【正文】 編號(hào)讀寫方式存儲(chǔ)內(nèi)容大小平均吞吐量指標(biāo)(MBps)。系統(tǒng)對(duì)于大數(shù)據(jù)量的讀寫，具有很好的自適應(yīng)和均衡能力。 3）系統(tǒng)查詢性能指標(biāo)查詢、統(tǒng)計(jì)操作的首次響應(yīng)時(shí)延小于1秒； 對(duì)任何實(shí)時(shí)分析操作的反應(yīng)時(shí)間小于10秒；并發(fā)操作終端數(shù)大于30個(gè)；基于交管數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，記錄5000萬條以內(nèi)，1秒可以統(tǒng)計(jì)完成。而智慧交通云平臺(tái)卻能通過大量計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算，將交通監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存入云存儲(chǔ)系統(tǒng)。實(shí)施效果 1）系統(tǒng)查詢界面系統(tǒng)采用B/S方式作為界面展示，用戶可以通過對(duì)所要的查詢條件進(jìn)行輸入，點(diǎn)擊查詢后，系統(tǒng)能夠快速返回結(jié)果如下圖511以及512所示。第四層是交管數(shù)據(jù)處理軟件層，主要完成智慧交通云平臺(tái)所需要提供的諸多功能，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警監(jiān)控、車輛軌跡查詢與回放、電子地圖、報(bào)警管理、布控管理、設(shè)備管理、事件檢測報(bào)警、流量統(tǒng)計(jì)和分析、系統(tǒng)管理等功能。第三層是智慧交通云平臺(tái)中的數(shù)據(jù)層，包括原始交管數(shù)據(jù)、索引數(shù)據(jù)、用于分析的中間數(shù)據(jù)、以及系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)等。云存儲(chǔ)系統(tǒng)將提供基于Sybase ASE關(guān)系數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問能力，以及基于HDFS的分布式文件系統(tǒng)存儲(chǔ)訪問能力，分別提供基于JDBC/SQL的數(shù)據(jù)庫訪問接口以及HDFS訪問接口[34]。從系統(tǒng)處理系統(tǒng)的角度看，這一層主要包括云存儲(chǔ)計(jì)算集群，此外還包括接口和管理服務(wù)器、包括用于實(shí)現(xiàn)客戶端訪問的Web服務(wù)器。系統(tǒng)總體構(gòu)架與功能模塊基于以上基本的系統(tǒng)組成和功能構(gòu)架，系統(tǒng)的詳細(xì)總體構(gòu)架和功能模塊設(shè)計(jì)如圖510所示：圖510 智慧交通云平臺(tái)總體構(gòu)架與功能模塊圖上圖中，自底向上分為五個(gè)層面。交管數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)寫入接口，實(shí)時(shí)寫入數(shù)據(jù)信息到云處理平臺(tái)。從系統(tǒng)基本組成與構(gòu)架上來看，該共享平臺(tái)由7個(gè)主要部分組成：歷史數(shù)據(jù)匯總處理系統(tǒng)，上報(bào)數(shù)據(jù)上報(bào)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)入庫系統(tǒng)，交管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，交管數(shù)據(jù)查詢分析應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及系統(tǒng)管理如圖59所示。所以，灰色預(yù)測的相關(guān)數(shù)據(jù)是根據(jù)生成數(shù)據(jù)的GM(1,1)模型所得到的預(yù)測值的逆處理結(jié)果。大型活動(dòng)客流量短期預(yù)測技術(shù)研究灰色預(yù)測模型（Gray Forecast Model）其原理是指用少量的部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)其結(jié)果或規(guī)律進(jìn)行預(yù)測的方法。通過分析可知，此路網(wǎng)不存在悖論。通過以上分析，此路網(wǎng)不存在悖論。