车载智能交通平台的建议

车载智能交通平台------“国家汽车计算平台工程”组成之七2004－1－71前言2智能交通系统及其发展2．1智能交通系统的出现与发展2．2交通工程和智能交通系统2．3智能交通系统的主要内容2．4智能交通系统的主要功能3中电科技电子信息系统有限公司简介4与车载智能交通平台相关的公司电子产品4．1汽车行驶记录仪4．2汽车GPS定位及导航系统4．3汽车自动识别及ETC系统4．4汽车牌照视频识别系统5车载智能交通平台发展规划与建议5．1智能交通平台的核心功能5．2智能交通平台建立的基本原则5．3研发智能交通平台的建议6结束语1前言信息产业、汽车工业已经成为我国经济发展的两大支柱产业，是国民经济持续快速增长的两大发动机。这两大支柱产业的“空心化”问题（不掌握核心技术），已经严重制约我国经济的进一步发展，并将危及国家经济、军事和信息的安全。为此，中央决定尽快组织实施支柱产业振兴工程“国家汽车计算平台工程”，利用当代最先进的信息技术，攻克世界汽车电脑化、智能化的重大难题（成本与价格问题），抢占未来世界汽车计算平台的制高点。该工程的实施，不仅可以开创一个汽车电子信息的新产业，促进我国信息产业持续快速发展，形成新的经济增长点，而且可使我国信息产业在核心技术方面取得重大突破，实现跨越式发展，为许多高新技术的应用及信息化建设提供一个重大的载体，并形成良性互动的发展局面。交通运输的发展史，是人类社会发展史的一个重要组成部分，交通运输史也是科学技术发展史的缩影，交通运输业的每一次革命性进步，都与科学技术成果直接相连。信息技术在交通运输领域的普遍运用已经推动现代交通运输进入了智能交通系统（ITS）的更高层次。把车载智能交通平台融入国家汽车计算平台，毫无疑问，是实现汽车智能化必不可少的重要措施，并且将有力推动智能交通系统建设的发展和智能交通系统的产业化进程。2智能交通系统及其发展2．1智能交通系统的出现与发展上世纪八十年代以来，各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家道路交通网，但随着社会经济的发展，路网通过能力却日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤、阻塞现象日趋严重，交通污染与事故也越来越引起社会普遍关注。经过长期和广泛的研究，这些国家已从主要依靠修建更多的交通基础设施、扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，转移到利用以现代信息技术为代表的高新技术改造现有交通运输网络及其管理体系，以达到大幅度增加网络通行能力，提高服务质量，减少污染和保障安全的目的。日本、美国和西欧等发达国家为了解决共同所面临的交通问题，竞相投入大量资金和人力，进行以道路功能和车辆智能化为重点的“智能车路系统（IVHS：IntelligentVehicleHighwaySystems）”研究。随着研究的深入，系统扩展到了道路交通运输的全过程及有关的服务部门，发展成了带动整个道路交通运输现代化的“智能交通系统（ITS：IntelligentTransportationSystems）。二十世纪八十年代中期，欧洲十多个国家投资50多亿美元，共同执行“欧洲用于车辆安全的专用道路基础设施（DRIVE）计划”，主要研究交通需求管理、交通和旅行信息、城市间综合交通管理、辅助驾驶、货运和车队管理、公共交通管理，该计划已于1994年完成。美国1991年通过了旨在利用高新技术和合理的交通分配提高路网效率的“综合地面运输效率方案（ISTEA）”，美国的研究从ITS体系结构着手，进而引出各子系统及服务功能，并拟在2020年提供全面的服务。日本很重视ITS技术的商品化，尤其突出的是以现有交通管理系统为基础，并结合数字地图和双向短程通信实现的道路交通情报通信系统，其车载信息设备售出数量现已超过900万套，形成了一个很大的市场。智能交通系统所包括的服务内容涉及交通运输的各个方面，所用的技术与设备几乎覆盖了当前通信、信息和电子技术的大部分领域，它不仅是技术和装备的系统，更是一个社会系统，是一个有人参与、利用高新技术、针对基础设施运行、对系统及各元素的相互关系进行协调的系统。