時(shí)間:2023-10-10 10:35:54
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論文摘要:從利用自動(dòng)化檢測(cè)手段完善現(xiàn)有高速公路和突破傳統(tǒng)道路的兩個(gè)方面,提出了高速公路的發(fā)展方向及“道路智能”的祈棍念,對(duì)現(xiàn)代“智能交通(ITS)”的內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和發(fā)展。
前言
現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向是以智能交通(rrs)作為其首要的發(fā)展方向,世界發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛制訂相應(yīng)的研究計(jì)劃。歐洲在1986年就開(kāi)始實(shí)施了“歐洲高效安全交通計(jì)劃(PROMETHUS),其中包括政府、汽車廠商、科研機(jī)構(gòu)都紛紛參與。1991年成立了歐洲道路交通通信技術(shù)實(shí)用化促進(jìn)協(xié)會(huì),推廣ITS技術(shù)以及1’1’S技術(shù)在國(guó)際間的合作。日本、美國(guó)也都相繼成立了與ITS技術(shù)相關(guān)的協(xié)會(huì),以期推動(dòng)ITS技術(shù)的發(fā)展。18年間,ITS技術(shù)發(fā)展飛速。這種對(duì)于智能交通(ITS })技術(shù)的研究均是將先進(jìn)的車輛控制技術(shù)、先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等綜合運(yùn)用于道路交通運(yùn)輸管理體系,使人、車、路更加協(xié)調(diào)地結(jié)合在一起,建立一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的管理體系,從而提高道路交通運(yùn)艷效率。其目標(biāo)是“安全高速”。智能交通(ITS)是由軟件和硬件兩部分組成。軟件是以“先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)”結(jié)合“先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)”。而硬件是以車輛自身的外茍憾知智能系統(tǒng),利用各種傳感器技術(shù)作為其基礎(chǔ)平臺(tái),結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)化。各種先進(jìn)的自動(dòng)化安全防護(hù)系統(tǒng)以及其他車輛技術(shù)為主的一些綜合技術(shù)。就各種車輛智能技術(shù)及其智能交通(ITS)現(xiàn)今發(fā)展的軟硬件技術(shù)來(lái)看,無(wú)論從其理論深度和其實(shí)際應(yīng)用,都可以說(shuō)達(dá)到了相當(dāng)高的程度。但在“人一一車—路”這三者中對(duì)于“道路智能”的研究還停留在一個(gè)較低的水平上。所謂“道路智能”是指道路本身和附加在道路上的機(jī)電設(shè)備和其他設(shè)施,利用自動(dòng)化技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù),對(duì)行駛在其路面上的車輛進(jìn)行自動(dòng)控制和千涉。這種控制和干涉不依賴于車輛自身的控制能力,而是道路對(duì)車輛施加的一種外控制力。
1完善載體基礎(chǔ)
高速公路是實(shí)現(xiàn)“道路智能”的最佳載體。對(duì)現(xiàn)有的高速公路在以下幾個(gè)方面進(jìn)行完善,從而實(shí)現(xiàn)“道路智能?!?/p>
1.1“半封閉”與“大半封閉”的完善。目的是加強(qiáng)行車安全,減少交通事故,保護(hù)道路延長(zhǎng)使用壽命,降低養(yǎng)護(hù)成本,提高高速公路的戰(zhàn)備功能。
目前高速公路直接受到自然界的影響主要是雨雪的侵蝕和山體滑坡及大霧等,在北方僅就初冬新雪使路面結(jié)冰,而由此引發(fā)的交通事故造成的經(jīng)濟(jì)損失是十分巨大的。路面產(chǎn)生病害,自然環(huán)境的影響是一個(gè)重要的因素。雨雪侵蝕及因陽(yáng)光直射高溫使道側(cè)到吏用壽命降低,提高了養(yǎng)護(hù)成本,使養(yǎng)護(hù)間隔周期變短,同時(shí)也影響道路暢通。降低減少雨、雪、陽(yáng)}R寸高速公路不良影響的研究別良重要的。除了加強(qiáng)高速公路路面、路周排水的研究外,如何在現(xiàn)有的高速公路上方,使用科學(xué)的建筑技術(shù),在合適的高度加設(shè)合適材質(zhì)的棚蓋進(jìn)行“半封閉”的研究和實(shí)踐。對(duì)高速公路施以相當(dāng)程度的保護(hù)措施??纱蠓葴p少交通事故,延長(zhǎng)道路使用壽命。在有山體滑坡危險(xiǎn)的路段,使用擋土墻技術(shù)進(jìn)行“大半封閉”,使自然災(zāi)害對(duì)高速公路的影響降到最低。另外一旦發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng),“半封閉的”高速公路的戰(zhàn)備功能會(huì)極大凸現(xiàn),它對(duì)車輛運(yùn)輸?shù)碾[蔽及對(duì)高速公路自身的隱蔽作用,無(wú)疑都要優(yōu)于無(wú)封閉的高速公路。
1.2加建高軸載高速公路。按不同的軸載對(duì)車輛進(jìn)行分道,降低非標(biāo)高軸載車輛對(duì)普通標(biāo)準(zhǔn)雙輪組單軸100KN的高速公路的破壞。提高高速公路對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的服務(wù)功能。
在“車一路”的協(xié)調(diào)發(fā)展過(guò)程中,對(duì)于高速公路的改良來(lái)適應(yīng)車輛及運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必要過(guò)程。加建高軸載高速公路細(xì)分車道,按不同的車輛的實(shí)際載荷進(jìn)行分道行駛。防止高軸載車輛對(duì)標(biāo)準(zhǔn)軸載高速公路的破壞。另一方面使行駛在同一車道上的車速上也達(dá)到了相對(duì)的統(tǒng)一,能大大降低因超車、超載引發(fā)的交通事故。在高速公路的路面病害中,由于特大超重車輛增多而造成比例是相當(dāng)大的。其對(duì)路面的破壞也是災(zāi)害性的。高軸載的大量出現(xiàn)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展一個(gè)必然現(xiàn)象,加強(qiáng)道路對(duì)車輛的發(fā)展、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展進(jìn)行適應(yīng)的研究,來(lái)提高高速公路對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的服務(wù)功能是唯一的、正確的選擇。單純的處罰是下策,是違背交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展客觀規(guī)律的。在收費(fèi)上調(diào)整“標(biāo)準(zhǔn)軸載”與“高軸載”車道的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),以期達(dá)到“誰(shuí)消費(fèi),誰(shuí)付費(fèi)”的公平原則適應(yīng)交通運(yùn)輸業(yè)規(guī)律,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。
2道路智能
2.1路面智能化。研制新型智能材料達(dá)到分散承載保護(hù)路基,對(duì)車輛進(jìn)行保速、限速,保證車輛的安全和高速公路自身的安全。
在復(fù)合材料和智能材料不斷發(fā)展及應(yīng)用的今天,如何研制出路面智能材料是交通領(lǐng)域的新課題,也是最具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ恼n題。新型的智能材料應(yīng)具備以下特性和功能:a耐磨耐壓耐腐蝕抗老化;b.對(duì)載荷有分散功能;。.當(dāng)載荷超出某一預(yù)設(shè)值時(shí)材料將發(fā)生變化,變化后的特性將限制車輛的速度。卸載后恢復(fù)原特性;d.在某一承載面上移動(dòng)載荷相繼施壓,發(fā)生頻數(shù)和時(shí)間大于或,小于預(yù)制值時(shí),材料特性將發(fā)生變化來(lái)限制車速;e.當(dāng)材料上有移動(dòng)載荷和固定載荷時(shí)能提供不同的可檢出信號(hào);f可接受外干預(yù)產(chǎn)生特性變化,吸載性、方向性承載等;g.具有獨(dú)立和集合的功能。
