北京市道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的研究

1、1北京市道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的研究一、問題的提出隨著首都社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長，人民生活水平的不斷提高，道路交通需求旺 盛。盡管近年來北京市加大了道 路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐，道路網(wǎng)已初具規(guī)模， 形成了以快速路為主骨架的道路交通網(wǎng)絡(luò)，但由于車流、流量的迅猛增長，交通矛盾依然十分突出，19901990 年至 20002000 年北京市機(jī)動(dòng)車增加了 100100 萬輛，年平均 增長率達(dá)到 12.21%12.21%，交通流量也以平均 15%15%左右速度遞增。隨著我國進(jìn)入 WTWT 0 0、汽車降價(jià)，私人擁有汽車的勢頭大增，截止到20022002 年 5 5 月全市私人小汽車已達(dá) 5656 萬輛，以私

2、人小汽車為標(biāo)志的城市機(jī)動(dòng)化水平在全國處于領(lǐng)先地位，交 通需求的不斷增長，使城市土地資源容量和城市環(huán)境容量都受到了極大的挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對(duì)城市現(xiàn)代化帶來的交通問題，是城市交通管理者面對(duì)的需要解決的 十分迫切的問題。多年來，國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，解決城市交通問題單純依靠修建道路基礎(chǔ)設(shè) 施是不能奏效的，除了要有相應(yīng)的宏觀交通政策予以支持，現(xiàn)代化的交通管理是 十分重要的一環(huán)。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展，為 交通管理提供了解決交通問題的新思路和新手段，對(duì)提高交通的機(jī)動(dòng)性、安全性、有序化，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有道路系統(tǒng)的交通效率提供了技術(shù)支持。發(fā)達(dá)國家交通發(fā)展實(shí)踐表明，采用智能交通管理系統(tǒng)（

3、ITMSITMS ）是解決交通擁堵、減少交通 事故、防止交通污染提高交通管理水平的最有效的方法和手段。北京作為一個(gè)發(fā)展中的城市，城市交通管理面對(duì)城市建設(shè)的快速發(fā)展和交通 需求高速增長的雙重壓力；面對(duì)城市機(jī)動(dòng)化步伐加快和混合交通相互融合的矛 盾；面對(duì)現(xiàn)代交通文明與落后的交通意識(shí)和道德的碰撞，出現(xiàn)了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。特別是 20082008 年在北京舉辦奧運(yùn)會(huì)將使北京交通管理面對(duì)巨大的考驗(yàn)， 屆時(shí)北京人均 GDPGDP 將達(dá)到 60006000 美元，進(jìn)入中等發(fā)達(dá)國家水平，人們對(duì)交通出行 質(zhì)和量的要求將達(dá)到前所未有的高度， 這一切都要求今后幾年北京交通管理必須 要有大的飛躍。ITMSITMS

4、將為推動(dòng)北京交通管理現(xiàn)代化起到重要的作用。二、建立道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的必要性和迫切性ITMSITMS 涵蓋了交通管理方方面面，其中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的就是要建立道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)。美、歐、日等發(fā)達(dá)國家在實(shí)施智能交通系統(tǒng)（ITSITS）過程中，始終把道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的建設(shè)放在十分重要的位置。如日本的車輛信息和通信系統(tǒng)（VehicleVehicle InformationInformation andand CommunicationCommunication SystemSystem，簡稱 V V ICSICS） ，就是一個(gè)十分成功的 ITMSITMS 應(yīng)用項(xiàng)目。VICSVICS

5、 是目前世界上規(guī)模較大，實(shí)際使用價(jià)值較高的道路交通信息系統(tǒng)之一， 是日本一家具有半官方性質(zhì)的交通信息處理、發(fā)布中心。城市道路和高速公路的 道路交通堵塞、駕駛車輛行經(jīng)道路旅行時(shí)間、交通事故、道路施工、車速及路線 限制、停車誘導(dǎo)等交通實(shí)時(shí)信息通過道路上設(shè)置的檢測裝置分別由警察部門和高2速公路管理部門負(fù)責(zé)提供。VICSVICS 將上述收集的信息編輯、處理成為調(diào)頻廣播、 電波信標(biāo)、光信標(biāo)等能夠發(fā)布、便于車載設(shè)備接收的交通信息，包括有文字顯示 型和以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的簡易圖形型、地圖顯示型三種可供駕駛員使用的信 息，截止到 2002001 1年 3 3 月，VICSVICS 可向包括東京都在內(nèi)的 28

