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第1篇

【關(guān)鍵詞】地鐵；地鐵線網(wǎng)；調(diào)度指揮系統(tǒng)；持續(xù)性; 穩(wěn)定性;

中圖分類號(hào)： U231+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一般情況下，鐵調(diào)度指揮中心負(fù)責(zé)整個(gè)線路的統(tǒng)一指揮工作和集中領(lǐng)導(dǎo)工作。當(dāng)調(diào)度中心出現(xiàn)問題時(shí)，車站調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)該通過信號(hào)指揮地鐵正常運(yùn)行，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，目前，我國地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)已經(jīng)取得了令人矚目的成就，但是，地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)建設(shè)依然是新時(shí)代的課題，筆者將在本文中介紹地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出了一些建設(shè)地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)的方法，希望能幫助相關(guān)部門更好地進(jìn)行地鐵調(diào)度工作。

1 我國地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，我國的地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)也在應(yīng)用這些技術(shù)。目前，已經(jīng)有很多地區(qū)進(jìn)行了TCC建設(shè)工作，具體來說，我國已經(jīng)建設(shè)了自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等，雖然我國的地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)取得了一定的成就，但是它還存在很多不足之處。雖然已經(jīng)有很多城市建設(shè)了地鐵線路，但是，很多線路的調(diào)度控制只局限于一兩條鐵路線，這樣，地鐵就不能朝著大規(guī)模的方向發(fā)展。隨著社會(huì)的進(jìn)步，為了滿足人們出行的需要，我國的地鐵路線會(huì)越來越多，這樣，就會(huì)在地下形成一個(gè)巨大的網(wǎng)狀系統(tǒng)，那么，現(xiàn)行的地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)就面臨著被淘汰的危險(xiǎn)。

2 地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)的建設(shè)

一般情況下，地鐵調(diào)度指揮中心主要包括運(yùn)營信息報(bào)送系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，下面筆者具體介紹一下這兩種系統(tǒng)的建設(shè)情況。

2.1 地鐵運(yùn)營報(bào)送系統(tǒng)的建設(shè)

地鐵運(yùn)營中心是由運(yùn)營信息報(bào)送、綜合業(yè)務(wù)操作站和地鐵調(diào)度指揮中心的運(yùn)營信息報(bào)送服務(wù)器構(gòu)成的，綜合業(yè)務(wù)操作站與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)及揮中心的運(yùn)營信息報(bào)送系統(tǒng)共同享用TCC設(shè)備。在地鐵運(yùn)營信息報(bào)送系統(tǒng)中，工作人員應(yīng)該做好地鐵運(yùn)營信息工作，首先，工作人員應(yīng)該將相關(guān)的信息發(fā)給乘客，這些信息包括突發(fā)事件信息和線路日常運(yùn)營信息。報(bào)送系統(tǒng)還應(yīng)該將相關(guān)的運(yùn)營信息及時(shí)發(fā)送到線路控制中心的乘客信息系統(tǒng)，接到鐵路日常運(yùn)營信息時(shí)，乘客信息系統(tǒng)的工作人員應(yīng)該及時(shí)的將它們發(fā)送到車站和列車的顯示屏上，與此同時(shí)，乘客信息系統(tǒng)還應(yīng)將信息情況發(fā)送到各信息報(bào)送系統(tǒng)的客戶端，這樣，相關(guān)工作人員就能及時(shí)地掌握信息情況。其次，地鐵信息運(yùn)營報(bào)告系統(tǒng)應(yīng)該將信息給各地鐵線路控制中心。也就是說，TOC應(yīng)該將指令、預(yù)案內(nèi)容的處置以及突發(fā)事件報(bào)告發(fā)送給OCC。系統(tǒng)客戶端的工作人員看到信息之后會(huì)根據(jù)信息內(nèi)容進(jìn)行下一項(xiàng)活動(dòng)。再次，乘客信息系統(tǒng)應(yīng)該通過電子政務(wù)專網(wǎng)將線路運(yùn)營情況和突發(fā)事件情況發(fā)送給其他相關(guān)部門。地鐵運(yùn)營信息報(bào)送系統(tǒng)具有三方面的功能，這三方面內(nèi)容包括地鐵運(yùn)營情況、上傳地鐵運(yùn)營數(shù)據(jù)、系統(tǒng)所有信息共享。

