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智能交通信息平台设计的决策研究--以杭州市为例
作者：Xu Bina ,Chen Xiaohongb, Lin Hangfeic, Yang Chaoc
摘要
本文对于杭州智能交通信息平台的设计提出了核心目标，并且规划中国都市智能交通的主要任务，提出了智能交通系统功能和城市智能交通信息平台建设的技术实现的条件。首先，分析了杭州智能交通建设的现状和随着目前全球发展而言的存在的问题，其次，分析了建设智能交通目的，指出智能交通系统的用户及其需求。基于用户的需求分析设计平台系统结构包括基本交通信息采集子系统、交通信息交换与共享、智能交通仿真和交通信息服务。同时，详细介绍了对各个子系统的功能，提出了平台建设中的关键技术，如多分辨率方法，GIS（地理信息系统-运输）的设计，海量数据的实时分析与处理技术，面向决策的交通分析工具等，该智能平台的设计为中国城市智能交通平台建设提供了有益的借鉴作用。
关键词：智能交通 智能交通信息平台 交通地理信息系统 多尺度模拟
1：介绍
如今人们普遍承认，智能交通系统在促进城市发展中发挥着重要的作用。中国交通在城市化和机动化的双重压力下，我国大部分城市需要建立一个信息完整的智能交通体系。考虑到我国基础设施建设的现状和交通运输技术，本文给出了所需技术的技能和决策，可为交通规划和建设科学的决策提供支持。而凭借强大的金融支持和良好的发展基础，杭州市智能交通已由国家发展和改革委员会作为其建设模式的第十五年计划。
本文重点论述了杭州市智能交通建设的原则，包括建立的目的用户需求分析，整体系统的结构和功能以及关键技术应用，分别阐述如下。它的目的是为其他中国城市智能交通建设提供宝贵的经验。
2：现状分析
信息共享作为智能交通信息平台的研究与应用其核心组成部分，在西方发达国家不同部门间的信息共享通过法律、政策担保、组织机制等，如英国UTMC欧盟的TRIDENT, INFORTEN,SMITH，在日本的VICS，美国的ADUS, IEN...中国一些城市如北京，上海，广州和深圳由于有机会举办世界范围的公共活动，通过于收集、处理、存储和共享传输信息，提供全面多用户运输信息服务及政府支持，已经完成了交通信息平台设计的研究。智能交通其在不同地区和国家的模式，可以总结为三个方面：政府引导，规划先行，分步实施。一般而言，智能交通的建立和发展是在其现有完整交通共享信息平台上，而进一步发展。然而，在智能交通建设的过程中，有许多城市在智能交通建设的过程中其部门缺乏沟通，导致缺乏信息交换和共享，从而减缓了其发展。从而证明智能交通信息平台的的重要性。在未来的发展趋势，注意对智能交通信息平台的研究是十分必要的。
在国家第十个五年计划当中，杭州投入了大量人力物力建设智能交通系统，杭州有着强大的经济力量和得天独厚的地理优势，近几年的智能交通建设取得了很大的成就，尤其是杭州在综合运输信息系统，复合运输控制系统，智能化运输管理系统和先进的公共交通系统，以及在数量和质量等智能交通基础设施作为交通信号控制设施，交通工具，公共交通电子板、视频监控设备在全国一直处于领先地位。各种先进的智能运输技术已成功地应用于其运输行业，如交通局的全球定位系统的交通定位技术，公交公司的公共交通费电子收费技术、交警的视频监控技术、浮动车检测技术，区域协调与控制技术。然而，杭州仍然在其智能交通建设布局与可持续发展中有不足。一些个别的系统还未被整合，信息未交换，数据未共享，综合分析和各种传输数据决策功能难以实现，导致资源利用的不足。基于对相关信息的深入调查、研究和分析，杭州的发展确定了五大问题。首先，系统集成度是不够的，分割明显。其次，信息交流和数据共享是相当困难的。第三，资源利用率和系统的功能是有限的。第四，部门之间的合作是不健全的利益冲突严重。最后，最高管理层的服务和辅助决策不够。