6、28 個(gè)地區(qū) 600600 多萬輛裝 有車載導(dǎo)航系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車用戶提供實(shí)時(shí)交通信息服務(wù)。在美、歐等發(fā)達(dá)國家也有類似的交通信息處理中心， 但其發(fā)布信息的途徑更 多的是依靠設(shè)置在路邊的可變信息情報(bào)板（VMSVMS）和互聯(lián)網(wǎng)、交通電視臺(tái)等大眾傳 媒。在歐州公共交通運(yùn)行狀況（包括車站公交車到達(dá)顯示系統(tǒng)）、市民出行信息 咨詢等也作為交通信息發(fā)布的重要內(nèi)容。從發(fā)達(dá)國家 ITSITS 發(fā)展實(shí)踐表明，整個(gè)世界在由工業(yè)化社會(huì)向信息化社會(huì)過渡 過程中，由于信息技術(shù)的發(fā)展使得交通管理者和使用者可以同時(shí)獲得同樣的交通 信息，因此整個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行將發(fā)生巨大的變化， 交通參與者由傳統(tǒng)的憑 經(jīng)驗(yàn)、隨機(jī)出行逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝?/p>

7、知路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)條件下理性的自主選擇，從而為交通的有序化奠定了基礎(chǔ)，路網(wǎng)的通行能力也將會(huì)大大提高。在信息化社會(huì)，擁有信息的多少和信息利用的程度決定了生產(chǎn)力的高低和財(cái) 富的多少，而道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)恰恰是通過信息的充分利用和共享來 達(dá)到提高路網(wǎng)通行能力的目的。如果說 ITMSITMS 將成為 2121 世紀(jì)現(xiàn)代化交通管理的 發(fā)展方向，顯著地改善交通環(huán)境，那么作為 ITMSITMS 的一個(gè)重要組成部分，道路交 通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)將是使道路交通實(shí)現(xiàn)貨暢其流，人便其行”，實(shí)現(xiàn) ITMSITMS的關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)。從當(dāng)前和今后一段時(shí)間北京城市交通發(fā)展情況看，建立道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) 信息系統(tǒng)也是十分

8、迫切的。一是北京城市建設(shè)，特別是交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)今后幾 年將是一個(gè)大的發(fā)展時(shí)期，這必然對(duì)整個(gè)市區(qū)路網(wǎng)交通流的布局帶來很大影響， 可以說由于市政道路建設(shè)頻繁，交通流在路網(wǎng)中的運(yùn)行分布極不穩(wěn)定。 二是北京 交通正面臨高速起飛時(shí)期，私人小汽車的大量出現(xiàn)，其在市民出行中所占的份額 不斷增長，道路路網(wǎng)交通負(fù)荷不斷增加，預(yù)計(jì)這一趨勢將至少保持到20082008 年，在奧運(yùn)會(huì)時(shí)將達(dá)到最高峰，因此這一時(shí)期交通變化較大。三是城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò) 大，四環(huán)路附近大的居民區(qū)的出現(xiàn)， 市民從城區(qū)大量外遷，不僅使人們出行平均 距離增加，而且市民出行源流分布會(huì)發(fā)生很大變化， 導(dǎo)致這一時(shí)期人們出行的分 布不斷變化調(diào)整。這三點(diǎn)集

9、中反映了今后幾年交通流在路網(wǎng)中的分布極不穩(wěn)定， 人們對(duì)出行交通規(guī)律很難予以預(yù)測和把握（這也是與發(fā)達(dá)國家大城市交通特點(diǎn)顯 著區(qū)別之一）。市民掌握和了解路面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息對(duì)于更加方便市民出行，提高 人民生活質(zhì)量將起到十分重要的作用。四是現(xiàn)代化交通管理特別是 ITMSITMS 在交通 控制、交通管理決策等諸多方面都要實(shí)現(xiàn)由定性分析到定量研究，這一質(zhì)的飛躍所依據(jù)的交通信息就包括了路面交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。五是 ITMSITMS 是 ITSITS 的一個(gè)核心，ITSITS 是實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)代化的重要技術(shù)手段，城市交通運(yùn)輸 現(xiàn)代化關(guān)鍵環(huán)節(jié)是各類交通信息的高度融合和共享， 其中道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信

