发布时间：2022-04-10 03:47:59
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论文摘要：智能交通技术是一项起源于美国的新兴技术，各个国家在引进的时候都必须考虑本国的实际情况，充分考虑引进技术与本国文化的整合，考虑技术位差。任何新技术如果没有现有技术对之消化吸收就是失败的，所以各个国家在制定本国ITS发展内容时，必须对本国现有技术进行整合，然后再把与现有技术相近的内容作为自己的近期发展目标。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。
关键词：智能交通运输系统发展状况对策
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。
一、智能交通技术在我国的发展现状
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35000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。
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。
二、发展中国智能运输系统的对策
中国经过改革开放20多年来的建设，交通运输的发展取得了有目共睹的成就。全社会各种运输方式完成的客运量和旅客周转量、货运量和货物周转量有了较大幅度的提高，交通运输技术装备得到明显的改善，使得中国交通运输已从“限制型”向“适应型”过渡，已从满足“量”的需要向满足“质”的需要过渡，已经从“卖方市场”向“买方市场”过渡，并且公路运输发展成为交通运输的主力军。但与发达国家相比，仍存在着一些差距。和发达国家相比，虽然中国目前经济发展水平尚有较大差距，但改革开放的政策使我们的发展速度较快，发达国家今天遇到的问题，我们已经或者今后必将会深刻地感受到，为使交通运输业适应21世纪的要求，我们应采取积极的对策，根据国情发展中国的智能运输系统。
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及欧洲的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。
4、当前迫切需要解决的问题。
作为资金不足的发展中国家，应根据中国现有条件，以ITS个别项目人手选择恰当的切入点，诸如ITS技术及其产品的标准化-ITS中的城市交通管理系统，先进的公共交通营运系统；车辆控制和安全系统t先进的物流管理系统等。从全国范围内看，由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同，交通运输具有明显的区域不平衡性，即某些地区的发展(如东部、东南部)，特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。
一、中国发展ITS的必要性与紧迫性
1．ITS的概念及其意义
ITS（IntelligentTransportationSystem）是以信息通信技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一，而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输治理系统。
ITS将有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量，并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视。目前已形成世界二十一世纪的发展方向。
2．发展中国ITS的必要性1）中国是一个经济持续发展的发展中国家，改革开放以来，城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前，城市化水平不足19%，目前已经发展到超过30%，猜测2010年将接近50%；机动车拥有量目前已达6000万辆，并以每年10%以上的速度增长，预计2010年达到1.3亿多辆；
2）中国城市交通的特点是混合交通，目前自行车拥有量超过1.8亿辆，假如公共交通服务水平不提高，城市交通结构不改善，自行车拥有量将会有增无减；
3）改革开放以来，中国道路交通设施及治理设施虽然有较大改观，但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距，非凡是大多数城市路网结构不合理，道路功能不完善，道路系统不健全。
交通治理设施缺乏，治理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是实现了监视功能，而远没有发挥控制功能的效应；
4）中国城市的大气质量恶化，已逐步由无烟煤污染转变为机动车尾气污染。其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等，致使在世界十大空气污染最严重的城市中，我国就据之有七。同时，车辆状况差也直接影响到城市交通，并已成为制约我国城市交通的重要因素。以车况较好的北京市为例，平均日故障次数达500次以上，给城市交通带来巨大压力。
二、中国发展ITS的主导思想
从上述必要性与紧迫性分析得到如下结论：
1．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；
2．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；
3．二十一世纪交通治理的发展趋势必将是治理体制的集约化；治理设施现代化；治理手段网络化、信息化、智能化；治理效率高效化；治理方式社会化。因此中国ITS的发展将带来一场交通治理体制与模式的变革，而这种变革将直接影响着ITS的发展。
三、中国发展ITS的目标及基本框架
综上所述，中国ITS的发展框架应逐步实现以下三个阶段目标：
（一）前期阶段（5年）
1．目标
缓解交通需求矛盾，提高交通通行能力，减少中心区交通负荷。
2．措施
1）完善道路网系统功能，实施主干道（含快速路）的交通监控；
2）加强交通需求治理（TDM），实施中心主要道路的收费治理，缓解中心区交通压力；
3）减少路口非机动车干扰，实施机动车—非机动车时空分离及对自行车实行IC卡治理；
4）路口渠化。实施信号灯优化配时及多相位信号控制；
5）提高公交服务水平。吸引一部分交通量，实施公交优先道路及优先信号；
6）公交线路网智能调度系统及信息服务系统。该系统运用GPS和计算机技术、信息网络技术实施运行起讫点的调度，运行期间的控制、突发事件的处理，并向乘客提供实时的车辆运营情况，车辆间隔时间等服务信息；
7）建立城市机动车紧急救援系统。机动车突发故障是目前造成我国城市交通拥堵的重要原因，及时、有效地处理故障将大幅度减轻交通堵塞的发生。依靠成熟的GPS定位技术、通信技术、计算机网络技术，并利用城市现有厂、站、救援车辆资源，再加以适当扩充，可以很快形成生产力；
8）严格执法，加强违章处理，实施电子抓拍和电视监视等科技手段；
9）开展动态交通分配理论方法研究，实施集中式交通控制系统软件的开发。
3．目的
该阶段的目的是充分利用现有条件，主要解决中心区交通拥堵，有目的地改进交通控制中心监控系统，改善交通结构，减少交通需求，为ITS创造必要的技术条件和交通环境。
4．阶段任务
该阶段同时要完成以下任务：
1）ITS标准化的制定；
2）ITS相关部门完成本行业ITS发展规划及信息化建设目标；
3）加强宣传、教育，发动有关企业开展ITS开发；
4）加强国际交流，了解国际ITS的动态，消化、吸收国际先进技术，研发我国ITS技术及产品；
5）进行ITS示范工程建设，推广应用ITS技术；
（二）发展阶段（10年）
1．目标
在综合信息网络平台下，形成信息治理、信息通信、信息服务子系统，实现交通信息双向交互；实施交通指挥、控制，达到减少堵塞时间、降低交通事故、出行便捷及保护环境的目的。
2．措施
初步建设以下各系统：
1）城市信息治理系统
该系统按城市GIS数据库、信息网络、车辆治理信息等分步建设，不仅为ITS系统提供直接相关的动、静态信息，同时也为未来城市发展提供各项信息服务。
2）道路交通信息通信系统
该系统由信息采集、信息处理及信息三部分组成。
信息采集：实时采集交通拥挤、事故发生、道路施工、气候变化及停车泊位等信息。
信息处理、分析：采集的各项信息经交通信息中心进行处理和分析。
信息：将经过整理的实时信息及分析后的猜测信息通过无线通信、有线广播、电子显示屏、net网，车载器向出行者及驾驶员。
3）微波接入网系统
该系统与交通治理监控系统及交通治理信息系统联网，提供开放式联网支持，通过车载单元（微波标识卡）和路边单元（微波天线及其控制器）有效地采集交通数据，提供信息及交通控制。
