城市交通安全管理的智能决策支持系统探讨

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城市交通安全管理的智能决策支持系统探讨——杨兆升保丽霞朱国华

城市交通安全管理的智能决策支持系统探讨杨兆升保丽霞。朱国华。(林大学长春 1 0 2 ) (港二航局五公司武汉 4 0 3 )吉。 0 5中 3 3 0 4

摘

要

文章探讨了智能决策支持系统在城市交通安全控制中的应用，出了一种基于交通提

地理信息系统的智能决策支持系统结构框架，根据交通工程学知识，立了基于知识表示的交并建

通安全控制模型库。叙述了在智能决策支持系统的方法库中融合的完善道路基础设施、叉口控交制、市交通流诱导系统、城紧急事件管理系统等实际可行的交通安全控制方案。

关键词交通安全控制系统；能决策支持系统 i智交通地理信息系统；市交通流诱导系统；城紧急事件管理系统中图分类号： 41 U 9文献标识码： A

Ab t a t Th s p p r h s s u id t e a p ia i n o n e l e td cso u p r y t m ( DS s r c: i a e a t d e h p l to fi t li n e ii n s p o t s s e c g I S) i r a r fi a e y c n r la d m a a e n F r ty,t e f a wo k o DS o r f i s f t n u b n t a fc s f t o t o n n g me t i s l h r me r f I S f r t a f a e y c m a a e e t s p t f r r a e n g o r p i i o ma i n s s e f r t a s o t to ( I T ) n g m n i u o wa d b s d o e g a h c nf r t y t m o r n p r a i n G S o Th n, wih t e n wl d e o r f c n n e i g, e pe i l t a fc l w t e r e a d d n m i e t h k o e g f t a f e gi e rn i s ca l r fi f y o h o is n y a c t a fc a sgn e t ( r fi s i m n DTA ) r fi o e a e o DS o a e y c n r l sp e e e . F n lytt e,t a fcm d l s n I S f rs f t o t

o r s nt d b i i al h p p r a e n o a c u t g n r l t a e i s n t a fc s f t a a e n s c s r a a i te a e t k s i t c o n e e a s r t g e i r fi a e y m n g me t u h a o d f cl i s i p r e tn n e s c i n c n r l n e f c i g t t r e to o t o l g,ur a t a fc fo g i a c s s e i i b n r fi l w u d n e y t m a d e e g n y i i e t n m r e c ncd nm a ge e . na m nt

Ke wo d: r fi s f t c n r l y t m; i t l g n d c so s p o t y t m; g o r p i y r s t a fc a e y o t o s s e n el e t e iin u p r i s s e e g a hc i o m a i n s s e f r t a s o t to nf r to y t m o r n p r a i n;ur a r fi l w u d n e s s e; e e g n y i cd n b n t a fc fo g i a c y t m m r e c n ie tm a ge e s st m na m nt y e

O前言 道路交通事故是当今人类社会共同面临的一

通工程师控制交通安全的经验和知识，早发现尽

城市道路网潜在的交通事故隐患，取有效措施采避免或者降低交通事故所带来的危害，文提出本将智能决策支持系统 (nel e t eiin itlg n d cs i osp ot ytm, D S应用于城市交通安全控制 u p r sse I S )

大严重问题。年来，世界每年因道路交通事故近全死亡约 6 O万人，伤 20 0多万人，受 0交通事故造成的损失约占国民生产总值的 1~ 2 5。 0 2年 . 20我国的交通死亡人数约 1 1万人，接经济损失达直

中，就安全控制模型库、并方法库的建立进行深入研究。

4 o亿元。在铁路、公路、路交通事故死亡人数水中，市道路的交通事故比例占 9[。因此，城 3 1]如何进行有效的城市交通安全控制一直是国内外交通工程领域研究的重点和热点。

1城市交

通安全控制的智能决策支 持系统结构框架在城市交通管理中，取何种交通安全控制采措施，不仅需要采集大量的交通数据，而且还要根据交通工程师的经验，过定量和定性分析才能通

目前，内外降低交通事故发生率、高城市国提道路安全性的主要措施包括：强全民的交通安增

全法规意识、完善安全道路交通设施、高车辆性提能、强道路维护与管理，施智能交通系统加实(TS)其中 I已公认为解决城市公路交通拥 I。 TS

确定。这种专家判定往往具有时延性，果不能及如时地发现安全隐患，会带来严重的经济损失。将因此，人工智能和专家系统引入城市交通安全控将制，以根据实时统计的交通信息，可尽早地选择安全控制方式，免交通冲突与事故。避 本文研究的面向城市交通安全控制的智能决策支持系统 I S,是利用人工智能和专家系统 DS就

