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【关键词】工程能力培养 教学改革 实例讲解 项目教学 运筹学
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)09-0047-02
1.引言
随着我国民航事业的飞速发展,飞行流量不断上升,空中交通安全及效率问题越来越引起从业人员的关注。空管人员面临的问题不再是简单的指挥航班完成飞行任务,流量容量管理已成为日常工作的重要方面。在新的形势下,空管专业的毕业生在学校不仅需要扎实的行业基本知识,还需要具有将所学的基础知识运用到工程中去,以解决实际工作工程中存在的复杂问题,同时需要团队协作能力[1]。空中交通系统优化与管理是一门以管理运筹学为基础理论知识,结合空中交通管理行业专业知识的一门交叉学科,是空中交通流向管理人员必须掌握的课程。本文以培养工程技术人才为目标,结合空管行业特点,对本课程理论教学方法和实践教学实施方案进行探索,结合项目团队合作的教学理念[2],在教学中以项目为中心,以问题为导向,引导学生自主学习[3]。
2.课程改革整体构思
本课程是交通运输专业各方向本科学生必修的学科基础课。通过学习该课程,应了解运筹学对整体优化决策问题进行定量研究的特点,结合本专业的实际问题,理解线性规划、对偶问题、运输问题、整数规划、动态规划、图与网络分析、网络计划技术、排队论、决策论等分支的基本优化原理,掌握其中常用的模型和算法,具备一定的从实际问题出发的数学建模能力,同时了解和掌握系统工程的一些基本理论与方法,从而为今后在工作中应用系统工程的科学观点与方法去处理空中交通管理问题、航空公司运行管理和机场现场管理的问题打下良好的基础[4]。
本课程教学分为理论教学和实践教学两方面,实践课环节是教学关键。学生通过理论课的学习掌握运筹学基本概念、模型和方法。实践环节不但可以对所学的理论加深理解,并通过组内合作、任务分解、合理分工、团结协作共同完成一项任务。在任务执行过程中,学生必须主动思考所学知识点,并能够将其应用到项目完成过程中去,培养了学生综合运用知识、分析、解决问题的能力及团队协作等能力。
3.理论讲解与项目实践相结合的教学方法
理论课程的讲解是为实践环节服务的,因此在该阶段设计讲解重点为基本理论知识的原理介绍,可以将理论知识点的范围扩大,但难度应当适中。理论讲解的任务是使学生掌握运筹学的基本思维方式:系统的好优化的思想,同时使学生掌握继续深入学习课程理论知识的学习方法和学习工具。学会查工具书、学会基本计算机辅助运算是学生学习理论知识的评价标准之一。
实践环节是本文研究的重点,也是该课程的核心与灵魂所在,是提高学生理解知识、运用知识、创造知识的关键环节,该环节的教学质量直接影响该课程的教学评价。该部分分为以下几个环节:科学选择项目主题、合理组合知识点、预先设计小组人员分工、设计教学内容及过程、设计项目讲评及学生成绩评定方案等。在培养学生工程实践能力的同时,注重学生综合素质的发展,满足岗位对学生大工程能力的需求。通过对相关单位管制员岗位的业务内容进行分析,结合该课程的教学目标,构思设计了一个项目:基于容量约束的进离场航班流量管理。实践环节项目教学的实施分为项目准备、项目实施、项目评估三个阶段[5,6],在完成项目的过程中体现“以任务为中心、以学生为主体、以教师为引导”的中心思想,激发学生团队组织能力、分工协作能力及知识创造能力。
该项目主要任务为:(1)机场容量评估方法;(2)进离场容量分配的线性规划模型建立;(3)基于MATLAB的模型机算法编程实现。不同阶段的任务如图1所示。
图1 项目主要任务
3.1 项目准备