4）网络下的电子收费系统
该系统是车路间信息通信系统，通过微波通信技术实行不停车收费。该系统将在全区域内实现收费路网“一卡通”。
5）多式联运治理服务系统
该系统采取计算机网络技术将各交通方式的运费、治理、服务系统联网，为客、货运输提供联运服务，提高效率和治理水平。
3．目的
该阶段的目的是信息通信网络化，建立信息通信平台，实行人、车、路之间相互传递实时、准确信息。
4．阶段任务
该阶段需要同时完成以下任务：
1）ITS相关部门在信息平台建设中，要统一规划，联合攻关；
2）形成产、学、研一体化，推进信息产业的开发和产品研制；
3）加快智能车辆的研制生产，以适应ITS发展对汽车技术提出的要求；
4）有指导性地抓好示范工程；
5）国际间的交流与合作。
（三）成熟阶段（10年）
1．目标
以ITS的发展推动信息化社会的进程，创立新产业，开拓新市场。
2．措施
1）完善交通基础设施，并达到世界发达国家现有水平；
2）在城市综合交通实现规划、治理、运营智能化的基础上，逐步实现全国各交通方式的综合运输规划、治理运营智能化；
3）城市交通结构趋于合理，公交运量占较大比重；
4）完成车间通信系统；
5）成批生产电动汽车、环保车辆及智能车辆；
6）建立社会化信息服务系统；
7）形成ITS新产业。
3．目的
1）建立一种大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的智能化运输综合治理系统；
2）实现科教兴国和社会可持续发展的战略目标；
3）推动人类迈进信息化社会。
四、结语
本文从我国的实际情况出发，提出了我国ITS发展的框架设想，计划用5个5年计划的时间实现ITS的发展目标。设想必定会存在主观臆想或脱离实际，仅作为抛砖引玉，引起大家讨论。设想虽然对其中的技术关键没有过多涉及，但技术问题也非常重要，是一只到达设想彼岸的船。因此，也望相关专业的同行一起讨论，共谋大计。
我们一直认为在技术上，我们国家绝不比其他国家落后，虽然在发展ITS的基础条件上远不如发达国家，但只要坚持“两弹一星”的创业精神，一定会实现工业化的宏伟蓝图。
1.国外交通信息系统研究现状
许多发达国家近年来投入了大量的人力、物力和财力对先进的交通信息系统进行研究、试验和开发。下面就欧洲、美国及日本等一些国家有代表性的ATIS作一简要介绍。
1.1欧洲的代表性系统
欧洲的代表性系统有：SOCRATES、EUROSCOUT、Trafficmaster。
SOCRATES是一种有效发挥传统的蜂窝无线电话的基础设施（地面站）的作用，使交通指挥中心与行驶中车辆进行双向通信的系统，它的下行线路可通过“广播方式”向行驶在各种地面站的网络内的装有SOCRATES车载装置的车辆提供道路交通状况的详细数字信息。上行线路利用多频存取协议经过基地台向交通指挥中心发送信息。
EUROSCOUT是以红外线信标为媒体的动态路线引导系统。车辆和信标间的红外线通信是双向进行的，汽车就变为一个探头，将旅行时间、排队等候时间及OD信息等交通信息数据传输给中央引导计算机。
Trafficmaster是以伦敦为中心的广范围高速公路使用的系统，采用传呼机网络提供交通信息。收集高速公路交通状况数据的传感器向前后方向发出2条红外线光束，并根据各光速在车上的反射波时间差检测车辆的速度。
1.2美国的代表性系统
美国的代表性系统有：TRAVTEK、ADVANCE、FASTTRAC。
TRAVTEK以实时路线引导和服务信息系统实用化为目的，由交通管理中心、信息与服务中心、装有导航装置的车辆组成。交通管理中心进行道路交通信息的收集、管理及提供，同时还进行系统运行所必需的信息管理和提供；信息服务中心收集观光设施、旅馆、饭店等为对象的各种服务信息；车载导航装置由车辆位置测定、路线选择及接口3种功能构成，可显示交通堵塞地段、事故及施工等信息的奥兰多地区的地图、按驾驶员需要进行的路线引导及提供服务的文字信息等。
ADVANCE通过电波的双向通信直接将车载导航装置和交通管制中心连通，导航装置由接触式屏幕、显示器及导航计算机构成。一输入最终目的地便可利用最新交通信息计算最佳路线。路线引导是采用声音合成及用显示器上的符号指示的形式。
FASTTRAC是把先进交通管理系统（ATMS）和先进交通信息系统（ATIS）技术组合在一起的ITS项目，它计划进行使实验车辆与信息控制方式统一的试验，亦即根据车辆测量的等候时间等使信号控制和绿色信号实现最佳化。
1.3日本的代表性系统
日本的代表性系统有VICS和ATIS。
VICS中心通过日本道路交通通信中心汇总交通管理者和道路管理者双方的交通信息。由VICS提供的信息有：交通堵塞信息、所需时间信息、交通障碍信息、交通管制信息和停车场信息5种。
ATIS是先进的交通信息服务系统，它的通信媒体是电话线路（无线、有线）。交通信息利用者通过车上装载的导航装置或自己家及办公室的微机，可按需要接收多媒体的地图信息和文字信息。
2.交通信息系统结构方案
信息系统的本质是通过高新技术的有效应用，使得对各种决策（包括交通战略决策、交通管理决策、交通方式及交通路线选择决策等）起到支持作用的信息和知识在系统中有效流通，提高决策的科学性，引导合理的交通行为，达到最大限度地发挥已有交通设施潜力的目的。
为了实现智能化控制交通的要求，收集相关的实时可靠的交通信息是交通信息系统的前提和基础，然后根据不同交通管理与控制的目的和要求，进一步分析、传递、提供信息。信息流程见图1。
出行者所关注的信息大致包括3个方面：对“出发前”移动计划有效的信息、对“驾驶中”在道路上移动过程中有益的信息以及对“换乘”火车、客车、民航或轮船等提供乘车方便的信息。
依据出行者的信息需求以及交通管理者和物流业者在经营管理方面的需求，结合中国在行政管理方面的实际情况，确定了交通信息系统结构见图2。
城市交通信息系统包括一个中心即交通信息中心，交通管理、电子收费、交通诱导、交通信息服务、地理信息、紧急救援、营运车辆管理、车辆安全辅助驾驶八个子系统以及道路交通管理和车辆管理两个数据库。交通信息系统各子系统功能结构见图3。
交通管理子系统主要由交通指挥中心提供通过采集的路段、交叉口、高架交通以及城市出入口的基础数据组织而成的信息。营运车辆管理子系统包括公交和物流管理，公交管理涵盖出租车和公交车辆的管理，物流管理包含货运和租赁车管理。紧急救援子系统包括一般性的事故报警以及特殊情况的灾害救助。诱导系统含有路径诱导和停车诱导。部分子系统采集的信息将提供给整个系统共享，通过提供历史数据和实时可供预测的信息，用以支持出行决策的制定，系统实时地通过网络查询对公众交通信息，向各种媒体诱导信息。
系统的结构为分布与集中相结合，各子系统分布相对平等，交通信息中心拥有信息整合的共用信息平台。各子系统完成数据采集、局部运行管理、共享信息整合等项任务。
城市交通信息系统的建设可分阶段进行，条件相对成熟的部门可优先发展，建成示范工程，推动其它部门发展。同时，交通信息系统的实用化进程需要各子系统所涉及的各个部门之间通力合作，实现系统的优化建设与运行。系统设计不但要重视系统核心的研究开发，而且要重视与各子系统之间的相互衔接关系，资源共享是交通信息系统的命脉。人类的生活离不开交通，在以人为本的交通规划、管理与设计中，综合运用现代信息与通讯技术等手段提高交通运输的效率是必由之路。交通信息系统在确定了基本结构之后，需要通过进一步的系统设计后，加以实施。
3.交通信息系统的主要媒体和特点
城市交通信息系统中可传递信息的媒体主要特点见表1。
表1交通信息系统利用的主要媒体和特点
4.结论
城市交通信息系统必将在今后真正的高度信息通信社会中占有一席之地，交通信息系统也必将在实现高效舒适的交通社会中发挥重要作用。城市交通信息系统未来的实施，必将在居民出行、事故和灾害救援以及货物流通等方面带来更大的便利，同时，在交通管理方面更加有的放矢、标本兼治，在减少交通出行、降低交通量、减少阻塞、减轻污染、提高服务水平等增加社会和经济效益方面也将起到巨大的作用。
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。
关键词：智能交通运输系统发展状况对策
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。
4、当前迫切需要解决的问题
作为资金不足的发展中国家，应根据中国现有条件，以ITS个别项目入手选择恰当的切入点，诸如ITS技术及其产品的标准化；ITS中的城市交通管理系统；先进的公共交通营运系统；车辆控制和安全系统；先进的物流管理系统等。从全国范围内看，由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同，交通运输具有明显的区域不平衡性，即某些地区的发展(如东部、东南部)，特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。
