智能交通系统和GPS导航课件

智能交通系统主讲 周大森GPS导航和和1 ITS的发展及基础技术 发起于20世纪90年代，并迅速发展，用于研究开发投入很大。美国 1990年1997年 129亿美元欧洲 1984年1998年 280亿欧元日本 1996年1997年 161亿日元一、ITS目的效益 利用信息技术，综合人、车、路，系统地管理交通。美国ITS效益分析（鼓励公私合作）交通阻塞降低25-40%每年 减少交通死亡万人以上，减少交通事故600亿次。减少能源消耗和大气污染。相关产品的市场效益200亿美元/年。欧洲目标：2000年交通死亡事故减少50%，降低交通对环境的污染。日本政府国策 30年目标：严重交通事故 50%降低油耗和CO2排量15%减少NO2排放在空气中含量30%消除交通阻塞投资/收益分析阶段投资（兆元）收益（兆元）收益/投资1995-20001.01.21.22001-20053.24.41.372006-20153.69.62.67中国 制定发展战略单项研究：交通信号控制（无序状态），高速公路监控，GPS调度。20世纪末开始研究ITS发展战略。中国中国ITS系统服务功能系统服务功能名称功能交通监控与管理交通监视、交通控制、城市出入口控制信息服务路线引导、出行信息、驾驶员信息、旅行信息安全保障事故报警及响应、应急支援、安全警报、防撞、自动驾驶电子收费人工、半自动、不停车运输管理快速客货运服务、电子数据交换、运营调度、自动调度、公交服务二、ITS的主要内容信息服务系统交通管理系统公交管理系统电子收费系统车辆控制系统紧急支援系统三、ITS的基础技术1.计算机网络计算机网络相互连接起来的，独立自治的计算机群。将地域上分散且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路按不同的拓扑结构连接起来，能以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式和网络操作系统）实现网络资源共享的系统称为计算机网络系统。广域网广域网共享资源为主要目的，通过网络操作系统实现。局域网局域网有限地理范围内信息传输通道，部门间共同拥有。互连网互连网不同网络之间的互连（一致的方式，相互之间交换数字数据）。2.通讯技术通讯技术固定通讯：微波：（0.3300GHZ）光纤：光波为载频光导纤维为介质 卫星：做为中继站转发无线电信号移动通讯：移动中进行数据交换 由移动台、基地站、交换中心、中继线等部分组成。公用数据通讯（通讯网络）基础网络、信息网络、增值网络平台（电子信箱等）。公共移动通信网：数字无线系统（蜂窝拓扑）3.传感器技术传感器技术感知某一物理量的信息，并将它转化为有用信息的装置（非电量电信号）传感元件 被测非电量 敏感元件辅助电路转换电路电量 车辆检测：磁频 波频 视频车辆识别：光 磁车辆控制：发动机管理 车辆控制 环境信息 危险警告用于：4.显示技术和人工智能显示技术和人工智能大屏幕显示：LED 发光二极管、点阵模块 LCD 液晶显示器件人工智能：用计算机模拟，延伸和扩展的智能。其中：智能控制模式控制、知识控制、专家控制、神经网络控制。地面控制站和网站控制用户接收机选择信号算出导航解显示输出定位识别：长、宽、高、重的车辆属性；车载标志及身份属性。IC卡：一卡多用，安全性、机读性、存储量大（静态数据、动态数据）定位：全球定位系统（GPS）5.车辆识别和自动定位车辆识别和自动定位导航卫星发射波段1575.42MHZ1227.60MHZ三部分组成三部分组成6.地理信息系统地理信息系统 由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。在ITS上应用采集、显示、查询、分析地理位置信息。2 ITS的主要内容一、信息服务系统1.车辆信息通信系统（VICS）是一种典型的实时交通信息提供系统。VTCS使用-FM多频广播系统，微波和红外线信号的路侧发射器（信标）向驾驶员提供旅行时间、交通拥挤、交通事故、施工路段、交通控制等实时信息。