圖56 東直門北橋路段編號(hào)流量flow（輛）路長L (m)自由出行時(shí)間α(s)延遲參數(shù)118890021007703195150041359005377150061887007128950表53 東直門北橋路段分析選取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，分析可知，此路網(wǎng)驗(yàn)證存在悖論。方法如下：從左到右車距依次為：、選取5段路網(wǎng)分析計(jì)算得由關(guān)系曲線估計(jì)出和的值如表1～4（備注：路段編號(hào)和圖52模型中一樣按順時(shí)針編排）圖54 鼓樓橋表51 路段分析路段編號(hào)流量flow（輛）路長L (m)自由出行時(shí)間α(s)延遲參數(shù)119915302326250031007004250180051407006354240072601800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。而對(duì)于某一路段的車流量的獲取，我們根據(jù)該路段的堵塞程度的情況，由圖中各種顏色的比例求得其總流量。研究并且了解北京市三環(huán)路以內(nèi)的某些地方，研究發(fā)現(xiàn)在路段上一段時(shí)間的的行車速度(speed)以及行車流量（flow）和當(dāng)?shù)氐缆返拈L度()，用來計(jì)算道路段的自由流的車輛的出發(fā)時(shí)間以及延遲參數(shù)。設(shè)交通需求為，分配到3條路線上的交通流分別為、和。在現(xiàn)實(shí)的路網(wǎng)中，上圖所示的結(jié)構(gòu)不是很常見的，在現(xiàn)代北京市的道路網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)?？梢砸姷饺缦聢D所示的道路結(jié)構(gòu)。設(shè)為分配道路線1上交通流，根據(jù)路網(wǎng)對(duì)稱性，分配到路線2上的交通就也是，因此，分配到路線3上的交通流為。路網(wǎng)（）由4個(gè)路段構(gòu)成，從o至r有兩條路線：路線1（），路線2（），其出行時(shí)間為令， 因此同時(shí)提高雙方性能的解[30]。如下圖所示的路網(wǎng), 路段的出行時(shí)間為圖51 路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖其中，為某人在以路段的上的出行時(shí)間；為任意的情況下，該道路上對(duì)應(yīng)的出行時(shí)間。交通網(wǎng)絡(luò)中的Braess悖論及其博弈論分析在大部分的行駛路徑上面，人們出行成本定義相同，并且要比在沒有使用路徑上的出行成本要小的。在本文中所研究的基于云計(jì)算的智能交通系統(tǒng)中最重要的應(yīng)用系統(tǒng)就是動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)，主要包括動(dòng)態(tài)導(dǎo)航前期建設(shè)以及導(dǎo)航數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理。 構(gòu)建智能交通云構(gòu)建“智能交通云”主要是對(duì)智能交通的一些子系統(tǒng)的應(yīng)用以及計(jì)算系統(tǒng)分離出共通的計(jì)算設(shè)備層，這樣智能交通系統(tǒng)的控制中心就可以構(gòu)造在同一個(gè)計(jì)算設(shè)備層上面。在現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理是主要部分，“云計(jì)算”的數(shù)據(jù)處理在本論文中被定義為“云”的構(gòu)建，“云”的構(gòu)建重點(diǎn)要解決的就是各種交通數(shù)據(jù)的處理以及大量交通數(shù)據(jù)的存取和快速響應(yīng)請求的能力。道路狀況顯示信息各文字顏色順暢信息路段顯示：橙色疏通順暢：綠色通行緩慢信息路段顯示：橙色部分擁堵：黃色擁堵信息路段顯示：橙色擁堵：紅色施工地段信息路段顯示：橙色施工信息：紅色交通流圖像顯示暢通：綠色黃色：緩慢紅色：擁堵表47信息顯示樣例停車誘導(dǎo)LED發(fā)布屏的布設(shè)和形式：根據(jù)停車場位置進(jìn)行發(fā)布屏的位置確定，發(fā)布屏的形式主要采用復(fù)合屏的方式，如下所示：圖48 市停車誘導(dǎo)版面設(shè)計(jì)一圖49 XX市停車誘導(dǎo)版面設(shè)計(jì)二第五章 “交通信息云”的構(gòu)建基于“云計(jì)算”的智能交通系統(tǒng)主要分為“端”—“管”—“云”服務(wù)模型，“端”就是各種終端系統(tǒng)包括車載導(dǎo)航、手機(jī)、基礎(chǔ)交通設(shè)施等。