摘要智能交通系统是现在交通运输发展的趋势，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。
关键词智能交通运输系统
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。
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,据研究报道，美国每年因交通阻塞造成的经济损失约410亿美元,日本东京每年因交通拥挤造成的时间损失相当于
1000多亿美元,欧洲每年因交通事故、交通拥挤和环境污染造成的经济损失分别为500~5000和50～500亿欧元。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。
1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。
2中国发展智能交通的必要性和紧迫性
中国是一个经济持续发展的发展中国家,改革开放以来,城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前,城市化水平不足19%,目前已经发展到超过30%,预测2010年将接近50%;机动车拥有量以每年10%以上的速度增长,预计2010年达到13亿多辆。中国城市交通的特点是混合交通,目前自行车拥有量超过1.8亿辆,如果公共交通服务水平不提高,城市交通结构不改善,自行车拥有量将会有增无减。
改革开放以来,中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观,但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距,特别是大多数城市路网结构不合理,道路功能不完善,道路系统不健全。交通管理设施缺乏,管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心,大多只是实现了监视功能,而远没有发挥控制功能的效应。
中国城市的大气质量恶化,已逐步由煤烟型污染转变为机动车尾气污染。其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等,致使中国处在世界十大空气污染最严重的城市之中。同时,车辆状况差也直接影响到城市交通,并已成为制约我国城市交通的重要因素。
3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。
4发展中国智能运输系统的对策
中国经过改革开放20多年来的建设,交通运输的发展取得了有目共睹的成就。全社会各种运输方式完成的客运量和旅客周转量、货运量和货物周转量有了较大幅度的提高,交通运输技术装备得到明显的改善,使得中国交通运输已从“限制型”向“适应型”过渡,已从满足“量”的需要向满足“质”的需要过渡,已经从“卖方市场”向“买方市场”过渡，并且公路运输发展成为交通运输的主力军。但与发达国家相比,仍存在着一些差距，如交通运输基础设施总量不足的矛盾依然存在;交通运输设施在技术装备、服务质量等方面还很不适应国民经济持续发展的需要,与国际水平相比差距较大;部分地区、部分运输方式和一些运输方向上存在着运力过剩、低水平恶性竞争的现象等。
纵观美国、日本等发达国家的交通运输发展经验,不同经济发展时期,其交通运输发展具有不同的特征,尽管世界各国情况不同,条件也有相当的差异,但这种特征却有着一定程度的共性。和发达国家相比,虽然中国目前经济发展水平尚有较大差距,但改革开放的政策使我们的发展速度较快,发达国家今天遇到的问题,我们已经或者今后必将会深刻地感受到,为使交通运输业适应21世纪的要求,我们应采取积极的对策,根据国情发展中国的智能运输系统。
4.1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。
4.2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。
4.3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。
4.4当前迫切需要解决的问题
作为资金不足的发展中国家,应根据中国现有条件,以ITS个别项目入手选择恰当的切入点,诸如ITS技术及其产品的标准化;ITS中的城市交通管理系统;先进的公共交通营运系统;车辆控制和安全系统;先进的物流管理系统等。从全国范围内看,由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同,交通运输具有明显的区域不平衡性,即某些地区的发展(如东部、东南部),特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。
摘要：智能交通系统是一种大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。简单来说，ITS最直接的作用就是让道路自己“开口说话”，将各个路口的信息汇集到中心控制系统，并智能地提供信息反馈，自动引导车辆。南昌ITS系统将有望明显缓解道路拥堵并改善高峰时期的交通状况。
关键词：智能交通；交通诱导；车辆控制：绿波交通
几十年来，当人们习惯了蓝色铁皮路牌，再看到会变色的路牌时，也许心情会不一样。本月中旬，南昌街头首次出现了带有电子显示屏的交通诱导牌。正式使用后，将通过红(拥堵)、黄(缓慢)、绿(畅通)三种色灯来显示周边道路的交通状况。
对开车上路的市民来说，在广播和交警手势获取交通信息的基础上，通过智能交通将能真正实现路车互动。而除了电子路牌，一个应用更加广泛的智能交通系统也已研制成功，不久就会在南昌出现。
背景
汽车化社会需要智能交通
工业化国家在市场经济的指导下，大都经历了经济发展促进汽车发展，而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程，从而使这些国家尽早实现了汽车化的时代。然而，汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消耗和环境污染等社会问题日趋恶化，造成的经济损失巨大，道路设施十分发达的美国、日本都在尝试ITS(智能交通系统)解决拥堵问题。
该技术在发达国家已经运用了二三十年，EI前世界上应用最为广泛的地区是日本，该国的VICS(道路交通情报通信系统，ITS领域的一套应用产品)已相当完备和成熟，美国、欧洲等地区也普遍应用，征我国的北京、上海等地也已广泛使用。
让道路自己“指挥”交通
智能交通系统(Iritelligent Transport System，ITS)听上去有点陌生，专业地说来，它是一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。通俗而言，以往的交通指挥，交警管理一个路通只能依靠手台呼应邻近的一两个路口，远在两三公里之外的交通信息则不可避免地会出现盲区。而正在南昌市研发ITs的江西凌佳科技有限公司常务副总柯志文说：“ITS最直接的作用就是让道路会‘说话’，它会把各个路口的信息采集到系统，让道路自己‘指挥’交通!”
关注
南昌版lTS引入日本技术
记者了解到，江西凌佳科技有限公司和日本日立公司是合作伙伴，凌佳公司正是依赖日立公司在日本几十年的城市交通运用技术，并准备将该技术带到南昌。该公司为南昌开发的ITS软件成品已在今年2月出炉。不久前，该公司已向南昌的交警、发改委等多个部门提交了一份《关于南昌市智能交通的几点建议》的资料，准备着手启动南昌版ITS商用，并同时在武汉、长沙两个城市一起推进智能化交通系统。
一期工程拟覆盖南昌老城区
记者了解到，南昌版ITS并不依赖政府出资。北到阳明路、南到坛子口、东到彭家桥、西到赣江，这是江西凌佳科技有限公司准备启动的一期工程，投资2亿元人民币，计划5年内收回成本。二期则延伸到红谷滩、瑶湖、八大山人等南昌主城区，两期工程总投资为5亿元人民币。
凌佳公司透露，他们计划在8000辆公有车辆(如公交车、出租车等)上安装信息收集系统，也就是一个不到50厘米的环形天线，用来采集交通信号。同时，该工程还会在南昌大街小巷安装信号接收装置，采集的汽车信号会通过网络送到交通管制中心，中央处理装置会对数据进行实时处理，编制成“拥堵信息”、“所需时问信息”等，然后在公路上设置的电子信息显示板上出现，把交通拥堵等情况及时向驾驶员传递。进城口率先使用交通诱导牌
目前，南昌交警部门正在加紧建设智能化指挥中心，并已完成1个平台、11个子系统的建设，实现对道路交通的智能化监控、诱导和指挥。系统建成后，25块大型交通诱导牌将率先在南昌市进城口启用，城区道路通行情况将一目了然。
车主“一天一元钱”可享受智能交通
