基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统设计

邹 亮， 赖众燿， 庞钰驹， 朱玲湘

(1. 深圳大学 土木工程学院，广东 深圳 518060；2. 华南农业大学，数学与信息学院， 广州 510405)

基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统设计

邹 亮1， 赖众燿1， 庞钰驹1， 朱玲湘2

(1. 深圳大学 土木工程学院，广东 深圳 518060；2. 华南农业大学，数学与信息学院， 广州 510405)

提出一种基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统。借助移动智能终端，该系统能够实现交通量、交通密度和行车延误3种交通参数精细精确数据的人工调查，并且在调查完成后自动生成Excel格式的调查数据，同时利用互联网实现了各调查人员所采集数据的自动上传、汇总、整理与分析；另一方面通过移动终端中的GPS模块能够获取调查人员的定位信息，实现了对调查人员的自动监管。由于该调查系统可以利用调查人员自有智能移动终端，因此大部分情况下无需购置新设备。

道路交通调查； 移动智能终端； 交通参数

0 引 言

交通调查是交通工程领域中一项非常重要的基础工作，为交通规划、交通管理与控制、交通设施的建设与运营及交通安全等方面的实践与研究提供基础数据支持，因此提高交通调查的效率及其现代水平对于交通工程的发展具有重要意义。在众多道路交通基础参数中，交通量、交通密度与行车延误分别是城市交通管理与控制的主要依据，这3种交通调查的需求量是最大的，目前交通量、交通密度与行车延误的调查方法主要有人工调查法和自动调查法[1-5]。

随着车辆自动检测技术的不断发展和成熟，自动调查法的应用范围越来越广，但这类方法仍存在一次性投资大、灵活性差，无法进行某些特定调查(比如交叉口分流向、非机动车的交通调查等)，因此，目前人工调查法仍是不可取代的。交通量人工调查工具主要分为机械式和电子式两种，然而两种计数器都有成本高(机械式100元/台，电子式300元/台)，无法获得精细数据(即每辆车的到达时间)和后期数据汇总整理工作量大、易出错等问题。交通密度人工调查的主要方法为出入量法，其所需要的工具与交通量人工调查工具相似，因此同样存在计数器成本高、后期数据汇总整理工作量大、易出错等问题。行车延误人工调查中并没有专门的调查工具可供使用，其主要是依靠时钟计时、人工记录车牌号的方式，不仅同样具有数据汇总整理工作量大、易出错等问题，而且由于采用抽样调查使得调查数据存在一定抽样误差[6-16]。

在交通参数人工调查法中精细、准确数据的采集，后期数据的自动汇总、上传以及对调查人员的监控都是急需解决的。本文利用移动智能终端设计一种交通参数人工调查应用程序来解决交通量、交通密度与行车延误这3种交通参数人工调查中的难题。

1 系统总体设计

本文提出的系统主要包括以下四部分。

(1) 移动智能终端。用于运行交通参数人工调查软件；

(2) 交通参数人工调查软件。用于记录交通参数数据，实现数据的自动汇总、上传、共享以及获取调查人员位置信息；

(3) 数据汇总与监控系统。用于对单个调查人员采集的交通参数数据进行汇总、整理、分析以及进一步深入挖掘，并利用调查人员的位置信息对其进行监控；

(4) Web服务器。用于移动智能终端与数据汇总与监控系统的数据交换。

其中，移动智能终端是本系统的硬件组成部分，移动智能终端须具有GPS功能、蓝牙功能和数据连接功能；交通软件通过启动移动智能终端的GPS模块，可以获取调查人员的实时位置信息；利用数据连接功能可以将调查数据和位置信息实时上传到Web服务器。

