一種基于定向廣播的智能交通系統設計

摘 要：針對現有廣播提供道路信息的方法中雙向性不足，即現有廣播提供的道路信息并非駕駛員所需，提出一種基于定向廣播的智能交通系統，為駕駛員提供特定時間和范圍內的道路信息，文章闡釋系統各工作模塊以及之間的聯系，最后說明系統的具體工作方式。

關鍵詞：定向廣播；智能交通；道路信息

1 背景技術

近年來，隨著交通需求與車輛數目的增加，交通事故頻發，交通系統也愈發復雜，擁堵現象不斷加劇，為滿足繁重的交通需求，保證交通道路運行的連續性和整體性，為駕駛員選擇合理出行路線，并方便有關交通部門制定交通疏導方案，合理交通路況信息的發布，查詢方法就顯得非常重要。從目前情況來看，對駕駛員來說獲得道路信息狀況的主要方式是通過交通廣播，但這種方法存在缺陷，首先由于城市交通網絡龐大，交通臺所提供的道路信息是單向的，即駕駛員無法快速得知自己所需的道路信息，效率很低，其次以如此宏觀的范圍為駕駛員提供信息，缺少針對性，并不能提供有效的避讓道路，緩解交通壓力。文章所述系統通過移動廣播中的定向廣播服務將駕駛員附近特定范圍內的道路信息傳輸給駕駛員，并規劃合理避讓路線，為交通管理者緩解交通壓力提供依據和指導。

2 系統模塊圖

圖1

3 模塊組成及作用

3.1 擁堵范圍預先確定模塊

擁堵范圍預先確定模塊，包括擁堵時段和道路確定系統及車流量數據采集設備安裝系統；其中車流量數據采集設備安裝系統服務于車流量數據采集與傳輸模塊。

3.2 車流量數據采集與傳輸模塊

車流量數據采集與傳輸模塊包括信息采集系統，數據傳輸系統；信息采集系統由線圈傳感器組成；數據傳輸系統通過移動網絡將數據傳輸到車流量數據分析模塊；線圈傳感器主要由電感線圈及與之相配套的車輛檢測器組成，通過饋線與車輛檢測器相連接。

3.3 車流量數據分析模塊

車流量數據分析模塊包括計算機處理系統，數據存儲系統和傳輸系統；其中數據傳輸系統將車流量數據分析模塊中計算得到的信息傳輸到道路信息及避讓路線傳輸模塊；計算機中帶編程軟件可對車流量信息進行分析處理并保存在數據存儲系統進行實時更新。

3.4 道路信息及避讓路線傳輸模塊

道路信息及避讓路線傳輸模塊包括基站系統，移動廣播服務中的定向廣播系統。定向廣播的工作原理是在預定的范圍內建立一個或多個基站，在規定范圍內進行定向廣播傳達交通信息。由于定向廣播系統在特定范圍內將信息傳輸到有收音機的車輛上，所以受眾廣。

4 系統工作方式

下面結合系統模塊圖以及具體實例對系統工作方式作進一步說明。如圖1所示，本系統包括擁堵范圍預先確定模塊，車流量數據采集與傳輸模塊，數據分析模塊，道路信息及避讓路線傳輸模塊。

擁堵范圍預先確定模塊利用互聯網上的信息及往常的數據統計對特定時間特定路段進行有效選取，具體方法如下：在網上查詢一些重大事件信息，主要指參與量大的公開活動，如某時某地某明星要舉辦一個大型演唱會，可以預見在舉辦地當天會出現一定程度的交通擁堵，再如春節，國慶等節期間，各火車站和汽車站會出現擁堵情況。對上述公開活動信息進行詳細分析來確定可能擁堵的范圍，可查詢以往的統計數據來大致確定范圍，這里需要提出的一點是擁堵范圍應包括主要擁堵區及周邊范圍，以便提供合理避讓路線。擁堵范圍預先確定模塊包括車流量數據采集設備安裝系統，為車流量數據采集與傳輸模塊提供設備基礎。車流量數據采集與傳輸模塊中，首先對擁堵道路安裝線圈傳感器，一般是成對的，兩個線圈感應器距離s相對近一些可以是20-100cm，有車輛通過時，檢測器可以檢測電感頻率和相位的變化周期。只要測得通過兩線圈的時間間隔t，就可得知車速v=s/t。線圈檢測系統主要由電感線圈及與之配套的車輛檢測器組成，同一車道設置一組電感線圈。電感線圈通過饋線與車輛檢測器相連。車流量數據分析模塊接收車流量數據采集與傳輸模塊中的道路信息，然后計算出在特定道路上車輛的平均速度以及車速的標準差，為提高信息的實時性，此數據的更新周期定在5-10分鐘，通過計算機編程對各個道路的平均速度進行分級，因為標準差如果較大，盡管平均車速很大但由于變化程度很大而未必是最佳路徑，故分級方法考慮平均車速和標準差兩個因素，具體分級與車速的關系如表1。

表1

最后考慮各道路服務等級的不同，通過計算機處理得到合理的避讓路線。

分級處理使用到的公式有

n表示數據更新周期內通過的總車輛數，vi為每輛車通過線圈檢測器時測得的速度。

計算機處理系統通過對各道路服務等級進行比較，優先選取服務等級較高的道路從而為駕駛人員選取最佳避讓路線。

道路信息及避讓路線傳輸模塊接收到車流量數據分析模塊中的避讓路線和道路信息，采用移動廣播業務（BCAST）中的定向廣播服務，通過移動廣播網絡向特定區域的移動用戶進行廣播，如商業區中的某個商場，向進入該商業區的用戶廣播該商場的廣告信息，此技術也可用于向駕駛員提供一定范圍內的車道信息。

為實現向某個特定區域內的用戶進行廣播，需在特定區域內建立基站，為了節省成本基站可以建在特定區域內的中心位置。

5 結束語

為彌補現在通過廣播提供道路信息的方法中雙向性不足的缺陷，使得駕駛員得到的信息更有針對性，更有效地緩解交通壓力，筆者設計了一個基于定向廣播的智能交通系統。系統中所取的定向廣播范圍應盡量大于可能發生擁堵的區域，從而保證駕駛員可以在未進入擁堵路段前選擇合理的避讓路線，這對于在特殊時段特定區域內管理交通有重要指導作用。

參考文獻

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