交通信息与安全论文精品(七篇)

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篇(1)

关键词:交通监控;交通流;IPv6

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0953-03

Research on Traffic Monitoring System Based on IPv6 Networks

WU Yan

(School of Software Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Abstract: The model researched in this paper is a traffic monitoring system based on IPv6 networks. Using the infinite address space IPv6 offered, all monitors in this system own its IP address. By researching the system, prove the advantage of IPv6 networks, and provide the evidence for the city traffic monitoring system transit from traditional networks to IPv6 networks in the future.

Key words: traffic monitoring; traffic flow; IPv6

智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)是解决日益严重的交通运输问题的有效途径,交通监控系统是ITS的一个重要子系统。它的信息来源多,监控机分布广,所以它需要运用先进的控制技术,信息处理技术与管理技术来实现。

在原有基于IPv4网络或其他通信网络的交通监控系统上,开发基于IPv6网络的交通监控子系统,能够有效的改善在IPv4网络协议下构建的网络体系的弊端。交通监控能够通过IPv6网络实现对路口通信机等交通设备的监控,这就使得每一台路口监控机拥有自己的IP地址成为可能,能够实时、全面和准确地采集交通信息,实现城市交通的智能化。

1 IPv6介绍

1.1 IPv6标准概述

IPv6指的是网络协议版本6。目前使用最为广泛的网络协议是网络协议版本4。Ipv4有32位地址长度,理论上能编址1600万个网络、40亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。 IPv6将把地址长度扩展至128位,共计约3.4×1038个地址,是IPv4地址空间的近1600亿倍。

IPv6可提供大量的IP地址,使得与互联网相联的每台电脑均被赋予一个IP地址。

IPv6在以下方面有所改进:

1) IPv6有比IPv4更长的地址,解决了IPv6最初要解决的问题。

2) IPv6对头部进行了简化,它只包含了7个域(IPv4有13个域)。这使得路由器可以更快的进行分组,从而提高了路由器的吞吐量,并缩短了延迟。

3) IPv6更好的支持选项。因为以前那些必需的域现在变成可选的,而且,选项的表示方式也有所不同,这使得路由器可以非常简单的跳过那些与它无关的选项,加快处理速度。

4) IPv6在安全方面有所改进,认证和隐私是关键的特征,并致力于提高服务质量。

1.2 IPv6主头部

IPv6的头部如图1所示。对于IPv6,版本(Version)域总是6。在从IPv4到IPv6的迁移过程中,路由器通过检查该域来确定分组的类型。

流量类别(Traffic class)域的用途的,按照各种不同的实时递交需求将分组区分开。实际上现在只有少数路由器实现了这个域。

流标签(Flow label)是实验性的,它的目的是通过该域,源端和目的端可以建立一个具有特殊属性和需求的伪连接。

净荷长度(Payload length)指明紧跟在图1所示的40字节之后还有多少字节数。

下一个头(Next header)是IPv6的关键,它之所以能够得以简化的原因是它可以由附加的扩展头。该域指明了如果当前头之后还有扩展头的话,该扩展头是哪一种扩展头。如果它是最后一个IP头,那么Next header域指定了该分组将被传递给哪一个传输协议处理器(如TCP,UDP)。

跳数限制(Hop limit)避免分组永远在网络中。

源地址和目标地址选用16字节。为了书写16字节的地址,IETF设计了一种新的标记法。16个字节被分为8组来书写,每一组4个十六进制数字,组之间用冒号隔开,由于许多地址内部可能有很多的0,16个0构成的一个或多个组用一对冒号代替,同一个组内的前导的0可以省略。

调用:①ipv6 install ② ipconfig 两条指令,获得本机的地址如下所示:

fe80::5efe:192.168.36.76%2

2 系统总体方案设计

智能交通监控系统的总体目标是:能够处理来自交通监控机的交通信息,统计分析后传输至服务器并存入数据库,为信息查询者提供道路信息的历史查询。同时基于监控的目的,系统也提供用户可以根据需要改变已有的监控机的当前状态。

2.1 需求建模

根据系统需求,系统分为4大功能模块:

1) 实时数据采集与处理模块:包括数据预处理,数据传输暂存,实时监测的功能。

2) 信息存储与查询模块:所有的交通数据信息都存储在交通信息数据库中,用户通过填写查询条件,可以实现对各个路口的交通信息的历史查询(如平均车速,平均车流密度,总车流量)。

3) 数据传输模块:实现监控机与服务器的数据传输,同时,服务器在接受到数据后,立即将数据存入交通信息数据库。

4) 监控机控制模块:可以选择查看已有的监控机的当前存在状态(开启或关闭),当前的采集频率(高频,中频和低频),并根据用户需求改变所选的监控机的状态。

2.2 体系结构的设计

2.2.1 逻辑结构

交通监控系统的逻辑结构描述了系统功能模块的划分,功能模块的定义和彼此的联系。分为实时数据采集与处理模块,信息存储与查询模块,数据传输模块和监控机控制四大功能模块。

实时数据采集与处理模块要完成数据预处理,数据传输暂存,实时监测的功能。信息存储与处理模块完成控制响应,信息查询与信息显示的功能。数据传输模块完成控制响应,连接信息,和数据传输的功能。监控机控制模块完成控制响应,信息查询,信息显示和状态更改的功能。同时实时数据采集与处理引擎包括数据预处理,数据传输暂存,实时监测的功能。信息存储与处理引擎主要是信息查询。数据传输引擎主要是数据传输。监控机控制引擎主要是信息查询与状态更改。

