交通运输系统工程与信息

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中国智能交通系统发展瓶颈分析及发展策略研究

石京, 李文彧

2012, 12(增1): 1-6.

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本文旨在探索中国智能交通系统发展瓶颈及其发展策略.通过数据分析、与业内人士访谈及问卷调查的方法，对中外智能交通系统发展历程中的政策、产业、技术、现状和需求等方面进行分析对比，提出发展中国智能交通系统最为关键的要素、途径和策略.相关数据和分析结果表明，中国智能交通系统处于发展起步阶段，用户需求缺口大、资金吸引力强，但相关的标准制定率不足20%；以管理者为目标，减少管理成本、提高管理效率为我国智能交通系统关注度、优先度最高的方面，面向普通交通参与者的智能交通系统产品相对被制约；存在技术瓶颈如车辆行驶的精确探测与控制仍在突破阶段，“人车路”相结合的智能交通发展理念相对国外仍有差距.

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交通对大气影响仿真和分析系统研究

吴坚, 邹娇

2012, 12(增1): 7-12.

摘要 ( )

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利用德方成熟的REGOZON模型和仿真软件，结合合肥市土地利用、气象资料及工业排放数据，在我国首次实现利用计算机建模、仿真技术获得大面积、动态、实时的城市空气污染影响检测与信息预报.研究大气污染成因和指标，识别与环境相关的可计量排放物来源和地理、气象环境因素.应用基于浮动车辆数据的尾气排放模型,研究本地交通系统对环境的影响，建立基于交通、工业、家庭污染源的城市环境时空三维仿真系统，对大气环境进行评估，对交通管理、工业建设和城市规划提出环评意见.

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新的功率谱修正技术及在测速雷达中的应用

方菲菲, 余稳

2012, 12(增1): 13-19.

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在经典谱估计理论中，频谱能量泄漏和频谱分辨率是进行功率谱估计时需要考虑的两个重要因素.本文通过分析非周期截断情况下这两个因素的关系，针对智能交通中广泛应用的多普勒雷达，提出了一种对其信号进行频谱细化的同时减小频谱能量泄漏的方法.其中放大镜傅里叶变换(ZFFT)，高阶傅里叶变换和全相位傅里叶变换(ApFFT)等方法已成功地在DSP(TMS320C5416)上实现，并通过一系列雷达数据的仿真表现了这些方法各自的频谱特性.理论分析和实验结果表明，全相位ZFFT和高阶全相位FFT可有效地应用于不同的交通雷达系统.

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一种ETC芯片的集成化设计与实现

孙卫真, 马磊, 潘海军

2012, 12(增1): 20-24.

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中国电子不停车收费（ETC）行业目前所使用的OBU，由于分离元器件搭建所产生的频点漂移现象导致系统性能不稳定，采用二极管峰值检波技术导致OBU产品成本增加.本文通过对国内外所采用ETC车载设备（OBU）的研究，以及对国标的分析，设计出一种系统集成化方案.采用系统集成化方法将原本由分离器件搭建的各个电路模块集成于一个芯片，从而解决目前国内所采用的ETC车载设备（OBU）系统不稳定、设备成本高、返修率高等一系列问题.并最终通过系统仿真和实际路测，证实该设计的正确性、可行性和可推广性.该设计申请了多项国家专利.

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基于PGIS城市交警指挥集成平台的分析与设计

王超, 虞鸿

2012, 12(增1): 25-30.

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交警指挥中心是公安交警的交通监控中心、指挥调度中心和综合信息中心.中心一般由视频监控系统、交通信号控制系统、接处警系统、智能卡口系统、电子警察系统、交通采集诱导发布系统、设施管理系统和车管驾信息系统等构成.在上述各子系统的基础上，建设综合性的面向交警指挥的集成平台具有迫切需求.平台建设的目的在于消除中心的信息孤岛，提升系统间互联互通，增强事件应急能力.本文在分析交警指挥中心应用业务、各子系统功能信息及警用地理信息系统的系统结构基础上，整合各子系统和PGIS信息，设计了一种城市交警指挥集成平台系统架构，提出了平台软件功能框架，展望后续工作.

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基于驾驶工作负荷的公路平曲线安全性评价方法

胡江碧, 王健

2012, 12(增1): 31-37.

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从驾驶员安全舒适性角度对高速公路平曲线指标进行安全性评价具有现实意义，基于课题组的驾驶工作负荷理论、计算方法和安全舒适性阈值等研究成果，根据设计方案，现场随机抽取小客车和大货车典型试验驾驶员各14名进行驾驶安全舒适性试验.通过对339个平曲线段样本的驾驶工作负荷度变化规律分析，对平曲线段进行了驾驶安全舒适性界定；通过对平曲线指标与驾驶工作负荷度的相关性分析，建立了平曲线半径与驾驶工作负荷度关系模型；结合驾驶工作负荷度安全舒适性阈值，利用模型对平曲线指标进行安全舒适性评价；最后，通过对两条高速公路进行安全性评价分析.结果表明，该评价方法是可行的.