除了方便交通部门管理，ITS能给普通市民带来什么?柯志文说，ITS正式开通后，公安车辆、急救车辆、消防车辆将优先试用，还有一些试用的私家车，将会安装一个7寸大小的彩色导航仪。车主到时候可以通过彩色导航仪实时掌握整个南昌城的交通情况。“比如你从高新区开车去红谷滩，如果阳明路发生拥堵，导航仪会自动提醒你从相邻的微循环系统如青山路、三经路、二经路等道路去红谷滩，通俗地说，这好比是一个南昌地方版的GPS卫星导航。车主一年只要掏300多元，平均一天一元钱就可以获取南昌市的智能交通服务。”
声音
ITS类似绿波，交通帮助不会很明显
ITS在日本运营非常成功，日本模式能否成功复制到南昌?对此，江西师大城建学院副院长闵忠荣认为并不乐观。日本很早就使用了智能交通系统，取到了很好的效果；国内一些大城市，如上海、北京等地也使用了智能交通系统，对缓解交通拥堵起到了一定作用。但是，智能交通系统和国外早在推广的绿波交通类似，也就是在某条干道上，协调各个路口的信号灯设置，使一队车在绿灯时间通过一个路口后，将一路通过接下来设置的路口绿灯，而不会遇到红灯。绿波交通只在饱和度50％左右可以运用，而南昌路口饱和度已经达到80％～90％，再推广智能交通系统，帮助可能不会很明显。
摘要：在智能交通系统（ITS）中，摄像机抖动引起图像序列的不稳定，直接影响监控效果。因此，电子稳像技术在智能交通系统中的重要性和必要性越来越显著。在简单分析了基于整像素级搜索的几种电子稳像算法的准确性和实时性后，改进了基于半像素级搜索的电子稳像算法，并且在基于TMS320DM642的嵌入式系统中实现了该算法。
关键词：智能交通系统；电子稳像；半像素级搜索；TMS320DM642
1 引言
随着现代社会的不断发展，人们对交通服务提出越来越高的需求，特别是针对国内交通拥挤混乱的现状。因此在智能交通系统中，计算机视觉和数字图像处理技术已经扮演着越来越重要的角色，可以节省大量的人力，节约大量的时间。
区别于人的视觉，计算机视觉对图像是否稳定更敏感。微小的图像抖动都会对计算机视觉的判断造成影响。当摄像头放置在车内做监控时，道路的不平整会造成严重的摄像头抖动；当摄像头固定在道路两边做道路监控时，恶劣的天气也会造成严重的摄像头抖动。因此，对输入图像先用电子稳像技术[1]进行处理，在智能交通系统中是十分重要和必要的。
准确性和实时性是衡量智能交通系统的两个重要指标。因此，电子稳像算法作为智能交通系统的重要组成部分，必须满足较高的准确性和实时性。基于此，本文首先分析了几种经典的电子稳像算法的性能，然后提出了基于半像素级搜索的快速算法，并与其他算法进行了性能比较，最后在基于TMS320DM642的嵌入式系统上实现了该算法。
2 基于整像素级搜索的经典稳像算法
电子稳像算法主要分为三个步骤（如图1）：特征块和搜索范围的确定、全局矢量搜索和图像补偿。其中，全局矢量搜索是整个电子稳像算法中最消耗时间的部分，也是最为关键的一步。目前研究的稳像算法，主要针对的就是全局矢量搜索算法。全局矢量搜索算法可以大致分为两大类：整像素级搜索和半像素级搜索。首先介绍一下三种经典的基于整像素级搜索的稳像算法：全搜索法、三步搜索法、二维对数搜索法。
2.1 全搜索法
全搜索法是指在确定的搜索范围内，对每个像素点都进行匹配准则函数评测，从中找出匹配效果最好的，因此能够得到全局最优矢量。该方法的准确性很高，但是计算量太大。
图1 算法框架
2.2 三步搜索法
三步搜索法是从全搜索法中衍生出来的一种快速的搜索方法。该算法的优点是简单、适应性强且比较准确。三步搜索法的具体步骤如下：（1）指定一个初始长度作为步长，选定一个特征点作为中心点，找到以该点为中心彼此相距步长的八个点，对这九个点（包括中心点）进行匹配准则函数评测，找出其中匹配效果最好的；（2）把在上一步中找到的最佳匹配点作为中心点，且步长缩短一半；（3）重复以上两步，直到步长缩短到小于一个像素为止。
2.3 二维对数搜索法
二维对数搜索法同样是从全搜索法中衍生出来的一种快速搜索方法。与三步搜索法相比，它需要搜索的步数增多了，但是它的准确率更高，特别是当搜索范围比较大的时候。二维对数搜索法的具体步骤如下：（1）指定一个初始步长，选定一个特征点作为初始中心点，找到与该点相距初始步长的四个点，对这五个点（包括中心点）进行匹配准则函数评测，找出其中匹配效果最好的；（2）如果上一步找到的最佳匹配点就是中心点，则步长缩短一半；如果上一步找到的最佳匹配点是其他四个点中的一个，那么把该最佳匹配点作为中心点，重复第1步的处理；（3）当步长变为一个像素时，找到以上一步中最佳匹配点为中心彼此相距一个像素的八个点，对这九个点（包括中心点）进行匹配准则函数评测，找出其中匹配效果最好的，那该点就是我们要找的最匹配点。
3 基于半像素级搜索的快速稳像算法
由于图像像素点之间最好的匹配块有可能不是整像素块，而是存在于各个整像素之间的插值空间上。因此，为了提高搜索的准确性，有必要进行半像素搜索。所谓的半像素级搜索是指在整像素级搜索的基础上，为了寻找更好的匹配而进一步在像素的插值空间上所进行的搜索。
3.1 半像素值的计算
如图2，灰色点为整点像素位置，而深黑色点为半像素点位置。半像素值通过双线性插值得到：
3.2 半像素级全搜索算法
如图3，设D0为是待估计的特征块在整像素级上的最佳匹配块，假设此时的匹配函数计算值记为T0，然后沿D0周围的8个像素点(D1-D8)依次作半像素搜索。这种搜索方法所使用的算法如下：
图2 半像素值计算图3 半像素级搜索模型
(1)新建一个数组data，用来存放插值形成的参考数据块。当搜索到D2或D7时，即与D0在同一列上，则在列方向做均值插值形成参考数据块data。当搜索到D4或D5时，即与D0在同一行上，则在行方向做均值插值形成参考数据块data。当搜索到D1、D3、D6或D8时，即与D0既不在同在一列上又不在同一行，则在行方向和列方向同时做均值插值形成参考数据块data。
(2)用匹配函数计算并记录每次搜索的T值，设为T1-T8。比较T0-T8，其中的最小值者所对应的参考块为最佳匹配块。
3.3 快速的半像素级搜索算法
3.2节中所采用的半像素级搜索方法是一种完全搜索方法，因此相对而言计算量较大。假设在小范围内搜索时，匹配函数计算值是单调的，这种单调性为减少搜索次数提供了可能。考虑到在搜索中对位于对角线“×”上的点(即D1、D3、D6和D8)的计算量要大于位于“＋”上的点(即D2、D4、D5和D7)的计算量。根据这一点和上述假设，本文提出了以下3种快速半像素级搜索方法（针对如图3所示的模型）。
方法1：只搜索“＋”方向上的4个点(D2、D4、D5和D7)，比较相应的T2、T4、T5、T7和T0,并以其中最小值所对应的块为最佳匹配块。该方法节省了对4个对角线“×”方向上点的搜索。
方法2：首先，搜索“＋”方向上的4个点(D2、D4、D5和D7)，比较相应的T2、T4、T5、T7，得到最小值所对应的点，假设这里的最小值是T2。然后比较与T2所在点位置既不在同一行又不在同一列的2个点的大小：D4和D5。假设D4小于D5，搜索D1比较T2,T1和T0，以其中值最小者所对应的块为最佳匹配块。如果D5小于D4搜索D3，比较T2,T3和T0，以其中值最小者所对应的块为最佳匹配块。该方法节省了对3个对角线“×”方向上点的搜索。
方法3：首先，与方法2相似，搜索“＋”方向上的4个点(D2、D4、D5和D7)，比较相应的T2、T4、T5、T7，得到其最小值所对应的点，假设这里的最小值是T2。然后比较D2与D2相邻的2个对角线“×”方向上的点(D1和D3)以及D0所对应的值，并以其中值最小者所对应的块为最佳匹配块。该方法节省了对2个对角线“×”方向上点的搜索。
4 仿真结果
首先在PC机上，对以上算法仿真。选用一个100帧,大小为320×240的图像序列，在P4 2.80GHz，内存为512MB的机器上运行仿真，从准确度和实时性两方面来分析算法性能。
4.1 算法准确性分析
算法准确度是评价补偿了摄像机的抖动量后获得图像的稳定程度。如果稳定后的相邻两帧图像间的全局矢量完全补偿了，那么这两帧图像上搜索范围内相对应的每一个像素之间的差值应为零。但是，噪声、算法估计误差等原因会导致偏差。为了更准确的稳定图像，提出用算法的准确度来评价算法。PSNR（peak signal-to-noise ratio）是评价准确度的品质因子，定义为：
其中MSE是两帧图像间搜索范围内每个像素的偏差值。它反映了图像序列变化的快慢和变化量的大小。PSNR越高，图像稳定效果越好，当两幅图像完全相同时PSNR最大。
4.2 算法实时性分析
算法实时性主要是指算法处理图像的快慢，一般以每秒钟处理的帧数来衡量（fps）。算法速度与硬件指标密切相关。仿真结果如表1。
表1 各种算法的准确度和实时性比较
5 基于TMS320DM642的嵌入式实现
5.1 硬件框图
图4 硬件框图
5.2 TMS320DM642
