东南大学智能运输技术复习资料

1.简述智能运输系统的产生背景及定义（1）产生背景：①交通拥挤和交通事故是全世界交通运输业所面临的共同问题；②大城市交通堵塞、机动车尾气排放污染、交通安全形势严峻、运输效率低下等问题的解决刻不容缓；③单独从车辆方面或道路方面考虑，均难有效解决交通拥阻问题；④传统的交通工程方法（如采用道路可变信号、在交通高峰期改变车道的方向等）是针对预先建立的日常重复的交通模式而制定的，不能对交通阻塞做出实时的动态反应，需要信息技术的应用，提高交通运输的效率。如何应用现代高新信息技术，将人、车辆和道路综合起来系统地解决交通运输问题的探索，促使智能运输系统（ITS）的应运而生。（2）定义：在一定的交通基础设施上，智能运输系统（IntelligentTransportationSystems，简称ITS），是将先进的信息技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术、人工智能等有效地综合运用于交通运输领域的一项新兴交叉学科和产业。通过加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成定时、准确、高效的综合运输系统。2.针对城市交通拥挤，对比简述传统交通工程与智能运输的各自解决方案。解决城市交通拥挤问题的可能途径有增加道路通行能力、增加客运周转量；对于增加道路通行能力，传统交通工程的解决方法是修建新道路、开辟新车道，而智能运输系统的解决方法是采用出行前信息、车辆导航、停车服务、出行途中最优路线选择；对于增加客运周转量，传统交通工程的解决方法是固定线路公交，而智能运输系统的解决方法是采用多式联运。3.简述智能运输系统体系框架的组成及构建方法。（2）构建方法：①结构化的分析方法。即面向过程的分析方法，通过自顶向下的设计方式，对实现服务所必须的功能进行设计,该方法把处理过程部分看作系统模型的基本部分，即数据跟随功能。它从内部功能上模拟客观世界。所采用的主要工具是数据流图DFD。②面向对象方法（OOA）该方法将系统中的所有资源，如数据、模块以及系统都看成对象，把描述对象的数据和对对象的操作放在一起，或者说对象的数据和操作内容是对外封闭的。③基于智能体的分析方法：基本Agent技术构建的系统可以构造一些复杂的、自我包含的组件。它可以与其它组件灵活交互，但不通过严格预定的接口进行，而是借助参与者之间的协商行动完成。4.简述交通射频技术在交通参数采集中所具有的优势与不足。（1）优势：①交通射频技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。②RFID可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，具有数字化功能。③识别范围大、距离远，可以根据需要设定范围；④识别精度高，可靠性高；⑤识别速度快，可同时识别多辆车；⑥功耗低；⑦安全性好；⑧可靠性好，有CRC纠错功能，确保数据信息传输准确性。（2）不足：①缺乏完整的标准体系；②由于使用范围较小，市场占有率低，每个RFID标签的成本较高；③可能引起隐私问题；④缺少相关的法律法规。5.简述车牌识别技术的工程应用困难，及在电子警察系统中（1）工程应用困难/拟解决的关键问题：①成像系统聚焦不准，行驶车辆的颠簸以及车辆与摄像头的相对运动造成所摄取车辆图像的模糊，拟采用图像复原技术清除非车辆图像运动模糊问题，以提高识别正确率。②未清洗车辆因灰尘、泥土的飞溅造成车辆牌照的污染，可能会出现汉字化数字图像的断裂或粘连。③白天，阳光对摄像头的直接照射或车辆对光线的反射，以及夜间车辆大灯的影响，所摄取的车牌部分图像对比度较小，造成辨识上的困难。拟采用软硬结合的方法消除各种光照条件对车牌识别的影响。提高系统的实用性。（2）车牌识别技术可以应用于车辆过路、过桥全自动不停车收费，交通流量控制指标的测量，车辆自动识别，高速公路上的事故自动测报，不停车检查，车辆定位，汽车防盗，稽查和追踪车辆违规、违法行为，维护交通和城市治安方面。6.给出描述GPS绝对定位原理的数学表达式，分析实现GPS精确定位需要几颗卫星。绝对定位原理：以GPS卫星和用户接收机天线之间距离（或距离差）的观测量为基础，并根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机天线所对应的位置，即观测站的位置。.4,3,2,1])()()[(.4,3,2,1])()()[(2122221222itczzyyxxizzyyxxrtcriiiiiiiiii在公式中，已知：光速:c,值坐标卫星在地球坐标系中的:,,x,同步伪距观测值iiiizy为了实时求解4个未知参数(3个点位坐标分量x,y,z和1个时钟差参数△t),至少需要4个同步伪距观测值,即需要同时观测4颗卫星。7.根据Bottleneck控制方法，分析拥挤条件下改变控制参数的必要性，为提高控制效果，需要调节被控参数哪两个控制品质。(1)发生交通拥挤时，事发点上游密度变大，下游密度变小，采用协调层面的控制方法计算出的上、下游交通量值相差并不大，紧急事件发生已经引起了拥挤的交通状况，但是计算出的很小，按照经验权重将其分配到相关的各个入口匝道，却达不到所要求的控制效果。因此，在拥挤条件下，需要控制参数由交通量改变为密度。（2）为提高控制效果，需要调节被控参数超调量和调节时间这两个控制品质。8.论述为何需要使用GPS/DR/MM车辆组合导航系统，并指出其基本原理。（1）原因：在隧道、高楼之间时，GPS接收机天线受到遮挡及干扰，GPS系统不能提供连续的、准确的导航信息，需要借助于惯性等其他传感器与GPS进行组合导航与定位。当GPS失效后，采用惯性导航系统可在定位精度为30米的条件下维持4分钟左右。（2）原理：①惯性系统能够帮助GPS提供位置、速度及相关误差。惯性传感器包括陀螺仪和里程表。陀螺仪的输出是正比于输入轴角度变化率的信号。②数字地图辅助车辆导航的直接应用是地图匹配，其目的是将已知车辆行驶的数学特征与地图数据库中道路的特征相比较，确定车辆的位置和行驶轨迹并校正传感器的误差。9.论述电子不停车收费系统的原理及扩展应用功能，分析该系统单片式和双片式收费方式的原理与特点。（1）原理:车辆通过ETC车道时，安装在车辆内的电子标签立即将车辆信息、行车纪录等信息向车道天线发送，车道天线接收的信息经过收费控制器传送到收费处理机，处理后的信息再逆向传给车道天线，最后写入车载电子标签中。（2）扩展应用功能：①城市道路拥堵收费（ERP）系统；②交通信息采集（交通量、行程时间等参数的采集）；③停车场自动管理系统；④加油站、快餐店自动付费；公交、特种车辆信号优先系统；⑤奥运场馆车辆身份管理及出入控制系统。（3）①方式一（单片式）：只有车载电子标签，收费站通过获取的车辆行车纪录计算出应收的通行费。然后通过收费网络在该车车主开设的银行账户上扣帐，实现自动收费。特点：适用于一车一人。②方式二（双片式）：使用车载电子标签和IC卡结合，将车主预交的路费写入IC卡，通过电子标签与IC卡之间的信息交互，可以直接在IC卡上扣除通行费。特点：适用于一车多人。