2.2.2物理结构

交通监控系统采用C/S结构,它的物理结构分为以下4层,传感器层(检测点),分布式服务器层(处理单元),全局服务器层(交通信息数据库),客户端层(应用程序,用户登陆界面)。层次结构如图2所示。

1) 传感器:定时采集需要的交通流量信息,并将信息传入分布式服务器。

2) 分布式服务器:对采集到的信息按照一定的算法进行处理,得到能直观反映交通状况的有效信息,并把处理后的交通信息传输给全局服务器。

3) 实时数据库:当有多个分布式服务器同时向服务器提出传输请求时,服务器会按照预先设定的规则来依次处理这些连接传输请求。当本分布式服务器请求未得到响应,同时又不断有新的交通信息来自传感器等待处理时,我们把这些还未传输的数据暂时先放入实时数据库中,一直到服务器响应本次连接传输,从实时数据库中读取传输。

4) 全局服务器:接受来自各分布式服务器所处理好的数据,并立即存入交通信息数据库。

5) 客户端:为客户提供一个应用程序,根据用户提供的查询条件搜索数据库,将查询得到的交通历史信息以表格和曲线图的形式显示给用户,使用户可以直观的看到交通状况的变化。同时,本系统不仅能够查询显示来自监控机的信息,也能对监控机进行控制。用户可以选择改变已有的各个监控机的状态。

2.3 数据传输

本系统研究以基于IPv6网络为目标,但在具体实现时,因为不可能在IPv6网络上运行,所以我们是模拟一个IPv6的环境,使在这个环境中的任何监控机,服务器都拥有用IPv6编址的IP地址,具体编址方法在1.2中有详细介绍。使用IPv6,使我们不用再担心是否会因为监控机的增加而造成网络地址不够用的尴尬,因为它能有效地提供一个几乎无限的Internet地址的空间。对IPv6网络的使用作一下比较。比如使用IPv6网络前,因为考虑到地址问题,所以在一个路口建立一个路口检测机,根据监控机的物理构造,内部线圈等通过电流感应来测算通过的车流量,车流密度和速度这些交通信息。这样得出的交通数据必定是不准确的。并且,我们在研究某一路通情况的时候,也不仅仅满足于知道这个路口的总的交通情况,往往需要研究路口每个方向的交通流量情况,这个问题在使用IPv6网络后能得到解决。

在IPv6网络中,由于不存在地址的考虑,我们在路口的四个方向上也分别设置一个监控机。通过这些监控机可以比较准确地监测出自己路段的交通信息。在这样的网络中,路口的监控机似乎没有什么检测作用,它的作用就在于采集各个方向的流量数据,通过计算处理后即为路口的流量数据。这样的优势在于,不仅可以获取某一路口的交通数据,同时也可以具体到某一路段的交通数据,这样的数据采集比较准确,具有更高的研究分析价值。

由以上对比可以得知,建立在IPv6网络中的交通监控系统能够获得比传统网络更准确地交通数据,并且由于IPv6是对IPv4的改进,使得建立在IPv6网络上的数据传输也能比传统网络速度快,延迟时间短。

2.4 监控机控制模块

系统列出所有的监控机供用户选择进行操作,当用户选定某一监控机时,系统自动根据获得的监控机的ID号对监控机状态数据库进行查询操作,将监控机的当前状态反映给用户。用户得知监控机的状态后,可以根据实际需要对该监控机进行控制操作。

系统反映给用户的状态主要是该监控机是开启还是关闭,当前的监测频率是高还是低。由2.3节可知,系统中的既有监测路口的监控机,又有检测路段的监控机。如果按照传统的监控机设计,一个监控机控制不止一条道路的交通信息,那么对它进行操作直接影响四个路段的信息采集。而现在使用IPv6网络后,每个路段都有自己的监控机,若需要对某一监控机进行关闭操作,则不会影响其它路段的采集信息。并且,对于不同的道路信息,用户所关心的程度不同。对于比较重要的道路,采集数据的频率就要求比较高,这样能更好的了解交通信息的变化情况,而对于一些比较偏僻的道路,也许只要知道大致情况即可。要解决这个数据需求不同的问题,就可以对监控机的采集频率进行设置。设置了其中某一路段的采集频率,对其它路段没有影响,可路口监控机仍能根据自己的频率从其四个道路监控机中获得数据。唯一有改变的是作的监控机所传给数据库的数据量可能增加或者减少。

由此可以看到采用IPv6网络的另一个优势就是可以准确地对监控机进行操作控制。

3 结束语

以IPv6技术为代表的下一代互联网是网络发展趋势,开发基于IPv6网络的交通监控系统将是IPv6技术应用的一大热点。IPv6网络在本系统的优势体现在:

1) 地址空间的扩大使得每个需要监控的路段的监控机都有自己的IP地址,随着监控机的增加,获取的交通信息更加准确;

2) 因为每台监控机都有自己的地址,使得对监控机的控制只与该监控机所处的道路有关,不会影响到其他的监控机的数据采集,对监控机的控制可以根据实际研究需要更改,控制更加到位自由。

本论文基本实现了理论要求,基于IPv6网络的交通监控系统能解决传统网络中存在的问题,能更加有效的实现监控目的。

参考文献:

[1] 万加富,张文斐,张占松.网络监控系统原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2] 张云勇.基于IPv6的下一代互联网[M].北京:电子工业出版社,2004,7.

