城市殊域分布式O2O交通疏导系统的设计与实现

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　　摘 要随着我国社会经济的持续快速发展以及城市现代化水平的逐渐提高，产生了大量的道路运输需求，然而目前国内实际道路情况并不能满足日益发展的需求，交通拥堵事件频发，尤其是交通事件引发的偶发性交通拥堵也成为急需解决的问题之一。针对交通事故的偶发性与不可预测性，为减少城市交通管理者的困难，本系统提出了一种新的城市殊域分布式O2O交通疏导系统。本系统通过APP用户端实时上传路况信息，交通诱导控制中心了解实时道路状况，从而进行交通干预，包括向用户发布实时交通事故路段与调整交通诱导指示单元工作状态，使之显示实时路况信息，将交通事故信息发布，以促使车辆分流，减少或避免交通拥堵，达到实时交通诱导的目的。本系统也加入了信息安全保障措施，大大减少了交通管理者进行交通诱导的工作量，能满足城市交通诱导与城市路网交通信息技术领域的广泛应用。
　　【关键词】交通疏导 路况监测 用户互动 Android 智慧交通
　　1 研究背景及意义
　　近年来，随着我国社会经济的持续快速发展以及城市现代化水平的逐渐提高，居民汽车保有量随之急剧增加，产生了大量的道路运输需求，使得建设相对滞后的道路难以承载，城市路网容纳力趋于饱和，交通阻塞、路网交通流分布不均问题日益突出，交通拥堵成为各大城市普遍存在的问题，而由交通事件引发的偶发性交通拥堵也成为急需解决的问题之一。由于交通参与的随机性和无规律性，使交通管理者难以提前预测和规划，因而加剧了城市交通管理的压力。
　　目前，交通疏导主要依靠交警人工指挥、静态道路交通诱导指示牌、交通广播等方法，而一旦发生交通事件，则主要依靠指挥中心从现场得知指令后再控制现场信号转换，而且，这些方法不能与司机之间进行有效互动，导致响应缓慢，造成交通拥堵，影响交通秩序。
　　基于以上分析和实际路况信息，为了避免和减少公路出现交通拥堵，尤其是交通事件引发的偶发性拥堵，提高公路的利用率，我提出了一种具有远程控制、状态监测、信息发布等功能的城市殊域分布式O2O交通疏导系统。
　　2 研究内容简介
　　城市殊域分布式O2O交通疏导系统由APP用户端、控制中心与指示单元三部分组成。APP用户端应用于Android系统，可在用户的控制下实现实时道路信息的上传，包括事故信息与交通拥堵状况；控制中心通过通讯模块进行同APP用户端与指示单元的信息交互，包括向APP用户端发送实时事件广播，向部分指示单元发布指令，调整其显示内容，以向司机发出交通拥堵预警；本系统实时获取城市路网信息，通过多渠道向市民发布路况信息，提前预知可能发生交通拥堵的地点，促使车辆分流，平衡城市路网交通流分配，减少或避免交通拥堵，方便交通管理者管理公共交通，方便人们出行。
　　3 APP用户端介绍
　　读取本机SIM卡号码、位置，控制手机的通讯模块，实现数据的上传与接收。
　　功能介绍：
　　（1）采用APP用户端获得实时交通信息和接收实时路况，而且APP界面简洁，方便用户使用，便于获取信息。
　　（2）利用多个程序语句实现对手机通讯模块的利用，完成与控制中心的信息交互。
　　（3）APP用户端具有稳定的优化算法，保障用户信息安全。
　　（4）APP用户端注册采用实名制的方法，规范装置使用秩序，方便有关部门事后核实，减少或避免非法使用装置破坏交通秩序。保证实时路况信息的可靠性与安全性。
　　（5）基于Android系统对Java程序良好的兼容性，确保APP用户端在Android系统上平稳有效运行。
　　4 控制中心介绍
　　4.1 控制中心组成
　　控制中心分为上位机及其软件与通讯模块两部分，由交警指挥中心掌控。控制中心上位机软件负责处理移动指示单元上传的位置信息，标记移动指示单元位置，还可以处理APP用户端实时上传的路况信息，做出相应的反应，进行实时交通诱导。通讯模块采用SIM900A通讯模块。
　　4.2 功能介绍
　　控制中心可以对APP用户端上传的信息做出优化处理，自动计算出有效的交通诱导方案。通过交通管理者人工处理或软件自动处理，开启指示单元，发布道路拥堵预警信息，人工干预交通，实现交通分流，平衡路网，避免交通堵塞。
　　5 指示单元介绍
　　指示单元包括通讯模块、MCU控制模块、LED指示模块和供电模块，其中固定指示单元的供电模块可使用太阳能供电，且外接备用电源。
　　固定指示单元安放在城市主干道，约1公里安放一个，而且固定指示单元也安放在高架桥的上下桥口，实现交通诱导信息的多方位发布。
　　5.1 设计方案
　　MCU控制模块以STC89C52RC单片机为主控，预留一个全双工串口连接至SIM900A通讯模块，单片机P1口与LCD显示屏连接。
　　5.2 功能介绍
　　指示单元可以接收控制中心传来的信息，包括调整工作模式指令、各模式下显示的内容。指示单元的工作模式分为事故模式和空闲模式，事故模式下显示事故路段信息，促使车辆分流，空闲模式下可显示公益广告和交通标语。
　　6 应用与前景
　　6.1 系统实现功能
　　本系统实时获取城市路网信息，通过多渠道向市民发布路况信息，提前预知可能发生交通拥堵的地点，促使车辆分流，平衡城市路网交通流分配，减少或避免交通拥堵，方便交通管理者管理公共交通，方便人们出行。
　　6.2 系统应用特点
　　（1）本系统是让交通活动最广泛的参与者――司机，参与交通诱导，其最大特点是路况信息来源广泛、实时准确；
　　（2）应用本系统进行交通诱导，避免交通堵塞，不仅仅可以避免交通事故引发的偶发性交通拥堵，还可以调整交通流量大的路段的路网流分布，预防城市中各种特殊事件引发的交通拥堵。
　　（3）APP用户端注册采用实名制的方法，规范装置使用秩序，方便有关部门事后核实，避免非法使用装置破坏交通秩序，确保实时路况信息来源可靠，保证系统的安全性；
　　（4）本系统的设计基于对实际路况信息的调查与研究，控制中心软件和APP用户端上嵌入了多种智能算法，减少了数据误差。
　　（5）本系统交通诱导信息渠道多样，信息发布及时，能有效的干预司机的驾驶路线，调整路网流分布，避免交通堵塞。
　　参考文献
　　[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009.
　　[2]谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，2010（06）.
　　[3]王强.基于Android的交通诱导系统客户端的设计与实现[D].西安交通大学，2014（04）.
　　作者单位
　　山东省聊城第一中学 山东省聊城市 252036
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