自然辯證法在智能交通中的應用

1、自然辯證法在智能交通中的應用摘要：采用智能交通手段來管理城市交通，無疑是最人性化也是能有顯著成效的方式。信息化技術在交通領域的應用，不僅體現在利用高新技術降耗增效，同時也全面提升了交通運輸產業(yè)技術水平。當道路不暢時駕駛者需要頻繁地踩油門踩剎車，而每次減速的燃油消耗是平常耗油的3倍。因此，治理擁堵已經成為治理城市大氣污染的重要方面。完善智能道路出行信息服務是治堵的關鍵。而自然辯證法是馬克思主義對于自然界和科學技術發(fā)展的一般規(guī)律以及人類認識自然改造自然的一般方法的科學，是辯證唯物主義的自然觀、科學技術觀、科學技術方法論。它主要研究自然界發(fā)展的總規(guī)律，人與自然相互作用的規(guī)律，科學技術發(fā)展的一般規(guī)律，

2、科學技術研究的方法。本文以自然辯證法的觀點認識和分析智能交通的發(fā)展歷程，將更加全面地推動交通智能化的發(fā)展，為最終節(jié)能減排的國家大計做出貢獻。關鍵字：自然辯證法；智能交通；信息采集第一章 自然辯證法在自然科學研究中的地位當代自然辯證法是馬克思主義對于自然界和科學技術發(fā)展的一般規(guī)律以及人類認識自然改造自然的一般方法的科學，是辯證唯物主義的自然觀、科學技術觀、科學技術方法論。它主要研究自然界發(fā)展的總規(guī)律，人與自然相互作用的規(guī)律，科學技術發(fā)展的一般規(guī)律，科學技術研究的方法1。馬克思和恩格斯全面地、系統地概括了他們所處時代的科學技術成功，批判吸取了前人的合理成分，系統地論述了辯證唯物主義自然觀、自然科學

3、發(fā)展過程及其規(guī)律性，以及科學認識方法的辯證法，以恩格斯的光輝著作自然辯證法為標志，創(chuàng)立了自然辯證法繼續(xù)發(fā)展的廣闊道路。自然辯證法是馬克思主義哲學的一個重要組成部分。自然辯證法科學地解決了人與自然的關系問題，從而可以為人類自身的健康發(fā)展奠定堅實的思想基礎，自然辯證法以現代全新的自然觀作為思想基礎內在地蘊涵了一種新的科學的發(fā)展觀，它一方面要求科學、技術、經濟與社會之間橫向的協調發(fā)展，另一方面則要求當代人與其子孫后代之間縱向的可持續(xù)性發(fā)展，從而為我們當代社會的健康發(fā)展提供了一條新的具體的思路，自然辯證法客觀地闡明了科學技術的性質及其社會地位與作用，對我們正確認識當代反科技浪潮，制定積極穩(wěn)妥的科技發(fā)展

4、政策提供了重要的理論依據和行動指南。在辯證唯物主義哲學體系中，自然辯證法與歷史唯物論相并列。它集中研究自然界和科學技術的辯證法，是唯物主義在自然界和科學技術領域中的應用，它的原理和方法主要適用于自然領域和科學技術領域。學習和運用自然辯證法將有助于我們搞清科學和哲學的關系，從而更加清楚地認識科學的本質和發(fā)展規(guī)律，更加全面的觀察思考問題，只有加深了認識，我們才能更好地發(fā)揮主觀能動性，迎接新的科學技術的挑戰(zhàn)。世界上諸多國家之所以紛紛提出自己的信息化戰(zhàn)略，爭先恐后地建設本國信息高速公路，不遺余力地發(fā)展和推廣應用計算機信息技術，根本原因在于信息化可以對本國經濟與社會的發(fā)展產生巨大的功效，可有助于提高國民

5、的生活質量。信息技術離不開計算機，計算機是自然界的一個事物，它的計算過程是類似人腦的，計算機能不能思維，是不是會有意識，未來會是什么樣子？這個問題就是哲學層次的問題。而自然科學的計算機科學與技術專業(yè)，主要研究就是在科學層次和技術層次，主要是在比如圖靈機原理這些問題?？梢钥闯?，自然辯證法研究的問題比自然科學層次更高一些，研究一些比較宏觀的問題；自然科學研究一些理論、比較精確的定理，以及設計實際的機器設備。但是，兩者研究的問題顯然有著緊密的聯系，是一般和特殊的關系。計算機從本質上講是人的思維規(guī)律和機器相結合的產物，那么對思維規(guī)律的研究和對機器的研究是不可分割的。第2章 智能交通的定義及發(fā)展背景2.

