复杂交通（精选八篇）
复杂交通 篇1
自动化空中交通管制(Air Traffic Control,ATC) 系统经过近70年的应用和发展已成为技术成熟的管控系统。随着国民经济的飞速发展,我国航空运输成为我国运输业同时支撑经济飞速发展的重要交通方式,中心城市(如北京、上海和广州) 的机场航班量每年持续增长,已经步入世界繁忙机场的行列。航空运输业的飞速发展,给空中交通管理带来了巨大挑战,空中交通行为也越来越复杂。根据近年来的统计数据发现70% 左右的航空事故均有空中交通管理的复杂交通行为导致的,复杂的空中交通行为成为了影响航空交通安全的关键因素。文章结合国内外研究情况,深入分析复杂交通行为的涵义、生成机理,并提出相应的管控措施,为我国空管部门协调、疏导空中交通,避免拥塞和交通事故提供参考和借鉴。
1空中交通管理中的交通行为复杂性的研究背景与必要性
空中交通管理就是航空管理部门及时有效地疏导协调空中交通,保障空中交通秩序,保证空中交通畅通,从而维护空中交通安全。空中交通管理主要通过空中交通服务、流量管理和空域管理这三个方面采用规范的管理、健全的机制以及先进的技术建立一个科学安全可靠良好的空中交通管理系统来有效地进行管理空中交通秩序、维护空中交通安全。合理把握有关复杂性研究的核心观点和方法有助于分析空中交通管理中的空中复杂交通行为,空中交通管理复杂性包括以下八个方面:管制复杂性、扇区复杂性、空域复杂性、动态密度复杂性、交通复杂性、交通流复杂性、认知复杂性、感觉复杂性,经过相关研究人员40多年的努力,难以以上8方面复杂性给出明确统一的定义。文章从管制员的角度进行分析复杂交通行为, 主要与管制复杂性、认知复杂性、交通复杂性有关。首先了解管制员的工作负荷概念,它是因管制交通而产生的脑力和体力活动。管制复杂性定量描述空中交通管制员为了维护空中交通安全,保障空中交通秩序,对当前空中交通态势认知产生体力或脑力过程中有影响的要素或事件;认知复杂性就是描述在正常或非正常条件下航空管制员进行维持空中交通安全正常运行的产生认知过程的困难程度和相关影响要素。影响空中交通管理中交通行为复杂性的因素主要有以下两个方面:第一,管制员身心状况是否正常:航空事业是一个高风险行业,管制员的身体状况是否正常会直接影响空中交通的有效管理和疏导,同时飞机一旦发生事故,会造成巨大的经济损失和生命丧失,同时管制员也会承担经济和刑事的惩罚,因此管制员在工作过程中也会承受心理上的巨大负担;第二,管制员违规操作,这里要分为两种情况讨论:首先是管制员自身责任意识不强,工作热情不高,不能积极主动工作, 有可能会酿成交通事故;其次,有长期工作经验的管制员犯了经验主义的错误,通过一些非常熟悉的工作不去有用意识的思考和判断是否有问题发生,采取了错误的反应行动。
2空中交通管理中的交通行为复杂性的机理研究
空中交通管理是一个非常复杂的系统工作,文章基于简单行为规则、空域、交通量等要素对空中交通管理中的交通行为复杂性的影响,探讨空中交通复杂行为的生成机理。
2.1排队行为机理
空中排队应当是是空中交通行为中最为常见的一种现象,也是引起的航班延误的最主要原因,因此如何解决好空中排队问题自然成为当前业界内普遍关注的重要研究课题。从运动学角度独立地进行分析航空器和航行服务资源,空中交通系统中的所有航空器的速度、加速度、位移和运行时间均遵循客观确定的自然规律, 同时航行服务资源的运行规则也同样是确定的、符合自然规律的。但由于航空器与航行服务资源之间的匹配对应关系存在着一定随机性,也就是说所有航空器进入每个预定航路段的时间是不确定的,这就导致了空中交通系统中交通行为从有序变成了无需,呈现了难以预测的复杂性。
2.2飞行冲突规避行为机理
飞行冲突有别于碰撞概念虽然并不常见,但潜在的飞行冲突是常见的,因此避免潜在的飞行冲突现象是非常有必要的。 如果多架航空器同时占用同一航空段就会导致飞行冲突,影响空中交通秩序,造成复杂的交通排队。当前的自动化空中交通管制系统能够自动检索识别潜在的飞行冲突,对空中交通管制有着很好的帮助。
2.3非对称情势信息分布行为机理
在当前以人(管制员)为中心的自动化空中交通管里系统中,不应忽略人因要素,这也不符合广义复杂性的定义。空中交通的状态信息决策核心是管制员和机组,该行为机理主要关注人为要素对空中交通系统正常运行的影响。
3空中交通管理中的交通行为复杂性的管理措施
文章从管制员的角度提出复杂交通行为的有效管理措施,如下几个方面:
第一,增强身心素质
良好的身心素质是管制员岗位选择需要考虑的重要因素,管制员应具有较强的身体素质和灵敏的应变能力,这会直接影响空中交通管制工作的效率。
第二,提高记忆心算和数字识别能力
良好的记忆是管制工作中所需要具备的重要能力,比如航空器飞行的性能参数、航向、高度、速度等参数以及空中交通管理的各种规章制度。
第三,合理安排班组搭配
人为因素是空中交通管理中需要考虑的重要因素。合理搭配班组应充分考虑到管制员的能力互补、性格互补、年龄搭配、工龄搭配等等。
4结语
复杂交通 篇2
关键词：越岭隧道；煤系地层；地表水体
近年来我国社会经济已经取得了突飞猛进的发展，轨道交通建设也随之得到了空前的发展，现在我国已经对将近30个城市进行了轨道建设。本文以工程实际为背景，针对复杂地质条件下轨道交通长大隧道设计技术展开了一系列的分析。
1.工程概况
某轨道交通一号线是我国现阶段轨道交通领域中最长，同时也是地质条件最复杂的一条长大越岭隧道，隧道全长为4.50km，隧道的最大埋深大约是270m，按照奥法原理进行设计，同时采用复合式衬砌结构，隧道沿线共穿越了侏罗系中的新田沟组、珍珠冲组以及飞仙关组等地层。隧址区岩层主体为碳酸盐岩石，在岩层中约占60%，砂岩与泥质岩其次，在隧道所遇岩层中占到了40%左右。
地层富水性受到岩性、地形地貌以及岩溶等因素的控制，须家河组与珍珠冲组地层中富含一定量的地下水，碳酸岩盐类岩石主要包括嘉陵江组、雷口坡组等，其地层岩溶发育中含有非常丰富的地下水，飞仙关组中发育着灰岩以及泥灰岩等内岩，含有非常丰富的岩溶水。
2.隧道穿越含瓦斯地层和煤层采空区应该如何应对
隧道的施工过程中极有可能会遇到一些有害气体或者有毒气体，同时也会遇到一些采空区和洞顶薄煤层失稳的现象。在隧道设计过程中，针对有关穿煤过程中最大瓦斯涌出量不能0.5m?/min以上的判断，结合隧道埋深实际情况，并经过仔细分析之后，才得出这样的结论：穿越煤层不能超过200m同时煤层应该露出地表以上，因为瓦斯露出地表时间一长变会受到溢出的作用，瓦斯溢出的可能性会比较小，但是对煤层受挤压过程中可能会出现的瓦斯聚集情况进行综合考虑，可能会出现高瓦斯段，这时应该充分重视对瓦斯的防治，尽量避免意外情况的发生。
站在节约投资以及工程安全的角度进行考虑，应对瓦斯监测体系进行提高，并严格按照高瓦斯隧道对其进行监测，在工程施工过程中采取相应的工程措施通过相关煤系地层。结合瓦斯监控结果可以看出，如果有高瓦斯再动态问题出现，应对工程措施进行调整，最终对工程施工安全进行保证。另外，因为充分考虑到隧道穿越煤层可能会碰到采空区，在设计过程中应该结合采空区的规模大小采取相应的解决办法。如果采空区的规模相对较大，可以通过超前预报、采空区积水排放、采空区的加固与揭开、采空区的加固与回填、施作隧道衬砌等相关方式进行处理；如果采空区的规模比较小，可以通过超前预报、对采空区进行超前的预注浆回填、开挖通过采空区以及施作隧道衬砌等相关方式进行处理。