2.2 地鐵運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

綜合監(jiān)控骨干網(wǎng)、車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)、中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成了現(xiàn)有的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。具體來說，公安監(jiān)控和專用設(shè)備監(jiān)控組成了車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員可以通過專用監(jiān)控設(shè)備觀察列車進(jìn)出車站、乘客流動(dòng)狀況和其他鐵路設(shè)施的運(yùn)行情況，這樣，各線路車站調(diào)度室人員就能隨時(shí)觀察列車乘疏散情況、列車環(huán)境情況和列車運(yùn)營情況。我們都知道，各國地鐵中都出現(xiàn)過不同程度的恐怖事件，針對(duì)這種情況，安全部門應(yīng)該在地鐵列車內(nèi)增加閉路圖像監(jiān)控系統(tǒng)。為了避免出現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備重復(fù)建設(shè)的問題，應(yīng)該將兩個(gè)部分集成到一個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)上。在新的經(jīng)濟(jì)背景下，地鐵監(jiān)控系統(tǒng)起著越來越重要的作用。新型的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、線路監(jiān)控、車站監(jiān)控等市級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控軟件、終端設(shè)備、信號(hào)切換設(shè)備和數(shù)字監(jiān)控設(shè)備組成了車站監(jiān)控系統(tǒng)，線路控制中心可以通過光纖傳輸設(shè)計(jì)接收各個(gè)地鐵站的工作信號(hào)，這樣，相關(guān)工作人員才能及時(shí)的進(jìn)行各項(xiàng)監(jiān)控工作。線網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程信號(hào)的控制能力，這樣，地鐵中的指揮控制人員就能及時(shí)接收到各線路的信號(hào)，但是，從目前的情況來看，各大城市都是通過分散的形式設(shè)置地鐵線路控制中心的，所以，要想建立網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行的監(jiān)控中心，我們還應(yīng)繼續(xù)努力建立出能夠相互連接的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

地鐵運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)能夠涵蓋控制區(qū)域的所有鐵路線，能在停車場(chǎng)、列車、車站等場(chǎng)所發(fā)揮自己的監(jiān)控作用，這樣，相關(guān)工作人員就能很快的了解列車的客流情況和火警情況。線路信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)圖包括很多方面的信息，這些信息包括火警信息、接觸軌帶電信息、信號(hào)系統(tǒng)和線路情況，線路信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)圖能夠清晰的顯示真實(shí)拍攝的視頻和信號(hào)，工作人員可以通過線路信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)圖了解列車的運(yùn)營情況和位置。當(dāng)發(fā)生緊急事件時(shí)，工作人員可以通過電力監(jiān)控系統(tǒng)圖對(duì)緊急狀況進(jìn)行分析。工作人員通過突發(fā)事件處置系統(tǒng)可以了解突發(fā)事件概況和突發(fā)事件列表，還可以根據(jù)已有的全線圖紙資料、圖形圖像資料及時(shí)制定應(yīng)急預(yù)案。工作人員可以通過線路設(shè)備考核系統(tǒng)收集并分析線路設(shè)備的服務(wù)狀態(tài)，并將得到的線路信息及時(shí)反饋給各運(yùn)營主體。

一般情況下，地鐵交通網(wǎng)處于不開放、地下相對(duì)狹窄的環(huán)境之中，在地鐵中會(huì)有大量的乘客，如果出現(xiàn)了緊急情況，救緩工作不容易開展，除此之外，軌道交通的硬軟件系統(tǒng)的科技含量非常高，具有較高的集成化程度，屬于自動(dòng)運(yùn)行或半自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)。構(gòu)建地鐵運(yùn)營監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，需要工作人員安裝具有監(jiān)控人流量功能的監(jiān)控設(shè)備，這樣，監(jiān)控設(shè)備就能發(fā)出緊急情況報(bào)告。與地鐵運(yùn)營相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備應(yīng)該對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督，隨時(shí)為監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送各種設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

言而總之，綜合地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建需要智能技術(shù)、綜合技術(shù)和集成技術(shù)，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)正朝著傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的方向發(fā)展，我們應(yīng)該努力將監(jiān)控功能型系統(tǒng)的形式轉(zhuǎn)換成任務(wù)結(jié)合型和監(jiān)控功能型的形式。

