动态交通信息服务系统的设计
2009NO.23 China New Technologies and Products 中国新技术新产品
信息技术
动态交通信息服务系统的设计
吴小凰
（厦门精图信息技术有限公司，福建厦门361008）
1引言
近年来，国家大力推动智能交通的发展，尤其将“用于公众服务的动态交通信息融合、处理软件技术研发”作为重点支持的领域。同时，由于经济的迅猛发展及城市现代化进程的加快，机动车数量快速增多，导致了交通需求与道路设施之间的尖锐矛盾，建立完善的道路交通信息服务系统已迫在眉睫。据预测，目前我国交通信息服务的市场将有数百亿元的规模，在未来几年内，还将迅速增长，有着广阔的发展前景[1]。
实时交通信息服务重点要解决的是交通数据采集、处理、发布三大问题。本文中阐述的动态交通信息服务系统是在对交通信息的采集、融合、处理基础上，通过有线网络和无线网络，向互联网、呼叫中心、手机、PDA、车载终端等发布实时交通信息，为出行者提供较为完善的出行信息服务。该系统能为出行者提供实时路况、交通预测、路径规划等信息。出行者可以及时获得实时更新信息，提前安排出行计划，变更出行路线，使出行更安全、更便捷、更可靠。本系统实现的功能在使公众切身感受到交通信息服务便利的同时，也能辅助交通管理部门的管理和执法，有效诱导城市交通流，缓解交通压力，减少因交通拥堵带来的环境污染。
2国内外交通信息服务发展现状
动态交通信息服务一直是智能交通领域的研究热点问题，日、欧、美等发达国家的政府和企业投入了大量精力和资源进行交通信息服务的研究与应用，将其作为解决大城市交通困境的有效手段。先进的交通流信息采集、处理、分析、发布系统的研究在美国、日本、欧盟等发达国家已经得到充分的开展，实现了信息的深度发掘和集成应用，如美国的ITS、日本的VICS、欧盟的ERTICO-TMC等。国际间通过不断的产
业合作和广泛联盟，使动态交通信息服务在向
集成化、平台化方向发展的同时，已经在相关设
施建设、终端设备销售、各类服务应用方面形成
了规模巨大的产业市场[2]。
举例来说，2007年10月，北京移动呼叫中
心12580正式推出实时路况查询服务。2008年
1月，提供北京地区数据的首款支持动态交通信
息导航的产品推出。2008年8月，在北京奥运会
期间，北京市已经可以通过导航仪、手机、互联
网和动态交通信息板向公众实时提供交通信
息。2009年3月，由汽车厂商主导的Telematics
服务在中国正式商用，可以同时提供北京、上
海、广州、深圳的交通信息。交通信息服务已由
政府部门引导的政务信息化建设转向由移动通
信商、导航仪厂商、汽车厂商主导的商用服务运
营。
应该说，动态交通信息在我国已经进入应
用测试阶段。我国各个城市进行的大量基础建
设为动态交通信息的采集奠定了基础。通信技
术的快速发展为动态交通信息的发布应用提供
了渠道。导航、LBS（移动位置服务）等地图位置
服务应用技术的大规模推广应用为动态交通信
息的应用提供了广大的市场空间。尽管如此，由
于我国交通政务管理制度的条块限制，以及在
多源交通数据的获取与综合利用、交通信息的
准确性验证与分析、信息服务的发布方式和发
布标准等技术环节，仍存在不少问题，使得动态
交通信息服务，尤其是动态导航难以进入产业
化发展阶段，成为我国在动态交通信息应用、服
务领域的发展瓶颈[3]。
3动态交通信息服务系统的设计
针对目前动态交通信息服务中交通信息共
享程度低、信息准确率低、信息内容实用性不
足、服务运营不完善等问题，我们整合了目前成
熟、可行的技术，对动态交通信息服务系统进行
了优化设计，使之能为交通管理部门和社会公
众提供有效、实用的交通信息。
3.1系统框架设计