因为隧道穿越煤系的岩层存在比较大的倾角，岩层的走向为92° 57°，与隧道相接近的方向为正西，掌子面穿越煤层之后，拱顶砂岩将会受到煤层切割的影响，进而形成一种楔形体，在开挖的过程中很容易会使拱顶出现垮塌等现象，进而对隧道的施工安全带来严重影响，这时应该使开挖进尺得到适当的减小，同时增加超前预支护、减小爆破扰动等因素带来的损失，最终对隧道围岩整体的稳定性进行保证。
3.隧道穿越岩溶富水区段应该如何应对
3.1岩溶富水区段的分布和主要特点
本工程隧道穿越地层之中的岩溶富水区在整个隧道中占到60%以上的比重，其总长度在2600m以上，隧道工程设计的难点与重点都集中在了本区段中，同时这也正是隧道建设成功与失败的关键。岩溶富水区的主要分布区域是背斜核部的嘉陵江组、雷口坡组等区段，尤其是不同地质分段的接触带发育的最好，经常可以遇到破碎带和岩溶等现象的出现。
本区段中的围岩主要是碳酸岩，在地下水的环境下，主要成分为岩溶裂隙水合岩溶管道水，岩溶发育具有压力高、水量大等一系列特点，最大地下水静水压力可以达到1.8MPa，在这种情况下，地表水和地下水之间的水力联系十分紧密。站在工程安全的角度来看，隧道设计应该对隧道掘进的安全性以及隧道投入运营之后衬砌结构的安全性與排水的可靠性等问题进行综合分析。此外，应与岩溶富水区段的具体工程特点相结合，同时应该从上述几个问题的角度对地下水进行控制与疏导。
3.2隧道穿越岩溶富水区段地下水治理
本隧道在穿越岩溶富水区段的时候需要对地下水进行综合治理，在这里应该围绕疏导和控制两个方向相结合，对隧道施工以及运营过程中出现的生态环境破坏和工程安全等方面问题进行综合考虑，并采用相应的技术措施对地下水进行处理，在治理的过程中应该对以下几方面因素进行分析：1）隧道的社会景象和隧道的地理位置；2）适应城市轨道交通功能以及实际运营期间的维护方式；3）使隧道建设过程中的地面建筑以及生态环境等方面需求得到满足；4）保证工程施工的顺利进行，同时不能出现突泥突水以及高压涌水等事故；5）隧道上作用的水压力不能超过衬砌的正常承受值。与相关工程经验相结合，主要将高水压隧道集中在铁路与公路等工程之中，现阶段我国隧道耐水压隧道衬砌的成功案例并不多见，从这些成功案例中可以看出，衬砌承受水压力不会在1.0MPa，这主要是因为受到防水材料、混凝土抗渗性能以及施工水平等方面因素的制约和影响；6）处理方案一定要保证经济合理与技术先进。
从以上阐述中可以看出，在对地下水进行处理的时候应该将以下工作做好：首先，将超前地质预报作为治理地下水的基础，在以超前堵水为主进行隧道施工，在施工过程中不能出现瞬间大量涌水以及地下水自由排放等现象；其次，将“堵”和“排”的问题处理好，同时对“控制”与“疏导”二者之间的关系进行理顺，尽量做到防排结合，在此基础上对地下水展开综合处理；第三，一定要选择稳定性高、耐久性好的水泥浆液作为注浆材料，使用这样的工程材料对地下水进行治理。
4. 结语
综上所述，本文中提到的隧道设计是一个十分成功的案例，由此工程施工案例中可以看出，在复杂地质条件下，轨道交通越岭隧道设计过程中关键应该对以下几点进行充分的认识：首先，应该对隧道穿越的不良地质条件进行充分的认识，并在此基础上与轨道交通功能、环境、工程安全等方面要求相结合，对应对措施进行有针对性的制定，其次，一定要引起对超前地质预报的重视，同时与信息化施工数据的反馈相结合，及时修正与调整设计的动态。笔者结合自己多年来的实际工作经验，从多个方面对复杂地质条件下轨道交通长大隧道设计技术进行了相应的分析，供大家参考。
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山地城市复杂路口交通组织优化研究 篇3
关键词：山地城市,复杂路口,交通组织优化,交通仿真
交通组织优化是指通过在空间和时间上科学合理地分配道路资源, 将交叉口的交通效益最大化。信号交叉口的交通组织优化主要由渠化设计和信号配时优化组成, 渠化设计反应车道对道路的空间使用权, 即各行其道的原则, 配时优化反应车道对道路的时间使用权, 即遵守交通信号的原则。渠化设计决定配时设计, 同时又受配时设计的制约, 需要将渠化设计与配时设计结合, 反复协调优化, 以发挥交叉口的最大潜力。近年来, 国内外专家学者在关于交叉口的交通组织优化方面做了大量研究, 但多集中于十字交叉口、丁字交叉口、环形交叉口的交通组织优化, 而对复杂路口的研究则缺乏案例分析和规律性研究。本文从复杂路口的特征分析开始对复杂路口的交通组织优化进行研究, 并以重庆市某复杂路口的实例对其进行分析应用。
1 山地城市复杂路口特征分析
重庆市是典型的山地城市, 主城被长江和嘉陵江分隔, 地势高低起伏, 道路狭窄, 车道数少, 城市组团特征明显。道路起伏坡度大, 蜿蜒曲折, 存在大量的复杂路口, 大量的交通集中在城市主干道和快速路上, 交通行为比较特殊。
1.1 几何特征
重庆市主城区道路形态受地理条件的限制, 道路交叉口具有明显的山地特色, 存在大量的多路口交叉口、X形交叉口、畸形交叉口等复杂路口, 如大溪沟交叉口、南坪西路交叉口等;同时存在交叉口坡度较大等在平原城市少见的复杂路口, 如马家岩交叉口、凯旋路与新华路交叉口等;有的交叉口相交道路是曲线, 如临江门交叉口等。这些类型的复杂路口在山地城市较普遍, 具有一定的代表性。
1.2 交通运行特征
山地城市道路蜿蜒曲折, 路幅较窄, 自行车不宜出行, 在各种交通出行方式中, 可以忽略自行车的出行。居民的短距离出行中, 步行比例占总出行方式的50%以上, 交通流受行人的干扰大。调查显示, 公共交通出行方式约占出行比例的33.4%, 公交出行的比例较大, 同时公交线路比较集中, 部分路段公交车的比例达到30%以上, 大量的公交线路集中在主干道上。
由于城市的组团式结构, 大量的城市机动车交通量集中在主干道上, 主干道上的交通量大于道路通行能力, 导致主干道交通拥堵;城市的多个商业中心, 采用单向交通组织, 缓解商业中心交通量大的问题。
1.3 交通管理特征
山地城市道路交叉口由于受到用地的限制, 多数进口道没有进行车道划分、拓宽渠化, 在主干道与支路相交的部分交叉口多采用右进右出的交通管理方式。在交通管理过程中, 缺乏对特殊路口的针对性管理, 大都采用宏观层面上的统一管理模式, 交通参与者的交通行为无法有效约束。部分交叉口的交通标线模糊, 驾驶员不按照车道功能划分行驶, 随意变换车道, 随意路边停车, 在交通量不大的路口, 行人不遵守交通规则等现象屡禁不止, 闯红灯现象严重。
2 复杂路口交通组织优化
2.1 交通组织优化概念及分类
道路交通组织优化是利用科学合理的交通管理方法与措施, 通过在空间和时间上科学合理的分配道路资源, 提高道路通行能力和交通参与者的安全性, 使道路交通始终处于高效、有序、安全的运行状态。道路交通组织按照其范围分为宏观交通组织、区域交通组织、微观交通组织。宏观交通组织多是从总体调控和政策上进行控制, 如经济调控、公交优先政策、机动车保有量的控制等;区域交通组织主要是针对主干道、重点区域的交通组织, 如干道协调控制等;微观交通组织主要是针对单点交叉口的交通组织, 如渠化设计、信号配时设计等。本文阐述的复杂路口交通组织属于微观交通组织。
2.2 复杂路口交通组织优化流程
复杂路口交通组织优化步骤一般可按图1所示流程进行。
2.3 复杂路口交通组织优化方法
