智能运输系统概论第12章

智能运输系统概论（第三版）普通高等教育“十一五”国家级规划教材21世纪交通版高等学校教材杨兆升于德新主编史其信高世廉主审智能运输系统概论目录第11章先进的公共交通系统第12章先进的交通管理系统第13章城市交通信号控制系统第14章电子收费系统第15章高速公路交通事件管理系统第16章应急指挥调度系统第17章智能车辆与自动驾驶系统第18章交通需求管理第19章智能运输系统标准化第20章ITS评价智能运输系统概论第12章先进的交通管理系统概述12.1国外典型先进的交通管理系统简介12.2国内类似的先进的交通管理系统简介12.3小结12.4智能运输系统概论12.1概述先进的交通管理系统（AdvancedTrafficManagementSystem，简称ATMS）是智能运输系统的重要组成部分，它是依靠先进的交通监测技术、计算机信息处理技术和通信技术，对城市道路和市际高速公路综合网络的交通营运和设施进行一体化的控制和管理，通过监视车辆运行来控制交通流量，快速准确地处理辖区内发生的各种事件，以便使得客货运输达到最佳状态。ATMS不仅为交通管理者提供了一种先进的管理及控制方法，提高了管理效率，而且使交通参与者（包括驾驶员和行人）都能感觉到减少拥堵、提高通行效率所带来的便捷。智能运输系统概论12.1概述先进的交通管理系统的目标：为大中城市提供交通管理解决方案，在现有交通设施的基础上，改善现有路网运行状况，提高道路的有效利用率和交通流量，缓解车辆增加造成的交通需求压力。改善交通秩序，减少事故，提高行车安全，减少道路的拥挤程度和交通事故的发生率，减少因交通拥挤、事故等造成的出行时间延长等现象。ATMS主要特征：系统的高度集成；信息高速集中与快速信息处理。目标与特征智能运输系统概论ATMS主要研究方向有如下几点：城市道路中心式的交通信号控制系统（CTSCS）；高速公路管理系统（FMS）；事故管理系统（EMS）；车辆排放监测和管理（EMMS）。ATMS系统设计的基本原则：遵循实用性、可靠性、先进性、开放性以及可维护性的基本原则，应具备良好的升级、扩展能力。各子系统技术充分合成，做到信息的采集、传输、处理的有机结合，充分发挥整体效能。技术创新原则是集中优势技术，解决关键技术难题。12.1概述智能运输系统概论ATMS是由一系列的公路状况监视、交通管理与出行建议系统所组成，即：交通管理控制中心（TMC）；交通流量检测系统（TFDS）；城市信号控制系统（UTC）；交通电视监控（TNS）；交通信息服务（TIS）；紧急求援与事故管理系统（EMS）。12.1概述智能运输系统概论如果把整个ATMS按信息流程划分，则可简化为图所示的四大部分。12.1概述信息采集系统信息传输系统信息处理系统信息提供系统ATMS信息流程图智能运输系统概论一个完善的先进的交通管理系统还能提供以下管理服务：信息提供；交通控制；交通事故处理；排放测试与污染防治；应急管理；电子收费；提高养护操作效率；特种车辆通行管理。12.1概述智能运输系统概论先进的交通管理系统（ATMS）是ITS的重要组成部分，也是ITS中最基础的部分。正是ATMS实现了交通信息的采集、传输、存储、分析、处理及应用，实现了交通管理从简单静态管理到智能动态管理的转变，使交通静态及动态信息在最大范围内、最大限度地被出行者、驾驶员、系统管理者、交通研究人员及政府机构所共享和利用，从而实现了大交通系统的动态优化运行，有效地满足了公众不断扩大的交通需求。12.1概述智能运输系统概论第12章先进的交通管理系统概述12.1国外典型先进的交通管理系统简介12.2国内类似的先进的交通管理系统简介12.3小结12.4智能运输系统概论12.2国外典型先进的交通管理系统简介1963年，世界上第一个中心式的交通信号控制系统在加拿大的多伦多建成，该系统将检测器的应用与交通信号控制系统结合起来。城市道路集中式的交通控制系统使用不同的监测器，利用交通控制方法及通信技术进行交通管理，建立起了早期的ATMS管理中心。