利用具有上述特性和功能的材料,結(jié)合自動(dòng)化松娜(技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和高速公路其他安全輔助設(shè)施,形成一個(gè)高速公路自動(dòng)控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“高控系統(tǒng))。就可以實(shí)現(xiàn)車輛智能系統(tǒng)及“智能交通”中復(fù)雜的“車輛跟弛”技術(shù)。對(duì)行駛在此高速公路的車輛提供一般豪華轎車才具有“碰撞避免系統(tǒng)”,例如:在同一車道的兩輛一前一后行駛的車輛,當(dāng)后車車速大于前車車速時(shí),在安全的距離內(nèi)無(wú)超車軌跡信號(hào)時(shí),“智能路面,將自動(dòng)吸載對(duì)后車限速。迫使后車被動(dòng)減速使其難以追撞前車。另外“高控系統(tǒng)”也可以進(jìn)行對(duì)“智能路面”干預(yù)使“智能路面”吸載對(duì)車輛減速,保障車輛安全。此處“吸載”是指“智能路面”利用其材料特性使路面與車輛的摩擦力在方向性上發(fā)生變化或產(chǎn)生增量性變化,以及其他形式的外在結(jié)構(gòu)變化,對(duì)車輛進(jìn)行安全阻礙。當(dāng)路面有特點(diǎn)。后(當(dāng)載荷超出某一預(yù)設(shè)值時(shí)材料將發(fā)生變化,變化后的特性將限制車輛的速度),就會(huì)對(duì)車輛進(jìn)行外力限速保證車輛及高速公路安全。對(duì)超車的車輛進(jìn)行方向性承載及限速避免因超車發(fā)生的碰撞事故。所謂“方向性承載”是通過(guò)利用材料外部結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行變化的特性,引導(dǎo)限制車輛行駛方向。避免因車輛操縱系統(tǒng)失靈和誤操縱而引發(fā)的交通事故。
2.2環(huán)保節(jié)能性的研究
環(huán)保是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先決條件。解決汽車高速行駛時(shí)的噪音和汽車在高速公碑陰卜放廢氣都是“道路智能”的一部分。路面新材料的使用必將使汽車的噪音得以解決。而汽車的廢氣剎滋解決的最佳方法,是汽車使用燃料驅(qū)動(dòng)最小化問(wèn)題。有了高速公路的基礎(chǔ)完善,就使得汽車使用電力驅(qū)動(dòng)成為可能。電能的環(huán)保性使其應(yīng)用在智能化的高速公路上是一種恰當(dāng)?shù)倪x擇。電能可以利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然能進(jìn)行轉(zhuǎn)換,具有可持續(xù)發(fā)展的特性。利用高速公路的分布特性,沿線鋪設(shè)“車輛電力供給線路”,為行駛在高速公路上的車輛提供“外動(dòng)力”,達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。解決車輛使用燃料驅(qū)動(dòng)最小化問(wèn)題使其在減排方面更加環(huán)保。
【關(guān)鍵詞】隧道照明;智能節(jié)電;應(yīng)用
1. 概述
近年來(lái),隨著我國(guó)高速公路的迅速發(fā)展,大量以橋隧為主的高速公路逐年增加,公路隧道照明系統(tǒng)作為車輛安全通行的保障,同時(shí)也使隧道開(kāi)支運(yùn)營(yíng)居高不下。隧道照明耗電占高速公路運(yùn)營(yíng)中很大一部分,如不解決隧道照明節(jié)能問(wèn)題,將給管理部門帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。若采用先進(jìn)的照明控制系統(tǒng),不但能明顯改善照明效果,增加行車安全性和舒適度,還可以節(jié)約大量的電費(fèi)開(kāi)支,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
2. 高速公路隧道照明使用現(xiàn)狀
(1)為了減少高額的運(yùn)營(yíng)支出,隧道照明在日常使用中,大量的少開(kāi)燈甚至不開(kāi)燈的現(xiàn)象比比皆是。給高速公路行車安全造成了重大隱患。
(2)為了保證行車安全,隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般按照洞外最大亮度和最高時(shí)速來(lái)確定隧道內(nèi)各段的燈具功率和燈具分布密度。實(shí)際運(yùn)營(yíng)中,需要的照明強(qiáng)度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)參數(shù),在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中按照設(shè)計(jì)最大亮度照明,造成電源浪費(fèi)。
(3)高速公路用電采用專線供電,在用電負(fù)載功率設(shè)計(jì)中,箱變要考慮實(shí)際功率、線損、無(wú)功衰耗、燈具老化衰耗等因素,箱變的設(shè)計(jì)要遠(yuǎn)大于實(shí)際功率,高壓送變也要考慮這些因素,這樣就導(dǎo)致低壓端電壓高于設(shè)備額定電壓。經(jīng)常高達(dá)240V以上,這樣既浪費(fèi)了電能,也大大縮短了燈具的使用壽命,增加了大量的維護(hù)費(fèi)用與人力支出。
(4)高速公路低壓配電施工單位眾多,施工人員素質(zhì)高低不齊,施工中不按設(shè)計(jì)方案施工,三相線路所安裝燈具功率不平衡,導(dǎo)致實(shí)際用電三相電壓不平衡。燈具的質(zhì)量參差不齊,隨著燈具的老化,也會(huì)造成三相電壓的失衡。三相電壓不平衡不僅降低功率因數(shù),浪費(fèi)電能,同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響用電設(shè)備的安全和使用壽命。
(5)由于采用農(nóng)網(wǎng)專線供電,農(nóng)網(wǎng)中用電設(shè)備的不確定性,導(dǎo)致農(nóng)網(wǎng)電壓隨著時(shí)間、季節(jié)及其他因素忽高忽低,用電低谷時(shí),電網(wǎng)電壓會(huì)顯著上升,一般可達(dá)240V以上,因電壓波動(dòng)大,導(dǎo)致高速公路電能浪費(fèi)及隧道設(shè)備損壞的事件比比皆是。
3. 節(jié)電依據(jù)
(1)電力供電系統(tǒng)中,為了避免送電過(guò)程中的線路損耗及用電高峰時(shí)造成的末端電壓過(guò)低,往往都是以較高的電壓傳輸,特別是用電低谷時(shí),電網(wǎng)電壓更高,高電壓不僅會(huì)帶來(lái)燈具的加速損壞還會(huì)危及用電設(shè)備安全,更帶來(lái)額外的電費(fèi)支出。
氣體放電燈只是在啟動(dòng)時(shí),需要較高的工作電壓,而點(diǎn)燃后適當(dāng)降低并穩(wěn)定供電電壓,(實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,穩(wěn)定的電壓200V-210V范圍是蓋亞鈉燈的最佳工作電壓),既可保持其正常照度,又可有效地節(jié)電,還能延長(zhǎng)燈具的使用壽命。
(2)所有氣體放電燈在使用前,其亮度都比設(shè)計(jì)值(壽命終止時(shí)的亮度)高出40%~20%,當(dāng)燈達(dá)到壽命末點(diǎn)時(shí),其亮度正好達(dá)到目標(biāo)設(shè)計(jì)值。根據(jù)這一特點(diǎn),用智能節(jié)電裝置補(bǔ)償燈的這一老化過(guò)程,在保證正常亮度的情況下,即可實(shí)現(xiàn)一定程度的節(jié)電。
(3)針對(duì)不同時(shí)間,隧道照明實(shí)行“按需調(diào)亮度”的節(jié)能模式。白天在不影響照度的情況下,照明燈具自動(dòng)工作在合理穩(wěn)定的電壓上,在夜晚適當(dāng)?shù)亟档驼斩?,自?dòng)調(diào)整到保證燈具能夠工作的電壓上,綜合節(jié)電效果更加明顯。
4. 系統(tǒng)工作原理
通過(guò)安裝在隧道照明回路上的燈具數(shù)據(jù)采集開(kāi)關(guān)裝置將電壓、電流采集數(shù)據(jù)傳到監(jiān)控中心管理終端上中心管理終端遠(yuǎn)程遙控輸出電壓調(diào)壓穩(wěn)壓節(jié)能裝置將現(xiàn)場(chǎng)所需要的電壓輸出給安裝在隧道照明回路上的燈具數(shù)據(jù)采集開(kāi)關(guān)裝置
5. 系統(tǒng)功能