复杂路口交通组织优化的原则:与城市总体规划、城市综合交通规划相协调;尽量减少不同车流之间的冲突, 减少行人与机动车之间的干扰, 保证交通流运行安全, 提高道路通行效率, 满足交通需求;渠化设计与信号配时优化协调等。
1) 合理的交通渠化。应结合山地城市复杂路口的几何特征来进行合理的交通组织优化, 例如, 设置导流线、导流岛等设施疏导车流, 诱导车辆安全行驶;拓宽车道提高路口的通行能力;规范行人与车辆的行驶秩序, 在保证交通流运行安全和提高通行能力的前提下, 尽量减少交叉口的冲突点数目。
2) 改变复杂路口的形式。结合复杂路口实际情况可以通过改变交通流相交角度或局部调整交叉口中心线等方式, 将部分复杂路口改变成相对规则的十字形路口。
3) 缩小复杂路口的面积。针对复杂路口的具体情况, 可以采取将进口停车线、行人过街人行横道提前的方式, 减小交叉口的面积, 以利于交通组织。
4) 信号配时优化。根据渠化后的车道功能、交通流冲突特点、结合实际车辆运行情况确定信号相位相序, 并根据各流向的交通流量进行验算确定合理的信号配时方案。同时, 在主干道的情况下, 可以考虑多个相邻路口之间的协调控制。
2.4 优化方案仿真分析
在进行复杂路口交通组织优化方案后, 借助先进的交通仿真软件模拟改善方案的交通运行情况, 并通过仿真得到的评价指标进行分析。
目前, 微观交通仿真软件数量众多, 既有商业化的, 也有学术研究的。英国Quadstone公司开发的Paramics软件, 德国PTV公司开发的VISSIM软件, 美国Trafficware公司开发的Synchro系统, 澳大利亚的SIDRAINTERSECTION软件等等。
在众多微软交通仿真软件中, SIDRAINTER-SECTION是一款面对交叉口交通设计和分析研究的交通仿真软件。SIDRAINTERSECTION可以确定造成交叉口交通拥挤的原因, 模拟各种交通管理和控制措施对交叉口的影响效果, 可获得各种类型交叉口的通行能力、延误、排队长度和停车率, 以及油耗、污染指数等评价参数, 分析不同的渠化设计、信号相位和配时方案对交叉口时间和空间资源的利用, 还可根据交通量的增长, 分析设计方案的有效期等功能。
3 案例分析
3.1 复杂路口现状及问题分析
该复杂路口位于商业中心附近, 由北区路、中华路、临江路交叉而成;该路口处于市中心地带, 机动车流量巨大;北区路存在一定的坡度, 且与临江西路夹角较小, 公交车较多, 交通组织困难;该路口有行人过街地下通道, 信号配时只考虑机动车, 不需考虑行人过街的影响。该交叉口现状如图2所示。通过交通调查获得交叉口高峰时间段的最高15min流量换算出的高峰小时交通量, 如图3所示。
目前, 该交叉口采用三相位定时信号控制, 周期时长138s, 各相位全红时间1s, 黄灯时间3s, 第一相位时间 (包括黄灯和全红时间, 下同) 48s, 第二相位54s, 第三相位36s, 现状相位方案如图4所示。
应用SIDRAINTERSECTION软件对该路口现状进行仿真分析, 得到该路口的平均延误为117.6s, 服务水平为F级, 如图5所示。
通过现场调查及仿真结果分析, 该路口存在的问题有: (1) 北区路和临江东路两个进口道的服务水平偏低, 车辆经常滞留在下一周期放行, 平均延误时间高于其他路口, 该进口道交通运行效率偏低; (2) 北区路左转车道渠化为3车道, 直行车道却只有1车道, 而北区路左转和直行车流量相差并不大, 导致直行车道饱和度、延误时间大大高于左转车道, 车道功能划分不合理; (3) 整个交叉口信号配时周期过长, 且部分相位设计不太合理, 如临江东路车流量很大, 而现状相位配时较短, 降低了通行能力; (4) 部分交通标志标线模糊, 影响驾驶员视线, 降低了交叉口的通行能力。
在交通组织优化时, 北区路考虑将一条左转车道改为直行车道;临江东路交通流量较大, 由于受空间的限制, 不可能采用增加车道的方法来提高该进口道的通行能力, 因此, 在交通组织优化的时候要从信号相位配时方案考虑, 增加进口道信号相位的时长, 提高通行能力。
3.2 复杂路口交通组织优化及仿真分析
针对现状问题对其进行交通组织优化, 北区路一条左转车道改为直行车道;临江东路受道路空间限制, 不可能拓展进口车道, 采取增加信号相位时长的方法提高通行能力;重新进行相位方案及配时优化, 优化后的信号相位方案如图6所示。
经过SIDRAINTERSECTION优化, 得到该路口的周期时长为90s, 第一相位Phase A为29s, 第二相位Phase B为31s, 第三相位Phase C为30s, 优化后的各评价指标见图7。
从图7可知, 运用SIDRAINTERSECTION仿真软件对该复杂路口仿真优化后, 交叉口的平均延误由原来的117.6s减小到36.4s, 服务水平由原来的F级上升到D级, 且接近C级, 各进口道的平均延误较均衡, 交叉口的交通通行状况得到较大的改善, 达到优化的目的。
同时, 利用SIDRAINTERSECTION仿真软件, 模拟出当交通量增长到一定比例时, 该复杂路口的各项评价指标, 如图8所示。由图8可知, 当交通量增长到120%时, 整个交叉口的最大饱和度接近于1, 交通量增长到150%时, 整个交叉口的最大饱和度接近于1.3。由此可以看出, 该交通组织优化方案能在一定时间内适用。
4 结束语
复杂路口的交通组织优化对于解决城市日益严重的交通拥堵问题, 提高复杂路口的通行效率和安全性具有重要的意义。从分析复杂路口的特征出发, 提出复杂路口交通组织优化流程和方法, 并以重庆市某复杂路口为例, 提出交通组织优化方案, 利用交通仿真软件对交通组织优化方案进行仿真分析, 结果表明, 对复杂路口进行交通渠化、信号配时结合的交通组织优化方案可以明显改善交通运行状况, 提高交叉口的运行效率, 而且简单、实用。
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浅谈复杂的交通场景中车辆的检测 篇4
1 图像中粘连车辆目标分割
在各类图像应用中, 只要涉及对图像中目标进行提取、测量等操作, 就离不开图像分割, 尤其是对目标特征具有特殊要求的场合, 为了识辨和分析图像中的目标, 就需要将它们从图像中提取出来。在此基础上, 才有可能进一步对目标进行测量和判定。图像分割就是把图像分成各具特征的区域, 并且提取感兴趣目标的技术和过程, 这里指的特征可以是象素的灰度、颜色、纹理等等。在图像工程的三个层次 (图像处理、图像分析、图像理解) 中, 图像分割占有重要的地位, 是图像处理和图像分析之间的桥梁, 也是图像理解的基础, 分割效果的好坏对最终结果非常关键。分割的目的是将图像分解成一系列独立的区域, 而每个区域内的特征要有很好的一致性。多年来人们对图像分割提出了不同的解释和表达, 一种比较正式的定义借助了集合概念砰。在实际应用中, 图像分割不仅要把一幅图像分成各具特性的区域, 还需要把其中感兴趣的目标提取出来, 这样才算真正完成了图像分割的任务。
