维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第３期 西南民族大学学报・自然科学版 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ－Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ 文章编号：１ ００３－２８４３（２００７）０３－０６５２－０６ 一种基于智能信息平台的ＩＴＳ系统设计方案 唐晓静，琚生根，周刚 （四川大学计算机学院，四川成都６１００６４） 摘要：对目前智能交通系统（ＩＴｓ）的各方面需求作了深入的分析，提出了使用信息平台结构对交通管理信息进行高效 率传递的机制，对其中重要的模块阐述了其总体的设计思路，分析了在信息平台架构下ＩＴＳ智能信息平台能够高效率 满足用户需求的相关原理．信息平台传递交通管理信息的可行性与效率在模拟实验中得到了初步验证． 关键字：智能；交通管理信息；信息平台 中图分类号：ＴＰ３９ｌ 文献标识码：Ａ １智能信息平台分析 １．１功能需求 智能信息平台是ＩＴＳ主要信息平台，它是交通管理信息传递的核心枢纽，几乎所有的交通管理信息都要经 过此平台进行处理与转发．因此，此信，皂、平台的稳定性与高效性是整个系统能否成功的关键．下面将具体分析智 能信息平台的功能需求． 】．城市交通管 部门需求 （１）及时准确的反应城市交通状况 城市交管部门是整个系统的主要开发、维护机构，在整个系统中起到最重要的作用，也是整个系统最直接 的用户，通过系统，他们可以及时准确地对城市的交通状况进行及时的把握与估计，他们可以知道一些路段的 车流量与道路的堵塞情况，十字路口的违章情况，甚至还可以对城市事故易发路段的进行实时监控，事故自动 报警等功能．并且自动地记录事故发生的过程，简化交通事故处理的难度． （２）简化违法、违章车辆监控 通过智能信息平台可以对所有违章车辆进行实时监控，城市的某一处前端系统发现违章车辆的牌照后，就 将牌照发送到指挥中心进行比对，如果确认此车辆有关相的纪录，则通知前总端系统着手进行处理，指挥人员 就可以通过电子地 找到最近的执法人员，并通知人员执行处理，还可以根据发现违章、违法车辆地点，自动 由系统推算出车辆下一步可能要走的路线，指挥人员可以根据实际的情况组织拦截． （３）系统维护的简单化 ＩＴＳ是一个庞大而且复杂的系统，涉及到多个子系统以及多种前端的设备．要让这一系统正确而且有序的工 作是件相当复杂的事情，因此，此系统必须要有故障的自我检测与１次复的能力，当出现系统问题后，必须可以 快速的定位出故障发生的地点，寻出找解决故障的方案． （４）人员职能的单一化 智能信息平台必须将工作人员的职能进行单一化，分工明确才能提高人员与设备的利用率，这样才能更加 快捷的进行服务． （５）提供部门问信息共享的机制和技术手段 通过建立合理的利益协 封机制，以及数据接口、标准规范、通信协议的统一定义，实现各相关部门的信息共享． 收稿日期：２００７．０２．２９ 作者简介：唐晓静（１９７８．），女，￣ｑ）Ｕｌ大学汁算机学院硕士生；琚生根（１９７０－），男， 川大学汁算机学院讲师；周Ｎ￣１（１９６３一），男，四Ｊ 大学汁算机学院高级工程师，研究方向为汁算机控制． 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期 唐晓静等：一种基于智能信息平台的ＩＴＳ系统设计方案 ６５３ ２．为相关业务部门提供决策支持 通过对多来源渠道的数据进行集成、融合、加工处理，生成能够满足相关部门业务需要的信息，为其科学 决策提供支持． （１）城市交通综合决策部门需要通过各部门采集的数据，为制定城市交通的综合性决策提供依据． （２）交通管理部门从相关部门获取新建道路信息，及时进行标志标线和交通控制设备的设计施工及安装． 从相关部门获取道路施工信息、重大活动信息、勤务信息，及ｕ－，ｊＮ定相应的交通管制措施和交通控制方案．从 公交部门获取公交车辆运营信息，为制定公交优先控制策略提供依据．通过与高速公路运营管理部门的协调， 向城市道路出行者提供高速公路运行状况信息． （３）公共交通运营管理部门通过从相关部门获得影响运营的道路施工信息、重大活动安排信息、交通路况信 息、交通管制信息，制定运营｛Ｊ封整方案，通过新建道路信息，新建小区信息以及其它造成客流变化的信息，为 开、调、延线提供依据．通过实时交通状况信息，为公交车辆的运营调度提供有力支持．通过与其它运输方式运 营管理部门的协调，及时应对特殊情况，为乘客提供全面的公交信息服务． １＿】＿３可以面向社会服务 （１）为企事业单位运营管理、研究开发提供数据支持和策依据． 