10、息是整個(gè) ITSITS 信息系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。僅從以上幾點(diǎn)分析就可以看出，道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)在當(dāng)前北京市 交通建設(shè)與管理中所處的重要位置和作用，因此研發(fā)建設(shè)該系統(tǒng)是一項(xiàng)十分迫切 和重要的3工作。三、北京道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的總體框架。1 1、道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的概念道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)就是將道路交通流（主要指機(jī)動(dòng)車流）的信息（車 速、流量、占有率、緊急事件報(bào)警等），通過信息采集、處理與分析，提供給交 通管理人員使用以及供廣大駕駛員參考。所謂 實(shí)時(shí)”就是即時(shí)采集、處理、發(fā) 布，采集的時(shí)間間隔在 3030 秒到 2 2 分鐘之間；發(fā)布時(shí)間間隔在 5 5 分鐘到 1010 分鐘

11、之間。從而使交通管理人員和交通參與者掌握和了解即時(shí)交通狀況。所謂 動(dòng)態(tài)”就是一方面交通信息采集、處理、發(fā)布隨交通狀況不斷變化，同時(shí)還要不斷的和 歷史數(shù)據(jù)去比對(duì)、分析，以使交通管理人員和交通參與者掌握和了解交通狀況變 化趨勢是否異常等。這是當(dāng)前道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)一期工程急需實(shí)現(xiàn)的工 作目標(biāo)。隨著ITMSITMS 技術(shù)的發(fā)展，該系統(tǒng)在今后發(fā)展中還將融合其他方面的交通 信息，如公共交通線路運(yùn)行信息、突發(fā)事件相關(guān)信息等提供給使用者使路面實(shí)時(shí) 信息更加豐富。更重要的，還要在交通組織動(dòng)態(tài)仿真優(yōu)化技術(shù)不斷發(fā)展的情況下， 不僅向使用者提供路面交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息， 還要經(jīng)過信息深層次加工，實(shí)現(xiàn)交通 狀況動(dòng)態(tài)

12、分布的預(yù)測，提供給交通管理人員進(jìn)行管理決策以及對(duì)交通參與者實(shí)施 交通出行誘導(dǎo)。2 2、系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)內(nèi)按其功能要求并存著三個(gè)主線數(shù)據(jù)流：一是從各信息采集系統(tǒng)中取來的數(shù)據(jù)，通過中間處理過程進(jìn)行處理后，顯示發(fā)布在管 理人員或?qū)ν庑畔l(fā)布的客戶終端上； 二是從各信息采集系統(tǒng)中取來的數(shù)據(jù)， 通 過中間處理過程進(jìn)行處理后，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中；三是管理人員根據(jù)管理需要或?qū)?時(shí)發(fā)布系統(tǒng)需要，從數(shù)據(jù)庫查詢調(diào)用進(jìn)行對(duì)比、分析、將處理結(jié)果顯示發(fā)布在終 端機(jī)上。由于存在這三種主線數(shù)據(jù)流，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分為：信息采集、處理與分析、發(fā) 布和數(shù)據(jù)庫四大部分。1交通信息采集子系統(tǒng)該子系統(tǒng)由兩部分組成，一是

13、各類檢測器；二是采集前置機(jī)。檢測器是交通數(shù)據(jù)的采集設(shè)備，其主要功能是將路面交通的流量、 車速、占 有率等原始交通數(shù)據(jù)通過各類交通檢測器（如路面線圈檢測器、視頻檢測器等） 送到采集前置機(jī)進(jìn)行預(yù)處理。采集前置機(jī)是交通信息采集子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其主要功能將各類檢 測器采集的異樣數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，去掉非法、無效的數(shù)據(jù)，將有效、合法的數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行格式化處理，并將其封裝、發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)通道里，提供給交通信 息處理與分析子系統(tǒng)。在該子系統(tǒng)中，由于各類檢測器還有其他相應(yīng)的功能作用， 如地面線圈主要 為4信號(hào)控制系統(tǒng)提供系統(tǒng)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)， 數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，對(duì)路口信號(hào)機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào) 控制；視頻檢測附屬在視頻監(jiān)控