VICS系统概念如下图VICS中心交通信息中心道路管理FM多频道广播驾驶员（车载机）信标GPS信息收集信息处理、编辑信息发布信息利用系统功能2.车载导航GPS导航26dB有源天线通道GPS接收板自律导航：微机（MPU）陀螺传感器地图匹配器：薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器CD-ROM驱动器：8倍速，650MB（DVD-ROM）CPU：嵌入式，数字信号处理技术（DPS）GPS天线GPS接收VICS导航接收CD-ROM驱动器电子地图数据库MPU微机 地图匹配器导航软件TFI LCD显示陀螺传感器语音电路车速传感器遥控二、交通管理系统TMS1.功能：交通监视、交通控制、事故管理 需求管理、排放管理、交叉口管理2.结构特点：应用计算机通信和传感器技术，将车辆、道路和交通管理系统联接为一体，对交通进行实时监测，智能控制和主动管理。通过网络连接如下部分：信息收集装置 控制信号机 交通管理中心 信息提供装置 通过网络是通过光缆、电缆、微波等传输媒介在上述各部和交管中心之间传输数据、语音和图像。交通管理中心信息收集信息分析光信标红外探测器摄像探测器交通流量探测人行道信号机控制其它中心交通信号机VICS车载装置 各种信息板车辆诱导系统路测通信装置信息提供ATMS结构图三、公交运营系统1.功能构成 车辆定位及车载设备；通讯网络及通讯方式；网络及数据库；运营调度管理；乘客信息服务。1996年亚特兰大奥运会差分GPS导航接收机和车载元件自动乘员计数车载广播及显示设备实时公交信息服务允许使用IC卡付费北京公交智能化调度系统（七个子系统）计算机网络；通信；GPS；调度平台；大屏幕显示；电子站牌；会议电视2.车载设备：可实现定位，车载外围设备的控制 包括控制模块，通信模块，计划模块和数据管理系统，控制模块是核心，要与处于监控下的每辆车保持联系，不仅记录车辆实际地理位置，还要与计划的位置进行比较，得出 车辆是否准时，并通过公交站转给转乘的乘客。3.电子站牌向乘客显示正向本站行驶的运营车状态位置，来源于公交运营中心，电子站牌由无线信号接收器，显示控制器，光带式车辆位置显示器和LED时间显示单元，电源及防护外壳以及有源式ID码发射器等部分组成。电子站牌能定时接收GPS时间信息，对内部时钟进行校正，通过LED显示时间信息，及离本站最近车辆位置，到站时间等。四、电子收费系统（ETC）每小时放行能力是人工收费的6倍。在网络环境下，彩电子标签作为通行卡，收费过程由计算机及其外围设备与通告卡，自动交换信息，实现车辆自动认别，金额自动收取，自动结帐。1.系统构成及原理：构成车载处理单元；车道处理单元，收费站计算机管理单元，中央计算机管理系统。2.收费中心计算机系统结构 数据库外围设备摄像机读写器警察局车辆户口数据库系统主机银行联网账单寄出五、车辆控制系统VCS借助车载设备和路侧设备检测行驶环境变化帮助驾驶员控制车辆，即是智能汽车的研究与应用。1.主要功能：道路障碍自动识别，自动报警，自动转向，自动制动，自动保持安全距离和车速以及巡航控制功能。2.效益：增强公路通行能力，减少道路阻塞，缩短行车时间，降低事故率，提高行车安全，降低行车成本，提高行车效率，降低废气排放量减轻环境污染。3.控制系统结构天线 摄像磁性传感器车间距扫描同轴电缆 磁性标记 电子数字地图车辆行驶状传感器轮速、振动、油门加速度、制动力信息处理、交通、环境、车距、道路行驶控制方向辅助传动装置油门、刹车转向信息显示驾驶转换行驶控制速度航向4.日本的先进安全汽车ASV（以安全技术为中心，谋求汽车智能化的国家项目）事故预警技术：事故预警技术：危险状态报警，提高可视性，环境信息，减轻驾员负担。事故规避技术：事故规避技术：提高运动控制性能，危险状态规避，环境引发事故规避。自动驾驶技术：自动驾驶技术：自律型自动驾驶技术，新设施下自动驾驶系统。冲击安全技术冲击安全技术：冲击吸收、司乘人员保护，减轻步行者被害。防止灾害技术防止灾害技术：紧急门锁解除，减小二次冲击，火灾扑灭，自动通报。汽车底盘技术汽车底盘技术：数字速度变化记录，车辆识别卡，GPS定位，高龄疲劳对应。3.GPS导航及车载设备一、GPS定位1.GPS的发展2.