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基于车路协同的匝道合流区行车安全控制系统

周建山, 田大新, 王云鹏, 韩旭, 李岳光, 段续庭

2012, 12(增1): 38-44.

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PDF(2225KB) ( )

建立一个基于车路协同的高速/快速路匝道合流区行车安全控制系统，首先以国内的高速/快速路合流区的安全现状为切入点，分析行车安全控制的系统需求，在对系统框架、功能分析的基础上，就系统的路侧交通信息采集单元、路基控制单元、路侧安全行车信号提示与引导单元的逻辑和物理结构进行详细论述.在此基础上，利用Matlab/Simulink平台对系统的交通视频检测算法进行验证，并利用基于OpenCV的视频图像处理技术与基于Socket机制的无线通信技术实现系统在实验环境下整体功能实验，实现了安全行车信号的提示与引导作用，为高速/快速路合流区交通安全设施的功能设计提供一种参考范例.

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城市道路指路标志设置的评价指标研究

吴海宾, 黄敏, 饶明雷, 李敏, 沙志仁

2012, 12(增1): 45-49.

摘要 ( )

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参照国家标准、相关规则规范及前人研究成果，对城市道路指路标志设置的分析和评价方法进行了探讨，首先给出城市道路指路标志设置的分析评价准则，基于准则提出指引信息过载率、各类指示信息的比率、指示信息分级比例、路口指路标志覆盖率等评价指标的计算公式及各变量含义.最后，笔者以广州市珠江新城主干路网为例，在其现有指路标志数据的基础上，计算上述各评价指标值，参照相关标准和经验知识，结合实际情况进行分析评价，得出珠江新城主干路网的指路标志设置基本合理.

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城市交通信号一体化管理平台研究与应用

张雷元, 吴晓峰, 徐棱

2012, 12(增1): 50-55.

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目前国内一些城市同时应用了多个交通信号控制系统，由于系统之间缺乏数据交换和共享，各系统控制区域之间的协同控制无法形成，同时也给管理和维护带来困难.本文针对这些问题，研究构建了交通信号控制一体化管理平台，平台基于WebGIS技术，采用统一的通讯方式和开放的通信协议，能集成不同厂家的交通信号控制系统.应用表明，平台实现了交通信号一体化协同控制、交通流量统计分析、交通信号设备统一管理和维护等功能，解决了不同交通信号控制系统之间的信息交换等问题，有利于实现城市区域间交通信号协同控制，方便管理与维护.

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城市信号控制交叉口全红时间计算方法研究

树爱兵, 王运霞

2012, 12(增1): 56-61.

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在信号交叉口，全红时间可以减少冲突流中上一相位黄灯尾车与下一相位绿灯启亮时头车发生碰撞的概率，提高车辆通行安全性.本文介绍了国内外信号控制交叉口全红时间的研究概况，分析比较现行全红时间计算方法.针对当前信号交叉口由于全红时间设置不当，可能导致通行效率不高、安全性差等问题，分析上一相位黄灯尾车和下一冲突相位绿灯头车在相位转换期间，行驶至冲突点的实际驾驶行为和运行轨迹，结合交叉口限速、几何条件，以及倒计时设施等客观因素建立分析模型，提出全红时间计算方法，旨在提高车辆在交叉口通行效率和安全性.

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基于交通信息路网覆盖率的浮动车配置优化研究

王许涛, 姚恩建, 邱奉翠, 李建军

2012, 12(增1): 62-67.

摘要 ( )

PDF(1437KB) ( )

本文从交通信息路网覆盖率角度出发，对浮动车系统进行配置优化研究.在回顾国内外相关研究的基础上对覆盖率现状进行分析，建立浮动车系统交通信息路网覆盖率模型；考虑最低覆盖率要求和车辆数对覆盖率的边际贡献率等限制条件下，建立浮动车数量优化模型；最后运用此模型对沈阳市浮动车配置进行优化分析.结果表明，覆盖率预测结果精度达96.1%，模型具有较高的可靠性和推广性.浮动车数量的优化结果在满足交通信息所需覆盖率的同时，也保证了浮动车系统运营费用的影响，对于浮动车系统配置具有重要参考价值.

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基于关联规则的北京市道路交通“黑点”特征分析

王春露, 靳彬, 左兴权, 张天乐

2012, 12(增1): 68-72.

