【正文】 美國是當(dāng)今世界運(yùn)用智能交通系統(tǒng)較為成功的國家之一。第二章 智能交通系統(tǒng)以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新以及交通發(fā)展的要求，近幾年來交通發(fā)展的重點(diǎn)已經(jīng)從以前比較落后的交通設(shè)施的建設(shè)向現(xiàn)代交通系統(tǒng)智能化方向的發(fā)展，所以近年來對(duì)ITS智能交通系統(tǒng)的研究和應(yīng)用的步伐明顯加快。本文在智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將云計(jì)算加入到里面提出基于“云計(jì)算”的智能交通系統(tǒng)，對(duì)交通信息的相關(guān)數(shù)據(jù)利用現(xiàn)代云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行進(jìn)行處理，并得到道路實(shí)時(shí)車輛出行情況。該系統(tǒng)主要的特點(diǎn)是結(jié)合“云計(jì)算”應(yīng)用領(lǐng)域的新進(jìn)展，對(duì)基于“云計(jì)算”的智能交通系統(tǒng)進(jìn)行研究。發(fā)達(dá)國家ITS的特點(diǎn)總結(jié) 12 我國智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 13 我國城市的ITS發(fā)展現(xiàn)狀 13 我國智能交通系統(tǒng)的發(fā)展概況以及存在的問題 15 未來我國城市智能交通的發(fā)展趨勢(shì) 17第三章 “云計(jì)算”技術(shù) 18 “云計(jì)算”技術(shù) 18 智能交通中的“云計(jì)算” 18 交通信息云 18 交通信息云計(jì)算模式 18 “云計(jì)算”應(yīng)用在交通信息處理 19 基于GPS的浮動(dòng)車交通信息云 19 19 物流監(jiān)控與跟蹤系統(tǒng) 20第四章 基于“云計(jì)算”的ITS系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 ITS先進(jìn)出行信息系統(tǒng) 21 基于“云計(jì)算”ITS系統(tǒng)需求分析 22 23 23 24 24 系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計(jì) 25 25 交通信息傳輸 27 30第五章 “交通信息云”的構(gòu)建 33 構(gòu)建智能交通云 34“云”的構(gòu)建 34 “管”的構(gòu)建 43 “端”的構(gòu)建方法 43 44 智能城市交通管理應(yīng)用 45 45 46 48 48 48 停車場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)管理 49 車位監(jiān)控管理 49 車位統(tǒng)計(jì)管理 50 50 核心代碼 50第六章 總結(jié)與展望 59 總結(jié) 59 展望 60參考文獻(xiàn) 61致謝 645基于“云計(jì)算”的智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第一章 緒論城市化是世界各國共同的發(fā)展趨勢(shì)，隨著我國城市化發(fā)展越來越高全國各大城市人口越來越多，人口與土地面積的比例越來越大，比如北京市2,（2012年），（2010），（2012年），（2010年）。3）研究分析預(yù)測(cè)，云環(huán)境中，服務(wù)提供商租用云平臺(tái)供應(yīng)商提供的諸如服務(wù)器、CPU、內(nèi)存、磁盤等基礎(chǔ)設(shè)施資源。2）云計(jì)算技術(shù)的研究以及各種算法實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的總體構(gòu)架設(shè)計(jì)。s prehensive traffic information processing, promote industrial upgrading and optimize the structure, change the mode of economic development has a positive meaning, the market prospect is broad.The problem of traffic congestion as the year population growth is too fast, the shortage of water resources as a thorny problem facing our planet national many city .Human beings in the disaster and the barrier in front of wisdom, always. As the family planning policy, now, intelligent transportation system has bee one of the governments have to implement the project.As everyone knows the intelligent