首先教师针对同一项目根据由易到难的原则设计出难易程度不同的项目,编写项目任务说明书。在任务书中尽量减少说明性文字,增加启发式问题并附带背景材料及参考文献,鼓励学生通过科技文献数据库查找相关文献支持完成项目所需的知识点和思路。本项目中需要引导学生对机场容量的影响因素、评估方法及优缺点进行参考文献查阅,掌握线性规划数学模型建立和MATLAB编程基本方法。首先由教师介绍项目任务和完成步骤;然后学生根据自身能力和特点进行自由分组,并推选项目负责人;最后,教师会明确本次实践项目的意义:一是综合运用理论课中所学的运筹学知识以及相关前导课程的知识完成任务说明书中的要求;二是学会团队合作、交流的工作方法;三是查阅参考文献方法;四是MATLAB建模及编程方法。
3.2 项目实施
1)首先,项目小组对项目进行分析,确定分工,制定完成项目的步骤、方法。
如本文提出的实践项目――基于容量约束的进离场航班流量管理,学生首先对机场容量进行评估。在对机场容量影响因素及评估方法总结的基础之上,分析教师提供的基础数据,设计基于历史统计数据的机场运行情况表示方法,通过EXEL或者MATLAB编程实现机场容量评估。
其次,根据教师提供的基本思路,对该项目的进离场航班流量管理建立线性规划模型。在这一阶段,学生主要运用理论课程学习的整数规划模型建立方法对该项目建立数学模型。然而该项目基于滚动时域的整数规划模型,较理论课例子不完全一致,是在其基础上的提升和应用化改进,此过程考察学生对基础知识的掌握程度和举一反三的能力。
最后,在学生建立数学模型后,引导学生使用计算机辅助手段求解。在这一阶段,学生会查阅大量有关MATLAB编程的相关书籍,自行设计算法框架、流程和数据表达方式并对计算结果进行分析和总结。
在整个项目的完成过程中学生不仅会运用到教师在理论授课过程中讲解的知识点,并且会结合交通运输专业(空管方向)及相关前导课程的知识,从而实现理论和实践的结合及课程间的知识融合,使知识点内化为能力,培养学生的整体工程意识。
2)撰写项目报告及分组公开答辩,这一过程中学生对各自的项目进行总结与展示相关成果。在报告中要清楚的描述项目分工、实践步骤、遇到问题及解决方法、成果及参考资料。并且在完成总结报告后进行公开的答辩,接收教师、同学的提问。该过程不仅可以锻炼学生撰写报告的能力,并且可以提高学生口头表达和临场演说能力,为日后在工作岗位上完成相关科研项目提供先期准备。
3.3 项目评估
主要从分工合理性(10%)、资料查阅的正确性和全面性(10%)、机场容量评估方法正确与否(20%)、模型建立正确与否(40%)、总结报告及答辩的准确性和全面性(20%)五个方面对项目进行评价。教师对每一个项目的完成情况进行归纳总结,针对每一个项目完成过程中学生出现的问题,分析其原因并给出解决问题的建议,在项目实施的每一个步骤和过程中提出进一步的思考,引导学生课后继续思考和研究相关问题。并且对与该项目相关的知识点进行回顾,加深学生对这一知识点的理解,实现感性认识到理性认识的飞跃。
4.结束语
本文针对《空中交通系统优化与管理》课程的特点,提出以工程能力为培养目标的基于项目的教学方法,在教学过程中贯彻“以项目为中心、以问题为导向”引导学生自主学习的教学模式,并给出了具体可行的操作方案。学生在项目实践的过程中体会到了团队协作的工作模式,学生综合分析及解决问题的能力、团队合作能力、主动独立思考能力及语言表达思辨等能力得到提升。这一教学模式对任课教师的讲授课程、科学研究及引导组织能力提出更高要求,因此需要教师不断掌握一线岗位上遇到的实际问题,并总结升华为实践项目的能力,并能够引导学生完成实践项目的综合能力。过去的“教书匠”转变成为教育教学的实践者、研究者,这种教学模式有助于教师专业水平的提高和发展。
参考文献:
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[2]陈艳, 魏星, 李志梅. CDIO 工学教学模式在数据库应用技术教学中的应用[J]. 教育探索, 2013, (3): 136-137.
[3]郭兆正, 尹作友, 于鹏. 典型案例教学法在单片机教学中的应用探索[J]. 渤海大学学报(自然科学版), 2013, (3): 64-66.
[4]顾学雍. 联结理论与实践的CDIO――清华大学创新性工程教育的探索[J]. 高等工程教育研究, 2009,(1): 11-23.