[3] Tanewbaum,A.S.计算机网络[M].潘爱民,译.北京:清华大学出版社,2004,8:394-399.

篇(2)

关键词：轨道交通，轨道电路，可靠性，安全性

 

0 概述

国外轨道交通ATP系统许多都采用轨道电路作为信息传递媒介。轨道电路把控制中心发出的命令传递给列车，同时将列车的位置信息（以轨道电路区段为单位）返回给控制中心，控制中心据此形成后续列车的控制命令。轨道电路具备双重作用：即列车检知和信息传递。以轨道电路作为信息媒介可以简化ATP系统设计。随着ATP系统新的控车模式（尤其是一次模式曲线控车方式）的出现，车载系统对信息量的需求显著增加，轨道电路信息数字化应运而生。同时，车载设备对信息连续性、稳定性的要求也相应提高。为此，列控信息安全可靠快速传递成为新型数字轨道电路首要解决的问题。

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交通信息工程及控制

作为ATP系统的一个子系统，从信息传递的角度看，数字轨道电路（Digital Track Circuit，缩写DTC）在整个系统中起着承上启下的作用，是信息的主要载体，ATP系统信息传递流程如下图。

篇(3)

论文摘要：高速公路是衡一个国家公路交通现代化水平的重要标志之一我国高速公路起步较晚.但发展速度较快.到2008年底我国商速公路通车里程己达到5.3万公里.位居世界前列.信息化建设则是实现高速公路现代化管理最重要的墓础。

一、前言

近年来，随着高速公路的建设及运营里程的不断延伸，和发展重心逐步由建设向管理的转移，显得高速公路的管理显得愈加重要，为使高速公路管理工作适应新形势的要求，必须加大科技含t，提高科技水平.以交通机电工程三大支摊系统收费系统、监控系统和通讯系统为基础的高速公路信息化系统为今后高速公路科学和规范管理提供了很好的保证，也为将来高速公路监控能力的提高、事故灾难预防等提供了良好的措施.信息技术的进步和互联网技术的发展，加速了高速公路信息化进程，同时也为高速公路管理发挥着巨大的社会效益和经济效益.

二、高速公路息化的求分析

传统的高速公路管理一般都墓于高速公路机电系统，即收费、监控、通信三大系统.我国主要高速公路墓本上都进行了通信和监控系统的设计，部分高速公路通信和监控系统与高速公路同步建成，部分在高速公路通车后分期建设。各高速公路都建有收费系统，有些省市已开展自动收费系统的试脸工作.但是，相对于高速公路的建设速度，高速公路的运营管理显然不能适应其建设发展的要求，突出反映在其管理模式不够完善，管理手段落后，尤其是在管理的信息化和智能化方面.由于重视程度不够，加上缺乏科学的整体规划，制约和影响了高速公路运营管理水平的提高.事实上，传统的离速公路机电工程项目己不足以承载高速公路的现代化管理系统的要求.高速公路作为先进的交通设施，必须和现代化的交通管理、现代化的信息服务手段结合，根据高速公路运营管理的特点，建立高速公路广城网络，实现省(市)级高速公路运营管理机构，在资源共享的墓础上，通过系统的整合集成，进而实现全国或地区性路网的集中统一管理.高速公路运营管理信息系统应该是以高速公路日常的运营管理工作为主要的服务对象，在现代化的收费系统、监视系统和通信系统的墓础上，通过系统的集成，实现各路段及收费站信息资源共享与管理。高速公路运营管理信息系统建成后，应该能在省(市)级实现交通管理、收费管理、监控设施管理、通信设施管理、事故处理、救援管理、环境监测管理等方面的管理信息化，并实现办公自动化.

三、现代信息技在化中的应用

(一)卫.定位技术。卫星定位技术在公路交通行业中具有广泛的应用.如在公路建设中、野外劫察中对路线与重要构造物控制点的定位，在大型桥梁施工、运营监控中对结构变形观侧点的定位以及在公路运翰中对车辆的实时定位等.

(二)致地圈与coo技术。数字地图在发达国家己成为商品，在我国，由于体制与经费问月，至今尚未提供能够满足勘察设计精度要求的全国性数字地图.软件已开发出成套和单项的软件，在生产中得到应用.但多为自行开发、自行利用。

(三)公路数据库与技术.公路数据库的发展远远滞后于公路交通福求的发展，GIS是最适于进行地理空间数据处理的计算机应用系统，而公路具有典型的线性地理特征，适于应用GIS进行形象化管理。

(四)，能交通技术.ITS是当今公路交通发展的趋势，中国的ITS已经起步，但须结合中国的具体国情，解决中国的问题.当前实现联网收费则是当务之急。其次就是发展车辆导航系统，将路网的交通状况信息实时传递给行驶中的车辆驾驶员.以确保车辆驾驶员选择最优路线。

(五)枢纽站伯息服务技术.我国已陆续建成45个主枢纽站.但所谓“建成”仅指土建设施的完成，而枢纽站的功能设施尚未完善.

(六)物流技术.主要是将货源、仓储、分检、配送、运物、结算等环节合为一体，为货主提供全方位的服务，保证货物安全、准点地运到目的地.降低货主的经营成本.为此形成了相应的物流技术，而物流信息技术则成为关链技术.除车辆定位外.还有货物跟踪与电子商务技术等.