6、1 智能交通的定義智能交通系統(intelligent transportation system，簡稱its)是未來交通系統的發(fā)展方向，它是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統2。2.2 智能交通的發(fā)展背景 2.2.1汽車社會化工業(yè)化國家在市場經濟的指導下，大都經歷了經濟的發(fā)展促進汽車的發(fā)展，而汽車產業(yè)的發(fā)展又刺激經濟發(fā)展的過程，從而這些國家超前實現了汽車化的時代。汽車化社會帶來的諸如交通阻塞、交通事故、能源消費和環(huán)境污染等社會問題日趨惡化，

7、交通阻塞造成的經濟損失巨大，使道路設施十分發(fā)達的美國、日本等也不得不從以往只靠供給來滿足需求的思維模式轉向采取供、需兩方面共同管理的技術和方法來改善日益尖銳的交通問題，這些建立在汽車輪子上的工業(yè)國家在探索既維護汽車化社會，又要緩解交通擁擠問題的辦法中，旨在借助現代化科技改善交通狀況達到保障安全，提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源的目的的its概念便逐步形成。 2.2.2環(huán)境可續(xù)化工業(yè)化國家在工業(yè)化、城市化發(fā)展的進程中面臨著日益嚴重的資源短缺與環(huán)境惡化問題，這一問題在發(fā)展中國家同樣存在，20世紀50年代以來，生存與發(fā)展問題成為人類社會面臨的最緊迫的任務，1972年聯合國人類環(huán)境會議上通過了人類環(huán)境宣言

8、。城市化生產力發(fā)展的一個必然結果，按世界經濟發(fā)展的規(guī)律，城市化水平達到30%以上，將出現經濟的飛速發(fā)展階段，美國、日本、英國等發(fā)達國家，在1990年城市化水平達到了75%、77%、89%，這些國家針對交通發(fā)展對資源和環(huán)境的影響，逐步調整交通運輸體系與結構。這些國家都經歷了為滿足車輛發(fā)展的需求，而大力開發(fā)建設交通基礎設施（如美國1944年規(guī)劃的7萬km高速公路規(guī)劃，經過50年基本完成，但仍產生擁擠和阻塞），在大量土地、燃油等資源占用和消耗的同時，不但交通需求沒有完全滿足，而且還造成汽車尾氣由于道路擁擠排放量劇增，不僅經濟造成巨大損失，而且給環(huán)境帶來惡劣影響。60、70年代以來，由于石油危機及環(huán)境

9、惡化，工業(yè)化國家開始采取以提高效益和節(jié)約能源為目的的交通系統管理（tsm）和交通需求管理（tdm）同時大力發(fā)展大運量軌道及實施工交優(yōu)先政策，在社會可持續(xù)化發(fā)展的目標下調整運輸結構，建立對能源均衡利用和環(huán)境保護最優(yōu)化的交通運輸體系。its作為綜合解決交通問題，保護社會經濟可持續(xù)發(fā)展和與環(huán)境相協調的新一代交通運輸系統，隨著信息技術的迅速發(fā)展在發(fā)達國家孕育發(fā)展，90年代以后，成為世界范圍內的重要發(fā)展趨勢。 2.2.3信息技術智能化交通管理的科學化、現代化，一直是人們綜合治理、解決交通問題而追尋的目標，早期的交通信號控制系統裝置采用了電子、傳感、傳輸等技術實現科學管理，隨著科學技術的發(fā)展，尤其是計算機

10、技術科學以及gps、信息通訊的普及和應用，交通監(jiān)視控制系統、交通誘導系統、信息采集系統等在交通管理中發(fā)揮了很大作用，但這些技術單純是對車輛或道路實施科學化管理，范圍單一，局限性、系統性不強。80年代后期以來 ，世界范圍內的冷戰(zhàn)結束，工業(yè)化國家用于軍事和國防領域的衛(wèi)星導航系統，信息采集與提供系統，計算機控制與管理系統，電子與電子通訊技術等高新技術轉向民用化，軍事上的投入也大部分轉移到民用技術的開發(fā)和應用上，與此同時，包括我國在內的廣大發(fā)展中國家借助和平、穩(wěn)定的國際環(huán)境加快本國的經濟發(fā)展，發(fā)展中國家經濟的迅速發(fā)展促進了世界范圍內產業(yè)結構發(fā)生巨大的變化，工業(yè)化國家的傳統工業(yè)領域由于勞動力密集型的產業(yè)