transportation system is certainly the future development direction of traffic, modern transport system will be advanced science and technology applied to the ground and air traffic system, the establishment of a very accurate, efficient, realtime automatic prehensive transportation management system and the system, including the main technology: electronic sensor technology, automatic control technology, data munication technology, data transmission technology, and puter technology. It is a prominent characteristic of the information collection, processing, publishing, exchange, analysis, based on the main line, providing diverse services for traffic participants.Key word: Cloud puting, Intelligent transportation, Traffic information cloud,GPS, Transportation management中文摘要 1Abstract 2第一章 緒論 5 5 6 6第二章 智能交通系統(tǒng)以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8 智能交通系統(tǒng) 8 國外ITS的研究狀態(tài) 9 美國ITS的現(xiàn)狀 9 日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀 10 歐洲ITS的發(fā)展 11該系統(tǒng)應(yīng)用的主要技術(shù)有：計(jì)算機(jī)通信、數(shù)據(jù)傳輸、電子傳感技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等[2]。云計(jì)算是指計(jì)算資源統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)配以實(shí)現(xiàn)集中共享為目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而“智能交通云”是指云計(jì)算資源和交通資源在集中共享的基礎(chǔ)上，建立起統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)配，使整個(gè)交通系統(tǒng)整體優(yōu)化，充分利用各種交通資源以便更好地滿足各種交通需求的一體化交通系統(tǒng) 。而且，“ITS體系框架是國家戰(zhàn)略中的很重要的一部分”，進(jìn)行ITS體系框架研究是促進(jìn)國家發(fā)展的重要一步，對(duì)我國城市化的發(fā)展有著不可替代的作用與意義。它們都有共同的特點(diǎn)：將一些高科技技術(shù)運(yùn)用于整個(gè)交通服務(wù)、管理與控制，主要運(yùn)用的技術(shù)包括先進(jìn)的通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子信息技術(shù)等，從而建立起一個(gè)覆蓋范圍大、實(shí)時(shí)、高準(zhǔn)確度的交通管理系統(tǒng)，為廣大乘客提供多樣性的服務(wù)。 日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀在日本，對(duì)ITS的研究和應(yīng)用也相對(duì)較早，早在1973年，由通產(chǎn)省開發(fā)的“汽車綜合控制系統(tǒng)”被稱為是日本最早的處理世界領(lǐng)先地位的智能交通系統(tǒng)。通過車輛以及道路上的各種傳感器掌握道路和周圍車輛以及道路橋梁信息，利用車載裝置和信息發(fā)布設(shè)施等將信息實(shí)時(shí)發(fā)送給駕駛員，并且進(jìn)行危險(xiǎn)的警告[9]。發(fā)達(dá)國家ITS的特點(diǎn)總結(jié)由以上美國、日本以及歐洲等智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，本人通過分析得到美、日、歐等國家和地區(qū)的ITS 進(jìn)程的一些特點(diǎn)：（一）、前期規(guī)劃重中之重 在美國，政府和國會(huì)共同合作共同參與，匯聚了整個(gè)美國的不同力量，在1991年制訂了《綜合陸上運(yùn)輸效率化法》,并且成立了智能交通系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)以及協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，同時(shí)制定了美國20年智能交通系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)劃[11]；美國在1995年3月，運(yùn)輸部門出版了《國家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃》，在這本書中很確切的提出了發(fā)展ITS智能交通系統(tǒng)的七個(gè)重要的領(lǐng)域還有二十九個(gè)系統(tǒng)服務(wù)功能，與此同時(shí)明確的提出了截止2005年的全年開發(fā)計(jì)劃。