基于交通法规的智能交通模型研究

杜丹蕾

（湖南科技学院 计算机与通信工程系，湖南 永州 425199）

引 言

智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）的概念于1990年由美国智能交通协会提出，智能化交通信息系统可以极大的提高交通信息系统的安全性、可靠性及运行效率。[1]作为当前国际道路交通和运输科技发证的前沿，具有巨大的发证空间和市场潜力。世界个发达国际纷纷对阵那个花交通系统的研究和开发投入大量人财力。我国也不甘落后，已经在部分地区建立了示范工程，在综合利用交通资源，提高交通频率、改善交通环境等诸多方面取得了重大成果。但其针对性太强，多为面向大型城市而对运营、运输技术以及交通法规的支持不够。而交通法规、运营、运输技术是交通网络高效运作的重要制约因素。因此，对交通法规和运营、运输技术进行分析，建立一个基于交通法规智能交通系统模型十分必要。

1 《交通中华人民共和国道路交通安全法》法规分析

为维护路交通秩序，预防和减少交通事故，保护财产安全及其他合法权益，提高道路通行质量，我国2011年颁布《交通中华人民共和国道路交通安全法》一共八章，一百二十四条。提出了有关道路交通包括车辆、驾驶人、道路等方方面面的各种规定。中华人民共和国境内的车辆驾驶人、乘车人以及与道路交通活动有关的单位和个人，都应当遵守本法[2]。在本智能交通模型中，对法规中涉及到的其对通行造成影响的对象进行研究与统计，最终提炼出模型中的实体对象，主要有以下几个：

（1）道路

道路根据其不同等级以及可行驶方向、路况（天气、特殊事件）对车辆行驶速度和通行有不同限制。

（2）车辆

车辆根据其类型不同，可以在不同道路上行驶，有不同限制（限高、限速、限款、限载等）。

（3）人

包括行人和驾驶人，在法规中，主要对驾驶人行车准则进行了较为详细的规定。

（4）交通标志

当道路出现不同交通标志，必须依照标志进行行驶，系统中主要用于表示动态指定的规则集合。

2 根据法规运营需要确定实体属性

根据以上对交规的提炼和对交通运营及其运输需要的分析,进一步明确了道路、车辆、人、交通标志的其实体属性。主要如下：

道路（起点，终点，路段集） LOAD(SP,FP,{s1,s2,…, sn})

路段（起点，终点，方向，限速）SECT( SP,FP ,DIRE, vmax,vmin)

人（身份证，驾驶证，…）PERSON(P_ID ,DRIV_ID,….)

交通标志（标志名称，标志图像，标志说明，处理代码）MARK(NAME, SIGN, DESC，CODE)

车辆（车牌号，车辆类型，行驶证，车主，限高，限宽，限载人数，限载吨位）CAR（C_ID,C_TYPE,DC, owner，limited_high，limited_width, limited_num, limited_weight）

3 交通违规的设置研究

建立了以上实体模型，本系统重点研究了在我国交通体系下交通违规的鉴定处理，交通违规通常包括：证件类的违规及交通行驶中的违规，重点研究后者。

交通行驶类违规：逆向行驶, 超(低)速行驶, 违规转弯,限高(宽), 限载, 违反交通指示。

由于路面限制都可以用交通指示进行标志，所以将违规统一转化为违反交通指示。这样根据每条路的不同情况添加不同指示，如某路段限速，直接在路段上加交通限速标志，转化为系统处理即可每个路段设有违规条例变量，限速则设置条件为速度判断，对比车速与限速的标准从而判断得出是否违规。这样处理还有一个好处，就是可以实现对突发事件增加的路面限制，可以动态添加减少交通限制，使系统灵活性更高。

4 公共交通路径查找算法

路径查找算法在智能公交中有着极其重要的地位，在本系统中城市公共交通路径的查找，采用了三级公交二维表存放两地的转乘路径。通过二维表生成算法，先对所有直接连通的地点标注直连车次，并标注为直达标志1，然后未有直连通的两点间根据二维表查找中间连通站点。标注连通中间点的车次，及连通点，二次转车标志2，如此循环将两站点路径存储于二维表。由此查阅二维表就可以得到任意两站间的换乘路线。

具体算法如下：

已知：公交线路 L={L1,L2,…,Ln}，公交站点P={P1,P2,…,Pm}

若有公交线路 Li(i∈{1,2,…,n})为从 Pi1出发途历经 Pi2,Pi3,…,直到终点 Pin，则 Li={Pi1, Pi2,…, Pin} （有向路线）。

实际生活中一般公共线路可分为环路和往返路线，若为环路则Pi1= Pin，若为往返线路则Pix= Pi(n-x+1)(x<=n/2)。

(1)生成直达公交线路二维表G

建立二维表 G，其中第 i行，第 j列单元格 Gij(i,j∈{1,2,…,m})存储 Pi至 Pj的直达公交线路，当存在 LA 途经Pi，Pj则将LA存入Gij

(2)生成一次幂转乘公交线路二维表C

建立二维表 C，其中第 i行，第 j列单元格 Cij(i,j∈{1,2,…,m})存储Pi至Pj的转乘公交线路。

如存在Gij则存在Pi至Pj的直达公交线路，无需转乘Cij赋值0

查找二维表G第i行，遍历找出所有非空单元格Gia((a∈{1,2,…,m})∧Gia≠null)若存在 Pa到 Pj直达路径（即 Gaj≠null）则将Gia连接Pa连接Gaj存入Cij

(3)生成二次幂转乘公交线路二维表（包括转三次和四次车情况）

建立二维表 C2, 其中第 i行，第 j列单元格 C2ij(i,j∈{1,2,…,m})存储Pi至Pj的二次转乘公交线路。

如存在Cij则存在Pi至Pj的直达或一次转乘公交线路，无需二次转乘当Cij=0时C2ij赋值0；Cij为某站点则C2ij=1。

Cij为null时，查找二维表C第i行,遍历找出所有非空单元格 Cia((a∈{1,2,…,m})∧Cia≠null)若存在 Pa到 Pj路径（即Gaj≠null）则将Cia连接Pa连接Caj存入C2ij

生成完以上换乘信息，公交换乘查询变得极为简单，查询两地A、B之间的公交路径只需查阅C2中对应A所在行和B所在列的单元格，如果非空则存在AB间换乘路径，取出该单元格存储4次转乘内的的路径信息。如果为 null则AB间不存在4次换乘内的公交路径。

[1]陈旭梅,于雷,郭继孚,全永燊.美.欧.日智能交通系统(ITS)发展分析及启示[J].城市规划,2004,(7)75-79.

[2]全国人民代表大会常务委员会.交通中华人民共和国道路交通安全法,2011-4-22.