古代导航是星历导航，即通过观察天空星座位置变化来确定自己位置。中国指南针的发明也一直为人们所用。世纪人造卫星的发射成功，为卫星电子导航打下基础。3.年代美国的“子午卫星系统”用于海军导航。4.年代有了全球卫星导航，由个卫星组成。5.年代建成了GPS由个卫星组成，全球任何地点可同时观测到个卫星，可实现实时定位。6.美国从年到年用了近二十年，耗资亿美元完成。GPS首要目的是军用，民用为副产品，设计两种服务：P码：军用，基频10.23Mz。C/A码：民间用户，1.023Mz。3.GPS的组成空间卫星部分：互成60的个椭圆轨道上，各布个卫星。地面控制部分：向卫星提供要广播的星历。用户接收机部分：供用户使用。4.GPS定位的基本原理 GPS 为高轨测距体制：以观测站至GPS 卫星间距离做为基本观测量，可采用两种观测方法。测卫星发射的信号到达接收机的时间（数据处理简单）。测接收到载波信号与接收机产生的参考信号之间相位差。在导航和动态定位时定位方式：单点定位独立确定待定点在地心坐标中的绝对位置，只需一台接收机，但定位精度低。差分定位地面已知点上设一接收机作为基准点，与所有待测点的接收机进行同步观测，基准点求出的定位坐标改正数（用定位差分法或伪距差分法求得）实时传给相关用户（待测接收机），从而提高定位结果的精度（可达10m水平定位误差）。卫星GPS差分基准站卫星卫星卫星差分定位差分定位差分改正数GPS差分站的组成硬件部分由差分无线，基准GPS接收机，基准站机（）电平转换模块、直流电源和组成。其系统连接如下图所示。差分GPS天线基准GPS接收处直流电源基准站PC机UPS电平转换用户用户差分站GPS天线是抗干扰的高增益天线，安装于无遮挡的高处，基准GPS接收机是差分站的核心组成，其功能是将天线接收信号放大处理并进行转换生成差分改正数，直流电源和UPS可提供标准电源，电平转换模块可延长信号传输距离。软件功能GPS差分基准站软件功能表现在能实时读取GPS接收机数据，提供并显示差分站的运行状态；读取标准格式的差分数据，并解算接收机监测卫星的数目和差分信息长率；时实判断GPS接收机工作状态，异常时提供报警。GPS/DR组合定位 车载设备中的定位装置，多采用GPS和DR组合的方法。（GPS正常定位输出并做为DR初始点)航位推算（DR）是根据汽车角速度传感器（舵螺仪）和显程仪的信号，推算车辆由起始位置（X0,Y0）和初始方位角下一时刻的位置。下图示出了DR推算原理。车速传感器：电磁式交流信号频率，可转换成车速前进速度。VVV气体陀螺仪X1=x0+S0sin0Y1=Y0+S0cos01=0+0X2=X1+S1sin1Y2=Y1+S1cos12=1+1依次推算得：Xk=X0+Sisin2Yk=Y0+Sicos2k=k-1+k-1DR推算原理k=1、应用举例（本田汽车导航系统）系统构成（自主导航系统）CD-ROM人机接口显示操作位置判断惯性导航CD-ROM驱动器车速传感器陀螺仪 GPS/DR/地图匹配组合定位系统其结构如图所示：数据处理过程为每个采样时刻是由滤波器处理传感器和GPS测量值后组成优化值，后输出车辆位置估计值并与定位滤差和行车方向一并输入地图匹配模块，算出地图上的匹配位置坐标，滤波器的结构原理如下：里程仪陀螺仪GPS接收机导航地图数据库滤波器地图匹配模块位置估计组合DR 信息 GPS信息车辆位置估算行车方向估算误差估算定位输出二、车载设备车载设备由定位模块（GPS 接收机和DR传感器）、通信控制器、收发信机（集群电台）、驾驶员接口和电源模块组成，其原理图如下：驾驶员接口数码显示语音提示短信息输入定位模块角速度传感器GPS接收机里程仪接口通讯控制器单片机系统无线MODEM时序逻辑电路集群电台电源模块里程仪信号输入GPS接收机接收GPS所发导航电文，经处理后形成一定格式的综合数据流（位置、时间、速度）经串口送至通信控制器。通信控制器将综合数据流和本车身份及其它数据经通讯协议重构后由收发信机发射到控制中心，并将充分基准站发来的修正信息送至GPS接收机提供司驾人员。车载终端和传感器车载终端功能：提供实时交通信息、导航。为信息中心提供原始信息。车辆定位。