诱导系统设计方案.docx
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诱导系统设计方案
实时交通信息服务及诱导系统设计方案
江苏顺泰交通科技有限公司
2016年4月
实时交通信息服务及诱导系统
一．概述
交通诱导屏主要作用是根据道路监控信息，向道路使用者及时通报当前路况以及车辆运行状况，方便其选择最佳行驶路线，减少道路阻塞。
另一方面根据天气、交通设施检修、特殊车辆的行驶等情况，显示有关交通警示语、宣传口号、交通图形，提高驾驶员的警觉性，保障车辆的安全行驶。
该系统的投入运行有利于提高道路使用率、改善交通状况。
二、需求分析
1、信息采集及室外交通诱导屏建设需求
硬件需求：
新建路口可变信息标志，新建路段交通信息诱导屏；
构建中心诱导后台服务系统，包含中心硬件支撑和系统架构。
功能需求：
诱导系统对可变信息板系统与交通流信息采集系统进行关联，实现交通信息发布的自动和人工相结合的方式。
丰富交通诱导屏发布信息的内容，包括实时路况信息、旅行时间、交通事件、交通管制等。
2、信息服务内容
通信息服务内容是指系统要为用户提供服务的信息种类。
不同的用户主体对交通信息种类的需求有很大区别。
一般而言，系统应该提供的交通信息有如下几大类。
（1）交通信息
实时路况信息：
路网的拥挤程度、路段实时速度、交通量分布等信息。
交通事件信息：
交通事件的发生时间、地点、发展状况等。
交通事件是指发生时间和位置不可预测的，造成道路通行能力临时下降的事件，如交通事故、重大交通堵塞、道路维修等。
交通管理信息：
单行道、禁左拐、步行街信息、限高限速限车类型、交通管制区域及管制时间、交叉口渠化图、交通组织图等信息。
出行建议信息：
包括出行的最优推荐方案信息；发生交通事件时的替代路线信息；事故多发、上下坡等危险路段的告警、限高限速超重的告警等。
出行的预计耗时信息：
整个或某段线路的行程时间预测信息。
车辆管理信息：
车辆的年审通知、违法通告、交纳罚款的地点、款额等信息。
驾驶员信息：
驾驶员记分信息、体检信息等。
（2）停车场信息
停车场位置信息；停车场营业时间信息；停车场收费信息；停车场实时空位信息。
（3）道路天气信息
道路天气信息是指特定道路的实时和预报天气情况信息，如暴风雨、大雾等。
（4）道路环境信息
道路环境信息是指特定道路的实时和预报空气质量信息，如一氧化碳含量、铅含量等信息。
（5）社会活动信息
社会活动信息是指可能影响道路交通状况的重大政治、文化、体育活动的时间，地点，可能的交通管制范围等信息。
（6）统计分析数据
为交通规划部门、公交部门等相关单位提供基础信息的统计分析功能。
涉及信息主要有位置、交通流、交通事件、停车、公共交通、非机动车出行、混合出行、交通指数、交通安全、交通气象信息、票务收费、铁路民航，总计十二大类信息。
通过融合加工后，为相关单位提供统计分析数据。
根据用户主体的不同，将上述不同用户所需要的信息内容分类如下表所示：
表2-1各类服务主体所对应的服务需求
用户类型
对应群体
交通信息用途
信息内容
社会公众
自驾车出行者
指导出行，提供出行线路诱导，节省出行时间，改善出行环境，方便、快捷、舒适地到达目的地
交通信息、停车场信息、道路天气信息、道路环境信息、社会活动信息等
公交出行者
交通信息、公交信息、道路天气信息、道路环境信息、社会活动信息等
慢行交通出行者
交通信息、道路天气信息、道路环境信息、社会活动信息等
运营车辆
交通信息、道路天气信息、道路环境信息、社会活动信息等
政府部门
交通规划、建设和研究等相关单位
管理决策、科学研究
路况统计分析数据
三、系统建设目标与实施规划
1、系统建设原则
（1）系统性原则：
突出系统整体性，设计遵循系统的思想，利用系统现有的基础，并充分考虑系统扩展，实现系统整体功能的提升。
（2）先进性原则：