一、课程设计体系的情况
现阶段的交通规划设计以及管理工程的课程设计都会存在一定的不足,比如有关的体系不合理,实践背景不符合要求,或者是不具备较强的实践能力,这样就会很难丰富学生的理论知识以及提高实践能力,当然也需要加大对交通规划设计和管理方向的课程设计体系的改善力度。
(一)课时比较少,实践时间不够,课程安排存在问题
交通规划设计和管理的课程设计的研究时间比较短,有关的安排和设计进行了比较多的变化。最开始主要是学习有关的理论知识,同时也要设计有关的课程,现阶段主要的问题就是学生在学习理论知识的时候很难再进行设计有关的课程,之后直接就变成在大四上学期开始进行设计,不过会出现比较多的问题,比如,学生在实习的时候不具备充分的实践能力,由于这个时候所有的课程设计都在一起进行,这样就没有足够的时间去开展,并且有关的工作比较复杂,进而很难达到预期的效果。
(二)课程设计不具备系统性
现阶段交通规划的课程设计工作主要就是为了更好地使用四阶段模型以及宏观模型,交通设计课程的设计工作主要是为了设计部分路段,当然也是为了设计交叉口这样的情况,交通管理和对课程设计的把控主要是为了匹配有关的交通设计和信号,跟客运有关的交通系统的课程设计涉及的内容比较多,并且没有充分对城市的宏观设计方案进行设计,因此要及时改善现有的教学情况。
(三)课程设计和产学研究联系不够
现阶段的课程设计的案例大多数根据有关的教师情况来开展,每个案例之间没有充分的联系,当然和有关的产学研究的联系并不密切,对于有关的交通工程的情况没有进行充分的了解,这样就很难完善现阶段的教学案例,进而完成课程设计的目标。
(四)教师队伍的实践能力不足
现阶段的课程设计工作没有一个专业的教学队伍来进行保障,所以需要在设计的时候给每个课程增加一个青年教师,现阶段的师资不足,还有就是有关的青年教师不具备充足的实践能力,所以设计的时候就会增加工作的难度。
二、课程体系教改的目的以及思路
交通规划设计和管理主要就是为了分析有关的交通规律和交通系统里面的人、车、路的关系,这是一个比较复杂的科目,比较重视综合使用的工程技术。所以,课程设计体系主要是为了更好地培养人才,再有就是使学生的理论知识更加系统以及更加条理,这样就会使学生更好地去学习有关的知识,进而跟上课程的进度。
(一)对于课程设计体系的整理和完善
根据有关的设计工作,来开展相关的专业课程,进而确保这项课程所涉及的知识更加全面,再有就是通过有关的工程设计来整合所有课程的设计工作,进而将其整理成一个总体性较强的课程设计工作,这样也就可以制定出更加完整的交通工程专业交通规划以及课程设计方案。
(二)工程实践教育
对课程设计体系的分析就是为了更好地开展工程实践教育,这样可以培养出更多的人才。课程设计里面的工程实践性主要体现在这样几个方面:明确教学实践的需求,明确教学案例和工程实践的关系,明确教学团队的实践背景。
(三)更加开放的教学体系
关键词: 重点车辆; 动态监管; 交通安全; 管理体系
中图分类号:TP319 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2013)07-08-02
0 引言
近年来,社会经济的快速发展,带来机动车辆的迅速增长,公路运输变得越来越为繁忙,随之引起的路面违章行为和道路交通事故在不断增长,严重危害着人民群众的人身和财产安全,给国家造成了巨大的损失。对此,公安交通管理部门在加强交通秩序和道路交通设施建设的同时,建设和部署了各种类型的道路交通管理设施、智能化新型装备和各种交通管理应用系统,为保障道路的交通安全和畅通发挥了举足轻重的作用。实现全程“实时监视、联网布控、自动报警、快速响应、科学高效、信息共享”的综合管理效能,满足公安交通、治安、刑侦等部门对交通安全监控与打击工作的迫切需要。
车辆的监控管理是交通安全监控的核心组成部分,在智能交通系统中占有十分重要的位置。对于重点车辆的监管,如各专用校车、客车、危化品运输车、工程车以及出租车等这几类车量大、面广,管理难,表现为各部门按各部委文件分配各自的职责流于表面;重点车辆管理工作涉及安监、交通、企业、公安交警等多家部门(单位),因信息对接联动不及时,缺乏数据共享平台,使得管理效果大打折扣,资源分散直接影响管理效果;职能部门仍然沿用登记、走访、抄告、上路检查等传统的管理手段,其针对性、实效性不强,牵涉大量人力,手段落后管理难。面对“三难”困境,必须将重点车辆监管工作提升为政府工程,打破各个部门的管理相互脱节的被动局面。
