ITS交通系统解析

智能交通系统ITS课程内容•（一）智能交通系统的基础•（二）智能交通系统的关键技术•（三）智能交通系统的基本构成（一）智能交通系统的基础•1.理论基础•●ITS;•●智能交通系统的特征；技术特点与各技术之间的关系•◎研究目的、意义和研究内容；•○国内外智能交通系统发展现状与趋势；社会经济效益；•2．框架体系•●体系结构的功能；逻辑体系结构；物理体系机构；通信体系结构；标准化•◎体系结构的意义；•◎“欧美日中”智能交通体系结构的发展现状；•3．综合信息平台•●综合信息平台的构成和功能；•○数据融合技术/数据挖掘技术/数据存储技术/接口技术；（二）智能交通系统关键技术•1．交通信息采集与处理技术•2．通信技术•3．网络技术•4．数据库技术•5．显示技术•6．人工智能技术•1．交通信息采集与处理技术•概念：●环型线圈感应式检测；微波检测；视频检测；交通监视；GPS定位法；车辆自动识别法；•知识点：•●环型线圈感应式检测技术、微波检测器、视频检测技术、交通监视系统、GPS定位法、车辆自动识别法的功能和作用；•◎交通监视系统的构成；微波检测器的特点；•○各种技术的应用现状•原理：●环型线圈、微波检测器、视频检测技术的工作原理；•2．通信技术•概念：●光纤通信；卫星通信；移动通信；专用短程通信；•知识点：•●光纤通信、卫星通信、移动通信的构成；•◎光纤通信、卫星通信、移动通信的特点；•○光纤通信、卫星通信、移动通信的发展历程；•应用：•●光纤通信、卫星通信、移动通信、专用短程通信在ITS应用；•◎SDH、ATM在公路通信的应用•3．网络技术•知识点：•●计算机网络的分类、构成；拓扑结构；网络互联；TCP/IP协议；•◎计算机网络的特点；•应用：●网络技术在ITS应用；•4．数据库技术•知识点：•●数据库系统的分类、体系结构；•◎数据库的特点；•应用：●数据库技术在ITS应用；•5．显示技术•知识点：•●显示系统的功能；显示系统构成；•◎显示系统的要求；•○显示产品的主要种类；•6．人工智能技术•概念：•●人工智能AI；•知识点：•●人工智能的研究对象、研究内容；•○人工智能的研究方法和开发策略；•应用：●人工智能在ITS应用；（三）智能交通系统的基本构成•知识点：•●水运智能交通系统中的船舶导航与通信服务、船舶安全与管理信息系统、交通信息和环境服务、系统整合；•◎交通信息系统的分类和构成；交通管理系统的功能和结构；铁路、航空智能交通系统；海上智能交通系统实验室系统结构智能信息采集系统综合管理信息系统本课程教材及参考书•课程教材：智能交通系统概论．陆化普、朱茵著．北京：中国铁道出版社，2004年11月•参考书目：•1．智能交通系统导论．朱茵等编著．中国人民公安大学出版社•2.智能交通系统工程导论．张国伍编著．电子工业出版社•3.智能交通技术应用．李卫平编著．人民交通出版社第一章绪论智能交通系统ITS定义•（Intelligenttransportationsystems，简称ITS）是在较完善的基础设施（包括道路、港口、机场和通信设施）之上，将先进的信息、通信、控制、传感、计算机和系统综合技术有效集成并应用于交通运输，从而建立的可以在大范围内发挥作用的、实时、准确、高效的交通运输系统。•智能交通系统利用现代科学技术在道路、车辆司机和乘客之间建立起智能的联系。借助系统的智能，可以将车辆运行调整到最佳状态，使车辆在道路上安全、自由地行驶，保障人、车、路和谐统一，在极大地提高运输效率的同时，充分保障交通安全、改善环境质量、提高能源利用率。研究目的和意义•解决拥挤和事故等交通问题•有效利用现有设施•提高效率，减少能源消耗智能交通系统ITS特征将先进的信息技术、通信技术、控制技术以及人工智能技术和运输组织技术有效结合，具有特征：•进行科学、技术和方法论的总和，解决信息的获取、形式化和计算机实现•具有判断、推理和学习能力，并且辅助决策。•结构上有感知、学习、识别和模型库等部分。