3 地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)的發(fā)展方向

地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)正朝著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)具有可拓展性、開放性和可靠性的特征，日后的地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)將具有三級(jí)實(shí)時(shí)控制和三層指揮管理的運(yùn)營體制，地鐵車站級(jí)控制、指揮調(diào)度控制中心級(jí)控制就是三級(jí)實(shí)時(shí)控制；地鐵點(diǎn)—地鐵車站層、地鐵線路—線路控制中心層和地鐵網(wǎng)絡(luò)—調(diào)度指揮中心層是地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)的三個(gè)指揮管理層。

4 結(jié)語

地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)是以地鐵調(diào)度指揮為核心、以現(xiàn)代信息技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的一種系統(tǒng)，保證鐵路運(yùn)輸安全、可靠、高效是地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)建設(shè)的首要目標(biāo)。對(duì)于地鐵運(yùn)輸來說，地鐵線網(wǎng)交通調(diào)度指揮系統(tǒng)是自己的“大腦”，地鐵線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控并控制鐵路運(yùn)輸?shù)娜^程。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇

關(guān)健詞:3G通信 智能交通 控制系統(tǒng)

1 引言

我國交通管理事業(yè)經(jīng)過幾年的發(fā)展,同以往相比,有了長足的進(jìn)步。但因城市化交通持續(xù)發(fā)展和汽車擁有量的穩(wěn)定快速增加,城市交通的發(fā)展已經(jīng)超過了我國交通管理發(fā)展的速度。而由城市交通中交通違章(違法)行為給交通管理所帶來的負(fù)面影響,往往是危害最大的一種。再加上我國各地城市交通發(fā)展情況不同,交通情況錯(cuò)綜復(fù)雜,管理難度非常大。在我國大中型城市中交通路口眾多,交通流量較大,違章事件頻繁,在此情況下基于3G通信技術(shù)的智能交通指揮控制系統(tǒng)就能為控制交通違章行為的發(fā)生、智能化調(diào)節(jié)交通流量起到很大的作用。

2 系統(tǒng)的主要構(gòu)成

基于3G通信技術(shù)的智能交通指揮系統(tǒng)主要由3G(TD-SCDMA或CDMA2000)數(shù)據(jù)通信鏈路,監(jiān)控中心和多個(gè)監(jiān)控遠(yuǎn)端組成。3G數(shù)據(jù)通信鏈路采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議,可直接運(yùn)行在交通部門的內(nèi)部無線局域網(wǎng)上。前端攝像機(jī)的視頻信號(hào)利用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒止?jié)點(diǎn),在分節(jié)點(diǎn)可以直接傳輸上網(wǎng),或者分節(jié)點(diǎn)有矩陣時(shí),也可以把矩陣連接到DVR上,然后再傳輸上網(wǎng)。監(jiān)控中心可以通過多級(jí)級(jí)聯(lián)構(gòu)成多級(jí)監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和用戶的需求配置不同的硬件設(shè)備。監(jiān)控遠(yuǎn)端使用系統(tǒng)設(shè)備有遠(yuǎn)端監(jiān)控主機(jī)、3G數(shù)據(jù)傳輸模塊、告警采集器、溫濕度傳感器、畫面分割器、攝像機(jī)、數(shù)字解碼器、高速云臺(tái)和可變鏡頭、話筒、揚(yáng)聲器等,完成監(jiān)控中心所需的圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)交通信號(hào)智能控制和報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能。監(jiān)控中心使用系統(tǒng)設(shè)備有主控臺(tái)、3G無線路由器、監(jiān)視器陣列、視頻切換矩陣、主交換機(jī)、視頻服務(wù)器、電視墻等。具體可根據(jù)用戶要求進(jìn)行靈活配置。

利用發(fā)展迅速的3G網(wǎng)組成3G無線局域網(wǎng)來傳輸各交通路口信號(hào)點(diǎn)的視頻和控制信息,為智能交通指揮系統(tǒng)組網(wǎng)提供了一條新路。網(wǎng)絡(luò)管理用戶可以對(duì)多個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)瀏覽監(jiān)控。系統(tǒng)綜合應(yīng)用了智能圖像處理與識(shí)別技術(shù),智能控制技術(shù)、數(shù)字圖像傳輸技術(shù)、數(shù)字圖像壓縮編解碼技術(shù)和3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等,可實(shí)現(xiàn)交通監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像顯示和網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能調(diào)整攝像機(jī)的位置、清晰度和亮度、實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤與識(shí)別,對(duì)監(jiān)控情況進(jìn)行紀(jì)錄及報(bào)警,實(shí)時(shí)智能調(diào)整控制區(qū)域內(nèi)交通信號(hào)燈的切換等。