综上可见,建立多部门共享的车辆动态监管系统将有助于加强道路运输安全管理,有效预防道路交通事故发生,以满足职能部门对城市交通的管理需求,在已建成的各种外场设施、各类交通管理信息系统的基础上,以数据交换和数据共享为纽带,搭建起省、市、县(区)三级交通协作联动的桥梁,同时通过统一的交通管理与控制用户界面可以实现整个城市交通管理与控制系统功能的集成应用,为整体城市交通管理提供先进的监管系统,从而达到“快速反应、协作互联、保障安全和畅通”的目的。
1 管理创新
根据交通运输部、公安部、安全监管总局、工业和信息化部颁发的《关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知》(交运发[2011]80号,以下简称《通知》)的指导意见精神,重点车辆动态监管系统建设作用在于切实加强道路运输车辆动态监管工作,预防和减少道路交通运输事故,创新源头化管理与动态监控管理相结合的管理模式,打破现各个部门管理脱节的被动局面,在公安交警、交通、安监、教育、行政执法局等相关部门间需建立“三联”工作机制,形成对重点车辆管理工作齐抓共管、综合治理的工作格局。
该系统建成后,可以接入交通运输部门全国重点营运车辆联网联控系统,交通运输、公安、安全生产监管等部门将可以充分利用信息共享平台,依据法定职责,实施联合监管,加强对车辆卫星定位装置安装、使用的监督检查,强化企业对车辆的动态监管,实现三个“明显”的目标,即营运车辆卫星定位装置安装、使用率明显提高,营运车辆事故死亡人数明显减少,营运车辆超速违法行为明显减少。
1.1 动态监管实战应用
利用重点车车辆的卫星定位信息(目前采用GPS定位,今后可以采用北斗系统定位,既可双向信息管控,又可扩大北斗民用市场),结合视音频的实时传输和轨迹回查等手段,分析计算车辆的平均行驶速度和行驶路径,掌控车辆超载、超速、路线偏离、违法等行为,在第一时间进行预警提醒,真正实现对重点车辆的实时动态监控。从之前的静态事后管理,转变到了现在的动态事前管理,有效降低车辆的事故发生率,保障司乘人员的生命财产安全。
1.2 丰富和创新管理手段
为切实提升监管效率,依托重点车辆动态监管系统,建立拦截查缉、提醒抄告、抽查整改和阶段性整治等落地管理制度,丰富延伸管理手段。车辆动态监管系统对重点车辆分类、分单位进行源头落地,将重点车辆的管理对象(企事业单位)落实到中队和责任民警,并将车辆电子化归属到各企事业单位进行管理。系统自动收集重点车的相关违法信息,并生成整改通知书定期通告给各企事业单位,责令对相关驾驶人进行处理,并反馈落实整改情况。流程如图1所示。
1.3 整合有效的管理资源
为实现信息共享和及时交互,系统接入了交通运管部门提供的长途客车GPS信息、企业提供的3G视频信息、警用地理信息和移动警务定位信息,实现信息共享和及时交互。
1.4 完善管理机制
在公安、交通、安监、教育、行政执法局等相关部门间建立 “三联”工作机制,形成对重点车辆管理工作齐抓共管、综合治理的工作格局。并通过“联系会议、联享资源、联动勤务”使管理资源得到充分共享,管理力量得到有效整合,管理成效得到逐步提升。
1.5 提升道路交通管理水平
系统结合GPS警力定位系统、移动警务系统等,实现警员的单兵定位。分析收集过滤的交通信息,并以获取有效的信息为基础进行决策指挥,通过移动警务定位就近调度警力实时处置,实现对各种交通突发事件的调度处理。
2 技术特点
2.1 总体架构
重点车辆监管系统的建设采用分布式系统架构进行设计,通过网络信息交换平台,采用Web Service接口实现与运管处重点车数据的集成和交互。系统由交警大队平台与支队监管两级系统组成,支队为一级系统,大队为二级系统。支队动态监管系统侧重于全市重点车辆动态监管的大集成,提供全市重点车辆的信息汇总共享、指挥决策与统计查询;大队动态监管系统则主要提供重点车辆监管的应用和落地管理;大队和支队通过以PGIS为基础的GIS集成显示与控制,实现对下属辖区重点车辆的完整管理。支队监管系统与下属大队现有的重点车辆相关系统实现无缝对接,并且为其他下属大队的重点车辆相关系统提供集成和共享接口。系统总体架构如图2所示。
2.2 系统特点
高度集成 将主要的三大数据信息:GIS地理信息、重点车辆GPS信息和民警移动警务定位信息高度集成,统一资源管理,统一流程配置,统一协同作战。
可视化 对所有管控目标可视化操作,所见即所得。
扩展性 具可良好的扩展性和接口开放性。