绝大多数图像分割算法都是研究如何依据灰度、颜色等特征从图像中提取出特定区域。在本文所针对的交通检测场景中, 待提取的目标是运动的车辆, 虽然这些车辆一般表现为凸边界物体 (近似梯形或不规则六边形) , 但是它们的大小、颜色、纹理均不确定, 而且工作的环境和光照也是随着时间不断变化的, 具体说来基于交通场景的车辆提取存在如下困难:在自然光照下, 运动车辆会投射出阴影, 阴影随光照角度变化、随车辆移动, 在车辆的哪侧出现具有不确定性。基于差分法的运动目标区域提取往往会将运动车辆及其投射阴影作为一体分出。为了提高后期车辆跟踪等工作环节的准确度, 必须将阴影与车体进行分离。当车辆靠得过近或当车辆产生的投射阴影过长时, 阴影会将临近的车辆粘连在一起, 这种情况既会发生在并行运行的车辆间也会发生在前后衔接过紧的车辆间。最麻烦的是, 当摄像头的拍摄角度不是在道路正前上方, 而是有一定偏角时, 并行运行的车辆在图像上会出现车体部分被遮挡的现象, 另外前后运行的车辆中, 大车在前、小车在后等, 也会造成遮挡现象。上述情况, 在实际应用中都是无法避免的。因此, 为了不影响后续分析的可靠性, 必须将图像中相互接触的目标进行合理分割。粘连物体的分割问题也是工业自动视觉检测领域中实现自动识别的关键环节。本节即是对图像分割中一个比较独特的问题:粘连物体的分割, 进行研究, 文章强调的是如何集成各类图像处理算子来有效地完成一个特定任务。
2 复杂场景中图像简化的方法
在提取分水岭区域标记之前, 对输入图像进行预处理是一种常用的方法, 例如高斯滤波、形态滤波等。这种图像预处理实质上就是图像简化, 也可称为图像重构, 其目的在于去除图像中的噪声和一些对分割没有意义的信息, 这些无意义信息常表现为一些面积较小的图像区域。因此, 图像简化的任务就是尽可能地去除图像中面积较小的区域, 使目标内部灰度更均匀、纹理更稀少, 更易于图像分割。其中, 基于数学形态学的重建运算是一种非常有用的图像简化工具, 不仅用于处理二值图像, 也用于处理灰度图像。而且, 它也可用于图像处理的其它领域, 如滤波和特征提取等。
在本文的图像滤波环节提到目标车辆由于其自身的某些纹理和结构 (如车窗、车胎等) 的灰度与背景灰度过于接近, 往往会在运动目标区域二值图中产生延展度较大的目标内部空洞或边缘凹槽, 破坏了目标的完整性。这使得图像更难于分割, 甚至会使目标车辆在分割中出现断裂。这些空洞一般面积较小但延展度大, 因此很难用滤波方法消除。在本节中, 将提出一种基于二级击中击不中变换的形态凸壳重构方法来消除空洞、填补凹槽。
标识提取方面, 形态学分割的第二步是根据某种均一准则 (如灰度、颜色、纹理等) , 对简化后的图像进行标识提取, 标识提取的结果是一幅标记了不同区域的标识图像, 每个标记区域对应于最后分割区域的主体部分。在本章中, 应用距离变换的概念进行标识提取。判决分割方面, 经过标识提取后, 图像被分割成若干区域并且每个区域的主体部分都已经确定了。然而仍然有很多没有最后确定区域归属的象素, 将这些象素归入相应区域的过程称为判决。数学形态学分割最常用的判决算法是分水岭分割算法脚, 该算法对微弱边缘敏感, 而且可以得到单象素宽的、连通的、封闭的及位置准确的轮廓。分水岭变换能够准确定位边缘, 具有运算简单、易于并行化处理等优点。
3 结论
通过对高速公路非接触式交通检测技术的应用分析, 可以得出以下结论:视频交通检测技术由于其自身对可见光等因素抗干扰性较差, 在较长时间的现场应用中, 检测精度不断降低, 应用前景不容乐观;超声波交通检测技术由于需要特定安装条件的限制, 不宜大面积使用;微波交通检测技术由于其方便的安装方式, 特别对占有率参数检测的高精度, 比较适合推广, 但由于价格较高和对速度参数检测的准确度较低, 不宜单独使用, 需要与其他检测技术组合应用。通过多检测技术的组合应用和数据融合, 可以实现功能互补, 检测数据范围增广, 提高检测精度10%~15%。故还需要对非接触式交通检测技术的组合应用和多检测技术的数据融合开展深入研究, 以便为高速公路交通管理提供准确的动态交通数据。
摘要：我国交通事业的快速发展, 对高速公路交通数据的采集系统升级已经要求越来越广泛, 这对复杂的交通场景中车辆检测非常有利。在多视点视频监视、车辆车速的检测中多数路段设置了少量的气象因子和能见度检测装置, 这也对复杂交通场景的检测提供了有力的帮助。对主要针对图像粘连的车辆目标分割有效方法进行研究, 从多种细节方面对其进行详细解析。
关键词：交通场景,检测,车辆检测,复杂
参考文献
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复杂气象条件下的空管交通管制服务 篇5
从民用航空业的发展历史来看, 复杂气象条件 (或恶劣天气) 始终是导致航空器飞行事故的最主要因素之一。国际民航最近十多年来的飞行事故统计的数据表明, 约20%的飞行事故与天气有着直接或间接的关系, 天气因素在飞行事故九类主要原因中位居第二。以下是近十多年来与天气有关的民航飞行事故资料:
2000年6月22日, 武汉航空公司运七飞机在武汉王家敦机场进场中遇到雷暴云, 受微下冲暴流影响坠地失事。
2000年10月31日, 新加坡航空公司的S0006航班/B747飞机正常地滑向跑道起飞, 突然撞上外物爆炸起火。根据事后调查, 飞行员看错航图, 又遇到大雨没能发现自身的错误, 飞行员错误地进入了一条正在施工维修的跑道。
2001年10月8日:一架斯堪的纳维亚航空公司客机与一架小型飞机在意大利米兰利纳泰机场因大雾相撞, 造成至少114人死亡。
2002年4月15日, 因天气原因, 中国国际航空公司CA129北京-釜山航班在韩国庆尚南道金海市坠毁。
2005年08月16日, 因天气及机组操作原因, 哥伦比亚的一架MD-82客机在委内瑞拉西部山区坠毁。
2005年10月22日, 一架载有117人的波音737客机从尼日利亚经济之都拉各斯起飞后数分钟遭遇恶劣的雷雨天气坠毁。
2005年12月11日, 尼日利亚一架麦道DC-9在尼南部城市哈科特港遭遇雷击坠毁。
2006年5月3日, 亚美尼亚一架空中客车A320型客机在俄罗斯南部黑海海滨城市索契附近海域遭遇恶劣天气坠毁。
2006年8月22日, 俄罗斯一架由俄罗斯南部度假城市阿纳巴飞往彼得堡的图-154型民航客机, 在乌克兰上空遭雷击后坠毁。
2006年10月29日, 因天气影响及机组的处置不当, 尼日利亚ADC航空公司的一架波音737飞机在首都阿布贾机场附近坠毁。
2007年7月17日:圣保罗正在下大雨, 天空中云层很厚, 巴西塔姆航空公司的A320型客机在巴西圣保罗康根尼亚斯机场着陆时坠毁。
2008年6月10日, 在喀土穆机场, 苏丹航空公司一架A310客机在雷暴中降落发生爆炸着火。
以上一连串事故表明航空飞行活动严重受到天气的制约。普通人员对复杂气象条件的认识多局限于台风、强暴雨、雷电、大雾, 而影响民航飞行安全的复杂气象要素远不止这么多, 它主要包括恶劣能见度, 雷雨、冰雹和积雨云、飞机积冰、颠簸和急流以及低空风切变等。
复杂气象条件, 不仅仅是对飞行员综合素质的考验, 更是对管制员理论、技能、经验、心理素质、应变能力、协同配合等等方面的考验。复杂气象条件下的空管服务是最复杂多变的管制状况之一, 是管制员运用技能、技巧频度最高的管制方式, 同时也是最容易出现不安全事件的关键节点。
二、建立复杂气象条件下的管制模式
在复杂气象条件下的管制区域通常存在这样的状况:即将着陆的航空器复飞;已加入进近程序的航空器偏离程序并不断下降高度;同高度的航空器向同一地点偏航;绕飞预案不断地变化;通讯频率拥挤;管制员疲于奔命地应付。管制的实践证明, 复杂、大流量的指挥能力是不稳定的, 是最容易出现不安全事件的, 而出现以上管制状况是复杂气象下的必然, 那么怎么在复杂气象条件下做得有备无患、万无一失呢?
