中小城市的智能交通現(xiàn)狀及發(fā)展方向

　　一、 概述

　　隨著我國城市化的迅速發(fā)展，帶來機動車數(shù)量的迅猛增長，截至2014年年底，我國機動車保有量已達2.64億輛，其中汽車1.54億輛。急劇增加的機動車數(shù)量給很多大中城市交通帶來巨大的壓力，并逐步向中小城市蔓延。而中小城市由于城市規(guī)模、規(guī)劃設(shè)計等方面的限制，不可能無限制的修建道路基礎(chǔ)設(shè)施來解決日益加劇的交通問題。因此，采用先進的交通管理技術(shù)，引進智能交通系統(tǒng)來解決城市交通發(fā)展中的矛盾是我國中小城市必然的選擇。

　　二、 中小城市交通現(xiàn)狀

　　1、機動車違法導(dǎo)致的交通事故頻發(fā)

　　據(jù)公安部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國每年6萬人死于交通事故，20萬人在事故中受傷，死亡交通事故中，90%以上是因駕駛?cè)私煌ㄟ`法導(dǎo)致。從危害程度來看，闖紅燈、超速、超載、酒駕導(dǎo)致的交通事故量大，惡性程度高；隨意停車、違法變道、壓線、逆行等行為也導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。所以，如何抵制駕駛?cè)诉`法行為，保障安全文明出行是重中之重。

　　2、道路交通擁堵嚴重

　　隨著機動車保有量的持續(xù)增長，交通需求超出了道路本身對交通流的承受能力，誘發(fā)了交通擁堵問題。特別在交通高峰時間，道路通行能力嚴重不足，由交叉口引發(fā)的堵塞導(dǎo)致整條道路的交通擁堵時有發(fā)生，而在建設(shè)信號控制系統(tǒng)時，只是簡單的增加信號燈，并沒有信號燈聯(lián)動，不能根據(jù)具體的交通流進行配時，導(dǎo)致車輛排隊等待放行現(xiàn)象嚴重，降低了道路的通行能力，加重了道路的擁堵。

　　3、交通誘導(dǎo)信息缺失

　　目前大多數(shù)中小城市在建設(shè)了卡口、電子警察等基礎(chǔ)設(shè)施后，已開始建設(shè)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，但是缺乏可用的交通流數(shù)據(jù)，在眾多中小城市的道路誘導(dǎo)信息屏并沒有交通誘導(dǎo)信息的發(fā)布，誘導(dǎo)力度不強。所以，對于擁堵路段，不能及時發(fā)布擁堵信息進行分流，使得擁堵現(xiàn)象愈演愈烈。

　　三、 中小城市交通發(fā)展方向

　　智能交通系統(tǒng)在國內(nèi)外城市得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮了極其重要的作用。我國的中小城市雖然達不到國內(nèi)外大城市的交通水平和參數(shù)，但也可以根據(jù)其城市性質(zhì)和交通特性，參照國內(nèi)外城市智能交通發(fā)展經(jīng)驗，開辟適合自己發(fā)展的智能交通道路，優(yōu)先選擇發(fā)展對城市交通運行狀況有明顯改善作用，技術(shù)相對成熟和穩(wěn)定的智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域。

　　1、人臉取證電子警察系統(tǒng)

　　據(jù)了解，在我國，每天有2.6人死于闖紅燈，所以闖紅燈違法行為是造成死亡交通事故的主要違法行為之一。

　　2013年1月1日開始實施的《機動車駕駛證申領(lǐng)和使用規(guī)定》（公安部123號令），對闖紅燈違法行為的處罰由原來的扣3分增加到了扣6分，表明了對闖紅燈違法行為整治的重視。但是傳統(tǒng)的電子警察系統(tǒng)，只能抓拍到闖紅燈車輛，無法識別駕駛?cè)?，這樣造成社會上出現(xiàn)了“駕駛分買賣”的現(xiàn)象，無法對闖紅燈違法的駕駛?cè)诵纬烧嬲行У恼饝亍?/p>

　　人臉取證的電子警察系統(tǒng)應(yīng)運而生，將闖紅燈違法行為固定到駕駛?cè)耍瑥亩_到遏制駕駛分非法買賣行為，提高違法成本，規(guī)范司機駕駛習(xí)慣的目的。在2014年新發(fā)布的GA/T496-2014《闖紅燈自動記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》中對人臉取證電子警察也提出了要求。