2 交通参数人工调查软件

交通参数人工调查软件包括参数设置、交通量数据采集、交通密度数据采集、行车延误数据采集、数据导入、数据汇总和数据导出7个模块。参数设置模块用于设置交通参数调查所需的基本参数；交通量数据采集模块用于调查人员根据现场交通实际情况录入交通量调查数据，并同时利用移动终端的GPS模块记录调查人员位置信息；交通密度数据采集模块用于调查人员根据现场交通实际情况录入交通密度调查数据，并同时利用移动终端的GPS模块记录调查人员位置信息；行车延误数据采集模块用于调查人员根据现场交通实际情况录入行车延误调查数据，并同时利用移动终端的GPS模块记录调查人员位置信息；数据导入模块用于接收其他调查人员或Web服务器发送到本移动终端的交通参数数据和调查参数数据；数据汇总模块用于将调查人员选择的调查数据汇总并生成Execl格式的数据；数据导出模块用于通过蓝牙或数据连接功能将数据汇总模块生成的数据传给其他调查人员或上传到Web服务器。

2.1 参数设置模块

参数设置模块主要包括填写调查项目资料、选择交通调查类型、设置调查时间周期和用户登录信息管理四个主要功能。调查项目资料包括本次调查项目名称和项目负责人、本次调查人员等信息；可供选择的交通调查类型主要有交通量调查、交通密度调查和行车延误调查三类；设置调查时间周期可以设定本次调查的开始时间、结束时间以及调查间隔周期；用户登录信息管理可以修改账户信息以及账户密码等。

2.2 交通量数据采集模块

交通量数据采集模块采用交互式界面，在移动智能终端软件显示为友好的直观画面，各类调查参数用清晰、直观、形象的图标表示，根据所选择的调查类型，包括断面流量交通量调查、交叉口交通量调查、非机动车和行人交通量调查，模块原理示意图如图1所示。

图1 交通量数据采集模块原理示意图

调查人员只需在画面进行简单的分类计数点击即可采集到精细交通量数据，即每条都具有时间信息的交通量数据，具体交通量计算公式为：

(1)

Ql(t1,t2)=Nl(t1,t2)/(t2-t1)

(2)

Nl(t1,t2)=Nl(0,t2)-Nl(0,t1)

(3)

(4)

Nl(0,t)=n，tl(n)≤t并且tl(n+1)>t

同时每条交通量数据还包括由智能移动终端GPS模块获取的调查员位置信息。式中：Ql(t1,t2)表示在时段[t1,t2]内车型l的交通量；Q(t1,t2)表示在时段[t1,t2]内的交通量；Nl(t1,t2)表示在时段[t1,t2]内记录的车型l的数量；N(t1,t2)表示在时段[t1,t2]内记录的所有车辆的数量；tl(n)表示记录的车型为l的车辆中第n个的到达时间；M表示车辆类型的数量。

2.3 交通密度数据采集模块

交通密度数据采集模块将通过出入量调查法来获得路段的交通密度，包括出口交通量计数、入口交通量计数以及浮动车计数3个界面，模块原理示意图如图2所示。其中出口交通量计数、入口交通量计数界面与交通量数据采集模块类似为用来分别采集路段入口、出口的交通量数据；浮动车计数界面用来记录浮动车在从路段入口行驶到出口过程中分别超过与被超过的车辆数；最后利用出口交通量、入口交通量及浮动车计数得到路段在指定时刻的交通密度及在指定时段的平均交通密度，具体计算公式为：

(5)

N初=N出(t到)+N超-N被超

(6)

(7)

图2 交通密度数据采集模块原理示意图

2.4 行车延误数据采集模块

行车延误数据采集模块利用交通密度数据采集模块获得的路段平均交通密度与平均交通量数据得到路段平均车速，并将路段平均车速与路段标准车速进行比较，从而得到路段平均延误及路段总延误，模块原理示意图如图3所示。具体计算公式如下所示：

(8)

d(t)=(v-vd(t))·LN出(t)

(9)

(10)

图3 行车延误数据采集模块原理示意图

2.5 数据处理流程

首先，交通参数人工调查软件可通过数据连接从服务器下载数据以及通过蓝牙共享从其他移动智能终端导入数据；导入的数据会从数据导入模块传输到数据汇总模块，数据汇总模块将会对数据进行分类整理，将数据转换成标准格式以及对数据进行简单的统计；最后，经过汇总的数据会传输到数据导出模块，可以通过保存为本地文件、上传服务器以及与其他终端共享3种方式导出数据。

3 数据汇总与监控系统

数据汇总与监控系统包括数据导入、数据汇总、数据查询与导出和地理位置监控四个模块。数据导入模块用于通过Web服务器将不同调查人员采集的交通参数数据及其位置信息从相应移动终端导入到数据汇总与监控系统；数据汇总模块用于对所获得的交通调查数据根据需求进行汇总、分析以及深入挖掘；数据查询与导出模块用于对数据汇总模块得到的调查数据结果进行查询，并根据需求生成相应格式的文件；地理位置监控模块用于通过位置信息对调查人员进行监控，保证数据质量。

3.1 数据汇总模块

数据汇总模块将根据调查实际情况对通过数据导入模块获取的交通参数数据进行合并，并能够按照地点、时间等因素对交通参数数据进行分类统计，同时能够在已有数据的基础上进一步进行挖掘得到新参数数据。例如利用精细交通量数据得到平均车头时距，利用路段交通量与交通密度数据结合道路通行能力得到道路服务水平，利用交叉口交通量与行车延误数据结合交叉口信号配时现有方案得到交叉口信号配时优化方案等。

3.2 调查人员监控模块

调查人员监控模块在可视化操作的地理信息系统界面可设定监控目标的移动许可边界及其对应的移动许可区域；并且结合获得的调查人员位置信息对调查人员是否越界进行判断，并在调查人员越界时发出警报提醒监控人员，同时相应调查人员在越界期间得到的调查数据进行标记，模块原理示意图如图4所示。

图4 数据汇总与监控系统地理位置监控模块原理示意图

4 结 语

本文提出的系统充分利用移动智能终端具有的可视化、交互性特点，设计交通参数人工调查软件实现了精细精确交通参数数据的采集、后期数据的自动汇总分析以及对调查人员的监管，解决了现有的交通人工调查方式无法获取精细精确数据、数据后期整理工作量大、调查人员监管困难的问题，从而大大地提高了调查数据的准确性和交通调查的效率。

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Design of Manual Traffic Survey Based on Mobile Intelligent Terminal

ZOULiang1,LAIZhongyao1,PANGYuju1,ZHULingxiang2

(1. College of Civil Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, Guangdong, China; 2. College of Mathematics and Information, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

In order to solve the problems in road traffic parameter survey, such as precise and accurate data are unable to get, workload for post-data summary and collation is magnificent and the investigators are difficult to supervise, we proposed a traffic parameter manual survey system which is based on mobile intelligent terminals. Sophisticated traffic volumes, traffic density and delay data can be collected by this system. Data are concluded and an Excel file can be automatically generated after the survey. By using the Internet this system also can realize automatic data uploading, data concluding and analyzing for the data obtained by various investigators. On the other hand, based on GPS module in mobile intelligent terminal investigators’ location information during surveys can be obtained. This system can achieve the automatic supervision of the investigators. As the survey system can use the investigators' intelligent mobile terminals, in most cases the purchase of new equipment are unnecessary.

road traffic survey； mobile intelligent terminal； traffic parameters

2016-08-10

2014年广东省质量工程建设项目应用型人才培养示范专业(55)；2014年广东教育教学成果奖(高等教育)培育项目(2014-725)

邹 亮(1979-)，男，广西桂林人，博士，副教授，主要研究方向为智能交通、交通微观仿真。

Tel.:0755-86670305；E-mail: zouliang@szu.edu.cn

U 491.1

A

1006-7167(2017)04-0049-03