3 系統(tǒng)的主要功能及特點(diǎn)

系統(tǒng)采用高速DSP 實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)的實(shí)時(shí)采集處理,經(jīng)過圖像預(yù)處理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)采集圖像的復(fù)原、增強(qiáng)后,數(shù)字圖像分別發(fā)送給自動(dòng)控制模塊、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)模塊、特定顏色目標(biāo)檢測(cè)模塊、人機(jī)接口模塊和數(shù)據(jù)庫模塊。系統(tǒng)采用模糊跟蹤控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的智能跟蹤;采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、3G無線以太網(wǎng)通信技術(shù)、數(shù)字圖像傳輸技術(shù)和數(shù)字圖像壓縮編解碼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻、控制及語音信號(hào)的傳輸,采用圖像動(dòng)畫與多媒體技術(shù)和Web 數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像的網(wǎng)上瀏覽和歷史數(shù)據(jù)回放及查詢。

3.1智能交通指揮系統(tǒng)有以下特點(diǎn)

(1)實(shí)時(shí)性。視頻數(shù)據(jù)屬于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)必須實(shí)時(shí)處理,例如實(shí)時(shí)壓縮、解壓縮、傳輸?shù)取?/p>

(2)分布性。現(xiàn)場(chǎng)圖像采集和發(fā)送主機(jī)和圖像接收顯示主機(jī)位于不同地點(diǎn),通過計(jì)算機(jī)有、無線局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)連接。

(3)同步性。盡管視頻信息具有分布性,但在用戶終端顯示時(shí)必須保持同步,聲音與視頻也必須保持同步。

系統(tǒng)可以組成多級(jí)系統(tǒng), 監(jiān)控中心還可以通過級(jí)聯(lián)的方式構(gòu)成多級(jí)交通監(jiān)控系統(tǒng),以擴(kuò)大交通監(jiān)控范圍和系統(tǒng)容量。監(jiān)控機(jī)將采集的圖像信息實(shí)時(shí)地傳送給服務(wù)器并通過服務(wù)器向外廣播發(fā)送,相關(guān)客戶只要通過瀏覽器打開網(wǎng)頁便能實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控。

4 系統(tǒng)的主要關(guān)鍵技術(shù)

4.1最佳交通流量預(yù)測(cè)算法

利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的預(yù)測(cè)模型有獨(dú)特的優(yōu)越性。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,是一種并行的計(jì)算模型,具有高速運(yùn)算能力,有很好的非線性映射能力和很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力及高度的靈活性。在各種形式的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,又以誤差逆?zhèn)鞑?BP)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最為廣泛,它已成為前向網(wǎng)絡(luò)的核心部分,并體現(xiàn)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最精華的部分。目前,在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用中, 絕大部分的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型都采用BP網(wǎng)絡(luò)和它的變化形式。

高階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種,它與傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不同在于構(gòu)成高階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)元是智能神經(jīng)元,即這種神經(jīng)元具有“思考”的能力,它能根據(jù)自身外部網(wǎng)絡(luò)的變化調(diào)整內(nèi)部的轉(zhuǎn)移函數(shù),在內(nèi)外雙調(diào)的情況下,達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

一個(gè)初步的模型是對(duì)于一個(gè)交叉口而言,影響交叉口一個(gè)出口的交通流量Q(預(yù)測(cè)的輸出變量)的因素共有6個(gè)(即輸入變量為6個(gè)),它們分別是:Q1、Q2、Q3、 Qt-1(這個(gè)出口前15分鐘流量)、Qt-2(這個(gè)出口前30分鐘流量)、t(時(shí)間);輸出層一個(gè)神經(jīng)元(需預(yù)測(cè)的15分鐘后的出通流量);隱層采用試算的方法優(yōu)化,最后確定第一個(gè)隱層11個(gè)神經(jīng)元,第二個(gè)隱層4個(gè)神經(jīng)元。這樣建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,可以應(yīng)用并能夠勝任于實(shí)時(shí)交通流預(yù)測(cè)。