　　同時，業(yè)內(nèi)的主要廠家也針對人臉取證系統(tǒng)推出了能夠滿足新標準要求的300萬、600萬抓拍機，甚至推出了超過標準要求的700萬抓拍機。

　　1）系統(tǒng)組成

　　2）系統(tǒng)主要功能

　　l 闖紅燈駕駛?cè)巳四樔∽C功能

　　終端服務(wù)器接收來自卡口抓拍單元和電警抓拍單元的圖片數(shù)據(jù)，對相同方向的數(shù)據(jù)進行實時的匹配對比，最終實現(xiàn)違法車輛正向圖片、背向圖片的關(guān)聯(lián)、合成。

　　l 其他違法行為人臉取證功能

　　系統(tǒng)在支持闖紅燈駕駛?cè)巳四樔∽C功能的同時，也針對其他違法行為擴展了這一功能。用戶可在配置界面中靈活的選擇是否啟用闖紅燈、壓線、不按導(dǎo)向行駛、逆行對應(yīng)的駕駛?cè)巳四樔∽C功能。

　　l 交通參數(shù)采集功能

　　支持通過檢測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計交通流參數(shù)，包括流量、車速、時間占有率、車長、車頭時距等；交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計周期可按需求進行設(shè)置和輸出，并支持豐富的圖形報表及數(shù)據(jù)導(dǎo)出。同時，也為信號控制系統(tǒng)和交通誘導(dǎo)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

　　2、手動違法抓拍系統(tǒng)

　　除了闖紅燈意外，機動車駕駛員不遵守交通規(guī)則的行為也是層出不窮，如：隨意停車、違法變道、壓線、逆行等行為，嚴重影響了城市道路交通秩序，甚至造成人民群眾人身財產(chǎn)的損失。

　　交管部門不斷的引入科技化建設(shè)手段為車輛秩序管理提供信息化武器。其中手動違法抓拍業(yè)務(wù)是交警科技化建設(shè)中不可或缺的一部分。由于手動抓拍業(yè)務(wù)采用人工判斷違法行為、手動抓拍違法車輛的取證模式，其可實現(xiàn)的違法行為判定種類相對自動違法取證（如闖紅燈電子警察）更加豐富。所以針對手動抓拍業(yè)務(wù)的功能、性能的升級對交管部門的秩序管理業(yè)務(wù)也有著不小的提升。

　　現(xiàn)階段，傳統(tǒng)手動抓拍系統(tǒng)需要在違法行為頻發(fā)區(qū)域布設(shè)模擬球機或數(shù)字球進行圖像采集，視頻圖像通過同軸電纜傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心的業(yè)務(wù)專員通過鍵盤控制球機云臺，實時觀察道路車輛通行情況，一旦發(fā)生違法行為，手動控制球機跟蹤車輛違法過程，并通過變倍放大聚焦等手段獲取違法車輛號牌、車內(nèi)駕駛?cè)饲闆r等細節(jié)信息，最終實現(xiàn)違法行為取證，整個過程需要人工全程干預(yù)。

　　但是，傳統(tǒng)手動抓拍系統(tǒng)存在著無法解決的業(yè)務(wù)矛盾：

　　分辨率低：以模擬手動抓拍系統(tǒng)為例，受模擬攝像機自身的技術(shù)瓶頸限制，其分辨率一般為D1（約40萬像素），采集的取證視頻往往無法有效辨識車牌字體、車內(nèi)人員等細節(jié)，導(dǎo)致處罰爭議不斷。

　　監(jiān)控與控制不同步：數(shù)字手動抓拍系統(tǒng)分辨率可以達到1080P，雖然滿足了高清取證的需求，但是由于系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，鍵盤控制與監(jiān)控視頻往往存在不能協(xié)調(diào)同步的尷尬矛盾，最突出的表現(xiàn)就是發(fā)現(xiàn)違法車輛，控制球機卻跟不上車的速度或越過車輛視野范圍，無法有效取證。

　　取證效率依賴個人素質(zhì)：傳統(tǒng)的手動抓拍模式，取證效率與效果完全依賴于業(yè)務(wù)專員的職業(yè)素質(zhì)與技術(shù)水平，取證效率低下，交通違法行為不能得到有效遏制。