四、高速公路发展的信息化趋势分析

(一)不停车自动收费.目前高速公路主要是采用半自动收费方式，不停车自动收费正在发展中，它的推广使用还存在一些问题，如经济因素、技术难度、可行性等.随着科技的发展和管理的实际孺要，不停车自动收费在近几年内将会成为IT技术在高速公路行业应用中的热点.

(二)交通运翰综合信息与通信服务系统.在现有通信系统和交通信息采集系统的基础上，集中开发路车通信设备、车载信息处理机和车载定位导肮系统，逐步建立扭盖全国的高速公路交通运输综合信息网络.为公众和道路使用者提供交通信息服务.

篇(4)

【论文摘 要】高速公路机电系统是发挥道路设施交通功能的主要辅助管理系统，是对高速公路实施现代化管理的主要工具。本文分析了机电系统的结构与功能，并对高速公路机电系统各子系统的结构、功能进行了比较深入的探讨。 

1. 引言

高速公路机电系统是发挥道路设施交通功能的主要辅助管理系统，是对高速公路实施现代化管理的主要工具。高速公路机电系统主要由高速公路监控、收费、通信、照明、供配电和隧道安全运行保障等子系统构成。各子系统之间与系统内部由通信网联系。

2. 高速公路监控系统

2.1 高速公路监控系统，是采用现代化的手段对全线交通流量、交通状况、环境气象、设施运行状态进行检测，按照一系列智能控制规则和策略产生控制方案及控制手段，调整道路交通流的状态，进而实现控制交通流量、改善交通环境、减少交通事故，达到安全、舒适、快捷的运输目的。

为实现这一目的，监控系统必须具备最基本的三个功能：（1）采集交通流数据，判断交通状态：（2）根据交通状态，实施控制策略，决定控制参数；（3）执行控制策略，将控制参数作用于交通流。

2.2 根据高速公路监控系统的功能要求和设备特点，监控系统可分为如下功能子系统：

2.2.1 信息采集子系统：该系统的功能是获取交通信息原始数据，通过视频车辆检测器、超声波检测器、红外检测器、检测线圈、通信设备等形成的交通量采集子系统，获得各段道路的交通量数据。

2.2.2 交通控制子系统。

交通控制子系统包括：交通控制目标、交通控制方法、交通控制参数。控制参数以一定的控制形式作用于交通流。根据控制形式的不同，控制方法可以分为匝道控制和主线控制两大类，而匝道控制又可以分为：入口匝道定时调节控制、入口匝道整体定时控制、入口匝道交通感应控制、入口匝道汇合控制。

2.2.3 交通诱导信息显示子系统。

交通诱导子系统包括可变限速诱导系统，依靠埋设在道路两侧或中间的可变限速标志，进行整条道路的车速优化处理，使车辆以均匀的密度分布在高速公路上；可变情报板系统则提供更为具体的诱导信息，向车辆提供准确的交通状态和警告、指挥信息。显示子系统包括控制中心通过电视墙或者大屏幕投影再现重要地段的摄像机和视频传输设备获取的视频实时数据，和能见度、温度、湿度、风向、风速、雨雪等视频数据，并根据需要可对视频数据进行抓拍记录；通过设在路边的紧急电话获取紧急救援信号。

2.2.4 中央控制设施子系统。

中央控制设施子系统的主要组成设备有：计算机及其外部设备、大屏幕图形显示板、控制台、电话总机台、不停电电源ups设备等。

2.2.5 计算机网络子系统。

计算机网络子系统将其他子系统通过计算机网络连接为一个整体，使之真正成为一个功能强大的有机系统。计算机网络系统包括：计算机设备、网络连接设备、计算机操作系统、数据库系统、计算机网络管理、监控系统应用程序。

3. 高速公路通信系统

高速公路通信系统主要由以下几部分组成：主干线传输、业务电话、指令电话、紧急电话、数据传输、图像传输、广播、通信电源和通信管道。

高速公路通信系统作为高速公路机电系统的支撑系统，在整个高速公路管理中处于非常重要的位置，它主要承担以下三方面的任务：

3.1 承担监控系统和收费系统的数据、语音、图像等各类信息的传输任务，使监控系统和收费系统真正成为系统而正常运转。

3.2 承担高速公路内部各业务部门和管理部门的业务联系，如事故增援、道路设备设施的维修等。

3.3 承担高速公路内部的监控中心、收费中心、业务部门和管理部门与外界的联系。

4. 高速公路收费系统

收费系统的主要功能包括：收费通量统计和车辆分型，按标准收取通行费并发放收据，汇总、整理与收费有关的数据和交通量数据，传送到收费广场、收费管理中心、监控中心等各级管理部门的上一级计算机进行处理，编制各类管理报表和进行数据分析，保存重要数据，并根据监控中心的命令，对出入高速公路的车辆进行控制和调节。

5. 高速公路配电照明系统

高速公路照明系统一般包括主车道照明、广场照明和隧道照明三部分。在运输繁忙、事故多发、重要路段以及隧道中设置主线照明，可以改善夜间与隧道中的行车环境，降低交通事故的发生率；在收费广场采用高杆照明，可以保证收费车辆的安全交汇和排队；并且照明系统的设置可以使道路监控摄像机充分发挥夜间监视的作用。

6. 结语

高速公路机电系统是以电子、电气、控制、通信、机械和交通工程等技术为基础的综合性大系统，它主要由监控、通信、收费、配电照明等系统组成。本文重点研究了监控系统的原理、监控过程、各子系统功能与系统间的关系等，并分析了通信、收费、配电照明等系统的结构与功能要求。

参考文献

［1］ 吴伟国，张平乐，王帆.浅谈机电系统建设与高速公路智能化［j］.湖南交通科技，2007，33(4):142～144.