14、系統(tǒng)中，為交通管理人員提供直觀的實(shí)時(shí)路面圖 象等等。因此原有各類檢測器之間相互獨(dú)立，每類檢測器均有一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行環(huán) 境，采集的數(shù)據(jù)單一，所能完成的功能有限，無數(shù)據(jù)交互，因此形不成信息共享， 造成很大的資源浪費(fèi)。道路交通信息采集子系統(tǒng)的功能就要將這些檢測器采集的 交通流信息送到采集前置機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，以保證采集到的數(shù)據(jù)安全性、可靠性、 有效性。2交通流信息分析、處理子系統(tǒng)交通流信息分析、處理子系統(tǒng)是建立在功能強(qiáng)大、分布式企業(yè)級(jí)平臺(tái)的應(yīng)用 服務(wù)器上。交通流信息分析、處理子系統(tǒng)主要包括四個(gè)方面：一是交通信息處理，其功能是將原始數(shù)據(jù)或預(yù)處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為管理人員和 交通參與者等用戶所需的可識(shí)別的信息及相應(yīng)

15、的用戶界面；二是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸；三是對(duì)數(shù)據(jù)庫操作；其功能是提供對(duì)數(shù)據(jù)庫的存取服務(wù)；四是配置管理和交通信息查詢；其功能是響應(yīng)用戶請(qǐng)求，將查詢顯示所需信 息送給對(duì)外交通信息發(fā)布子系統(tǒng)。3交通信息發(fā)布子系統(tǒng)交通信息發(fā)布子系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，一部分是為交通管理人員使用的內(nèi)部信 息發(fā)布，主要是通過交通管理內(nèi)網(wǎng)（INTRANETINTRANET），向各級(jí)指揮中心、領(lǐng)導(dǎo)決策 層、交通管理科技人員以及基層科隊(duì)一線提供交通信息， 為管理決策、控制協(xié)調(diào)、 勤務(wù)組織、緊急事件處置等服務(wù)。另一部分是為廣大交通參與者服務(wù)， 所采用的手段是多樣的，如戶外交通信 息情報(bào)板（VMSVMS）、互聯(lián)網(wǎng)（INTERNETINTERNE

16、T）、手機(jī)和尋呼機(jī)短信息、聲訊查詢電 話、交通管理對(duì)外辦公窗口或公共場所配設(shè)的聯(lián)網(wǎng)交通信息觸摸屏，以及今后發(fā)展安放在車輛中的車載交通信息發(fā)布、查詢、導(dǎo)航系統(tǒng)、交通電視頻道等等。由此可見，交通信息發(fā)布系統(tǒng)具有內(nèi)部和外部使用兩個(gè)特性， 因此其硬件配 設(shè)也是由系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外兩個(gè)方面構(gòu)成，重要的是交通信息發(fā)布的格式，各類接 收設(shè)備（終端機(jī)）的接口需要統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化。4數(shù)據(jù)庫交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)，由于其具有海量數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，其數(shù) 據(jù)庫應(yīng)使用專用的功能強(qiáng)大，具有企業(yè)級(jí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并應(yīng)具有強(qiáng)大的 數(shù)據(jù)庫操作平臺(tái)，提供靈活的數(shù)據(jù)傳輸途徑。5在該系統(tǒng)中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩種類型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，一個(gè)是

17、公用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)， 另一個(gè)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。同時(shí)，提供集成的通用數(shù)據(jù)庫接口。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是用來存儲(chǔ)、分析挖掘異種異構(gòu)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。由于道路交通流實(shí) 時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)具有很強(qiáng)的時(shí)間性， 要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)既 需要數(shù)據(jù)庫支持大量數(shù)據(jù)共享，維護(hù)其數(shù)據(jù)的一致性，又需要實(shí)時(shí)處理支持?jǐn)?shù)據(jù) 的定時(shí)限制。建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫就可對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、有效性、一致性進(jìn)行控制， 同時(shí)也可減輕系統(tǒng)對(duì)公用數(shù)據(jù)庫的負(fù)荷。公用數(shù)據(jù)庫是用來保存原始數(shù)據(jù)和經(jīng)過處理過的數(shù)據(jù)，其功能既是對(duì)實(shí)時(shí)信 息進(jìn)行存儲(chǔ)，又不斷地向系統(tǒng)提供歷史數(shù)據(jù)。公用數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和開發(fā)應(yīng)遵循公 用數(shù)據(jù)庫國際標(biāo)準(zhǔn)。使用 ISOISO 標(biāo)準(zhǔn)作為開發(fā)公用數(shù)據(jù)庫的基