简易交互 全新的人机交互模式,多维展现空间地理信息。
3 效益分析
3.1 实现智能化的交通管理
实现智能化的交通管理。通过对所有重点车辆的动态监管,对不按交警部门指定的线路、时间、速度行驶的车辆,及时发出交通违法警告。采用智能分析的技术手段,从源头控制风险,为管理者提供辅助决策支持,实现了智能化的交通管理。
3.2 提高民警工作效率
通过GIS可视化集中控制,对于违法事件进行警力快速调度反应;通过集成化的预警功能,随时对重点车辆的违法信息进行分析和预警,变“延时响应”为“快速响应”,极大地减少了安全事件的响应时间,提高工作效率。
3.3 从源头遏制交通事故
通过对重点车辆的超速、超载、路线偏离等违法行为的动态实时监控,实现对所属车辆和驾驶员的日常监督,可以约束驾驶员的驾驶行为,从而有效遏制重特大交通事故、减少一般事故的发生,防患于未然。
3.4 提升管理效能
结合实际,制定切实可行的工作方案,细化各项工作措施,建立协调合作机制,由“被动管理”变为“主动管理”,加强部门协作,形成监管合力,有效提升了管理效能。
3.5 提供安全保障
充分运用运输车辆卫星定位等监控手段,从“事后管理”变为“事前预警”,加强道路运输安全管理,为交通安全提供了有力的保障。
4 结束语
本文以重点车辆监控为主题分析设计了当前智能交通管理中一种创新的管理体系与方式,提出在交通运行中对车辆进行动态和多方协同的监管,并在科技信息系统中加以实施应用。
车辆动态监控系统在组织疏导交通、提高通行能力、缓解交通拥堵、减少交通事故、处置突发事件、加快反应速度等方面发挥着重要作用,是提高城市交通管理水平的重要手段之一。车辆动态监控系统的推广和深入应用表明,该系统在交通应急事件处置、大型活动交通管制、道路施工管理等复杂交通管理场景下具有很高的实用价值,能使城市车辆管理更加有序。及时预防、警告交通事故的发生,保障国家及人民生命财产安全,是智能交通管理领域未来发展的一个方向。
参考文献:
[1] 浙江省台州市公安局交通警察支队交管工作会议科技介绍材料,2011.
[2] 刘志强等.中国道路交通安全现状分析[J].公路交通科技,2001.2.
[3] 唐运虞,刘向东,修春波.基于GPS/GPRS/GIS的车辆监控系统的设计[J].计算机系统应用,2004.10.
关键词:城市副中心,交通管理平台,城市建设
1北京市该副中心交通现状及发展趋势
城市副中心规划作为一项重要国家战略,给通州区交通管理工作带来了前所未有的机遇与挑战。来自高德平台的数据显示,2016年1月至2018年3月,通州区的交通呈现平均速度和夜间自由流速度同时下降的特点。2017年与2016年相比,平均速度由42.09km/h为36.34km/h,下降了13.66%;夜间自由流速度(用于计算拥堵延迟指数的重要参数)由53.72km/h变为46.70km/h/小时,下降13.08%;拥堵延迟指数由1.29变为1.28,基本保持稳定。随着市级党政机关和市属行政事业单位搬迁,通州区在交通勤务、指挥调度、秩序管理、事故预防等方面将面临着新形势、新问题。现有交通管理科技系统种类少、设备密度低、应用水平不高、警力严重不足、道路管控能力弱等问题相互交织影响,给通州区交通管理工作带来巨大挑战。可以认为随着副中心建设的推进,人员聚集、车辆增加,道路建设速度慢于车辆增长速度,副中心交通拥堵正在逐步增加,副中心交通将有以下趋势:①区域内交通流将显著提升;②交通聚集效应将逐年扩大;③地域间交通活力将极大增加。
2通州区交通现状及趋势原因
2.1通州区交通现状的原因分析
通州区现有主干路发达,但次干路和支路有待加强,尤其是断头路较多,不能实现区域内交通微循环,易造成交通拥堵。轨道交通设施不完善,运能不足,在高峰期拥挤严重。由于职住分离,通州区的潮汐交通和过境交通特点非常明显。早高峰时,居住在通州的人员去市中心上班,同时居住在河北三河的人员也途经通州赶赴北京市中心上班,交通需求巨大;晚高峰时,上述人员再返回通州或河北居住地,形成晚高峰的潮汐交通。由于职住分离所形成的潮汐交通和跨境交通,副中心与中心城区早晚高峰形成了巨大的交通需求,上述需求主要通过小汽车和公共交通来运输。此外,当前通州区还面临通勤交通严重拥堵、大范围交通拥堵、发生严重交通事故的风险。由于基础弱、底子薄,通州的智能交通发展水平与世界一流的智慧交通管理系统差距较大。主要表现在缺少智慧交通顶层规划与设计,发展相对滞后,同时在一定程度上存在重硬件、轻软件,重建设、轻规划,重形式、轻实效的倾向,降低了系统效率和水平;缺少现代化智慧交通指挥中心及平台,系统功能缺失,子系统之间整合不够,没有起到1+1>2的效应;科技设备覆盖率低,对交通态势的实时感知、交通违法的非现场打击、交通拥堵的快速疏导、交通突发事件的及时干预和诱导能力较弱;缺少交通数据中心,不能充分发挥大数据、云计算等新技术的作用,且跨部门、跨行业的信息共享程度不足。