3：目标
通过分析现有的问题，完善杭州市智能交通信息平台建设的主要方向有如下几点：
通过缓解矛盾，巨大的智能交通投资建设和信息利用率低下，加强部门间的信息共享。通过解决综合运输体系中各个部门分割化管理之间的矛盾，交通运输部门促进政府决策和处理重大事件的能力。通过加强交通规划、建设和管理，使之更加科学化。通过质量数据在线分析和传输要求，有效地使用标准地图、模型和数据定量分析与评价。通过提供多层次的交通信息服务，提高市民的出行质量。通过推进杭州建设和发展，实现其作为一个模范的作用。
4：需求分析
信息系统建设需要对用户进行分类和需求分析。按照相关部门的基本业务和信息需求，杭州市的智能交通信息平台用户可以分为四个集团：交通运输业、交通运输业技术部门、公共用户、系统运营经理。用户的详细分类，更准确是交通信息平台的整体业务更准确的保障。
4.1 决策支持
除了杭州的政府部门之外，那些为政府部门提供意见支持如负责运输规划、设计的政府部门的行政人员，市政建设委员会，市通信局，交通警察支队，公共交通公司和城市管理办公室。那些部门也希望更好地利用交通基础设施，提高运输管理效率，安全和环境与提供的有用的共享信息平台。同时，他们更喜欢丰富、准确、及时的交通信息，使交通运输更加科学合理，交通运输规划更加严谨，运输管理规定更加的规范。
4.2 技术支持
杭州综合通信研究院、科研院所和施工单位的下属企业和机构的运输功能中，都具有大量的技术人员，进行具体运输计划和完成管理任务。他们可以为智能交通信息平台的建立提供可靠的基础设施数据，实时和历史交通信息以及专业研究工具，如运输数据和仿真分析，这有助于智能交通的规划有着较高的工作效率和质量。
4.3 公共信息服务
公共信息服务主要是看面对的交通用户，其中包括专业司机和普通游客，前者更喜欢实时道路交通信息，最好选择最便捷的路线和最便捷的个人服务在确保安全，方便，经济的情况下。后者注重安全性、便利性、经济性和他们的旅行时的最佳路线的变化，最经济的方式旅行，舒适的运输服务。
4.4 系统运行与管理
系统运行和管理主要由专业人员进行处理。杭州定期专业人员负责智能交通系统管理和维护，，也确保了智能交通信息服务的可用性和时效性。
5：系统平台结构
5.1 总体框架
杭州市综合交通研究的中心，即基本的交通信息采集子系统、交通信息交换和共享子系统、智能交通仿真子系统、交通信息服务子系统及通信与传输网。基础交通信息采集子系统对于整个系统，这也是数据源。传输信息交换和共享子系统交通数据交换的关键。智能交通仿真子系统是该系统的重要工具后台应用系统。传输信息服务子系统主要适用于数据输出端。通信和传输网络支撑整个系统运行。
交通影响分析的辅助工具
交通信息查询服务
数据查询与分析
标准地图更新维护
公共交通的士调度分析
基本数据录入报告
道路管制定量分析
其他接入系统
数据采集
基本交通信息采集子系统
其他平台信息与系统
交通信息交换与传播平台
交通信息查询服务
通信与传输网络
智能交通仿真子系统
宏观模拟
介观模拟
微观模拟
月度年度报告
公共层面
决策层面
技术层面
图1.杭州市智能交通信息平台系统结构
5.2 主要功能
系统设计方法是基于分析了有不同类型的用户，发现他们对各子系统的功能有不同的需求。如何实现他们的解释如下。
5.2.1 基本运输信息采集子系统
基本的交通信息采集子系统的主要功能包括：建筑的接入方式把现有的数据来自各种资源和预处理后，增加了交通数据采集的数量，从而选择设备的类型，预处理所收集的原始数据，并定义存储格式所有的基本传输数据等。
5.2.2 交通信息交换与共享子系统