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改革开放以来，我国经济取得了高速的发展.然而，在经济高速发展的同时，我国城市的交通安全问题也变得越来越突出.如何有效解决我国城市交通安全问题，已迫在眉睫.道路交通“黑点”是指道路上频繁发生交通事故的路段.通过分析“黑点”的道路特征，可为采取相应的交通安全措施提供决策支持，从而有效减少“黑点”上交通事故的发生，提升道路交通安全水平.本文利用数据挖掘中的关联规则方法，对北京市道路交通的“黑点”进行特征分析，挖掘出交通“黑点”的一些特征，并据此提出了一些交通安全措施建议，以减少“黑点”上交通事故的发生，从而提升道路交通安全.

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过饱和下的干道单向动态协调控制模型研究

徐建闽, 郑淑鉴

2012, 12(增1): 73-79.

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在干道过饱和交通状态下，以协调方向通过的车辆数最大为目标，引入排队管理策略的权重因子，建立了动态协调控制模型的目标函数；从相位差、协调相位绿灯时间、排队管理策略和协调相位驶离交叉口车流量四个方面分析了模型的约束条件；提出了四种不同的排队管理策略，阐述了其具体的内容，并对各种策略下对应的权重因子的计算公式进行了分析；综合目标函数和约束条件，建立了干道单向动态协调控制模型.最后以佛山市季华路为案例，通过对VISSIM仿真评价数据进行分析，验证了模型能够有效减少交叉口的排队长度，减少干道的延误时间和提高干道的通行能力.

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交通事故现场摄影测量中的对应点匹配技术研究

鲁光泉, 张喆, 刘文超

2012, 12(增1): 80-85.

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目前，由交通事故处理不及时而引发的交通拥堵及二次事故等现象越来越受到人们的关注.对应点匹配技术是交通事故现场三维重建中的关键技术，对交通事故现场再现有重要的作用，有助于缩短交通事故的处理时间.本文首先介绍了摄影测量与对极几何的相关知识，利用对极几何知识将对应点的搜索范围由一副图像缩小到一条直线.然后利用特征点匹配强度系数法进行对应点匹配，在匹配的过程中将图像的相似性假设和连续性假设相结合，在对极线上寻找匹配强度最大的点作为对应点.在实际的交通事故试验中，采用该方法能够较为准确地搜索对应点，匹配准确率可达到80%以上.

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机动车驾驶人道路交通违法行为的博弈分析

张万安, 肖跃秀

2012, 12(增1): 86-90.

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道路交通是由人、车、路、环境等四大要素构成的动态系统.其中人是主体，因为遵章守法的是人，违法肇事的还是人，人始终占主导地位.从近年道路交通事故分析来看，驾驶人超载（超员）、超车和超速“三超”现象是引发重特大交通事故的主要原因.本文着重从当前机动车驾驶人交通违法肇事现状出发，从博弈论的角度来分析机动车驾驶人违章肇事屡禁不止的原因，探讨在市场经济条件下的策略问题.

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基于GPS/INS的无人驾驶汽车交叉路口转弯功能实现

朱玙熹, 曲超, 陈慧

2012, 12(增1): 91-98.

摘要 ( )

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介绍了在城市结构化道路网络中无道路线的交叉路口等处，无人驾驶汽车基于GPS/INS (Global Positioning System/Inertial Navigation System)实现自动转弯的方法.该方法首先使用GPS/INS进行地图文件制作和车辆实时定位，并给出转弯信息；当行驶至转弯处，利用当前道路路点和未来行驶道路路点信息来拟合多项式曲线，规划局部转弯路径；当转弯环境安全时，采用预瞄控制算法使车辆跟随规划的路径.对于预瞄控制算法，基于Matlab/Simulink进行了“车辆—道路—控制器”的闭环仿真，车辆能够跟随规划的路径，且方向盘转角曲线光滑，在转向系统的承受之内.最后基于无人驾驶汽车平台进行了实车实验，利用EPS(Electronic Power Steering)转向助力电机执行方向盘转角指令，验证了该方法可实现无道路线交叉路口的自动转弯.

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高速公路立交区交通安全系统技术研究

胡江碧, 朱强斌

2012, 12(增1): 99-105.

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随着我国经济和公路交通运输业的快速发展，高速公路扩建将成为未来中国道路建设的新热点.保留老路中央分隔带的高速公路单侧加宽工程，仅需在互通式立交及服务区出入口附近进行中央分隔带开口处理以供车辆出入，可大大降低工程施工难度、节约工程成本、提高车辆运行的安全舒适性.为了保证中央分隔带开口技术方案的可靠性，本文基于交织理论、可穿越间隙理论、排队论等相关理论分析了中央分隔带开口长度方案；基于道路交通心理学、交通工程学、道路交通安全工程和驾驶员安全舒适性等原理与技术提出了交通控制方案；采用驾驶工作负荷理论和技术通过模拟仿真实验验证了技术方案的安全舒适性.

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广州市路网交通状态评价方法及其在亚运交通管控分析中的应用

龚峻峰, 苏奎, 何兆成, 沙志仁, 陈晓翔

2012, 12(增1): 106-112.