2.2通州区交通趋的原因分析
依照《北京城市总体规划》,到2020年北京城市副中心常住人口规模调控目标为100万人左右;到2035年常住人口规模调控目标为130万人以内,就业人口规模调控目标为60~80万人。按照副中心已经确定的城市布局,带来旅游交通、就医交通、就业通勤交通明显扩展。根据《京津冀协同发展规划纲要》,副中心将打造为“京津冀区域协同发展示范区”,交通一体化作为先行领域,将在京津冀三地之间构建现代化的互联互通综合交通网络。可以预见副中心与周边省市的政治交互、经济往来、文化交流、社会互动将愈发密切,人流、车流、物流将加速聚集。
2.3系统的架构及建设目标
本文针对以上通州区副中心的交通现状问题、交通管理平台的相对落后以及将来可能出现的难题,提出建设以智慧交通管理平台为基础的系统管理平台和建设目标。
2.3.1智慧交通管理系统的架构
在深入研究北京城市副中心交通发展现状与未来交通需求特性变化的基础上,深入分析国内外智慧交通管理系统的发展趋势和关键技术,建议建设“一个中心、三个平台、七个系统”的智能交通系统。一个中心是城市副中心智能交通指挥中心、三个平台是指挥调度和研判决策平台、交通执法和事故预防平台、交通管理和缓解拥堵平台;七个系统是交通监测与研判决策系统、移动化指挥调度系统、高清视频监控系统、交通执法大数据系统、智能化交通信号控制系统、交通诱导系统和公交优先系统。
2.3.2智慧交通管理系统的建设目标
智慧交通管理系统目的是建设城市副中心智能交通指挥中心,引领副中心警务机制变革;建设指挥调度和研判决策平台,以物联网、大数据技术为支撑,实现路面情况可视化、研判预警智能化、指挥调度扁平化、警务部署实战化;建设交通执法和事故预防平台和覆盖副中心全境的非现场设备,纵向贯通交通管理数据,实现违法检测设备综合复用;横向共享部门行业数据,联合执法消除重点车辆的重大安全隐患;关联分析执法、车管、事故数据,及早甄别和处置风险点,推动交通安全工作从被动应对处置向主动预测预警预防转变;建设交通管理和缓解拥堵平台,通过智能交通系统做好提升道路设施使用效率的加法和优化交通结构减少小汽车出行的减法,标本兼治缓解交通拥堵。
3系统的详细功能
3.1指挥调度和研判决策平台
本平台由交通监测与研判决策系统、移动化指挥调度系统、高清视频监控系统构成。建设基于流量监测、车牌识别、大数据分析技术的交通实时监测与研判分析系统。该系统具有交通流检测、交通气象检测、交通路况实时展示功能,依托大数据技术自动分析拥堵数据,为指挥决策和动态调整警力投量投向提供有力数据支撑;研判决策功能,精准定位拥堵的位置、时间和变化规律,为缓解交通拥堵提供直观化数据支撑;交通出发和目的地分析功能,为区域性规划和交通组织优化提供数据支持。本系统可以实现交通信息多源采集、交通运行状态实时监控、交通态势可视化动态分析、交通异常状态智能预警、交通研判决策支持、交通出行规律分析,提高交通指挥研判的科学化、精细化和智能化。建设基于移动互联网和电子地图技术的集成指挥调度系统。实现综合态势监控、扁平化交通指挥、特勤警卫指挥、应急交通指挥、平板移动指挥、创新勤务指挥模式、移动视频会商和移动视频共享等功能,强化一线执勤大队指挥能力,保证一线作战单元发挥最大警力效能,实现局指挥中心、分中心、执勤大队、执勤民警高效联动机制,提升指挥水平和处置效率。建设高清视频监控系统。接入副中心的新建数字高清视频监控设备和副中心综合视频检测设备,可以实现平台的统一调用、控制、录像下载等功能。建设覆盖副中心高速公路、快速路、主要道路的高清视频监控系统和高清电视监控设备,在重要路口和路段新建高清视频监控系统,实现重要路口监控全覆盖;重要交通节点布设高点视频监控系统,强化重点地区宏观监控能力,为指挥调度、交通事故和交通违法处理提供视频数据。
3.2交通执法和事故预防平台