挤、善行车安全的最佳途径。改 为了能够以道路交通流状况为基础，合交结收稿日期：0 4 1 -9 2 0—0 0

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交通与计算机 2 0 0 5年第 2期第 2 3卷 (第 1 3期 )总 2

技术在定性分析和不确定推理上的优势，分利充用交通工程师多年来采取安全控制措施的经验和

析工具、示参与分析过程、示与输出分析结显显果 ]。

知识，及时地选择合适、济、行的交通安全来经可控制方法。

本研究选用 GI—作为智能决策支持系统的 ST

数据库，主要利用其处理交通信息的快速性、时实性、动态性，以GI—为平台， ST结合先进的数据采集技术、据库与网络技术、间分析技术以及交数空

本文以国内I TS示范城市正在建设的交通地理信息系统 (e ga hcifr t ns se fr go rp i nomai ytm o ota s ott n GI—为平台，用交通流理论、 rn p rai, S T) o应

通信息融合技术，而解决目前交通数据获取不从及时，据管理不系统，据分析不深入，息发数数信布不及时，以及不具有可视效果等问题。2 2模型

库系统设计 .

动态交通分配理论等交通工程学知识建立交通状态模型库，融合了交通工程专家控制交通安全并的丰富知识，建了城市交通安全控制的智能决构策支持系统结构框架，图 1所示。系统框架以如该知识库为主导， GI—数据库、通模型库、对 ST交交

交通安全控制的模型库系统是智能决策支持系统的支持性部件。它具有为交通安全管理者提供推理、析、分比较选择的能力。本文建立的模型库系统通过GI—数据库得到全面反映路网状况 ST

通安全控制方法库进行调度管理，现多库协同实智能决策[。 2]城市交通安全管理者、决策者

的交通信息，并进行统计分析、判断，为决策者提供交通信息的定量、性分析结果。定 模型库是用于存储模型及其基本单元的机构，具有共享性及动态性。文建立的模型库融它本合了 3种不同的模型表示方法，在程序表示模即块中应用的数据表示、识表示和数据与知识融知合表示，融入了模糊推理、阶控制等人工智能并递

人机接口系统多库协同系统交通工程师知城市交通安识库管理系统全控制方法城市交库管理系统通安全控制知识库

交通模型库管的数据库理系统管理系统GI T S—

基于

GI T S—

方法，模型表示方法针对性强、行效率高，该运减少了数据冗余，于对模型进行修改与更新，以便可实现对模型的智能化管理。

数据库库

图 1城市交通安全控制智能决策支持系统结构框架

本文根据交通安全评价指标体系，别建立分了针对路口评价 ( )路段评价 ( )路网评价点、线、

2智能决策支持系统设计2 1基于 GI— . S T的数据库系统设计

( )面的模型，通过分析道路物理参数 (车道数、通行能力等 )交通流特性 (通流量、度、头间，交速车距等)以及统计的事故率等，用基于知识的模糊采判断对关键的路口、段给出安全警告提示，路同时运用动态交通分配理论对路网交通流进行优化，

数据库系统由数据库及其管理系统组成，它是

智能决策支持系统不可缺少的重要组成部分。

基于GI—数据库系统设计主要考虑两点：城 sT①市交通安全控制策略；充分利用2 0年中国国② 00 家科技部评定的北京、上海等 1个 I S示范城市 O T正在建设的交通共用信息平台的信息。 交通地理信息系统 GI—是收集、储、 ST存管

提供必要的决策信息供城市交通流诱导系统进行信息发布，可用于交通规划管理者远期决策。也23方法库系统设计 .

交通安全控制的智能决策支持方法库系统是一

个软件系统，够提供通用的决策方法、化方能优

理、合分析和处理空间信息和交通信息的计算综机软硬件系统。它是地理信息系统 GI术在交 S技通领域的延伸， GI是 S与多种交通信息分析和处理技术的集成。由于城市交通网络具有很强的空间特征， GI而 S技术具备的强大空间数据操作、管理与分析功能，此 GI—在交通管理中的应用因 ST是个必然。GI—不但用来管理交通网络的空间 ST

法和软件工具等，实现对方法的管理，由方法并它库和方法库管理系统组成。 从交通工程学的角度看，防交通事故，高预提

城市交通安全性主要是协调人、、、境之间车路环的关系。目前我国主要通过健全交通法制、强交加通安全教育、高车辆安全性能和加强道路及其提安全设施建设 4个方面来进行交通安全控

数据，还能够为外部的交通网络分析模型提供分

制 L。其中前 3者主要侧重于交通参与者的安 l

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城市交通安全管理的智能决策支持系统探讨——杨兆升保丽霞朱国华