采用先进、成熟的方法和技术，各种先进方法和手段应该充分考虑在社会可行性、法律可行性、管理可行性、技术可行性，选用的关键材料和设备要有良好的可靠性、通用性和开放性。
（3）实用性原则：
在满足交通管理实用要求的前提下，力求实用，尽量降低工程成本，系统建设应始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则，相关设备选择性能价格比高的技术方案和产品。
（4）可靠性和稳定性原则：
采用高可靠性和智能型设备，系统设备运行状况采用自动检测、告警、集中监控等技术，同时系统具备容错能力。
从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维护能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到设计的最大平均无故障时间；
（5）资源共享
信息资源共享是本项目的主要项目目标之一，需要注意本项目与已有信息化成果、已建或将要建设的智能交通信息化系统之间的信息互联与资源共享。
（6）标准化原则：
设计严格遵循相关的国际标准、国家标准和行业标准及规范，并采用合理的系统架构，符合未来发展趋势,不采用垄断技术，保证系统的开放性和标准性。
（7）开放统一性原则：
系统整体设计，充分考虑与其它系统的数据接口，技术方案和设备具有良好的互联、互操作能力及升级能力，遵循统一与开放相结合的原则。
（8）可持续性
系统设计采用合理的、有弹性的架构，并预留有一定的接口，保证系统能进行不断的完善和扩展。
（9）安全性和保密性
在考虑信息资源的充分共享的同时，注意对信息的保护和隔离，采用系统安全机制、数据存取的权限控制等方案解决系统安全性问题。
（10）扩展性和易维护性
采用先进的软件工程理论、良好的系统设计，以及分层和代理的方法等方法，保证实现的系统层次清晰、模块合理，接口协议开放，保证系统的扩展性和易维护性。
2、系统建设依据
Ø《中华人民共和国道路交通安全法》；
Ø《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》；
Ø《全国信息化工程-金盾工程总体方案设计》，公安部科技委，部科技局，部信息通讯局，2000年2月；
Ø《公安部关于加强公安交通管理科技工作的意见》，公交管（2000）62号文件，2000年4月；
ØGA/T115《道路交通堵塞度及评价方法》；
ØGA/T175《城市道路交通秩序评价方法》；
ØGA/T445-2003《公安交通指挥系统建设技术规范》；
ØGA/T484-2004《LED道路交通诱导可变标志》；
ØGA/T493-2004《城市警用地理信息系统建设规范》；
ØGA/T492-2004《城市警用地理信息图形符号标准》；
ØGA/T491-2004《城市警用地理信息分类与代码标准》；
ØGA/T529-2005《城市警用地理信息属性数据结构》；
ØGA/T532-2005《城市警用地理信息数据分层及命名规则》；
ØGA/T531-2005《城市警用地理信息专题图与地图版式》；
ØGA/T530-2005《城市警用地理信息数据组织及数据库命名规则》；
ØGA/Z01-2004《城市警用地理信息系统标准体系》；
ØGA/T515-2004《公安交通指挥系统工程设计制图规范》；
ØGA/T527-2005《城市道路交通信号控制方式适用规范》；
ØGA/T651-2006《公安交通指挥系统工程建设程序与要求》；
ØGA/T652-2006《公安交通管理设备外场设备施工要求》；
ØGBJ300-2006《建筑安装工程质量检验评定统一标准》；
ØGB/T50326-2006《建设工程项目管理规范》；
ØGB503032002《建筑电气工程施工质量验收规范》；
ØGB/T9385-88《计算机软件需求说明书编制指南》；
ØGB8566-88《计算机软件开发规范》；
