第4讲 智能交通运输系统ITS的主要内容(1)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Intelligent Transportation Systems,2006 ,第四讲,ITS,的主要内容（,1,）,交通工程教研室 闫小勇,智能交通系统,多媒体课件,3.1 ITS,的体系结构,智能交通系统通常是复杂的巨系统，其开发是耗资大、开发周期长、涉及范围广的系统工程项目，若事先没有充分的系统体系结构研究和开发，很难想象它能成为一个各部分协调统一、有效的有机整体。,因此，一个集成了多种功能的,ITS,一定要在开发之前首先进行总体规划，而总体规划的重要内容之一就是建立系统的体系结构。,意义,ITS,本身比较复杂，涉及面广，需要有一个,指导性的框架,，来帮助我们理解这个系统的结构；,ITS,是一个庞大的系统，包含有很多子系统，,ITS,体系结构为,ITS,的各个部分提供了,统一的接口标准,，从而使各个部分便于协调；,避免少缺和重复，使,ITS,成为一个高效、完整的系统，并具有良好的,扩展性,；,根据国家总体,ITS,框架，发展地区性的体系结构，保证不同地区智能交通系统具有,兼容性,。,美国,ITS,的体系结构,美国,ITS,的重点是智能车路系统。在,ITS America 1994,年出版的“,ITS,框架发展计划”报告中，确定智能交通系统的,29,个用户服务功能，并将其分为,7,个服务领域：,（,1,）,先进的交通管理系统,（,Advanced,Traffic,Management,Systems,，,ATMS,）,（,2,）,先进的出行信息系统,（,Advanced,Traveler,Information,Systems,，,ATIS,）,（,3,）,先进的车辆控制系统,（,Advanced,Vehicle,Control Systems,，,AVCS,）,（,4,）,商业车辆运营,（,Commercial,Vehicle,Operations,，,CVO,）,（,5,）,先进的公共运输系统,（,Advanced,Public,Transportation,Systems,，,APTS,）,（,6,）,先进的乡村运输系统,（,Advanced,Rural,Transportation,Systems,，,ARTS,）,（,7,）,自动公路系统,（,Automated Highway,Systems,，,AHS,）,日本,ITS,的体系结构,日本没有明确地提出,ITS,体系结构的概念，但在,1996,年由五省合作制定的,推进智能交通运输系统整体构想,，成为日本交通信息化与智能化发展的基本方案，该方案划分了,9,个领域：,（,1,）智能导航系统,（,2,）不停车收费系统,（,3,）安全驾驶系统,（,4,）交通管理系统,（,5,）公路高效管理系统,（,6,）公共交通管理系统,（,7,）运输车辆管理系统,（,8,）行人帮助系统,（,9,）车辆紧急救援系统,欧盟,ITS,的体系结构,欧盟国家智能交通系统的研究通过欧洲汽车安全专用道路设施计划（,DRIVE,），从以下,6,个方面开展：,（,1,）交通需求管理（,电子收费，智能卡,）,（,2,）出行与交通信息（,道路、铁路、换乘等信息的提供,）,（,3,）综合性的城市交通管理（,路径诱导，交通信息，交通控制，停车管理,）,（,4,）综合性的城市间道路交通管理（,事故救援，可变标志，气象信息,）,（,5,）货车运行管理（,管理优化，信息服务,）,（,6,）公路客运管理（,运营计划，信息服务,）,中国,ITS,的体系结构,我国“九五”科技攻关项目中安排了国家智能运输系统体系框架研究项目，该项目由国家智能交通系统工程技术研究中心牵头，来自院校、研究院所、企业和各部门的,100,多为专家参加了这个项目的研究。初步形成了我国,ITS,的体系框架，该框架包括以下,8,个方面：,（,1,）,交通管理与规划,（,2,）,电子收费,（,3,）,出行者信息服务,（,4,）,车辆安全和辅助驾驶,（,5,）,紧急事件和安全,（,6,）,运营管理,（,7,）,综合运输,（,8,）,自动公路,中国,ITS,的重点研究领域,1,、重点技术研究领域,1,）,ITS,数据采集、融合与管理技术,2,）公共交通优先与调度技术,3,）专用短程通讯技术（,DSRC,）,4,）定位与导航技术,5,）智能交通控制与诱导技术,2,、重点工程应用领域,1,）城市公安交通指挥中心系统,2,）车载定位与导航系统,3,）高速公路联网收