自然辯證法在智能交通中的應(yīng)用

1、自然辯證法在智能交通中的應(yīng)用摘要：采用智能交通手段來管理城市交通，無疑是最人性化也是能有顯著成效的方式。信息化技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在利用高新技術(shù)降耗增效，同時(shí)也全面提升了交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。當(dāng)?shù)缆凡粫硶r(shí)駕駛者需要頻繁地踩油門踩剎車，而每次減速的燃油消耗是平常耗油的3倍。因此，治理擁堵已經(jīng)成為治理城市大氣污染的重要方面。完善智能道路出行信息服務(wù)是治堵的關(guān)鍵。而自然辯證法是馬克思主義對于自然界和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律以及人類認(rèn)識(shí)自然改造自然的一般方法的科學(xué)，是辯證唯物主義的自然觀、科學(xué)技術(shù)觀、科學(xué)技術(shù)方法論。它主要研究自然界發(fā)展的總規(guī)律，人與自然相互作用的規(guī)律，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律，

2、科學(xué)技術(shù)研究的方法。本文以自然辯證法的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)和分析智能交通的發(fā)展歷程，將更加全面地推動(dòng)交通智能化的發(fā)展，為最終節(jié)能減排的國家大計(jì)做出貢獻(xiàn)。關(guān)鍵字：自然辯證法；智能交通；信息采集第一章 自然辯證法在自然科學(xué)研究中的地位當(dāng)代自然辯證法是馬克思主義對于自然界和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律以及人類認(rèn)識(shí)自然改造自然的一般方法的科學(xué)，是辯證唯物主義的自然觀、科學(xué)技術(shù)觀、科學(xué)技術(shù)方法論。它主要研究自然界發(fā)展的總規(guī)律，人與自然相互作用的規(guī)律，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律，科學(xué)技術(shù)研究的方法1。馬克思和恩格斯全面地、系統(tǒng)地概括了他們所處時(shí)代的科學(xué)技術(shù)成功，批判吸取了前人的合理成分，系統(tǒng)地論述了辯證唯物主義自然觀、自然科學(xué)

3、發(fā)展過程及其規(guī)律性，以及科學(xué)認(rèn)識(shí)方法的辯證法，以恩格斯的光輝著作自然辯證法為標(biāo)志，創(chuàng)立了自然辯證法繼續(xù)發(fā)展的廣闊道路。自然辯證法是馬克思主義哲學(xué)的一個(gè)重要組成部分。自然辯證法科學(xué)地解決了人與自然的關(guān)系問題，從而可以為人類自身的健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的思想基礎(chǔ)，自然辯證法以現(xiàn)代全新的自然觀作為思想基礎(chǔ)內(nèi)在地蘊(yùn)涵了一種新的科學(xué)的發(fā)展觀，它一方面要求科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)之間橫向的協(xié)調(diào)發(fā)展，另一方面則要求當(dāng)代人與其子孫后代之間縱向的可持續(xù)性發(fā)展，從而為我們當(dāng)代社會(huì)的健康發(fā)展提供了一條新的具體的思路，自然辯證法客觀地闡明了科學(xué)技術(shù)的性質(zhì)及其社會(huì)地位與作用，對我們正確認(rèn)識(shí)當(dāng)代反科技浪潮，制定積極穩(wěn)妥的科技發(fā)展

4、政策提供了重要的理論依據(jù)和行動(dòng)指南。在辯證唯物主義哲學(xué)體系中，自然辯證法與歷史唯物論相并列。它集中研究自然界和科學(xué)技術(shù)的辯證法，是唯物主義在自然界和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，它的原理和方法主要適用于自然領(lǐng)域和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。學(xué)習(xí)和運(yùn)用自然辯證法將有助于我們搞清科學(xué)和哲學(xué)的關(guān)系，從而更加清楚地認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律，更加全面的觀察思考問題，只有加深了認(rèn)識(shí)，我們才能更好地發(fā)揮主觀能動(dòng)性，迎接新的科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)。世界上諸多國家之所以紛紛提出自己的信息化戰(zhàn)略，爭先恐后地建設(shè)本國信息高速公路，不遺余力地發(fā)展和推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，根本原因在于信息化可以對本國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的功效，可有助于提高國民