TMS320DM642[4]是TI公司推出的一款针对多媒体处理领域应用的DSP，是目前应用于数字图像处理的主流产品。其主频为600MHz，内含8个处理单元，可并行处理8条指令，并通过软件流水解决了取指令和取数据的瓶颈，其处理能力最高能到达4800MIPS。因此能达到系统要求的高实时性。TMS320DM642带有3个可配置的视频口，内含FIFO。当摄像头采集的图像通过解码芯片后，存储到DM642视频口中的FIFO内，然后当FIFO中存储的数据达到一定阈值时，由TMS320DM642的EDMA负责FIFO与SDRAM之间数据的搬运，而无需占用CPU的资源。
5.3 实验结果
根据在PC机上的仿真结果，选取准确性和实时性相对都比较高的基于半像素级的快速搜索方法2，在嵌入式系统中实现。实验效果图如图5所示。从图（d）中可以看出，经稳像算法后，图像中只剩下零散的白色小斑块，这些斑块可以利用面积条件轻松去除，从而达到最终的稳定。
6 结束语
本文分析了不同的稳像算法的准确性和实时性，并在基于TMS320DM642的嵌入式系统中实现了一种准确性和实时性都比较高的基于半像素级的快速搜索方法。实验结果表明，基于半像素级的快速搜索方法的准确性提高了，但实时性却降低了。因此稳像算法的选择需要根据算法的准确性和实时性进行权衡。
摘要：随着社会经济的不断发展，对于交通系统的需求日益增长，交通拥挤和安全事故频发，已经成为困扰人们的重要问题之一。数据管理作为智能交通系统的一部分，在一定程度上缓解了这些问题，但是如何提高交通管理水平是亟待解决的主要问题。所以分布式智能交通系统数据管理与处理平台在交通系统中显的尤为重要。
关键词：分布式；智能交通；数据管理；设计
一、智能交通系统数据管理与处理现状分析
目前随着智能交通系统的不断发展和增长，在建设的智能交通系统的过程中，主要采用一些现有技术包括来进行实时的监控手段，比如电子检测器、电子视频和电子紧急通话等设施在不同程度上提高了高速公路的安全性，保证了交通监控管理的需要。智能交通系统主要是采用计算机技术和信息处理技术对交通系统进行控制和约束，从而提高交通系统的安全性和可靠性，如果使用智能交通系统就会产生大量的数据和信息，这些数据和信息都必须经过科学有效的处理。如何更加高效的处理这些数据和信息是智能交通系统要解决的重要问题。根据目前的实际情况，目前的智能交通系统并没有完善和良好的数据管理机制，数据还没有得到有效的利用，想要更好的处理原始数据就必须有完善的数据管理与处理平台。主要作用在于收集和提供交通情报信息，针对交通中存在的异常信息和汽车行车情况进行专项的控制，对违反交通规则的情况及时联络相关部门进行处理。同时还对还道路和道路设施及监控系统进行统一的维护和管理。因此，智能交通系统具有较为显著的经济效益和社会效益。高速公路的电子监控系统要严格监控各个路段的路况信息和天气变化信息，并且把这些信息和数据综合整理及时上报给各个路段的监控中心，及时采取防范措施。可以通过电子视频和电话向每个车辆告知紧急情况和提出建议性的方案，保证车辆的安全。如果监控到车辆违规或超速要及时通过合理的方式告知司机，最终做到抑制交通事故的发生。
二、智能交通系统数据管理的作用
智能交通系统数据管理的主要作用就是通过对车辆的数据和信息进行合理的管理同时让车辆在安全快捷和舒适的公司道路是行驶。而给车辆提高安全良好的交通环境也是公路交通部门义不容辞的责任和义务。即使如此，也依然无法避免行车过程中发生的意外事件，而这些交通事故的发生不仅仅是因为车辆自身存在的问题和司机的疏忽大意，更是交通系统对车辆监管不利的结果，还有可能是天气状况和环境情况引起的。而这些因素的不断发生就会导致严重的交通安全隐患，而作为智能交通数据管理系统在这个时候就必须发挥其优势，实时实地的监控那些异常信息和数据并且努力排除这些不安全因素带来的事故隐患。主要可以概括为以下几方面：
（一）首先，能够对收集到的信息和数据做出快速准确的判断。
（二）其次，使用电子视频系统监视可以获得车辆的通行状况和车速，检测车辆是否超速，同时保证道路的安全性和可靠性。
（三）再次，可以对突发的交通事故做出快速及时的应急预案，提供救援行动。
（四）最后，通过在数据管理系统中建立交通数据库，为改善道路管理和经营决策提高准确的数据信息。
三、智能交通系统数据管理与处理的设计
分布式智能交通系统数据管理与处理平台主要分为由交通管理中心控制的中心数据管理系统和由区域交通系统控制的区域数据管理系统。中心数据管理系统主要是收集和管理交通控制中的数据和信息，为各个区域交通控制中心提供数据和信息，同时还可以个各个区域交通控制中心进行数据和信息的共享，动态的处理中心的数据和信息。主要是指各地区的高速公路管理局需要对所管辖区域内的高速公路进行统一监控管理。各片区监控中心将各站点的视频信号和相关资料信息有选择性的上传到市级交通管理中心，由市级以上的交通管理中心统一监控和管理。区域数据管理系统主要是收集和管理本地区的数据和信息，同时做好与中心数据管理系统的上报工作，及时的把区域内的数据信息情况上报到中心数据管理系统，进行统一的安排和管理。不管是中心数据管理系统还是区域数据管理系统，一般都包括以下几个方面：
（一）数据采集系统。该系统最大的功能就是获取最主要最可靠的交通公路信息的原始数据，这些原始数据主要是指检测设备检测到的每天过往车车辆车速和各种信息数据，同时电子视频系统还可以对违规的车辆进行抓拍和记录。而这些数据资料最终可以上传到交通部门的监控总中心，进行进一步的核准和分析。还有一些天气和气候状况比如，大雾天气和能见度范围都可以及时的通过监控系统监控到，这些信息需要及时并且监控车辆的紧急救援信号。同时还要对本地的视频信号进行监控并且把所管辖区域内的摄像机信号全部引入本地视频监控系统，进行备份数据，再根据具体情况上传中心数据库。
（二）数据控制系统。该系统主要是根据外界检测到的交通状态和天气情况，自动配置出交通指导方案。但是关于具体的控制算法在设计改系统程序的时候由专门的技术人员编写。这些算法常用的有基于稳态交通控制算法和动态的模型推导算法以及模糊的理论算法，这些算法是在平时的实践和应用中不断完善和发展的。一般在高速公路上设置的数据控制系统是针对某一路段的情况进行数据监控和管理，在上传图像和数据以后，中心数据管理了系统分别对图像和相关数据进行识别和分析，对违反交通规则的现象进行统一记录和监控。
（三）外场数据管理系统。为了更好的完成数据的管理和控制功能，我们还需要配置一定较好的外场设备。外场数据管理系统除了管理中心数据库的数据，还包括若干外场数据的管理，主要包括车辆检测装置和可见度检测装置。还有闭路电视监控和紧急电话监听。还有在高速公路上设置指挥车辆安全通行得控制指令和及时向交通部门发出救助的求助指令系统设施等。
（四）计算机网络数据管理系统。该系统主要是通过联网监控，为交通部门及时提供给路段信息和监控数据。各省和各区可以形成网络。在一个站点可以看到所有相关站点的道路信息，由于每个路段都要有专门的负责人来进行本道路情况资料和图片的上传，所以形成了一个大型的网络结构。把每个站点的道路信息及时在网络上，包括每个区域的天气状况和气象信息，以及本路段交通堵塞的信息，在其他站点的工作人员可以及时查询相关信息进行相应的预防措施，还可以及时通告各个部门关于天气和交通的情况，各个部门根据这些数据和信息及时通知车辆是否前行。这样可以有效避免无故造成的交通拥堵，同时也可以保证车辆的行车安全。比如在大雾天气可见度低得情况下，通知车辆缓慢前行，避免不必要的损害。
四、结束语
从以上的分析可知分布式智能交通系统数据管理和处理系统在日常的交通管理中有这重要的意义，使用智能交通系统数据管理和处理系统也以成为交通管理最广泛的应用，由于交通管理的复杂性和多样性，要想实现整个沿线的联网管理和控制是必不可少的。所以在今后的发展中，我们要不断交通系统数据管理的质量和技术，为车辆安全出行提供良好的交通环境。
摘要：本文主要以我国的智能交通系统的组成为出发点，结合蚁群算法在我国智能交通系统中的应用现状，分析了其作用意义，对于今后进一步的发展给出了初步的建议和看法。
关键词：蚁群算法；智能交通系统；最佳路径
一、我国智能交通系统的组成
近些年来，随着经济发展，我国的车业发展越来越快，车的数量和种类越来越多，尽管我国的公路和铁路状况得到了较大的改善，但是由于我国人口众多，拥有自家车以及其他用途的车辆数目多，交通仍然很拥挤，智能交通系统的出现很大程度上缓解了交通压力，对于我国交通事业的发展做出了巨大的贡献。智能交通系统大致分为以下几个部分：（一）先进的交通管理系统。该系统通过先进的子系统进行数据信息的监测，收集，处理。并且及时向交通管理部门以及驾驶员提高双向的信息，这些信息主要包括对于交通道路流通量的疏散，突发事件的处理等，该系统向交通管理人员以及广大乘客提供了及时准确的信息，实现了交通路线最优化选择[1]，给稳定发展的交通流提供了重要的保障。（二）出行者信息系统。出行者信息系统是用来帮助出行者选择适当的时间，交通方式的系统。主要是通过电子网络指南来收集并向出行者提供各种交通工具设施的静态和动态服务信息，并及时反映当时的交通情况以及道路通畅情况、以便他们根据自己的需要选择合适的出行时间和交通工具。（三）车辆安全系统。安全是交通运输里面一个重要的环节，安全系统主要包括安全预测以及监控调控系统两个部分，主要关于车辆在障碍道路时可以自动识别，自动避开，紧急转弯，绕道而行，车速，车间距的保持等在容易出现交通事故的地方以光或者声音的形式给车辆提出警报，避免事故的发生。特别是在乡村地势崎岖的地方，更加需要安全系统的保障和落实。（四）先进公共运输系统。公共运输系统是一个特殊的系统，该系统面向广大公众，主要包括公共车辆信息，行驶服务系统，电子车票系统等。以全方位的信息给乘客提供最为满意的服务，推动公共交通事业的发展。