（五）、根據(jù)自身情況選擇不同發(fā)展策略在歐洲的智能交通系統(tǒng)的建設(shè)中把構(gòu)建ITS基礎(chǔ)平臺(tái)放在了首位， 歐洲智能交通系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模和進(jìn)程介于日本和美國之間。 北京市智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 據(jù)相關(guān)報(bào)道，目前在北京市已經(jīng)初步建成了4大類的智能交通系統(tǒng)，這四大類的系統(tǒng)主要包含了道路交通控制系統(tǒng)、公共交通指揮與調(diào)度系統(tǒng)、高速公路管理系統(tǒng)以及緊急事件管理，四大類系統(tǒng)總共包含約30個(gè)子系統(tǒng)，這30個(gè)子系統(tǒng)后分散在各交通管理和運(yùn)營部門，對(duì)北京市的交通起到了很重要的作用。還建立了設(shè)備先進(jìn)的交通指揮中心，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，以城市交通電子地圖為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)顯示路網(wǎng)通行狀況、設(shè)備工作狀態(tài)、警力布置情況等各類交通管理信息，并通過人工決策、計(jì)算機(jī)輔助決策與專家系統(tǒng)職能決策相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)區(qū)域交通的協(xié)調(diào)指揮及快速反應(yīng)。交通臺(tái)不僅具有重大的社會(huì)效益，而且還有較大的經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)通過電子報(bào)文的傳輸后交換、規(guī)劃、組織和控制貨物集散、配載、中轉(zhuǎn)、儲(chǔ)運(yùn)等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息流通，達(dá)到加快化貨物流轉(zhuǎn)速度，降低運(yùn)輸成本的目的。主要存在以下問題：智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用必須適合我國國情另一方面，非機(jī)動(dòng)車輛多，混合交通比較復(fù)雜、嚴(yán)重的特點(diǎn)也使得ITS的應(yīng)用受到一定程度的影響。很多城市在實(shí)施ITS項(xiàng)目時(shí),盲目購買大量先進(jìn)設(shè)備，但這些設(shè)備卻沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用，有時(shí)甚至成為一種擺設(shè)。按照交付模式，“云計(jì)算”包括以下三種：基本設(shè)備的服務(wù)；基于平臺(tái)的服務(wù)；軟件的服務(wù)。下面從智能交通信息云的邏輯架構(gòu)以及組織架構(gòu)這兩個(gè)方面進(jìn)行說明分析。該服務(wù)以交通數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)中心在對(duì)人、車、路等綜合交通影響因素的處理分析和融合，快速判斷出路況后，通過廣播、電子地圖、實(shí)時(shí)手機(jī)短訊、車載終端等媒介將信息發(fā)布給廣大的道路使用者，為其提供最優(yōu)路徑引導(dǎo)信息和各類實(shí)時(shí)交通信息幫助服務(wù)，便于駕駛員提前改變行車路線，避開交通擁堵、事故路段，提高通行效率和安全。它可以向路人提供如路徑導(dǎo)引、旅客服務(wù)信息、駕駛信息、行前規(guī)劃信息、運(yùn)輸機(jī)具訂位訊息及車輛停車信息等服務(wù)。特點(diǎn)：個(gè)性化的出行幫助成為可能；ITS著眼于提供出行者想要的信息，因而可以大大減少出行者對(duì)信息進(jìn)行篩選的工作量（如裝有車載機(jī)的車輛可以進(jìn)行出行起終點(diǎn)的輸入，然后查詢和選擇路線，其中路線的提供是出行者信息系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前實(shí)時(shí)的道路信息進(jìn)行計(jì)算的最短路徑）[21]。如 1996年，日本車載路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模是180萬套，美國是1萬套，而整個(gè)歐洲是2萬套。但支持路徑誘導(dǎo)的電子數(shù)據(jù)地圖太昂貴，所以尚不能在所有的城市應(yīng)用。雖然也有些動(dòng)態(tài)信息(如交通臺(tái)給予的道路交通信息，電視臺(tái)發(fā)布的車票預(yù)售信息)，但其實(shí)時(shí)性比較差。