(1)數(shù)據(jù)采集功能:系統(tǒng)對(duì)隧道各個(gè)回路末端(燈具)的工作電壓、工作電流、有功功率、功率因數(shù)、電能計(jì)量等數(shù)據(jù)以及節(jié)電柜工作狀態(tài)進(jìn)行采集。
(2)動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)壓:根據(jù)隧道照明現(xiàn)狀,通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)隧道照明回路動(dòng)態(tài)電壓、電流的數(shù)據(jù)采集,自動(dòng)分析,自動(dòng)進(jìn)行合理調(diào)壓。
(3)智能穩(wěn)壓:通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定照明燈具的工作電壓。系統(tǒng)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)調(diào)整輸出變壓器電壓,再通過(guò)精密穩(wěn)壓,實(shí)行智能穩(wěn)壓供電。
(4)遠(yuǎn)程單燈控制:能夠遠(yuǎn)程遙控每個(gè)燈具的開(kāi)、關(guān)。靈活制定照明方案。
(5)遠(yuǎn)程設(shè)置供電方案:可以根據(jù)不同的時(shí)間、季節(jié),遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)輸出電壓。
(6)電力安全報(bào)警:當(dāng)監(jiān)控終端主動(dòng)報(bào)警或調(diào)度中心在遙測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)警情時(shí),監(jiān)控中心微機(jī)會(huì)自動(dòng)用語(yǔ)音或手機(jī)短信報(bào)出故障的有關(guān)參數(shù)。
(7)統(tǒng)計(jì)查詢、打印功能。
(8)遠(yuǎn)程抄表功能。
(9)遠(yuǎn)程查詢功能。
6. 應(yīng)用實(shí)例
(1)陜西神府高速公路隧道照明采用專線供電,電壓經(jīng)常偏高,有時(shí)甚至高達(dá)250V以上,這樣既浪費(fèi)了電能,也大大縮短了燈具的試用壽命,大量增加了維護(hù)費(fèi)用。
(2)通過(guò)在臥虎灣隧道加裝照明智能節(jié)電系統(tǒng),使該隧道的電壓、燈具開(kāi)關(guān)更具合理的運(yùn)行。據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示:安裝節(jié)電系統(tǒng)前,平均每小時(shí)耗電122.27度,按0.7元/度計(jì)算,每小時(shí)電費(fèi)85.6元。安裝節(jié)電系統(tǒng)后,平均每小時(shí)耗電91.30度,按0.7元/度計(jì)算,每小時(shí)電費(fèi)63.9元。每小時(shí)節(jié)約21.7元,全年節(jié)約190092元。結(jié)果表明:使每年電費(fèi)支出減少四分之一,節(jié)電率高于25%。
7. 結(jié)束語(yǔ)
一、前言
20世紀(jì)80年代,微電腦技術(shù)應(yīng)用開(kāi)始得到迅速發(fā)展,與之相關(guān)的控制技術(shù)、圖像顯示技術(shù)、通信技術(shù)等都有了新的突破,計(jì)算機(jī)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域。隨著多媒體技術(shù)、人工智能學(xué)科的進(jìn)一步研究,現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的智能化程度也越來(lái)越高,在高速公路領(lǐng)域,智能化系統(tǒng)的應(yīng)用在本世紀(jì)初也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。
二、高速公路自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)
我國(guó)高速公路在上世紀(jì)80年代開(kāi)始建設(shè)并得到迅速發(fā)展,這個(gè)階段,計(jì)算機(jī)應(yīng)用開(kāi)始逐步普及,技術(shù)正在不斷發(fā)展提高。所以,高速公路收費(fèi)系統(tǒng)最初是采用的純?nèi)斯な召M(fèi)方式,隨后發(fā)展到初步的財(cái)務(wù)計(jì)算機(jī)管理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、IC卡技術(shù)以及圖像技術(shù)的發(fā)展,高速公路收費(fèi)開(kāi)始進(jìn)入全面自動(dòng)化管理階段。從車輛上路領(lǐng)取電子通行卡開(kāi)始,車輛車型、牌照、上路時(shí)間等信息進(jìn)入高速公路收費(fèi)自動(dòng)化管理系統(tǒng),等到車輛駛離高速公路時(shí),系統(tǒng)讀取通行卡信息,比對(duì)車型、牌照,自動(dòng)計(jì)算并語(yǔ)音提示司乘人員應(yīng)交費(fèi)金額,收費(fèi)后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)擋桿放行。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的逐步成熟,為高速公路區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)提供了技術(shù)保證。聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)通過(guò)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分拆車輛在各不同路段行駛里程,結(jié)算相應(yīng)路段費(fèi)用,這樣就可把不同運(yùn)營(yíng)主體管理下的高速路段有機(jī)地接合在一起,撤銷主線收費(fèi)站,大大提高了交通運(yùn)輸效率。目前正在逐步推行的ETC(電子不停車收費(fèi)系統(tǒng))系統(tǒng),更具智能化,通過(guò)非接觸式感應(yīng)卡的運(yùn)用,達(dá)到系統(tǒng)完全無(wú)人工直接參與,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化收費(fèi)。
三、智能化辦公管理
在高速公路領(lǐng)域,智能化應(yīng)用不僅僅運(yùn)用在收費(fèi)系統(tǒng)中,在現(xiàn)代化的辦公管理中,也處處盡顯智能化的亮點(diǎn)。以河北高速公路石安管理處下屬某收費(fèi)站為例,做如下說(shuō)明:1.辦公無(wú)紙化。由于各收費(fèi)站分散于高速公路沿線,以往公文報(bào)表的上傳下發(fā)十分不便,隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用,辦公條件逐步改善,基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化辦公。除一些需要備案的文件之外,通知、公告、節(jié)假安排等日常事務(wù)文件報(bào)表均采用電子化形式,通過(guò)郵件或傳真上傳或下發(fā),電子化辦公,便于查詢和歸檔,更加便捷和及時(shí)。2.通訊自動(dòng)化。通過(guò)沿高速公路建設(shè)的主干光纖,所有收費(fèi)站所互聯(lián)成網(wǎng),實(shí)現(xiàn)電話網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理,由高速交通樞紐大樓與外界接駁。雖然管理處和各收費(fèi)站在空間上分散、距離較遠(yuǎn),但通過(guò)通訊自動(dòng)化系統(tǒng),做到了各處室職能部門與收費(fèi)站各工作崗位實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通話,網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一使用,既強(qiáng)化了內(nèi)部管理,也實(shí)現(xiàn)了對(duì)外聯(lián)系的形象統(tǒng)一。3.安防自動(dòng)化。以現(xiàn)代化的技術(shù)防范手段為主體,輔以補(bǔ)充的人員防范,是現(xiàn)代化辦公環(huán)境安全的必然選擇。各收費(fèi)站監(jiān)控系統(tǒng)主要分為車道監(jiān)控和收費(fèi)廣場(chǎng)監(jiān)控。收費(fèi)站監(jiān)控分中心實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)圖像信息,并通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)傳至交通樞紐監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控管理。高速公路現(xiàn)代化的安防系統(tǒng),通過(guò)閉路電視監(jiān)控、周界防范等電子智能化手段,保證了各收費(fèi)站點(diǎn)安全的工作環(huán)境和正常的工作秩序。4.后勤管理自動(dòng)化。在管理處及各收費(fèi)站點(diǎn),食堂售飯均安裝了POS機(jī),實(shí)現(xiàn)了后勤管理的自動(dòng)化。電腦微機(jī)結(jié)算,替代傳統(tǒng)餐券管理,既衛(wèi)生又方便,減少印發(fā)、兌換、清點(diǎn)諸多環(huán)節(jié),提高了食堂工作效率和管理層次。
