摘要：提出了一種成本低、相關(guān)技術(shù)成熟的交通信息服務系統(tǒng)設計方案。方案征用車輛采集交通數(shù)據(jù)（稱這種車輛為探測車），配備汽車導航系統(tǒng)的汽車無須附加成本即可成為探測車。采樣數(shù)據(jù)通過GSM短消息送達信息中心。信息中心統(tǒng)計并預估全路網(wǎng)任意路段的實時行程時間。交通路況發(fā)布采用短消息小區(qū)廣播。

    關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng) 交通信息服務系統(tǒng) 探測車

當今世界各大城市都面臨嚴重的交通擁擠問題。交通擁擠造成時間浪費，威脅交通安全，加劇資源耗費和環(huán)境污染。擴充公路設施遠不能解決問題。智能交通系統(tǒng)（ITS，Intelligent Transportation System）被公認為解決城市交通擁擠問題的首要策略，將是新世紀交通發(fā)展的主流。發(fā)達國家爭先制訂了ITS發(fā)展規(guī)劃、ITS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架以及ITS標準等，斥巨資開展研究、試驗、評估和部署。智能交通系統(tǒng)的目標是更加高效地利用現(xiàn)有公路資源。我國人口眾多，城市化趨勢和汽車擁有量的快速增加導致城市交通面臨嚴重問題。ITS愈來愈受到我國政府和交通工程界的重視。北京、上海和深圳等城市已經(jīng)開展了ITS試驗。

ITS是實時、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)，涵蓋廣泛，包括以下子系統(tǒng)：交通信息服務系統(tǒng)、智能交通管理系統(tǒng)、商用車隊管理系統(tǒng)、智能公交系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、旅行信息服務系統(tǒng)、停車服務系統(tǒng)和救援支持系統(tǒng)等。其中，交通信息服務系統(tǒng)（ATIS，Automated TransPortation Information System）是城市ITS的基礎組成部分。

ATIS的主要功能是從路網(wǎng)中采集實時路況數(shù)據(jù)，并進行分析處理，預估未來交通狀況趨勢，產(chǎn)生分析報告和估計結(jié)果。結(jié)果數(shù)據(jù)可以用作實時交通路況廣播信息或作為智能交通控制系統(tǒng)的輸入以產(chǎn)生最佳的、實時的交通控制策略；用于檢測交通事故，提供準確定位。由于大量車輛同時搶占同一道路資源造成局部的交通擁擠，ATIS通過動態(tài)誘導、實時路況廣播等措施指導路網(wǎng)上所有車輛最佳使用道路資源、促使交通暢通。

1 基于探測車的數(shù)據(jù)采集

ATIS一直是ITS研究的重點，至今已經(jīng)開發(fā)出多種數(shù)據(jù)采集方法、數(shù)據(jù)處理算法和信息發(fā)布手段。當前主流的數(shù)據(jù)采集方式是使用電子設備（如環(huán)形傳感器、雷達或者微波監(jiān)測器）監(jiān)測路網(wǎng)上特定路段的某橫截面處的交通數(shù)據(jù)：平均車速、車流量、占用率。這些采集方式無法直接測量車輛密度和路段行程時間，獲得這些數(shù)據(jù)需要采用復雜的算法估算得到。這類方法存在以下不足：

·系統(tǒng)投資和維護費用巨大。安裝檢修期間將干擾或者中斷部分路面交通；

·大量估算法適用于所假定的特殊情形，制約了算法的適用面。很多算法僅能在交通通暢的情況下正確估算交通密度，在發(fā)生交通堵塞的情形下則不能準確估算交通密度[2]；

·設備存在大量的隨機錯誤。據(jù)統(tǒng)計，由于各種原因（包括硬件、軟件或通信線路造成的原因），美國SanFrancisco Bay地區(qū)高速公路網(wǎng)內(nèi)超過70%的環(huán)形傳感器無法產(chǎn)生正確或者可靠的交通數(shù)據(jù)[2];

·當檢測設備相互間距較大時，用來檢測交通干擾因素是不可行的，如交通事故。然而在城市密集道路網(wǎng)上高密度安裝檢測設備是不可能的[2]。

由于以上原因，尤其是投資維護費用巨大，使得交通信息采集系統(tǒng)未能得到廣泛應用。另外，數(shù)據(jù)采集方法有航空攝影、視頻攝像等，這些方法存在的問題是數(shù)據(jù)量龐大，目前計算機視覺算法無法滿足系統(tǒng)要求。

20世紀90年代初，國外就使用模型模擬或者實地試驗驗證使用探測車（Probe Vehicle）采集數(shù)據(jù)的可行性，其中以美國的ADVANCE實驗項目[3]最具典型性。ADVANCE是世紀