ØGB8567-88《计算机软件产品开发文件编制指南》；
ØGB/T9386-88《计算机软件测试文件编制指南》；
ØGB/T12504-90《计算机软件质量保证计划规范》；
ØGB/T12505-90《计算机软件配置管理计划规范》；
ØGB/T13502-92《信息处理－程序构造及其表示法的约定》；
ØGB/T15532-95《计算机软件单元测试》；
ØGB/T17544-1998《信息技术软件包质量要求和测试》；
ØGB/T16260-1996《信息技术软件产品评价质量特性及其使用指南》；
ØGB/T8566-2007《软件生存周期过程》；
ØGB/T18491-2010《信息技术软件测量功能规模测量》；
ØGB/T18492-2001《信息技术系统及软件完整性级别》；
ØGB/Z18493-2001《信息技术软件生存周期过程指南》；
ØSJ20778-2000《软件开发与文档编制》。
除上述规范以外，遵循国家现行的规范和标准要求。
3、系统建设目标
本设计方案立足实际、在现有基础上，借鉴国内交通诱导成熟经验，建设实时动态、高效统一、适合民出行需求的交通信息服务及诱导系统。
结合未来交通发展的趋势和社会公众的出行需求，以出行服务为核心，以高新技术为手段，以制度管理为保障，构建新一代道路交通信息服务体系，提升交通信息服务水平。
在加大对全市道路交通信息采集力度的基础上，实现对道路交通相关信息的综合处理和统一发布，通过诱导屏发布途径，为道路使用者提供实时路况数据、道路图像信息、动态导航等服务，使公众出行更加便利，使得交通事故的发生率进一步降低，达到缓解交通拥堵的目的。
从整体上看，本次交通信息服务及诱导系统的总体目标包括如下几点：
（1）实现自动可变信息诱导
对全市实时道路交通状况强化提示诱导，全面掌握恶劣天气、特勤管控、交通事故、重大突发事件等各类交通影响因素，建立多级发布机制。
三是对未来交通走势强化等级预报，根据交通规律和重大勤务、大型活动、法定假日、占路施工等可预知影响因素，科学预测未来（下一时段、明日、下周等）交通运行态势，合理制定发布绕行路线。
特别是针对春节、圣诞节、“五一”、“十一”等重大节假日，以及学校、医院等重点地区周边出行集中的特点，制定个性化交通疏导方案，提前进行宣传诱导，为群众出行提供人性化的交通信息预报服务。
（2）在智能交通管理建设和综合集成应用上实现新提升
提高综合集成应用水平，充分发挥现有交通流检测、旅行时间检测断面、电视监控、事件检测等科技系统作用，高度集成各类信息资源，对交通流动态指挥控制。
拓展信息采集规模，通过新增流量检测、综合检测等设备，接入浮动车数据，提高信息准确度和权威性。
最终通过交通信息服务及诱导系统最终实现目标：
建设和完善交通诱导室外屏发布系统的建设，使其发挥系统效应、规模效应、整体效应，最终均衡路网流量，从整体上优化整个交通系统。
4、系统建设内容
（1）硬件系统建设
●新建可变信息板发布系统
新建前端信息发布系统及后台发布系统等进行相互关联，实现交通信息发布的自动与人工相结合的方式。
（2）软件系统建设实现功能如下
●实现诱导信息发布终端设备的管理和诱导信息发布的自动化
建立诱导信息发布终端设备的管理机制，对发布诱导信息的各类终端设备进行设备登记管理、位置管理、工作状态检测和工作参数设置。
建立各类诱导信息发布接口，实现对图文屏、光带屏、光带图文混合屏等设备的信息交换。
根据播控计划（节目单）管理实现诱导信息的自动发布。
●交通状态信息、交通服务信息、交通组织信息的集中管理和数据融合
建立面向主题的交通诱导信息数据仓库，对城市路网实时交通状态信息、交通服务信息、交通组织信息、交通事件信息等动态和静态的交通信息进行面向交通诱导服务的信息融合，生成可供交通诱导发布的交通诱导服务信息，实施周期性交通诱导信息服务。
●交通组织诱导方案的知识库管理