二、蚁群算法在智能交通系统中的应用现状
蚁群算法是一种模拟进化法，通过模拟自然界中真实的蚂蚁觅食行为，采用具有记忆的人工蚂蚁，观察个体之间的信息交流和以及相互帮助来找到食物源地最短的路径。蚂蚁在觅食时会释放激素.。后来的蚂蚁会沿着信息浓度高的方向前进。而后来蚂蚁又会在经过的路径上释放信息素，使该路径上的信息素得到加强。这个过程一直循环下去，则有越多蚂蚁经过的路径，它的信息素浓度就越高，在后来的蚂蚁选路中就更容易被选。目前蚁群算法在智能交通系统中的应用现状主要可以归纳为以下几点。（一）交通网的深入研究。蚁群算法建立在遗传算法的基础上，构思了关于奖惩机制的遗传蚁群算法，这种新型结合物在计算精度和计算速度上得到了大大的改善[2]。利用这些优点，蚁群算法已经深入的研究了我国交通网的现状，经过工作人员的细心研究，数据整理，分析，现在已经提出了交通网的表示方法和权重的确定方法。对于交通管理有着重大的突破意义。（二）应用到了车辆路径问题。随着蚁群算法在智能交通系统里面的应用，它已经得到了广泛的推广以及创新改进，现在已经将蚁群算法应用到了车辆路径问题，改进了关于求解车辆路径的蚁群算法，并且通过仿真实验实现了路径的优化。（三）提出了混沌蚁群算法。通过联系实际交通中的混沌现象，结合了混沌理论进一步运用蚁群算法，并且通过实验验证混沌蚁群算法的合理性，目前混沌蚁群算法已经被运用到了智能交通系统，并且取得了很好的效果。
三、未来展望
蚁群算法在我国智能交通系统中已经被广泛的运用了，随着科技的进步，网络的普及，它在技术上还可以有新的突破和创新，来适应未来不断变化的交通环境。（一）利用无线传感器网络优化路径。利用蚁群算法，我国智能交通系统已经在最短路径上实现了最优选择，为了进一步缩减监测时间，可以利用无线传感器网络来优化路径的选择。大量微型传感器部署在监测区域里面，采用节点通过无线通信方式收集信息，进一步处理网络覆盖区域路由相关协议，最终确定选择[3]。（二）信息素区域和更新方式的改进。传统蚁群算法由于正反馈的作用，在搜索过程中出现局部最优解时，接下来的蚂蚁搜索时就会以较高的概率选择局部最优解，随着搜索循环次数的增加，就会使局部最优解路径上的信息素含量远远高于其他路径，进而造成大部分蚂蚁都会选择这一条路径，限制了算法的全局能力，很容易陷入局部最优解。为了防止某一区域信息素累计太多，可以在此区域设定两个临界值，避免过快的形成局部最优解。（三）局部搜索方法的改进。现实交通中，人们的路径具有一定的确定性和方向性，例如，我们不会选择一个背离目的地的路径出发。由于我们无法预料故障会在哪一个地点发生，所以在局部搜索时应该都设立几个储备点，改变原有的确定的储蓄点的方法。
四、结束语
智能交通系统在我国应用较为广泛，在一定程度上缓解了交通运输压力，推动了交通运输业和经济的发展。蚁群算法的融入进一步完善了智能交通系统自身的结构，对于最优路径的选择，信息的收集有了更便捷的方式。今后，智能交通系统在蚁群算法的推动下将会更加显示其生命力，将波及到乡村交通，以及我国经济落后的西部地区，全面带动我国交通运输业的发展，为全面实现小康社会经济发展做出贡献。
[作者简介]朱献文，硕士研究生，研究方向：智能计算，人工生命。
摘 要：当下，交通行业也需要引进先进的科技和技术，不断地加强智能化交通系统的建设。交通行业为了能够获得全面发展，就必须要加强对车联网、城市智能交通系统集成、交通大稻莸鹊难芯浚然后将这些技术有效地应用到智能交通系统的建设过程当中。文章首先分析了面向未来智能社会的智能交通系统当中主要的交通技术，然后进一步分析了面向未来智能社会的智能交通系统的有效发展策略。
关键词：面向未来；智能社会；智能交通系统
科技的快速发展衍生了一系列的高科技技术，各种人工智能、云计算、大数据、互联网等在社会的各行各业当中发挥了重要的作用，这也就意味着，智能化将成为社会未来的发展趋势。基于此，相关的部门就必须要对当下的交通行业发展情况进行深入的调查和研究，然后充分地利用各种先进的技术构建出更加环保、便捷、安全、高效、公平的智能化交通系统。全面地将智能化交通系统运用到实际的管理过程当中，并且要根据实际情况不断地对智能交通系统进行更新。这不仅能够最大限度地提升交通行业的整体管理水平而且能显著地提升交通行业的整体服务质量。
1 面向未来智能社会的智能交通系统当中的重要智能交通技术
1.1 大数据挖掘
社会的快速发展最大限度地推动交通行业的发展进程，在这样的情况之下，各种先进的多元化集成技术被广泛地运用于交通行业的管理过程当中，从而有效地推动了交通行业的大数据发展。相关的工作人员通过利用计算机设备和大数据技术，能够在海量的信息当中挖掘出所需的重要信息，并且通过科学的预算和分析，快速地掌握数据变化的规律。管理人员通过计算机设备了解到这些大数据分析的结果和规律，然后能快速地对交通进行全面而准确的评估，从而作出正确的决策。另外，相关工作人员通过大数据能够快速地解决各种交通要道拥堵的问题，而用户通过相关的仪器设备访问这些数据，能够根据实际的出行需求选择最优的路线方案，最大限度地提升了出行的便捷性和高效性。相关的管理人员还可以利用大数据技术，全面地建立跨区域的具有较高的立体性和综合性的智能交通系统，从而实现跨区域的交通管理。例如利用全新的先进科学技术检测驾驶行为、完成交通信息诱导、实时地对事故进行处理和监测等。这样不仅有效地提升了大数据技术在交通管理过程当中的实际应用，同时也提升了交通管理的智能化水平。
1.2 无人驾驶
无人驾驶技术是一项全新的车辆自动驾驶技术，通过车辆当中配置的机械电子、自动控制、信息融合、组合导航、计算机视觉、人工智能等技术的配合，从而完成车辆的无人驾驶。无人驾驶中的导航设备可以与全球的导航系统相连，同时能够利用红外线、视觉、激光等多种方法来感知周围的环境和交通的情况。这样不仅能够快速地定位车辆的位置，同时还能够有效地规避行驶过程当中的障碍物和其他车辆。另外，车辆上的高智能计算机能够完成一系列的运算，用户通过向计算机下达指令能够完成转向、速度、启动等的操作。无人驾驶车辆不仅能够最大限度地提升车辆行驶的整体安全性和可靠性，同时还能够有效地缓解驾驶人员长期进行车辆驾驶产生的疲劳感，进而达到最大限度地预防各种交通事故的发生。无人驾驶车辆还能够很好地在极限条件下和恶劣条件的环境当中行驶，车辆的各方面性能远远优于普通车辆。无人驾驶技术可以广泛地使用于无人潜航器、无人艇、无人驾驶飞机、无人驾驶汽车等。无人驾驶设备通过详细的定位，以及利用网络云计算、自动控制、智能规划、自动规避、自动导航、视觉环境感知等技术，能够快速地将车辆信息和周围环境信息形成一个较为完整的整体。智能设备能够在这个整体当中快速地完成各项指令和操作。无人驾驶技术不仅仅是衡量一个国家工业水平和科技水平的重要因素，同时也是面向未来的智能社会发展过程当中智能交通系统构建的必然。
1.3 车联网
在构建车联网的过程当中，必须全面地遵循数据交互标准和通信协议原则，然后在车载移动互联网、车际网、车内网的基础上，构建汽车与互联网、车与行人、车与路、车与车之间的信息交换和无线通信的大网络。在构建车联网时，相关的工作人员需要合理地利用大数据对各种信息进行有效的分析和计算，然后再根据实际的情况和客户的需求，为客户推出一系列定制服务。可以不断地加强智能城市和助力智能交通的建设，也可以不断地完善政府企业车队、车行行业、4s行业、合力保险行业、云计算平台。在构建的过程当中，充分地遵循以人为本的原则，然后有目的性地向用户提供环保监测管理、车管业务、智能交通管理、资讯、增值服务、查询理赔、ubi保费计算等服务。车联网的建设包含了智能化汽车和物联网两个方面的内容，是交通系统当中全面应用物联网技术的典型案例。相关的管理人员通过车联网，能够实时对车辆智能化控制、智能动态信息服务、智能化交通管理进行一体化的管理操作。另外，车联网还会提供一系列的产品捆绑销售，例如车联网电商、车联网保险、无人驾驶技术、声控互联等。这不仅仅是交通行业对于传统的交通网络系统的优化和创新，同时也是交通行业全面地构建智能交通系统，迈向未来智能社会的重要体现。
2 面向未来智能社会的智能交通系统的有效应用措施