系统的目标是将交通设施使用者、交通管理者、运载工具及其相关的服务设施有机地联结起来，使交通运输的运行功能智能化、效率最大化。2．2交通工程和智能交通系统普遍认为起步于上世纪60－70年代的交通管理和交通工程计算机化就是智能交通系统的萌芽，并且随着社会发展和技术进步，逐步发展成为了智能交通系统。但是，智能交通系统与传统交通工程相比较，在交通管理理念上有较大的差别。交通工程主要是通过制定交通法规、建设交通控制系统、建设交通安全设施、设立标志标线等方式对交通进行约束和管制，达到提高路网通行能力、减少事故的目的。智能交通系统是建立现代交通运输系统的核心。它的本质是，应用现代信息技术于交通运输系统，以便最大限度地发挥交通基础设施的潜在能力，它更强调系统性、信息交流的交互性以及服务的广泛性。它以先进的信息技术为手段，通过为出行者提供各类服务的方式，利用出行者对交通运输安全、方便、快捷和舒适的需求，引导整合交通参与者的交通行为，促使其交通活动的合理化，依靠人的主观能动性达到协调交通系统整体的目的；它通过信息技术提升管理水平，及时采集、传输、分析有关信息，使管理者能科学决策，达到提高交通系统运行效率的目的；它通过信息技术实现交通运输与整个社会经济系统的有效衔接，融交通运输信息入供应链的信息流中，推动供应链管理的一体化；它通过信息技术使交通信息贴近人们的生活，有利于交通和其它资源的高效利用。总之，它通过现代信息技术的应用，变革传统的交通运输系统。2．3智能交通系统的主要内容目前不同国家对智能交通系统服务领域所包含的内容都有不同的定义。为了发展综合的智能交通系统，需根据实际情况制定相应的体系结构框架，确定服务领域、提供的用户服务和子服务等，并以此为依据推动交通运输系统的智能化、现代化。虽然各国对智能交通系统服务领域的划分不尽相同，但是根据国内外现有状况，目前智能运输系统包括的范围大致如下：先进的交通信息服务系统（ATIS）先进的交通信息服务系统是建立在完善的信息网络基础上的，交通参与者通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备，可以向交通信息中心提供各处的交通信息。该系统得到这些信息并通过处理后，实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息。出行者根据这些信息确定自己的出行方式、选择路线。更进一步，当车上装备了自动定位和导航系统时，该系统可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。随着信息网络技术的发展，现在已经提出将ATIS建立在因特网上，并采用多媒体技术，使ATIS的服务功能大大加强，汽车将成为移动的信息中心和办公室。先进的交通管理系统（ATMS）这个系统有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系统，但是ATMS主要是给交通管理者使用的，它将对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视，根据收集到的信息，对交通进行管理，例如：控制交通信号灯、发布交通诱导信息、进行道路管制、进行事故处理与救援等。先进的公共交通系统（APTS）这个系统的主要目的是改善公共交通的效率（包括：公共汽车、地铁、轻轨交通、城郊铁路和城间公共汽车），提供便捷、经济、运量大的公交系统。先进的车辆控制系统（AVCS）AVCS目前还处于研究试验阶段，从当前的发展看，可以分为两个层次：一是车辆辅助安全驾驶系统，该系统有以下几个部分：车载传感器（微波雷达、激光雷达、摄像机、其他形式的传感器等）、车载计算机和控制执行机构等，行驶中的车辆通过车载的传感器测定出与前车、周围车辆以及与道路设施的距离和其他情况，由车载计算机进行处理，对驾驶员提出警告，在紧急情况下，强制车辆制动。二是自动驾驶系统，装备了这种系统的汽车也称为智能汽车，它在行驶中可以做到自动导向，自动检测和回避障碍物，在智能公路上，能够在较高的速度下自动保持与前车的距离。