建立交通组织预案和交通诱导方案知识库管理系统，实现交通预案和成功交通预案及诱导组织方案的知识积累，形成交通诱导专家系统。
为提高交通诱导系统的有效性提供知识积累的工具。
●交通诱导屏信息发布版式编辑及诱导发布计划制定
系统提供对多种诱导信息发布终端设备的信息发布版式设计提供编辑工具，实现对图文屏、光带屏、光带和图文混合屏等版式设计和现实效果设计工具，以期达到生动和醒目的诱导信息发布效果。
系统提供诱导信息发布的发布计划制定功能，实现定时、轮播、多点同步发布、线路同步和区域同步播出的功能。
●诱导发布过程的自动控制
提供诱导信息发布过程的自动控制手段，建立基于发布计划的自动播控机制。
5、系统特点与性能要求
1、系统主要特点
（1）交通信息接收、处理与诱导信息生成、发布过程均自动化完成，诱导信息发布可接受人工干预。
系统根据交通信息的融合获得城市整体的路网交通状态，诱导信息依据每5分钟为周期的交通状态信息自动生成关键路径的诱导信息，自动向区域内相关的诱导屏实时发布，动态诱导信息的生成模型采用人工智能与动态交通分配模型。
对于实时的动态交通事件消息和宣传口号等文字消息，系统设置了内容审计模块和信息流处理控制机制，提供人工发布内容检查的功能，实现对发布信息合法性检查。
（2）诱导屏分布管理、诱导信息内容设计、诱导信息形式设计均在GIS可视化环境下完成，诱导信息内容和形式设计应所见即所得，提供预览。
建立基于GIS的设备管理和设备状态监测，提供直观系统外场设备的工作状态信息。
提供诱导屏模版模拟显示和内容所见即所得的内容编辑，实现GIS位置管理与可视化一体的诱导发布模版效果评估手段。
（3）系统采用分层设计和面向服务的设计理念，系统具备较高的可扩展性和稳定性。
系统设计了接口层、诱导信息处理业务逻辑层和诱导信息播控三个主要层面。
每个逻辑层中又将相对独立的功能模块化，以服务的形式提供接口，提高了系统的稳定性和可维护性。
（4）灵活诱导信息播控设置。
系统提供了多种诱导信息的播出控制，提供轮播、区域播控、线路播控等信息发布控制手段。
诱导信息的生成允许与动态交通信息采集和处理周期一致，或者可以按照处理周期的倍数进行灵活设置。
2、主要性能指标
●诱导屏单屏信息生成时间<1s/单屏
●诱导信息发送时间<1s/单屏
●交通信息采集处理周期<5分钟
●诱导路径信息生成时间<5s
6、系统建设分期实施方案
近期规划
根据交警支队实际需求，近期建设主要集中在以下几个方面内容：
新建诱导屏，并建设信息发布系统上端控制软件；
远期规划
根据交警支队实际需求，从长远发展角度考虑该系统的建设主要涵盖如下几个方面：
1）继续加密诱导屏的建设，包括加大停车诱导建设规模，并根据使用中的新需求升级完善信息发布系统上端控制软件；
2）升级互联网交通信息发布系统，并进一步完善以下功能：
●实时路况信息发布
●交通事件发布
●路径规划
●路口/路段视频点播
●诱导屏信息网上发布
●交通流预测预报发布，发布5分钟，10分钟，15分钟，30分钟的预测路况信息；
●旅行时间发布，旅行时间预测，即在预测未来交通状况的基础之上，为用户规划出发时间与出行路线，从而保证用户能够在某一规定时间前到达目的地；
●交通拥堵指数发布，发布全市、区域和制定道路的交通拥堵指数；
●交通管理信息地图发布，发布交通支大队、违法处理、事故处理、车管所、车管站、检测场、考试场、驾校、解体厂、停车场等。
为广大出行者就近选择办事地点；
●定制服务
●违法告知
●交通安全教育宣传
四、系统架构设计
1、系统逻辑架构设计
本系统从逻辑上可以分成三个部分：
来自于交通信息采集与处理系统的数据接入、在本系统进一步进行的数据的融合与加工处理、交通信息的多方式发布。
其中数据接入是将交通信息采集与处理系统的数据接入。
信息发布平台主要实现数据的融合和加工处理功能，即对交通数据按照一定的标准规范进行多层次的处理，最终生成综合性和个性化的交通信息。
交通信息的多方式发布体现在两个方面：