实时的交通运行状况信息为道路运输企业的运营组织与调度提供依据道路交通流的长期历史数据为相关科 研机构的研究提供数据支持和研究基础． （２）普通市民需求 为社会公众提供全方位、综合性的交通信息服务，提供信息服务的方式和载体比如：交通信息服务网站、 交通信息广播电台、交通信息咨询服务热线电话、交通信息亭、个人数字助理（ＰＤＡ）、车载信息终端、数字广 播、信息服务的内容． ． １．２前端支持 前端系统的主要功能包括逃费车辆识别、违章车辆识别与记录、非法车辆识别与记录、堵塞状况识别与分 析、交通事故识别与记录这５大部分．这５种应用对应着安装在前端系统上的应用软件系统中包含的５个功能 模块．并不是所有的前端系统都必须安装这５个功能模块，具体需要哪些模块应该视前端系统的应片ｊ场合而定． 这５个功能模块所对应的详细功能和应用场合描述如下： １．２．１ 逃费车辆识别 安装有逃费车辆识别模块的前端系统一般架设在进出城市的交通要道、收费站或者城市内的ＪＪｕ，ｔ￣ｔ站入Ｅｌ位 置，系统安装位置有一个统一的特征，即从长时问角度来看，车辆必须经过并且停靠的地理位置． １．２．２违章车辆识别与记录 安装有违章车辆识别与记录模块的前端系统一般架设在城市内的各路Ｅｌ、路段，系统安装位置有一个统一 特征，即该地理位置交通规则明确，但是会经常发生违反交通规则的情况．通常的违章行为包括超速、超载、 闯红灯、逆行、违章停车等，该模块根据系统架设位置的交通规则对过往车辆的行为进行识别，如果发现违章 行为则记录该车辆目标违章的视频数据，并识别该车辆的牌照号码，将分析结果发送回指挥中心记录．对存放 于指挥中心数据库的违章记录，由管理人员进行相关处理，通知违章车辆的驾驶员自行到相关部门接受处罚和 教育．对于长时问不接受处罚的车辆，可由逃费车辆识别模块进行辨认． １．２．３非法车辆识别与记录 安装有非法车辆识别与记录模块的前端系统一般架设在城市内的各路Ｅｌ、路段，通常可以与逃费车辆识别 模块或违章车辆识别与记录模块安装在Ｉ叫一个前端系统中． １．２．４堵塞状况识别与分析 安装有堵塞状况识别与分析模块的前端系统一般架设在城市内的各路Ｅｌ、路段．堵塞状况一般可以分为通 畅、一般堵塞、严重堵塞几个大的等级，也可以用车辆的排队长度、平均等待时间、平均旅行时间等连续参量 来描述．该模块对堵塞状况进行识别和分析，并将分析结果发送回指挥中心，指挥人员可以在实时或准实时的 在电子地 上看到各道路的堵塞状况，不Ｉ—Ｊ程度的堵塞可以用不Ｉ司的颜色表示．指挥人员根据电子地【到提供的 图形信息对警员进行调度，使他们及时对堵塞的道路进行疏导，并通过广播等手段通知驾驶员尽量避开堵塞路 段行驶，从而达到高效率交通管制的目的． １．２．５交通事故识别与记录 安装有交通事故识别与记录模块的前端系统一般架设在城市内的事故多发地段．交通事故一般可以分为追 维普资讯 http://www.cqvip.com ６５４ 西南民族大学学报・自然科学版 第３３卷 尾、对撞、侧面碰撞等．该模块对事故进行识别和分析，记录与事故相关的视频数据，并将报警信息和视频数 据发送回指挥中心，指挥人员能够及时的在电子地 上看到发生事故的地点，并可以选择查看相关视频数据， 确认发生交通事故后，视具体情况通知值勤警员前往处理或通知救护人员前往抢救受伤人员．被确认事故的相 上面这５个模块为实现智能交通管制的前端功能模块，它们之中有一些共同的信息提取模块，这些模块可 （１）视频捕获模块：该模块用于自动捕获摄像头提供的视频数据，该模块的功能是基础性的，在所有前端系 （２）牌照识别模块：该模块用于对图像中的车辆牌照进行定位、校正、字符分割、识别，从牌照图像识别其 牌照号码．该模块会被逃费车辆识别模块、违章车辆识别与记录模块、非法车辆识别与记录模块、交通事故识 别与记录模块引用，因为这些功能模块都需要对车辆牌照进行识别，如果在堵塞状况识别与分析模块采用统计平 均旅行时问的方案，则也需要对牌照识别模块进行引用．该模块几乎出现在所有的前端系统中，其地位是核心的． （３）车辆目标定位及车型识别模块：该模块用于对 像中的车辆目标进行个体分割，并识别其外形特征．该 模块会被非法车辆识别与记录模块引用，因为对非法车辆的识别必须使用牌照与车型综合识别的技术；该模块 也会被违章车辆识＝；｝０与记录模块引用，虽然确定车辆目标的违章行为不需要识别具体的车辆类型，但对部分复 杂的违章行为作出判断仍然需要准确的车辆目标分割、定位操作；该模块也会被交通事故识别与记录模块引用， 因为识别交通事故必须以准确的车辆目标分割、定位为基础；如果在堵塞状况识别与分析模块中使用测量排队 （４）车辆速度测量模块：该模块用于对多帧 像中的Ｉ刮一车辆目标进行配准，并对车辆行驶速度进行计算．