淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)在智慧交通建設(shè)中的應(yīng)用

王一霖

摘 要：機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的不斷增加，帶來(lái)了嚴(yán)峻的道路交通壓力，交通安全隱患也增多。如何緩解交通壓力，降低交通安全事故發(fā)生率，是每個(gè)城市發(fā)展中面臨的重要問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的廣泛，開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建智慧交通，實(shí)現(xiàn)交通管理的網(wǎng)絡(luò)化、智能化。文章主要從視覺(jué)技術(shù)、交通信號(hào)燈、GPS、RFID智能收費(fèi)系統(tǒng)幾個(gè)方面對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在智慧交通建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，了解計(jì)算機(jī)在智慧交通中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；智慧交通；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）06-0030-01

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了人們生活水平的提高，人們出行方式發(fā)生了重大變化。汽車(chē)是當(dāng)前人們出行的重要方式，而汽車(chē)也是現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志之一。近些年來(lái)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量不斷增長(zhǎng)。截止2017年3月底，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量為3億輛。機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于交通道路增長(zhǎng)速度。相關(guān)部門(mén)曾做出統(tǒng)計(jì)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)速度為15%，但城市交通道路增長(zhǎng)速度卻只有3%。目前我國(guó)很多城市都面臨著嚴(yán)峻的交通壓力，特別是一些大中型城市中，交通壓力更大。這一壓力也將隨著機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的增加而不斷增長(zhǎng)。面對(duì)這種情況，如何最大程度的利用當(dāng)前資源，緩解交通壓力，是各地政府面臨的重要問(wèn)題。智慧交通是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)構(gòu)建的高效、智能化的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，提高了資源利用率，緩解了交通壓力，是當(dāng)前很多城市交通運(yùn)輸發(fā)展中重點(diǎn)打造的項(xiàng)目。智慧交通建設(shè)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)是必不可少的。隨著智慧交通的普及，筆者主要對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在智慧交通建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了概述。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在智慧交通視覺(jué)方面的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)在智慧交通視覺(jué)方面建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。視覺(jué)方面的應(yīng)用主要是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理分析。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行圖像處理分析時(shí)，主要是通過(guò)攝像頭的安裝，獲得相關(guān)圖片，并在圖像分析系統(tǒng)中對(duì)圖像進(jìn)行分析處理。智慧交通中對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，能夠了解交通流量，自動(dòng)識(shí)別機(jī)動(dòng)車(chē)牌照，對(duì)了解交通狀況有著至關(guān)重要的影響作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在視覺(jué)方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.1 實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車(chē)牌照的自動(dòng)識(shí)別

牌照是機(jī)動(dòng)車(chē)的“身份證”。機(jī)動(dòng)車(chē)是否違章、停車(chē)是否收費(fèi)等都是通過(guò)牌照實(shí)現(xiàn)識(shí)別的。作為區(qū)分機(jī)動(dòng)車(chē)的重要標(biāo)志，近些年來(lái)牌照識(shí)別技術(shù)逐漸趨于成熟。但機(jī)動(dòng)車(chē)行駛的戶(hù)外環(huán)境，容易受各類(lèi)外在因素的影響，如光照、天氣、牌照角度等，都會(huì)影響車(chē)牌照的準(zhǔn)確識(shí)別。計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，實(shí)現(xiàn)了車(chē)牌照的自動(dòng)識(shí)別，大大提高了識(shí)別準(zhǔn)確率。計(jì)算機(jī)在車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別中的表現(xiàn)主要由三點(diǎn)：

（1）車(chē)牌定位技術(shù)：我國(guó)車(chē)牌具有圖像垂直、灰度跳變特點(diǎn)，根據(jù)這一特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)垂直邊進(jìn)行檢測(cè)，再輔以數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)牌候選區(qū)域的定位處理。

（2）字符分割技術(shù)：確定出車(chē)牌位置后，在識(shí)別車(chē)牌時(shí)會(huì)受到車(chē)牌周邊邊框的影響。因此需要對(duì)多余邊框進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)字符分割的要求。字符垂直投影線(xiàn)分割方法是字符分割過(guò)程中常用的方法，可以有效的將粘連部位分割開(kāi)來(lái)。

（3）字符識(shí)別技術(shù)：字符識(shí)別是牌照識(shí)別技術(shù)中的最后一步。識(shí)別時(shí)，會(huì)首先對(duì)字符特征進(jìn)行提取，采用字符識(shí)別分類(lèi)器對(duì)車(chē)牌進(jìn)行識(shí)別。字符識(shí)別過(guò)程中，字符識(shí)別分類(lèi)器十分重要，其中便充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，實(shí)現(xiàn)了牌照的識(shí)別。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行牌照識(shí)別，即使在惡劣天氣下，也有較高的識(shí)別率。

1.2 在車(chē)輛檢測(cè)、流量統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用

隨著機(jī)動(dòng)車(chē)的增加，車(chē)流量也大幅增加。特別是城市交通，紅綠燈時(shí)間間隔是既定的，車(chē)流量會(huì)根據(jù)時(shí)間段的不同、路口不同發(fā)生變化。而交警配置是有限的，無(wú)法照顧到所有路口。為了緩解交通壓力，合理設(shè)置紅綠燈時(shí)間，就需要對(duì)車(chē)輛流量進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)。而此時(shí)就需要發(fā)揮出計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的作用。通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，對(duì)車(chē)輛輪廓等信息進(jìn)行提取。采用多幀平均法對(duì)背景進(jìn)行調(diào)整。在統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)車(chē)輛數(shù)量時(shí)，可以在視頻中設(shè)置出一條虛擬線(xiàn)，讓每幀圖片對(duì)該線(xiàn)進(jìn)行掃描。一旦有車(chē)輛經(jīng)過(guò)，計(jì)數(shù)就會(huì)增加1。根據(jù)道路擁堵情況對(duì)等級(jí)進(jìn)行劃分，一般劃分為暢通、緩行、擁堵三種。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下，可以實(shí)現(xiàn)不同天氣情況下的車(chē)輛流量監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)。一般情況下，車(chē)輛檢測(cè)率可以達(dá)到90%，誤報(bào)率一般低于1%。也正是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下，車(chē)輛檢測(cè)、流量統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確率才能大幅提高，通過(guò)高準(zhǔn)確率的車(chē)輛檢測(cè)、流量統(tǒng)計(jì)，可以合理設(shè)置出紅綠燈時(shí)間，合理安排交警配置，緩解城市交通壓力。