笔者认为复杂气象条件下的管制模式应该是:在低流量的管制环境下, 及时、准确地向航空器提供天气等各种情报, 协助机组在不违背规章的前提下做出决策, 实施飞行, 调配冲突, 保障飞行安全。具体是切合以下关键点:
1、保持低流量
复杂气象条件且大流量时, 需要管制员的指挥预案不断更新变化, 这就导致作为脑力劳动者的管制员出现疲劳、预案周密性差、精力分配不当, 进而发生失误的情况。那么, 在复杂气象条件且小流量时, 它的指挥预案不断更新频度、精力分配将几何级数地减少, 结果是预案周密、精力分配得当。因此, 保持较低的飞行流量是做好复杂气象条件下管制工作的前提和关键。可能有些管制员从理论出发会简单认为流量大时叠起来盘旋等待, 一个一个落地, 虽然此方式不失为一有效方法, 但实际的情况往往是:不能在指定位置盘旋而要在不同的地点盘旋;不能左盘旋而要向禁区右盘旋;雷雨、颠簸双重影响导致同一地点盘旋高度层不够等等, 从而出现小的空域容量、复杂的条件限制与高流量、高指挥要求造成管制员高负荷的脑力负担, 其危险性不言自明。因此, 在复杂气象条件下的空管服务中, 管制员无法改变气象条件的复杂程度, 但可以通过限制流量的方式降低管制服务复杂程度, 进而流畅有序地提高服务质量。
2、充盈的管制预案
正常情况下管制员主导控制着各航空器的航行诸元, 而对于没有气象雷达的管制室, 在复杂气象条件下飞行路径甚至高度的控制权在很大程度上要由飞行机组决定, 而最终的管制间隔仍要由管制员负责, 这种状况决定了管制员在制定预案前要充分询问机组意图, 并由于气象要素的变化导致飞行意图不断改变的需要, 管制预案的制定需要达到及时灵活、充分合理, 且要备份预案。在预案实施过程中多监视、多证实, 切忌想当然。
3、合适的协作方法
管制指挥由具体班组实施, 每个班组的人员情况各不相同, 因此需要寻找一套适合本班组情况的复杂气象条件下操作办法, 使管制员在碰到复杂天气时能较快理出头绪、默契配合。
综上所述, 要使管制员在复杂气象下做到安全、服务、秩序, 在不断强化管制员自身的管制水平和心理素质的同时, 更重要的是通过流量管理和建立行之有效的管制方法, 使复杂气象条件下的管制负荷与管制员的技术水平相吻合, 并不断完善预案和强化团队协作方法, 建立适合的管制模式, 最大限度的发挥团队效能。
三、空管信息传递
复杂气象条件下, 管制员很重要的一项工作就是向航空器提供各种情报信息, 主要是气象情报, 包括本场天气实况及其变化、恶劣天气、航线天气和备降场天气等;次之是决断高度 (最低下降高度) 、道面情况和导航设备工作情况等其他情报。机组未得到或是误判各种情报往往是造成飞行事故和征候的重要原因。基于此, 笔者认为在通报气象情报时, 管制员在遵守一般规定的同时, 更应当做到:
除了气象人员通报的天气外, 值班管制员应通过各种途径主动了解本管制区范围内的天气情况和演变趋势, 如通过航空器报告或向机组了解空中天气情况及其对飞行的影响或利用气象雷达回波图掌握雷雨的位置和移动方向, 特别是及时掌握突发性、转折性天气, 由此确定管制预案、使用跑道等;
及时了解雷雨、风切变、强烈颠簸、云高、能见度、顺风、侧风等重要信息, 针对不同飞行阶段的需要及时通报;
及时通报、不要遗漏。通报席接到气象报告后应整理好提供给主班, 主班则要意识到向机组提供恶劣气象情报同调配管制间隔是同等重要的, 做到及时、不遗漏;
准确通报、注重效果。准确就是管制员对得到的气象情报不得随意进行加工, 而且有的情报应说明情报来源;注重效果就是管制员不能认为通报了就行了, 例如:很多管制员在首次联系时把重要天气情报和进场程序、航向、高度、调速等指令一次发布, 发落地许可时一个指令包括风向风速、降水、湿跑道、QNH数值变化和决断高度, 机组只能用收到来回答, 效果肯定不好。而这些情报中的每个要素都很重要, 所以管制员应分多次发布以利于机组抄收、复诵。
四、复杂气象下的仪表进近程序
仪表进近程序是严格按照程序设计理论设计的, 它一方面使航空器完成着陆状态的调整, 另一方面也为航空器下降高度提供超障保护。飞行人员和管制员都应该严格按照标准仪表进近程序实施进近着陆, 复杂气象时尤其应该如此。
各个航空公司的机组对于仪表进近程序的理解不尽相同, 港龙航空等机组对此问题有正确的理解, 当他们开始起始进近程序后就不会要求偏离程序或低于程序指定高度, 如果管制员指挥其偏离程序, 他们会问是否雷达识别, 即要求管制员为超障负责。而国内目前有不少机组和管制员对非目视情况下随意偏离仪表进近程序的危害性认识不够。对于偏离程序后如何下降高度的问题, 机组认为可以参照程序下降反正有管制员雷达监控, 管制员则认为飞行机组自己有把握。事实上, 为了绕开危险天气而偏离仪表进近程序随意下降高度无异于饮鸠止渴!
那么复杂气象条件下, 管制员应如何正确实施仪表进近程序, 防止航空器与地面障碍物相撞呢?