18、礎(chǔ)。3 3、系統(tǒng)的技術(shù)要求道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)除系統(tǒng)內(nèi)部的硬、軟件系統(tǒng)外，還涉及到交通管 理其他系統(tǒng)（如需要信號(hào)控制系統(tǒng)等），以及非交通管理系統(tǒng)（如互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、 尋呼機(jī)）的設(shè)備，因此這一系統(tǒng)是一個(gè)開放的大系統(tǒng)， 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求要十分嚴(yán) 格和規(guī)范。1關(guān)于系統(tǒng)接口問題系統(tǒng)接口按功能結(jié)構(gòu)可分為用戶接口、外部接口和內(nèi)部接口三種。用戶接口主要包括各類使用人員界面：一是交通管理人員使用的界面，主要功能是監(jiān)視道路交通狀況、緊急事件報(bào) 警、與歷史數(shù)據(jù)比對(duì)以及在界面上綜合集成交通指揮等其他子系統(tǒng)，如電視監(jiān)控系統(tǒng)、GPSGPS 警車定位系統(tǒng)、“ 122122”通報(bào)警系統(tǒng)等，從而為管理、控制交通服務(wù)。 二是通

19、過互聯(lián)網(wǎng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、手機(jī)查詢系統(tǒng)、VMSVMS 等為公眾提供交通信息使用的界面，這部分界面按交通管理者的要求事先設(shè)定， 向社會(huì)提供交通信息服 務(wù)。三是交通管理技術(shù)人員使用的界面， 主要是監(jiān)視檢查系統(tǒng)運(yùn)行的狀況， 分析 采集數(shù)據(jù)有無偏差以及設(shè)備有無故障，生成相應(yīng)的報(bào)表報(bào)告。四是系統(tǒng)管理人員 使用的界面，主要是為系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)人員提供維護(hù)和完善系統(tǒng)正常運(yùn)行的環(huán) 境。外部接口:外部接口一是系統(tǒng)與交通流采集各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的連接，如與信號(hào)控制系統(tǒng)配置的地面檢測線圈外掛數(shù)據(jù)庫接口； 與視頻、微波檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接口；與牌 照識(shí)別測定旅行時(shí)間檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接口等。 二是系統(tǒng)與對(duì)外信息發(fā)布各子系統(tǒng) 的連接，

20、如互聯(lián)網(wǎng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)等。內(nèi)部接口：系統(tǒng)內(nèi)部的接口從數(shù)據(jù)流向上可分為四種接口。 一是采集前置機(jī)與應(yīng)用服務(wù) 器的接口，前置機(jī)和服務(wù)器由以太網(wǎng)連接，通過通知服務(wù)和事件服務(wù)傳送數(shù)據(jù)。 二是應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的接口，由應(yīng)用服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn) 數(shù)據(jù)存取操6作。三是應(yīng)用服務(wù)器與用戶界面的接口， 一種方法是服務(wù)器端通過通 知服務(wù)，把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)給用戶；另一種方法是由用戶端發(fā)出請(qǐng)求， 服務(wù)器端把查 詢數(shù)據(jù)發(fā)給用戶。四是軟件公開標(biāo)準(zhǔn)（CORBACORBA 與 J2EE,J2EE,即面向?qū)ο蠓植蓟蚬_ 標(biāo)準(zhǔn)）接口，通過該接口，首先能夠使服務(wù)器端的程序通過HTTPHTTP 協(xié)議，發(fā)布到廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)中

21、，供交通管理人員或互聯(lián)網(wǎng)上的 WebWeb 用戶使用；其次能夠使 互聯(lián)網(wǎng)上的 WebWeb 用戶通過 HTTPHTTP 協(xié)議向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，訪問和查詢交通信息； 再次能夠使服務(wù)器端的程序通過封裝， 傳遞給用戶端，供管理人員及技術(shù)人員使 用。2交通模型交通模型是整個(gè)系統(tǒng)軟件的核心部分。采集到的交通信息、各類數(shù)據(jù)要通過 若干個(gè)交通模型進(jìn)行運(yùn)算，得到交通管理者和交通參與者使用的有效信息，交通模型主要包括原始數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)Ｐ?、交通信息處理模型、交通狀態(tài)顯示模型等幾個(gè) 方面。原始數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)Ｐ停簭母黝悪z測器中采集到的數(shù)據(jù)首先要經(jīng)過數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理，以驗(yàn)核檢測的數(shù)據(jù)是否符合預(yù)定的條件（如范圍、類型或有無異常情況等