一方面体现在其能够服务于多种出行方式的社会公众，另外一方面体现在其能够通过各种不同种类的发布终端显示信息。
诱导发布系统结构图
2、系统物理结构
要实现示范工程的逻辑功能，需要在充分利用现有交通信息系统、通信网络资源和信息发布设备的基础上，根据需求进行完善，并适当建设必要的软硬件系统，形成为公众提供较全面和方便的服务能力。
系统物理部署设计如下图所示：
图2系统物理结构图
五、系统功能设计
系统的功能设计从信息采集、信息处理、信息发布和系统管理四个方面展开设计。
1、信息接入与存储功能设计
信息接入部分主要完成与交通信息采集与处理系统的数据接口和数据转换功能，尽管交通信息采集与处理系统实现了交通流检测、信号控制系统等相关信息的采集、处理与融合，但是为了实现交通诱导信息模型的生成等相关功能，依然要做一定程度的转化与处理，包括构建面向主题的数据仓库。
交通信息数据有一个最大的特点就是时效性，脱离时效性的数据即是一个无效数据。
因此，对于交通信息数据的采集在保证数据质量上的基础上，还要具有时效性。
动态交通信息数据要求实时联网，以最快的采集和上传速度上传至数据仓库中，方便信息处理模块及时的对数据进行分析、整理和融合，通过信息发布模块迅速的发布出去。
静态交通信息数据主要是停车诱导信息数据的采集，对于停车诱导信息的数据时效性上，要求如下：
空车位数（单位：
个）
上传频率
<=3
每进/出一辆车上传一次数据
<=15
至少每2分钟上传一次
<=30
至少每5分钟上传一次
同时，在停车场数据采集的基础上，停车场的管理人员也可以进行手动调整停车场的空车位数，并即时上传至数据仓库。
对于全市区域内所采集的交通信息数据，需要根据数据使用的性质，组织成面向主题的数据仓库，供交通诱导信息生成模型使用。
数据仓库将采用关系型数据库来进行组织。
数据仓库中的主题的组织按照图的结构实现。
图1交通信息数据仓库的主题组织结构
2、信息处理
本方案设计的信息处理功能并不是常规的交通检测数据处理与融合，这部分信息已经由交通采集与处理系统完成，并介入本系统，但是之后的信息处功能将是专门为交通诱导信息的生成以及发布提供支撑的核心功能，将成为整个交通诱导系统的核心服务，主要实现四个方面的功能，诱导作业计划的管理、交通诱导信息的生成、出行服务信息的生成和交通诱导方案的评价及方案知识库的建立。
考虑到机器智能与人工智能的结合是现阶段建立成功诱导系统的必然选择，信息处理的核心服务将是采用面向方案的模式来实现，所有的诱导信息的发布策略都将事先建立相应的预案，系统根据预案来对交通状态数据进行处理，根据事先设定的诱导信息生成模型得出实时的交通诱导信息，提交发布模块发布。
同样，这些方案也是面向主题的，如：
早高峰、平峰、晚高峰、重要集会、广场活动、旅游景点交通服务等。
1、诱导作业计划管理
诱导作业计划的管理是整个交通诱导系统运作的引擎，它规定了面向诱导内容服务的系统运行的作业内容、执行时间、发布对象、发布频率等。
模块的功能设计如图所示。
图2诱导作业计划模块
（1）作业计划的编辑
作业计划的编辑模块，提供用户一个指定诱导作业计划的操作界面，作业计划同样也是面向主题的，不同主题的作业计划需要确定不同的作业内容。
作业计划的内容主要包括如下几个方面：
诱导内容：
路网交通状态、旅行时间预测、出行服务信息、标语口号、插播交通事件等；
内容来源：
实时路况数据、交通事件数据、宣传标语数据、出行服务数据等；
发布对象：
诱导屏；
发布周期：
发布时间间隔设置；
采用模版：
信息发布模版设置；
（2）作业计划的查询
提供用户对作业计划的查询操作界面和对作业中设置的诱导信息发布效果的模拟显示。
（3）作业计划的执行
对编辑好的作业计划进行执行服务执行控制。
服务执行控制主要包括如下几个方面：
执行时间及有效期：
作业启动时间和终止时间设置；
播出方式设置：
重复播出、内容交替播出、顺序播出、停留时间等；