4.2 TD-SCDMA3G移動(dòng)通信技術(shù)

TD-SCDMA是目前世界上唯一采用智能天線的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。在系統(tǒng)中,由于采用了TDD模式,上、下行鏈路采用同一頻率,在同一時(shí)刻上下行鏈路的空間物理特性是完全相同的,因此,只要在基站端依據(jù)上行數(shù)據(jù)進(jìn)行空間參數(shù)的估底再根據(jù)這些估值對(duì)下行鏈路的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字賦形,就可以達(dá)到自適應(yīng)波束賦形的目的,充分發(fā)揮智能天線的作用。

智能天線的采用可大致定位用戶的方位和距離,因此,基站和基站控制器可采用接力切換方式,根據(jù)用戶的方位。距離信息來判斷手機(jī)用戶現(xiàn)在是否移動(dòng)到了應(yīng)該切換給另一基站的臨近區(qū)域,如果進(jìn)入切換區(qū),便可通過基站控制器通知另一基站做好切換的準(zhǔn)備,達(dá)到接力切換的目的。接力切換可提高切換的成功率,降低切換時(shí)對(duì)鄰近基站信道資源的占用。

TD-SCDMA系統(tǒng)僅采用1.28Mb/s的碼片速率,只需占用單一的 11Mb/s頻帶寬度,就可傳送2Mb/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而其他的3G FDD(頻分雙工)的方案,要傳送2Mb/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)均需要2×5Mb/s的帶寬即需兩個(gè)對(duì)稱的5Mb/s帶寬分別作為上、下行頻段,且上下行頻段間需要有幾十兆的頻率間隔作為保護(hù),在目前頻譜資源十分緊張的情況下要找到符合要求的對(duì)稱頻段非常困難,而D-SCDMA系統(tǒng)可以“見縫插針”只要有滿足一個(gè)載彼的頻段(1.6Mb/s)就可使用,可以靈活有效地利用現(xiàn)有的頻率資源。

4.3 CDMA2000移動(dòng)通信技術(shù)

CDMA即碼分多止是由美國Qualcomm公司首先提出的技術(shù)。其原理基于擴(kuò)頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)昆再經(jīng)載波調(diào)制后發(fā)送出去,接收端由使用完全相同的偽隨機(jī)碼與接收的寬帶信號(hào)做相關(guān)處理,以恢復(fù)信息數(shù)據(jù),與FDMA和TDMA相比,CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。歸納起來CDMA應(yīng)用于數(shù)字移動(dòng)通信的優(yōu)點(diǎn)有:

(1)系統(tǒng)容量大,在CDMA系統(tǒng)中所有用戶共用一個(gè)無線信直當(dāng)用戶不講話時(shí),該信道內(nèi)的所有其他用戶會(huì)由于干擾減小而得益。因此利用人類話音特點(diǎn)的 CDMA系統(tǒng)可大幅降低相互干憂增大其實(shí)際容量近3倍。CDMA數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的系統(tǒng)容量理論上比模擬網(wǎng)大20倍,實(shí)際上比模擬網(wǎng)大10倍、比GSM大 4～5倍。

(2)系統(tǒng)通信質(zhì)量更佳。軟切換技術(shù)(先連接再斷開)可以克服硬切換容易掉話的缺點(diǎn),CDMA系統(tǒng)工作在相同的頻率和帶寬上比TDMA系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)軟切換技術(shù),從而提高通信質(zhì)量。CDMA系統(tǒng)采用確定聲碼器速率的自適應(yīng)閾值技術(shù)、強(qiáng)有力的誤碼糾錯(cuò)、軟切換技術(shù)和分離多徑分集接收帆可提供TDMA系統(tǒng)不能比擬的、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

(3)頻帶利用率高,CDMA是一種擴(kuò)頻通信技木盡管擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾性能的提高是以占用頻帶帶寬為代價(jià)的,但是CDMA允許單一頻率在整個(gè)系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)可重復(fù)使用,使許多用戶共用這一頻帶同時(shí)進(jìn)行通稻大大提高了頻帶利用率,這種擴(kuò)頻CDMA方式雖然要占用較寬的頻帶,但按每個(gè)用戶占用的平均頻帶來計(jì)算,其頻帶利用率是很高的。CDMA系統(tǒng)還可以根據(jù)不同信號(hào)速率的情況,提供不同的信道頻帶利用形式,使給定頻帶得到更有效的利用。

