高的国家。目前已建立了较为完备的交通控制、信息服务等综合体系，并基本完成了覆盖全国的电子地图的绘制工作，有400万台汽车导航仪在使用，其中120万台可接收信息。
我国在ITS领域的研究起步较晚，但随着全球范围智能交通技术研究的兴起，进入20世纪80年代，我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面，北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统；另一方面，国家加大了自主开发的步伐，如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS，上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等；1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会，秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心，代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动，现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外，我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”，并逐步推广到全国100多个城市。
二、智能交通系统建设的意义
交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费，加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下，有些路段甚至只有7～8km/h；由于车辆速度过慢，尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力，尽量的利用现有的资源，使其发挥最大的作用，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。
交通运输是国民经济的基础产业，对于经济发展和社会进步具有极其重要的作用。公路交通运输以其机动性好、可以实现“门到门”直达运输以及运送速度快的特点，成为我国城市和城间中短途客货运输的主要方式。加快交通基础设施建设，综合运用检测、通信、计算机、控制、GPS和GIS等现代高新技术，提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害对加速发展我国公路交通运输事业具有十分重要的意义。这是公路智能交通运输工程需要解决的关键问题。
三、中国发展ITS的主导思想
中国是一个发展中国家，与发达国家相比，我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距，加上我国特有的混合交通特点，以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善，因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架。
中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力，因此也不能重复发达国家走过的老路，一定要立足本国实际，走中国ITS发展之路，以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业。21世纪交通管理的发展趋势必将是管理体制集约化；管理设施现代化；管理手段网络化、信息化、智能化；管理效率高效化；管理方式社会化。因此，中国ITS的发展将带来一场交通管理体制与模式的变革，而这种变革将直接影响着ITS的发展。
四、发展中国智能运输系统的对策
1、打好ITS发展基础，特别是应加强ITS基础理论的研究工作
目前，国际上ITS理论仍不完善，还处于发展时期，我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流，在国际ITS现有发展水平上结合中国特点，深入细致地进行理论研究，尽快接近或达到世界水平，以迎接21世纪ITS发展的挑战。否则将成为别国的追随者，成为他们不成熟技术的推广试验场。
2、建立ITS协调组织机构
中国交通运输体制目前仍是条块分割状况，铁路、公路、民航、公安、建设等部门分头管理，现已出现了各自发展自身ITS的势头，这将造成中国资源上的巨大浪费。为此应尽快成立一个由国家统一领导的，有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织，类似于美国的ITSAmerica，日本的VERTIS及欧州的ERTICO组织，来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准，特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划，实现ITS技术和产品的通用性、兼容性和互换性，加强政府的宏观调控，以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。
3、注重人才的培养
随着ITS的进一步发展，21世纪交通运输将会发生重大变化，而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同，为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作，派出人员学习培训，走出去、请进来，将最新的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中，以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。
关键词：mBot机器人 创新教育 智能交通 Arduino