该 模块被违章车辆识别与记录模块、堵塞状况识别与分析模块、交通事故识别与记录模块引用，因为这些功能模 块需要测量车辆目标的速度．违章车辆识别与记录模块可以使用该模块识别超速车辆；堵塞状况识别与分析模 块可以使用该模块对堵塞状况进行估计；交通事故识别与记录模块可以使用所测量的车辆速度变化判断是否出 （５）网络通信模块：该模块用于完成前端系统与指挥中心监控系统的通信功能，该模块的功能是基础性的， ｆ／ ｌ羚妻按鉴 外的其它所 ／ ／／／ 一 一 ？ 、 、一■ ，～～～～、 —～ ＿． 一、 ＿＇．． － …＿ ＞。： ≤ ｌ＼ 、 ～ … ／ 。／＿ｆ／ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期 唐晓静等：一种基于智能信息平台的ＩＴＳ系统设计方案 ６５５ 图中实线代表数据流方向，虚线代表控制关系 ２智能信息平台设计 以智能信息平台为分析对象，下面分别对它的几个子系统进行分析．智能信息平台按照交互的前端系统不 Ｉ司可以分为（１）逃费车辆处理模块；（２）违章车辆处理模块；（３）城市堵塞处理模块；（４）城市交通事故处理模块． ２．１违章车辆处理 车辆违章处理子系统是针对城市车辆的违章情况而设计的，车辆违章子系统主要由下面的几个部分组成， 一是前端违章车辆别系统，它采用基于视觉的方法，通过系统采集到的 象信息对路口交通状况进行分析，一 旦发现有车辆违反路口的交通规则，则纪录下来此车的车牌照号码，并立即将车牌照号码发送到智能信息平台， 做出相应的处理．二是智能信息车辆违章处理子系统，它收到前端系统识别到的违章车牌以后，根据相关的规 定进行处理，并将纪录保存到数据库．还要通过一定的形式（电话、邮件、或者短信息）告知此车的车主应当到最 近地点缴纳相关费用． （１）系统参与者：违章车辆识别前端、逃费车辆识别系统、指挥中心数据库、城市交通信息管理席位． （２）用例：发回违车辆车牌、广播违章车辆信息、纪录违信息、更新交通规则等（详见用例 ）． 图２违章车辆处理用例图 图３违章统计席位界面 （３）违章统计席位界面 可以读取数据库中的纪录统计一段时问内一个路口的违章情况进行统计，并且根据违章的次数将，违章的 次数分成几个不 的等级，根据不 等级，我们应该根据不Ｉ—Ｊ等级采取不Ｉ—Ｊ的措施来减少事故发生的概率． ２．２堵塞状况处理 城市堵塞状况分析与处理子系统主要用于分析城市交通拥挤状况，实时反映城市里各个路段的车流量情况， 识别塞车情况，并根据具体的情况分析解决的方案，并提供交通预警支持，将城市的交通状况实时公布，并且 估算出可能发生堵塞的路段，并将这些信息通过通讯手段通知附近路段的车主，以避免进一步堵塞的发生．如 果堵塞已经发生则系统将堵塞情况报告成指挥中心的监控人员，监控人员根据发生堵塞的位置找出最近可以解 决问题的人员前往解决，排除堵塞． （１）系统参与者：时问参与者、指挥中心的监控席位、前端堵塞识别系统、指挥中心监控席位、交通管理人 员． （２）用例分析：时问促发堵塞统计，智能信息平台读取车流量数据，转发流量数据到席位． 维普资讯 http://www.cqvip.com ６５６ 西南民族大学学报・自然科学版 第３３卷 指挥中心智能信息平台 一＠／， 、 ，上／ 取牟流置 — ／ ／ ——、＜ ．＼、、々发流量数 ／ 图４堵塞状况处理用例图 图５堵塞状况判断界面 （３）堵塞情况判断． 地图上显示的放置有摄像头的地方堵塞情况，我们根据车流量的情况不同，将堵塞分成了几个不同的等级． Ａ：交通顺畅，无堵车现象；Ｂ：车辆较慢，但无堵塞；Ｃ：轻微堵塞；Ｄ：可以通行；Ｅ：无法通行． ２－３非法车辆处理 非法车辆主要包括犯罪逃逸车辆、被盗车辆、报废车辆等，我们的前端识别系统经过的车辆的车牌信息进 行识别，并将识别的车辆牌照信息发送到智能信息平台进行查询，如果车辆的信息不合法，则些车被认为是非 法车辆，系统会将发现非法车辆的信息发送到指挥中心的监控席位，并通知监控人员发现非法车辆的位置，并 且根据发现的位置计算出车辆所有可能的逃路线，交管人员就可调动警力进行拦截．系统参与者包括非法车辆 识别前端系统、指挥中心数据库、非法车辆监控席位、城市交通管制人员，交警． ２．