5、的生活質(zhì)量。信息技術(shù)離不開計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)是自然界的一個(gè)事物，它的計(jì)算過程是類似人腦的，計(jì)算機(jī)能不能思維，是不是會(huì)有意識(shí)，未來會(huì)是什么樣子？這個(gè)問題就是哲學(xué)層次的問題。而自然科學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，主要研究就是在科學(xué)層次和技術(shù)層次，主要是在比如圖靈機(jī)原理這些問題?？梢钥闯觯匀晦q證法研究的問題比自然科學(xué)層次更高一些，研究一些比較宏觀的問題；自然科學(xué)研究一些理論、比較精確的定理，以及設(shè)計(jì)實(shí)際的機(jī)器設(shè)備。但是，兩者研究的問題顯然有著緊密的聯(lián)系，是一般和特殊的關(guān)系。計(jì)算機(jī)從本質(zhì)上講是人的思維規(guī)律和機(jī)器相結(jié)合的產(chǎn)物，那么對思維規(guī)律的研究和對機(jī)器的研究是不可分割的。第2章 智能交通的定義及發(fā)展背景2.

6、1 智能交通的定義智能交通系統(tǒng)(intelligent transportation system，簡稱its)是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)2。2.2 智能交通的發(fā)展背景 2.2.1汽車社會(huì)化工業(yè)化國家在市場經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)下，大都經(jīng)歷了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)汽車的發(fā)展，而汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程，從而這些國家超前實(shí)現(xiàn)了汽車化的時(shí)代。汽車化社會(huì)帶來的諸如交通阻塞、交通事故、能源消費(fèi)和環(huán)境污染等社會(huì)問題日趨惡化，

7、交通阻塞造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，使道路設(shè)施十分發(fā)達(dá)的美國、日本等也不得不從以往只靠供給來滿足需求的思維模式轉(zhuǎn)向采取供、需兩方面共同管理的技術(shù)和方法來改善日益尖銳的交通問題，這些建立在汽車輪子上的工業(yè)國家在探索既維護(hù)汽車化社會(huì)，又要緩解交通擁擠問題的辦法中，旨在借助現(xiàn)代化科技改善交通狀況達(dá)到保障安全，提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源的目的的its概念便逐步形成。 2.2.2環(huán)境可續(xù)化工業(yè)化國家在工業(yè)化、城市化發(fā)展的進(jìn)程中面臨著日益嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境惡化問題，這一問題在發(fā)展中國家同樣存在，20世紀(jì)50年代以來，生存與發(fā)展問題成為人類社會(huì)面臨的最緊迫的任務(wù)，1972年聯(lián)合國人類環(huán)境會(huì)議上通過了人類環(huán)境宣言

8、。城市化生產(chǎn)力發(fā)展的一個(gè)必然結(jié)果，按世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律，城市化水平達(dá)到30%以上，將出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展階段，美國、日本、英國等發(fā)達(dá)國家，在1990年城市化水平達(dá)到了75%、77%、89%，這些國家針對交通發(fā)展對資源和環(huán)境的影響，逐步調(diào)整交通運(yùn)輸體系與結(jié)構(gòu)。這些國家都經(jīng)歷了為滿足車輛發(fā)展的需求，而大力開發(fā)建設(shè)交通基礎(chǔ)設(shè)施（如美國1944年規(guī)劃的7萬km高速公路規(guī)劃，經(jīng)過50年基本完成，但仍產(chǎn)生擁擠和阻塞），在大量土地、燃油等資源占用和消耗的同時(shí)，不但交通需求沒有完全滿足，而且還造成汽車尾氣由于道路擁擠排放量劇增，不僅經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，而且給環(huán)境帶來惡劣影響。60、70年代以來，由于石油危機(jī)及環(huán)境