四、智能化系統(tǒng)在高速公路管理中的作用
高速公路管理智能化系統(tǒng)的建設(shè),在運(yùn)行應(yīng)用過(guò)程中起到了顯著的作用:大大提高了高速道路通行效率,提高了運(yùn)輸能力;簡(jiǎn)化了收費(fèi)程序,減少了出錯(cuò)率;減少和杜絕逃費(fèi)現(xiàn)象、人情放行現(xiàn)象;防止貪污作弊現(xiàn)象;安全性大幅提高;路況信息、通行信息更加全面豐富;節(jié)約生產(chǎn)成本,提高了辦公效率;逐步實(shí)現(xiàn)道路、車輛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制;
五、高速公路智能化應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)
隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、傳感技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展提高,未來(lái)的系統(tǒng)應(yīng)用會(huì)更具智能化,在高速公路管理領(lǐng)域,目前的研究正向以下幾個(gè)方向深化:1.聯(lián)網(wǎng)、不停車收費(fèi)技術(shù)。聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)目前已經(jīng)在高速公路順利實(shí)施,正在不斷完善。不停車收費(fèi)基于無(wú)線射頻技術(shù),在車輛上安裝有車載電子標(biāo)簽,車輛通過(guò)收費(fèi)站口時(shí),可與車道內(nèi)的微波收發(fā)裝置短程通信,自動(dòng)辨識(shí)車輛信息并傳至收費(fèi)管理中心網(wǎng)絡(luò)。車輛可以較高速度行駛通過(guò)收費(fèi)站口,實(shí)現(xiàn)了不停車全自動(dòng)收費(fèi)管理。不停車收費(fèi)將大大提高高速公路通行能力,降低收費(fèi)管理成本,并大大改善了收費(fèi)站點(diǎn)的環(huán)境,當(dāng)前石安高速不停車收費(fèi)系統(tǒng)正在建設(shè)中。2.集成化、開(kāi)放性。高速公路管理系統(tǒng)中,以通行費(fèi)收取管理為主線,而其中又涉及到路況信息、路段氣象、實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像等多種重要的公共信息。新型的高速公路管理系統(tǒng)是一個(gè)高智能化的信息系統(tǒng),收費(fèi)管理要和車輛監(jiān)控信息等信息集成在一個(gè)平臺(tái)上來(lái)運(yùn)行;高速公路管理信息化系統(tǒng)應(yīng)具備開(kāi)放性,能夠和交管、氣象、物流等部門行業(yè)進(jìn)行公共信息交換,達(dá)到信息資源整合共享。3.全球定位系統(tǒng)(GPS)和3G移動(dòng)通信業(yè)務(wù)應(yīng)用。隨著全球定位系統(tǒng)的完善和3G通信業(yè)務(wù)的開(kāi)通,高速公路管理系統(tǒng)智能化應(yīng)用也將會(huì)有新的發(fā)展。通過(guò)GPS、3G移動(dòng)通信和收費(fèi)管理系統(tǒng)結(jié)合,可以對(duì)上路車輛實(shí)時(shí)圖像聲音的跟蹤,對(duì)路況全方位監(jiān)控,遠(yuǎn)程指揮疏導(dǎo)車輛,杜絕換卡違章等現(xiàn)象,并可以對(duì)遇險(xiǎn)事故進(jìn)行最及時(shí)恰當(dāng)?shù)木仍?/p>
關(guān)鍵詞 多智能體;技術(shù);高速公路;監(jiān)控系統(tǒng)
中圖分類號(hào):U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)05-0028-01
隨著近年來(lái)高速公路的建設(shè)和發(fā)展越來(lái)越迅猛,相關(guān)部門對(duì)高速公路檢測(cè)系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高,因?yàn)樗墓δ芎妥饔梅浅4?。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是交通機(jī)電工程系統(tǒng)的核心部分。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)交通流和交通運(yùn)行情況的監(jiān)控,對(duì)一些關(guān)鍵點(diǎn)的氣象監(jiān)測(cè)以及對(duì)核心路段采取的實(shí)時(shí)管理和控制,可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)很多異常的現(xiàn)象,同時(shí)還可以及時(shí)的采取相應(yīng)的解決方案,可以提高高速公路的高速性、安全性、舒適性以及經(jīng)濟(jì)性。
1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)以及智能體技術(shù)的概述
高速公路監(jiān)控系統(tǒng)按照功能可劃分為信息處理系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)以及信息系統(tǒng)。另外,各個(gè)系統(tǒng)又由很多的子系統(tǒng)構(gòu)成。而高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)主要是智能,開(kāi)放,而且分布非常復(fù)雜。
針對(duì)那些路網(wǎng)級(jí)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng),可分為路段監(jiān)控分中心以及區(qū)域監(jiān)控中心。從空間分布來(lái)看,信息處理系統(tǒng)主要是分布在監(jiān)控中心以及監(jiān)控分中心上面;信息采集系統(tǒng)以及信息系統(tǒng)主要分布在監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心以及高速公路的沿線上面。
智能體技術(shù)作為軟件設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)的一種新型技術(shù),它的未來(lái)發(fā)展已經(jīng)引起了各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注。而其中的多智能體技術(shù)的快速發(fā)展為解決那些復(fù)雜的分布式問(wèn)題開(kāi)拓了新思路。所以,本文主要討論的對(duì)象是采用多智能體技術(shù)去搭建高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)。
2 智能體以及多智能體系統(tǒng)的分析
智能體技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)生是分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與人工智能發(fā)展的必然產(chǎn)物,而多智能體系統(tǒng)的分析和研究也是目前是人工智能研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
1)智能體分析。智能體是指可以在某個(gè)環(huán)境下運(yùn)行,同時(shí)可以把環(huán)境的變化,自主和靈活的采取相應(yīng)的措施來(lái)滿足它的設(shè)計(jì)目標(biāo)的計(jì)算實(shí)體。它主要有以下幾個(gè)特性。①自治特性。智能體可以在沒(méi)有其他智能體和其他人干涉的情況下運(yùn)行,并且對(duì)自身的行為以及內(nèi)部的狀態(tài)有一種控制的能力;②社會(huì)特性。智能體還可以與其他的智能體利用一種智能體語(yǔ)言互相進(jìn)行交流;③反應(yīng)特性。智能體可以對(duì)周圍的環(huán)境做出理解,同時(shí)對(duì)環(huán)境的變化作出及時(shí)的回應(yīng);④能動(dòng)特性。智能體不但可以對(duì)它的環(huán)境做出簡(jiǎn)單的反應(yīng),還可以通過(guò)接受到的一些信息,表現(xiàn)出一些目的性的動(dòng)作。
