智能交通系统概论

,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,智能交通系统,ITS,智能交通系统,王 斌,河南省警察学院,课程内容,绪论,ITS的发展和基础技术,ITS框架体系,智能交通,智能技术与运用,智能技术综合智能交通系统（铁路、水运、航空）,第四章 ITS框架体系,一、概 述,1,、系统体系框架的意义和功能,系统体系框架是发展智能交通系统的指导性框架，主要用于明确智能交通系统的开发目标，为标准研究工作提供参考，避免重复研究和无计划开发，便于研究成果大大范围应用和,ITS,技术的发展以及产业化实现。,功能：,（,1,）保证通过各种媒体提供给终端用户的信息的兼容性和一致性,（,2,）保证不同交通基础设施的兼容性,（,3,）为地区、国家政府机关制定,ITS,发展规划提供基本原则,（,4,）为服务和设备制造提供一个开放的市场,（,5,）确保设备制造商的规模经济，保证他们的更具竞争,力的价格和更廉价的投资，提供一个公开的市场环境,逻辑体系框架为每个功能领域开发了数据流图，数据流图显示了每个领域的功能是怎样被分成高级和低级功能的。,2,、,ITS,体系框架的组成部分,（,1,）用户服务,ITS,体系框架中的用户服务部分主要用来明确智能交通系统的用户及用户需求，明确划分智能交通系统中各个子系统的用户，并且通过用户调查、访问等形式确定各个子系统的用户需求等，对用户需求进行合理排序后指导实施顺序。,（,2,）逻辑体系结构,逻辑体系结构是用来定义和描述一个系统为了满足一系列用户需求所必需的功能。,通常以,系列功能领域的方式描述,ITs,的逻辑体系结构，每个领域都定义了功能及数据库，这些数据库与终端相联系，这些联系就是数据流。,评价内容：项目的技术可行性、经济效益、社会和环境影响,（,3,）物理体系结构,物理体系结构描述了在逻辑体系结构中定义的功能如何被集成起来形成系统，这些系统将由硬件或软件或软硬件来集成,（,4,）通信体系结构,主要描述支持在不同系统部分间进行信息交换的机制,（,5,）标准化工作,提出智能型综合交通运输系统所需要关键技术的标准需求,标准化需求文件详细描述智能交通系统的标准化需求及每项需求所对应的标准架构信息,标准化制定机构可以利用标准化需求文件所提供的信息来起草相应的标准文件,（,6,）费用效益分析评价,（,7,）实施措施及策略,二、美国的智能交通系统框架体系,1,、开发背景,为相应标准的制定提供框架、为,ITS,各子系统间的集成提供基础、确保用户选择的高度灵活性,2,、方法与步骤,ITS,体系结构开发分两个步骤,“思路竞争”阶段,合作开发,3,、美国,ITS,体系框架简介,美国ITS体系结构定义了19个物理子系统，它说明了各子系统及其使用者、周围环境及其它交通信息、交换数据，并定义了整个子系统的功能要求（见下图：美国ITS体系图）,美国ITS体系结构中定义了7大组用户服务功能，分别是：,1、交通管理；2、出行管理；3、电子收费；4、商用车辆管理；5、应急管理；6、车辆安全管理；7、公共交通营运 。,远程访问系统,个人信息访问系统,旅行者远程访问系统,交通管理系统,中心系统,应急管理系统,快速货运管理系统,收费管理系统,服务信息提供系统,运输管理系统,计划管理系统,商用车辆管理系统,尾气管理系统,广域无线通信系统,车载系统,局,域,通,信,系,统,外场设备系统,车辆,商用车辆,外场设备,收费管理系统,公交车辆,应急车辆,停车管理系统,商用车辆核查系统,车,车通信,4,、美国ITS体系结构子系统,从上图可看出，美国ITS体系结构可分为四组，即,中心系统（Central System）、外场设备系统（Roadside System）、车载系统（Vehicle System）、远程访问系统（Remote Access System）,。,（一）中心系统,包含9个子系统，不需要安装在道路上，可根据需要安装在相关的部门，它们和其他子系统通过无线通信网进行通信。,1.