基于移動互聯網的實時路況采集與發布系統方案

西安通信學院　解云虹　向　陽　陳利菊

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基于移動互聯網的實時路況采集與發布系統方案

西安通信學院解云虹向陽陳利菊

【摘要】傳統的智能交通系統數據采集需要投入大量的資金和設備，發布的內容沒有針對性。本文介紹一種基于移動互聯網的實時路況采集與發布系統，系統通過大量具有GPS功能的智能手機終端采集數據獲取交通信息，系統服務器端通過交通參與者提交的位置數據、通過計算交通參與者實時速度、和車流量計算交通狀況。相較于以往智能交通系統，不僅可以節約系統成本，而且用戶可以獲取個性化的定制信息。

【關鍵詞】實時路況；采集；發布；移動互聯網；智能交通系統

近年來，隨著我國社會經濟的快速發展和城鎮化水平的提高，城市的規模不斷的擴大，機動車持有量迅猛增長，給交通特別是城市交通帶來了新的問題，其中交通擁堵和交通事故帶來的問題尤其顯著，我國很多大中城市普遍存在著道路運輸效率低下、交通道路擁擠、交通事故頻繁發生的現象。雖然近幾年來城市道路建設突飛猛進，但基礎設施建設速度落后于車輛增長速度。中國機動車保有量約5000萬輛，大城市機動車保有量增長率15%，而城市道路每年僅增長3-5%；單純擴充城市道路基礎設施遠不能解決問題，如何有效地利用先進的技術來緩解交通擁堵和解決行車安全問題乃當務之急。

智能交通系統（Intelligent Transport System或者Intelligent Transportation System，簡稱ITS）的前身是智能車輛道路系統（Intelligent Vehicle highway system，IVHS），智能交通系統將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術以及計算機處理技術等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統[1][2]。它通過人、車、路的和諧、密切配合提高交通運輸效率，緩解交通阻塞，提高路網通過能力，減少交通事故，降低能源消耗，減輕環境污染。智能交通系統是目前為止公認解決交通擁堵問題最切實可行有效的方法之一，不僅能夠有效地提高交通系統整體的運行效率，還能夠顯著地降低交通擁堵和交通事故發生的次數[3]。

但是，傳統的智能交通系統存在一定問題。傳統智能交通系統中交通信息采集采用的方法主要有：人工輸入、GPS車載導航儀器、車輛通行電子信息卡、攝像頭、紅外雷達檢測器和線圈檢測器等，數據采集需要投入大量的資金和設備，并需要在道路和路口施工，在已有道路上進行施工，會嚴重影響道路的交通，增加道路的擁堵，另外采集到的數據大部分都屬于模擬數據，對于后期的信息處理造成很大的困難。傳統智能交通系統中交通信息發布的主要方法有：車載終端、廣播、路側廣播、電子情報板和電話服務臺等。在這些發布方式中，基本上所有的發布方式都是屬于廣播發布，發布的內容沒有針對性，如果用戶需要特定的個性化交通信息，則只能通過電話服務臺的方式進行索取，對于行駛中的客戶來說使用該方式很不方便，同時信息發布方也要付出很高的成本。

1　基于移動互聯網的實時路況采集與發布系統

隨著移動互聯網的發展和大量具有GPS功能的智能手機等終端的出現，為智能交通系統中實時交通信息的采集、處理和發布提供了全新的可能。基于移動互聯網，我們提出一種實時路況采集與發布系統。基于移動互聯網的實時路況采集與發布系統（Real Time Traffic System Based on Mobile Internet，以下簡稱MI-RTTS），是指交通參與者攜帶具有GPS功能的智能手機等終端，通過GPS定位芯片由衛星信號計算交通參與者的位置，通過移動互聯網實時傳送到數據處理中心，數據處理中心利用大量交通參與者提交的位置數據和GIS系統數據進行綜合處理，計算出各個主要交通路段上交通參與者的實時速度、方向和車流量等相關交通信息，并通過移動互聯網將附加了實時路況信息的GIS數據發布到互聯網，交通參與者利用智能手機等終端通過移動互聯網獲取實時路況信息。

系統采用GPS/WebGis等技術，能夠實現車輛的實時監控定位，行駛速度，行駛方向，監控車輛的違章行為；根據所有用戶實時發送的GPS數據，更新地圖，分析路況，為不同的用戶請求提供最佳行車策略，節省資源，提高效率；不同用戶通過服務器的連接，可以實時通過微博賬戶請求好友的具體位置，促進我國交通網的現代化、智能化建設。

2　系統物理結構

MI-RTTS系統的物理結構由車載智能終端、通信網絡、控制中心三部分組成如圖1所示：

圖1　系統物理結構圖

車載智能終端包括GPS發送接收模塊、無線通信模塊、Browser模塊，其中GPS模塊根據接收到的衛星信號得出位置數據信息，并通過無線通信模塊發送至控制中心，Browser模塊接收來自控制中心處理后的數據信息并顯示出來。控制中心主要的物理設備包括各種數據處理服務器和通信設備。通信網絡主要是一些通信基站。

