計算機技術在智能交通領域發(fā)展中的應用研究

倪凱

（江蘇沿江高速公路有限公司,江蘇 常熟 215500)

引言：近年來，隨著計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的出現(xiàn)，已經(jīng)融入到運輸管理過程中。在交通管理中引入計算機，可以使交通管理過程更加智能化、高效化。目前，基于計算機技術的智能交通系統(tǒng)（ITS），已經(jīng)成為提高交通系統(tǒng)性能的有效途徑。

一、智能交通的必要性

近年來，智能交通系統(tǒng)（ITSs）的研究受到了業(yè)界和學術界的廣泛關注和廣泛關注。目前，大多數(shù)人口集中在城市地區(qū)。然而，這些地區(qū)的流動性受到嚴重限制，即交通和低效（私人和/或公共）交通。這些低效率導致交通堵塞、污染、噪音、能源消耗增加，以及相關的經(jīng)濟損失。交通擁堵浪費了大量的時間、燃料和金錢。以中國北京為例，2019 年初，北京汽車總量為400 萬輛，當年又增加了80 萬輛。交通擁堵每年造成的損失占國內(nèi)生產(chǎn)總值的1%。ITSs 的主要貢獻是顯著提高道路安全性。新興的信息娛樂應用程序或與安全相關的移動應用程序要求車輛通信網(wǎng)絡，支持快速移動車輛中的無縫無線互聯(lián)網(wǎng)服務。[1]

二、計算機技術在智能交通領域發(fā)展中的應用研究

簡化車輛運行，管理車輛交通，協(xié)助駕駛員獲得安全和其他信息，同時為乘客提供便利應用程序。在本文中，我們將更側重于交通效率和管理應用，因為它們直接影響交通流、車輛協(xié)調(diào)和信息傳播。近十年來，計算機技術極大地改善了我國傳統(tǒng)的交通運輸條件，提高了路網(wǎng)的通行能力和運輸安全。

（一）集成環(huán)境

集成環(huán)境必須確保在駕駛模擬過程中，通過交通微觀模擬模型使自主車輛與交互式車輛的運動保持一致。此外，在模擬過程中，管理駕駛模擬器的軟件需要將交互式車輛的運動學特性（例如，位置、角度和速度）發(fā)送到交通模擬模型。一旦收到這些信息，交通仿真模型就可以計算出前方道路周圍交通的運動學，并將其發(fā)送回駕駛仿真環(huán)境，該環(huán)境的任務是在駕駛場景中更新這些信息。為了實施溝通框架，有必要解決以下幾個問題。交通和駕駛模塊之間的精確道路匹配：集成的第一個問題是道路網(wǎng)絡之間的一致性：要交換的位置相關數(shù)據(jù)必須在一個眾所周知的參考系統(tǒng)中進行框定，以便在通信期間在兩個環(huán)境之間進行適當?shù)霓D換。因此，兩個道路網(wǎng)絡必須精確匹配，以便在兩個模擬環(huán)境之間具有嚴格的對應關系。關于第一個方面，有一個克服問題的簡單方法。網(wǎng)絡創(chuàng)建通常在兩個軟件應用程序中都從導入道路路線開始。這兩種類型的應用程序都應導入圖形文件。因此，只有在導入過程中避免地理信息的任何轉換，才能確保兩個參考系的一致性。兩個環(huán)境檢索到的數(shù)據(jù)已準備好進行交換。至于道路匹配問題，這種情況主要是因為駕駛模擬器需要非常詳細的道路幾何結構，以便盡可能真實地向駕駛員呈現(xiàn)道路，這顯然與微觀交通模擬器的目的相去甚遠，例如，在大多數(shù)情況下，道路線形曲率，即使在詳細描述時，也不會影響車輛行為。交通和駕駛模塊的實時同步：如上所述，通信框架必須允許執(zhí)行駕駛模擬所需的實時數(shù)據(jù)交換。與駕駛模擬引擎不同的是，交通微型模擬機的設計不是為了實時工作，而是根據(jù)硬件性能和場景復雜度，在最短的時間內(nèi)完成所有需要的計算。這種情況意味著模擬所需的時間通常比實時時間短，并且通常需要降低交通模擬包的計算速度。然而，如果要交換的數(shù)據(jù)量很大，則業(yè)務模塊可能會減慢到低于實時的速度。這種情況自然排除了成功集成模塊的可能性。更新計算頻率的一致性：每個仿真模型以給定的頻率執(zhí)行計算。首先，微觀交通模擬可以同時管理數(shù)千輛車。在駕駛模擬環(huán)境中管理如此大量的車輛對于上述實時性問題是不可行的，并且對于駕駛模擬目的是無用的。因此，在模擬期間僅交換圍繞交互式車輛的信息，這可以通過在交互式車輛周圍定義來完成。因此，一方面，有必要在交通模型中創(chuàng)建車輛，以便在交通仿真環(huán)境中再現(xiàn)交互式車輛（由駕駛模擬器操縱）的運動。另一方面，在駕駛模擬環(huán)境中，需要產(chǎn)生一定數(shù)量的車輛，當一些車輛進入交通模擬的泡沫時，這些車輛就開始行動。當車輛進入駕駛模擬時，必須與交通模擬中的相應車輛建立清晰的一一對應關系。更具體地說，只要交通仿真中的車輛停留在交互式車輛的周圍環(huán)境中，它就必須在駕駛仿真中由同一車輛表示。

（二）廣域網(wǎng)架構

廣域網(wǎng)將GTOC 鏈接到幾個區(qū)域交通運營中心（RTOC），這些中心托管各種代理存儲庫，以滿足區(qū)域交通控制和管理的需求。RTOC 協(xié)調(diào)并向數(shù)百個地點的數(shù)千個交叉口燈光控制器、臨時網(wǎng)絡、顯示設備和引導設備派遣交通代理。在每個位置，網(wǎng)關通過局域網(wǎng)將任務代理從廣域網(wǎng)下載到流量控制器、傳感器、顯示器等，并將來自流量設備的信息和請求上傳到RTOC。每個位置還具有代理協(xié)調(diào)器，以在業(yè)務設備之間和單個設備內(nèi)進行協(xié)作控制和管理。顯然，PtMS 和CPS、CPS 和云計算之間有著天然的聯(lián)系。例如，CPS 可以通過aDAPTS 實現(xiàn)智能交叉口交通控制系統(tǒng)，CPS 可以在網(wǎng)絡空間構建ATS，構建基于web 的智能DynaCAS 和OTS-t，云計算是承載和運行的一種經(jīng)濟有效的方式。

結束語：對于ITS的許多研究問題，初步研究和可行性測試非常有用。然而，在開發(fā)這樣一個多用途ITS 研究平臺方面，我們還需要探索更多行之有效的方法。隨著道路上車輛數(shù)量的增加，智能交通已成為世界范圍內(nèi)日益重要的研究課題。