　　綜上所述，傳統(tǒng)手動抓拍系統(tǒng)存在諸多的不足，無法有效遏制交通違法行為。高清化與智能化才是手動抓拍系統(tǒng)的出路，利用百萬像素級的高清球機，集成智能化的目標跟蹤算法、號牌識別算法，以最小的人工干預(yù)成本，實現(xiàn)違法行為的自動化取證。

　　1）系統(tǒng)組成

　　2）系統(tǒng)主要功能

　　l 車輛動態(tài)違法行為半自動智能跟蹤取證功能

　　系統(tǒng)能夠?qū)Α斑`法壓線、違法變道、違法逆行、違法掉頭、闖禁左、闖禁右、闖禁行區(qū)、機動車非法占用非機動車道”等車輛動態(tài)違法行為進行半自動跟蹤取證。

　　取證專員通過客戶端PC和串口鍵盤控制前端云臺，對監(jiān)控場景進行切換和多角度實時預(yù)覽。當發(fā)現(xiàn)上述違法行為時，取證專員通過平臺客戶端遠程設(shè)置前端智能取證球為“城市道路取證”模式，然后人工手動框選違法目標車輛，前端智能取證球以該目標車輛為中心進行實時跟蹤，通過自動調(diào)焦、自動變倍等方式逐漸放大目標車輛細節(jié)。當球機識別出車輛號牌信息、或者超出取證時限、或者目標丟失、或者人工停止取證時，結(jié)束取證過程，生成違法過程片段錄像。取證專員可通過中心管理平臺動態(tài)抓拍系統(tǒng)客戶端完成違法錄像調(diào)閱、截圖取證、違法圖片合成、違章錄入、違法審核等一系列后續(xù)操作流程。

　　l 車輛靜態(tài)違法行為3D定位跟蹤取證功能

　　系統(tǒng)能夠?qū)Α捌渌Ｂ范芜`法停車”行為進行3D定位跟蹤取證。

　　當發(fā)現(xiàn)違停行為時，取證專員首先在客戶端點選“3D定位”，然后人工框選目標車輛，前端智能取證球會以目標車輛為中心進行3D定位，根據(jù)框選規(guī)則和比例（正向畫框，放大變倍；反向畫框，縮小變倍；框越小，變倍比例越大，反之變倍比例越?。?，進行自動調(diào)焦、變倍，并根據(jù)當?shù)剡`停處罰管理規(guī)定依次進行遠景和特寫抓圖，完成抓圖后，結(jié)束取證。后續(xù)通過中心管理平臺動態(tài)抓拍系統(tǒng)客戶端完成違法圖片合成、違法錄入、違法審核等一系列操作流程。

　　3、智能化信號燈控制系統(tǒng)

　　智能信號燈控制時城市交通智能化管理系統(tǒng)的重要組成部分，但是目前中小城市的交通信號燈控制系統(tǒng)基本上都是單一的固定時序控制，不能夠根據(jù)實際交通狀況進行調(diào)節(jié)。

　　針對我國中小城市交通的現(xiàn)狀，可以引用由交通基礎(chǔ)信息采集、信號控制組成的智能化信號燈控制系統(tǒng)。

　　信號控制系統(tǒng)可根據(jù)車輛檢測器獲得的交叉口交通信息（車流量等）通過實時調(diào)整整個交叉口交通信號燈參數(shù)進而調(diào)整配時方案，實現(xiàn)單個交叉口交通信號燈的自適應(yīng)控制，也可根據(jù)區(qū)域整體的車流狀況對信號燈配時方案進行針對性的區(qū)域協(xié)調(diào)，大大提升交通通行效率和交通智能化水平，緩解道路擁堵情況。車輛檢測器的接入包括：卡口、電警、視頻車檢器、線圈、微波等采集的交通信息數(shù)據(jù)。

　　1）系統(tǒng)組成

　　2）系統(tǒng)主要功能

　　l 多時段控制

　　多時段控制，根據(jù)交通需求變化情況，把一天的時間分成若干個控制時段，隨時間的推移，按預(yù)置的方案自動運行。各個方案運行期間信號周期、綠信比、相序不隨道路狀況的變化而變化。

　　多時段控制特別適合于交通量相對規(guī)律的交叉口，其信號配時方案是根據(jù)典型狀況的歷史交通數(shù)據(jù)制定的。

　　多時段控制方案圖

　　l 感應(yīng)控制

　　感應(yīng)控制，信號機根據(jù)車輛檢測器測得的交通流數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)信號配時的控制方式。感應(yīng)控制的前提是建立檢測器與相位的對應(yīng)關(guān)系，這里包括車輛檢測器和行人檢測器。