复杂气象条件下管制员应要求机组严格按照标准仪表进近程序进近, 当最后进近阶段和复飞空间有雷雨覆盖时, 应建议航空器返航、备降。
复杂气象时, 管制员应避免因调配原因要求航空器缩短出航边 (三边) , 如延长出航边 (三边) 应明确指定应保持的飞行高度。
航空器因长五边天气请求缩短出航边 (三边) , 应使航空器切入点位于最后进近定位点之前, 并控制建立下滑道之前高度不低于程序规定的最后进近定位点高度。除非机组保持目视下降, 否则绝对不能允许航空器在最后进近定位点之后偏离航向道而参考盲降程序下降高度。以厦门终端的规定为例:厦门05#跑道延长出航边超过XMN DME14时, 应控制航空器飞行高度在1500米 (含) 以上, 建立五边后必须在XMN DME19以内才能离开1500米下降到700米建立盲降。厦门23#跑道延长三边超过XMN DME18时, 应控制航空高度不低于1800米。
五、与机组建立高效沟通的方法
以一个例子来说明这个问题:CSN3805、CCA958、AMU132正按照IKATA-2A (即P17-2A) 实施23#进场, CSN382过P17位置点:
CSN382:厦门进近, 23#五边降水比较厉害, 能05#直接落地吗?
APP:CSN382, 现在05#顺风4米/秒。
CSN382:我这飞机5米/秒顺风都没有问题, 那么我加入IKATA-1A (即05#直接进近程序)
APP:…… (不知道如何回答)
案例分析:
机组提出使用05#直接进近落地是正常的, 这在复杂气象时大量存在;机组认为23#五边降水但并非23#就没有办法做程序, 机组只是在选择更有利于航空器进近落地的天气。
管制员暂时不能同意CSN382实施05#直接进近落地的原因有很多, 包括:盲降及灯光的开放, 顺风超过管制标准, 与其他航空器有冲突等等, 管制员在答复机组的请求时应综合考虑各种原因并突出主要原因。本例中最主要的原因是与其他航空器的冲突, 而不是盲降、灯光、顺风超标。管制员一听到机组请求改变跑道就只想到风, 而不考虑其他即发出指令, 造成这次通话一点效果都没有, 接下来管制员还得用有冲突来向机组说明。这样的沟通效率低下, 效果差、造成管制被动、机组也不满意;
正确的答复应该是:“CSN382, 有冲突, 如使用05#进近程序, 预计要等待15分钟”, 然后在提醒顺风情况。这样机组会根据情况进近决策。
从以上例子可以看出, 由于复杂气象情况千变万化, 机组基于自身单架飞机提出的要求各种各样, 管制员只有完全领会机组意图, 综合考虑各种因素与机组进行沟通, 做到抓住要点、切中要害、高效沟通。
结束语
复杂气象条件下的空管服务是飞行管制工作的难点, 如何在复杂气象条件下确保管制工作的安全、防范和减少管制不安全事件的发生, 既是全行业的一个细节工程, 更是一个系统工程。在加大对管制人员的培训、提高管制员的自身素质的同时, 对管理人员的管理手段、管理理念、管理方法也提出了更高的要求。
管制工作不仅需要创新, 更需要对管制经验的不断积累和完善!长期从事管制工作, 复杂气象条件下的管制经验必然越积越多, 这些经验对管制工作及后来者来说是一笔宝贵的财富, 希望对读者有所帮助。
本文主要以厦门地区的日常管制工作为例子提出笔者在复杂气象条件下的空管服务的一些经验、体会, 不足之处, 肯请指正。
摘要：从民用航空业的发展历史来看, 复杂气象条件 (或恶劣天气) 始终是导致航空器飞行事故的最主要因素之一。复杂气象条件, 不仅仅是对飞行员综合素质的考验, 更是对空中交通管制员 (以下简称管制员) 综合素质的考验。本文从空中交通管制 (以下简称空管) 服务实践的角度谈谈如何做好复杂气象条件下的空管服务。
关键词：复杂气象条件,空管,管制员,管制模式
参考文献
[1]《空中交通管理》。
[2]《中国民航报》。
空中交通管理中的复杂性研究 篇6
关键词：空中交通,管理,复杂性
当前, 我国的民航行业得到了突飞猛进的发展, 航空交通运输方式越来越成为交通方式中非常重要的一种, 航空运输形式在很长一段时间之内都成为了交通运输行业发展当中一个重要的经济增长点, , 但是, 空中交通管理当中也面临很多的问题, 其中复杂性问题就是非常重要的一个, 加强对空中交通管理复杂性的研究对于空中交通管理的发展有着非常重要的意义。
1 空中交通管理的复杂性分析
影响空中交通管理的因素有很多, 主要包括管制人员的因素、管制设备因素、管制环境因素, 这些影响因素就是控制交通管理复杂性的集中体现。
1.1 管理人员方面的复杂性
管理人员在工作中的技能是影响管理效果的一个非常重要的因素, 管理人员是否具有相应的管理能力、是否拥有相应的管理知识, 是否受过相应的管理培训等等都会影响到控制交通管理的质量。其次能否在工作人员的最佳状态下进行管理也是影响管理效果的重要因素, 这就要看空中交通管理人员个人的工作态度和上级部门安排的工作量是否合理, 在空中管理活动中, 工作人员的个人状态也是非常重要的, 保证工作状态首先就是要保证旺盛的精力, 如果上级领导安排的工作量过大, 势必会影响工作人员的工作状态, 空中交通管理人员的情绪也是非常重要的, 如果情绪处于低沉的状态, 对于工作的正常进行也是非常不利的, 所以, 管理人员一定要在工作中保持愉悦的心情, 这样才不会造成一定的马虎, 才能更好地保证管理质量。再次要提到的就是管理人员的心理因素, 一个人的心理状态对其工作时的效率会产生非常严重的影响, 举一个简单的例子来说, 如果一个人处于情绪低落或者是处于极度的状态, 在空中交通管理工作中就一定会造成非常不利的影响, 不但会有疏忽的可能, 还有可能造成安全事故, 最后就是工作人员的生理因素, 管理人员的身体状况对于空中交通管理质量也有着至关重要的影响。如果管理人员在管理过程中出现了身体上的不适, 一定会影响工作的效率和效果, 相反, 如果管理人员的身体状况良好, 在完成工作的精力上也会更加充沛, 对空中交通管理当中的紧急工作也能够有更多的精力去面对。
1.2 管理设备的复杂性
随着经济和科技的发展, 我国的航空交通管理设备也有了很大的发展, 完善后的设备给航空交通管理带来了新鲜的血液, 同时也给航空交通管理工作提供了很多的便利, 但是也带来了很多的问题, 自动化水平有效的提高, 使得出现问题和故障时处理上会更有难度, 如果设备出现了故障一定会对空中管理的正常展开产生一定的负面影响, 所以在日常的工作中对设备的及时维护和更换也是非常重要的, 此外, 工作人员应该对设备的性能和工作方进行熟练掌握, 同时还要根据不同的需要选择不同的设备。因为设备的性能也存在着很大的差异, 这些设备在性能上的表现也直接影响到了空中交通管理工作的质量, 体现出很大的复杂性。
1.3 管制环境的复杂性
管理环境对管理工作也会产生非常重要的复杂性影响, 首先, 如果在夜间实施管理就一定需要照明设备的协作, 但是很多照明设备光的亮度都比较强, 如果工作人员长期在强光下工作对工作人员的视力一定会造成不良的影响, 在观察设备时内部环境和外部环境所具备的光亮存在着明显的差异, 在对重要环节进行管理的过程中很有可能产生不适症状, 从而影响了工作人员的正常工作。其次就是噪声因素, 长期处于噪声中的人其视力和听力都会受到不同程度的影响, 在管制通话中, 管理人员要承受非常大的噪音, 长此以往会造成管理人员头痛、眼花、耳朵嗡嗡作响的情况, 这对于空中交通管理工作也是非常不利的。