2.1 全面地提升智能交通信息服务水平
现阶段，智能交通发展前沿的技术是车路协同技术。因此，中国在进行智能交通系统的构建时，需要全面地加强对车路协同技术的研究，不断地引进先进的车路协同技术来进行智能交通系统的建设。与此同时，为了能够更好地在智能交通和智能交通科技的发展过程当中占据优势，抢占发展的制高点，相关的工作人员还要根据我国的交通分布情况尽快地进行智能交通车路协同布局。相关人员需要加强交通仿真技术和交通信号控制技术的科研力度，不断地对现有的技术进行优化创新，从而尽快地摆脱智能交通核心技术依靠进口的现状。在未来智能社会的发展过程当中，车辆将作为重要的出行工具和移动终端，根据人们的需求汽车甚至还能衍生出比手机更加强大的功能性。因此，相关的部门必须要加强对车联网产业链的研究，不断地将大数据技术应用于车联网当中，全面地提升车联网的整体科技化水平和质量。
例如，智能公交就是通过GIS地理信息技术、通信技术、GPS定位技术，有效地对公交车辆进行全面的监控管理，然后按照实际的运行状况智能化地对公交车进行调度。通过利用车联网技术和大数据技术对出行人群的出行方式、出行路线、出行时间进行预测，然后制定最高效的优化路线，从而能够有效地解决城市当中的车辆调度问题。通过将导航规划技术和百度地图实时路况监测技术融合之后，能够对驾驶员的出行路线、出行习惯、出行方式等行为进行全面的监测，从而全面地完成驾驶人员的科学评估。
2.2 全面地加强对无人驾驶车辆的研发
在面向未来的智能社会发展过程当中，无人驾驶技术主要运用于特殊环境城市、环境高速、公路环境当中，因此，需要根据驾驶环境综合地研究无人驾驶车辆。在高速公路环境当中驾驶，需要完善无人驾驶技术的车辆识别、路线跟踪、道路标志识别功能的开发和研究。在城市环境当中进行驾驶，则需要不断地加强对无人控制系统的控制算法和感知的科研，最大限度地提升无人驾驶的安全性和可靠性。在军事环境和其他某些特定环境下进行驾驶时，需要根据不同的驾驶需求和侧重点来进行无人驾驶车辆该方面性能的研发，全面提升无人驾驶车辆恶劣环境适应性和车辆可靠性等性能。
3 结语
交通行业的发展是社会和经济发展过程当中不可或缺的重要环节，不仅会对人们的出行产生影响，同时也会影响各种物资运输和贸易交流。因此，相关的部门必须对交通行业进行全面的管理和研究，根据实际的交通管理需求引进一系列先进的交通管理技术，加强智能交通系统的有效建设。智能化交通系统不仅仅是交通行业的管理技术的改革和创新，同时也是智能社会发展过程当中交通行业的必然。通过全面的智能化技术运用到电动汽车、无人驾驶、车联网、物联网、出行便捷服务、车路协同系统当中，进而为面向未来智能社会的智能交通系统的全面发展奠定良好的基础。
摘 要：随着时代的发展进步以及城市化进程的加快，社会交通在日趋便捷的同时，也产生了许多问题：交通状况更为复杂，交通堵塞更为常见，交通污染更为严重。缓解社会交通问题，改善交通效率，离不开智能交通系统的高效管理，特别是在信息技术与互联网技术日趋成熟的今天。而智能交通系统要实现海量交通数据的快速、准确获取与处理，就离不开大数据的应用和支持。因此，本文将结合两者的现状与特点，分析大数据在智能交通系统中的应用，并探讨相应的技术实现方式。
关键词：大数据 智能交通 交通系统 应用
引言
近年来，城市建设的推进以及生活节奏的加快，极大的加重了人们对交通出行的依赖和高要求。而人口密度的急剧增长，机动化出行的日趋普遍，令交通拥堵以及各类安全事故频繁发生。显然，传统的交通管理方式已经难以适应交通发展的需求，智能交通系统的运用势在必行。与此同时，作为数据挖掘、加工处理、传输预测的重要手段，大数据技术为智能交通系统带来了新的发展空间，无疑会在交通资源配置、交通规划管理、交通安全以及运营服务等方面发挥重要作用。
一、大数据与智能交通系统概述
（1）大数据技术以及智能交通下的大数据特征
大数据技术，是指针对海量且种类繁多的数据信息，利用领先的数据处理技术，进行数据信息的大容量储存和快速处理。相较于传统的交通数据，智能交通下的大数据具有显著的特征：第一，数据信息海量，数据类型多种多样，有多种呈现模态，第二，数据来源非常广泛，数据存储的时间更长，效率更高，第三，由于交通数据自身对实效性的要求，需要借助高精尖的处理技术，实现数据的快速处理，第四，数据有较强的时间性和空间性，为交通管理提供有效的参考依据，第四，凭借计算机技术和传感技术，智能交通大数据的可视化并不困难。
（2）智能交通系统的定义
而智能交通系统，是综合利用先进的计算机技术、通信技术、人工智能技术、电子传感技术等领先科技，建立的基于整个地面交通管理的大规模、全方位、实时高效的综合交通管理系统。
（3）基于大数据的智能交通系统的优势
与传统的智能交通技术不同，基于大数据的智能交通系统首先在硬件设施上更为完善，其次，在大数据处理技术以及其他多种领先技术的支持下，能够对整个交通运输系统进行全方位的数据采集、分析和处理，此外，在各类智能交通技术和设备的综合利用下，不仅能够快速传递和处理海量信息，还能对整个交通运输系统的运作进行综合管理和安全分析，在管理水平和安全把控上有明显的提升。
二、大数据在智能交通系统中的应用
1、大数据在交通信息服务中的应用
智能交通系统的交通信息服务是在信息传感网的基础上，采集车辆、道路、停车场等多种交通信息，而如此海量的数据信息，则需要借助大数据技术中的数据挖掘和云计算来进行采集、传递，才能及时地向各个交通部门提供有效信息和指导，同时也能让车主依据实时交通状况，调整出行实践和路线，避免交通拥堵。此外，大数据技术还能利用海量的信息数据积累，为后期的道路建设和交通规划提供参考。
2、大数据在交通管理方面的应用
在交通信息系统的基础上，智能交通能够凭借大数据技术，第一时间处理不同路段的实时信息，掌握道路交通的现状以及环境情况，及时做出合理的部署与安排。比如，通过对比分析某一交通路段在不同路况下的手机信号密集度，就能了解该路段是否有拥堵或者事故发生，从而及时做出疏导。
3、大数据在车辆控制与安全管理中的应用
通过大数据技术对各类信息进行采集与分析，智能交通系统能够客观总结、反映许多有价值的车辆控制与安全管理规律，比如每年的车祸情况分析，车祸中驾驶员的不同操作习惯总结，各种不良习惯造成的严重后果等等。通过对这些数据信息的分析，能够对安全出行做出警示，对驾驶员的操作习惯做出正确提醒，还能为车辆的安全驾驶系统设计提供重要的参考依据。
三、智能交通系统中的大数据处理技术实现方式
智能交通系统中的大数据处理其实是一个信息采集―多维度数据分析―信息传递与反馈的过程，通过这个过程为交通管理提供信息支持，最终实现智能交通管理。智能交通系统中的大数据处理，包括以下几方面的技术实现方式。
1、信息采集模块的技术实现
在交通信息采集模块，主要有静态、动态两种信息采集方式。静态交通信息采集方式是在固定的位置设置视频监控装置或者感应线圈，然后通过道路路面下的感应线圈来产生相应的电磁感应，实现车辆的相关信息的采集。而动态交通信息采集方式，则是运用磁频、光电、测重传感器等自动收集实时的交通流量、行车速度等交通参数，从而推算时间，预测拥堵情况。
2、交通数据分析模块的技术实现
在交通数据分析模块，首先是统一采集不同渠道，不同模态的交通信息数据，转换形成对应的图像视频后再经由数据平台进行分析，得出有价值的信息数据，其次，对于大范围波动或者间断性缺失的数据，则通过专业的数学模型、数据集成技术以及决策支持理论来实现全面细致的交通分析。此外，在路段车流量以及安全情况的分析中，还需借助数据挖掘技术来完成，并采用神经网络技术和人工智能技术来进行智能计算，从而科学支撑交通数据的分析和管理。
3、交通数据处理模块的技术实现
在交通数据处理模块，一方面是通过分布式数据处理技术来处理、实现决策支持，比如对交通事故的实时探测以及对信号配时的优化。另一方面，通过动态交通数据处理技术，为交通信息管理工作提供交通异常行为分析、交通短时预测等功能，并将采集到的动态数据与数据库中的相关数据做比对，客观分析交通现状，科学制定处理方案。显然，两类数据处理技术均能有效处理看似杂乱无章的交通信息数据，一定程度上也是“智能”交通的体现。
四、结束语
综上所述，智能交通系统是一个借助多元技术，规模庞大的系统管理工程，一旦有效建立并科学运用，将使整个交通系统的运行效率和日常管理水平发生质的改变，从而为广大交通出行者创建良好的交通环境，提供优质的交通服务。而将大数据技术在智能交通系统中有效应用，将更好地实现系统核心部分――数据信息的挖掘与处理，有效解决系统建设中的信息及资源问题。因此，未来还需围绕这个核心，充分利用大数据技术，实现更高效、安全、环保的交通运输管理。
摘 要 本文结合“智能交通系统”课程的学科特点，分析教学中存在的问题，探讨了本课程在教学手段、教学内容和考核方式三方面的改革方法，指出教学手段应多样化，增加师生互动；教学内容应做到与时俱进；考核过程化且科学合理。只有这样才能使学生能够在学中用，在用中学，有效调动学生的积极性和创造性，在提高教学效率的同时加强学生对智能交通系统的研究兴趣。