商用车辆管理系统（Commercial Vehicle,Administration System，CVAS）,针对商用车辆运营服务所开发的系统，商用车辆运营服务涉及商用车辆行政管理、安全性能管理、运营生产管理等多个方面，通过商用车辆运营服务可简化如车辆技术性能、注册情况、车辆尺寸、轴荷等检查手续。一方面可减少此类检查造成的时间延误，提高运输生产效率；另一方面，由于商用车辆运营服务所提供的有效检查、监控手段，可提高商用车辆运输作业的安全保障，该系统所提供的商用车辆运营服务包括以下内容,：,（1）商用车辆电子通关系统,（2）自动路侧安全检测,（3）商用车辆行政管理,（4）车载安全监视,（5）商用车队管理,（6）危险品应急响应,2.,快速货运管,理,理系统（Fleetand Freight Management System，FFMS）,该系统可监,视,视、协调快,速,速货运车辆,及,及货运停车,场,场、承运人,，,，根据发车,数,数据决定货,运,运计划并安,排,排驾驶员。,3.收费管,理,理系统（Toll Administration System,，,，TAS）,为用户支付,通,通行费、车,票,票费用、存,车,车费等所有,交,交通出行活,动,动所发生的,费,费用，提供,一,一种通用的,电,电子支付手,段,段，实现收,费,费、支付的,自,自动化，从,而,而推动多式,联,联运的发展,。,。该服务利,用,用智能卡或,其,其他技术形,成,成一种通用,的,的服务费支,付,付体系。,4.运输管,理,理系统（Transit Management System，TMS）,可根据运输,车,车辆的数据,，,，决定车辆,运,运输计划，,安,安排驾驶员,。,。,5.应急管,理,理系统（Emergency ManagementSystem，EMS,）,）,是指处理事,故,故及对危险,货,货物运输的,管,管理。包括,两,两项服务功,能,能：驾驶员乘员,安,安全和碰撞情况自,动,动通告。驾驶员乘,员,员安全功能,能,能为用户提,供,供突发事件,的,的初步信息,如,如机械故障,或,或汽车抛锚,；,；碰撞情况,自,自动通告可,在,在发生交通,事,事故后报告,事,事故的地点,、,、性质及车,辆,辆碰撞受损,的,的程度。,本系统通过,采,采用以下主动安全技,术,术和被动安全技,术,术，实现预防,汽,汽车碰撞事,故,故及避免或,减,减少人员伤,亡,亡事故的目,的,的。,（1）纵向,避,避碰；,（2）侧向,避,避碰；,（3）道路,交,交叉口避碰,；,；,（4）视觉,强,强化避碰；,（5）碰撞,前,前的乘员安,全,全束护；,（6) 危,险,险预警。,6.尾气管,理,理系统（Emission Management System,，,，EMS）,采集和处理,污,污染数据，,为,为交通管理,系,系统提供数,据,据。,7.计划系,统,统（PlanningSystem ，PS）,从其他子系,统,统中心或停,车,车子系统采,集,集并处理数,据,据，将结果,提,提供给计划,人,人员以制订,最,最优计划。,8.交通管,理,理系统（Traffic Management System，TMS）,通过采集和,处,处理外场设,备,备子系统和,其,其他子系统,的,的数据，提,供,供基本的交,通,通数据和事,故,故处理服务,，,，,并,通过信号来,调,调度运输车,辆,辆及应急车,辆,辆，包括四,个,个步骤：交,通,通数据采集,、,、数据通信,、,、数据处理,、,、实施控制,。,。,9.服务信,息,息提供系统,（,（Information ServiceProvide System,，,，ISPS,）,）,（二）车载,系,系统,安装在车辆,上,上，它支持,通,通过无线通,信,信系统和中,心,心系统进行,通,通信，也支,持,持路车间通,信,信，即车载,系,系统和外场,设,设备系统进,行,行数据交换,、,、信息交换,，,，还支持车,车,车通信，即,车,车载系统之,间,间进行通信,。,。