顯示輕微堵塞，或其它需要駕駛者注意的信息；綠色：表示道路暢通狀況。LED誘導(dǎo)屏上顯示的信息色彩包含以下的意義：紅色：表示停止或禁止。通常情況下，局部誘導(dǎo)是通過圖或者提示性的語言文字來進(jìn)行誘導(dǎo)的。廣域誘導(dǎo)還具有道路指的功能，在廣域誘導(dǎo)中，廣義誘導(dǎo)標(biāo)志大部分采用大型圖形的形式或者將誘導(dǎo)信息用LED燈來顯示。本部分針對(duì)XX市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和城市交通特點(diǎn)，設(shè)計(jì)LED交通誘導(dǎo)標(biāo)志在XX市主要實(shí)現(xiàn)兩級(jí)誘導(dǎo)功能：廣域誘導(dǎo)、局部誘導(dǎo)。如果某臺(tái)不正常，該顯示屏的標(biāo)志將變?yōu)榧t色并閃爍。每個(gè)LED顯示屏及接口驅(qū)動(dòng)設(shè)備在管理維護(hù)終端上都有圖形化標(biāo)志。系統(tǒng)安全管理功能，系統(tǒng)采用分級(jí)的安全保護(hù)措施，將系統(tǒng)的功能分組，不同的用。各部分均采用高質(zhì)量部件，并采取必要的防護(hù)措施，以提高設(shè)備對(duì)強(qiáng)電磁干擾和雷擊的抵抗能力。這樣，顯示屏可以通過自檢并且將自檢結(jié)果報(bào)告給顯示模塊驅(qū)動(dòng)電源，自檢的內(nèi)容包括：電源檢測、驅(qū)動(dòng)檢測、通訊檢測等。停車誘導(dǎo)信息發(fā)布：根據(jù)停車場檢測系統(tǒng)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)停車場剩余車位的發(fā)布。人工誘導(dǎo)顯示也可以設(shè)定為發(fā)送信息后立即顯示在顯示器或者設(shè)定了定時(shí)器然后由控制系統(tǒng)定時(shí)發(fā)送[27]。發(fā)布交通誘導(dǎo)信息基于“云計(jì)算”的ITS系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，在交通信息的發(fā)布功能上只能交通系統(tǒng)主要能夠提供以下三種信息發(fā)布方式：第 固化信息的顯示：固化信息的顯示就是將固定的顯示信息固化在顯示屏中，顯示屏中的固化信息可以從控制中心下載或用筆記本下載。現(xiàn)代藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，它可以在筆記本電腦、大部分移動(dòng)終端以及掌上電腦等移動(dòng)終端之間進(jìn)行互相通信，有時(shí)能夠簡化Internet之間的通信。（11）藍(lán)牙技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)也是一種利用電磁波傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)具有全球的開放性。C）節(jié)省投資，增加了信息點(diǎn)，不需要改造網(wǎng)絡(luò)。圖46 無線接入（10）、無線局域網(wǎng)（WLAN）：A）安裝簡單：不用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線，一般只要求安裝一個(gè)或者多個(gè)接入點(diǎn)的設(shè)備即可。（b）數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層定義了數(shù)據(jù)鏈路之間的通信協(xié)議，以及制定邏輯鏈路的控制方法。專用短信通信系統(tǒng)是利用專用短程通信技術(shù)，通過路旁單元的信號(hào)發(fā)射和接收裝置識(shí)別通過車輛的相關(guān)信息，自動(dòng)對(duì)車輛進(jìn)行身份鑒別、實(shí)時(shí)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)引導(dǎo)等。（9）、無線接入——專用短程通信（DSRC），由車載單元（OBU）、路旁單元（RSU）、專用短程通信協(xié)議以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成。