操作面板GPRS收发机GPS接收导航计算机语音芯片无线扬声器显示器导航计算机是车载终端为核心，实现数据存储与处理、电子地图应用程序的存储与执行，其显示屏显示地图和车辆位置。自主导航系统由车速传感器和方向传感器检测汽车瞬时速度与前进方向的变化，送入CPU可求出行车轨迹和当前位置，并在电子地图上显示，此外，电子地图上还标有道路、设施、地名。里程仪陀螺仪GPS接收机导航地图数据库联邦滤波器地图匹配模块位置估计组合DR 信息 GPS信息车辆位置估算行车方向估算误差估算定位输出方向传感器（罗盘式、方向盘式和陀螺仪）罗盘式传感器当以角作用时，x、y有：故测得和就可得汽车行驶方向与地磁场的夹角缺点：车辆通过环境磁场时有较大误差。Vx=KHcos Vy=KHsin 则=aectgn(Vy/Vx)xy地磁场方向盘传感器又称车轮转速差方向传感器，通过左右车轮转速差确定汽车方位。用于系的前轮速度传感器，可兼做汽车导航系统中的方向传感器。通过左右前轮传感器可测得两前轮的行驶距离差，从而确定汽车是否已转向及转向角的大小。对汽车每行驶一段距离测出的转向角从第一转向点开始，对全部转向角求代数和，就可以求出当前汽车方位的变化。缺点：会因车轮打滑、空转，引起较大检测误差。陀螺仪通过检测汽车角速度并对该角速度进行积分，来检测方向的变化。种类：普通、光学、振动、气体等。汽车自主导航多采用气体陀螺仪，壳体内封有氦气，氦气在压电式振子泵的作用下，从喷嘴送出，进行循环流动。当汽车直线行驶时，氦气喷射均匀，用于检测氦气流偏差的两条热线温差为零。当汽车转向时，氦气流发生偏离，两条热线会产生温差，做为电量输出，获得汽车角速度，再积分就可以求出转角。电波导航组成：控制计算机、信号接收机、车内磁控测仪、接收天线等部分组成。计算机内有电子地图，行车前把有旅行所需地图输入计算机，计算机接收卫星和地面电台信号，根据传感器车速确定汽车任意时刻位置，根据电子地图，确定前往目的地的优化行车路线。传送时间检测方式通过检测多个地点到汽车的电波传送时间，计算出汽车与各点之间的距离，从而确定汽车的位置。GPS就是这个方法。信标方式：在路侧分布的多个微弱电波（红外线等）的发出点，坐标代码装置称做信标。汽车通过信标附近时，接受坐标代码以确定其位置，若远离信标时则不能接收信号，需与其它导航方法结合。如何理解海绵城市如何理解海绵城市与智慧城市与智慧城市海绵城市的基本内涵与绩效指标概述PART PART 1 1如何理解海绵城市？SC,Sponge City 海绵城市 SuDS/Sustainable Drainage Systems 模仿自然状态，减少径流，改善水质，提高生物多样性。GI/Green Infrastructure 通过相互联系的绿色空间网络，自然管理暴雨，减少排水，改善水质，节约城市管理成本。LID/Low Impact Development 通过分散、小规模的源头控制延缓径流和污染的冲击，接近自然水文循环。BMPs/Best management practicies 由单纯的工程方式转变为工程与非工程相结合方式进行雨洪管理实践。WSUD/Water Sensitive Urban Design 整合城市空间设计和综合水资源管理。ABC/Active Beautiful and Clean Waters Programe j将功能性与自然、生态和人文相结合。可持续排水系统SuDS源头控制就近消纳改善水质协调环境景观舒适绿色基础设施GI多功能绿色空间网络网络中心连接廊道低影响开发LID小型分散原位收集自然净化就近利用回补地下水最佳雨洪管理实践BMPs路面材料储水设施渗透过滤管理法规民众教育水敏感性城市设计WSUD减少用水量减少排放水资源再生改善水环境水量调蓄活越美丽净水计划ABC 自然可亲性商业&艺术水敏设计生物修复蓄水池 海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。