费系统,4,）公交优先与调度系统,5,）停车场诱导系统,四国比较,系统,/,国家,ATMS,先进的交通管理系统,交通管理系统,不停车收费系统,交通需求管理,综合性城市交通管理,交通管理与规划,电子收费,ATIS,先进的出行信息系统,智能导航系统,出行与交通信息,出行者信息服务,AVCS,先进的车辆控制系统,安全驾驶系统,车辆安全和辅助驾驶,CVO,商业车辆运营,运输车辆管理系统,货车运行管理,运营管理,APTS,先进的公共运输系统,公共交通管理系统,公路客运管理,运营管理,ARTS,先进的乡村运输系统,综合性城市间道路交通管理,综合运输,AHS,自动公路系统,公路高效管理系统,自动公路,其它,行人帮助系统,车辆紧急救援系统,紧急事件和安全,本课程重点介绍内容,R-ITS,AVHS,ATMS,ATIS,APTS,铁路智能运输系统,3.2,先进的交通信息系统,(ATIS),定义：,先进的旅行者信息系统,ATIS,（,Advanced Traveler Information Systems,）是运用各种先进的通信、信息技术向利用各种交通工具的旅行者提供为到达所希望的目的地所需要的,各种信息,的系统。,ATIS,信息分类,ATIS,提供的信息可以分为三类：,出行前信息,乘何工具？走何路线？,途中信息,何处堵车？如何换乘,?,目的地信息,满足目的？可否停车？,3.2.1,出行前信息系统,功能：在出行前，通过办公室或家庭的计算机、电话、广播、电视等，向出行者提供当前的道路交通状况、公交服务信息等，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和出行路线。,典型应用,1,：,Traffic TV Online,HTTP:/,www.wsdot.wa.gov/pugetsoundtraffic/cameras,典型应用,2,：在线公交出行指南,http:/ System),是一种实时动态信息发布技术。配合先进的交通控制系统（,ATMS,），,VMS,可将交通管理部门提供的车速及路线限制、交通堵塞、交通事故、道路施工、天气情况等信息编辑处理后及时传输给道路交通的使用者。,视频：高速公路管理信息,VMS,发布,典型应用,2,：车载导航系统,车载导航系统是由,GPS,导航、地图匹配器、数字信息处理器、车速传感器、,LCD,显示器以及,GIS,软件等组成，主要功能是辅助驾驶员为到达目的地而选择路径和沿既定路径行驶，必要时（如遇道路条件发生变化时）帮助驾驶员重新选择路径。这个过程也称为“,路径计划,-,导航,-,路径再计划,”。,视频：车载导航系统案例,台湾卫星导航,日本,VICS,3.2.3,停车诱导系统,停车难是世界各国所存在的普遍问题，由于停车设施的供给受到的土地资源和资金等因素的制约，所以只能通过加强停车管理来解决该问题。,当前停车难的问题在很大程度上是缺乏停车相关的信息和诱导设施，造成驾驶员不能合理选择到达目的地的路线及停车场，为了寻找停车泊位，不得不沿着道路四处兜圈子，增加了路网压力和能源消耗。,为此，世界很多城市发展了停车诱导系统（,PGS,，,Parking Guide Systems,），,PGS,是,ATIS,在停车领域的典型应用。,系统组成与基本原理,3.2.4 ATIS,的关键技术,回忆上两讲内容,显示技术,通信技术,GIS,技术,GPS,技术,？,路径搜索,动态交通分配,路径搜索,目标：,最短？最快？换乘最少？,方法：,Dijkstra,算法，,A*,算法,基础：,交通网络的抽象,动态交通分配,所谓动态交通分配（,DTA,，,Dynamic Traffic Assignment,），就是将,时变,的交通出行合理分配到不同的路径上，以降低个人的出行费用或系统总费用。,DTA,是在交通供给状况以及交通需求状况均为已知的条件下，分析其最优的交通流量分布模式，从而为交通流控制与管理、动态路径诱导等提供依据。,动态交通分配,DTA,是当今交通工程理论研究领域最前沿的问题之一，目前还没有提出实用（甚至可用）的方法，已有的方法只能求解简化后的问题。目前在车辆诱导领域，广泛采用的是基于交通仿真的路段流量预测技术。（具体方法将在,交通规划原理,课程中介绍）,3.2.5,总结：,ATIS,的效益,（,1,）有效地管理交通需求，降低交通拥挤程度；,（,2,）减少出行者的焦虑,/,挫折感，提高出行决策质量；,（,3,）提高相关运营企业（如公交公司等）的服务水平与吸引力；,（,4,）通过缩短出行时间、节约燃料、减少排放等，降低全社会出行成本。,