（8）、通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS），通用分組無線業(yè)務(wù)是一種在移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)之間以分組交換傳輸數(shù)據(jù)的方式來實(shí)現(xiàn)的“永遠(yuǎn)在線”的連接，網(wǎng)絡(luò)容量只有在進(jìn)行傳輸時(shí)才被占用。（7）、蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD），例如交通智能調(diào)度、遠(yuǎn)程監(jiān)控、信息查詢等。（6）、光纖接入，目前，光纖設(shè)備成本較大，尚未普遍應(yīng)用。業(yè)務(wù)管理：支持組播業(yè)務(wù)，如信息發(fā)布。安全管理：保障用戶數(shù)據(jù)的安全性。 （4）以太網(wǎng)電纜接入，將控制中心的局域網(wǎng)接入到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，最終實(shí)現(xiàn)ITS共有信息平臺(tái)。非對(duì)稱是指上、下行方向的信息速率不同。該接入方式費(fèi)用較高。圖45 電話音頻線接入（2）、專線E1/T1接入，通過兩對(duì)電話線路為用戶提供高速的專線接口標(biāo)準(zhǔn)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可在一個(gè)較大的范圍內(nèi)對(duì)交通控制系統(tǒng)進(jìn)行控制；優(yōu)點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，且費(fèi)用與通信距離無關(guān)，覆蓋面積大，且便于實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接，通信頻帶寬，傳輸容量大，能傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型多，機(jī)動(dòng)靈活，通信線路穩(wěn)定可靠，傳輸質(zhì)量高，但缺點(diǎn)是要有高可靠、長壽命的通信衛(wèi)星，靜止衛(wèi)星的發(fā)射和控制技術(shù)比較復(fù)雜，有較大的信息傳輸延遲和回聲干擾，存在星蝕和日凌中斷現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、損耗低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、保真度高、工作性能可靠、成本不斷下降。光纖，中心是光傳播的玻璃芯 ，芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套 ，再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護(hù)封套。缺點(diǎn)是與非屏蔽雙絞線相比，成本高、安裝較困難?？捎糜芯€或無線方式傳播；視頻圖像信息，攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)圖像，可用于交通事件確認(rèn)和交通監(jiān)控，需較寬帶寬。圖43 視頻采集監(jiān)測系統(tǒng)的組成三種交通檢測技術(shù)性能比較如表44所示：技術(shù)性能優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)微波檢測速度誤差：3%流量誤差：1%占有率：5車型判別：分級(jí)設(shè)定在惡劣氣候下性能出色可檢查靜止車輛可以側(cè)向方式檢測多車道直接檢測速度側(cè)向安裝條件下，雖然能檢測多車道，但誤差比較大，正向安裝精度比較高，但造價(jià)高視頻檢測速度誤差：8~10%流量誤差：1%占有率：5車型判別：分級(jí)設(shè)定可為事故管理提供可視圖像可提供大量交管信息單臺(tái)攝像機(jī)和處理器可檢測多車道大型車輛能遮擋隨行的小型車輛陰影、積水反射或者晝夜轉(zhuǎn)換可造成檢測誤差感應(yīng)線圈檢測速度誤差：3%（120km/h）流量誤差：1%占有率：5車型判別：分級(jí)設(shè)定線圈電子放大器已標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)成熟、易于掌握計(jì)算非常精確安裝過程對(duì)可靠性和壽命影響很大修理或者安裝中斷交通影響路面壽命易被重型車輛、路面修理等損壞表44 三種交通檢測技術(shù)性能比較 交通信息傳輸交通信息傳輸系統(tǒng)保證了各組成部分信息交換的有效性和可靠性，按工作方式交通信息傳輸類型可分為：模擬傳輸、數(shù)字傳輸。