该动态交通信息服务系统基于浮动车动态
检测技术采集实时交通信息，将浮动车交通信
息与固定检测器检测的交通信息进行多源异构
信息融合，使动态检测与固定检测的信息优势
互补，以期得到全面的城市路网交通流数据[4]。
海量实时交通数据经过系统的深层次挖掘分析
和精细化加工，可得到面向不同应用的信息服
务产品，如城市路网运行状态，路网交通流预
测，动态路径规划提供出行路径建议等。系统开
发了多种发布接口，将交通信息服务产品发布
到交通信息板、互联网，以及手机、导航仪等便
携式移动终端上。
图1动态交通信息服务系统结构图
该系统主要由交通信息采集子系统、交通
信息融合与处理子系统、交通信息发布子系统
摘要：本文在对目前国内外交通信息服务的发展现状和存在问题进行分析的基础上，阐述了一种动态交通信息服务系统的设计和开发方法，并从实践经验的角度，对系统的实现和运营进行了初步探讨。
关键词：智能运输系统；交通工程；动态交通信息服务；多源信息融合
列两条指令：
SETB P3.6
CLR P3.7
控制执行机构程序设计。控制执行机构程序设计只要对P1.0取反，其原来为高电平的执行机构不动作的，就被修改为动作，而原来处于动作的，则取反后就不动作了。因此程序非常简单，仅一条指令：
CPL P1.0；取反
4.4延时程序设计
延时程序是本文要论述的重点，由初始化程序设计说明可知，每次定时中断时间间隔为250uS,而1S为4000个中断次数，需要两个计数单元来保存1S信息；设采用R5、R4，每次250uS中断对R4加1，R4每达到200对R5加1，R5达到20时则1S到；而1S到时对显示缓冲区减1，则看到的时间显示值减1，当分和秒都减到为0时对P1.0口取反，使原来为断开的变为导通，原来导通的变为断开。并取下一个设置的时间值从头开始再次延时，从而实现多段重复定时的功能。
以下叙述有关定时器中断的程序设计。
其定时器0的中断的中断服务程序为：
TIMER0_INT：；进入250uS中断服务程序
INC R4；250uS的次数加1
CJNE R4，#200，TIMER0_RETI；250uS的
次数为200吗？不是则返回
MOV R4，#0；是的，已经达到200次，为
50000uS，次数变0
INC R5；50000uS的次数加1
CJNE R5，#20，TIMER0_RETI；50000uS
的次数20吗？不是则返回
MOV R5，#0；是的，已经达到20次，为
1000000uS即1S，次数变0
DEC R2；秒计时单元减1，实现倒计时
CJNE R2，#0FFH，TIMER0_RETI；减1后
比0还小吗？不是则返回
MOV R2，#59；是的，比0还小，秒计时单
元暂时变为59，向上借1
DEC R3；分计时单元减1，实现倒计时
CJNE R3，#0FFH，TIMER0_RETI；减1后
比0还小吗？不是则返回
CPL P2.0；是的，减1为负数，表示
定时时间到，切换执行机构状态
CPL P3.6；定时时间到，切换红色
LED发光二极管状态
CPL P3.7；定时时间到，切换绿色
LED发光二极管状态
LCALLNEXT_TIMER；定时时间到，取时
间排队区域中下一个延时时间
TIMER0_RETI：
RETI；定时器0终端服务程序的返回
最终整个电路实现的结果为：在限定的时
间范围内，执行机构会按照设置的时间，按时导
通和断开，相应的LED指示灯会按时间点亮和
熄灭，数码管上也会显示相应的导通时间和断
开时间。
并且，定时时间到，系统会自动取下一个设
置的延时时间来重新延时。
参考文献
[1]何立明
.MCS-51系列单片机应用系统设计.北
京：北京航空航天大学出版社，1990.