2)多智能體系統(tǒng)分析。多智能體系統(tǒng)是由可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的多個(gè)智能體組合而成,每個(gè)智能體都可以獨(dú)立的作用在自身以及周圍的環(huán)境之中,同時(shí)還可以與其他的智能體通信。多智能體系統(tǒng)技術(shù)在進(jìn)行表達(dá)過(guò)程中,利用智能體之間的相互通信、相互合作、相互理解、相互協(xié)調(diào)、相互調(diào)度、相互管理和控制等來(lái)對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能以及特征進(jìn)行表達(dá)。另外,多智能體技術(shù)使用的范圍比較廣泛,比如在交通管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)以及信息協(xié)作系統(tǒng)等系統(tǒng)中都有應(yīng)用。
3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及各類智能體
通過(guò)上文對(duì)智能體以及多智能體系統(tǒng)的分析,接下來(lái)會(huì)提出多智能體技術(shù)下的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的框架,如圖1所示。
圖1 基于MAS的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
從圖1可以看出,該系統(tǒng)主要是由信息采集智能體、信息處理智能體、信息智能體、用戶界智能體以及協(xié)調(diào)控制智能體幾大類構(gòu)成。
1)信息采集智能體主要負(fù)責(zé)的是對(duì)系統(tǒng)各種信息的采集和傳送進(jìn)行監(jiān)控。根據(jù)信息采集的種類分成外場(chǎng)數(shù)據(jù)智能體、視頻數(shù)據(jù)智能體和收費(fèi)數(shù)據(jù)智能體。外場(chǎng)數(shù)據(jù)智能體主要負(fù)責(zé)把一些采集來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù),存到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù);視頻智能體主要負(fù)責(zé)在外場(chǎng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及收費(fèi)系統(tǒng)中采集相關(guān)的視頻數(shù)據(jù);而收費(fèi)數(shù)據(jù)智能體主要負(fù)責(zé)采集相關(guān)的交通流量數(shù)據(jù)。
2)信息處理智能體的主要功能是負(fù)責(zé)把監(jiān)控系統(tǒng)中收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的管理、維護(hù)以及智能化處理。同時(shí)還可以對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的交通管理問(wèn)題以及控制方面的問(wèn)題進(jìn)行求解。
3)信息智能體主要的功能是負(fù)責(zé)對(duì)外監(jiān)控系統(tǒng)信息,比如可以以可變化的信息標(biāo)志、網(wǎng)站、以及手機(jī)短信等方法實(shí)時(shí)的交通信息。
4)用戶界面智能體的主要作用有:對(duì)各種信息的顯示和輸入;對(duì)用戶相互交換的命令進(jìn)行接收,同時(shí)還要解釋和實(shí)行;接受用戶對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控命令等。
5)協(xié)調(diào)控制智能體是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)核心,主要負(fù)責(zé)規(guī)劃和協(xié)調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)主體的基本運(yùn)行情況以及監(jiān)控各個(gè)主體部分的工作狀態(tài),同時(shí),該智能體還具有維護(hù)所有主體以及地址信息數(shù)據(jù)庫(kù)的功能,通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以向監(jiān)控系統(tǒng)中其他的主體提供更多的服務(wù)。
綜上所述,高速公路監(jiān)控系統(tǒng)作為一個(gè)非常重要的信息處理系統(tǒng),可以為高速公路的發(fā)展提供更好的服務(wù),可是隨著高速公路的快速發(fā)展,對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高,因此該系統(tǒng)技術(shù)水平的提高是一個(gè)必然趨勢(shì)。多智能體技術(shù)作為一個(gè)新興技術(shù),對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展起到了非常好的促進(jìn)作用,通過(guò)本文的研究和分析將給高速公路監(jiān)控系統(tǒng)盡快實(shí)現(xiàn)智能化水平提供了一個(gè)新途徑,同時(shí)還為系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)奠定了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]李綱.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)及交通控制策略研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2011.
[關(guān)鍵詞]智能化設(shè)計(jì);多角度設(shè)計(jì);公交站臺(tái);人性化
中圖分類號(hào):X713 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)02-0262-01
一、研究背景
城市公交的發(fā)達(dá)水平與一個(gè)城市的現(xiàn)代化程度密切相關(guān),它的建筑設(shè)計(jì)水平是城市品味的直接體現(xiàn)。公交站臺(tái)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循人性化、智能化,集實(shí)用功能和審美兼顧的原則,并且成為地域文化的重要載體。如今天,城市現(xiàn)代化程度不斷提高。城市公交站臺(tái)好比一座城市的名片,它是一個(gè)城市自然、人文、科技文化濃縮的精華,是一個(gè)城市最具體、最直接、最現(xiàn)實(shí)的品牌,是一個(gè)城市歷史、現(xiàn)實(shí)和未來(lái)的縮影。城市公共交通是城市基礎(chǔ)設(shè)施,公交站臺(tái)則是市民短暫聚集的一個(gè)小型公共場(chǎng)所。傳統(tǒng)的公交站臺(tái)服務(wù)功能單一,外觀平庸,缺乏設(shè)計(jì)感?!爸腔鄢鞘小崩砟钐岢龊螅芏嘣O(shè)計(jì)師對(duì)發(fā)達(dá)城市的公交站臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,比如說(shuō):重慶專門為等車的乘客降溫而建造水霧公交站臺(tái)等等。但是進(jìn)度很緩慢,成果不夠明顯,沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)公交站臺(tái)的智能化。
二、設(shè)計(jì)原則
我們除了遵循傳統(tǒng)的公交站臺(tái)設(shè)計(jì)原則如:同一性原則、差異性原則、人性化原則等以外。我們還應(yīng)遵循以下原則:
(一)控制系y的設(shè)置原則:
針對(duì)現(xiàn)代智能化公交站臺(tái)在智能化控制系統(tǒng)建設(shè)方面的功能需求,結(jié)合實(shí)際情況,系統(tǒng)設(shè)置遵循以下原則進(jìn)行系統(tǒng)配置設(shè)計(jì):
(1)車輛自動(dòng)識(shí)別與引導(dǎo)系統(tǒng),多媒體信息顯示與人流引導(dǎo)系統(tǒng),安全防范系統(tǒng)等;
(2)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、控制與綜合管理等多種功能;