４交通事故处理 交通事故的发生具有偶然性，不可能知道哪个时问、哪个地点会发生交通事故，因此前端识别系统根据采 集的内容进行检测，如果发现了可能是交通事故的情况，则将这一消息发送给智能信息平台，智能信息平台得 到通知以后，将事故的相关信息保存到数据库供监控人员调用，并且将事故的提示发送到监控席位，经过监控 席位确认是发生事故以后，将事故通知相关部门进行处理，由于系统已经将事故发生的相关数据进行存档，因 此，大大简单了事故处理的难度 ‘ （１）系统参与者：交通事故识前端系统、指挥中心数据库、监控人员、监控席位． （２）用例：事故识别前端报告信息平台发生交通事故，智能信息平台自动对事故发生时的数据进行取证，智 能信息平台要求指挥中心监控系统进行确认，保存相关数据到服务器 指挥中心智能信息平台 、＼、 一 、一～～－一 ～一 １， ／ ＼＼ ’（ ／ ／一 ／，， Ｉ 一一 一 ＼ ＼— 一 ｉ 厂 ｆ（通知控制台） ／Ｙ』 一 ｆ ／ ／ ／ 一一 一，ｆ 一 ：（技回矗呦结果） ＼、｜ 一、 ／／ ——ｆ 、§ …图６非法车辆处理用例图 图７交通事故处理用例图 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期 唐晓静等：一种基于智能信息平台的ＩＴＳ系统设计方案 ６５７ ２．５逃费车辆处理 车辆的逃费是指车辆逃避应该缴纳的年检费、养路费或逃避罚款等．该模块用于对过往车辆的牌照进行识 别，并将识别结果发送回指挥中心，由指挥中心的数据库服务器完成相关查询，并将查询结果发送回前端系统． 如果该系统安装在收费站，管制人员通过显示器上的识别结果判断车辆是否逃费，如果是逃费车辆则进行相关 处罚，并通过前端系统进行记录，前端系统将处罚结果发送回指挥中心保存；如果该系统安装在加油站入口， 则由指挥中心的指挥人员根据识别结果得知逃费车辆进入加油站的消息，由指挥人员通过通信设备通知就近的 值勤警员前往拦截并处罚，警员将处罚结果告知指挥人员，由指挥或管理人员对数据库进行相关修改． 参考文献： ［１１ ］ＴＡＫＡＨＡＳＨＩ Ａ，ＮＩＮＯＭＩＹＡ Ｙ Ｍｏｄｅｌ—Ｂａｓｅｄ Ｌａｎｅ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ［Ｃ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｖｅｈｉｃｌｅ’９６，２０２—２０６，１ ９９６． 【２】 ＢＲＩＡＮ ＡＲＬＳＯＮ．Ｖｉｓｉｏｎ Ｍａｋｅｓ Ｔｒａｆｉｆｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ，１９９７，ｌ ２（２）：５４－５６． ［３］王荣．智能交通系统中一些算法的研究与实现【Ｄ］．四川大学２００ｌ届汁算机学院硕士研究生学位论文． ［４］杨东凯，吴今培，张其善．智能交通系统及其信息化模型［Ｊ］．北京航空航天大学学报，２０００，２６（３）：２７０。２７３ 【５】李满春，任建武，陈刚．ＧＩＳ设汁与实现．科学出版社，２００３．４． ［６ 史其信．中国智能交通系统（６］ＩＴＳ）发展战略［Ｊ］．ＩＴＳ通 ｌ ９９９（１）：２－８． ［７］李江．现代道路交通管理［Ｍ］．北京：人民交通出版社，９０００．１＿ ［８】刘智勇．智能交通控制理论及应用［Ｍ】．北京：科学出版社，２００３．５． Ａ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ＩＴＳ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＴＡＮＧ Ｘｉａｏ—Ｊｉｎｇ，ＪＵ Ｓｈｅｎｇ—ｇｅｎ，ＺＨＯＵ Ｇａｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００６４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ａｎａｌｉｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ（ＩＴＳ），ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｍａｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｓ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａｓ ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｏｄｕｌｅｓ．Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｏｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ；ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ
