多媒体交通预警系统中的数字技术应用

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　　摘 要：虽然国家对交通建设的投资逐年增加，道路网络日渐完善，公路总里程数不断增加，但配套的交通设施仍有许多不能完全匹配的地方，必要的交通标识设置有待合理完善。本文提出了优化交通预警系统中数字媒体技术应用部分的概念，加强道路交通标识设施的多媒体技术应用。此研究成果，不仅能客观地反映现存交通标识的问题，提出了交通预警系统的优化方向，还能实现对改扩建后交通標识设计、设置、高速营运中出现的各种问题的提前预防。因此，本套系统将如同安全带、ABS等系统一样，成为车辆必不可少的安全装置。
　　关键词：标识;交互;多媒体;智能交通系统
　　0 绪论
　　交通拥堵是由多种因素相互作用产生的一个复杂的结果，各省市的实际情况不同，出现的交通问题也有其特殊性。一般来说，有道路发展、交通管理、城区分布等方面的原因，与我国全民的交通意识也密切相关。与其说是堵在路上，不如说是堵在思路上。由此可得出，要缓解我国目前道路交通拥挤的现状，各级政府及交通管理部门必须从人们的出行习惯、社会经济状况、环境气候因素等角度全方位入手，采取科学、合理的统筹研究和整体规划、设计方法解决这一问题。
　　1 多媒体交通预警标识系统的研究内容
　　1.1 多媒体交通预警标识系统的概念界定
　　在本文的设计中，以更能主动引导驾驶人的操作行为、灵活构建“智慧”的道路交通标识指引系统为出发点，力求将交互多媒体的传达形式融入道路交通标识，不仅仅使依赖交通参与者单靠视觉接收的道路交通标识信息，通过结合车载装置以多种感知途径传达给交通参与者，也使驾驶人直观获取交通信息，是本文研究论述的多媒体交通预警标识系统的概念。
　　本文设计的预警系统的工作内容主要包括三个部分：信息收集——信息处理——信息反馈。
　　第一，信息收集：交通消息是本文设计的系统的主要作用对象之一，需要采集、分析、整理与交通有关的各种信息等。
　　第二，信息处理：将各路信息进行分类、甄别、整合，针对具体情况做出相应的调控决策。
　　第三，信息反馈：是该系统运作中最重要的部分，主要负责与交通参与者互动。将引导信息传递给交通参与者的同时，也将参与者的行驶状态、目标地点、诉求等反馈给交通信息监管平台，及时互通信息。
　　1.2 交互式多媒体与道路交通标识的结合
　　（1）在交通标识的基础上使用交互式多媒体传播信息。本文设计将利用现有的道路交通基础设施，升级其硬件以配备多媒体交通预警标识系统需要的技术，与多个信息平台形成联动，提高道路交通标识认知效率，交互式地感知交通参与者的需求并互通信息。
　　（2）利用多媒体的表现形式提高交通标识的识别度。交通预警标识系统突破了传统的单一静态图像传达模式，配合AR动画呈现交通标识信息，可以减少外界因素对驾驶人的干扰，避免其因错误操作导致的交通事故和交通拥堵。多媒体的表现形式能够有效促进人们对道路交通标识的识别，智能交通系统“以人为本”的服务宗旨，符合当下人们的出行方式和社会发展趋势，让人们安全快乐地出行。
　　（3）交互式多媒体移动终端与道路交通标识信息互动。车载型的多媒体装置安置于驾驶室内向人们传递互动信息，有相应的友好的操作系统和界面，可以根据驾驶人的要求实现个性化的服务，并及时得到信息反馈，也可以向交通管理者及时反馈车辆的信息，使路网中的交通参与者实现信息共享，车辆和驾驶人时刻在线，以便在出现任何特殊状况时系统能够知晓，及时提供必要的帮助，以确保交通参与者的安全。
　　2 优化交通预警标识系统的方案
　　2.1 利用现有的道路交通标识设施
　　（1）活用电子信息屏。电子信息屏凭借其优势，是道路交通标识中传递信息力度最大的设施之一。在本文的设计中，应该灵活利用电子信息屏，将车流量、道路畅通状况、未来数小时天气等信息滚动播放于驾驶人视线可及的范围内，与车载终端形成同步互动，使信息能够更全面、直观、自然地传达给驾驶人。
　　（2）路面基础设施——收集、处理信息。交通标识牌已经比较普及，基本覆盖了道路的各个关键节点。在本设计中，首先将升级此类交通标识设施，设置具有感应功能的装置，如电子监控、GIS等，包括张贴二维码，以便实时采集路上的车辆信息和交通状况。
　　（3）车载导航与HUD、AR互动装置的运用——反馈信息。如交通标识牌和车辆交互反馈信息时，车载多媒体移动终端通过HUD、AR、语音播报等装置将信息清晰地传递给驾驶人，而交通标识牌则将刚才与车辆交互收集到的信息整合到系统中，以便向下一辆车传递。
　　2.2 运用数字媒体艺术结合多项理论
　　数字媒体艺术是一门结合了自然科学、社会科学和人文科学的综合性学科，集中体现了“科学—艺术—人文”的理念。
　　（1）人—机—环境系统。人—机—环境系统工程是一门综合性边缘技术科学，是运用系统科学理论和系统工程方法，正确处理人、机、环境三大要素的关系最优组合的一门科学。这门学科经过多年研究和实践已经发展得较为完善，该项理论指导了诸多不同领域的工程实施。