包括四个,子,子系统：,1、一般车,辆,辆上的车载,单,单元,2、公交车,辆,辆上的车载,单,单元,3、商用车,辆,辆上的车载,系,系统,4、应急车,辆,辆车载系统,（三）外场,设,设备系统,一般设置在,道,道路上、收,费,费站、检测,站,站等，可通,过,过光纤通信,或,或无线通信,和,和交通管理,中,中心进行信,息,息交换，也,可,可通过无线,通,通信和车载,系,系统进行信,息,息交换。,1、外场设,备,备：提供交通,管,管理监视信,号,号和旅游信,息,息的信号。,2、电子收,费,费系统：通过确定,小,小范围通信,和,和车辆收费,标,标识进行通,信,信收集、收,费,费和查询违,法,法者。,3、停车管,理,理系统：收集停车,费,费用和管理,停,停车车位。,4、商业车,辆,辆检查系统：通过从车,辆,辆标识上采,集,集凭证和安,全,全数据，从,而,而确定车辆,运,运营的正确,性,性，并将结,果,果返送给驾,驶,驶员，并把,检,检查结果记,录,录到CVAS系统的数,据,据库中，在,国,国境上进行,国,国际检查。,（,四）远程访,问,问系统（出,行,行者子系统,）,）,通过出行者,子,子系统，驾,驶,驶员或出行,人,人员可以实,时,时地了解交,通,通网络的运,行,行状态，可,利,利用办公计,算,算机远程访,问,问ITS中,的,的信息提供,系,系统，也可,利,利用车载设,备,备远程访问ITS中的,信,信息提供系,统,统以了解交,通,通信息、交,通,通服务信息,，,，在此基础,上,上，决定或,调,调整出行方,式,式、出行路,线,线。,四个大系统,通,通过通信系,统,统（车车,通,通信、局域,通,通信、有线,通,通信、无线,通,通信系统等,）,）建立起四,通,通八达的联,系,系，建立起,一,一个快速、,准,准确、实时,、,、动态、高,效,效的综合交,通,通系统，即,智,智能交通运,输,输系统，为,整,整个社会创,造,造出巨大的,社,社会经济效,益,益。,三、欧洲的,智,智能交通系,统,统框架体系,欧盟各国在,欧,欧盟委员会,的,的领导下，,由,由来自各国,相,相关,政府部门、,大,大学、科研,机,机构和产业,界,界的专家于,1998,年,4,月开始了为,期,期,24,个月代号为,KAREN,项目，进行,欧,欧盟,ITS,体系结构的,开,开发，并于,1999,年,8,月和,10,月分别推出,了,了其逻辑体,系,系结构和物,理,理体系结构,。,。,1,、概述,广义上的“,体,体系结构”,是,是定义一个,系,系统的顶层,结,结构,一个系统体,系,系结构为许,多,多设计提供,一,一个战略计,划,划，并且是,由,由一个相同,系,系统的不同,方,方面所组成,2,、背景,个人出行者,商业经营者,提供和使用,ITS,的公司,地方政府,3,、,KAREN,项目简介,KAREN,主要包括：,关于用户对,ITS,需求的欧洲,参,参考系列目,录,录；,描述不同部,分,分及其交互,作,作用的一系,列,列体系结构,，,，从而满足,那,那些用户需,求,求；,在发展,ITS,过程中，在,国,国家、地区,和,和服务等级,上,上指引如何,使,使用柜架来,定,定义特定,的体系结构,：,：,推荐可以用,于,于实施过程,中,中的标准和,最,最好的实践,经,经验；,KAREN,项目研,究,究成果,受,受益者,：,：,高级部门,广告部门,工业部门,4,、欧洲,ITS,体系框,架,架开发,方,方法步,骤,骤,采用方,法,法：面,向,向过程,的,的方法,5,、欧洲,ITS,体系框,架,架构成,（,1,）用户,需,需求,强调需,要,要由框,架,架体系,结,结构完,成,成的关,键,键优先,方,方面,其他的,与,与,ITS,的实施,、,、质量,需,需求和,限,限制有,关,关的用,户,户需求,用户需,求,求的主,要,要部分,与,与,ITS,所提供,的,的功能,相,相关,（,2,）,KAREN,功能体,系,系结构,在最高,层,层次上,KAREN,功能体,系,系结构,由,由一系,列,列功能,领,领域组,成,成：,提供电,子,子付费,、,、提供,安,安全和,紧,紧急情,况,况处理,、,、交通,管,管理、,管,管理公,共,共交通,运,运营者,、,、提供,先,先进的,驾,驾驶便,利,利、提,供,供出行,者,者旅行,辅,辅助、,为,为法律,强,强制提,供,供支持,、,、货物,管,管理和,车,车队调,度,度,KAREN,为每个,功,功能领,域,域开发,了,了数据,流,流图，,数,数据流,图,图显示,了,了每个,领,领域的,功,功能是,怎,怎样被,分,分成高,级,级和低,级,级功能,的,的。