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）05（a）-0210-02
1 mBot机器人介绍
mBot是一款为素质教育而生的低门槛“机器人小车”，是实现跨学科综合素质教育STEAM[1]的载体，借助mBot机器人开展教育是培养学生创新能力的有效途径[2]。mBot 机器人分为硬件和软件两个部分，硬件是标准化的电子零件，由mBot机械部分、mCore控制板两部分组成，同时配有一个简易遥控器可供拼装完成后直接“驾驶”；软件部分使用基于Scratch2.0[3]开发的图形化编程软件mBlock，通过{牙直接实现操控mBot APP。mBlock根据需求编制一个程序，将其下载到mCore，由mCore控制mBot机器人完成动作。
mBot机器人与智能玩具的区别在于它可以使用软件mBlock进行二次开发，在其上加载一些传感器可以实现不同的功能。该次课程设计用3个mBot机器人模拟制作一个智能交通系统，用实例来讲述创新课程设计过程。
2 智能交通系统分析
课堂以智能交通系统为主题，激发学生讨论，讨论结果形成一个简单、完整的交通系统由3个部分组成智能汽车、智能红绿灯、智能车库。具体功能如下描述。
（1）智能汽车，用mBot机器人模拟汽车的行车过程，前进、左右转弯、倒车，同时用指示灯颜色和不同的声音区分不同状况，以给出警戒和提示；车上安装超声波传感器，便于安全倒车；汽车的行驶过程用遥控器控制。
（2）智能红绿灯，根据路段车流量设置红绿灯间隔时间，绿灯结束后有3 s的黄灯闪烁；指示灯亮，并用LED数码管显示剩余时间。在mBot机器人的主控板mCore上安装两个设备，一个是LED灯作为红绿灯使用；另一个是4位数码管用来显示红绿灯时间，用RJ25接口线将两设备与主控板连接。
（3）智能车库，用超声波传感器来检测有无车辆入库，若有，则用舵机控制横杆抬起，若无，则横杆落下。若在超声波出现故障时，则用机械遥感手动控制横杆起落。mCore主控板接3个设备：一是超声波传感器，用来检测门前有无车辆；二是遥感，便于应急时手动控制；三是舵机，其上安装横杆，接收超声波传感器信号，控制横杆起落。
3 课程设计
将智能交通系统课程设计分基础、应用、创新3个阶段来讲述。
（1）智能汽车：对汽车的踩油门、松油门过程用键盘上的“按下、松开上移键”命令来控制；脱机时，将“按下上移键、松开上移键”命令用红外遥控器上的上下箭头代替，便于脱机控制。由于红外线遥控器控制命令以判断形式出现，须将其加入条件控制结构。其它转向功能与前进类似。
基础功能完成汽车的机械行驶前进、后退、左转、又转，同时配备相应的指示灯；通过键盘上的4个方向箭头完成在线控制，使用图形化模块如表1的在线命令。通过学习让学生熟悉mBlock软件界面，学会图形化模块的拖拽方法和技巧。教学内容适合小学5、6年级学生。
应用级在初级基础上将控制方式改为遥控器控制，实现脱机运行，模块指令如表1的脱机命令。由在线命令转为脱机命令模块结构简单，但加入了选择判断，使学生的思路更加条理，同时查看对应模块生成的arduino程序如表1的Arduino 代码，熟悉arduino语法结构。教学内容适合中高年级学生。
创新能以初级为基础，加上应用级训练具有的逻辑思维能力和读代码能力，可以创造性地实现不同功能，当软件给出的模块结构不能满足要求时，可以在arduino的编辑器IDE手写代码来完成。高级阶段，每个学生的作品不一样，教学呈现个性化，适合大学生和电子类爱好者。
（2）智能红绿灯：定义一个变量time用来计时，将红绿灯持续的时间设置为循环次数，每次延时1秒，将变量time值减1，用LED数码管显示变量time值，达到计时效果。假设绿灯持续时间为30 s。
教学内容属于中级，增加了循环结构和变量设置，红绿灯持续功能用循环结构来实现，显示时间用变量赋值来完成。对中小学生，变量概念不易于理解，可用解应用题时的设未知数知识点来变通。对这部分内容的创新可以横向拓展，由红绿灯联想到路灯、声控灯、跑马灯、led显示屏等。
（3）智能车库：设置3个变量s、x、y、s用于存储超声波传感器测得数据，x存储摇杆x轴移动的距离，y存储摇杆y轴移动的距离；s小于10时，表示有车通过，横杆抬起，否则，横杆落下；x大于y表示横向移动，横杆落下，y大于x表示纵向移动，横杆抬起。其执行arduino程序如下，等待两秒是保证车安全通过。
相比上面教学内容增加两个难点：一是逻辑关系复杂包含顺序、选择、循环结构的嵌套，在理清逻辑关系的基础上才能驾驭；二是熟悉Arduino编程语言语法结构，并用其将逻辑关系表达出来。创新应用可在深度上挖掘，设计出更智能化的作品。
4 结语
创新教育是一种培养学生创造与创新能力的新型教育方式，提倡在真实情境下学习、从生活中学习。该次创新教育课程设计内容选自与学生接触紧密的智能交通系统，以此为主题展开讨论，激发学生兴趣，引导学生关注生活，树立处处留心皆学问的学习理念。
创新课程采用项目化的教学方式，由智能交通系统为中心，向外发散到智能汽车、智能红绿灯、智能车库，每个部分又引出更多的知识点（如，智能红路灯引出路灯、流水灯、led灯等），丰富创新课程教学内容，体现知识有用性；创新课程教学目标区别于传统课程的知识堆砌[5]，强调知识的横向纵向联系。创新课程没有标准答案，每个学生的想法都是智慧的萌芽，都会得到老师同学的认可，找自己的存在感，参与意识更强烈；更容易保持学习的激情、增强学习信心，在学习的过程之中更容易生成新的创意。
创新课程是课堂教学的有效补充，将基础教育获得的碎片化知识整合，结合实际加以应用，强调知识的有用性，从而调动学生的学习积极性，培养学生的创新、实践能力。
参考文献
[1] 梁森山.中国创客教育蓝皮书[M].北京：人民邮电出版社，2016.
[2] 万佑红，将国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报，2005，27（4）：6-8.
[3] 王同聚.Scratch与机器人共融在教学中的应用与实践――以中小学机器人教学为例[J].中小学信息技术教育，2015（8）：76-79.
