在飞行流量管理方面，飞行流量管理系统通过与辅助决策系统相结合，构成了人工智能辅助决策系统的飞行流量管理模块。该模块主要通过计算飞行流量来避免飞行流量的冲突，进而根据分析结果进行航班的排序。从具体的应用情况来看，首先，飞行流量的计算需要大量的原始数据，而这些数据既包含了历史数据，也包含了实时数据。同时，由于这些数据是来自于空域、机场和气象等多个方面的复杂信息，所以系统需要建立相应的飞行流量管理数据库，从而保证数据的准确性和及时性，进而保证飞行流量计算结果的可靠性。其次，在进行飞行流量计算时，系统利用了飞行动力学计算原理。根据数据库的信息，系统对飞机的四维飞行轨迹进行了计算，从而可以得知飞机的降落时间和降落地点。这样，系统就可以得出任意航段和交汇点在任意时间的飞行架次，进而列出潜在的飞行流量冲突信息。再者，在得知以上信息后，系统需要对这些信息进行分析，从而进行航班的排序，进而避免飞行流量的冲突。在排序方面，系统不仅可以实现飞行计划的过程仿真，还可以找出空域资源的“空闲”状态，进而利用该状态，进行航班和起降顺序的调整。而具体的排序原则有两个，一是优先级排序，二是全排列。其中，优先排序是按照一定的标准给这些航班拟定优先级，然后按照优先顺序进行航班的排序。而优先级的拟定标准有很多，比如飞行任务、机型、机场和时间等因素，都可以成为优先级的拟定标准。全排列原则是对冲突的航班进行全排列，从而根据每一次排列的延误损失，选择损失最小的排序方法。相比较来说，全排序法虽然较为科学，但是系统需要承担的运算量较大，因此会占用系统较多的内存资源。
2人工智能技术在飞行冲突探测与解脱管理方面的应用
人工智能技术的应用可以使空中交通管理系统具有高智能化的特征，从而满足飞行冲突与解脱管理方案自动生成的需要。具体来说，实现这一功能的模块是飞行冲突探测与解脱辅助决策模块，而该模块是由冲突探测与解脱系统和辅助决策系统组成的。该模块不但可以实现飞行冲突的预测，还可以为管制人员提供飞行冲突调配的决策方案，从而减轻管制人员的压力，帮助他们做出正确的决定。所以，该系统的应用，弥补了人类与机器各自存在的不足，从而有效的避免了因人为失误或机械故障而造成的飞行事故。从原理角度来看，系统首先通过分析飞行冲突情况来制定可能的解脱方案，然后根据航空器优先级分类方法和冲突类型判定法等多种规则，进行方案的选择和排除。在这一推理过程中，为了保证系统推理的有效性，系统需要根据大量的规则来进行方案的推理选择。而这些规则，则要被统一存入知识库系统中。这样，管制人员只要在平时做好知识库系统的更新和维护，就能够保证系统推理的有效性，从而根据系统提供的方案，来进行飞行冲突航班的排序。
3结论
1．1智能车辆管理系统功能(1)车辆管理．其主要功能有:车辆信息采集、分类;车辆权限管理(包括车辆禁、放行);车辆报警;对进出校园的车辆实现快速识别，提高车辆通行效率;车辆收费;车辆服务;车辆应急处理．(2)道路监视．对校园全部出入口、主要交通要道和停车场实行24小时监控，随时掌握道路状况，保证道路畅通．(3)预留接口，以便今后与其他系统集成．
1．2设计原则本系统设计方案中遵循稳定性、实用性、先进性、可靠性、开放性、规范性、扩展性、易操作性、安全性、易维护性和高度兼容性等原则．
1．3设计依据本系统依据《中华人民共和国道路交通安全法》、《广东省道路交通安全条例》、《华南师范大学交通秩序管理规定》、其他相关国标及部标等相关规定．
2系统的构建
整个智能交通管理系统应用在校园宽带网络之上，系统主要由交通管理中心、车辆进出口管理终端、无线对讲系统和道路视频监控系统组成．
2．1系统结构图系统的结构图见图1．车辆进出口终端采集车辆进出数据;视频监控终端采集视频信息;无线通信系统保证指挥调度顺畅;车辆数据及视频信息通过校园网传送到交通管理中心，交通管理中心负责处理信息(包含利用GIS实现地理定位)、在大屏幕显示信息、存储信息及事件处置。