数,据,据流图,还,还显示,了,了这些,功,功能是,如,如何联,系,系在一,起,起。如,何,何与不,同,同的数,据,据库联,系,系在一,起,起及如,何,何通过,数,数据流,与,与终端,联,联系在,一,一起。,（,4,）,KAREN,通信体,系,系结构,（,3,）,KAREN,物理体,系,系结构,物理体,系,系结构,描,描述了,在,在功能,体,体系结,构,构中定,义,义的功,能,能如何,被,被集成,起,起来形,成,成系统,这,这些系,统,统将由,硬,硬件或,软,软件或,软,软硬件,集,集成。,在物形,体,体系结,构,构中描,述,述的系,统,统覆盖,了,了以下,的,的领域,：,：电子,付,付费、,安,安全和,紧,紧急情,况,况处理,、,、综合,交,交通管,理,理、公,共,共交通,运,运营、,先,先进的,驾,驾驶便,利,利、出,行,行者旅,行,行辅助,、,、法律,约,约束、,货,货物管,理,理和车,队,队调度,。,。,描述了,支,支持在,不,不同系,统,统部分,之,之间进,行,行信息,交,交换的,机,机制,（,5,）,KAREN,提出的,标,标准问,题,题,四、日,本,本的智,能,能交通,框,框架体,系,系,信息模,型,型,控制模,型,型,子服务,的,的信息,处,处理表,子服务,和,和逻辑,框,框架关,系,系表,1,目的和,步,步骤,2,日本,ITS,体系框,架,架的构,成,成,用户服,务,务,逻辑框,架,架,九大系,统,统：导航系,统,统、电,收,收费系,统,统、辅,助,助安全,驾,驾驶、,交,交通优,化,化管理,、,、提高,道,道路管,理,理效率,、,、公共,交,交通支,持,持、提,高,高商用,车,车辆运,行,行效率,、,、行人,支,支持、,突,突发事,故,故车辆,运,运行支,持,持,最高子,系,系统：,车辆、,道,道路、,中,中心、,人,人员、,外,外部环,境,境,最低子,系,系统：,个体物,理,理模型,整体物,理,理模型,服务执,行,行表,逻辑框,架,架与物,理,理框架,关,关系表,子系统,表,表,子系统,相,相互关,系,系图,物理框,架,架,标准化,五、中,国,国的智,能,能交通,系,系统框,架,架体系,1,、概述,8,大服务,领,领域、,34,项服务,和,和,138,个子服,务,务,2,、我国,进,进行,ITS,体系框,架,架研究,的,的背景,3,、我国,ITS,体系框,架,架研究,的,的方法,和,和步骤,九五国,家,家科技,攻,攻关项,目,目“中,国,国,ITS,体系框,架,架研究,”,”采用,了,了面向,过,过程的,方,方法,步骤：,1.确,定,定用户,服,服务内,容,容,2.建,立,立逻辑,框,框架,3.建,立,立物理,框,框架,4.明,确,确标准,化,化内容,服务领域,服务内容,1.交通管理与规划,（,Traffic Management and Planning,ATMS),（,1）交通法规监督与执行,（,2）交通运输规划支持,（,3）基础设施维护管理,（,4）交通控制,（,5）需求管理,（,6）紧急事件管理,2.电子收费,（,7）电子收费,4,、,中国ITS体,系,系框架,中,中的服,务,务领域,与,与服务,体,体系,服务领域,服务内容,3.,出行者信息,（,Traveler Information System),（,8,）出行前信息服务,（,9,）行驶驾驶员信息服务,（,10,）在途公共交通信息服务,（,11,）个性化信息服务,（,12,）路径诱导及导航服务,4.,车辆安全和辅助驾驶,（,Vehicle safety and driving assistance , AVCSS),（,13,）视野范围的扩展,（,14,）纵向防撞,（,15,）横向防撞,（,16,）交叉路口防撞,（,17,）安全状况（检测）,（,18,）碰撞前乘员保护,（,19,）自动车辆驾驶,服务领域,服务内容,5.,紧急事件和安全,（,Emergency and Security),（,20,）紧急情况的确认及个人安全,（,21,）紧急车辆管理,（,22,）危险品及事故通告,（,23,）公共出行安全,（,24,）易受伤害道路使用者的安全措施,（,25,）交汇处的安全服务,6.,运营管理,（,Transport Operation Management CVO/APTS),（,26,）公交规划,（,27,）车辆监视,（,28,）公交运营管理,（,29,）一般货物运输管理,（,30,）特种运输的管理,7.,综合运输,（,Intermodal Transport),（,31,）交换客货运信息资源,（,32,）提供旅客联运服务,（,33,）提供货物联运服务,8.,自动公路,（,34,）自动公路,六、现,有,有的研,究,究体系,在已有,的,的研究,成,成果中,，,，智能,运,运输系,统,统的体,系,系结构,可,可分为,三,三大研,究,究体系,：,：,1、美,国,国的智,能,能车路,系,系统（IVHS，Intelligent VehicleHighwaySystem,）,）战略,计,计划,该计划,制,制定了,全,全美,IVHS计划,的,的总目,标,标、阶,段,段目标,和,和目的,，,，并制,定,定了实,现,现总目,标,标的智,能,能运输,系,系统开,发,发与实,施,施框架,计,计划。,2、日,本,本的先,进,进的道,路,路运输,系,系统的,目,目标,日本政,府,府,1995年2,月,月制定,了,了推进,高,高度信,息,息通信,社,社会的,基,基本方,针,针，该,方,方针表,示,示政府,希,希望公,用,用设施,的,的信息,化,化成为,全,全社会,信,信息化,的,的催化,剂,剂，对,于,于公共,交,交通设,施,施的组,成,成部件,道路,、,、交通,、,、车辆,，,，使用,最,最新的,通,通信技,术,术把道,路,路与车,辆,辆相结,合,合成为,一,一个先,进,进的道,路,路运输,系,系统，,以,以提高,安,安全、,效,效率和,舒,舒适性,，,，并对,环,环境的,改,改善做,出,出贡献,。,。,3、欧,洲,洲的两,项,项洲际,计,计划,1）欧,洲,洲汽车,安,安全专,用,用道路,设,设施计,划,划DRIVE,（,（DelicateRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope），,由,由欧洲,社,社团委,员,员会发,起,起的，,注,注重道,路,路基础,设,设施智,能,能化的,研,研究，,主,主要涉,及,及公路,和,和交通,控,控制技,术,术的研,究,究。,2）欧,洲,洲高效,安,安全道,路,路交通,计,计划PFOMETHEUS（Programfor aEuropeanTrafficwith HighestEfficiencyandUnprecedentedSafety,）,），由,欧,欧洲主,要,要汽车,公,公司发,起,起的，1991年末,成,成立的,，,，欧洲,道,道路运,输,输通信,信,信息实,施,施协调,组,组织，,作,作为民,间,间的公,共,共组织,，,，负责,监,监督和,协,协调欧,洲,洲的ITS研,究,究、发,展,展和实,施,施。注,重,重汽车,智,智能化,的,的研究,，,，旨在,以,以汽车,为,为主体,，,，利用,先,先进的,信,信息、,通,通信自,动,动化技,术,术来改,善,善运输,系,系统，,解,解决交,通,通问题,。,。,在欧洲,，,，这两,项,项计划,是,是互相,推,推动和,发,发展的,。,。,谢谢观,看,看,/,欢迎下,载,载,BYFAITHI MEANAVISIONOFGOODONECHERISHES ANDTHEENTHUSIASMTHAT PUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES. BY FAITH IBYFAITH,