(3)智能系統(tǒng)必須具有極高的安全性、可靠性和容錯(cuò)性;
(4)系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)能適應(yīng)公交站臺(tái)使用要求,創(chuàng)造高效、舒適、便利的建筑環(huán)境,達(dá)到節(jié)約能源和人力的目的;
(5)在實(shí)現(xiàn)先進(jìn)性、可靠性的前提下,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到最佳性能價(jià)格比。
三、控制系統(tǒng)的構(gòu)成原則:
1、可靠性系統(tǒng)應(yīng)具備在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成本技術(shù)文件規(guī)定功能的能力。應(yīng)具備系統(tǒng)長(zhǎng)期和穩(wěn)定工作的能力。
2、實(shí)用性系統(tǒng)應(yīng)具備完成工程中所要求功能的能力和水準(zhǔn)。系統(tǒng)應(yīng)符合實(shí)際需要的國(guó)內(nèi)外有關(guān)規(guī)范的要求,并且實(shí)現(xiàn)容易,操作方便。
3、先進(jìn)性系統(tǒng)應(yīng)是滿足可靠性和實(shí)用性前提下最先進(jìn)的系統(tǒng),特別是符合計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)最新發(fā)展潮流并且應(yīng)用成熟的系統(tǒng)。
4、開(kāi)放性系統(tǒng)應(yīng)遵循開(kāi)放性原則。系統(tǒng)應(yīng)提供符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的軟件,硬件、通信、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等諸方面的接口與工具,使系統(tǒng)具備良好的靈活兼容性,擴(kuò)展性和可移植性。
四、設(shè)計(jì)功能及實(shí)現(xiàn)方法
公交站臺(tái)智能化的植入,使市民在換乘時(shí),不但能享受到舒適的候車環(huán)境,還有便捷的附加服務(wù)。多功能智能化公交站臺(tái)上建設(shè)有調(diào)度室、候車亭及“隱形”便民凳,設(shè)置了公共自行車咨詢投訴服務(wù)點(diǎn),并安裝了多媒體觸摸屏電子站牌及查詢系統(tǒng)、智能風(fēng)扇及中央送風(fēng)系統(tǒng)、自動(dòng)伸縮擋板、自動(dòng)雨傘借還機(jī)、手機(jī)快速充電器等便民智能裝置。
按照推進(jìn)“智慧城市”的要求,秉承“人性化、智能化、現(xiàn)代化、環(huán)保節(jié)能”的設(shè)計(jì)理念,建設(shè)造型簡(jiǎn)潔大方、整體通透安全、與周圍環(huán)境巧妙融合的城市多角度智能化公交站臺(tái)。
智能化公交站臺(tái)的照明系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電和普通供電相結(jié)合的模式,節(jié)能達(dá)到60%。第一,站臺(tái)首次配置安裝中央送風(fēng)系統(tǒng),當(dāng)溫度傳感器到達(dá)一定值時(shí),風(fēng)扇自動(dòng)打開(kāi),給夏日候車的乘客送來(lái)絲絲涼爽;第二,智能化公交站臺(tái)裝有自動(dòng)伸縮擋板,當(dāng)濕度傳感器達(dá)到雨水濕度值,站臺(tái)上的擋板會(huì)自動(dòng)伸出,為候車的人們更好的擋雨;第三,在智能化公交站臺(tái),還設(shè)置了多媒體觸摸屏查詢機(jī),可自助查詢公交線路、公交站點(diǎn)、附近的公共自行車以及城市景點(diǎn)介紹等信息。第四,智能化公交站臺(tái)還有“隱形”可折疊便民凳,當(dāng)市民需要的時(shí)候可以放下坐,不需要?jiǎng)t折疊收起來(lái),不占任何空間。
五、設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)
(1)互聯(lián)網(wǎng)WiFi覆蓋公交站臺(tái):當(dāng)下市民越來(lái)越對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生依賴,很多人苦惱沒(méi)有WiFi,公交站臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋后,市民能更好地用好等車時(shí)間;
(2)LED公交站臺(tái)智能報(bào)站:很多人都是低頭族,往往錯(cuò)過(guò)來(lái)往的公交車,這樣智能報(bào)站提醒市民,防止市民錯(cuò)過(guò)公交班車;
(3)便民資源綜合體:USB手機(jī)智能充電、溫度傳感器控制風(fēng)扇降溫、自動(dòng)雨傘借還機(jī)等等,方便解決市民外出產(chǎn)生的不便;
(4)景點(diǎn)查詢導(dǎo)航一體:市民可以使用多媒體觸摸屏進(jìn)行公交車信息查詢,改路公交車來(lái)往班次時(shí)間、沿途站臺(tái)以及附近景點(diǎn)等相關(guān)信息都顯現(xiàn)出來(lái);
(5)節(jié)能減排:本智能化公交站臺(tái)采用太陽(yáng)能發(fā)電和普通供電相結(jié)合,減少能源損耗,環(huán)保高效。
六、設(shè)計(jì)難點(diǎn)及存在的問(wèn)題
(1)封閉式設(shè)計(jì)人流量不能太大,適用于交通量不繁忙的公交站臺(tái);
(2)實(shí)時(shí)信息顯示需要計(jì)算當(dāng)時(shí)的交通狀況,計(jì)算量大;
(3)多輛公交同時(shí)到站時(shí)需一輛一輛進(jìn)入,候車時(shí)間延長(zhǎng);
七、總結(jié)
智能公交站臺(tái)利用定位技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)公交運(yùn)營(yíng)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控和可視化調(diào)度。通過(guò)科學(xué)的管理,智能公交的廣泛應(yīng)用可以提升城市的信息化和智能化,最關(guān)鍵的還是做到了以人為本,便民出行。
1、提升城市的信息化和智能化
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展,城市中交通量激增以致公交運(yùn)輸管理出現(xiàn)各種各樣問(wèn)題,智能公交站臺(tái)對(duì)實(shí)現(xiàn)城市公交新管理的跨越式發(fā)展具有十分重要的意義,提升了城市的信息化和智能化。通過(guò)信息技術(shù)的聯(lián)網(wǎng)傳遞和統(tǒng)一的調(diào)度管理,為車輛運(yùn)營(yíng)管理提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的資料,從而降低公共交通壓力,提高公交車輛整體運(yùn)行速度,使公交車成為人們出行的首選。
2、為公交企業(yè)降本增效
公交運(yùn)行受天氣、客流量、車流量影響很大,在天氣惡劣、客流量和車流量大影響下公交運(yùn)行延時(shí)、誤時(shí)情況嚴(yán)重,因此公交公司接到投訴增多、口碑下降;同時(shí)在此影響下,公交運(yùn)行成本增加,進(jìn)而企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益下降。而智能公交的出現(xiàn),則通過(guò)公交運(yùn)行管理智能化提高了公交服務(wù)準(zhǔn)時(shí)性和預(yù)見(jiàn)性,增強(qiáng)了換乘方案的可預(yù)見(jiàn)性,公交企業(yè)從而增強(qiáng)了公交服務(wù)靈活性,使用IC卡支付方式使公交企業(yè)方便結(jié)算管理和節(jié)省時(shí)間,為公交企業(yè)實(shí)現(xiàn)了降本增效。
3、便民出行
智能公交站臺(tái)使信息維護(hù)更新的及時(shí)性增強(qiáng)。由信息互通建立車隊(duì)、場(chǎng)站、公交工具、司乘人員、交通線路、搭載人員等之間的縱向信息交換服務(wù)體系,在安全性上信息互通對(duì)事故等緊急信息反饋性能大大提高,從而方便乘客出行。
參考文獻(xiàn)
[1] 張國(guó)伍.論交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃、協(xié)調(diào)與發(fā)展[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2005(01).
[2] 廣州市交通運(yùn)輸研究所.《廣州市公交站場(chǎng)布局規(guī)劃修編研究》,2010(12).