當(dāng)前主要的雙向通信交通系統(tǒng)有無線尋呼系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)以及紅外線信標(biāo)等。這一特性使我們可以獲得高度的安全性和進(jìn)行復(fù)雜的密碼鑒別處理。比如，在美國的休斯敦，道路的交通信息在網(wǎng)上每1 min就更新一次。 系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計(jì)基于“云計(jì)算”的ITS系統(tǒng)主要功能有電子地圖顯示功能、標(biāo)注當(dāng)前車輛位置、地圖查詢功能、動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)功能、數(shù)據(jù)/話音通訊、交通誘導(dǎo)功能。傳輸?shù)男畔⒖梢苑譃椋簲?shù)據(jù)信息，來自系統(tǒng)檢測(cè)站、匝道控制機(jī)和可變信息板，數(shù)據(jù)包較小，所需帶寬較窄；聲音信息，來自緊急救援、調(diào)度等。對(duì)于無線信息傳輸媒介主要包括區(qū)域無線廣播網(wǎng)絡(luò)可用于交通信號(hào)控制機(jī)和其他交通控制設(shè)備；地面微波鏈路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的主干媒介，傳輸音頻信息及有限的CCTV視頻有：GSM網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、FDMA、TDMA、PDC、TACS、AMPS等。采用這種接入方式的有：交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、區(qū)域中心之間信息傳輸。在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，一般采用光纖接入方式。專用的短程通信規(guī)范的三個(gè)層次：（a）物理層：物理層規(guī)定了無線通信的標(biāo)準(zhǔn)，它主要包括頻率(f)以及數(shù)字的編碼方式和信號(hào)調(diào)制的方式等。但是藍(lán)牙技術(shù)的缺點(diǎn)是只能在中短距離進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)只需要各自打開其藍(lán)牙設(shè)備，藍(lán)牙會(huì)自動(dòng)尋找對(duì)方的賬號(hào)，自動(dòng)建立連接，就可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的傳輸[26]。交通誘導(dǎo)信息發(fā)布系統(tǒng)具有以下的監(jiān)視與控制功能：可通過查看顯示屏分布圖直接進(jìn)行管理，操作直觀；在控制室里面，控制人員可對(duì)任何地方的和任何地點(diǎn)的顯示屏通過無線傳輸方式進(jìn)行電源的控制以及復(fù)位操作等。對(duì)所有的顯示屏，如果在正常使用中，標(biāo)志是綠色的。不同的顯示顏色表達(dá)不同性質(zhì)的信息[28]。本文對(duì)“云”端、“管”和“端”的構(gòu)建進(jìn)行研究和分析，其中重點(diǎn)對(duì)于“云”端數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)研究。假設(shè)該問題滿足對(duì)稱條件可以假定路網(wǎng)中的交通比較擁擠的路段op和qr很短，因此再不控制車輛流量情況下的出行時(shí)間近似為0，即假定新增路段pq的延遲參數(shù)與路段oq和qr相等，即設(shè)，則各路段出行時(shí)間可表示成。當(dāng)時(shí)，則上述分析有著Pareto的最優(yōu)解，與此同時(shí)和用戶的均衡解不一樣，所以發(fā)生了Braess悖論[31]。圖57 廣渠門橋路段編號(hào)流量flow（輛）路長L (m)自由出行時(shí)間α(s)延遲參數(shù)12111200213790031258004163110051096006202120071861300表54 廣渠門橋路段分析選取1~7段路網(wǎng)分析計(jì)算得由關(guān)系曲線估計(jì)出和的值，由于，則上述分析有著Pareto的最優(yōu)解，與此同時(shí)和用戶的均衡解不一樣，所以發(fā)生了Braess悖論，此路網(wǎng)驗(yàn)證存在悖論。系統(tǒng)基本組成與構(gòu)架智慧交通云平臺(tái)是一個(gè)處于交管數(shù)據(jù)采集與交管數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用之間的系統(tǒng)。第二層是系統(tǒng)軟件層，包括移動(dòng)的云存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件，綜合分析云計(jì)算軟件平臺(tái)，以及Web服務(wù)軟件等。圖511 登陸界面圖512 系統(tǒng)界面2）提供大流量數(shù)據(jù)入庫能力，防止數(shù)據(jù)堆積對(duì)于流量超過10000條/m的實(shí)時(shí)交通監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫已無法滿足要