　　（2）人机工程学原理。人机工程学是一门多学科结合的交叉学科，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学、设计学和工程技术等多个领域，研究的目的是通过各学科知识的应用，指导上述三者的设计和改造，使产品在安全高效、健康舒适等方面的特性得到提高。
　　（3）动态视觉特征。驾驶人在运动状态下观察外界事物时，其视觉特征与静止状态下是有很大不同的，主要表现在这几方面：
　　一是视锐度降低，视锐度又称视力;二是视野变窄，双眼凝视远方并集中于一点，形成“隧道视觉”;三是空间识别范围缩小，即很难分辨清距离车辆较近的物体;四是视觉观察能力下降，随着车辆加速，难以分辨目标的细节;五是视觉刺激量增大，反映错误增加。 　　因此，本文设计中需要考虑到上述因素对行驶安全的影响，以视觉刺激性最小、接受度最高的方式，在设计中优化界面的形状、颜色、位置、浮动效果和指引方式，弥补视野变窄可能带来的信息缺失。
　　（4）感知觉要素。视觉仍然是人类认识世界的最主要途径。多媒体交通预警系统中可以更多地考虑通过视觉器官传递主要信息。同时，为了积极调动我们人体的感知觉器官，界面变更的同时伴随语音播报，以听觉感官作为辅助，能更大程度上帮助驾驶人主动接收信息。
　　3 以高速公路为例的设计
　　3.1 问题与建议
　　（1）我国高速公路智能交通发展概述。我国推广应用智能交通系统之后，在提高运输效率、减少事故率方面有了显著成效，同时在降低能耗和减少污染方面也发挥了重要作用。例如电子显示牌、测速监控、ETC收费等设施都得到了大范围的普及。
　　（2）移动终端——车载导航等智能设备的使用情况。20世纪90年代开始，电子导航装置开始被运用到汽车上。其主要目的，一是为了方便用户，使其快捷地到达目的地;二是为了缓解城市的交通压力。外接的GPS终端设备优势包括便于接待、易于更新，缺陷在于设备通常体积较小，可视范围小，不便于驾驶人获取信息，并且需要驾驶人转移视线，存在很大的安全隐患。
　　（3）改进建议。基于这种车载导航已经十分普及的现状，本文设计的方案有了载体和基础，可以在增强互动的同时，在界面、呈现形式等方面作进一步优化。例如，将界面投射至前挡风玻璃上，可以扬长避短，克服驾驶人需要转移视线的问题。
　　3.2 通过多媒体交通预警标识系统设计改善高速公路交通问题
　　（1）基本功能。高速公路适用的多媒体交通预警标识系统的基本功能有：
　　第一，各类沿途设备向交通参与者发送实时交通路况信息。
　　第二，将车辆定位、交通信息和当地气象部门构成信息联动，及时发布临近路段数小时内的气象状况。
　　第三，针对恶劣天气频出的路段，交通标识牌引入音频媒体，通过车载终端接收道路交通标识信息并播报。
　　第四，与路旁具有感应功能的交通设施形成交互，由车载终端发出繁忙路段、警示警告等提示，表现在投影画面和语音播报上。
　　第五，交通参与者之间的交通信息共享及联动，由车载终端自行收集临近车辆信息并處理，然后反馈给参与者。如提示后方有较多车辆驶来，周围有较快车速车辆，请注意避让等。
　　第六，针对意外事故，监控系统能迅速做出反应，发布信息、展开救援、疏导交通、维持车辆的正常通行。
　　（2）在其他区域应用的设计分解。本文设计涉及的路段还包括城区道路，如结合广域网和局域网的运用，在没有无线网络信号的地下停车场仍可以为车辆提供导航。
　　如构建独立单元的地图，并设置监控摄像、传感器等设备，在地下室利用局域网信号收集进场停车的车辆信息，并处理、分析、反馈给新入场停车的车辆，在路旁的交通标识上显示实剩余停车位数量和大致位置、指路标识，并同步至车载终端内，由终端设备投影该区域地图，继续为车辆提供导航至空位停车。
　　第一，电子信息屏和停车场内其他监控装置联动，同时装有感应装置，与车内装置的IC卡感应，记录入库车辆信息。
　　第二，非接触式IC卡记录有车辆的型号、车主姓名、车身数据、使用年限等信息，也可以同步记载出行始发点、目的地等信息，与停车场的感应装置响应，除了有记录入场、出场时间，便于记录车费的意义以外，也在车辆没有信号时持续记录了车辆的位置。
　　这种运作方式类似于工人在井下作业时使用“对讲机”，且信号更稳定，可以摆脱外界无线网有无信号的影响。同时单位区域内有中央处理器，可以通过有线网络与外界网络实时交换、更新信息，使整体的交通预警系统仍能收集到无信号处车辆的信息，保证做到“不失联”，车辆驶出停车场时能及时对接信息，提供下一步引导。
　　4 总结与展望
　　本文设计具有很广阔的应用前景。首先，全球范围内道路交通都是交通运输的最主要方式，与人们的日常生活息息相关。其次，发展中国家的民用汽车保有量都在逐年升高，尤其是中国市场仍是具有很大发展前景的年轻市场，人们对于出行的需求越来越多，要求也越来越高，因此汽车生产商们纷纷在车辆设计中大量运用先进科技和设备，以增加市场竞争力。
　　今后的研究者将向进一步增强车载终端直接引导人们使之产生行为认同感并对交通标识系统做出相应的反应——标识的交互性方面研究。这不仅需要在车辆驾驶室内设置感应装置，识别驾驶人的语音口令、视线方向，更需要在车辆外围甚至全身设置感应装置。
　　参考文献：
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