基于FCD技術的城市智能交通誘導系統研究

孫亞芳，劉耀華

（1.山西泰森科技股份有限公司，山西 太原 030006）

（2.太原星聯機動車輛衛星定位導航指揮中心，山西 太原 030000）

1 研究基礎條件

城市智能交通誘導系統是目前緩解城市交通擁堵問題和節能減排的有效手段，未來智能交通誘導系統將與交通大數據融合，直接改變人們的傳統出行，給人們帶來全新的出行體驗。國內智能交通系統的發展一直處于初級階段，在部分應用較好的城市中可實現10%～20%的交通擁堵量，降低城市碳排放3%～6%[1]。對于智能交通誘導系統的研究和應用，將有效改善城市交通擁擠狀況，可減少15%～20%的交通擁堵量，市中心的CO2排放量降低4%左右，還我們一個碧水藍天。

對城市智能交通誘導系統的研究，我們具有較好的基礎條件，特別是基于FCD的城市智能交通誘導系統的研究。我們長期專注GPS全球定位系統技術以及運營技術的發展，在GPS產業大發展的進程中，始終發揮著主導作用，并在山西省GPS領域占有重要的地位。太原星聯機動車輛衛星定位導航指揮中心經過多年的建設和發展，擁有山西省太原市城市FCD（城市出租車）10年以上的運營數據。星聯已建成一個覆蓋范圍廣、定位準確、實時在線、通信質量高、業務品種豐富、服務水平一流的GPS運營中心平臺。在太原市范圍內建立了快捷、周到、完善的各項服務體系，并擁有面向全省移動目標監控管理體系大型“調度指揮中心”。到目前為止公司已為太原市8 000多輛出租車安裝了GPS衛星定位設備，可同時為全市2萬余名出租車駕駛員發布各類信息，在滿足出租車司機不同服務需求的基礎上，大大提升了出租車管理的現代化水平。公司多年來，為上千位乘客找回遺失在出租車上的物品；協助公安機關追回被盜、搶的出租車百余輛，為公安機關偵查破案、精準打擊提供及時準確的信息。

2 基于FCD的智能交通誘導系統

“基于FCD技術的城市智能交通誘導系統”是開發基于城市機動車輛（FCD）交通信息采集的城市智能交通誘導系統，系統通過對城市出租車（FCD）的GPS技術應用，采集城市實時交通數據，同時集中交通路口的線圈數據、信號燈數據、攝像頭圖像和實時的交通路口反饋信息，進行海量數據庫的處理、分析和傳輸，向出行者提供道路信息、駕駛信息及目的地信息等相關的出行路況信息。該系統還建設完成城市智能交通應用平臺，主要是開發完成基于GPS數據采集和智能交通服務中心，通過多網絡系統為乘駕者發布實時的交通路線，從而提高了道路的使用率以及交通網絡的通行能力，同時提高各種資源的利用率，降低交通運行能耗，減少交通對環境的負面影響，使得交通行為更加順暢、節能、環保，真正實現城市的和諧發展。

圖1 城市智能交通信息誘導系統架構圖

基于FCD城市智能交通誘導誘導系統包括4個核心層：采集層、數據預處理層、數據挖據深度處理層、應用層。采集數據主要來源FCD車采集數據，以及部分靜態固定數據接入，采集數據量大、格式多樣化，需要進行預處理，數據統一后進行存儲，形成多個數據庫存儲，存儲完成后數據進入處理平臺，進行深度的數據挖掘、整理，進入交通誘導系統應用層實現智能交通誘導。