2 提升空中交通管理水平的对策
2.1 继续发挥现有优势, 切实落实空管安全责任
空管安全管理系统建设, 要充分发挥现有管理优势, 借鉴现有成功经验, 继续以“五严”要求为准则, 按照“四不放过”原则严肃查处空管事故和违章事件, 实行责任追究制, 切实落实安全责任。坚持以人为本的安全理念, 以完善空管安全法规规章、落实安全责任制为重点, 推进空管安全管理系统建设。空管运行单位要认真落实自上而下的安全责任制, 切实做到责任落实到人。同时还应健全空管安全管理各项制度和工作细则, 并做好人员、经费、设备以及组织管理各方面的保障工作。
2.2 大力推行空管安全管理体系建设
空管安全管理体系建设应当遵循以安全信息管理为驱动, 以风险管理为核心, 以持续提高安全水平为目标的基本思路。推行不安全事件的自愿或主动报告系统, 加强安全信息的采集、统计、分析功能;开发预警功能, 实现空管安全信息管理的自动化。建立空管安全管理基础数据的统计分析数据库专家系统, 强化不安全事件案例的具体分析, 推进信息共享平台建设, 加大对安全信息的分析和利用深度, 使不安全事件的调查分析结论在全系统得到深入应用, 使安全信息在事故预防方面发挥更为有效的作用。完善风险辨识、风险评估与缓解、事故调查等程序, 主动对发现的风险进行管理, 针对各类危险的发生可能性及其后果严重性, 制定相应措施。
2.3 完善空管安全管理法规标准
根据中国民航空中交通安全管理系统的不同发展阶段, 并参照国际民航组织最新标准、建议措施以及空中交通管理安全审计要求, 适时修订并完善空管安全管理法规、规章和技术体系, 完善空管安全监察法规和规章体系。
2.4 健全并完善安全监督机制
完善局方安全审计、组织内部日常安全监督检查等机制, 正确反馈并对空管安全管理体系的运行效果进行评估, 并及时制定改进措施。空管组织内部建立健全安全责任制考核、安全管理质量效能评估和自我安全审核制度体系, 强化运行现场管理和带班主任的监控作用, 减少“错、忘、漏”问题。
3 结论
在空中交通管理的过程中, 会有很多因素影响到空中交通管理的质量, 所以空中交通管理也具有非常强的复杂性, 对复杂性进行研究实际上就是要对众多影响空中交通管理质量的因素进行仔细的研究, 只有在对其进行研究的基础上才能采取相应的对策, 提高空中交通管理工作的质量。
参考文献
[1]张进, 胡明华, 张晨, 叶博嘉.空域复杂性建模[J].南京航空航天大学学报, 2010 (4) .
复杂交通 篇7
交通干线的覆盖规划一般是根据覆盖质量指标要求, 进行链路预算, 确定站距要求, 同时结合实际的DT数据进行站点规划, 以保证交通干线的线性连续覆盖。但对于山区来说, 交通干线经过的区域地形地貌复杂, 如何尽量保证覆盖效果, 避免不合理的站址选择是网络规划的难点。下文将对山区3G覆盖规划中遇到的问题进行探讨。
二、山区交通干线路况
山区交通干线基本都在山谷及隧道中穿行, 信号传播易受地形阻挡和影响, 无线传播环境相对较差。除了受周边山体的阻挡, 主要有劈山或多弯、高架及隧道几种场景。
(1) 劈山或多弯路段:劈山路段由于迂回山路及地形的阻挡, 信号传播受山区地形阻挡, 覆盖难度大。从实际的网络情况来看, 控制无线信号沿路方向传播, 才能达到良好的覆盖效果。
(2) 隧道路段:多数隧道是直通隧道或少而缓慢的弯道, 由于隧道路段的特殊性, 通过隧道外信号的穿透实现对隧道内的覆盖显然不可行。由于隧道本身具有良好的隔离作用, 因此可进行隧道的单独覆盖。隧道覆盖需要与大网协调规划, 保证全程连续覆盖和良好切换。
(3) 高架路段:劈山路段及隧道路段相比, 覆盖难度小, 实现起来相对较简单。
除了由于隧道的原因, 网络覆盖由于山体的阻挡和传播环境的复杂使得覆盖效果预测难度大, 由于2GHz频段绕射能力较差, 有山体 (900M频段覆盖无问题) 阻挡的地方, 电平值急剧下降。很难通过一次规划达到预期效果。
三、隧道3G覆盖规划
一般来说200米以下无无线信号覆盖的隧道, 可采用在隧道口设置天线对隧道口定内发射的方式。对于200米-1000米的隧道, 可采用在隧道口和隧道中设置天线。用光纤直放站或RRU覆盖。也可采用RRU或光纤直放站+泄露电缆的覆盖方式。上述两种情况切换带注意不要设在隧道内, 避免车辆出入隧道影响切换信号。对于超过1000米的隧道, 可采用RRU或光纤直放站+泄露电缆的覆盖方式。切换带可设在隧道内部。
四、平坦路段3G覆盖规划
对于平坦路段, 站址位置选择相对容易, 主要难点在于评估站址的合理性和经济性及建站后的覆盖效果。考虑到交通干线2G基本均已覆盖, 在规划时可以通过两个频段的传播差异, 利用2G信号去预测3G的覆盖。在进行网络规划时优选考虑共站建设, 在预测后的覆盖效果不理想时另行选址新建。这样可以为覆盖规划提供较强的支撑。
根据频段的不同, 我们计算频差的时候需选择不同的传播模型。模型中影响电波传播的主要因素, 如频段、收发天线距离、天线高度和地物类型等, 都以变量函数在路径损耗公式中反映出来。根据2G信号预测3G网络覆盖时, 考虑到工程参数及路段地物基本一致的情况下, 我们通过不同模型的链路预算进行比较。900MHz的2G网络选用OkumuraHata模型, 2100MHz的3G网络选用cost-hata模型。
根据Okumura-Hata模型, 900MHz路径损耗计算如下:
其中: (f—工作频率 (MHz) , ht—发射天线高度 (m) , hr—接收天线高度 (m) , a (hr) —接收天线高度修正因子, d—传播距离 (km) , K—校正因子)
根据cost-hata模型, 2G路径损耗计算如下:
因此L (900) -L (2G) =23.22+26.16lgf (900) -33.91gf (2G) +0.611lght-a (hr) (900) +a (hr) (2G) +K, 对于上述公式中的不同条件下相关的修正因子模型中都有说明, 不再赘述。
通过上述的计算可以得出两者的路径损耗约为7.5d B。在实际应用中还应考虑两网发射功率、指标要求、天线位置、增益等情况, 适当进行修正。为了覆盖效果和方便计算, 一般可以取定为8d B。
通过实际的路测数据对比, 上述方法对于平坦路段或视距传播的场景适用性较强, 可以为规划提供很好的数据支撑, 避免单纯依靠经验判断站址的合理性。
五、复杂路段3G覆盖规划
复杂路段主要是指多弯、劈山或者有山体阻挡的路段, 在这些环境中, 信号传播路径易被阻挡, 900M频段的信号由于波长较大, 绕射较好, 但是反射较差, 2100MHz的信号波长较短, 绕射较差, 反射较好。在实际的网络测试中可以看出, 3G网络在非视距情况下信号衰减极快, 在实际站址选择上基本要保证复杂路段都能够在基站视距传播范围内。因此站址规划很难依靠常规方法进行, 2G信号的参考意义也不大, 更多需要结合现场查勘情况, 采用灵活的解决手段以保证用最经济的成本逐一路段进行解决。复杂路段的3G站址数量往往是2G网络的2倍甚至更多。