11、向發(fā)展中國家集中而失去明顯競爭優(yōu)勢，開始醞釀開辟高新技術含量的產業(yè)市場，在這種國際環(huán)境背景下，代表一場信息革命到來的信號，引起全球的極大關注，這就是信息高速公路信息技術得到飛速發(fā)展，尤其是國際信息網絡internet建立，加快了全球經濟一體化的進程，1994年開始，世界經濟逐步進入信息革命階段。信息產業(yè)應運而生，its以信息技術為先導，融其它相關技術應用到交通運輸智能管理上有其廣大市場，工業(yè)化國家和民營企業(yè)紛紛投入到這一新興的產業(yè)。美國政府于1991年開始投資對its的開發(fā)研究，僅美國高速公路安全局1993年的投資預算就達2010萬美元；歐洲19個國家投資50億美元到eureka項目。第三章

12、智能交通的發(fā)展3.1智能交通的發(fā)展現狀 面對當今世界全球化、信息化發(fā)展趨勢，傳統的交通技術和手段已不適應經濟社會發(fā)展的要求。智能交通系統是交通事業(yè)發(fā)展的必然選擇，是交通事業(yè)的一場革命。通過先進的信息技術、通信技術、控制技術、傳感技術、計算器技術和系統綜合技術有效的集成和應用，使人、車、路之間的相互作用關系以新的方式呈現，從而實現實時、準確、高效、安全、節(jié)能的目標。交通安全、交通堵塞及環(huán)境污染是困擾當今國際交通領域的三大難題，尤其以交通安全問題最為嚴重。采用智能交通技術提高道路管理水平后，每年僅交通事故死亡人數就可減少30%以上，并能提高交通工具的使用效率50%以上。為此，世界各發(fā)達國家競相投入

13、大量資金和人力，進行大規(guī)模的智能交通技術研究試驗。很多發(fā)達國家已從對該系統的研究與測試轉入全面部署階段。智能交通系統將是21世紀交通發(fā)展的主流，這一系統可使現有公路使用率提高15%到30%。美、歐、日是世界上智能交通系統開發(fā)應用的最好國家，從它們發(fā)展情況看，智能交通系統的發(fā)展，已不限于解決交通擁堵、交通事故、交通污染等問題。經30余年發(fā)展，its的開發(fā)應用已取得巨大成就。美、歐、日等發(fā)達國家基本上完成了its體系框架，在重點發(fā)展領域大規(guī)模應用。可以說，科學技術的進步極大推動了交通的發(fā)展，而its的提出并實施，又為高新技術發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。隨著傳感器技術、通信技術、gis技術（地理信息系

14、統）、3s技術（遙感技術、地理信息系統、全球定位系統三種技術）和計算機技術的不斷發(fā)展，交通信息的采集經歷了從人工采集到單一的磁性檢測器交通信息采集到多源的多種采集方式組合的交通信息采集的歷史發(fā)展過程，同時國內外對交通信息處理研究的逐步深入，統計分析技術、人工智能技術、數據融合技術、并行計算技術等逐步被應用于交通信息的處理中，使得交通信息的處理得到不斷的發(fā)展和革新，更加滿足its各子系統管理者、用戶的需求。3.2智能交通的發(fā)展特征 3.2.1 信息采集與處理方式的多樣化交通信息采集的方式分為人工采集方式和自動采集方式。自動采集方式包括磁性檢測器（包括感應線圈檢測器、磁阻傳感器等）、光學檢測器（包

15、括視頻檢測器、激光檢測器）、微波檢測器（包括微波檢測器和雷達測速儀）、路面情況及測重傳感器（雨霧檢測器，路面結冰檢測器，輪、軸重儀等）。隨著科學技術的發(fā)展，自動采集技術得到了不斷的研究、發(fā)展和應用。各種采集技術都有各自的優(yōu)點和缺點，利用多種采集方式的進行組合采集交通信息是國內外研究的熱點和焦點。開發(fā)了信息的質量控制技術、多源交通信息融合技術、信息的多時間尺度預測技術、信息集成技術、信息壓縮技術和存儲技術等，大大提高了信息的精度及信息提供的種類。 3.2.2 信息的內容及地理范圍廣不同的交通采集方式采集的參數種類有限，例如感應線圈只能采集到交通流量、占有率、速度等固定地點的截面交通參數;視頻檢測