雨水径流控制恢复本地海绵体修复水生态、改善水环境、涵养水资源、提高水安全、复兴水文化海海海海绵绵城城城城市建市建市建市建设设水生水生态态水资水资源源水环水环境境水安水安全全水文水文化化目标导向问题导向小雨不积水 大雨不内涝 水体不黑臭 热岛有缓解方式方式方式方式实现雨水自然积蓄、渗透和净化的城市发展方式策略策略策略策略基于经济、环境可持续发展的规划和设计策略系系系系统统统统涵盖雨水、污水、再生水、地下水、生活用水、景观用水等生态系统以及与之相关的建筑、道路、绿地和基础设施等综合系统途径途径途径途径实现实现缓解城市化过程中带来的水生态破坏、水环境污染、水资源短缺、水安全风险、水文化消失等问题的有效途径污污水水再再生生水水雨雨水水地地下下水水景景观观水水生生活活水水生生态态水水系系统统渗、渗、渗、渗、滞滞滞滞 、蓄、蓄、蓄、蓄、净净、用、用、用、用、排排排排 海绵城市要做什么？2.不让雨不让雨水产生雨水产生雨涝灾害涝灾害1.让雨让雨水资源水资源不浪费不浪费3.让城市让城市绿地系统绿地系统增效增值，增效增值，环境更美环境更美丽宜居丽宜居不让雨水白白流走，或补充地表水含量，或储蓄再利用，或进入绿地生态循环系统；让雨水资源化利用效益最大化。绿地区域内常量雨水尽量自行消纳，减少市政管网压力，发挥水体与自然水系雨洪调蓄功能。通过改善绿地空间形态与植物配置，统筹与水资源的有效利用，系统提升绿地系统生态效能与景观。海绵城市绩效指标概述20132014201520162017习近平在中央城习近平在中央城镇化工作会议讲镇化工作会议讲话话：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市。财政部、住房城财政部、住房城乡建设部、水利乡建设部、水利部部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作，给予专项资金补助：直辖市每年6亿元，省会城市每年5亿元，其他城市每年4亿元。国务院办公厅关于推国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导进海绵城市建设的指导意见意见：通过海绵城市建设，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用，到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。李克强 第十二届全国人大五次会议报告：统筹城市地上地下建设，再开工建设城市地下综合管廊2000公里以上，启动消除城区重点易涝区段三年行动，推进海绵城市建设，使城市既有“面子”，更有“里子”。海绵城市建设效益评价与考核指标（试行）类类别别项项绩效指标绩效指标建筑与小区建筑与小区关联性关联性相关指标相关指标水生态1年径流总量控年径流总量控制率制率径流总量控制率、径流系数、土壤渗透系数2生态岸线恢复生物多样性指数、湿地（水系、岸线）损失变化率3地下水位地下水潜水水位4城市热岛效应城市热岛效应热岛强度、绿地率、屋顶绿化率水环境5水环境质量地表水环境质量标准类、地下水质量标准类6城市面源污染控制径流污染控制率（SS）水资源7污水再生利用污水再生利用率率中水回用率（非传统水源利用率）8雨水资源利用雨水资源利用率率雨水回收利用率（非传统水源利用率）9管网漏损控制管网漏损率水安全10城市暴雨内涝城市暴雨内涝灾害防治灾害防治设计重现期11饮用水安全水源地水质达标关键指标关键指标1 年径流总量控年径流总量控制率制率表 新建、扩建、整体改建项目年径流总量控制率序序号号项目分类名称项目分类名称用地代号用地代号年径流总量控制率年径流总量控制率新建、扩建 整体改造1居住用地R1 R2 R375%70%2公共管理与公共服务设施用地A1 A5 A675%55%A2 A3 A480%60%3商业服务业设施用地B1 B2 B3 B475%55%4工业用地M1 M280%70%5物流仓储用地W1 W280%70%6道路与交通设施用地S1一注S3 S4 S9一注7公用设施用地U21一注8绿地与广场用地G1 G285%85%G3 80%70%关键指标关键指标2 场地径流系场地径流系数数 表 不同用地类型新建、扩建项目径流系数控制目标 序序号号项目分类名称项目分类名称用地代号用地代号径流系数控制目径流系数控制目标标（流量）（流量）1居住用地R1 R2 R30.452公共管理与公共服务设施用地A1 A5 A60.45A2 A3 A40.403商业服务业设施用地B1 B2 B3 B40.504工业用地M1 M20.505物流仓储用地W1 W20.556道路与交通设施用地S10.65S3 S4 S90.557公用设施用地U210.458绿地与广场用地G1 G20.15G3 0.30关键指标关键指标3 3 径流污染径流污染物控制率物控制率 技术措施技术措施污染物去除率污染物去除率（以（以SS计算，计算，%）技术措施技术措施污污污染物去除率污染物去除率（以（以SS计算，计算，%）透水砖铺装8090蓄水池8090透水水泥混凝土8090雨水罐8090透水沥青混凝土8090调节塘绿色屋顶7080调节池下凹式绿地传输型植草沟3590简易型生物滞留设施干式植草沟3590复杂型生物滞留设施7095湿式植草沟泥塘5080植被缓冲带5070雨水湿地5080初期雨水弃流设施4065表 低影响开发设施径流污染物控制率绿色建筑评价标准中提到的指标 绿地率热岛强度绿色基础设施建筑与小区海绵城市设计要点缺水地区缺水地区重点在于利用城市绿地解决自然渗透、汇蓄和利用，通过雨水收集、利用，有效提高地表水的含蓄量。水网地区水网地区重点研究利用水系、微湿地和集雨型绿地汇蓄雨水，参与地表水净化和减缓市政雨涝压力。沿海重盐碱地带沿海重盐碱地带重点研究利用雨水自然渗透。促进土壤排盐碱的技术利用，以及耐盐碱植物的应用。总体原则 ：因地制宜，分类施策要点要点1 区域规划引领，以指标区域规划引领，以指标为依据为依据 以规划指标为依据开展方案设计，以绿地系统和水系统为中心，有机整合与之相关的雨水系统设计、污水系统设计、给水系统设计、景观系统设计、建筑设计等建立水资源综合利用系统，实现海绵城市建设目标。应进行多方案的技术经济分析比选，不断优化方案。区域海绵城市与水资源综合规划充分发挥公园大面积水体的雨水蓄积功能公园成为区域海绵城市建设的重要要素“大海绵”公园景观水体与住区雨水系统通过生态绿道衔接充分发挥公园的生物多样性功能，优化植物配置。现状条件及问题评估现状条件及问题评估确定目标控制确定目标控制设施及规模确定设施及规模确定水文水力计算水文水力计算竖向设计、汇水区划分竖向设计、汇水区划分设施选择与平面布局设施选择与平面布局要点要点1 区域规划引领，以指标区域规划引领，以指标为依据为依据 场地的年场地的年径流总量径流总量控制率控制率年径流年径流污染控污染控制率制率径流系径流系数数污水管网污水管网外排流量外排流量和总量和总量市政再市政再生水供生水供水压力水压力地表径流地表径流对景观水对景观水系水质的系水质的影响影响生态环生态环境的用境的用水压力水压力年径流总量控制率不应低于75%01年径流污染控制率已大于40%02径流系数控制居住用地0.45，商业用地0.5003新建硬化10000平米以上，妹千平米调蓄容积30m304下凹绿地比例不少于50%，改建增加10%05改建项目可渗透地面面积比例增加10%0706新建项目可渗透地面面积比例不少于40%要点要点2 早期关注竖早期关注竖向设计向设计统筹协调场地建筑、道路、广场、绿地、水系等的布局和竖向，使径流雨水有组织自流汇入周边绿地系统和水系，并与城市雨水管渠系统相衔接。广场雨水宜综合采用生态排水和雨水管渠，雨水首先汇入道路绿化带及周边绿地内的低影响开发设施。道路横断面设计应优化道路横坡坡向，路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系。要点要点3 设施选择灰设施选择灰绿结合绿结合绿色设施绿色设施：下凹绿地、植草沟、雨水花园、透水铺装等，即在地势较低的区域种植植物，通过植物截留、土壤过滤滞留处理小流量径流雨水，达到控制径流污染的目的。灰色设施灰色设施：地埋式蓄水装置（混凝土蓄水池、蓄水方块）。根据项目所在地的地埋条件、规划条件等，因地制宜的选择海绵城市的技术措施及其系统组合。要点要点4 注重关键节点的处理注重关键节点的处理屋面材料的选择屋面材料的选择：采用对雨水无污染或污染较小的材料，采用耐久性材料，与屋顶绿化相结合。