系统各种技术信息链运输系统信息采集信息处理信息发布ITS用户信息利用通信通信对应于不同信息技术处理环节的ITS技术数据处理环节ITS技术基础设施方面车辆方面信息采集交通、天气检测器自动车辆控制AVI、移动称重信息处理自动事故检测AID全球定位系统GPS、数字地图信息传输数据站、光纤移动通讯、超短程通讯DSRC信息发布可变信息板VMS、国际互联网公路服务广播HAR、广播数据系统/交通信息通道RDS/TMC信息利用匝道控制、城市交通控制UTC路径诱引、碰撞回避ITS中的信息•1、公共信息：气象、路况、堵塞、事故、到达、售票等。•2、交通管理部门内部的管理信息：车辆调配、人员管理、车辆运行、办公信息等。•3、有关车辆收费的信息：车辆属性、车主信息、黑名单等。•4、交通监控信息：传感器的输出信号、视频信号等。•5、交通管理部门对行驶车辆的指挥信息以及车辆之间的沟通。ITS的技术特点•集成性：ITS技术的最大特点•系统性：符合特定的要求，兼容性和良好接口，实现功能；•先进性：先进技术•综合性：信息采集应用传感器、视频技术；信息传输应用通信技术；信息处理应用计算机技术如网络和数据库技术；ITS研究内容美国ITS研究内容日本ITS研究内容欧洲ITS研究内容我国ITS研究内容美国ITS研究内容•出行和交通管理系统（途中驾驶员信息、线路引导、出行人员服务、交通控制、突发事件管理、排放测试和污染防护系统）•出行需求管理系统（出发前出行信息、合成配载和预约系统、需求管理和运营系统）•公共交通运营系统（公共运输管理、途中换乘信息、出行安全）•商用车辆运营系统（电子通关、车载安全监控、危险品应急反映系统）•电子收费系统•应急管理系统（紧急通告与人员安全、车辆管理）•先进的车辆控制和安全系统（纵向和横向避碰、交叉路口避碰、危险预警、安全保护系统）日本ITS研究内容•旅行、道路交通、驾驶信息提供系统•自动收费系统•安全驾驶支援系统（警报、避碰）•交通管理最优化•道路交通高效化•先进的公共交通系统•运行车辆的高效化•行人引导系统•紧急车辆支援系统欧洲ITS研究内容•交通管理•行前信息•行程中信息•车辆控制•货物与车队管理•自动收费我国ITS研究内容交通管理与规划电子收费出行者信息车辆安全和辅助驾驶紧急事件和安全运营管理综合运输自动公路ITS发展概况•智能交通系统的发展大致上可以以1994年为界划分为初期阶段和发展阶段：•初期阶段，智能交通系统的研究主要集中在美国、欧洲、日本等发达国家和地区，局限于应用电子和通讯技术来加强车辆管理，各个国家的研究力量相对分散，并且主要研究工作是由企业、科研机构和大学完成的；•发展阶段，智能交通系统的全面开发和研究扩展到了新兴的工业国家和发展中国家，例如加拿大、中国、澳大利亚、韩国、新加坡等，并且由初期的较为分散的民间研究行为转向国家有组织有计划的推进。美国ITS•在60年代后期，由联邦公路局开始研究电子路线诱导系统（ERGS），包括车载显示器、路旁单元、车载设备与路旁单元的双向通讯，这项研究为现在智能交通系统的动态路线诱导系统提供了最初最基本的经验。•70年代至80年代中期，联邦公共交通局开展了一系列自动车辆控制的研究试验，主要目的是评价各种定位技术，以便及时准确地获得公交车辆离开调度中心的位置与轨迹。•1978年美国发射第一颗GPS卫星、1984年开发第一台数字地图汽车导航器和一些财团资助重型车辆电子牌照项目启动与实验，都为智能交通系统的发展打下了基础。1985年以后，美国智能车路系统（IVHS）从准备阶段向大力发展阶段过渡，进行了电子收费（ETC）系统试验，研究制定美国汽车导航标准。IVHS受到美国政府重视，被列入了1987年开始组织起草的美国未来公路计划框架中。•l986年开始了名为PATH（ProgramonAdvancedTechnologiesfortheHighway）的综合性研究计划，是美国第一个把汽车导航与交通信息系统集成在一起的公路实际运营试验项目。