摘要 ( )

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为了对广州等大城市的路网交通状态进行评价分析，本文在比较分析国内外学者对交通运行及交通拥堵评价领域研究工作的基础上, 提出了以路段平均行程车速为计算依据, 以交通拥堵里程时间的时空累积量与路段影响权重为计算核心的广州市路网交通状态评价指标. 从路网交通拥堵指数及交通运行效率指数两方面对广州市路网交通运行状态进行分析评价, 分别考察路网拥堵状态和运行效率.通过指标计算和结果分析, 展现了广州市2010年亚运机动车单双号限行前后的交通拥堵特征及交通运行效率特征.实例分析表明, 该指标组合能够比较敏感地从不同角度反映路网实际交通状态.

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基于GIS的轨检数据综合显示系统研究及实现

徐晓磊, 王英杰, 卢文龙

2012, 12(增1): 113-118.

摘要 ( )

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近年来随着铁路大规模提速,提高了对铁路线路设备的要求,更加突出行车安全的重要性.既有的铁路轨道检测信息管理在直观、快速、有效地分析和处理检测数据上存在诸多问题与不足.针对上述问题，本文以网络地理信息系统（WebGIS）应用开发平台ArcGIS Server的体系架构为基础，构建了基于GIS的轨道检测数据综合显示及管理维护系统.该系统在利用GIS和Flex技术对轨道检测数据进行快速、全面有效地分析与处理后，实现了工务信息管理系统界面的显示直观性、交互友好性、实时有效性.

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基于BPEL的动车组检修设备管理业务流程集成应用研究

贾志凯, 戴峻, 李金波

2012, 12(增1): 119-123.

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动车组管理信息系统设备管理子系统是动车组管理信息系统的重要组成部分，为检修现场的业务高效安全开展提供重要的保障.随着动车组管理信息系统设备管理子系统现场应用的不断深入，在现场应用中,经常出现跨职能、跨业务甚至跨系统之间的业务流程.简单的Web服务调用已经不能够满足业务变更的需要，如何能够灵活地组织和编排相关的Web服务来完成业务流程，为动车组高效检修提供服务支持成为设备管理的重要问题.本文使用BPEL规范，对动车组检修设备管理的业务流程集成进行了讨论，结合动车组检修设备实际业务流程给出了设计与实现，实现了动车组检修设备管理的业务集成及灵活组织.

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基于云计算的铁路数据中心框架研究

李磊, 马小宁, 李平, 王富章

2012, 12(增1): 124-128.

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从信息技术要以较快速度适应不断变化的业务需求角度，本文指出现在传统铁路数据中心存在的不足，提出建设云计算铁路数据中心的建设思想，并从技术和功能两个方面提出建设基于云计算铁路数据中心的必要性.本文围绕高效、统一、安全、绿色、自动化，提出基于云计算铁路数据中心的概念，并且分析其内涵，介绍了基于云计算铁路数据中心的总体结构、铁路数据中心云计算平台的逻辑架构和体系结构.最后，结合国家信息技术方面的政策，及目前铁路信息化方面遇到的问题，对云计算在铁路信息化服务中的前景进行展望.

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城市轨道交通应急系统体系架构研究与实践

李平, 王富章, 吴艳华

2012, 12(增1): 129-135.

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城市轨道交通作为整个智能交通系统的一个重要组成部分，其安全预警和应急保障能力建设引起越来越广泛的关注和重视.本文分析了我国城市轨道交通发展的趋势，以及其建设和运营过程中面临的自然灾害、事故灾害、公共卫生事件、社会安全事件等各类风险，提出城市轨道交通突发事件应急管理的预防、准备、响应和恢复四阶段模型，给出城市轨道交通突发事件应急系统的功能和流程，提出由网络层、系统硬件层、数据资源层、信息处理层、接入层、业务应用层和访问层组成的七层体系架构.最后以广州地铁安全预警与应急平台为案例，介绍城市轨道交通突发事件应急系统的建设实践.

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铁路地震监测技术研究

王瑞, 史天运, 王彤

2012, 12(增1): 136-140.

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通过对新干线地震监测和紧急处置系统在日本地震中所起重要作用的分析，提出我国建设铁路地震监测和紧急处置系统的必要性.通过对国家强震动观测台网的真实地震数据分析，设置滤波器截止频率，提出基于低通滤波器、STA/LTA算法和V/H算法的P波识别技术，并对算法进行仿真.在此基础上，提出适合于我国铁路的基于P波预警加S波报警的地震报警方式，并分析不同情况下的报警条件.最后设计我国铁路地震监测及紧急处置系统方案，提出系统建设的三层架构，为保证系统报警的时效性，将紧急处置动作设置在沿线监控单元，所提出的系统方案对工程建设具有指导意义.

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