9、惡化，工業(yè)化國家開始采取以提高效益和節(jié)約能源為目的的交通系統(tǒng)管理（tsm）和交通需求管理（tdm）同時(shí)大力發(fā)展大運(yùn)量軌道及實(shí)施工交優(yōu)先政策，在社會(huì)可持續(xù)化發(fā)展的目標(biāo)下調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，建立對能源均衡利用和環(huán)境保護(hù)最優(yōu)化的交通運(yùn)輸體系。its作為綜合解決交通問題，保護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和與環(huán)境相協(xié)調(diào)的新一代交通運(yùn)輸系統(tǒng)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展在發(fā)達(dá)國家孕育發(fā)展，90年代以后，成為世界范圍內(nèi)的重要發(fā)展趨勢。 2.2.3信息技術(shù)智能化交通管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，一直是人們綜合治理、解決交通問題而追尋的目標(biāo)，早期的交通信號(hào)控制系統(tǒng)裝置采用了電子、傳感、傳輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)

10、技術(shù)科學(xué)以及gps、信息通訊的普及和應(yīng)用，交通監(jiān)視控制系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)等在交通管理中發(fā)揮了很大作用，但這些技術(shù)單純是對車輛或道路實(shí)施科學(xué)化管理，范圍單一，局限性、系統(tǒng)性不強(qiáng)。80年代后期以來 ，世界范圍內(nèi)的冷戰(zhàn)結(jié)束，工業(yè)化國家用于軍事和國防領(lǐng)域的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，信息采集與提供系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)，電子與電子通訊技術(shù)等高新技術(shù)轉(zhuǎn)向民用化，軍事上的投入也大部分轉(zhuǎn)移到民用技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上，與此同時(shí)，包括我國在內(nèi)的廣大發(fā)展中國家借助和平、穩(wěn)定的國際環(huán)境加快本國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展促進(jìn)了世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化，工業(yè)化國家的傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域由于勞動(dòng)力密集型的產(chǎn)業(yè)

11、向發(fā)展中國家集中而失去明顯競爭優(yōu)勢，開始醞釀開辟高新技術(shù)含量的產(chǎn)業(yè)市場，在這種國際環(huán)境背景下，代表一場信息革命到來的信號(hào)，引起全球的極大關(guān)注，這就是信息高速公路信息技術(shù)得到飛速發(fā)展，尤其是國際信息網(wǎng)絡(luò)internet建立，加快了全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程，1994年開始，世界經(jīng)濟(jì)逐步進(jìn)入信息革命階段。信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，its以信息技術(shù)為先導(dǎo)，融其它相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到交通運(yùn)輸智能管理上有其廣大市場，工業(yè)化國家和民營企業(yè)紛紛投入到這一新興的產(chǎn)業(yè)。美國政府于1991年開始投資對its的開發(fā)研究，僅美國高速公路安全局1993年的投資預(yù)算就達(dá)2010萬美元；歐洲19個(gè)國家投資50億美元到eureka項(xiàng)目。第三章

12、智能交通的發(fā)展3.1智能交通的發(fā)展現(xiàn)狀 面對當(dāng)今世界全球化、信息化發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的交通技術(shù)和手段已不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求。智能交通系統(tǒng)是交通事業(yè)發(fā)展的必然選擇，是交通事業(yè)的一場革命。通過先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算器技術(shù)和系統(tǒng)綜合技術(shù)有效的集成和應(yīng)用，使人、車、路之間的相互作用關(guān)系以新的方式呈現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、安全、節(jié)能的目標(biāo)。交通安全、交通堵塞及環(huán)境污染是困擾當(dāng)今國際交通領(lǐng)域的三大難題，尤其以交通安全問題最為嚴(yán)重。采用智能交通技術(shù)提高道路管理水平后，每年僅交通事故死亡人數(shù)就可減少30%以上，并能提高交通工具的使用效率50%以上。為此，世界各發(fā)達(dá)國家競相投入