本平台由交通执法大数据系统构成。建设覆盖副中心全境的非现场高清视频检测设备,对违法行为进行检测和记录,净化副中心交通环境。搭建执法大数据平台,纵向整合我局交通执法数据资源,实现非现场设备的综合复用;横向融合部门行业数据,及时发现违法行为,形成执法证据,采取多部门联合执法的方式,消除重大安全隐患。执法大数据平台将车辆违法数据与保险行业数据综合,定期分析交通违法与交通事故关联,甄别和预见事故风险较大的重点交通违法行为,指导精准执法,消除隐患点和风险源。将保险行业的车辆理赔和维修记录接入执法大数据平台,为事故追逃提供基础数据支持。
3.3交通管理和缓解拥堵平台
本平台包括智能化交通信号控制系统、交通诱导系统、公交优先系统三个部分。建设智能化交通信号控制系统,监视交通状态,检测和统计交通流,提升交通设施的使用效率。交通信号系统采用实时区域协调控制系统,前端路通信号控制机采用集中协调式信号机,配套建设综合视频检测设备、交通流和行人检测设备,对交通信号的配时参数进行自动调整和优化,对违法行为进行检测和记录,为交通违法处罚提供依据。此外,该系统亦可与交通组织系统、交通诱导系统、高速路收费口协同工作。建设交通诱导系统,加强系统间协调联动。交通信号控制系统集成可变导向标志的同步优化控制、交通诱导系统和收费站口及检查站的协同控制,实现对范围广泛、状态复杂的大规模交通系统的整体智能优化控制,保障路网交通流的均衡顺畅、减少延误,提高路网通行效率。通过建设公交优先系统。从智能公交优先信号控制、优先申请信号生成,和公交车道违法抓拍方面,保证公交车辆正常通行,降低公交车辆的路线行程时间,提高公交准点率,提高公交车辆的运行效率。结合通州的交通出行特点,建设公交优先系统,保障公交车辆优先,优化出行结构,减少小客车出行。
4结束语
本文通过对城市副中心智能交通管理科技系统建设规划的思考与研究,主要取得了以下几个方面的成果:①从百度高德提供的数据入手,分析了北京市城市副中心的交通现状、交通发展趋势,同时提出了当前智能交通科技系统存在的问题;②为使智能交通管理科技系统与城市副中心的发展定位相适应,提出了智能交通管理系统建设的新构想,解决当前管理系统存在的问题,延缓拥堵,提高出行效率,为副中心城市建设和发展提供良好出行环境。
参考文献
[1]王忠军.基于GIS的智能高速公路管理关键技术研究与实现[D].郑州:解放军信息工程大学,2009
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近年来,随着云计算技术的不断成熟和架构的不断完善,云计算技术的应用呈现爆炸式的增长,很多互联网应用都是基于云计算的。云计算与商业应用的融合,对企业的信息化建设、基于电子商务的企业运营模式都会产生巨大的变革作用。基于云计算的交通安全预警管理平台集成了丰富的传感器,能自动感知交通车辆内外部环境安全状况数据,不但能实时获得车辆监控视频、各类安全数据,并能利用3G和下一代计算机网络实时将监控视频和安全数据发送到控制中心的计算机进行处理、决策;终端能实时接收控制中心的命令,并通过实时响应控制命令,确保交通车辆和乘员的安全,并提供丰富多样的车辆和路面交通信息服务。
2 云计算技术
云计算是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT信息资源,实现大规模计算的信息处理方式。云计算利用分布式计算和虚拟资源管理等技术,通过网络将分散的ICT资源(包括计算与存储、应用运行平台、软件等)集中起来形成共享的资源池,并以动态按需和可度量的方式向用户提供服务。根据服务类型的不同,云计算服务可以分为IaaS(基础设计即服务)、PaaS(平台即服务)和SaaS(软件即服务),如图1所示:
图1 云计算服务类型
3 基于云计算的交通安全预警管理平台
3.1 网络接入方式
(1)前端采集设备网络接入方式
采用VPDN专网接入。采用该组网方式,交通行业用户可以自己给车载无线终端设备分配IP地址,交通行业应用专网和互联网完全隔离,数据保密性好,交通用户专网不会受到来自互联网上的黑客及病毒的侵袭,能够有效保证稳定的传输速率和带宽。
(2)电子站牌网络接入方式
由于电子站牌分布分散,专线施工难度较大,成本较高,建议参照移动车辆网络接入方式。
(3)监控中心网络接入方式
监控中心一般设在交通公司大楼,可利用已有专线,采取VPDN接入。
3.2 逻辑架构模型