基于FCD的城市智能交通誘導系統包括：城市智能交通信息服務中心、交通信息網絡發布系統、交通信息短信定制系統、交通信息社會聯動系統。

a）城市智能交通信息服務中心 交通信息服務中心是將交通實時數據、實時靜態信息進行分析整理和控制的服務中心，最大限度地發揮已有的交通信息和設備的作用。城市交通信息服務中心可將實時交通數據進行處理和存儲，提供限定區域內的車流量、占有率、飽和度、排隊長度等交通信息的功能。

b）交通信息發布系統 系統是智能交通誘導系統的重要組成部分，它是把主機運算出來的交通信息（包括預測的交通信息）通過各種傳輸媒介傳送給公眾。這些媒介包括：有線電視、聯網的計算機、收音機、公共場所的電話、路邊的可變交通標示牌和車載行車誘導裝置，使人們在家中、在路上都可以得到交通誘導信息。

c）智能交通誘導信息發布系統 該系統為車輛提供最佳行駛路線，安全迅速地到達目的地。通過對交通信息的采集和處理，由交通廣播電臺、道路可變信息板、Internet發布和車載交通誘導終端等信息輸出設備，為交通參與者提供實時準確的交通信息服務，使交通參與者能合理地選擇出行路線，節約出行時間，使城市交通流達到有效的均衡，使交通管理從被動管理向主動管理方向轉變。

d）智能交通信息短信定制系統 該系統同樣是通過訪問處理后的交通信息數據庫，由通信服務商為手機用戶、PDA用戶提供準確的交通信息。

e）交通信息社會聯動系統 路況信息涉及許多部門和人員，包括出行者、交警、公安、道路市政部門、媒體、其他道路使用者等。目前實時交通路況只有附近的道路使用者和區域交通警察知曉，為了短時間內迅速傳遞到所有交通路況牽涉的人員和部門，我們要有“交通信息社會聯動系統”，特別是在發生交通事故以后，會更加凸顯本系統的重要性。該系統可以最大化地縮短社會響應時間和處理時間，讓道路的使用率達到最佳，讓社會民生狀況對社會的損壞降到最低。該系統在設計時突出系統的實用性、經濟性、安全可靠性，力求系統的性能價格比最高，又兼顧設備檔次，避免華而不實和設備的簡單羅列和重復[2]。

3 智能交通信息誘導系統的關鍵技術

系統主要的難點和風險在于動態數據的分析、處理、運營和發布。動態數據包括FCD實時采集數據、GIS中電子地圖上的矢量數據、實時靜態交通數據等，每種不同的交通數據都需要對應的分析方法，同時要提供的信息是一個復合的綜合信息，需要借助先進的數據融合技術將這些數據有效融合，由于涉及到的數據源多、數據量大，數據采集與處理技術仍然是智能交通系統研究中的難點。本項目在研發主要攻破的技術難點和關鍵技術點如下：

a）浮動車的數據采集；

b）地理信息和空間數據管理技術；

c）數據庫設計，管理；

d）多源海量數據的處理，數據挖掘技術；

e）交通路況仿真預測；

f）WEB服務器實現信息發布。

4 基于FCD智能交通信息誘導系統的創新點

a）浮動車數據覆蓋面廣、靈活、可操作性強。選用太原市出租車作為數據采集的浮動車，實時記錄太原市出租車GPS終端設備采集的路況數據，數據形式統一、覆蓋面廣、成本低。

b）數據處理方法多樣，數據處理速度快。多源數據采用不同的數據處理方法，海量數據的處理效率高。

c）多網絡的交通信息運營。采用GPS智能導航系統、移動數字電視接受技術和覆蓋網絡、Internet網絡三網融合下進行交通信息的運營和發布，傳播速度快、效率高、實時性強、覆蓋范圍廣，具有創新性。

5 結語

該智能交通誘導系統在太原市進行了應用，太原市出租車作為智能交通誘導系統下的“浮動車”之后，出租車的GPS終端實現了多元化、智能化，將成為一個集出租車調度（語音信息、數字信息）、出租車安全防范（GPS技術、數字圖像技術）、出租車數據采集與控制（車況信息、電子計價結算、無線通信技術、車輛電子控制）、出租車電子導航功能和多媒體信息發布及接收等功能為一體的車載設備。太原市出租車GPS導航終端數據采集頻率為每分鐘記錄一次，及每分鐘鋪平道路的記錄點8 300條，每小時50萬條，日平均記錄量高達1 200萬個記錄點，而每個記錄點的數據信息量達10個以上，日存儲數據量為1.2億條。系統的進一步使用將實現太原市交通事故、阻塞及環境負荷降到最小，減緩道路擁堵壓力，減少車輛尾氣排放，降低環境污染。