2．2车辆出入管理系统车辆出入管理系统集感应式IC卡(校园卡)技术、远距离智能识别技术、车牌识别、视频监控、图像识别处理及自动控制技术于一体，实现车辆出入的全自动化管理，即对车辆出入控制、核查、显示及校对车型、车牌等进行科学而可靠的管理．系统采用了国际上领先的远距离无线识别技术和双卡认证技术，其实用性、先进性、安全可靠性、性价比较高．车辆出入管理系统布局图见图2．车辆出入管理系统功能:(1)基本功能．具有远距离智能车卡、月租卡、临时卡、管理卡和特权卡等各种管理权限和工作模式，可根据要求设置成不收费或分时段计时收费方式，不停车收费(ETC)．(2)远距离智能识别功能．校内车辆或月保车辆若配备远距离识别智能车卡(放在前挡风玻璃处)，该车进、出校区无须停车刷卡，离出入口4米左右，系统会远距离识别，自动抬闸放行．(3)自动出卡功能．对于临时进入小区卡的发放，采用自动出卡机自动出卡(人工发放亦可)．(4)中文显示功能．采用高亮度LED显示屏，全中文显示操作提示、时间、卡有效期、收费金额以及问候、祝福的相关信息．(5)语音提示功能．正常操作可提示“请取卡”、“欢迎入场”、“一路顺风”等相关信息，误操作或非法操作则给出相应提示．(6)对讲功能．在管理中心安装对讲主机，各出入口安装对讲分机，保证各出入口和管理中心的联络．(7)车牌自动识别功能．本系统可同时启用车牌自动识别功能，即车辆出入时系统自动识别车牌号码，并连带核对入场时IC卡号，以增强车辆身份管理．(8)图像识别功能．在车辆出入时，自动摄取车辆外型、颜色、车牌号码等图像信息，可对比识别并存储供查阅．(9)双卡认证功能．车辆出场时，对车辆和驾车人双重认证，避免车辆被非法盗走．(10)防砸车功能．采用专用技术配合车辆检测器实现防砸人、车功能．
2．3视频监控系统视频监控系统主要部署在出入口、停车场、主干道及危险点上．整个系统的网络结构见图3．(1)视频监控系统遵循NGN网络架构．①控制流与业务承载流相分离;②业务流不依靠流媒体服务器转发，克服系统瓶颈;③更高的系统稳健性:核心服务器故障，业务可正常运行;④模块化结构，便于系统升级和新业务开展;⑤可平滑扩容，适合大规模部署．(2)系统特点．①标准的全IP架构［6］;②显示清晰．一次编码，全网数字化，提供端到端的高清晰动态图像，实现所见既所得，可以把校园监控清晰地进行大屏显示，采用H．264/AVC编码标准［7］;③使用方便．前端云台、摄像头、报警器和广播等高速响应，以快速控制现场，方便校园网的监控需求;④存储可靠．专业、稳定可靠的存储，实现端到端的集中存储，集中管理和综合利用，在校园出现意外情况时，可以安全可靠调用所需图像．
2．4交通中心管理系统华南师范大学石牌校区交通管理中心作为华南师范大学保卫处的事件处理中心、调度中心和数据中心，是整个项目建设的核心．它包括了基础环境、信息系统集成、大屏幕电视墙以及系统操作平台的建设．基础环境按现在常规的标准建设．这里主要描述大屏幕电视墙系统的建设．整个大屏幕显示系统的建设要求整体设计美观、大方、合理，充分显示现代化的特点并与大厅格调及工作性质相融合．大屏幕显示系统能显示从网络送来的各种信息，局域网上任意一台PC、工作站和服务器都可以大屏幕作为自己的虚拟，对监控信息、信号、电子地图(GIS)、图像胶片、照片和摄像机等多种图像信号进行投影、放大、播放和下载．大屏幕显示系统主要由投影显示部分、信号处理部分和控制终端组成，可对视频信号、音频信号和各种计算机图像信号进行综合展示，形成一个查询准确、显示全面、操作便捷、管理高效和美观实用的综合监控管理系统．为了节省投资及运行成本，大屏幕系统不采用传统的DLP投影显示系统，而是采用通用的6块55英寸的高清晰液晶监视器，以2*3排列方式组成一面布局平衡的大屏幕显示墙．
2．5视频、语音报警系统本系统利用校园网络技术在校园实现以下功能:(1)报警系统集成到校园的整个安防系统中，实现与视频监控系统、电子地图及其他系统进行报警联动．(2)实现多路电话进行排队显示主叫号码并显示报警地点．(3)数据网络系统，能实现多条件录音和视频查询、播放．(4)可以同时接受多起报警，系统自动排队接入系统，并进行录音，同时根据警力分布情况进行出警调度．(5)可远程进行语音报警录音和视频查询，并且主机可控制终端的开机与挂机．
3结束语
关键词：智能交通路口控制器MPC8245Uclinux
近年来，随着我国经济的发展，城市的交通拥挤问题日趋严重，因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。智能交通系统（ITS）在这种背景下应运而生。
智能交通要求路口向控制中心实时提供图像和数据信息，并能够独立执行一些复杂的算法。但是目前国内的路通控制器大多采用单片机作为处理器，只能执行定时算法，以RS232或者RS485作为通讯方式，根本无法满足智能交通对于路口控制器的要求；而国外的路口控制器（如西门子公司的2070和美国的EAGLE）不能适合中国国情，且价格昂贵，操作不方便。因此研究开发出适合中国国情、性能价格比高的路口控制器成为一项特别紧迫的任务。