全认识和车辆的硬件安全保护，加强道路及其而安全设施建设则涉及了许多交通工程师进行安全

峰期交通安全。在决策支持系统中，法通常采用如下形式方抽象表示。:。(,,,, .1Y2… Y )一 F(,,, ) ) xl 2…

控制的经验和知识，现实的交通管理中是最复在杂且能最有效控制交通安全的手段。因此，文主本要从这些方面进行论述。本研究建立的智能

决策方法库系统主要包括 6种方案¨:

即由，…,的一组输入，可得到 Y, z, 就 Y,, … Y的一组输出。里 F( )一个抽象表达这 是

1 )改善公路条件。从道路线形设计方面考虑，格按照设计道路的平曲线和竖曲线，弯严使道、道符合公路工程技术标准，种线形组合要坡各充分考虑安全性。路面方面考虑，从应保证路面的宽度，肩的坚实度，面的平整度和粗糙度。路路2 )完善道路安全设施。道路安全设施主要包

式，可以是数学算法，可以是一个程序。既也 本文建立的 6种方法的输入均是统计的交通数据，据不同的条件编制程序，过交通信息分根通析，识的模糊判断、知匹配，确定选用何种管控来措施。

括分隔带、全护栏、安交通标志、线、诱导设施标视和防眩设施等，于城市交通，应包括行人过街对还天桥、道、通安全岛等。地交 3 )实施交通控制。交通控制可以分为交通信号控制和交通法规控制。交通信号控制指在道路入口和交叉口处设立交通信号灯，理控制车辆合的行驶。通法规控制包括设立单向交通路段、交变向车道、交车专用车道等。公 4 )城市交通流诱导系统 L。城市交通流诱导 7]系统通过动态地向驾驶员提供实时交通信息和最优路径引导指令，过对道路上的车流进行诱导，通 从而优化道路空间利用，衡路网车流在时空上均的合理分配，免拥挤，少交通事故的发生。城避减市交通流诱导的方式主要有群体诱导 (即路边可

3结论 本文研究了智能决策支持在城市交通安全控

制系统中的应用，建了交通安全控制的智能决构策支持系统结构框架，讨了基于交通地理信息探系统 GI—的智能决策支持数据库系统，述了模 ST叙型库中的主要模型和方法库中的 6种主要方案。参考文献1李江.通工程学 .京：民交通出版社， 0 2 交北人 2 0.1 O 2 ~ 21 9 .1 7 8

2王永庆 .人工智能原理与方法.安：安交通大学出西西版社，9 8

4 o 4 9 1 9 . O~ 0

3镇海燕 .王炜.于 G S的城市交通安全管理研究 .基 I 交通与计算机，0 2 2 ( ) 6 9 2 0,03:~ 4李伯楠，志纲.“沈数字地球”系下 GI—体 S T技术的应用.信息技术，2 0 ( ) 3~3 0 01:O 3 5王炜.过秀成.通工程学 .京：南大学出版社 .交南东

变信息板显示 )和单车诱导 (即采用车载信息装置提供最优路径 )。

5 )紧急事件管理。紧急事件管理系统是快速准确地识别各种事件，实施一系列的措施，这并把些事件对人和货物运输的影响降低到最小，助帮管理部门识别或预测有危险的天气、通状况和交

2 0 .2 4~ 2 8 0 0 4 4

6刘远才。德滨 .证城市道路交通安全与畅通的措朱保施 .云南交通科技，0 1 1 ( ) 1~1 2 0 . 1:2 7 5 7杨兆升 .城市交通流诱导系统理论与模型 .京：民北人交通出版社 .0 0 1 20. 5 8温慧敏.高速公路交通事件管理系统关键理论与技术

设施条件，以便提前采取措施，防止事件的发生或将其影响减少到最小[9。 s3 . 6 )公交智能化调度系统。交智能化调度系公统是通过对公交车辆定位监控、要路段电视影重像监控，能根据站点客流的实时情况，择智能并选化调度方式的公交系统。公交的智能化调度可以

研究：博士学位论文]长春：[ .吉林大学交通学院 .2 0 0 2

9 F ra y e B. Tr fi n ie tm a a e n a d a r d n P a f icd n n g me t h n— c b o . Am e ia: Fe e a Hi wa Admi ita in o k rc d rl gh y nsr t o O fieof rv lM a a e n,2 0 . f a e n g me t 0 0 6 c T

提高公交的运行效率，提升公交出行的比例，在一定程度上缓解重要路段的车流拥挤，而保障高从

1任明仑.能决策支持系统：究现状与挑战 .系统 0智研工程学报 .2 0 . ( ) 4 O 3 0 2 1 5: 3~4 8 7

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