[2]陈宝江.MCS单片机应用系统实用指南.北京：
机械工业出版社，1997.
[3]戴付生.基础电子电路设计与实践.北京：国防
工业出版社,2002.
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三部分组成。
（1）交通信息采集子系统
该子系统实现了交通信息的采集与通讯传输，以浮动车GPS交通数据采集为主，同时整合了线圈、微波等固定采集设备采集的交通数据，实现城市路网的大规模动态检测。装配有GPS 设备的车辆采集的定位数据以规定格式按一定的采样时间间隔发送到系统服务器；交管部门现有固定检测器采集设备通过系统开发的专用数据接收接口将数据发送到服务器。数据接收接口在多源数据进行传输的过程中实现了对数据的格式转化和初步筛选。
（2）交通信息融合与处理子系统
该子系统实现交通数据的深度挖掘和精细化加工，以生成多种数据产品。系统通过建立交通数据有效性和合理性判别知识库，对海量数据进行过滤和筛选，以剔除无效、不合理数据，补充缺失数据；建立多源数据融合模型和指标体系，实现多源异构交通数据的融合处理，使数据互相补充；对长期累积的历史数据进行分析，提取道路特征曲线，建立道路特征库；结合实时数据和历史数据，建立交通预测模型，实现动态交通预测；结合交通路况、交通管制、交通事件、交通天气、对出行路径有影响的特征点等数据，实现最短路径、最短时间、最经济等多模式动态路径规划。
（3）交通信息发布子系统
该子系统按照网络的保密级别分为两个部分，一部分是供交通管理部门使用的内部信息发布，主要是通过公安网，向各级指挥中心、领导决策层、交通管理科技人员以及基层科队一线提供交通信息，为管理决策、控制协调、勤务组织、紧急事件处置等服务。另一部分是为广大交通参与者服务，开发多种发布接口，如交通信息情报板、交通管理对外办公窗口或公共场所配设的联网交通信息触摸屏、互联网(WEBGIS)、手机、导航仪、语音中心系统等，实现面向多层次用户的信息服务。
3.2系统模块设计
交通信息采集子系统包括浮动车数据采集接口、线圈数据采集接口、微波数据采集接口、视频数据采集接口、人工干预编辑模块等。多种数据采集接口实现了与现有独立的各种交通数据采集系统的集成。人工干预编辑为业务人员提供人机交互操作界面，可以作为交通信息采集的及时补充。
交通信息融合与处理子系统包括浮动车数据处理模块、多源异构数据融合模块、动态交通预测模块、动态路径规划模块、交通状态判别模块、交通信息分析与统计模块等。
浮动车数据处理模块实现对浮动车GPS 数据的格式转换、预处理、统计分析、地图匹配
处理、浮动车最小样本量估计，从而得到各路段
的速度趋势、旅行时间、路况等交通信息。
多源异构数据融合模块通过对异构数据的
融合方法、评价指标进行研究，实现了流量数据
与速度数据的融合、多条相邻路段数据的融合、
浮动车数据与其他检测数据的融合等。
动态交通预测模块根据检测到的实时交通
流数据和交通流预测模型，进行交通流预测，且
系统具备快速预测能力，能预测5分钟到45分
钟的短期交通量、平均速度及旅行时间。
动态路径规划模块提供车辆路径诱导策略
和信息服务，根据出行的起讫点向驾驶员提供
最优路径引导指令和其他实时交通流服务信
息，以减少交通阻塞及车辆在道路上的逗留时
间，并最终实现交通流量在路网中各路段上的
最优分配。
交通状态判别模块采用线圈检测、视频检
测、微波检测及浮动车采集的交通信息融合处
理结果，依据交通状态检测算法和评价指标进
行计算，根据计算的结果处于不同的阈值范围
来判断交通状态。系统实现交通状态（三级交通
状态（红黄绿）/平均行程车速/平均行程时间等）
的自动判别与显示。
固定检测器数据的交通状态判别主要基于