要構(gòu)建一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路設(shè)備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),首先要對(duì)數(shù)據(jù)的源頭或者說(shuō)是數(shù)據(jù)的歸屬地進(jìn)行研究。主要有以下幾大方面:1)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備高速路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備是由控制機(jī)、欄桿機(jī)、報(bào)警器、收費(fèi)顯示屏、車輛分離器、信號(hào)燈以及輔助的計(jì)重系統(tǒng)組成的[4]。所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)主要有車輛車牌號(hào)、駛?cè)敫咚贂r(shí)間和地點(diǎn)、駛出高速的時(shí)間和地點(diǎn)、車輛重量、車輛型號(hào)、收款數(shù)量。收費(fèi)系統(tǒng)總監(jiān)控室還要匯總收費(fèi)站數(shù)量、收費(fèi)島數(shù)量、收費(fèi)人員工號(hào)等基本數(shù)據(jù)。2)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)一方面是設(shè)置在收費(fèi)站的車道、收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)亭內(nèi)等收費(fèi)監(jiān)控地點(diǎn);另一方面是設(shè)置了高速公路沿線交通狀況監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行情況、設(shè)備故障數(shù)據(jù)等。攝像機(jī)的種類也會(huì)因安裝和用途的不同采用不同的型號(hào)。3)通信系統(tǒng)設(shè)備高速機(jī)電系統(tǒng)的通信主要依靠光纖傳輸、數(shù)控交互、圖像數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)通信及電源等部分組成。建立基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路設(shè)備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),對(duì)通信系統(tǒng)的要求較高,要求該系統(tǒng)要穩(wěn)定、快速、實(shí)時(shí),多采用光纖傳輸。
2基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路設(shè)備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)
2.1基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路設(shè)備傳輸通信
RFID技術(shù)是建立物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通信的基本技術(shù),它主要包括閱讀器(例如手持機(jī)如圖2所示)、標(biāo)簽、解讀器、應(yīng)用軟件等部分組成[3]。標(biāo)簽進(jìn)入掃描磁場(chǎng)之后,能夠收到解讀器的射頻信號(hào),然后將產(chǎn)品信息從芯片中提取出來(lái),以一種感應(yīng)電流的方式輸送給解讀器進(jìn)行解碼,最后送到信息處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,形成數(shù)據(jù)流,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),例如WIFI、3G\4G網(wǎng)絡(luò),到達(dá)數(shù)據(jù)中心。整個(gè)系統(tǒng)中的閱讀機(jī)是系統(tǒng)中至關(guān)重要的設(shè)備,一般會(huì)具有讀、寫功能,和信息控制和數(shù)據(jù)處理的功能,主要由收發(fā)模塊、控制模塊、耦合模塊和接口組成。應(yīng)答器可以通過(guò)耦合從閱讀器那里得到能量和時(shí)序,如果存在地域、用戶、管理模式的差異,系統(tǒng)能夠更好的保持穩(wěn)定性和安全性。針對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的閱讀器數(shù)量較多,在收費(fèi)站、收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)亭以及高速公路沿途設(shè)備都要有設(shè)置。
2.2設(shè)備資產(chǎn)全壽命周期管理
通過(guò)對(duì)設(shè)備使用情況的登記、定期核查等措施,將高速公路設(shè)備的租賃、購(gòu)買時(shí)間、周期維護(hù)時(shí)間、事故處理情況、報(bào)廢時(shí)間等數(shù)據(jù)輸入到設(shè)備數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)中,并設(shè)定到期提醒功能,對(duì)周期維護(hù)進(jìn)行警告提醒,對(duì)事故處理情況進(jìn)行定期清查,對(duì)使用年數(shù)較長(zhǎng)的設(shè)備要重點(diǎn)管理,對(duì)全系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的分類,實(shí)現(xiàn)分類批量的管理和維護(hù)。對(duì)設(shè)備故障情況實(shí)現(xiàn)分析統(tǒng)計(jì),提高設(shè)備利用率、降低維修率。
2.3設(shè)備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)主要采用鏈表結(jié)構(gòu)。鏈表結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)更方便更新,當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)維護(hù)或更換信息時(shí),對(duì)鏈表進(jìn)行及時(shí)的更新。在系統(tǒng)日常管理中,也可以將鏈表數(shù)據(jù)保存成文件的形式,但是如果需要重新更新數(shù)據(jù),要將文件數(shù)據(jù)恢復(fù)成鏈表結(jié)構(gòu)的有序表形式。鏈表中的數(shù)據(jù)類型包括所有的該系統(tǒng)中的有效信息,例如設(shè)備出廠時(shí)間、維護(hù)時(shí)間、使用次數(shù)等。
2.4設(shè)備數(shù)據(jù)挖掘
數(shù)據(jù)挖掘是從海量的數(shù)據(jù)中通過(guò)各種分析手段,例如關(guān)聯(lián)、聚類、演變等分析方法,找出數(shù)據(jù)中隱藏的某種規(guī)律,為系統(tǒng)的管理和使用提供有用的決策。本文所建立的高速公路設(shè)備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)儲(chǔ)存了大量的設(shè)備數(shù)據(jù)和信息,我們通過(guò)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的分類、排序、檢索等方法,通過(guò)關(guān)聯(lián)、演變等分析,能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的使用率、設(shè)備的維修率、設(shè)備故障點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的分析,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)周期的科學(xué)制定、設(shè)備故障自動(dòng)檢測(cè)和診斷等決策類的功能。對(duì)高速公路路況信息,收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的挖掘,能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路的路況分析、擁堵路段的分析,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高速公路收費(fèi)站合理設(shè)置地點(diǎn)和數(shù)量的決策功能。為高速公路管理智能化提高了數(shù)據(jù)支持。
3結(jié)論
經(jīng)總理簽批,國(guó)務(wù)院日前印發(fā)《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》),明確了“十三五”時(shí)期現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展的指導(dǎo)思想、發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)。
《規(guī)劃》指出,“十三五”時(shí)期,我國(guó)交通運(yùn)輸發(fā)展處于支撐全面建成小康社會(huì)的攻堅(jiān)期、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布局的關(guān)鍵期、提質(zhì)增效升級(jí)的轉(zhuǎn)型期,將進(jìn)入現(xiàn)代化建設(shè)新階段。要堅(jiān)持交通運(yùn)輸服務(wù)人民的根本宗旨,以提高發(fā)展質(zhì)量和綜合效率為中心,以優(yōu)化服務(wù)供給結(jié)構(gòu)為主線,著力完善基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、加強(qiáng)運(yùn)輸服務(wù)一體銜接、提高運(yùn)營(yíng)管理智能水平、推行綠色安全發(fā)展模式,加快完善現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系,更好發(fā)揮交通運(yùn)輸對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐引領(lǐng)作用,為全面建成小康社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
《規(guī)劃》提出,到2020年,基本建成安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系,部分地區(qū)和領(lǐng)域率先基本實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化。網(wǎng)絡(luò)覆蓋加密拓展,綜合銜接一體高效,運(yùn)輸服務(wù)提質(zhì)升級(jí),智能技術(shù)廣泛應(yīng)用,綠色安全水平提升。高速鐵路覆蓋80%以上的城區(qū)常住人口100萬(wàn)以上城市,鐵路、高速公路、民航運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)基本覆蓋20萬(wàn)以上人口城市,城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程比2015年增長(zhǎng)近一倍,油氣主干管網(wǎng)快速發(fā)展,綜合交通網(wǎng)總里程達(dá)到540萬(wàn)公里左右。