篇(5)

[论文摘要]介绍日本的交通状况，主要阐述日本高度发达的交通网络体系，先进的智能交通网络以及完善的交通法规教育。

一、引言

日本国土总面积仅仅有37万多平方公里，约相当于俄罗斯的1/45，中国和美国的1/25。它拥有人口约1.3亿，其中的80%居住在城市，而且平均每2人就拥有1辆汽车。日本人口密度之大，拥有汽车数量之多，可谓世界各国所少有。就拿日本的首都东京来说，和北京比起来，东京市内可谓没有大路，路窄，行车道也窄，而且不常见到立交桥，市内核心区的很多干道也只不过是双向四车道。东京车流密集但是基本不堵车，道路通过率极高，事故率极低，交通繁忙而井然有序。是什么原因让日本的交通达到最优化的配置呢？

二、高度发达、便捷高效的轨道交通网络体系

在日本，轨道交通包括城市间的火车、城市中的地铁和有轨电车。轨道交通第一个优势是经济。日本汽车售价相对便宜，但保有和维护私家车的经济支出很大。相比之下，轨道交通则要划算得多。

便捷也是轨道交通吸引乘客的重要原因。日本城市轨道交通系统非常发达，在东京，居民一般步行10分钟至15分钟就可以到达最近的车站。

日本轨道交通车辆充足。为了保证乘客的需要，东京的地铁、有轨电车在白天一般5分钟左右一趟，高峰时则每隔两分半钟就发一趟车。

轨道交通乘坐环境也非常舒适。地铁、电车车辆一般都配备良好的通风系统，可以做到车厢冬暖夏凉。车厢每个车门上方都安装有液晶显示器，提示站名，提供换乘指南、线路运行状况等信息。

日本轨道交通依靠自身的优势吸引了乘客，同时降低了人们驾驶私家车出门的需求。在东京，有超过90％的人选择乘坐轨道交通工具上下班，选择私家车的只有6％。这不仅缓解了交通拥堵问题，对保护环境也发挥了明显的作用。

除地铁之外，日本的高架轻轨列车也很方便。这种“空中列车”与地铁一样，也是间隔2～3分钟1趟，与地铁相互呼应，相得益彰，构成日本都市的立体公交，激活和促进了日本社会人流、物流、信息流的高速聚散与运转。

三、先进的智能交通管理系统

日本东京的电脑自动化智能管理交通的流程，使借助遍布主要路段的6000部车辆感知器、90部自动摄影机，将路面情况传送至警视厅的21个电视屏上，通过电脑分析，将各路段的车流拥挤程度、车速等数据，用红、黄、绿等颜色自动显示出来，而指挥中心很快就可以掌握全盘情况，然后通过电台广播直接指挥。

（一）车辆导航系统

为了使驾驶员在驾驶中可以采取最佳的行动，通过分散交通流等为驾驶员提供便利，将经过路线的堵塞信息、所需时间、交通管制信息、停车场的满空信息等通过双向通信的导航系统或信息装置提供给驾驶员。此外也可事先在家中、办公室等地获得同样的信息以便制定合适的出行计划。

（二）安全驾驶

为预防事故通过车辆、道路的各种传感器掌握道路、周边车辆的状况等驾驶环境信息，通过车载机、道路信息提供装置等实时地为驾驶员提供信息，并进行警告。此外通过在车辆设置自动控制功能，判断自身车辆及周围车辆的位置、动向、障碍物等信息危险时自动地实施车速控制、驾驶控制等辅助驾驶动作。随着辅助驾驶功能的完善最终实现自动驾驶。

（三）行人辅助系统

通过使用便携式终端、磁、声等各种设施、道路引导设备帮助老弱病残者行走，以保证其安全。此外，在行人横穿道路时可以通过便携式终端延长绿灯时间，为行人提供帮助。车辆方面可以通过监测车辆前方的行人，警告司机或自动采取刹车等措施预防交通事故。

此外，在智能交通的发展下，日本诞生了新的交通管理系统UTMS。它包括十个子系统：公交优先系统（PTPS）、交通信息提供系统（AMIS）、综合智能图像系统（IITS）、安全驾车辅助系统（DSSS）、行人信息通信系统（PICS）、紧急车辆优先系统（FAST）、紧急状态通报系统（HELP）、环境保护系统（EPMS）、动态诱导系统（DRGS）、车辆行驶管理系统（MOCS）。

这一系统使用，可使交通事故降低30%，并且减少五分之一的交通拥堵时间。

四、交通法规全民教育

日本少年儿童从小接受交通安全教育，因此养成了一个良好的遵守交通规则、维护交通秩序习惯。

日本各种民间组织，如全日本交通安全协会和日本自动车联盟（JAF）等8家协会分别对不同的人（包括老人和儿童）进行全面的交通安全教育。教育的手段多种多样，有讲座、交流、同车驾乘、观察他人的驾驶行为、通过模拟驾驶仪体验危险以及交通危险预知训练等。教育的内容也很丰富，有交通法规、交通事故处理、保险知识、车辆的构造与维护、ITS知识及个人的生理特征等。