16、器只能采集到交通流量、速度、占有率、排隊長度等固定地點的交通參數；隨著多種交通采集方式的組合，可以獲得交通流量、速度、占有率、排隊長度、行程時間、區(qū)間速度等截面和路段交通參數，豐富了交通信息的采集內容的同時也提高了采集地理范圍的廣度。隨著交通數據獲取源的增加，交通信息用戶對海量交通信息實時性需求的逐步提高。近幾年，國內外逐漸將分布式并行計算技術、高性能計算服務器以及高性能的數據處理算法應用于海量交通信息的處理之中，改善了信息的處理速度。 3.2.3 信息采集的精度和經濟性提高隨著磁性和光學傳感器工藝的提高、圖像處理技術和定位技術的發(fā)展，交通信息的采集精度也不斷得到提高。同時，隨著近幾年對交通檢

17、測器配置優(yōu)化技術的不斷深入研究，交通信息的采集在保證信息全面性和動態(tài)性的前提下，也提高了交通信息采集的經濟性。這為its系統的開發(fā)和應用奠定了基礎。隨著人工智能、統計分析、模糊邏輯、混沌理論等的逐漸成熟，逐漸開發(fā)出了一些基于這些理論及方法的交通信息處理方法，大大提高了信息處理的精度及質量。第四章 自然辯證法對智能交通發(fā)展的指導意義自然辨證法是研究自然界和科學技術發(fā)展的一半規(guī)律、人類認識和改造自然一般方法、以及科學技術在社會發(fā)展中的作用的科學，它是馬克思主義哲學的重要組成部分，是對于人類認識和改造自然的成果與后動進行哲學概括與總結的產物。（一） 自然辨證發(fā)體系對智能交通發(fā)展的指導意義自然辯證法的

18、體系和主要內容是，自然觀-科學觀-技術觀-科學技術與社會。這一規(guī)律在智能交通發(fā)展的過程中，就是我們的自然觀發(fā)展到我們對科學技術發(fā)展的渴求，發(fā)展了我們的計算機科學技術觀，而發(fā)展出的計算機科學技術與網路技術自然而然要在我們的社會中或者說在智能交通中有著廣泛的應用。按照自然辯證法的說法，系統式由若干項目聯系、相互作用的要素組成的具有特定結構與功能的有機整體。在智能交通管理軟件開發(fā)的過程中，無論是各個模塊的開發(fā)，還是整個交通規(guī)劃軟件的開發(fā)和設計，都要按照這樣的原理進行，各個模塊之間必須按照流程和規(guī)范有機，有序的結合在一起。因此在這個角度按，智能交通管理系統的開發(fā)原理和我們學習的自然辯證法有著密切的關系

19、。（二）自然辯證法對交通智能化發(fā)展的指導自然辯證法作為辯證唯物主義關于自然界以及人類認識與改造自然界的根本觀點和根本方法，是在科學地解決人和自然界的矛盾的過程中產生和發(fā)展起來的，也是為合理地處理人和自然界的矛盾服務的。因此、它始終以人和自然界的關系作為貫穿其研究全過程的核心線索。在人和自然界的關系中，自然界處于客體的地位，是人類所要認識和改造的客觀對象，也是決定人類認識和改造這個對象的全部活動之合理性的客觀依據。人則是人和自然界的關系中的主體，是積極地變革這“關系的主動的方面，是認識與改造自然的能動的實踐者。主體要反映和改變客體，人類要認識和改造自然界，還必須借助于科學技術的中介。正是由于掌握了科學和技術，才使人類高于動物界、使人類與自然界的關系根本不同于動物與自然界的關系。自然界經歷這“混沌-有序-新的混沌-新的有序”的循環(huán)發(fā)展過程。這個規(guī)律也符合我們的信息軟件開發(fā)，在信息管理軟件實施過程中，軟件和軟件的需求不一定符合，難么開發(fā)的產品就要通過反饋進行重新的排序與整頓，投入