关键词 智能交通系统 教学内容 教学方法 考核方式 改革
随着信息技术、数据通信技术、计算机技术、控制技术等先进技术的快速发展，智能交通系统已经融入到社会生活之中。但是，我国的智能交通仍然处于初级阶段，创新性的研究相对于发达国家来说较少，因此，我国需要大量的交通人才投身于智能交通系统的研究之中，据此，我院以培养轨道交通专业人才为主的交通运输专业仍将“智能交通系统”课程列为本科培养方案中的一门专业任选课程，目的就是为了满足当今社会交通领域的发展需求，使学生全面了解智能交通系统方面的相关知识，在教学过程中既教授学生智能交通系统相关的概念、体系框架、理论和先进技术等，又要时刻引领学生把握交通领域发展前沿，捕捉智能交通系统研究热点，激发他们的创新意识，从而为社会输送全面发展的交通人才。
1 课程性质和特点
“智能交通系统”课程涉及交通、通信、计算机、控制等学科，是一门多学科交叉、前沿动态教育课程。本课程涉及到的主要内容包括智能交通系统的概念、起源、发展历程、体系框架、基础理论、关键技术以及具有代表性的服务子系统的结构框架、工作原理和基本功能等，可以说该课程将数学模型和实践措施贯穿于整个课程理论框架中，数学模型源于实践，然而又结合实际生活中的交通管理措施解决实际的交通问题[1]。该课程涉及多门学科，理论知识抽象，而实际案例应用及分析少，理解难度较大，所以该课程特点可概括为“概念多、内容多、实`少、理解难”，如果教学过程中没有把握好该课程的这些特点，很难解决“教”与“学”的矛盾。
2 教学问题浅析
目前针对“智能交通系统”课程的教学，以教师系统讲授为主，即：教师提前备课，制作课件，在课堂上以PPT讲解为主，在较短时间内可以向学生传递较为丰富的智能交通系统知识，教师自我感觉上课效率很高。但是，该课程涉及多门学科且实践性较强，教师系统讲授法存在很多缺点，学生根本学不进去，听课很乏味，主要体现在以下几个方面。
（1）教学手段老套。目前的授课方式以老师PPT讲解为主，虽然老师注重知识的传授，但学生常处于被动的地位，无法充分调动师生的教学与学习热情，教与学都显得呆板、被动，不利于学生主动性和独立性的锻炼和提高。主要表现在以下几个方面：教师讲课费心费力，但其教学内容没有吸引力，比较抽象；学生听课很乏味，感觉很枯燥，难以理解，例如学生宁愿在课堂上玩手机也不愿意听老师满堂的灌输。加之该课程涉及到了多个学科，内容上大多都是宏观介绍基本概念、框架体系、相关技术和应用，因此在实际教学中给学生的理解造成了一定的困难，且学生学习兴趣不大，总感觉讲解内容太抽象，无法体会到教学内容的实际意义。
（2）教学内容陈旧。目前，智能交通领域发展迅速，用传统的教学手段和教学内容来向学生讲解智能交通系统知识已无法满足教学的需要，有很多学生反映课堂内容都是现实生活中很熟悉的案例，但是感觉又很遥远、虚幻，听之乏味，无法调动学生的学习积极性、吸引学生的注意力，学生捕捉不到智能交通领域发展前沿热点，不利于学生创新能力的培养，更不利于交通运输专业的发展。
（3）考核方式单调。该课程目前主要对学生进行期末试卷测验，以此考查学生对该课程教学内容的掌握情况，主要考查内容包括：智能交通系统相关概念、体系框架、基础理论的掌握程度，学生在考前对课程热菟兰怯脖常虽然学生能考出高分，但是考完之后学生什么也不记得，走上工作岗位更是感觉该课程没有给他留下印象，学生的创造性受到压制。另外，还有一种考核方式就是学期末让学生提交一篇智能交通系统学术论文，以此来考查学生对教学内容的掌握情况和锻炼他们的写作能力，但是通过考查结果来看，大多数学生都是复制网上资源，浑水摸鱼，敷衍了事，根本无法做到公正公平的考核，这样还导致了不良学术之风。
3 教学方法改革
3.1 教学手段开放互动
“智能交通系统”是一门信息量大、知识面广泛的课程，教师制作出的多媒体课件应具备包含内容多、表现形式丰富、交互性好等特点，在教学过程中教师能够制作出既符合课程教学目标又能够吸引学生乐于学习的课件尤为重要。[1]在教师备课过程中，除了满足智能交通系统课程教学内容的完整性之外，要特别注意如何将激发学生的学习兴趣体现在课件之中，因此，需要针对不同的课程内容给予不同的展示方式。首先，要懂得如何挖掘课程重点和难点而又不失教学内容的完整性和系统性；其次，要针对不同的教学知识点设计不同的展示形式，如有的教学内容以文档和图片相结合的形式展示，有的则配以视频动画讲解，这样才能最终制作出教学内容丰富多彩、吸引学生眼球的PPT课件。
除了制作高质量的多媒体课件之外，课堂讲解可以说是教学过程中最为重要的一环，为了加强课堂气氛，提高学生上课积极性，可以在课堂教学过程中针对不同的教学内容采用不同的教学手段。例如：针对智能交通系统的基本概念、发展历程、体系框架等内容的讲解可以采用系统讲授法，传授的知识量大、内容丰富，可以让学生短时间内快速了解智能交通系统；对于智能交通系统中的基础理论，包括动态交通分配理论、智能协同学理论、动态交通信息预测理论等，可以采用启发引导式教学方法，由现实生活中的交通拥堵问题引出动态交通分配理论、智能协同学理论等在ITS中的应用，引导学生融入课堂教学，提升学生学习乐趣；针对出行者信息系统、交通流诱导系统、先进的公共交通系统、电子收费系统、先进的交通管理系统等ITS子系统的讲解可以采用案例教学法，能帮助学生更好的认识这些ITS子系统的功能、工作原理和基本结构等；对于ITS中的基础技术，如定位技术、通信技术、信息采集和融合技术等可采用研讨式实践教学法，通过GPS、手机导航地图等产品的讲解，启发学生针对知识点提出相关问题，进行讨论，发表见解。
3.2 教学内容与时俱进
科学、前沿的教学内容是良好教学的基础，教学内容要与教学大纲相结合，与教学方法相适应，并能融入新的思想理论与知识。[2]智能交通系统发展迅速，单独依靠教材挖掘该课程的教学内容，势必会影响教师的教学质量，长此以往教学质量每况愈下，因此，为了弥补教材内容滞后性，必须广泛搜集最前沿的智能交通类资料才能保证教学内容的前沿性，让学生及时了解最先进的智能交通理念和发展趋势，紧跟时代步伐，开阔视野，提升兴趣。例如可以通过网站等途径给学生介绍最新的智能交通系统研究成果及应用，如特斯拉开发的智能车辆、ETC系统、智能停车系统、交通流诱导系统等。
除了做好课堂教学之外，更加注重教学过程中理论与实践的有机结合，在增强学生理论学习的基础上更加注重培养学生的实践和创新能力，在该课程中增加三个方面的实践教学：（1）将课程实验有机融入教学过程中，学生到我院交通工程系系交通工程实验室参观，并在老师的指导下试用相关的智能交通综合控制设备，并学习相关的交通仿真软件，通过实际交通问题的仿真再现，培养学生动手能力和解决交通问题的能力；（2）引导学生时常去关注智能交通系统及设备的企业，如安徽科力信息产业有限责任公司、北京四维图新科技股份有限公司、北航车路协同与安全控制北京市重点实验室等。另外，引导学生时刻关注智能交通系统的发展热点，多去浏览相关的智能交通网站，如中国智能交通协会官网等，及时获取最新的智能交通信息与新闻；（3）组织学生多参加我国智能车大赛、交通科技大赛、世界智能交通科技大赛等，以培养学生的创新能力。
3.3 考核方式注重过程
单纯依靠期末考试试卷或提交学术论文的形式考查学生对智能交通系统知识的掌握情况显然存在很大的不合理性，针对该课程教学内容丰富、实践性强的特点，实现该课程考核的过程化可能会收到事半功倍的教学效果，而且更大程度上提高学生的学习积极性。该课程取消期末试卷考试，将考试环节改为课程实验和专业课实践大作业。课程实验要求学生在实验结束后撰写实验报告，而专业大作业由老师拟定智能交通系统相关的主题，如ETC系统、交通流诱导系统、车联网系统等相关系统的设计，学生根据各自的兴趣爱好自由分组，组内人数不限，选举组长一名，进行不同的工作分工，大作业设计完成之后，在课堂上以系统展示或者PPT课件形式进行汇报和讨论，老师和其他小组学生对其设计的系统进行提问，每组队伍之间进行相互点评和打分，以此作为该课程大作业的成绩。实现该课程考核过程化，还要做到考核的科学合理，在成绩分配时也要做到公平公正，于是，成绩设置如下：平时成绩占20%（考查学生的出勤情况）、课程实验占30%，大作业成绩占50%。
4 结论
“智能交通系统”课程涉及多门学科，而且教学内容多、实践性强，通过分析课程性质、特点和教学过程中存在的问题，从教学手段、教学内容和考核方式三方面进行了教学改革的探讨。提出在教学过程中，教师不仅要根据不同的教学内容设计不同展示形式的教学课件，不同的教学知识点采用不同的施教方法，而且要特别强调与学生的互动，注重理论和实践的有机结合，引导学生捕捉智能交通系统发展动态，让学生积极参与该课程，培养学生对该课程的学习兴趣，做到课程考核过程化，培养学生在学术研究中的自主分析问题并解决问题的能力，学生才能真正理解智能交通，才能取得预期的教学效果。