播出对象控制：
区域内诱导屏、道路沿线诱导屏、指定诱导屏。
2、交通诱导信息生成
交通诱导信息生成服务模块主要包括基于实时动态交通分配模型的交通组织诱导信息的生成、旅行时间预测、实时交通事件信息的生成、实时路况、宣传标语和交通服务信息，其功能设计如图所示。
图5-3诱导信息生成模块设计
（1）动态交通分配模型
要解决交通流的诱导问题就必须解决动态和随机的交通流量或平均车速在路段和交叉路口的分配问题，即“实时动态交通分配”。
这一理论的主要功能是：
预测交通运输系统状况、提供道路引导系统、引导车辆在最佳线路上行驶、为出行者提供出发时间和选择方式、提供诱导系统与交通控制系统的相互联系、为先进的交通管理系统和先进的交通信息系统提供了重要的理论基础。
为了有效的解决这一理论问题，需要运用交通规划相关理论，设计实际最优和预测最优动态交通分配算法。
该模型的输入数据既是需要实施交通诱导区域内路网中各路段和路口的交通状态数据，建立目的地最优旅行线路的规划算法，最后产生诱导发布信息。
诱导信息的构成将是当前最佳路径的引导。
（2）实时路况
由交通采集与处理系统获取的路网服务水平数据，主要是路段的交通状态值（或平均车速），直接输出至诱导屏进行发布。
由出行者自己去判断并选择旅行线路。
（3）实时交通事件
根据交通采集与处理系统获得的交通事件信息，如：
路口拥堵、路段拥堵、交通事故、道路施工等随机发生的影响交通的事件，直接输出至诱导信息发布终端。
（4）旅行时间预测
根据指挥调度平台交通参数预测融合的结果，推测预先设定的出行出发地与旅行目的地之间的行程时间，提供出行者对旅行时间的评估，进而影响出行者对旅行目的地的出行规划。
旅行时间的预测结果直接向诱导信息发布终端输出。
（5）停车场泊位服务信息
停车诱导服务信息是以多级信息发布屏为载体，提供停车场（库）的位置、空满状态等信息，指引驾驶员停车的系统。
（6）宣传标语和交通服务信息
提取宣传标语和交通服务等文字信息，直接发布到诱导信息终端设备，为出行者提供交通安全、出行服务等方面的信息服务。
此类信息的特点是非量化的文字信息，并事先由人工进行组织和管理。
3、交通出行服务信息生成
除了实时路况以外的出行服务信息主要包括：
交通服务设施信息、道路限速、停车场服务信息、天气预报信息等，出行服务信息生成模块的功能设计如图所示。
图5-4出行服务信息生成模块
出行服务信息生成包括四个子模块，分别是出行服务信息合成、静态交通信息编辑、停车场车位信息和天气预报信息。
（1）出行服务信息合成
将静态交通信息、停车场及可用车位信息和天气预报信息等出行相关的服务信息组成一组服务信息提交诱导信息终端发布。
信息合成的规则和发布的模版事先根据需要确定。
（2）静态交通信息编辑
静态交通信息包括停车场位置、停车位数量、施工信息、道路限行和禁行信息、非现场违法抓拍设备位置信息等。
提供一个对这些信息的输入和编辑的界面，实现对这些静态交通服务信息的维护。
（3）停车场可用车位信息
获取实时停车场可用车位的数据，提供可用车位服务信息。
（4）天气预报信息
获取每天的全市天气预报信息，提供交通气象服务。
4、交通诱导方案效果评价和知识库
本模块包括了客观评价子模块、主观评价子模块和知识库的管理三个模块。
功能模块设计如图所示。
图5-5方案评价与知识库管理模块功能结构图
（1）客观评价
将诱导影响区域内路网服务水平的变化作为诱导方案优劣的客观评价指标，根据交通采集与处理系统处理融合后的路网服务水平数据，自动计算指标值，并存储作为日后方案评价的客观依据。
（2）主观评价
提供一个人工对某一个具体诱导方案实施效果评价的操作界面，给出优秀、良好、较好、一般、无效五个等级的评价值，存储并用于今后方案的评估数据。
（3）知识库管理
根据诱导方案
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