22、）；如有異常，系統(tǒng)將發(fā) 出報(bào)警信息，提示管理人員進(jìn)行處理。其次是經(jīng)校驗(yàn)合格的數(shù)據(jù)將被送往交通分 析模塊進(jìn)行分析處理，之后傳送到數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。交通信息處理模型：一是將對(duì)校驗(yàn)過的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)交通管理者事先設(shè)定的交通需求計(jì)算 出相關(guān)的交通信息（如車速、流量、旅行時(shí)間、道路占有率等）；二是在采集數(shù) 據(jù)有異常情況下（如傳輸出現(xiàn)的問題），通過模擬推算的方法，模擬出這一部分 比較真實(shí)的數(shù)據(jù)；三是通過歷史參考數(shù)據(jù)對(duì)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，一方面判斷該數(shù)據(jù)的可信度，另一方面提供給交通管理人員作為當(dāng)前交通狀況的參考（路面是否正常，有無顯著的變化等）。交通狀態(tài)顯示模型：交通狀態(tài)顯示模型是將路面動(dòng)態(tài)信息， 經(jīng)過

23、分析處理后，通過用戶界面展現(xiàn) 給交通管理人員和交通參與者，供他們分析和使用。為便于用戶使用，交通狀態(tài) 顯示可以通過二維或三維圖、表等方式。交通狀態(tài)在用戶界面上以不同顏色或其他方式來表示路面交通信息比較直觀，如可以用不同顏色表示道路某一路段或某 一車道在某一時(shí)段（如前 2 2 分鐘、5 5 分鐘、1 1 小時(shí)等）的實(shí)時(shí)平均車速、平均流 量或擁堵（服務(wù)）水平，也可以用不同寬度的線段表示上述交通信息。用表格的 方式，則可將道路交通各類信息統(tǒng)計(jì)成報(bào)表，得到準(zhǔn)確的定量數(shù)據(jù)。3、系統(tǒng)容錯(cuò)能力、安全措施和可擴(kuò)展性交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和安全措施是系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。系統(tǒng)容錯(cuò)能力:7由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由四

24、大部分組成，即交通信息采集、處理與分析、發(fā)布和數(shù)據(jù) 庫四個(gè)部分，因此系統(tǒng)可能出現(xiàn)其中一部分與另一部分發(fā)生信息中斷，為此，一方面應(yīng)在系統(tǒng)維護(hù)上提供強(qiáng)大的功能支持，如配置維護(hù)模塊、網(wǎng)絡(luò)性能檢測模塊 等；另一方面要在各檢測器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份；同時(shí)采用降效技術(shù)（所謂降效技術(shù)是指相對(duì)于計(jì)算機(jī)自動(dòng)高效的數(shù)據(jù)備份技術(shù)而采取的低效 率的數(shù)據(jù)備份技術(shù)），即在其他子系統(tǒng)中一旦系統(tǒng)發(fā)生中斷， 則在各子系統(tǒng)中也 要有臨時(shí)存儲(chǔ)有限實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的功能，待系統(tǒng)恢復(fù)后重新進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，盡量降低 損失和誤差。安全措施:主要涉及一是保密措施，為此要求自動(dòng)提取數(shù)據(jù)和自動(dòng)實(shí)時(shí)發(fā)布數(shù)據(jù)。 前者 可保證在原有系統(tǒng)正常運(yùn)行情

25、況下實(shí)現(xiàn)提取，不需人機(jī)交互操作，增強(qiáng)系統(tǒng)安全性；后者在公共信息通過專用通道自動(dòng)實(shí)時(shí)發(fā)布時(shí)，也不需要人機(jī)交互，從而防止一般用戶的信息傳入。二是數(shù)據(jù)安全。采集的數(shù)據(jù)要在前置機(jī)部分按標(biāo)準(zhǔn)格式 進(jìn)行傳輸，從而保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩?；接收的?shù)據(jù)要能夠自動(dòng)進(jìn)行分析、 補(bǔ)充 丟失和損壞的數(shù)據(jù)；利用數(shù)據(jù)備份和降效技術(shù)對(duì)故障出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。 三是操作 系統(tǒng)安全。要求操作系統(tǒng)穩(wěn)定、占用服務(wù)器系統(tǒng)資源少，應(yīng)用效率高，盡可能防 止非法用戶侵入和病毒感染；客戶端操作系統(tǒng)還要有良好的人機(jī)界面和可操作 性。四是開發(fā)和支持軟件平臺(tái)的安全以及數(shù)據(jù)庫的安全等。除容錯(cuò)能力和安全措施外，系統(tǒng)還應(yīng)在可擴(kuò)展性、開放性、靈活性、穩(wěn)定性 等方