4.4 數(shù)字圖像壓縮編解碼技術(shù)

MPEG-4除采用第一代視頻編碼的核心技術(shù),如變換編碼、運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、量化、熵編碼外,還提出了一些新的有創(chuàng)見性的關(guān)鍵技術(shù),并在第一代視頻編碼技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了卓有成效的完善和改進(jìn)。下面重點(diǎn)介紹其中的一些關(guān)鍵技術(shù): 4.4.1 視頻對(duì)象提取技術(shù)MPEG-4實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容交互的首要任務(wù)就是把視頻/圖像分割成不同對(duì)象或者把運(yùn)動(dòng)對(duì)象從背景中分離出來,然后針對(duì)不同對(duì)象采用相應(yīng)編碼方法,以實(shí)現(xiàn)高效壓縮。因此視頻對(duì)象提取即視頻對(duì)象分割,是MPEG-4視頻編碼的關(guān)鍵技術(shù),也是新一代視頻編碼的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

在視頻分割中基于數(shù)學(xué)形態(tài)理論的分水嶺(watershed)算法被廣泛使用,它又稱水線算法,其基本過程是連續(xù)腐蝕二值圖像,由圖像簡化、標(biāo)記提取、決策、后處理四個(gè)階段構(gòu)成。分水嶺算法具有運(yùn)算簡單、性能優(yōu)良,能夠較好提取運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓、準(zhǔn)確得到運(yùn)動(dòng)物體邊緣的優(yōu)點(diǎn)。

4.4.2 VOP視頻編碼技術(shù)

視頻對(duì)象平面(VOP,Video Object Plane)是視頻對(duì)象(VO)在某一時(shí)刻的采樣,VOP是MPEG-4視頻編碼的核心概念。MPEG-4在編碼過程中針對(duì)不同VO采用不同的編碼策略,即對(duì)前景VO的壓縮編碼盡可能保留細(xì)節(jié)和平滑;對(duì)背景VO則采用高壓縮率的編碼策略,甚至不予傳輸而在解碼端由其他背景拼接而成。這種基于對(duì)象的視頻編碼不僅克服了第一代視頻編碼中高壓縮率編碼所產(chǎn)生的方塊效應(yīng),而且使用戶可與場(chǎng)景交互,從而既提高了壓縮比,又實(shí)現(xiàn)了基于內(nèi)容的交互,為視頻編碼提供了廣闊的發(fā)展空間。

4.4.3 視頻編碼可分級(jí)性技術(shù)

MPEG- 4通過視頻對(duì)象層(VOL,Video Object Layer)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)分級(jí)編碼。MPEG-4提供了兩種基本分級(jí)工具,即時(shí)域分級(jí)(Temporal Scalability)和空域分級(jí)(Spatial Scalability),此外還支持時(shí)域和空域的混合分級(jí)。每一種分級(jí)編碼都至少有兩層VOL,低層稱為基本層,高層稱為增強(qiáng)層。基本層提供了視頻序列的基本信息,增強(qiáng)層提供了視頻序列更高的分辨率和細(xì)節(jié)。

在隨后增補(bǔ)的視頻流應(yīng)用框架中,MPEG-4提出了FGS(Fine Granularity Scalable,精細(xì)可伸縮性)視頻編碼算法以及PFGS(Progressive Fine Granularity Scalable,漸進(jìn)精細(xì)可伸縮性)視頻編碼算法。

4.4.4 運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)

MPEG- 4采用I-VOP、P-VOP、B-VOP三種幀格式來表征不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類型。它采用了H.263中的半像素搜索(half pixel searching)技術(shù)和重疊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(overlapped motion compensation)技術(shù),同時(shí)又引入重復(fù)填充(repetitive padding)技術(shù)和修改的塊(多邊形)匹配(modified block (polygon)matching)技術(shù)以支持任意形狀的VOP區(qū)域。

