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  編者語：隨著我國城市化進程的推進，交通在社會生活中的重要地位日漸凸出，它是整個社會經濟生活的基礎和重要保障。然而，過多的車輛給城市交通帶來了巨大的壓力，交通堵塞和交通事故困擾著交通管理和人們的日常生活。建設具有中國特色的智能交通、提高綜合效率、改善交通環(huán)境、降低運營成本以及便利人們的生活等工作，讓智能交通保證人們出行“無憂”。

    隨著我國城市化進程的推進，交通在社會生活中的重要地位日漸凸出，它是整個社會經濟生活的基礎和重要保障。然而，經濟的發(fā)展也帶動了機動車輛的劇增，給城市交通帶來了巨大的壓力，交通堵塞和交通事故困擾著交通管理和人們的日常生活。解決交通問題不能單純依賴道路的建設，更重要的是如何更合理、有效地利用現有的道路交通資源。因此，作為國民經濟建設的基礎性行業(yè)——交通運輸行業(yè)，建設具有中國特色的智能交通、提高綜合效率、改善交通環(huán)境、降低運營成本以及便利人們的生活等工作，有著非常深遠的意義。
       
    一些大型城市，如上海，城市交通監(jiān)控管理系統(tǒng)的建設提供了信息化實時監(jiān)管手段，以提高工作效率和管理水平。然而，目前大部分交通信息資源是孤立的，要實現高效的交通監(jiān)控管理系統(tǒng)，首先必須實現全局系統(tǒng)信息聯網，通信網絡在整個智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)中起著重要的作用，是智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)的基礎。通信網絡必須為智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)即時、可靠、安全和多樣的信息傳輸提供強有力的保障。
       
    智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)涉及到大量的交通監(jiān)控設備、交通管理設備和車輛，還涉及到交通管理部門、公安部門、公交調度部門等。這些通信實體涉及的信息點眾多，類型復雜。IPv6可以滿足智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)對IP地址空間的需求，實現端到端的通信，從而解決節(jié)點間的互訪問題。
       
   CNGI在傳輸速率上的優(yōu)勢，使之可以承擔這種通信任務。盡管帶寬并非IPv6的固有特點，但是CNGI的建設使主干帶寬大大提高；另一方面，IPv6基本報頭結構比IPv4有了很大簡化，如增加了流標識字段，減少了中間節(jié)點對報頭附加字段的處理。這就減輕了路由器處理的負擔，使IPv4互聯網在路由器上的瓶頸得以改善。
       
   IPv6對移動IP提供了強有力的支持，可以實現網絡的平滑切換，可以最大限度降低數據傳輸丟包率。通過采用移動IPv6技術，移動節(jié)點就可以與Internet上任何一個靜止或移動的通信節(jié)點進行持續(xù)的雙向通信。移動IPv6技術有力地支持了智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)對移動交通設備的監(jiān)控與管理。
             
   針對上述技術狀況的分析，同濟大學研制并開發(fā)利用IPv6無線寬帶和傳感器網絡技術解決了智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)的網絡瓶頸問題。同時以智能交通的示范應用來推進下一代互聯網絡的發(fā)展。
       
多源交通信息的采集和傳輸
       
   同濟大學智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)的交通信息來源于流動車輛的GPS(全球定位系統(tǒng))信息、路面?zhèn)鞲衅餍畔⒑鸵曨l信息等。傳感器信息來源于鋪設在上海南北高架路和內環(huán)高架路上的感應線圈采集的數據，實時反映了高架路上車輛的平均速度、流量、車頭距，飽和度等信息。流動車輛信息來源于分布于上海市的2000多輛出租車和150多輛公交車的車載GPS傳回的信息。GPS信息反映了車輛的即時速度，所在路段的即時路況。視頻信息來源于位于北京市榮華東路和榮京東街交叉口，通過視頻采集監(jiān)控窗口顯示的視頻流質量評估，視頻采集流的質量屬于優(yōu)質，能夠清晰、準確地顯示出路口的交通流狀況。
       