根据云计算交通安全预警管理平台的需求和功能应用,笔者提出逻辑架构如图2所示。移动通信网络层提供整个平台的底层数据传输和共享、终端设备的接入等支撑。数据采集与共享层提供各种应用业务所需的数据采集、数据融合和处理、数据共享的支撑。交通安全预警管理实现整个系统的各种应用业务,包括交通管理中心、可变信息、辅助交通规划、路径诱导、紧急车辆调度和停车信息等业务。系统管理实现整个系统运行状况的管理,包括设备运行状况和运营效益的管理。终端应用层则通过各种终端(固定终端和移动终端)来使用该信息平台所提供的各种信息服务。
4 平台应用分析
交通安全预警管理平台用于交通运输部门和企业对交通事故与交通灾害的诱因进行监测、诊断及预先控制,防止和矫正交通事故与交通灾害诱发因素的发生或发展,保证交通运输系统处于有秩序的安全状态。输入因素包括:交通运输过程中外部环境突变、运载工具失控和交通行为人操纵失误。交通灾害预警管理系统的构建,以预测、监控、矫正人的交通活动行为为核心。交通安全预警管理平台主要由预警分析和预控对策两部分构成:
预警分析是对诱发交通事故与灾害的各种因素和现象进行识别、分析、评价,并由此做出警示的管理活动,它包括3个分析过程:监测、识别和诊断。
预控对策是根据预警分析的输出结果,对重大事故和灾害诱因的早期征兆进行及时矫正、防避和控制的管理活动,它包括组织准备、日常监控和危机管理3个活动环节。
交通安全预警管理平台是现有智能交通管理系统应用和待开发智能交通系统应用的集合,提供了基于该系统的增值应用,包括以下一些内容:现有系统数据导出接口模块、平台数据接收接口、红绿灯智能控制系统、交通信息系统、交通数据挖掘系统、交通模型分析系统、交通流模拟系统和交通流展现系统等。
(1)安全指标的评价体系
城市道路交通安全预警的评价指标体系主要包括:人的安全性、车辆的安全性、道路的安全性和对于道路安全的管理。其具体指标如表1所示。
(2)车辆防控体系
车辆防控体系是国家公共安全防控体系的主要组成部分,智能车辆管理体系通过建立数字防控体系强化车辆在使用中各个环节的安全保障。本平台可实现如下功能:车辆防盗、黑名单告警、车辆稽查、移动网络电子栅栏、车辆防抢和紧急呼救、实时车内图像监控紧、急救援特、殊可疑车辆追踪、肇事逃逸协查和超速监控等。车辆防控系统可广泛应用于城市出租车、公交车、货运车以及其它特种车辆的定位、监控与运营调度,能极大提高车辆运输管理的效率和安全。
(3)车辆身份管理平台(危险品)
针对危险品车辆的管理,存在着大量的运筹和决策问题,危险品车辆的调度和监控问题就是其中有待解决的一个重要问题。首先,要在考虑人民生命安全的前提下确定行车线路。其次,将行车路线进行可视化显示,使得在危险品监控中心可以实时监视危险品车辆的运行路线、运行速度、所在位置、是否求救等情况。而且,在危险品车辆线路优化的过程中,可视化显示可以为决策者在屏幕上清晰地显示较优路线,为他们做出正确的决策提供有力的帮助,为道路交通安全评价、管理以及事故应急体系的建立等方面提供定量的依据。
重点针对特种车辆进行管理,包括第三方的定位和监控、危险情况预测、道路指引等功能。通过安装了基于电子身份认证和GSM/GPS的定位导航移动终端,来确定特种车辆的位置,并进行监控和指挥。
车辆电子身份管理平台作为机动车辆电子身份的管理者和基础服务的提供者,提供移动台号码与车牌号码的互解析服务、车辆位置服务、车辆身份认证服务、敏感车辆检索服务等基础服务。该平台由车辆管理平台专用接口系统模块、增值服务平台专用接口系统模块、统一用户资料管理系统、移动台号码与车牌号码互解析系统模块、车辆信息管理系统、机动车辆定位系统模块、机动车辆身份认证系统模块、敏感车辆检索服务系统模块、车载终端信息系统模块、系统管理模块和GIS系统模块等几个系统模块组成。
(4)城市交通公共GPS信息系统
本系统的设计力求站在建设一个具有先进水平的智能交通物流云计算信息平台的高度来考虑系统的结构。因此,对于公共交通车辆(包括公交车和出租车)、物流车辆的GPS定位、实时监测、IC卡统计的数据和客流量统计仪的数据导入库也要预留接口功能,最终实现统一标准、统一平台、统一分发和信息共享的交通管理平台,公交公司、物流公司、客运公司、危险品车辆公司、公安交管局和交委直属单位等实现信息共享。
5 结束语
以云计算为基础的交通安全预警平台在交通、校车、出租车及长途货运车辆等领域有广泛的应用推广价值,将对提升交通管理和监控能力、减少交通事故、保证人民群众的生命财产安全、维护社会稳定等方面起到直接的推动作用。
参考文献:
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