本课题组开发的TCS－0602智能交通路口控制器满足了国内智能交通发展的要求。本文将从路口控制器在智能交通中的作用、TCS－0602的硬件体系、软件体系和最后的运行结果四个方面来进行说明。。
1智能交通路口控制器在智能交通中的作用
智能交通网络结构如图1所示。当网络正常工作时，共享数据库通过光缆收集控制器预处理过的图像和数据信息，在控制中心通过相应的数学模型进行预测、诱导和控制[2～4]，然后将控制参数下载到智能交通路口控制器，由它控制交通指示牌和交通信号灯，来实现整个系统的最优控制策略。当智能交通路口控制器不能跟控制中心通讯的时候，它可以根据当地检测到的交通流量和历史数据的数学模型进行基于该路口的局域最优控制。当发生事故和其它特殊情况时，还可以通过手动实现路口的控制。所以在智能交通中，智能交通路口控制器是一个收集数据和实现控制的平台。它需要完成以下任务：（1）与控制中心通过光缆进行通讯；（2）执行交通控制算法；（3）接收摄像机图像；（4）与微波检测仪通讯；（5）与地感线圈通讯；（6）控制交通信号灯；（7）控制交通指示牌。
2智能交通路口控制器的硬件体系结构
智能交通控制器需要执行繁重的通讯和算法处理，对处理器的通讯和运算速度有很高的要求，摩托罗拉公司的MPC8245能够满足这些要求。MPC8245具有强大的通讯和运算能力[5]，可以通过TI16C554等串口芯片扩展多个RS232串口，和多个外设通过串口进行通讯?鸦可以连接多达4个PCI设备，还可以通过以太网或者电话线进行网络通讯。由于MPC8245可以运行在300MHz，因此可以满足很多智能交通算法的需求。
智能交通控制器硬件框图如图2所示，MPC8245扩展了32MSDRAM和4MFLASH存储器，其中，4MFLASH用来存储Linux内核和应用程序,32M的SDRAM在系统运行的时候存储Linux的内核和应用程序。违章抓拍控制器通过PCI总线接口芯片PLX9030接入MPC8245，系统可以兼容各种不同的违章抓拍控制器，通过编写不同的驱动程序来实现。以太网控制器通过以太网接口芯片CS8900A接入MPC8245，可以接入Internet，加入光线接口就可以实现光纤通讯。通过MPC8245的UART口扩展了一片16C554，扩展出了四个串口，分别接入液晶控制器、交通灯控制器、交通指示牌控制器和传感器。液晶控制器用来设定或者修改智能路口控制器控制参数，而且还可以通过手动直接控制交通灯。交通灯的控制是直接控制交通灯，接收来自MPC8245的参数设定，比如路口数、红绿灯时间等，并控制交通灯。交通指示牌是用来提供交通信息的大屏幕，MPC8245接收来自控制中心的交通信息，并将这些信息送到交通指示牌控制器，显示在大屏幕上，用来疏导交通。检测设备在目前交通控制中的作用越来越重要，各种检测设备不但种类繁多，而且新产品不断涌现，因此TCS－0602预留了包括串口在内的多种接口方式。
3智能交通路口控制器的软件体系
作者开发的智能交通路口控制软件建立在Uclinux操作系统之上。Linux内核是一种源码开放的操作系统，采用模块化的设计。在此只保留了必需的功能模块，删除了冗余的的功能模块，并对内核重新编译，从而使系统运行所需的硬件资源显著减少。因此将其应用于智能交通路口控制器的设计，具有代码量小、运行消耗系统资源少、可靠性高等优点，适应了智能交通路口控制器对于操作系统的要求。
智能交通控制器应用软件由四个通讯协议模块和五个算法模块构成。四个通讯模块分别是：违章处理协议、控制中心通讯协议、串口通讯协议和流量数据采集协议。五种控制算法模块分别是：定时控制模块、感应控制模块、多时段控制模块、黄闪控制模块和绿波带控制模块。图3给出了基于Uclinux的智能路通控制器的软件工作流程。
在传统的交通管理工作中，往往都是在数学模型的基础上，利用最优算法产生的一套管理体系。这种管理工作中通常都为了更好的简化和解决某些问题受到技术限制。究其原因，这种简化管理策略与城市尤其是大型城市的交通非线性、瞬变性和动态特征相悖，在很大程度上这些传统交通管理控制策略无法应对瞬时多变的交通实际状况。传统交通管理策略的应用缺陷:首先，传统的交通管理策略通常看似采用了最优方法，实际上这些管理策略往往都并非最优策略，反而存在着很多意料之外的问题，进而造成了交通管理混乱，引发各种交通问题。其次，在大规模城市交通管理中，由于城市交通流量的变化及突发状况的增加，使得这些交通数据经常产生无法及时有效的传输实时数据的现象。再次，面对日益变化的城市交通路线以及迅速扩大的城市规模，传统的交通管理系统经常出现无法及时根据道路实际状况进行调整的问题，导致管理策略与现实不符。最后，对于各种突发性问题，传统的交通管理系统并没有相关的突发事故应急能力，这个时候往往都需要大量的人工干预来进行管理。