日本人驾车比较讲文明礼貌，只要人行横道上还有1个行人，汽车就绝对礼让。车如此，人亦如此，很少有闯红灯之类的违章行为，这种通行有序的情景让人感受其文明程度的具体和实在。人、车各行其道，相互礼让，繁忙而有序，使日本城市交通和谐畅通。

除了与驾驶者文明开车有关外，再就是管理严格。日本交通法规对无照驾驶、超速行驶、闯红灯、酒后开车、违章停车等行为的处罚相当严厉。

五、结束语

井然有序的道路交通环境，小而言之是展示国民讲礼貌、守规矩的好习惯，大而言之则是折射出一种平和稳健、遵守规矩的健康社会心态，折射出整个社会的和谐氛围。在日本，交通的便利通畅，促进了通行效率，也体现着社会和谐与先进的交通的技术。

参考文献：

[1]周家高，日本交通管理一瞥[J]，现代交通管理，1999，第4期.

[2]韦公远，感受日本交通[J]，汽车运用，2006，第10期.

[3]北京市公安交通管理局赴日考察组，日本交通管理观感，道路交通与安全，2001，第5期.

篇(6)

关键词：交叉口，公交优先，车路协同

中图分类号：C913文献标识码： A

0 引言

随着我国经济的高速发展，城市汽车保有量也随之不断攀升。道路通行能力和交通需求之间的供需矛盾日渐突出，继而影响整个城市交通系统整体的运行效率。基于公交优先的车路协同系统，通过提高和丰富交通信息采集手段，从而保证采集到的内容更加丰富完善，大大的提高交通系统的运行效率。使交通流处于最佳运行状态。因此，作为智能交通系统的重要组成部分，车路协同系统的发展也为交叉口协调问题提供了新的解决思路和途径。

1 基于车路协同的公交优先信号控制系统需求分析

基于车路协同的公交优先信号控制该系统主要包括三大需求分别为仿真小车的自主控制及运行状态感知、仿真小车与交通信号灯之间的通信和公交优先交叉口信号控制。

(1)仿真小车的自主控制及运行状态感知

仿真小车的自主控制功能是指仿真小车的自动避碰，自主检测是否存在挡板，自主修正等。仿真小车运行状态感知指小车在前进时自身可以感知所在位置坐标，前进方向等信息。

(2)仿真小车与交通信号灯之间的通信

车-路之间的通信使得仿真小车可以感知前方道路交叉通信号灯信息，在仿真小车将要到达交叉口时会和交通信号灯之间进行通信，从而可以更好地对交通状况进行调节。

(3)公交优先交叉口信号控制

本文主要考虑正常状态和公交优先两种状态下的交叉通信号灯微缩仿真系统。

2 系统的设计

2.1仿真小车硬件设计

我们采用的小车是由广州致远公司设计生产的一款电脑鼠MicroMouse615。

2.2双向两车道交叉口布局设计

整个路面是由8*12大小的方格组成的。为了让仿真小车在道路中很好的定位，用坐标是非常方便的。规定以仿真小车放到起点时的方向为参照，此时车体的前方为Y轴正方向，右方为X正方向。道路格与坐标对应关系如下图3.2所示。

图3.2 道路格与坐标对应关系

为了把上下左右这四个方向参数转换为微控制器能够识别的符号，在本设计中，将向上的方向定义为0，向右为3，向下的方向定义为2，向左为1。有了坐标和方向后，车子在道路中行走就可以时刻知道自己所处的位置和前进方向。

2.3仿真小车行驶时的路线控制

一号仿真小车起始坐标为（0,0），在（6,0）处左转，在（6,2）处判断交通灯信号此时是否可以左转，若此时左转为绿灯，则在（6,4）处左拐，通过交叉口，否则，停车等待。在（0,4），（0,7），（5,7）处分别右转。在（5,5）处判断交通灯信号此时是否可以直行，若此时直行为绿灯，则可以继续前行通过交叉口，否则，停车等待。

二号仿真小车起始坐标为（0,7），在（3,0）处左转，在（4,3）处判断交通灯信号此时是否可以左转，若此时左转为绿灯，则在（6,3）处左拐，通过交叉口，否则，停车等待。在（6,7），（11,7），（11,4）处分别右转。在（7,4）处判断交通灯信号此时是否可以直行，若此时直行为绿灯，则可以继续前行通过交叉口，否则，停车等待。

2.4仿真小车通信模块

本设计使用仿真小车UART0，对应的芯片引脚是：PA0是RXD，PA1是TXD。无线模块中已经集成了RS232电平转换部分，因此要实现无线通信，只需要引出RXD、TXD和GND（地线）就可以了。无线就可以完成相应的数据传送过程。

利用STM32F103微控制器给四个交通信号灯供电，并且利用该控制器的5个串口来实现仿真小车和交通信号灯之间的通信。使用STM32F103微控制器的串口采集来自交通信号灯发送的信息，并通过HAC-UP96发送给二个仿真小车。

2.5公交优先交叉口信号控制

公交信号优先的控制策略基本上有两类：

(1)被动优先（passivepriority）：是指根据公交车的线路，公交车的行车速度，公交车上的乘客数，公交车的运行时刻表，总线路运行时间等等历史数据，预先进行的交叉口信号配时控制，不考虑公交车实时到达交叉口的情况。

