基于GIS、RS和GPS的智能城市交通系统

电工技术 3年前 (2023) aysz01
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1. 引言

随着城市化进程的加速,城市规划管理的现代化、智能化显得更为紧迫,更为重要。在人口高度密集的大中城市,到处是错综复杂的大街小巷、鳞次栉比的摩天大楼、横空飞跨的桥梁及其各种管网。面对如此庞大、复杂的管理系统,现行的管理方式已明显的落后于城市化的进程,尤其是城市交通系统的管理模式已不能适应社会的迅猛发展。目前已有许多国家和城市开始尝试和开发数字化城市管理系统,我国在杭州、深圳、广州等城市也在这方面做了不同程度的尝试和探讨,尤其在智能化交通系统方面已取得了初步成果。

智能交通系统(ITS)是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统,实现了人、车、路的有机结合,达到信息服务的即时性、动态性和自动化,从而提高交通系统的质量和效率,提高系统的可靠性和安全性,减少能源消耗和对自然界的污染等方面的目的。

随着各种技术的快速发展,实现智能化城市交通系统的可行性已具备,论文正是基于现有技术,探讨了智能化城市交通系统的体系结构、所需关键技术及实现的可行性。

2. 智能化城市交通系统

智能化城市交通系统利用GIS生成城市交通动态电子地图,并建立相应的动态数据库,通过有线或无线网络实现远距离的信息浏览和管理,从而为交通参与者提供实时的信息服务。设想如能将愈来愈智能化的计算机及高度发达的网络系统和逐渐完备的城市电子地图三者集成起来,并辅助以RS、GPS、传感技术以及高灵敏度微波雷达,建立一个完善的智能系统,将该系统安装在主要交通工具和设施上,就可逐步将驾驶员从繁重的驾驶室里解放出来,并能够减少交通事故的发生及提高交通效率,当然也就节省了大量人力、物力和财力。

2.1 智能化交通系统组成

智能化交通系统主要由三个方面组成,即道路的智能化、车辆的智能化和道路系统的智能化,详细内容如图1所示。

其中,道路的智能化是指道路的数字化、电子化及自动化,既建设道路传感器设备,智能化控制系统、智能收费系统、车辆导流系统、指挥监管系统等;车辆的智能化是指给车辆 装备先进的智能电脑及网络系统,使其具有定位、导航、防撞、自动驾驶、动态更新地图库等功能;道路系统的智能化是指通过建设动态交通数据库系统,需求管理智能化系统、智能化的信息查询系统、紧急援救启动系统等,从而为交通参与者实时地提供交通信息,方便司机查看交通状况并选择行车路线。

2.2 智能化城市交通系统体系结构

在智能化城市交通系统中,车辆、道路和道路系统之间相互依靠、相互关联,通过无线、有线网络连接成一体,其体系结构如图2所示。其中,无线网络技术是关键,它涉及到动态电子地图的及时更新、相关信息的获取和传递,一旦出现问题,将造成整个系统的滞后。道路系统将为智能化的车辆和道路提供信息支持,各种信息和管理数据库的质量直接影响着整个体系的运行性能。数字化、智能化道路的建设将是智能城市交通系统是否先进的体现,尤其是道路上传感器的性能直接影响着系统运行的可行性、安全性。

利用各种先进技术,建成的智能化城市交通系统可使交通参与者通过装备在路上、车上、换乘车站上、停车场上的传感器和传输设备向交通信息中心(道路系统)提供和获取各种信息。同时,行驶中的车辆通过车载传感器测定出与周围车辆及道路设施的距离和其它情况,车载计算机进行处理,对驾驶员发出警告;并且自动驾驶系统可以利用这些设备自动导向、自动检测和避障。这些功能的实现将极大地提高交通运行效率,降低交通堵塞和事故发生率,并为所有参与者提供一个舒适、安全的运行环境。

3. 可行性探讨

智能化城市交通系统是建立在完善的计算机网络和多媒体技术的基础上的。随着这些技术的迅猛发展,实现智能化城市交通系统所需的软硬件设施已基本具备,高速高性能的智能型计算机已随处可见,高精度的GPS产品也已进入市场,各种网络的发展,尤其是无线网络和宽带网技术的使用愈来愈普遍。这些技术的发展奠定了智能化交通系统的基础。

智能化城市交通系统的另一个关键是建立高精度的城市电子地图和多尺度的动态数据库。在GIS、RS技术的支持下,基于面向对象的空间数据模型,构建基于Oracle数据库的城市交通动态数据库系统,将是信息提供、交换和更新的中心,也是整个智能系统的基础。

版权声明:aysz01 发表于 2023-06-30 3:51:30。
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