流量数据，浮动车数据的交通状态判别主要基
于路段平均行程车速。系统提供交通状态判别
参数及数据源配置功能。可以灵活选择流量、平
均行程车速等交通状态判别参数来计算交通状
态，也可以选择基于线圈、微波、视频、浮动车不
同数据源来判别。
交通信息统计与分析模块通过对多源异构
交通数据融合处理结果的实时信息与交通预测
信息进行对比，可以对路网空间、时间、交通事
件等自由设置统计与分析条件，获得各种统计
图表。
交通信息发布子系统包括信息大屏发布接
口、VMS发布接口、Internet发布接口、WAP发
布接口、导航仪客户端、手机客户端等，发布速
度信息、流量信息、旅行
时间信息、路况信息、预
测信息、路径规划信息
等，将实时交通信息打包
成服务，通过各种接口发
布。
4动态交通信息服
务系统的实现与运营
系统采用C/S+B/S的
混合架构进行软件架构
设计，开发了后台服务系
统和应用于手机、导航
仪、PDA等终端的客户端
系统，以适应不同的功能
模块搭建和应用要求。为
保证实时海量数据的远程共享和多用户协同访
问，系统开发了数据转发模块，以保证多对多数
据接收与发布的高效运行。
为保证系统运营的稳定性，系统在数据接
收、处理与发布的每个阶段都设计了监控报警
机制，通过设置监控指标，相关指标低于对应阈
值时，系统将自动报警，报警信息通过邮件、短
信的形式告知管理员，以及时获得报警信息，采
取解决措施，保证系统的稳定运行。
交通信息质量验证是信息服务的基础和不
可缺少的环节。本系统在运营过程中通过开发
系统检测模块，建立定期的检测机制，将系统监
测、管理员检测和定期外业跟车测试相结合，制
定质量验证指标，以保证系统处理速度、路网覆
盖率、信息准确率。
系统的安全性也是动态交通信息服务运营
中十分重要的内容。本系统除开发了用户权限
管理、日志记录、访问注册与验证功能外，还从
系统的网络安全、数据库安全上进行了安全设
计。通过软、硬件网络安全设备（防火墙系统、入
侵检测系统、网络防病毒系统等）部署，防止恶
意的网络攻击。采用大型企业级数据库、磁带阵
列、异地备份的方式，保证数据库的快速恢复与
备份。
5结论
本系统的成功开发和运营，实现了实际的
应用。目前本系统提供的北京、武汉、沈阳实时
路况信息服务，城市路网覆盖率达到80%以上，
实时路况信息的准确率经检测后，已达到了
90%以上。通过与通讯运营商、电子地图生产商、
导航仪厂商、手机厂商的合作，本系统的后台服
务平台及导航仪客户端、手机客户端等产品已
陆续投入使用。本系统还将不断积累经验，从系
统功能、信息质量、服务内容、运营模式等方面
不断完善，为交通管理部门和公众用户提供更
好的服务。
参考文献
[1]李万周.实时交通信息服务与运营分析.中国
公共安全:智能交通,2007,11:57-60.
[2]袁媛,黄思华.中国动态交通信息服务市场及
发展展望.汽车与配件,2008,5:48-49.
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务系统建设及制约因素.城市交通,2008.
[4]王力,王川久,沈晓蓉,范跃祖.智能交通系统中
实时交通信息采集处理的新方法研究.系统工
程,2005,2.
[5]王力,王川久,张海,范跃祖.基于浮动车的城市
动态交通信息采集处理方法研究.第一届中国智
能交通年会第一届中国智能交通年会论文汇编,
2005.
作者简介：吴小凰（1982），女，福建省厦门
市人，武汉大学硕士研究生，研究方向为智能交
通与地理信息系统。
图2系统模块结构图
图3系统网络结构图
图4系统实现的交通信息服务形式
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