收集方式收集方式：采取雨落管断接或设置集水井的方式引入低影响开发设施，以实现雨水的净化和利用。雨水宜分散进入下凹式绿地，减少对绿地的冲击。下凹绿地内植物应选择耐淹品种。下凹绿地中内设置溢流井，防止绿地长时间积水。地面雨水一般污染较重，杂质多，传统雨水箅只可拦截较大固体。道路雨水收集应采用具有拦污截污功能的雨水口或雨水沟，且污物便于清理。雨水排放：地下建筑顶面与覆土之间设置排水系统（排水片材和排水管）。要点要点5 统筹考虑，整合设计统筹考虑，整合设计盐碱地土壤黏紧，透水透气不良，不利于下渗。若海绵城市建设措施得当，不仅可控制雨水，而且可以利用雨水淋洗土体，降低土壤的含盐量（盐碱土改良的目的是降低和控制地下水位，防止土壤返盐）。对于土壤含盐量高的地方，海绵城市设施与土壤排盐措施统筹，应在保证植物生长安全与土壤排盐措施有效的基础上，通过多种方式滞蓄雨水。景观水体应优先作为雨水调蓄设施。景观水体规模的确定：根据降雨规律、水面蒸发量、雨水回用量等。雨水进入景观水体之前应采取径流污染控制措施，包括弃流设施、生态护坡。智慧城市的基本概念及案例PART PART 2 2“智慧城市”概念智慧城市是以物联网、云计算等新一代信息技术以及各种社交网络、购物网络、互联网金融等综合集成工具和方法的应用，对生产生产、生活生活和城市管理城市管理实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及全方位、全体系、全过程创新的城市形态。对于我国城市政府来讲，这不仅仅是政府服务和城市管理技术的创新，而且更加是服务服务和管理理念及模式管理理念及模式的创新。城市发展和城市病智慧城市产生的社会因素从“数字城市”到“智慧城市”智慧城市产生的社会因素 城市问题：人口膨胀、交通拥堵、环境恶化、资源短缺、城市贫困面临这些实质性的挑战，城市必须应用新的技术，探索新的发展路径和模式。超大城市、中心城市存在借助信息技术大发展解决城市问题的内在需求。信息技术（互联网、物联网、云计算）造就智慧城市技术核心。智慧城市要求把新一代IT技术运用到城市经营的各个领域。它是城市信息化和数字城市的延续和进一步发展，在数字城市基础上融入社会和环境两大要素。“智慧城市”社会与技术双重作用 1990年美国加州旧金山一次国际会议，以“智慧城市（smart cities）、快速系统（fast systems）、全球网络（global works）”为主题，探寻了城市通过信息技术聚合“智慧”以形成可持续的城市竞争力的成功经验。后正式出版科技社会的一种现象智慧城市、快速系统、全球网络。欧盟在2007年的欧盟智慧城市报告中率先提出“智慧城市（Smart City）”的创新构想；2008年IBM提出了“智慧的地球”理念；2009年欧盟委员会提出了建设智慧城市的具体计划，同年IBM发布智慧的城市在中国报告。2009年国务院总理温家宝在北京科技界大会上作了题为让科技引领中国可持续发展的报告。报告中诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧城市密切相关的关键概念。2010年科技部在武汉举办了“2010中国智慧城市论坛”。说明有效利用信息技术提高城市管理水平的重要性。“智慧城市”理念的由来“智慧城市”概念理解狭义概念广义概念 城市智能化城市智能化。2008年IBM提出“智慧地球”概念，智慧城市是智慧地球落实到实际的区域性做法。主要是通过对城市社会系统如公共服务、能源、电力、交通等进行智能化改造，有效减轻城市压力，其实质是把智慧城市等同于智能城市，具有一定的盈利性质。城市全面发展城市全面发展。智慧城市是城市资源的优化整合利用，是城市从经济到人文的全面发展，是一种可持续进步的理想状态。即以智慧的理念规划城市，以智慧的方式建设城市，以智慧的手段管理城市，以智慧的思维发展城市，使城市各项功能系统运作更加协调高效，城市经济、人文、环境得到全面发展。自IBM提出智慧地球以来，来自IBM的统计，50多个国家的企业和组织加入这一智慧城市建设进程，已有1200多项案例，广泛应用于交通交通、制造制造、能源能源、城市建设城市建设等各个领域。