1.3 在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用

自動(dòng)駕駛是2017年最為火熱的詞。自動(dòng)駕駛是智慧交通中的典型產(chǎn)物。自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)有兩種，一是道路提取，二是車(chē)輛檢測(cè)。在這兩種技術(shù)的支持上，對(duì)道路范圍進(jìn)行探測(cè)，保證車(chē)輛沿著既定的安全軌跡進(jìn)行行駛。除了保證車(chē)輛在既定軌道內(nèi)行駛外，自動(dòng)駕駛還會(huì)對(duì)前方車(chē)輛的行駛速度進(jìn)行測(cè)量，控制住車(chē)速，保持和前方車(chē)輛的安全距離。自動(dòng)駕駛目前還處于初級(jí)發(fā)展階段，雖然已有了自動(dòng)駕駛的先例，但這一技術(shù)的發(fā)展還需要考慮多方面，如道路情況等，因此自動(dòng)駕駛還有很長(zhǎng)的路要走。但不管自動(dòng)駕駛?cè)绾伟l(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在交通信號(hào)燈方面的應(yīng)用

交通信號(hào)燈是智慧交通中的重要構(gòu)成，是一種有效的交通管理方式。交通信號(hào)燈應(yīng)用時(shí)主要體現(xiàn)在控制方面，而控制主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，交通信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)了智能化控制，對(duì)有效緩解交通擁堵、降低交通事故發(fā)生率有著至關(guān)重要的影響作用。同時(shí)也能通過(guò)智能化控制，也能優(yōu)化道路環(huán)境，緩解機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛者疲勞駕駛，實(shí)現(xiàn)安全、舒適、快捷的道路環(huán)境構(gòu)建。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在GPS技術(shù)中的應(yīng)用

智慧交通建設(shè)時(shí)，車(chē)輛定位、車(chē)輛導(dǎo)航需求較高，因此就需要用到GPS定位技術(shù)，并以電子地圖系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛定位、導(dǎo)航需求的滿(mǎn)足。GPS、電子地圖系統(tǒng)中都引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)，故在GPS中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用也較為廣泛。特別是隨著云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，將云計(jì)算運(yùn)用到GPS中，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的精準(zhǔn)定位，并通過(guò)云計(jì)算對(duì)收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算，為用戶(hù)提供精準(zhǔn)的導(dǎo)航，滿(mǎn)足用戶(hù)行駛需要。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在RFID智能收費(fèi)技術(shù)中的應(yīng)用

智慧交通建設(shè)時(shí)，還應(yīng)重視智能收費(fèi)系統(tǒng)的構(gòu)建，提高收費(fèi)水平。其中RFID信息技術(shù)在收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用較多，也是當(dāng)前收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。RFID即視頻識(shí)別技術(shù)，是一種電子標(biāo)簽。引入RFID技術(shù)的智能收費(fèi)系統(tǒng)中，閱讀器和電子標(biāo)簽在進(jìn)行信息傳輸時(shí)，主要是通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。在無(wú)線(xiàn)信號(hào)的輔助下，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛識(shí)別，并對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行采集、處理，通過(guò)系統(tǒng)表現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)管理。

RFID智能收費(fèi)系統(tǒng)中，ETC應(yīng)用較為廣泛。目前我國(guó)很多高速公路收費(fèi)站中都設(shè)置了ECT收費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛的自動(dòng)收費(fèi)。車(chē)輛進(jìn)入到系統(tǒng)入口處，車(chē)載電子標(biāo)簽會(huì)和閱讀器進(jìn)行信息傳輸，車(chē)輛相關(guān)信息便會(huì)識(shí)別、輸入到系統(tǒng)中。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入到出口時(shí)，閱讀器會(huì)再次讀取車(chē)輛信息，并根據(jù)系統(tǒng)中的車(chē)輛行駛信息進(jìn)行收費(fèi)。在ETC收費(fèi)系統(tǒng)下，駕駛者無(wú)需停車(chē)，便可實(shí)現(xiàn)收費(fèi)管理，有效提高了收費(fèi)管理水平，降低了收費(fèi)處交通擁堵現(xiàn)象。

隨著時(shí)代的發(fā)展，智慧交通建設(shè)是必然趨勢(shì)。智慧交通建設(shè)是在當(dāng)前交通基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)構(gòu)建而成的。目前智慧交通建設(shè)已有雛形，并在道路交通中發(fā)揮出了巨大作用。智慧交通具有網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化特點(diǎn)，通過(guò)智慧交通的構(gòu)建，有效加強(qiáng)了機(jī)動(dòng)車(chē)管理水平，緩解了交通壓力，提高了交通管理水平和效率，優(yōu)化了城市建設(shè)環(huán)境和條件。隨著智慧交通建設(shè)的不斷完善，計(jì)算機(jī)將繼續(xù)在智慧交通中發(fā)揮出無(wú)可取代的作用。

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