与此同时，在美国、欧洲和日本，也逐渐开始了城市道路中心式交通控制系统（CTSCS）及高速公路管理系统（FMS）的建设。智能运输系统概论12.2.1美国的先进的交通管理系统在美国著名的汽车城底特律，其智能运输系统中心（MichiganIntelligentTransportationSystemsCenter）应用了先进的信息快速集中及处理技术。使用了148个电视监控镜头、54幅可变交通信息情报板、2419个检测线圈、2070个不同类型的信号控制机以及由9座通信塔和约103km的高速光纤形成的通信系统。经改造后的新系统可以实时监控高速公路的运行状况。新的事故管理支持系统可以提醒监控人员潜在的事故并能够提供一系列的处理方案。智能运输系统概论在美国，ATMS要解决的主要问题是将高速公路与城市的交通管理结合起来，这需要能够减少旅行时间，提高效率，更好地自动检测事故并建立事故反应系统。洛杉矶的自动交通监控和控制系统在1170个交叉口建立起4509个检测器。该系统使旅行时间减少达18％，速度提高了16％，交叉口延误减少了44％。在ATMS系统中，事故管理系统发挥其巨大的效益，一方面减少事故的发生，另一方面提高事故反应时间。12.2.1美国的先进的交通管理系统智能运输系统概论美国的I-95东北通道的MAGIC项目是一个典型的ATMS项目。都市圈诱导信息与控制（MetropolitanAreaGuidanceInformationandControl，简称MAGIC）是新泽西的ATMS的主要项目，目标是减少道路交通拥挤，从而减少车辆废气排放。MAGIC包括监测公路条件、支持交通管理和为旅行者提供咨询的一系列构成，其结构如图所示。12.2.1美国的先进的交通管理系统MAGIC系统结构交通控制中心（TCC）区域交通信息中心可变信息标志公共信息亭事故管理匝道仪雷达监测仪环形线圈检测仪电子收费和交通管理计算机信号系统公路咨询广播视频监视器信息咨询站‘800’电话闭路电视屏视频检测器智能运输系统概论各种传感器接收信息，经主计算机处理后，控制公路交通条件并可显示相关数据及进行事故处理。由专家系统向车辆提供替代路径和缓解交通堵塞的建议。通过公路咨询广播和声音等传播提供宽带扩充功能，形成管理系统的通信中心枢纽。TCC的事故检测系统的一个重要功能是事故管理，即快速的事故检测和为尽快恢复车辆行驶正常所进行的指挥、协作功能。事故检测是将来自道路监测系统的数据，经计算机的软件系统计算后自动对可能发生的事故做出报警。12.2.1美国的先进的交通管理系统智能运输系统概论MAGIC利用公路咨询广播为车辆驾驶人员提供服务信息，告知交通、道路和天气状况，建议路径选择；另外MAGIC可利用匝道仪系统，经环形线圈检测匝道的占有率和在匝道上的车辆速度，配合CCTV摄像机，监测控制匝道的车辆进入。新泽西运输部还计划使MAGIC包括多模式运输管理，如公共运输、停车和搭乘的停车场的管理。12.2.1美国的先进的交通管理系统智能运输系统概论12.2.2日本的先进的交通管理系统日本从1971年起连续地实施了对CTSCS投资的五年计划。作为东京交通控制中心的一部分，一个称之为STREAM的新控制系统被开发，它的目标是无论是欠饱和还是过饱和情况下都有效地缓解交通拥挤、疏导交通流和减少交通事故。面向21世纪，日本的车辆道路交通智能化协会（VERTIS）组织提出了通用的交通管理系统（UniversalTrafficManagementSystem，简称UTMS），致力于实现“安全、舒适、有利环境的交通社会”。