13、大量資金和人力，進(jìn)行大規(guī)模的智能交通技術(shù)研究試驗(yàn)。很多發(fā)達(dá)國家已從對該系統(tǒng)的研究與測試轉(zhuǎn)入全面部署階段。智能交通系統(tǒng)將是21世紀(jì)交通發(fā)展的主流，這一系統(tǒng)可使現(xiàn)有公路使用率提高15%到30%。美、歐、日是世界上智能交通系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的最好國家，從它們發(fā)展情況看，智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，已不限于解決交通擁堵、交通事故、交通污染等問題。經(jīng)30余年發(fā)展，its的開發(fā)應(yīng)用已取得巨大成就。美、歐、日等發(fā)達(dá)國家基本上完成了its體系框架，在重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用?？梢哉f，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步極大推動(dòng)了交通的發(fā)展，而its的提出并實(shí)施，又為高新技術(shù)發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、gis技術(shù)（地理信息系

14、統(tǒng)）、3s技術(shù)（遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)三種技術(shù)）和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，交通信息的采集經(jīng)歷了從人工采集到單一的磁性檢測器交通信息采集到多源的多種采集方式組合的交通信息采集的歷史發(fā)展過程，同時(shí)國內(nèi)外對交通信息處理研究的逐步深入，統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)等逐步被應(yīng)用于交通信息的處理中，使得交通信息的處理得到不斷的發(fā)展和革新，更加滿足its各子系統(tǒng)管理者、用戶的需求。3.2智能交通的發(fā)展特征 3.2.1 信息采集與處理方式的多樣化交通信息采集的方式分為人工采集方式和自動(dòng)采集方式。自動(dòng)采集方式包括磁性檢測器（包括感應(yīng)線圈檢測器、磁阻傳感器等）、光學(xué)檢測器（包

15、括視頻檢測器、激光檢測器）、微波檢測器（包括微波檢測器和雷達(dá)測速儀）、路面情況及測重傳感器（雨霧檢測器，路面結(jié)冰檢測器，輪、軸重儀等）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)采集技術(shù)得到了不斷的研究、發(fā)展和應(yīng)用。各種采集技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，利用多種采集方式的進(jìn)行組合采集交通信息是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。開發(fā)了信息的質(zhì)量控制技術(shù)、多源交通信息融合技術(shù)、信息的多時(shí)間尺度預(yù)測技術(shù)、信息集成技術(shù)、信息壓縮技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)等，大大提高了信息的精度及信息提供的種類。 3.2.2 信息的內(nèi)容及地理范圍廣不同的交通采集方式采集的參數(shù)種類有限，例如感應(yīng)線圈只能采集到交通流量、占有率、速度等固定地點(diǎn)的截面交通參數(shù);視頻檢測

16、器只能采集到交通流量、速度、占有率、排隊(duì)長度等固定地點(diǎn)的交通參數(shù)；隨著多種交通采集方式的組合，可以獲得交通流量、速度、占有率、排隊(duì)長度、行程時(shí)間、區(qū)間速度等截面和路段交通參數(shù)，豐富了交通信息的采集內(nèi)容的同時(shí)也提高了采集地理范圍的廣度。隨著交通數(shù)據(jù)獲取源的增加，交通信息用戶對海量交通信息實(shí)時(shí)性需求的逐步提高。近幾年，國內(nèi)外逐漸將分布式并行計(jì)算技術(shù)、高性能計(jì)算服務(wù)器以及高性能的數(shù)據(jù)處理算法應(yīng)用于海量交通信息的處理之中，改善了信息的處理速度。 3.2.3 信息采集的精度和經(jīng)濟(jì)性提高隨著磁性和光學(xué)傳感器工藝的提高、圖像處理技術(shù)和定位技術(shù)的發(fā)展，交通信息的采集精度也不斷得到提高。同時(shí)，隨著近幾年對交通檢