視頻數(shù)據(jù)收集檢測是將利用視頻或者計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)，來對(duì)對(duì)交通動(dòng)態(tài)信息的采集，所采集的數(shù)據(jù)包括流量、車速、車型分類、占有率、平均車距等，視頻采集監(jiān)測系統(tǒng)的組成如圖43所示，攝像機(jī)對(duì)車輛進(jìn)行拍照，然后對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)并數(shù)字化，對(duì)圖像進(jìn)行分區(qū)、特征提取，根據(jù)特征信息進(jìn)行車輛分類、統(tǒng)計(jì)，根據(jù)相鄰圖像計(jì)算車速，在拍照區(qū)域內(nèi)跟蹤所辨別的車輛。圖42 道路電子監(jiān)控信息采集現(xiàn)在的大部分的交通信息的數(shù)據(jù)采集主要包括環(huán)形線圈感應(yīng)式采集技術(shù)、檢測技術(shù)、微波采集檢測技術(shù)。主要包括實(shí)時(shí)交通信息采集、交通信息傳輸、交通信息處理、交通信息發(fā)布四個(gè)部分，基于“云計(jì)算”的ITS系統(tǒng)各系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)框架圖 41 所示：圖41 ITS系統(tǒng)各系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)框架圖由上圖可以看出，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，就必須充分利用現(xiàn)有的交通信息基礎(chǔ)設(shè)施以及通信網(wǎng)絡(luò)資源和信息發(fā)布設(shè)備，再根據(jù)需求進(jìn)行完善現(xiàn)有交通信息系統(tǒng)，形成為公眾提供較全面和方便的服務(wù)能力，改善交通安全提高路網(wǎng)利用率。道路導(dǎo)航系統(tǒng)的道路選擇已經(jīng)不單單依靠路網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及歷史的交通信息作為依據(jù)，它變得更為多樣化，最新交通數(shù)據(jù)的應(yīng)用以及通過當(dāng)前交通數(shù)據(jù)預(yù)測的交通信息已經(jīng)成為可能。交通擁堵問題一如當(dāng)年人口增長過快問題、水資源短缺問題一樣成為我們這顆星球上各國眾多城市面臨的棘手問題。但在交通信息化和服務(wù)化的今天云計(jì)算方面的發(fā)展卻很少。在日本的東京，由提供的高速公路上的實(shí)時(shí)交通信息每1 min也更新一次；在年英國的南安普敦的項(xiàng)目中，的使用為南安普敦個(gè)主要停車場顯示空閑的車位信息，每一個(gè)停車場的進(jìn)入該市中心的各路口處有8個(gè)停車信息牌豎立在哪里，隔更新一次信息。然而，現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的接軌還存在問題，導(dǎo)航系統(tǒng)的完善也存在明顯的不足，人們從導(dǎo)航系統(tǒng)獲取的交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性很難確定，所以現(xiàn)代化的基于“云計(jì)算”的智能交通系統(tǒng)所提供交通信息的事實(shí)程度大大提高。這些信息具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，就象駕駛員開車時(shí)收聽交通信息廣播電臺(tái)一樣，駕駛員可以根據(jù)收聽到的路段擁堵和暢通狀況，及時(shí)選擇適當(dāng)?shù)男熊嚶肪€到達(dá)目的地。不過，支持實(shí)時(shí)交通信息的車載導(dǎo)航系統(tǒng)在歐美和日本已經(jīng)有超過10年的歷史了。隨著汽車電子的不斷發(fā)展，車載導(dǎo)航系統(tǒng)越來越多地裝車上市。IntraGSM所采用的技術(shù)途徑為所有的處理提供了時(shí)間、空間上的完全分離性。IntraGSM是一個(gè)泛歐的GSM和基于GPS的集成系統(tǒng)，由德國商業(yè)財(cái)團(tuán)開發(fā)[23]。由于有世界廣泛的基礎(chǔ)，GSM成為第一個(gè)國際性數(shù)字蜂窩移動(dòng)無線電通信標(biāo)準(zhǔn)，這樣保證了它的跨地區(qū)的功能