ITCS（IntegratedTrafficControlSystems）综合交通控制系统AMIS（AdvancedMobileInformationSystems）先进的车辆信息系统FAST（FastEmergencyVehiclePreemptionSystems）快速紧急车辆优先系统MOCS（MobileOperationControlSystems）车辆运行管理系统HELP（HelpsystemforEmergencyLifesavingandPublicsafety）紧急救援系统PTPS（PublicTransportationPrioritySystems）公交优先系统EPMS（EnvironmentProtectionManagementSystems）环境保护管理系统DSSS（DrivingSafetySupportSystems）驾驶安全运行支持系统PICS（PedestrianInformationandCommunicationSystems）行人信息通信系统UTMS系统结构智能运输系统概论12.2.2日本的先进的交通管理系统UTMS的中心目标是在车辆与控制中心之间实现交互式双向通信。通信系统使用红外线信号标杆（光信标），它是系统的关键设施。UTMS以集成的综合交通控制系统为中心，主要包括8个子系统。综合交通控制系统（IntegratedTrafficControlSystems，简称ITCS）由与车载装置的双向通信而获得信息，对信息进行收集、分析、处理，对交通信号进行控制。智能运输系统概论12.2.2日本的先进的交通管理系统先进的车辆信息系统（AdvancedMobileInformationSystems，简称AMIS）利用现有的移动通信网络，使旅行者出发前在家里或在办公室能用电话查询交通条件，甚至于在途中，也可用车内的移动电话获取实时交通信息。公交优先系统（PublicTransportationPrioritySystems，简称PTPS）通过控制优先信号和设定优先路线，保障公共车辆使用道路的优先权，提高运营效率，使乘客更加方便。UTMS子系统智能运输系统概论12.2.2日本的先进的交通管理系统车辆运行管理系统（MobileOperationControlSystems，简称MOCS）向车辆行驶管理人员提供公共汽车、出租车、卡车的行车位置等信息，帮助车辆有效行驶，促进交通畅通无阻。环境保护管理系统（EnvironmentProtectionManagementSystems，简称EPMS）根据大气污染和气象等情况来提供交通信息，控制交通信号。减少排气、交通噪音等交通公害，保护环境。UTMS子系统智能运输系统概论12.2.2日本的先进的交通管理系统驾驶安全运行支持系统（DrivingSafetySupportSystems，简称DSSS）利用交通管制系统的基础设施及IC卡，为司机安全驾车提供帮助，并保证行人安全。紧急救援系统（HelpsystemforEmergencyLifesavingandPublicsafety，简称HELP）在发生事故和车内紧急情况时，能利用自动或手动方式，通过车载（移动式）电话向专门的办事中心通报情况。UTMS子系统智能运输系统概论12.2.2日本的先进的交通管理系统快速紧急车辆优先系统（FastEmergencyVehiclePreemptionSystems，简称FAST）通过对警车等紧急车辆传送指令、引导道路等，可减少紧急行驶造成的交通事故。还可缩短紧急车辆的响应时间，为事件的尽早解决和迅速采取援救活动提供帮助。行人信息通信系统（PedestrianInformationandCommunicationSystems，简称PICS）用声音向行人通报红绿灯及延长绿灯时间等，确保行人（特别是老人和视觉残疾人）的安全。UTMS子系统智能运输系统概论12.2.3欧洲的先进的交通管理系统ATMS在欧洲发展也有30年的历史，欧洲的城市交通控制系统（UTC）曾风靡世界。目前，专门用于道路车辆安全系统检测与控制的UTC系统表现在减少时间延误和提高速度上。英国UTC系统被称为绿信比相位差优化技术（SplitCycleOffsetOptimizationTechnique，简称SCOOT）。城市交通控制系统（UTC）和车辆管理系统（VMS）使