26、面，滿足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息的正常運(yùn)行和日后的擴(kuò)展 （包括與其他系統(tǒng)信息的融 合和集成）。4 4、開發(fā)建設(shè)北京市道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)現(xiàn)狀情況北京市道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)是在現(xiàn)狀交通管理控制和檢測系統(tǒng)的基 礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)開發(fā)建設(shè)。目前市區(qū)道路交通流信息采集的手段主要有與24240 0 個(gè)路口信號(hào)控制系統(tǒng)相配套的 14001400 多個(gè)地面檢測線圈，通過將在這些信號(hào)燈 路口上所采集的機(jī)動(dòng)車交通流量、車速等交通信息在進(jìn)入信號(hào)控制上端系統(tǒng)前， 直接提取存入外掛數(shù)據(jù)庫；在二、三環(huán)路上設(shè)置的近200200 套微波和視頻檢測器，環(huán)路上可以獲得實(shí)時(shí)的機(jī)動(dòng)車車速、 流量、占有率等各種交通流數(shù)據(jù)；在前三門 大街一

27、條線上設(shè)置有 5 5 個(gè)路口、1010 個(gè)斷面、2020 套牌照識(shí)別系統(tǒng)，用以計(jì)算機(jī)動(dòng) 車在該條路道路上的旅行時(shí)間；在 300300 多個(gè)路口設(shè)置了車輛違章檢測設(shè)備，提 供車輛違章信息（目前信息存儲(chǔ)在下端硬盤中，由交通管理人員定期去提?。?。 除此之外還有路面值勤民警定時(shí)或?qū)崟r(shí)報(bào)告路況交通，“ 122122 群眾報(bào)警信息等由交通指揮中心及時(shí)輸入指揮調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于采集信息各子系統(tǒng)都是分別開發(fā)建設(shè)，尚沒有統(tǒng)一的要求，沒有形成信 息的融合，因此信息處理與分析僅停留在各系統(tǒng)分別獨(dú)立運(yùn)行和獨(dú)立應(yīng)用， 尚未 形成一個(gè)完整的信息處理系統(tǒng)。8對(duì)外信息發(fā)布手段目前有交通廣播電臺(tái)報(bào)告實(shí)時(shí)路況信息；北京電視臺(tái)每

28、天有 5 5 分鐘的 紅綠燈”交通電視節(jié)目播放重要交通信息；路面上設(shè)置有八塊大型可 變信息情報(bào)板（VMSVMS）向駕駛員提供交通信息。但由于尚未建立道路交通流實(shí)時(shí) 動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)，所提供的交通信息只能是靜態(tài)的、 非實(shí)時(shí)的、定性描述路面狀況 （如是否正常、有無擁堵等）的交通信息，也可以說是道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息的 雛形。道路交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)（一期）開發(fā)建設(shè)的主要內(nèi)容和功能根據(jù)北京道路交通特點(diǎn)和交通信息采集、處理、發(fā)布的現(xiàn)狀情況，市區(qū)道路 交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)（一期）將在統(tǒng)籌規(guī)劃系統(tǒng)總體方案的基礎(chǔ)上， 在四環(huán) 路以內(nèi)充分利用現(xiàn)有交通流采集手段，應(yīng)用交通地理信息系統(tǒng)（ GISGIS ）技術(shù)和綜