“智慧城市”建设在国内外广泛开展 以新加坡为例全面、系统的推进智慧城市建设强有力的组织领导和管理体制组织领导和管理体制全民参与、系统超前、滚动修编的信息化规划信息化规划优先发展信息基础设施，提供高带宽、低资费的网络服务高带宽、低资费的网络服务注重实用性实用性，以政府引导资金引导资金激发社会力量共同参与应用项目建设发展具有全球竞争力的信息通信产业信息通信产业，扩大行业出口共共同同特特征征目前全球这种情况并不多，根据最新福布斯排名，新加坡智慧城市建设在全球居首位全球居首位新加坡新加坡组织保障政府首席资讯办公室(GCIO)、资讯通信管理局（IDA）规划引领2006年推出“2015智慧国”计划基础先行提供免费无线带宽或低资费的宽带服务应用转型9大行业的应用转型信息产业吸引国外领先企业，刺激创新和促进本地企业国际化发展 阿姆斯特丹的智慧城市建设阿姆斯特丹的智慧城市建设的智慧城市 以政府为主导，广泛吸引合作伙伴，实现端到端的智慧解决方端到端的智慧解决方案案以节能、交通、商业节能、交通、商业等重点领域、重点应用项目带动智慧城市建设充分发挥政府引导资金政府引导资金的作用，吸引社会机构投资注重宣传宣传创造良好的环境，通过技术交流和推广输出智慧城市建设经验共共同同特特征征国际上智慧城市大多大多采取重点领域突破的方式，阿姆斯特丹的智慧城市是以节能节能为特点可持续生活可持续生活可持续生活可持续生活可持续交通可持续交通可持续社区可持续社区West OrangeWest Orange项项目：目：智能电表和新型能源管理系统GeuzenveldGeuzenveld项目：项目：家庭小额信贷购置节能商品智能楼宇项目：智能楼宇项目：安装传感器感知能源消耗情况，智能分析能源数据并作出相应调整Energy Energy DockDock项目：项目：推动阿姆斯特丹所有移动交通工具电动化发展气候街道项气候街道项目：目：对公共设施、物流服务以及商家的智能化改造以阿姆斯特丹为例以重点领域和项目带动智慧城市建设我国部分城市建设“智慧城市”的做法创新推动智慧城市建设深圳深圳将建设“智慧深圳”作为推进建设国家创新型城市的突破口，以建设智慧城市为契机，着力完善智慧基础设施、发展电子商务支撑体系、推进智能交通、培育智慧产业基地，已被有关部委批准为国家三网融合试点城市，并提出2012年实现宽带无线网覆盖率达到100，组建华南地区的物联网感知认证中心等。南京南京要以智慧基础设施建设、智慧产业建设、智慧政府建设、智慧人文建设为突破口建设“智慧南京”。将“智慧南京”建设作为转型发展的载体、创新发展的支柱、跨越发展的动力，以智慧城市建设驱动南京的科技创新，促进产业转型升级，加快发展创新型经济，从根本上提高南京整体城市的综合竞争实力。我国部分城市建设“智慧城市”的做法以发展智慧产业为核心武汉武汉武汉城市圈与IBM合作的重点是，利用IBM全球领先的软件工程技术、平台、管理经验等，完善软件与信息服务发展环境，加快信息服务业、服务外包、物联网、云计算等智慧产业的发展，推进信息化建设,促进城市圈的综合协调和一体化建设，从而实现加快构建武汉两型社会的战略目标。宁波宁波宁波将以建设6大智慧产业基地为重点，加快推进智慧产业发展。6大基地分别为：网络数据基地、软件研发推广产业基地、智慧装备和产品研发与制造基地、智慧服务业示范推广基地、智慧农业示范推广基地、智慧企业总部基地等。昆山昆山昆山高新技术产业发达，生产了全球1/2的笔记本电脑和1/8的数码相机，以此为基础提出了要大力发展物联网、电子信息、智能装备等智慧产业，支撑智慧城市建设。我国部分城市建设“智慧城市”的做法以发展智慧管理和智慧服务为重点佛山佛山佛山市为了打造“智慧佛山”，提出了建设智慧服务基础设施十大重点工程：即信息化与工业化融合工程、战略性新兴产业发展工程、农村信息化工程、U-佛山建设工程、政务信息资源共享工程、信息化便民工程、城市数字管理工程、数字文化产业工程、电子商务工程、国际合作拓展工程。昆明昆明昆明和IBM公司的合作重点包括智能交通、智慧医疗、服务型电子政务等方面，从而为城市运营和管理提供更好的指导能力和管控能力。