《規(guī)劃》提出了交通\輸發(fā)展的8項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。一是完善基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化布局,建設(shè)多向連通的綜合運(yùn)輸通道,構(gòu)建高品質(zhì)的快速交通網(wǎng),強(qiáng)化高效率的普通干線網(wǎng),拓展廣覆蓋的基礎(chǔ)服務(wù)網(wǎng)。二是強(qiáng)化戰(zhàn)略支撐作用,打造“一帶一路”互聯(lián)互通開(kāi)放通道,構(gòu)建區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展交通新格局,發(fā)揮交通扶貧脫貧攻堅(jiān)基礎(chǔ)支撐作用,發(fā)展引領(lǐng)新型城鎮(zhèn)化的城際城市交通。三是加快運(yùn)輸服務(wù)一體化進(jìn)程,優(yōu)化綜合交通樞紐布局,提升客運(yùn)服務(wù)安全便捷水平,促進(jìn)貨運(yùn)服務(wù)集約高效發(fā)展,增強(qiáng)國(guó)際化運(yùn)輸服務(wù)能力,發(fā)展先進(jìn)適用的技術(shù)裝備。四是提升交通發(fā)展智能化水平,促進(jìn)交通產(chǎn)業(yè)智能化變革。五是促進(jìn)交通運(yùn)輸綠色發(fā)展,強(qiáng)化生態(tài)保護(hù)和污染防治。六是加強(qiáng)安全應(yīng)急保障體系建設(shè),加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理。七是拓展交通運(yùn)輸新領(lǐng)域新業(yè)態(tài),積極引導(dǎo)交通運(yùn)輸新消費(fèi),打造交通物流融合新模式。八是全面深化交通管理體制、交通市場(chǎng)化、交通投融資方面改革。
《規(guī)劃》強(qiáng)調(diào),要加強(qiáng)規(guī)劃組織實(shí)施,完善相關(guān)配套政策措施;加大政策支持力度,加強(qiáng)土地、投資、補(bǔ)貼等組合政策支撐保障;完善法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系;強(qiáng)化交通科技創(chuàng)新,提高發(fā)展科技含量和技術(shù)水平;培育多元人才隊(duì)伍,培養(yǎng)急需的高層次、高技能人才。
關(guān)鍵詞:高速公路 信息化建設(shè)
1.高速公路管理系統(tǒng)信息化
高速公路現(xiàn)代化管理系統(tǒng)從技術(shù)角度看,采用三級(jí)計(jì)算機(jī)管理體系(其由中心控制機(jī)和控制分機(jī)和終端處理機(jī)組成)及相應(yīng)的電源系統(tǒng)和通信傳輸系統(tǒng)。在三級(jí)計(jì)算機(jī)管理體系中中心控制機(jī)負(fù)擔(dān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、報(bào)表及各種交通管理命令的下達(dá)。控制分機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類包裝和預(yù)處理,并傳送到中心控制機(jī)。當(dāng)中心控制機(jī)發(fā)生故障時(shí),控制分機(jī)能行使主機(jī)功能,并臨時(shí)緊急處理一些重要數(shù)據(jù)。終端處理機(jī)負(fù)責(zé)檢測(cè)匝道口、路面及收費(fèi)口的各種數(shù)據(jù)。
從總體規(guī)劃的角度,一般可結(jié)合具體情況,向發(fā)展綜合智能交通系統(tǒng)靠攏。近年來(lái),隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟及普及,公路運(yùn)營(yíng)管理與地理信息系統(tǒng)技術(shù)及衛(wèi)星定位技術(shù)的有機(jī)結(jié)合開(kāi)發(fā)成為世界智能化交通系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。我國(guó)在高速公路系統(tǒng)規(guī)劃中缺乏全國(guó)一盤棋思想,沒(méi)有綜合利用現(xiàn)有的各種資源以節(jié)約成本,進(jìn)行最優(yōu)化配置。
2.高速公路管理需求框架的提出
2.1高速公路管理需求的層次結(jié)構(gòu)
從根本上說(shuō),公路管理的整體水平是決定主要依托陸路運(yùn)輸?shù)膮^(qū)域經(jīng)濟(jì)物流水平的主要因素。
一般來(lái)說(shuō),高速公路的運(yùn)營(yíng)管理包括六個(gè)方面:養(yǎng)護(hù)管理、收費(fèi)管理、路政管理、交通管理、監(jiān)控和通信管理、服務(wù)區(qū)管理和綜合開(kāi)發(fā)等。本文將其按照三個(gè)層次來(lái)論述相關(guān)的信息化技術(shù)應(yīng)用的需求:
第一個(gè)層面主要圍繞的是基礎(chǔ)層面上的信息技術(shù)需求。主要是指養(yǎng)護(hù)管理與、路政管理。針對(duì)養(yǎng)護(hù)管理來(lái)說(shuō),養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)主要有五個(gè)內(nèi)容:①小修保養(yǎng),即為了保持路況路容完好而開(kāi)展的工作:②預(yù)防性周期養(yǎng)護(hù)維修;③改建工程,即為了改善提高現(xiàn)有道路使用功能實(shí)施的;④沿線景觀、綠地的綠化、美化;和最后的⑤針對(duì)災(zāi)害及惡劣氣候條件下的搶修及應(yīng)急養(yǎng)護(hù)。
而另一方面,高速公路的路政管理是保證高速公路路產(chǎn)完整,維護(hù)路權(quán)不受侵犯。
第二個(gè)層面是整個(gè)高速公路信息化管理體系中的核心部分,本文將收費(fèi)管理、交通管理、以及監(jiān)控通信管理歸為重點(diǎn)需求層面。
一方面采用現(xiàn)代化的電子設(shè)備監(jiān)視控制高速公路的運(yùn)行狀況,采集、處理和傳輸相關(guān)信息,為通行車輛和司機(jī)及乘客提供最佳服務(wù),以滿足安全快速行車的需要。另一方面,通信需要建立高真實(shí)、高效率、高保密的通信網(wǎng)絡(luò),其建立主要采用無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)、緊急電話、指令電話及業(yè)務(wù)電話。
最后一個(gè)層面的需求是而針對(duì)服務(wù)區(qū)管理和綜合開(kāi)發(fā)方面而言的。因?yàn)榉?wù)區(qū)目的是滿足司機(jī)與乘客的各種需求及提倡優(yōu)質(zhì)服務(wù),充分利用沿線資源進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā),從事聯(lián)運(yùn)、旅游、廣告、倉(cāng)儲(chǔ)、信息咨詢等多種項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)。
2.2管理系統(tǒng)組成
通過(guò)以上高速公路管理三個(gè)層面上的技術(shù)需求分析,可以發(fā)現(xiàn)由于高速公路建設(shè)提供的現(xiàn)代化設(shè)施,使高速公路管理打破了原有的公路管理的行業(yè)界限,形成了多專業(yè)、互相配合的整體系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,硬件組成決定了管理的規(guī)模和層次,軟件部分體現(xiàn)了管理的力度和水平,只有兩者有機(jī)結(jié)合才能真正形成高速公路管理的有機(jī)體系,體現(xiàn)出高速公路管理的綜合水平。
2.3提出技術(shù)選擇原則
為達(dá)到以上各個(gè)子系統(tǒng)的功能,需要正確選擇對(duì)應(yīng)的相關(guān)技術(shù),本文提出高速公路管理信息化的技術(shù)選擇的原則如下:
一是需重點(diǎn)選擇核心技術(shù)作為主體,高速公路管理系統(tǒng)涉及到的絕大部分崗位都體現(xiàn)了高科技的特性。在硬件上,必須普及現(xiàn)代化管理設(shè)施,使操作層與管理層形成一個(gè)連續(xù)運(yùn)作的機(jī)體。
二是以核心技術(shù)為中心整體實(shí)施管理信息系統(tǒng),高速公路具有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格實(shí)施的、科學(xué)計(jì)算的交通安全設(shè)施,具有一系列的靜、動(dòng)態(tài)預(yù)防設(shè)施和提前預(yù)告,所有事故處理及時(shí)。高速公路系統(tǒng)必須適應(yīng)目前交通運(yùn)輸管理的需要,并能為未來(lái)交通管理智能化、多元化發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三是搭建輔助系統(tǒng)平臺(tái),高速公路不同于一般公路,其在管理上具有開(kāi)放性、公益性及特殊的商品屬性。我國(guó)高速公路大都是貸款修建的,基本上都收費(fèi),高速公路在收取通行費(fèi)的同時(shí)有義務(wù)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。高速公路管理是一種綜合管理,服務(wù)滲透在管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中,特別在管理形式、管理意識(shí)上要體現(xiàn)出來(lái)。
3.提出建議
分析以上技術(shù)選擇原則后,明確整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)選擇必須達(dá)到以下三個(gè)建議:
一是網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時(shí)化的建議:在技術(shù)上必須滿足收費(fèi)網(wǎng)、監(jiān)控網(wǎng)和通信網(wǎng)三網(wǎng)合一的高速公路綜合通信。這樣滿足了高速公路管理和運(yùn)營(yíng)的需要,為交通通信網(wǎng)提供服務(wù)。通信系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像等功能,可滿足監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)近期及未來(lái)的帶寬需求。
二是監(jiān)控系統(tǒng)集中化、數(shù)字化,該系統(tǒng)是以數(shù)字化技術(shù)為主,實(shí)行集中監(jiān)控管理模式。該管理模式優(yōu)化了管理結(jié)構(gòu)、精簡(jiǎn)了監(jiān)控人員,并為今后全區(qū)高速公路收費(fèi)、通信網(wǎng)規(guī)劃,監(jiān)控、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等打下了基礎(chǔ)。
三是建立基于地理信息系統(tǒng)的高速公路綜合管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高速公路規(guī)劃、建設(shè)、維修與養(yǎng)護(hù)、交通管理等的綜合信息化和智能化,顯著提高管理和服務(wù)水平及路產(chǎn)路權(quán)維護(hù)。
參考文獻(xiàn):