交通信息采集客戶端的終端使用帶GPS模塊的智能手機，而用戶端則可以是智能手機、電腦、PDA（掌上電腦）。

3　系統邏輯結構

圖2為系統邏輯結構圖。從圖中可以看出這個系統是由交通信息采集客戶端、微博服務器、交通信息數據接收客戶端、交通信息處理服務器和用戶瀏覽器組成。

3.1交通信息采集客戶端

該客戶端將各類浮動車如旅游車輛、出租車、公共汽車、私家車、貨運汽車長途汽車的交通信息實時地傳輸到騰訊微博服務器上。

交通信息采集客戶端平臺為智能手機，具有GPS模塊，安裝有智能操作系統，基于此我們開發基于GPS的交通信息采集客戶端應用。交通信息采集客戶端應用將接收的GPS數據作為一條微博按照系統規定的通信協議發到騰訊微博服務器中。

圖2　系統邏輯結構圖

3.2騰訊微博服務器端

該服務器端是騰訊公司的服務器端。通過騰訊微博開放平臺，接收和暫時存儲由交通信息采集客戶端發送過來的車輛交通信息數據。

騰訊微博提供了API接口，MI-RTTS系統使用這些API接口進行基于微博平臺的相關開發，將要進行通信的數據以微博的形式發送到微博服務器中并存儲到服務器的數據庫中，以備交通信息數據接收端關注這些用戶后，以粉絲的身份對這些用戶的數據進行訪問。

3.3交通信息數據接收端

該接收端應用從騰訊微博服務器提取所有用戶存儲在微博服務器上的GPS數據，經過處理后存儲到數據庫中，以備交通信息處理服務器端進行進一步處理。

交通信息數據接收端軟件包括四個功能模塊，分別為用戶登錄模塊、數據接收模塊、數據解析模塊、數據存儲模塊。模塊間的關系如圖3所示。其中用戶登錄模塊登陸騰訊微博服務器。數據接收模塊接收私信，實現采集端到接收端的數據傳遞。進行數據通信的過程中，我們規定了通信協議，用戶的信息和相應的軌跡信息按照通信協議被封裝成一定格式，然后被附加到HTTP協議的數據域中，再以私信的形式發送到騰訊微博服務器中，接收端的數據解析模塊仍然以HTTP協議接收到數據，并進行逆向解析，即可獲得原始的用戶信息和軌跡信息數據。然后數據存儲模塊將解析出的用戶信息和軌跡信息數據存入數據庫中。

通過微博服務器這個中介該接收端可以實現交通信息采集客戶端和交通信息處理服務器之間的通信。

圖3　交通信息數據接受端圖

3.4數據庫端

原始的交通信息數據和由交通信息處理服務器處理過的數據都存儲在該數據庫中。

3.5交通信息處理服務器端

交通信息處理服務器端是整個的核心組成部分。它主要由六個功能模塊組成，包括用戶當前位置、軌跡信息、特定車輛信息、實時路況、好友定位和路徑采集，如圖4所示。這六個功能模塊對數據庫中的數據進行處理，將結果重新存放到數據庫中。

交通信息處理服務器端還負責響應各類用戶的請求。用戶向交通信息處理服務器發出請求，交通信息處理服務器對相應數據進行處理，利用大量數據采集客戶端提交的位置和速度數據和GIS系統數據進行綜合處理，計算出各個主要交通路段上交通參與者的實時速度、方向和車流量等相關數據。并將實時路況信息發送給用戶。用戶除了從交通信息處理服務器獲取數據外，還需要從谷歌地圖數據庫中獲取地圖數據，將地圖和交通信息處理服務器返回的數據分為兩個圖層顯示在瀏覽器上。

圖4　交通信息處理器

3.6交通信息顯示客戶端

用戶可以通過臺式機、筆記本、PDA、智能手機平臺，通過交通信息顯示客戶端軟件登陸系統，向交通信息處理服務器發送請求，以獲取當前用戶信息、實時路況信息、軌跡信息、好友定位信息、路徑采集信息、特定車輛信息等信息。

4　結論

目前，已經完成了項目的DEMO版本，實現了各個模塊的功能，可以完成實時路況的采集和發布。實踐證明，基于移動互聯網的實時路況采集與發布系統利用用戶手中現有的智能終端，只需安裝相應的客戶端軟件，無需投入大量的資金購買數據采集終端，是一個開放的系統。系統在數據來源上擁有天然的優勢。目前系統正在進一步完善，預計有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]戴明,雷旭.物聯網技術在交通運輸領域應用戰略的思考[J].交通信息與安全,2012(04).

[2]金茂菁.我國智能交通系統技術發展現狀及展望[J].交通信息與安全,2012(05).

[3]李蕊,李偉,吳勇.日本智能交通系統介紹及其借鑒[J].中國交通信息化,2011(01).