鉴于上述交通管理工作中存在的种种不足和缺陷，为了更好的简化交通管理系统流程，完善交通管理工作流程，在传统管理模型的基础上进行优化计算来实现适时、有效的交通管理控制体系显然是不现实的。此时，我们需要将目光脱离传统的交通管理流程，从新的技术角度入手去研究交通管理新流程，从而实现交通管理工作的有序、科学。面对这种情况，以智能交通系统为核心的交通控制系统应运而生，然而时至今日仍然有不少单位虽然看似引入了人工智能技术，但是面对复杂的技术标准和设备操作要求，不少工作人员就显得有点无力了。但是事实证明，这种做法是成功的，它虽然在交通管理领域工作人员操作上存在问题，但是在系统应用效果中有着巨大优势。基于此，我们可以从下面两个角度去分析智能协作技术在交通管理中的应用。首先，由于城市交通状况本身有着复杂、非线性且瞬时多变的特征，同时交通管理人员又高度要求信息传输的实时性、瞬时性，这个时候对整个城市交通管理系统实现最佳控制显然是不可能的，只能要求整个城市交通保持在最合理、最有序的状态。其次，在智能协作技术在交通管理中的应用上，局部合理与整体合力并不存在相悖的问题，但是当产生这种问题的时候我们可以从局部入手进行协商，通过协作的方式来解决各种相悖问题，从而确保交通管理工作的有序开展。
2智能协作技术在交通管理中的具体应用研究
通过对我国传统交通管理工作存在的问题和特征研究，采用多个不同功能的智能技术来协作控制交通工作可谓是一种合理、有效的管理方法，这一技术是基于智能协作为核心的新型交通管理系统，具体应用策略如下。
2.1系统建设
交通信号灯作为当今交通管理控制的主要手段，也是城市交通的基础管理措施，在整个城市交通控制系统中一直发挥着不可替代的重要作用。因此在这里研究中，我们主要以路通灯的控制为基础来阐述智能协作技术的应用情况。为了更好、更方便的叙述这一系统优势，我们这里不妨将信号灯的应用设为如下情况。(1)路口是交通系统的基本控制单位。一个城市的交通系统主要由路口1,路口2,…,路口n共n个路口及连接这些路口的所有道路组成。(2)各方向红绿灯基本周期相同,记周期开始时刻为t=0,1,2,…；(3)Li(t)为描述t时刻等候在i路口的车辆数量的向量。Li(t)=(Xi(t),Yi(t),…),其中Xi(t),Yi(t),…分别表示t时刻等候在i路口的不同方向的等候车队长度。Li(t)为状态变量。(4)X′,Y′,…分别表示系统设定的不同方向等候车队长度的阈值。一旦某方向的等候车队长度超过阈值,则agent开始协商、协作以使等候车队长度低于或尽量接近于此阈值。此阈值可根据具体情况动态修改。(5)g(t)为在t时刻开始的周期中绿灯亮所占的比例,此为控制变量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系统并非用于处理这种简化假设—它恰恰是为了解决传统交通控制过于简化交通模型的问题而设计的;本文也不拟对此假设所涉及的变量进行精确建模和计算。对于复杂的实际情况和更多的功能需求,可以相应增加agent的知识库内容及感知器的复杂度。这些都不影响对系统基本结构和工作原理的阐述。
2.2系统设计
目前，虽然智能协作技术已经在交通管理领域得到广泛的应用，但是仍然有不少地方需要我们深入研究和探讨。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不断发生、交通问题越来越复杂的今天，建立健全交通管理机制势在必行。在这里的智能协作技术应用中，具体的设计策略如下。
2.2.1系统结构
系统的整体结构如图1所示。系统中包括两类agent:一个区域控制主题(AreaControlAgent,简记为ACA)和多个路口控制agent(CrossContro-lAgent,简记为CCA)。其中,每个路口控制agent可与邻近的agent通信,并与唯一的区域控制agent相连。下面分别对这两类agent加以介绍。
2.2.2路口控制agent(CCA)
路口控制agent是典型的协同型agent,即所有的CCA有着共同的全局目标—使得区域交通畅通,同时每个CCA也有与全局目标一致的局部目标—尽量使本路通畅通。城市中的每个路口有且仅有一个CCA。CCA的基本功能是:根据路通状况动态调整g(t),即一个周期内的红绿灯配时方案,使得本路口的等候车队长度Li(t+1)尽量取最小值,同时使Li每个分量(Xi(t),Yi(t),…)均小于系统设定的阈值。并每个周期向相邻CCA及所从属的ACA发送当前路口状态信息。当Li的某个分量(如Xi)高于所预定的值阈X′时,该CCA根据其邻近4个CCA及路口的状态,发出协作请求。例如:请求其上游路口i的CCA在t1时刻减少gi(t2),或请求其下游路口j的CCA在t2时刻增加gj(t2)等,以确保路口的畅通。当CCA收到邻近CCA的协作请求时,也可以根据自身状况及当前路口状况,接受、协商或拒绝。此外,CCA还接受ACA所发出的控制指令和策略调整指令。路口控制agent的结构如图2所示:所有路口控制agent有着相同的结构。包括控制模块、推理机、感知器、执行模块、状态栏、知识库、路口模型等部分。
2.2.3区域控制
区域控制agent负责协调、指挥所管辖的CCA,并收集、分析、整理所辖CCA定期发送的路口状态报告。在通常情况下,CCA享有很高的自治性,ACA不干涉CCA对本路口的交通控制,以及CCA之间的协商协作行为。在具体的管理工作中，一旦发生如下情况，我们可以迅速的通过智能协作技术命令来实现交通管理工作。首先，突发事件的发生，比如有消防车、救护车等特殊车辆要通过某种特定的车道的时候，交通管理部门可以利用CAC强制命令该路段所有路口的交通灯全部亮绿灯，从而确保这类车辆的迅速通过。其次，发现区域路段出现严重负载不平衡现象的时候，可以在全局工作角度上去控制和分析，并合理的进行修正与处理。
3结束语
为了解决我国城市的交通问题,改善城市交通系统的性能,一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现,另一方面需要通过采用科学的管理手段,把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能,从而改善整个道路交通的管理效率,提高道路设施的利用率,实现城市交通管理的科学性和有效性。
一、智能交通发展的现状
一方面,北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统;另一方面,国家加大了自主开发的步伐,如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS,上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等;1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会,秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心,代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动,现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外,我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”,并逐步推广到全国100多个城市。
1．1总体方案
城市智能交通管理及决策依据的研究，意在以车联网技术、ZigBee无线传感器网络技术、GPS定位及测速技术、GPRS数传技术、RFID射频识别技术等技术手段，以车载终端、公交车站点终端、智能手机、远程监控PC终端作为信息采集和查询的终端载体，辅助交通管理部门、公交调度公司、道路管理处等部门，研究优化公共交通工具调度、道路改扩建优化的决策依据和方法。
1．2系统结构
系统分公交车终端、Taxi终端、私家车终端、公交站点终端，及前台应用和后台数据库服务器几部分。车载终端通过ZigBee网络采集安全及空闲状态数据，通过GPS提供实时位置、速度信息，并通过GPRS网络传给服务器。公交站点终端通过Zig-Bee网络采集大气环境数据、车流量信息，并通过网络传递给服务器。同时，系统还可以与停车场智能管理系统对接，为机动车司机提供停车场信息服务。系统研究的基础需要建立在一套基于车联网技术的智能交通管理平台上。
2系统主要研究内容
系统主要包括交通管理和道路优化两个方面。交通管理方面:主要包括公交车辆的实时运行监控机制、公交调度自动化机制、行人候车服务、行人自助打车机制、周边停车场信息联动机制、交通事故上报及处理自动化机制、道路意见上报自动化机制、实时天气服务、实时路况服务、道路维护信息机制等。道路优化方面:主要依据实时路况信息、各公交站点上下班人数及时间统计，及通过车载终端上报的交通事故和道路意见、停车场的分布及动态使用情况，数据汇入道路优化专家系统，经过数据挖掘，分析易拥堵路段、易发生交通事故路段、上下班高峰期及人口出行密集区域，以及市民交通成本分析、城市交通状态的发展趋势分析，最终形成交道优化的智能决策依据。综合上述两大方面，系统重点研究内容如下:
2．1智能候车服务
通过电子站牌，即公交站点智能终端，提供准确的公交车辆预到站服务，还可以提供实时路况查询、智能打车、天气状况等服务。
2．2公交车实时运行监控机制
基于物联网、ZigBee和传感器技术，采集可燃气体、门窗安全状态、各站点各时间段行人上下车情况、实时车位及车速等信息，供司机、公交调度人员控制车辆及调度提供依据;可为司机提供到达某站计划用时与实际用时的比较服务。
2．3公交智能调度机制
查看某线路所有在运行车辆的位置信息，可提前估算出下一班车到达时间，如压车严重、车辆抛锚等情况，可提前做出调度方案，提高乘坐公共交通工具乘客的满意度。
2．4智能自助打车机制
通过智能手机、公交站点智能终端，可以实时查看周边出租车的位置和状态，并且进行实时连线呼叫，立刻就可以得到出租车司机的回复，无需中转，可操作性强。减少出租车司机寻找客源的时间、油耗。
2．5实时路况服务
提供实时路况查询服务，为行人、车主提供交通状况参考，及时选择合适的出行路线，避免拥堵，提升道路的综合利用率。
2．6动态停车场信息服务
为机动车司机提供周边停车场信息服务，包括位置、距离、规模、空位数、收费情况等。减少司机问路误时、无处停车而违章停车等现象。
2．7交通事故快速定位、排除、预警机制
由过往车辆车主通过智能终端平台进行事故上报，由后台交警部门的远程监控中心快速定位及处理。当车辆即将到达交通事故发生地时，车载智能终端提前提示司机前方发生事故，提前做好准备。
2．8道路优化意见上报机制
所有车主都可以通过智能车载终端提交对道路优化信息的机制和方法，操作便捷。交通管理部门可对信息进行汇总，发现同一地点上报频率高的意见则重点考虑。
2．9道路维护信息机制
车主可通过智能车载终端直接查看道路维护信息的机制和方法，并在即将进入道路维修或封闭路段时，提前给予提醒，以便车主及时、正确地选择其他路线，避免交通堵塞。
2．10智能交通专家系统
系统研究意在通过大量的数据采集，深入挖掘，发现规律，给出道路优化的决策依据，减少人力成本和过多的主观因素影响。
3核心技术及解决方案
3．1实时路况建模
以GPS位置、车速、车流量、道路本身参数，构建精准的实时路况模型，要比仅以车速建模的实时路况信息更为准确。
3．2海量数据采集
公交车数据采集:包括上下车人数、公交安全监测、位置信息三部分。上下车人数:采用红外对射和13．56MRFID读卡器，统计公交车某时刻经由某站刷卡人数和上下车人数，并计算车上在乘人数，为计算上下班出行高峰、居住和工作密集区、公交车调度方案等提供数据依据，为等候公交的乘客提供公交剩余载客能力信息;公交安全监测:通过红外对射或反射传感器检测后门是否关闭;通过MQ2烟雾和可燃气体检测传感器检测是否有可燃气体泄漏，或者在无人情况时发生自然等;位置信息:采用GPS模块，为等候公交的乘客提供最近一班公交的位置信息，乘客可以有更多更好的选择。公交站点数据采集:包括环境数据和车流量两部分。环境数据:采用DHT11温湿度传感器采集温湿度，采用MQ135空气污染传感器采集当前环境质量。结合网络上的天气预报，一同为行人提供穿衣指数、出行建议;车流量数据采集:采用RFID射频识别技术统计车流量信息，为实时路况提供数据支持。出租车数据采集:包括乘客监测和位置信息两部分。乘客监测:采用人体红外检测传感器，为智能打车提供周边出租车状态信息;位置信息:采用GPS模块，为智能打车提供周边出租车位置信息。车辆定位及测速:以车载终端附带的GPS模块，提供车位、车速的检测，为实时路况提供数据支持。
3．3GPS信息采集及分析
采集的GPS数据分析是基于NMEA-0183标准协议。车载终端GPS信息采集模块选用了U-blox公司的GPS模块NEO-6系列，支持NMEA-0183和UBX二进制协议，定位精度＜2．5m，支持SBAS，可控误差＜2m。本系统中，根据NMEA-0183协议完成对GPS定位和测速信息的采集和分析。NMEA-0183格式以“”开始，其中常用的语句有6句，本系统主要使用了GPRMC和GPVTG。GPRMC为推荐定位信息，其中包含了GPS应用程序所需的时间、日期、位置、方向和速度等数据，是最常用的一条语句。数据样例如下:$GPRMC，161227．467，A，3721．2473，N，12157．3413，E，0．17，307．63，120578，*13＜CR＞＜LF＞，
3．4数据帧格式定义及分析
传感器数据、ZigBee数据、RFID数据、GPRS数据等都封装成固定格式协议，便于数据的汇总和分析。GPS参考NMEA-0183数据协议。
4．5ZigBee无线传感网络搭建
分为传感器模块和ZigBee节点两层架构。传感器模块，以STM8单片机进行传感器数据采集，输出都是或者转化为数字量及开关量，以串口TTL电平传给ZigBee节点。ZigBee节点，基于最流行的TI公司的CC2530芯片，支持最流行的Zig-Bee2007协议栈。ZigBee节点采用星形网络拓扑结构。
3．6数据无线传输
传感器数据采集后，以ZigBee无线网络传递给嵌入式网关。嵌入式网关将传感器数据、GPS数据、RFID数据，以GPRS移动网络方式与后台服务器之间进行数据传输，采用UDP协议，并自行定义数据帧格式。
3．7GPRS2．5G业务数据传输
1)GPRS网络数传车载终端与服务器的通信选用GPRS网络为主。GPRS模块与车载终端处理器的通信通过串口完成，处理器向GPRS模块发送AT指令以及数据。GPRS模块连接网络后利用TCP/UDP协议与数据服务器和应用服务器进行无线通信。车载终端通过GPRS模块实现Internet的无线接入，将车载终端要发送的数据通过GPRS模块无线发给中国移动GPRS网络的内部服务器中，然后再传递到事先设定的Internet上某IP地址处，即本系统中的远程服务器。远程服务也可以向车载终端返回数据，或者对车载终端实施远程控制。系统在这里对传输的数据定义了一套协议，便于数据的后续处理。
2)网络连接使用GPRS无线设备做数传的时候，在连接到外部数据网时通常有两种方法:方法一:拨号上网:常见的如拨ATD*99＊＊＊#。方法二:指定Server的IP地址、Port端口号，使用特定的AT指令来连接到外部的数据网，即Internet。两种方式各有特点:拨号上网方式采用的是外部协议栈，需要用户自己实现PPP、TCP、UDP等协议栈。第二种方式则采用模块自带的协议栈，用户的底层应用程序不需要实现上述较为复杂的协议栈。二者各有优缺点。采用第一种方式，实现起来较为复杂，但是使用灵活，用户的数据封装比较灵活，可以适应用户的特殊应用。采用第二种方式，由于自身带有完备的通信协议栈，所以用户实现起来较为简单但成本较高，数据的封装格式也较为固定。
3)流量控制为了节省GPRS网络流量，从传输协议、数据编码、协议格式、数据库操作四个方面做个全面考虑。传输协议:GPRS网络按流量计费，发送数据包由“IP头+UDP/TCP头+应用数据”构成。由于UDP头比TCP头小12字节，并且TCP协议还需要三次握手等额外开销，所以实际上数据传输效率UDP要比TCP高。通过应用层中超时重传等功能完全可以满足对UDP协议中少量丢包情况的处理。数据编码:ASCII数据经过编码体积将大大减少，但编解码都需要时间，也就是需要牺牲一些CPU的处理能力。折中处理，进行简单编码，某些字段内容用字段编号代替。协议格式:应用数据需要按照协议规定进行组织，采用可变长度的数据协议，可以节省很多空间。数据库操作:部分数据如公交乘客信息，可在到达终点时一次性写入数据库服务器，而无需每到一站就传输一次。