17、測器配置優(yōu)化技術(shù)的不斷深入研究，交通信息的采集在保證信息全面性和動(dòng)態(tài)性的前提下，也提高了交通信息采集的經(jīng)濟(jì)性。這為its系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。隨著人工智能、統(tǒng)計(jì)分析、模糊邏輯、混沌理論等的逐漸成熟，逐漸開發(fā)出了一些基于這些理論及方法的交通信息處理方法，大大提高了信息處理的精度及質(zhì)量。第四章 自然辯證法對智能交通發(fā)展的指導(dǎo)意義自然辨證法是研究自然界和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一半規(guī)律、人類認(rèn)識(shí)和改造自然一般方法、以及科學(xué)技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用的科學(xué)，它是馬克思主義哲學(xué)的重要組成部分，是對于人類認(rèn)識(shí)和改造自然的成果與后動(dòng)進(jìn)行哲學(xué)概括與總結(jié)的產(chǎn)物。（一） 自然辨證發(fā)體系對智能交通發(fā)展的指導(dǎo)意義自然辯證法的

18、體系和主要內(nèi)容是，自然觀-科學(xué)觀-技術(shù)觀-科學(xué)技術(shù)與社會(huì)。這一規(guī)律在智能交通發(fā)展的過程中，就是我們的自然觀發(fā)展到我們對科學(xué)技術(shù)發(fā)展的渴求，發(fā)展了我們的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)觀，而發(fā)展出的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與網(wǎng)路技術(shù)自然而然要在我們的社會(huì)中或者說在智能交通中有著廣泛的應(yīng)用。按照自然辯證法的說法，系統(tǒng)式由若干項(xiàng)目聯(lián)系、相互作用的要素組成的具有特定結(jié)構(gòu)與功能的有機(jī)整體。在智能交通管理軟件開發(fā)的過程中，無論是各個(gè)模塊的開發(fā)，還是整個(gè)交通規(guī)劃軟件的開發(fā)和設(shè)計(jì)，都要按照這樣的原理進(jìn)行，各個(gè)模塊之間必須按照流程和規(guī)范有機(jī)，有序的結(jié)合在一起。因此在這個(gè)角度按，智能交通管理系統(tǒng)的開發(fā)原理和我們學(xué)習(xí)的自然辯證法有著密切的關(guān)系

19、。（二）自然辯證法對交通智能化發(fā)展的指導(dǎo)自然辯證法作為辯證唯物主義關(guān)于自然界以及人類認(rèn)識(shí)與改造自然界的根本觀點(diǎn)和根本方法，是在科學(xué)地解決人和自然界的矛盾的過程中產(chǎn)生和發(fā)展起來的，也是為合理地處理人和自然界的矛盾服務(wù)的。因此、它始終以人和自然界的關(guān)系作為貫穿其研究全過程的核心線索。在人和自然界的關(guān)系中，自然界處于客體的地位，是人類所要認(rèn)識(shí)和改造的客觀對象，也是決定人類認(rèn)識(shí)和改造這個(gè)對象的全部活動(dòng)之合理性的客觀依據(jù)。人則是人和自然界的關(guān)系中的主體，是積極地變革這“關(guān)系的主動(dòng)的方面，是認(rèn)識(shí)與改造自然的能動(dòng)的實(shí)踐者。主體要反映和改變客體，人類要認(rèn)識(shí)和改造自然界，還必須借助于科學(xué)技術(shù)的中介。正是由于掌握了科學(xué)和技術(shù)，才使人類高于動(dòng)物界、使人類與自然界的關(guān)系根本不同于動(dòng)物與自然界的關(guān)系。自然界經(jīng)歷這“混沌-有序-新的混沌-新的有序”的循環(huán)發(fā)展過程。這個(gè)規(guī)律也符合我們的信息軟件開發(fā)，在信息管理軟件實(shí)施過程中，軟件和軟件的需求不一定符合，難么開發(fā)的產(chǎn)品就要通過反饋進(jìn)行重新的排序與整頓，投入