交通路況生成
       
   由數據采集設備采集的原始數據經過網絡傳送至信息處理中心，信息處理中心提取并加工這些數據，生成對應到電子地圖上的路況信息，在地圖上以不同的顏色標記每一條路，來區(qū)分堵塞、擁擠和暢通狀態(tài)。同時將生成的信息保存到數據庫，用于歷史路況的點播發(fā)布以及對道路的分析評估。
       
交通狀態(tài)分析
     
    歷史數據分析由用戶定制服務請求，發(fā)送至處理中心，系統(tǒng)將根據用戶提出的請求，計算相應時間內指定道路的通暢率、流量等信息，再通過網頁以圖表方式傳給用戶。交通狀態(tài)分析可以提供同一條道路工作日與非工作日的路況變化，也可以得到整個高架路的全年通暢率信息等。
     
交通信息點播和發(fā)布
       
   交通信息點播是本系統(tǒng)面向出行用戶服務的部分，包括手機、PDA用戶點播服務，Web用戶點播服務，以及車載移動設備的點播服務。用戶利用手中的訪問設備通過IPv4或IPv6網絡發(fā)送信息點播請求，系統(tǒng)以計算出的路況信息為依據，以高性能的計算為手段，為用戶提供可靠的出行信息和路況信息。通過對PDA的實際測試，用戶得到的出行信息指導基本上是實際中的最佳方案，而且對于出行時間的估計也相當準確。
       
公交車到站時間預測
       
   系統(tǒng)根據裝在公交車上的GPS設備發(fā)回的信息，對照實時路況為用戶提供準確的公交到站預測信息服務。上海的71路和72路兩條公交線路上的觸摸屏上展示動態(tài)交通信息和最優(yōu)動態(tài)出行路線等服務。

   通過實地測試，系統(tǒng)預測的到站時間與實際到站時間相比，誤差控制在1分鐘之內。
       
路口信號機監(jiān)控
       
   在原有基于IPv4網絡或其他通信網絡的交通監(jiān)控系統(tǒng)上，開發(fā)基于IPv6網絡的交通監(jiān)控子系統(tǒng)。交通監(jiān)控子系統(tǒng)能夠通過IPv6網絡獲取路口的實時流量信息以及路口的視頻數據，從而實現對路口通信機等交通設施的實時監(jiān)控。路口的檢測線圈以及CCTV通過轉換器接入IPv6環(huán)境的智能交通監(jiān)控專網，通過專網將交通流量數據和視頻數據傳輸至數據庫服務器。交通監(jiān)控子系統(tǒng)訪問數據庫服務器，即可獲得對各類交通設施的實時監(jiān)控。

   選擇位于北京市經濟技術開發(fā)區(qū)亦莊的五個連續(xù)路口。這五個路口為榮京東街與榮華中路、宏達北路、永昌北路、同濟北路和東環(huán)北路的交界路口。系統(tǒng)實現了在北京示范區(qū)域的5個交叉路口上，遠端控制中心通過IPv6網絡對路口信號機、路口信號燈等各類交通設施的監(jiān)控。
       
系統(tǒng)的未來
       
   基于CNGI的智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)以下一代互聯網絡作為智能交通系統(tǒng)的信息服務網絡，充分利用了IPv6在地址資源豐富、服務質量可控、安全性等方面的優(yōu)勢，提升了信息采集、分布式數據存儲、信息服務等方面的應用水平。這一系統(tǒng)成功地將對城市智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)從傳統(tǒng)網絡過渡到下一代互聯網。同時，智能交通系統(tǒng)作為重大的基礎應用推動了IPv6技術本身的發(fā)展。(作者：蔣昌俊  單位為同濟大學嵌入式系統(tǒng)與服務計算教育部重點實驗室)