4)永久在线保活机制GPRS是声称永久在线的，但是如果己连接链路长时间没有数据传送，会自动压缩带宽，或者把网络断开，也就是形成虚链接。由于每次GPRS接入Internet时，GPRS模块都会获得一个动态IP地址，每一次GPRS网络地址都不一样。所以在这种情况下，一旦连接断开，则服务器必然无法识别终端。心跳包就是为了保证每次建立的临时连接，在数据传输过程中不改变。本系统中的保活检测就是定时发心跳包产生流量，维持数据链路。当需长时间收发数据时，需要保证终端在线，否则一旦网络连接断开，将会导致数据传输过程失败。如何判断连接是否正常，一般采用定时发送简单的通信包即心跳包，如果在指定时间段内未收到响应，则判断连接已经断开。出于效率的考虑，采用客户端主动向服务器端发送心跳包的方式实现在线保活机制。考虑到资费问题，心跳包长度无需过长。在有数据收发发生时，无需发送心跳包;只有无操作时，才发送心跳包。在发送心跳包过程中，需要保证一旦有接收的数据过来，立即跳转至接收处理程序，暂停心跳发送。不主动收发数据时，每5分钟一个心跳包，全天24小时在线仅需耗费10K左右的流量。且在信号较弱、无法连接服务器时，支持延迟机制，重要数据可先保存，等信号稳定后再发送。
4结语
摘 要 本文对地理信息系统（GIS）作为城市智能交通管理系统的共用信息平台的可能性进行了分析，提出了系统总体架构及GIS平台的基本功能，指出系统存在的问题及可能的解决方案。关键词 GIS 共用信息平台 智能交通管理系统 1 背景 为了解决我国城市的交通问题，改善城市交通系统的性能，一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现，另一方面需要通过采用科学的管理手段，把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能，从而改善整个道路交通的管理效率，提高道路设施的利用率，实现城市交通管理的科学性和有效性。 城市智能交通管理系统由多个子系统组成，各个子系统的信息需求复杂多样，但有一些信息是可以共享的，通过共用信息平台可以使这部分信息增值，而且整个智能交通管理系统的信息通过共用信息平台的统一存储、组织、处理，能够更有效地保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据冗余，提高系统中信息的利用率和传输速度。2 以GIS作为共用信息平台 智能交通管理系统主要包括视频监控系统、电子警察系统、110／122接处警系统、车辆运营管理系统、路口控制系统、公共交通系统、GPS系统、交通诱导系统等。对整个系统而言，应充分发挥子系统的作用，并做到无缝集成。 地理信息系统(GIS:Geographic Information Sys-tem或Geo－Information System)作为一种综合处理和分析空间数据的技术系统，能够有效地对地球空间数据进行采集、存储、检索、建模、分析和输出。它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来。众所周知，交通信息与地理位置密切相关，利用GIS技术构筑智能交通管理系统的共用信息平台，不但能够使交通信息在空间上直观明了地显示出来，并能为这些信息的深层次挖掘和后续信息服务及辅助决策提供空间属性上的支持。 信息是智能交通管理系统中重要的基本元素，也是联接各个子系统的纽带。通常把交通信息划分为两类：静态交通信息和动态交通信息。静态交通信息是指包括道路信息、交通附属设施信息、停车场信息、车辆管理信息等随时间变化较小的信息，它又可以分为基础数据(如道路路网数据等)和历史数据(如车辆违章历史数据等)；动态信息主要指各类实时采集到的交通信息，如交通流量信息、视频监控信息、公交车位置信息等。利用GIS可对以上所有数据进行集成管理。针对智能交通管理系统对信息要求的特点，建立专属的地理信息数据库，通过网络互联与分布式数据库系统建立GIS平台。GIS作为整个系统的协调者，对数据和应用进行管理。图1所示为地理信息系统在智能交通管理系统环境下的集成。3 系统的技术框架 3．1 系统的总体架构 根据信息平台的一般架构，结合考虑GIS作为智能交通管理系统共用平台的要求，系统可采用三层体系结构： (1）客户端。指的是信息平台的用户主体，包括道路使用者、道路建设者、交通管理者、运营管理者、公共安全负责部门、相关团体等。具体的服务对象由系统的建设者决定。 (2）应用服务层。以GIS作为城市交通智能管理系统的信息平台，由各个交通管理子系统采集交通数据，将这些原始数据以规定的格式返回，再对数据进行分类、抽取、挖掘和融合等处理，在数据存储的同时，将不同的信息按照规范的协议给相应的应用子系统。同时提供多种静态和动态交通信息查询接口，满足这些外部系统的交通信息需求。 (3）数据管理层。存储系统所需的基础数据，提供平台与各子系统之间的信息接口。基于GIS平台的城市智能交通管理系统的组成如图2所示： 3．2 GIS共用平台的基本功能