•1988年6月美国科技系统会议上决议成立了一个IVHS发展计划协调研究机构，定名为MOBILITY2000。MOBILITY2000的成员来自政府、大学、研究机构以及包括汽车、电子、信息、交通等行业在内的有关产业部门。其研究成果形成了IVHS开展工作的指导性文件，对IVHS计划起到了重要作用。•1990年美国智能车路协会（IVHSAmerica，IntelligentVehicleHighwaySocietyofAmerica）成立。随后，陆路交通效率法案（ISTEA，IntermodalSurfaceTransportEfficiencyAct）在1991年11月获得通过，智能交通系统成为道路交通发展的核心。•1992年5月IVHS战略规划完成，向实施智能交通系统计划迈出了重要的一步，也为美国未来20年促进智能交通系统发展奠定了基础。1994年11月美国运输部将IVHS改名为ITSAmeric（a美国智能交通协会，IntelligentTransportationSocietyofAmerica），1995年5月该学会完成了美国智能交通系统发展规划，全面地介绍了智能交通系统发展的目标和实施计划。•为了明确和规范智能交通系统实施以后提供的服务以及各个系统间的相互关系，在美国运输部的领导下，开发美国国家智能交通系统体系框架并于1996年5月完成了第一版。其后经过不断修改和完善，2003年11月完成了体系框架的第五个版本。•与此同时，道路自动防冰系统、道路交通应急管理系统等一批具体的项目也在全美80多个地区开展，一些现场测试也在进行中。其中，自动公路系统（AHS，AutomatedHighwaySystem）得到了美国联邦政府的支持和参与。•根据ITSAmerica发布的消息，开始于1998年12月的美国国家智能交通系统发展战略计划（NationalITSDevelopmentStrategyProject）目前己经完成。该计划代表了美国更新其智能交通系统发展战略的第一步，第二步将是美国智能交通系统长期研究日程的更新。主题为“运用智能交通系统挽救生命节省时间和金钱”的计划报告共分为两个部分，第一个报告的标题为“推广应用的机遇”，其目标是针对各州官员以及地方官员：第二个报告的标题为“推广应用的机遇和行动”，其目标是针对推广应用智能交通系统的专业人士。该计划是美国运输部与美国ITSAmerica合作的成果，旨在推广智能交通系统在全美国的应用。欧洲•70年代中期以德国为主，开始智能交通系统方面的研究。1985年欧共体从电子信息技术在交通领域的应用开始介入智能交通系统的研究。欧共体的专家经过论证，得出结论：“远程信息通讯作为通讯技术与信息处理技术的综合体，将成为21世纪的主要经济增长点”，并制定了“最有效最安全的欧洲交通系统发展计划”（PROMETHEUS，ProgramforaEuropeanTrafficwithHighestEfficiencyandUnprecedentedSafety）。•PROMETHEUS最早于1986年由奔驰汽车公司提出，后联合其他10家汽车公司，确定了四个基础研究开发领域和三个应用研究领域。基础研究开发领域包括：车载人工智能处理器；实时模式识别；各种传感器和处理装置；数字通讯技术和系统综合运用方法及评价模型开发。应用研究领域包括：通过人工对话防止机动车相撞、偏离车道检测、障碍物检测和驾驶辅助系统；车与车之间通讯（电子视野）提供行车支援信息开发；作为建立路径诱导系统基础的车、路间通讯系统等。PROMETHEUS计划1994年完成后，从1995年开始新的研究计划PROMOTE（ProgrammeforMobilityinTransportationinEurope）。•1988年，欧共体还制定了以道路基础设施的研究开发为主体的DRIVE（DedicatedRoadInfrastructureforVehiclesSafetyinEurope）计划。DRIVE计划共安排了72个项