5 結(jié)語

系統(tǒng)綜合應(yīng)用了智能圖像處理與識(shí)別技術(shù),最佳交通流量算法、智能控制技術(shù)、數(shù)字圖像傳輸技術(shù)、數(shù)字圖像壓縮編解碼技術(shù)和3G網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)。所構(gòu)建的智能交通系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握所監(jiān)視路口、路段周圍的車輛、行人的流量、交通治安情況等,為指揮人員提供迅速直觀的信息從而對(duì)交通事故和交通堵塞做出準(zhǔn)確判斷并及時(shí)響應(yīng)。最佳交通流量預(yù)測(cè)算法使用目前國際上較為先進(jìn)的高階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)算法,預(yù)測(cè)精度高。高階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)元是智能神經(jīng)元,即這種神經(jīng)元具有“思考”的能力,極大地提高了智能交通指揮系統(tǒng)的智能水平,在公交、地鐵及物流運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)中都有比較廣闊的應(yīng)用前景。

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第3篇

近年來，我國的老齡化問題日益凸顯，根據(jù)國家人口和計(jì)劃生育委員會(huì)的研究報(bào)告顯示，我國65歲以上的老年人口規(guī)模巨大，老齡人口絕對(duì)數(shù)量居世界第一，并將在2050年超過3億。對(duì)于老年人出行服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求尤其突出，但是現(xiàn)有的針對(duì)老年人出行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)卻相對(duì)滯后。這一方面與相關(guān)設(shè)計(jì)理論的研究及設(shè)計(jì)實(shí)踐不足有關(guān)，另一方面，與老年出行服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求的社會(huì)認(rèn)同度相關(guān)。

同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、地理空間基礎(chǔ)設(shè)施等新一代信息技術(shù)及終端的發(fā)展，建設(shè)智慧城市已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的潮流。知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的智慧城市是繼數(shù)字城市之后信息化城市發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。構(gòu)建智慧城市適老性公共交通系統(tǒng)不僅包括“有形產(chǎn)品”的實(shí)體產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也包括“無形產(chǎn)品”的象征設(shè)計(jì)和“信息產(chǎn)品”的交互設(shè)計(jì)。因此，發(fā)掘用戶深層次特點(diǎn)并歸納出構(gòu)建智慧城市適老性公共交通各子系統(tǒng)特點(diǎn)，提高人性化程度與針對(duì)性就顯得很有必要。

老年群體生活形態(tài)模型構(gòu)建

生活形態(tài)模型是指特定群族在生活中表現(xiàn)出的行為上的連貫性，反映了一種特定群體的生活形態(tài)特點(diǎn)。適老性設(shè)計(jì)比老年設(shè)計(jì)涉及的目標(biāo)群體更廣泛，針對(duì)的時(shí)間階段更長遠(yuǎn)。適老性公共交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出在出行的各個(gè)環(huán)節(jié)與場(chǎng)域中充分考慮到老年人的身體機(jī)能、行為特點(diǎn)與心理特點(diǎn)，以滿足已經(jīng)進(jìn)入老年生活或以后將進(jìn)入老年生活的人群的生活及出行需求。

生活觀是指心理感知生活的態(tài)度，老年人生活觀歸于平淡，趨向于感受家庭和諧的美感和親情感；消費(fèi)觀是指消費(fèi)活動(dòng)行為偏好，老年人消費(fèi)觀受習(xí)慣勢(shì)力的影響大，受消費(fèi)流行影響小，愿意為出行舒適、方便付出一定的金錢；價(jià)值觀是指對(duì)事物的意義或重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇的標(biāo)準(zhǔn)，老年人由于經(jīng)歷過段特殊的歷史時(shí)期，具有艱苦樸素的優(yōu)良作風(fēng)和規(guī)范的行為模式；審美觀是指對(duì)某對(duì)象美好程度的認(rèn)知與評(píng)判，老年人傾向于沉穩(wěn)、安定的視覺平衡感，舒適自然的觸感。

老年人生理功能特點(diǎn)主要體現(xiàn)在，試聽的平均分辨能力，對(duì)靜態(tài)物體的分辨力，反應(yīng)的平均強(qiáng)度、速度以及記憶能力和感覺的靈活性都有所下降，較難獲得復(fù)雜的思維技巧。老年人的生理機(jī)能因衰老而受到了一定程度上的影響，但要與殘疾人、障礙人士區(qū)別開來，衰退并不妨礙老年人參加和進(jìn)行日常生活活動(dòng)。

對(duì)老年人心理功能受到生理因素、生活狀態(tài)、社會(huì)支持到自我控制感等多方面相互影響。步入老年生活狀態(tài)的改變多使得老年人產(chǎn)生負(fù)面的心理暗示，又由于自身調(diào)節(jié)能力較弱，適應(yīng)周期較長，需增加與社會(huì)與親人問的良好交流溝通，使其保持心理上的健康。老年人仍然向往充實(shí)豐富、積極、自強(qiáng)的生活狀態(tài)，對(duì)走出家門依然有強(qiáng)烈的意愿。