(2)主动优先（activepriority）：当公交车即将到达交叉口时，采取提前延长绿灯时间、提前终止红灯时间、增加相位等方法，减少公交车在交叉口的延误，使公交车辆顺利通过交叉口。

主动优先又分为绝对优先和相对优先，绝对优先指的是一旦有公交车到达交叉口就会为其提供优先通行信号。相对优先的控制方法为公交车辆提供优先通行信号，即公交车在即将到达交叉口时，向信号控制器发送包括公交车辆是否晚点，是否有延误，或者车上乘客是否较多等信息，而信号控制器根据公交车辆发来的信息以及交通系统当前的运行状况计算出公交车辆的优先级，根据优先级决定是否为该公交车辆提供优先通行信号以及是进行红灯早断处理还是绿灯延时处理。

3 系统功能测试

我们首先对仿真小车的前端传感器进行了调节，以便其可以在道路中精确地探测到挡板不会碰壁。其次，对仿真小车行驶路线进行测试，测试结果表明仿真小车可以准确无误的按照既定路线行驶，并且可以时刻显示自己的坐标位置。接着，我们对仿真小车的通信进行测试，测试结果表明仿真小车可以接收到交通信号灯发来的信息，并且可以准确地按照交通信号灯的指示前进。最后，我们对满足早断、延时条件和满足条件时仿真小车进行了测试，从测试结果可以看出，交叉口信号等可以满足对仿真小车的早断、延时控制，交通信号灯能为仿真小车提供优先通行权。

4 总结

本文在对交通流理论模型进行研究和分析之后，为基础的双向两车道交叉路口建立了仿真模型，并对模型进行了测试和验证。考虑到交通路网的复杂性以及软硬件等条件的限制，该系统还存在一些不足之处，需要进一步的研究和解决。

参考文献

[1]姚佼, 杨晓光, 朱彤. 基于全息信息环境的车路协调系统实验平台[C]. 第五届中国智能交通年会暨第六届国际节能与新能源汽车创新发展论坛优秀论文集 (上册)――智能交通, 2009.

[2]徐循初. 城市交通设计问题总结和经验借鉴[J]. 城市交通, 2006, 4(2): 49-55.

篇(7)

（天津海事局 天津 300450）

摘 要：水路运输对于促进我国国民经济和区域经济社会发展具有重要的支撑作用，同时水路运输系统的安全备受关注，通过从事故统计、事故致因分析和系统安全工程理论等多方面的研究。目前长江已经形成了6个预警因子4个预警等级的单因素预警系统。随着多源信息融合技术的发展，将多源信息融合技术引入到船舶通航风险预警中将突破传统单个风险因子预警系统的不足，介绍了预警系统信息采集、预警系统框架和多源信息融合方法，并以不同风流条件下的船舶尺度进行了预警。该预警系统能够很好的实现船舶尺度的预警，为船舶安全过桥提供参考。

关键词 ：多源信息融合，预警系统，水上交通安全

中图分类号：U624.7 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．14．034

水路运输作为我国交通运输的重要形式，具有运能大、通用性强、运费成本低等特点，承担了我国大部分的外贸货物运输量，为经济社会发展提供了坚实的运输保障。

为保障船舶航行安全，国内外不少学者通过建立船舶事故数据库分析事故原因，从而建立相应的风险控制措施。为此，在事故原因的基础上，有学者试图通过建立水上交通安全预警模型来提前预知水上交通风险，水上交通事故的发生是受到多重因素（风、流、能见度、船舶、外部环境）影响的结果，而多源信息融合技术，通过将不完整的多源信息加以综合集成，形成对水上交通安全有个相对完整的感知与描述。

1 多源信息融合技术发展现状

1．1 多源信息融合技术

信息融合是现代信息技术与多学科交叉、综合、延拓产生的新的系统科学研究方向，随着微电子技术、信号检测与处理技术、计算机技术、网络通信技术以及控制技术的飞速发展，各种面向复杂应用背景的多传感器系统大量涌现。

1．2 多源信息融合技术在预警系统中的应用

目前信息融合技术在预警系统中已经取得了较为显著的成果，王刚毅为了实现对尾矿库进行实时监测和评估的功能，提出一种基于多源信息融合的预警和安全评估方法，对降低尾矿库溃坝风险及控制灾情损伤范围具有重要的意义。高强提出了一种基于T－S模型的模糊神经网络信息融合算法应用在赤潮的预测预警中，研究各种理化因子与赤潮藻类浓度间非线性对应规律和有效预测赤潮藻类浓度。苏晓燕提出了基于多因素信息融合的中国粮食安全预警系统，邓军提出了矿井火灾多源信息融合预警方法的研究。和前述其它系统一样，水上交通系统也具有很大的不确定性，如果能够采集各个影响因素的信息，则可以通过多源信息融合技术，从而实现有效船舶通航风险预警。

2 水上交通安全预警的研究进展

2．1 水上交通安全预警信息采集

水上交通安全单个预警信息包括水文、气象、船舶、交通流信息。水文和气象信息采集目前相对较为成熟，且在长江已经建立了相应的信息传感器，而对于船舶尺度和船舶交通流信息采集，取得了一定的成果。

（1）船舶尺度采集。由于航运船舶通常为不规则形状的几何体，必须选测多个规定点的几何距离，计算出船体的若干个近似截面积，再结合船舶的航行速度计算出船舶的近似容积。因此，必须采用合适的非接触式测距技术，构造一个多传感器系统，测出船舶的相关几何距离。