29、合信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)交通流信息的高度整合和共享，開發(fā)和擴(kuò)展對(duì)外信息發(fā)布系統(tǒng)。一是交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息采集子系統(tǒng)。由于城市快速路與城市其他道路有著明 顯的交通特征差異（前者由于全立交機(jī)動(dòng)車是連續(xù)流，后者信號(hào)控制機(jī)動(dòng)車是間 斷流），因此信息采集方式上分為兩大部分，即快速路（二、三、四環(huán)路及相關(guān) 快速聯(lián)絡(luò)線）的交通信息采集和四環(huán)路以內(nèi)城市主干道交通信息采集?？焖俾方煌ㄐ畔⒉杉酉到y(tǒng)：根據(jù)快速路全立交、無信號(hào)燈、連續(xù)機(jī)動(dòng)車流的特點(diǎn)，在道路上一定間隔（每 30300 0米一一 0000 米）設(shè)置一處檢測斷面，同時(shí)在進(jìn)出口設(shè)置相應(yīng)的檢測點(diǎn)。檢測 設(shè)備主要采用微波、視頻或超聲波檢測設(shè)備，其傳輸采用光纖或無線通訊方式

30、解 決。其優(yōu)點(diǎn)是不受路面交通影響，維護(hù)相對(duì)簡單，檢測的交通數(shù)據(jù)是斷面的車速、流量、占有率等，由于檢測斷面足夠多，可視為全線檢測。城市主干道交通信息采集子系統(tǒng)：北京市區(qū)四環(huán)路以內(nèi)的城市主干道 2222 條約 130130 公里，有相關(guān)信號(hào)燈路口近 20200 0處，這些道路交通信息采集主要手段是依靠信號(hào)控制系統(tǒng)配套設(shè)置的地面檢 測線圈，根據(jù)信號(hào)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，線圈原則上埋設(shè)在交叉路口的出口位置， 所檢測的交通信息除交通流量以外，道路平均車速與占有率等均通過信號(hào)控制系 統(tǒng)內(nèi)部軟件計(jì)算而來。就目前北京市信號(hào)控制系統(tǒng)工作狀況， 尚不能得到比較符合實(shí)際的車速等信息，為彌補(bǔ)這一不足，除地面檢測線圈直接

31、檢測機(jī)動(dòng)車流量并 通過信號(hào)控制系統(tǒng)外掛數(shù)據(jù)庫提供給道路交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)外，在這些主要道路上將間隔（一般 3 34 4 個(gè)路口）設(shè)置牌照識(shí)別測定旅行時(shí)間系統(tǒng)，通過記 錄上游路口車輛牌照，下游路口去捕捉檢測，從而計(jì)算出這一段路平均旅行時(shí)間， 進(jìn)而得到平均車輛行駛速度。除此之外，在這些道路上安設(shè)的違章檢測儀通過技 術(shù)加工，可以實(shí)現(xiàn)視頻檢測和數(shù)據(jù)回傳功能， 從而可獲得補(bǔ)充的交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) 信息，這些信息將用來校驗(yàn)地面檢測線圈和牌照識(shí)別系統(tǒng)所采集的交通數(shù)據(jù)的真 實(shí)性和可靠性，也可用來做為備份采集的手段。二是交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息的處理與分析子系統(tǒng)主要是根據(jù)采集數(shù)據(jù)量及處理分析和發(fā)布的需求，在軟件上配置應(yīng)用

32、服務(wù) 器、數(shù)9據(jù)庫服務(wù)器、相應(yīng)的工作站及終端機(jī)。在數(shù)據(jù)上，根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求， 開發(fā)相應(yīng)的運(yùn)行支持軟件和相應(yīng)的程序、用戶界面等。在處理與分析子系統(tǒng)中根 據(jù)交通管理的需要，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、 深層次的加工處理，生成相應(yīng) 的用戶界面，主要功能是在 GISGIS 地圖上，通過不同的顏色圖標(biāo)表示道路運(yùn)行中實(shí) 際機(jī)動(dòng)車的車速和流量變化情況。實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)不斷與數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行 對(duì)比，一旦發(fā)生比較大的變化（如某一時(shí)刻交通情況與同一時(shí)刻前四周平均值比 較，變化顯著）或在 GISGIS 地圖上顯示車速在某一路段上、下游（或進(jìn)、出口）顏 色差異（即車速或流量差異）較大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提示有異常情況。該子 系統(tǒng)還可以通過數(shù)據(jù)分析得到更及時(shí)、定量的交通信息，如給出道路機(jī)動(dòng)車運(yùn)行 時(shí)間（在系統(tǒng)檢測范圍內(nèi)），即可通過起、止點(diǎn)進(jìn)行查詢，得到道路運(yùn)行時(shí)間等。三是交通實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息發(fā)布子系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)總體方案，信息發(fā)布子