構(gòu)建智慧城市適老性公共交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素研究

構(gòu)建智慧城市適老性公共交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為三個(gè)子系統(tǒng)：位移系統(tǒng)（有形的實(shí)際產(chǎn)品，如交通工具、公共設(shè)施等）、信息系統(tǒng)（無形的虛擬產(chǎn)品，如終端交互界面等）、精神系統(tǒng)（用戶在此過程中的情感體驗(yàn)）。

1.位移系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素

公共交通系統(tǒng)中最重要職能是實(shí)現(xiàn)用戶目的性的位移，位移系統(tǒng)是用戶得到物理移動(dòng)的物質(zhì)載體，滿足用戶的基本使用功能，為用戶提供能夠正常使用的有形產(chǎn)品：包括公共交通工具、城市公共輔助設(shè)施等。適老性針對(duì)的是城市特殊群體，應(yīng)在設(shè)計(jì)中注重各環(huán)節(jié)的安全保護(hù)裝置、應(yīng)急報(bào)警裝置、無障礙輔助裝置等。同時(shí)掌握嚴(yán)格的設(shè)計(jì)尺寸，與老年人的人體尺寸、形體及用力相適應(yīng)。

2.信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素

信息系統(tǒng)主要是指無形產(chǎn)品的信息傳遞。（1）信息簡化與隔離。老年用戶對(duì)新興互聯(lián)網(wǎng)信息的熟悉程度較低，應(yīng)對(duì)非法信息及干擾信息進(jìn)行屏蔽，繁雜信息進(jìn)行簡化。（2）信息突出清晰化。由于老年用戶視力開始衰退，其界面設(shè)計(jì)要盡量避免過于復(fù)雜混亂的背景圖案以及動(dòng)態(tài)設(shè)置形式，注重色調(diào)的整體性。對(duì)于抽象的圖標(biāo)，由于更新?lián)Q代較快，需對(duì)其進(jìn)行文字說明標(biāo)識(shí)，輔助老年人理解。適當(dāng)對(duì)其圖標(biāo)和文字間距的放大，也對(duì)老年人識(shí)別與操作選擇有所幫助。（3）操作認(rèn)知導(dǎo)向明確。避免認(rèn)知摩擦產(chǎn)生的誤操作行為，有清晰的邏輯和重要性區(qū)分。

3.精神系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素

精神系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是用戶在系統(tǒng)使用過程中的情感體驗(yàn)。老年用戶由于人生閱歷的積累，在審美品位上不再一味追求新穎與特立獨(dú)行，過去的記憶是老年人珍貴的人生財(cái)富，深厚的內(nèi)涵而又沉靜的氛圍是設(shè)計(jì)應(yīng)保持的主體風(fēng)格。同時(shí)文化審美最直觀的感官感受，主要從視覺、聽覺和觸覺三方面考慮的。在此系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，視覺體驗(yàn)主要來自于造型和色彩等，需要突出穩(wěn)重、大方、親切，注重各元素之間的和諧關(guān)系。聽覺體驗(yàn)主要指音樂質(zhì)感或是引導(dǎo)性的語音，觸覺體驗(yàn)主要是產(chǎn)品的工藝、材料、界面交互方式的選用。

總結(jié)

本文通過分析老年群體生活形態(tài)模型，提出用戶深層次特點(diǎn)并歸納出構(gòu)建智慧城市適老性公共交通各子系統(tǒng)特點(diǎn)，通過位移系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、精神系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行有效整合，提高人性化程度與針對(duì)性，由設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外在形式向設(shè)計(jì)服務(wù)的內(nèi)在體現(xiàn)轉(zhuǎn)變。加一陜構(gòu)建智慧城市適老性公共交通系統(tǒng)的步伐，為老年人提供自主、安全、舒適的出行系統(tǒng)服務(wù)。

（作者單位：河北工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院）

作者簡介：楊培（1982-），男，漢族，河北保定，講師，單位：河北工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，研究方向：老齡化設(shè)計(jì)、社會(huì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

胡茜雯（1991-），女，漢族，河南洛陽，碩士，單位：河北工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)工程。