（2）交通流信息采集。严新平通过比较了多种交通流信息采集手段的优缺点，提出了一种多源信息融合的长江在航船舶交通流状态信息采集系统三层构架，其中由IC卡子系统、GPS子系统、CCTV子系统、雷达子系统、AIS子系统、RFID子系统以及激光扫描子系统组成信息采集层，依托现有的长江航运信息网络与公共通信网络设施组成信息传输层，由交通流数据库、电子航道图以及信息处理系统组成信息处理层。

2．2 多源传感技术在水上交通安全预警应用前景

随着通讯与传感器技术的飞速发展，数据（如AIS信息、VTS信息等）的采集，推动了水上交通安全研究的发展；由此不断改进在水上交通安全事故的统计与机理模型。

信息融合技术为水上交通安全预警提供了一个良好的平台， 它将分布在不同位置的多个同类或异类传感器（水文、气象与通航环境信息）所提供的局部不完整的观测信息加以综合，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾， 加以互补，降低其不确定性，形成对水上交通事故有个相对完整的感知与描述，从而提高水上交通事故预警决策与应急响应的准确性与效率。

3 研究展望

3．1 理论与方法研究

在船舶事故致因机理和系统安全工程理论研究基础上，分析船舶事故演化规律，及船舶事故与其影响因子的相关关系，明确船舶通航风险预警的概念、特征、功能与预警等方面内容；构建基于多源信息融合技术的船舶通航风险预警的基本理论框架与方法体系。

3．2 信息采集技术研究

对于船舶通过桥梁通航风险，主要受到外部通航环境、桥梁尺度和船舶尺度因素影响，对于外部通航环境信息，宋成果提出了一种基于多功能航标的信息采集方法，目前内河航标配备间距约为1km左右，在该航段内的水文、气象信息相对稳定，可以为船舶通过桥区的外部通航环境提供信息来源，对于船舶的尺度，主要包括船舶的长度和宽度，考虑到需要提前获取船舶尺度信息从而实现桥梁主动预警，选取毫米波雷达作为船舶尺度的采集传感器，将毫米波雷达安装在桥梁上，并通过返回的图像信息获取船舶尺度信息。

3．3 船撞桥预警模型建立

船撞桥多源预警模型的建立步骤如下：①在多源船撞桥预警信息收集与预处理基础上，构造完整的、相互独立船撞桥预警指标体系；②利用多源信息融合技术，建立多源船撞桥预警信息处理的贝叶斯决策法、人工神经网络法、无监督学习模式分类法、D－S证据推理算法和模糊推理算法等；③建立基于多源信息融合技术的船撞桥预警模型库。

在上述多源信息融合方法中，论文考虑采用模糊推理的方法实现外部通航环境的信息融合，建立船撞桥通航风险预警指标体系（见图1）。

在上述通航风险预警系统中，通过将风速传感器采集的风速信息、流速传感器采集的流速信息、能见度采集的能见度信息、毫米波雷达采集的船舶尺度信息和桥梁自身的相关信息进行融合，建立船撞桥预警系统（见图2）。

3．4 案例验证

本案例采用模糊推理的信息融合方法，分别建立了能见度、水流、风速、桥梁轴线法向与水流夹角和通航尺度的隶属度函数。

通过建立相应的模糊推理规则可以获得船撞桥预警信息，以在不同风、流条件下的超尺度船舶预警进行验证，分别建立了小尺度、中等尺度、超尺度的10艘典型船舶进行计算，与《内河通航标准》船舶所需航迹带宽度进行比较，可以获得预警结果（见表1）。

4 结论

（1）在水上交通安全预警领域，多源信息融合技术的应用尚处起步阶段。

（2）水上交通安全事故发生是由人、船、环境和管理多因素造成的，而人为因素具有较大的偶然性，尽管如此，由于人为因素也会受到外部通航环境的影响，通过分析水域通航环境仍然能够体现水上交通安全事故发生的机理。

（3）水上交通安全预警技术方法尚处探索阶段，特别是基于多源信息融合的水上交通安全预警刚刚起步，所采用信息融合技术方法比较单一，如果能够实现水文、气象、通航建筑物等多源信息融合将具有重要的意义。

（4）为在我国进一步推广基于多源信息融合技术的水上交通安全预警，一方面需要在理论方面借鉴已有成熟的多源信息融合技术方法；另一方面，要在典型水域（如密集水域、桥梁水域）开展示范研究。

参考文献

1 毛喆．水上交通事故分析研究进展［J］．中国安全科学报，2010（12）

2 Dragger，K．H．， Kristiansen，S．，Karlsen， J，E． et al． Cause relationships of collisions and groundings conclusions of statistical analysis［J］． Norwegian Maritime Research，1981（3）

3 王刚毅，陈晓方，桂卫华．多源信息融合的尾矿库实时预警与评估系统设计［J］．计算技术与自动化，2012（4）

4 苏晓燕，张蕙杰，李志强，等．基于多因素信息融合的中国粮食安全预警系统［J］．农业工程学报，2011（5）

5 邓军，肖旸，陈晓坤，等．矿井火灾多源信息融合预警方法的研究［J］．采矿与安全工程学报，2011（4）

6 张帆．浅谈航运新形势下内河海事监管技术的发展［J］．交通信息与安全，2010（6）