　　在交通量變化大而不規(guī)則、難于用定時控制處置的交叉口，以及在必須降低對主要干道干擾的交叉口上，用感應(yīng)控制效益更大。

　　l 設(shè)備故障檢測、處理功能

　　信號控制系統(tǒng)任何輕微的故障在信號燈上反饋出來都是不能接受的大問題，所以故障檢測機制的引入必不可少。

　　信號機配備了獨立的故障檢測模塊，可以對內(nèi)、外設(shè)備進行故障監(jiān)測、自診斷和記錄功能，當發(fā)現(xiàn)故障后進行故障降級來確保交通安全，并發(fā)出故障警示信號。信號機故障類型分為嚴重故障和一般故障，其中嚴重故障包括：綠沖突故障、同一燈組紅綠沖突故障、一組相位對應(yīng)紅燈信號均故障。一般故障包括：通信故障、檢測器故障、電源故障等。

　　當發(fā)生嚴重故障時，交通信號控制機立即改為黃閃控制；一般故障表現(xiàn)為不影響道路交通安全的其他一般故障，發(fā)現(xiàn)故障后能自動降級到更可靠的控制方式，保證信號機繼續(xù)正常工作。

　　l 視頻流量數(shù)據(jù)接入

　　可支持通過485接口/網(wǎng)口接入視頻流量數(shù)據(jù)。目前各大城市都建設(shè)有較多的智能交通設(shè)施，如卡口、電子警察等都具有一定的流量數(shù)據(jù)采集功能，復(fù)用這些設(shè)備的流量數(shù)據(jù)可以為項目節(jié)省較大的成本。

　　4、交通誘導(dǎo)信息系統(tǒng)

　　交通誘導(dǎo)系統(tǒng)能分析、發(fā)布路段行車、路口行車的交通路況狀態(tài)，并通過路口布置的交通誘導(dǎo)可變信息標志為交通參與者選擇合理的出行路線發(fā)布誘導(dǎo)信息。同時為交通管理者提供道路行車數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計信息、道路異常信息的報警，為指揮調(diào)度提供可視化的數(shù)據(jù)支持，達到有效預(yù)防和緩解交通擁堵、實現(xiàn)路網(wǎng)交通流的均衡分配；減少車輛在道路上的行程時間等目的。

　　1）系統(tǒng)組成

　　交通誘導(dǎo)系統(tǒng)由四個子系統(tǒng)構(gòu)成，即信息采集子系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)、中心分析子系統(tǒng)和信息發(fā)布子系統(tǒng)。前端采集的車輛信息經(jīng)過中心分析計算后得出路況交通狀態(tài)，也可以通過視頻監(jiān)控人工判斷路況交通狀態(tài)，并在外場交通誘導(dǎo)屏予以公布，實現(xiàn)道路路況交通狀態(tài)的實時通報。

　　2）系統(tǒng)主要特點

　　l 對牌識、固定源、浮動車采集的交通數(shù)據(jù)進行多源數(shù)據(jù)融合，獲得更高準確度的交通狀態(tài)信息；

　　l 在滿足誘導(dǎo)引擎要求的布點原則和數(shù)據(jù)格式的條件下，可充分利用已經(jīng)建設(shè)的卡口、卡口型電子警察端點位提供的數(shù)據(jù)構(gòu)建城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，系統(tǒng)投資小，性價比高；

　　l 基于海量的卡口、卡口型電子警察的車輛信息數(shù)據(jù)并結(jié)合固定源、浮動車等其他檢測方式進行路況分析，可分析的樣本更多、數(shù)據(jù)精準度更高、覆蓋范圍更廣。

　　四、 結(jié)束語

　　我國中小城市的智能交通發(fā)展，應(yīng)該結(jié)合當前智能交通技術(shù)，根據(jù)城市交通現(xiàn)狀和問題制定合理的發(fā)展戰(zhàn)略，優(yōu)先建設(shè)對當前中小城市交通現(xiàn)狀有明顯的改善和提升作用的智能交通領(lǐng)域，緩解交通矛盾。隨著中小城市的不斷建設(shè)及智能交通關(guān)鍵技術(shù)的逐步成熟，再完善和發(fā)展智能交通系統(tǒng)，是我國中小城市的戰(zhàn)略目標。