智能汽车在智能公路上使用才能发挥出全部功能，如果在普通公路上使用，它仅仅是一辆装备了辅助安全驾驶系统的汽车。货运管理系统这里的货运管理系统是指以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论与技术进行管理的智能化的物流管理系统。电子收费系统（ETC）公路收取通行费，已经成为中国公路建设资金回收的重要渠道之一，但是随着交通量的增加，收费站开始成为道路上新的瓶颈，在中国南方的一些高速公路上已经发生了行车20分钟，排队交费需30分钟或更长。电子收费系统就是为此而开发的。使用者可以在高速公路公司或银行预交一笔通行费，领到一张电子通行卡，将其安装在汽车的指定位置，当车通过收费站的不停车收费车道时，车道上安装的读取设备与车上的电子通行卡进行通信，自动在预交帐户上将本次通行费扣除。在现有的车道上安装电子不停车收费系统，可以使车道的通行能力提高3－5倍。紧急事件管理与救援系统紧急事件管理与救援系统是一个特殊的系统，它的基础是ATIS、ATMS和有关的救援机构和设施，通过ATIS和ATMS将交通监控中心、交通警察、道路养护管理机构、职业救援机构、灾害处置管理中心等连成有机的整体，为道路使用者提供现场紧急处置、拖车、现场救护、清理事故现场等服务。若将实现上述相近功能的实体归结成系统和子系统，智能交通系统中共有四个子系统：中心子系统、出行者子系统、车辆子系统和路边子系统，系统构成及它们之间的通讯联系如图1所示。2．4智能交通系统的主要功能从大的方面来说，智能交通系统的建设应该达到的主要功能有：（一）提供信息化的决策支持手段，支持综合交通运输系统的规划和管理。有线广域通信无线广域通信车与路边设备通信车与车通信出行者子系统中心子系统远程出行者支持个人信息访问紧急情况管理排放管理公交管理通行费管理车队与货物管理商用车辆管理规划交通管理信息服务提供者(ISP)车辆公交车辆商用车辆紧急车辆车辆子系统路边子系统道路通行费征收商用车辆检查停车管理图1ITS子系统与通信方式由于交通运输系统的动态性质，交通运输管理决策需要实时、动态、全方位的交通系统数据作为支撑。现代电子信息技术正好能为所需数据的采集、传输、处理、分析、融合，以及应用于管理控制提供充分的支持。(二)构建综合交通运输系统的信息基础设施，为综合交通运输系统的现代化建设奠定基础。现代的综合交通运输系统需要依靠实时的、大面积范围的信息用于交通运输的引导、协调和管理，以便实现交通运输活动的有序进行，为此，需要建设综合交通运输系统的信息基础设施平台。（三）应用信息技术整合交通运输资源，最大限度地发挥综合交通运输设施的潜力，提供“畅达、安全、舒适、清洁”的交通服务。通过建立交通信息服务系统，为不同的综合交通运输系统设施使用者提供实时的交通状况信息和合理的出行方案或运输方案，依靠人的主观能动性参与交通运输活动，引导原本无序的出行和运输为有序，从时间、空间上均匀化交通运输网络中的交通流，充分发挥现有交通运输系统设施的潜在能力。通过发展先进的信息化公共客运系统、高效运营客运设施，利用电子信息服务手段，使公共客运服务水平大幅度提高，显著增加公共客运出行方式的比例。应用信息技术提高综合交通管理系统的管理、控制水平，充分发挥现有交通设施的能力和运输系统的效率，缓解交通的拥堵和瓶颈状况。（四）通过现代信息技术，增强对综合交通运输系统中的紧急事件的应对能力。利用综合交通运输系统信息基础设施及交通数据的采集、传输、分析和应用，降低综合交通运输网络中发生紧急事件造成的随机拥堵的比重；在发生紧急事件后，又具有快速有效处理事件、尽快恢复交通秩序的能力。最大限度地保障交通运输网络中活动的有序进行。（五）利用现代信息技术，提高交通运输部门的运营效率和服务质量。应用信息技术改造传统的客货交通运输企业，使其运营方式由粗放型向集约型转变，提高运营效率，降低成本，提供高效、安全的交通运输服务。（六）通过应用信息技术以及改革管理模式，协调交通运输系统相关部门间的工作，保障综合交通运输活动的有序进行。一体化的交通运输需要一体化的管理体制与机制。而且只有一体化的管理模式，才能保障先