论文摘 要 智能交通系统 （ITS） 是集成于信息技术、传输技术、电子技术、及计算机处理技术等多种类电子工程技术，而建立起的实时、高效、准确的综合运输和管理体系。其中，数据压缩和数据融合技术使得ITS技术更具有现实意义。本文基于智能交通系统中信息的特征，探讨了数据压缩和数据融合技术涉及的关键技术及要求，分析了技术应用及现实突破。
1 ITS信息及特征分析
1.1 智能交通信息（ITS）
交通系统由包括4个基本要素：人（交通出行者、驾驶员和管理者）、物（货物）、各类交通工具和相应的交通设施构成。交通信息是指所有与交通系统的四大要素相关联的信息，是ATMS的关键基础。面向ATMS的基础交通信息主要是指与交通运行状态和交通管理有关的交通信息，是交通信息中最直接、最基础的信息。基础交通信息包括基础交通地理信息、交通实时状态信息、交通控制和管理信息、交通政策法规信息、公共交通信息。
1.2 基础交通信息的属性特征
基础交通信息是一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，其应具有以下一些基本属性特征：1）准确性；2）及时性；3）共享性；4）信息的采集具有实时性和动态性；5）具有海量信息特征；6）增值性。
2 数据压缩处理技术
交通信息一方面时采集到的信息烦杂多样，要想利用这些不同类别的信息，需采用不同的处理方法；另一方面，交通信息的一个显著特征是它的空间性和随机性，因此对它的研究分析需要建立在广泛统计的基础上，应用各类信息处理技术和统计分析方法来探索它的规律性。
所谓多媒体技术就是能对多种载体（媒体）上的信息和多种存储（媒质）上的信息进行处理的技术，特点主要表现在它的综合性和交互性。交通信息是属于多媒体信息范畴。若要实时的综合处理声音、图像、视频、文字等多媒体信息，其数据量是非常大的。要传输或存储这样大的数据量是非常困难的，必须对其进行压缩编码，在满足实际需要的前提下，尽量减少要传输或存储的数据量。
数据压缩主要依靠信源编码技术。一般的，图像压缩技术可分为两大类：无损压缩和有损压缩技术。在多媒体应用中常用的压缩方法有PCM（脉冲编码调制）、预测编码、变换编码、插值和外推法、统计编码、矢量量化和子带编码等；混合编码是近年来广泛采用的方法。新一代的数据压缩方法，如基于模型的压缩方法、分形压缩和小波变换方法等也已经接近实用化水平。
3 信息融合技术
信息融合技术在单纯数据采集融合（即一次融合）阶段称为数据融合，是研究多种信息的获取、传输与处理的基本方法、技术、手段以及信息的表示、内在联系和运动规律的一门技术。融合是指采集并集成各种信息源、多媒体和多格式信息，从而生成完整、准确、及时和有效的综合信息，它比直接从各信息源得到的信息更简洁、更少冗余、更有用途。
先进的交通管理系统（ATMS）是一个典型的多传感器系统，信息融合技术给交通信息加工和处理提供了一种很好的方法，信息融合技术的最大优势在于它能合理协调多源数据，充分综合有用信息，提高在多变环境中正确决策的能力。
在信息融合领域使用的主要数学工具或方法有概率论、推理网络、模糊理论和神经网络等，其中使用较多的是概率论、模糊理论、推理网络。当然，除了这几种常用的方法之外，还有其他很多解决途径。
3.1 概率论
在融合技术中最早应用的就是概率论。在一个公共空间根据概率或似然函数对输入数据建模，在一定的先验概率情况下，根据贝叶斯规则合并这些概率以获得每个输出假设的概率，这样可以处理不确定性问题。贝叶斯方法的主要难点在于对概率分布的描述，特别是当数据是由低档传感器给出时，就显得更为困难。另外，在进行计算的时候，常常简单地假定信息源是独立的，这个假设在大多数情况下非常受限制。卡尔曼滤波方法则根据早先估计和最新观测，递推地提供对观测特性的估计。另外，概率论和模糊集理论的综合应用给解决多源数据的融合问题提供了工具。
3.2 模糊理论
模糊集理论是基于分类的局部理论，因此，从产生起就有许多模糊分类技术得以发展。隶属函数可以表达词语的意思，这在数字表达和符号表达之间建立了一个便利的交互接口。在信息融合的应用中主要是通过与特征相连的规则对专家知识进行建模。另外，可以采用模糊理论来对数字化信息进行严格地、折衷或是宽松地建模。模糊理论的另一个方面是可以处理非精确描述问题，还能够自适应地归并信息。对估计过程的模糊拓展可以解决信息或决策冲突问题，应用于传感器融合、专家意见综合以及数据库融合，特别是在信息很少，又只是定性信息的情况下效果较好。
3.3 推理网络
推理网络的构建和应用有着很长的历史，可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美国学者所做的研究工作。近来，许多对于分析复杂推理网络的理论往往基于贝叶斯规则的推论，并且都被归类于贝叶斯网络。目前，大多数贝叶斯网络的研究都包括了对于概率有效传播的算法拓展，同时它在整个网络中也充当了新证据的角色。同时贝叶斯网络在许多A1任务里都己作为对于不确定推理的标准化有效方法。贝叶斯网络的优点是简洁、易于处理相关事件。缺点是不能区分不知道和不确定事件，并且要求处理的对象具有相关性。在实际运用中一般不知道先验概率，当假定的先验概率与实际相矛盾时，推理结果很差，特别是在处理多假设和多条件问题时显得相当复杂。
参考文献
[1]杨兆升.基础交通信息融合技术及其应用[M].北京：中国铁道出版社，2005．
[2]史其信，陆化普.中国 ITS 发展战略构想[J].公路交通科技，1998，3．