在实际的覆盖规划中注意以下几种场景。
(1) 灵活运用拉远基站, 解决复杂路段覆盖。
山区最常见的场景就是弯道多, 弯道周边的山体就造成了复杂的非视距传播环境。这些环境无法用链路预算或传播模型计算, 只能在尽量减少建设成本的前提下逐段解决。如图1所示的复杂路段, 此路段虽然很短, 但至少需要五个拉远基站进行解决。在传输建设困难的局部路段也可采用无线直放站进行补充覆盖。
(2) 综合解决局部弱覆盖区域, 减少站点数量。
对于可预见的局部弱覆盖可考虑采用其他手段进行解决, 尽量减少站点数量。
应首先评估局部区域和覆盖指标之间的差距, 然后用一种或多种手段结合改善局部区域的覆盖, 如采取高增益天线、高功率RRU、载波放大器等。
如图2所示弱覆盖区域, 此区域在基站的覆盖范围内, 传播环境相对较好, 利用2G信号预测此区域3G覆盖达不到覆盖要求, 可以采用提高RRU功率+高增益天线的方式进行解决, 减少站点数量, 节约交通干线覆盖成本。
(3) 注意不同往返路径对覆盖规划的影响
由于山区地形的复杂, 道路建设困难造成往返路径的不同, 这些路段对覆盖规划影响也较大。
在交通干线摸底的时候最好能来回比较一下往返路径的不同。图3就是现网存在的一个例子, 其中一条路径在前期建设时没有统筹考虑造成了覆盖不足。
另外, 也应注意并行的往返路径可能存在高度差的问题, 由于地形形成的两条路径呈阶梯状, 如果站址选择在较高路径一侧, 往往后造成较高路径对另一条形成阻挡。这也是实际规划中需要重视的问题。
六、总结
山区传播环境的复杂多样, 面临的场景较多, 覆盖的预测难度较大。覆盖规划时需统筹考虑不同场景, 采用灵活多变的手段逐一进行解决, 更需注重规划的精细化。在平坦路段可利用现有2G信号进行3G网络的覆盖预测, 复杂路段采用各种手段以尽量保证信号的视距传播。
摘要：交通干线是区域间、省际间、地区间的重要通道, 交通干线的网络覆盖有效满足了用户的移动性需求, 保证了用户的业务连续性体验, 对用户感知和运营商品牌都有较大的影响。在覆盖方面一般都是基于链路预算和实际DT数据进行网络规划, 在平原地区可以得到很好的覆盖效果。但在复杂传播环境的山区交通干线如何在经济性和覆盖效果上取得良好平衡一直是网络规划的难点。本文主要针对山区复杂地形交通干线覆盖规划中的经验进行总结, 以期给今后的网络规划中提供一定的参考。
关键词：山区,交通干线,3G网络覆盖
参考文献
[1]周国栋.W C D M A无线网络覆盖策略[EB/OL].http://wenku.baidu.com/link?url=VMN6GBwg9rqmgmO6Rf4NM5ggtxig JnmOmitWUn7jIUV5HuuvJir_r9aCuTVVVPXRgZ67bh7r0mY21wPloC3HY4gdeB21Py6EMcTBHNXRHJm, 2006-09.
复杂交通 篇8
关键词：Verilog HDL,FPGA,CPLD,交通灯控制器
1 引言
针对采用单片机和可编程控制器PLC实现交通灯控制器的不足,如:存在修改、调试均需要硬件电路支持,且存在采用的电路原件相对较多、接线复杂、故障率高、可靠性低等不足[1,2]。尽管文献[3,4]的作者在实时性和自适应控制系统设计方面展开了研究,但其依赖硬件电路支持的不足仍然存在。为此,研究者和工程师们寻求其他设计交通灯控制器的途径,而随着Electronic Design Automation技术的发展,在线可编程逻辑器件PLD的出现,使得用户在实验室制作专用集成电路成了现实。研究者提出了一些基于VHDL的交通灯控制器的设计方案[5,6,7,8],有效地克服了基于PLC交通灯设计与实现方案的不足,其中,HDL(Hardware Description Language,硬件描述语言)是一种描述硬件工作的语言。Verilog HDL是工业和学术界的硬件设计者常用的两种主要的HDL之一。文献[6]的作者依据Altera公司的EDA软件平台Max+PlusII,给出CPLD芯片上交通灯系统的控制过程的实现,而文献[8]的作者选择XILINX公司的FPGA芯片(如同文献[7]的设计工作),采用ISE5.X和MODELSIMSE6.0开发工具进行了程序的编译和功能仿真。
2 交通灯系统控制器的设计与实现
2.1 设计要求
无论采用何种手段进行交通灯控制器的设计,交通灯控制器均遵循类似的工作机制,借用文献[5-8]的设计思路,按照以下规则对系统进行控制:
(1)十字路口的A方向(主干道)、B方向(支干道)各设红(R),黄(Y),绿(G)和左拐(L),右拐(R)五盏灯,A方向4种灯按“绿黄左黄红黄”的顺序循环亮灭,B方向4种灯按“红黄绿黄左黄”的顺序循环亮灭,并能将灯亮的时间以倒计时的形式显示出来。
(2)保证主干道绝对优先,初始状态设为主干道绿灯,支干道红灯。
(3)两个方向各种灯亮的时间应该能够非常方便地进行设置和修改,此外设A方向是主干路,车流量大,因此A方向通行的时间在正常模式下比B方向时间长一些。
(4)每个方向红灯亮的时间等于另一方向绿、黄、左拐、黄灯亮的时间。而右拐灯常亮。
(5)黄灯所起的作用是用来在绿灯和左拐灯后进行缓冲,以提醒行人该方向马上要禁行了。
(6)加入智能控制功能:
1)增加输入控制端Model2,用来控制当B方向车流量过大时增加B方向通行时间,起到分流的作用。
2)增加输入控制端warn,形成两个模式:
(1)单向通行模式:对于特殊时期,通过该端输入可控制两方向全为红灯。
(2)夜间警惕模式:在夜间A、B方向全为黄灯并伴随闪烁。
2.2 系统控制器
依据2.1节中介绍的交通灯控制器的功设计要求,类似于文献[6]中控制变量的设置,采用两个并行执行的always模块来分别控制A和B两个方向的4盏灯,这两个always模块使用同一个时钟信号,以进行同步,即两个always模块的敏感信号是同一个。同时,交通灯控制器的状态转换表如表1所示。表1中“1”表示灯亮,“0”表示灯灭。
依据表1所示,控制程序的描述如下:
为了更直观地加以描述,将上面的文本模块编译生成一个符号,并加上输入输出引脚,构成完整的交通灯控制器顶层电路,设计的交通灯控制器总体框图如图1所示。在图1中,Warn为不同模式的转换(夜间,紧急情况);CLK为不同灯转换的时钟信号;Clk1为7段显示码的时钟信号;Model2为不同车流量模式。
3 仿真结果
利用HDL的方针运行这一强大功能,可帮助设计者解决逻辑错误。若在设计时能够将器件时序和时延时间考虑完整,并作好准确的描述,可最大程度地模拟真实环境,使得最终生成的电路改动少,节约成本。在此的设计中,对整个交通灯控制器用MAX+PLUSⅡ软件编译并进行时序仿真,这里给出部分仿真波形图,如:图2、图3和图4分别给出不同工作状态下的仿真波形,这些图表示了2个方向的4种灯亮灭转换的时序关系。通过图2、图3和图4,可以验证设计的交通控制芯片的功能的有效性。
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