该子系统的核心功能是从其他子系统中筛选出共享数据，并将它们集成原本多样性和不一致性的数据。由于是基于包含最新的组织的数据库和历史数据，数据连接的具有有效性和合理性，可以保证数据避免冗余。利用模糊分析、神经网络等数据挖掘技术学习和预测，各种数据分析和数据的处理过程可以进一步进行开采，由于有着丰富的资源，可以制定支持智能交通其决策的政策。同时，该子系统可以提供不同格式的数据，并通过对各种类型的用户设置权限分层方法，满足用户的安全性，保证数据的安全性，数据共享的互操作性。此外，该子系统还保留了基本的地理信息，动态交通数据和系统管理配置参数。
5.2.3 智能交通仿真子系统
智能交通仿真系统的发展在智能化的第二次移植宏模拟、介观模拟和微观仿真模型现有软件。维护人员的主要职责是维护宏模型，校准细观仿真模型的参数和微观仿真模型的验证。该子系统的主要功能包括：
- 动态参数校准
基于动态地理信息系统平台的数据在杭州，动态参数校准的目的是发展模拟软件二次并对软件的动态参数进行标定。动态参数参考道路通行能力、交通流量、车速、交叉口通行能力、道路阻抗函数（例如BPR函数，Akcelik功能、物流功能等）。
- 宏观模拟
宏观模拟是基于传统的交通规划软件开发子系统的方法的第二次。它有助于设计规划软件和交通信息交换的接口共享平台数据库，整合动态流量检测数据，静态规划模型，封装规划软件，采用复杂的模型和算法在服务，并应用地理信息系统技术，以确保非专业建模人员可以输入关键参数规划软件在客户端并以专题地图的格式呈现输出。
- 介观模拟
基于FCD数据和检测数据，动态参数的校准输出自动引入介观模拟模型，然后，将模型计算结果存入数据库新的道路网状态估计资源，以提高流量估计的准确性（例如，没有探测器的道路段，使用的输出的介观模拟模型来计算参数如交通流，车辆速度等）。
（4）微观模拟
与交通微观模拟系统相结合，可以建立专业网站系统发布更新传输模拟视频，智能交通相关专业人士和交通规划技术人员可在线观看或下载，以用来确定交通问题。
- 模拟模型维护
技术员负责定期维护模拟模型，这意味着要维护宏观模拟，介观模拟和微观模拟模型的原始数据，以及这些仿真输出的模型。
- 模拟平台维护
系统维护技术员负责模拟系统运行和仿真模型库保养来确保设备的可用性与持续性。
5.2.4 运输信息服务子系统
通过网站、大屏幕、触摸屏，该子系统提供各种类型多层次的信息服务
，主要服务于决策、业务发展和公共服务。该子系统某些模块的功能可以满足不同用户的特殊需求。这些功能都是交通运输工具、交通数据查询统计分析、标准地图维护和更新、道路管制定量分析工具，TIA的辅助工具，公交车和出租车的运行分析，原始数据的输入进口设备、公共信息服务等。各种模块功能的细节如下：
- 运输月度报告
它主要服务于市政建设委员会及其直属机构、部门外杭州市高层决策机构系统单元、高层决策机构，也为公众提供查询服务。它也用大量的图表说明杭州交通运输供给、需求、运作，反映公共交通，出租车和停车服务道路的实时交通状况，此外，它可有关运输部门作出以科学决策，提高效率。
- 交通数据查询统计分析
它主要服务于市政建设委员会的规划部门，如杭州综合交通运输研究中心，还将分析结果提供交通警察局、公路运输局及一些研究协会。其主要功能是开发在线数据应用系统，充分利用交通数据分析了不同时间、指标、参数等组合，提供各种查询规划制定的统计分析，运输研究。
（3）标准地图的维护和更新
此功能服务于交通运输中心。通过GIS-T技术综合运输杭州市相关设施的基础设施及相关信息，建立统一的地图数据库支持数据采集，仿真和功能的实现。
（4）道路管
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