信息技术在道路交通运输系统中的应用

1、信息技术在道路交通运输系统中的应用信息技术在道路交通运输系统中的应用 王抢，载运工具运用工程王抢，载运工具运用工程 2013122065 GPSGPS、GISGIS技术在道路交通技术在道路交通 运输系统中的应用运输系统中的应用3 智能运输系统智能运输系统2 应用概况应用概况1 ITSITS的未来的未来4 第一节 应用概况 道路运输业是使用信息技术及设备数量最多的行业之 一。信息技术的应用是促进道路交通运输运量增加， 服务质量提高，成本下降，效益提高的最重要的因素 之一。 早在20世纪50年代，部分国家便开始把军用无线电通 讯系统移置到民用车辆和道路交通运输组织管理工作 之中。 全球定位系统GP

2、S GPS是英文Global Positioning System（全球定位系 统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项 目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空 三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。主要目 的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的 导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等 一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿 美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS 卫星星座己布设完成。 全球定位系统GPS GPS是迄今为止历史上最大的航天电子工程，在发达 国家的道路交通运输中得到了普遍应用，我国警车、 军车以及特种车辆、出

3、租车和公交车上也开始运用该 技术。 汽车驾驶员通过GPS系统确定车辆所在位置后，运用 设备在车辆上的电子计算机及电子地图，了解交通干 线的车流情况、道路情况，选择最佳的行车路线，减 少交通拥堵，加快疏导，提高行车速度 地理信息系统（ Geographic Information System, 简称 GIS ） GIS作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重 要工具、技术和学科，得到了广泛关注和迅猛发展。 从技术和应用的角度， GIS 是解决空间问题的工具、 方法和技术；从学科的角度， GIS 是在地理学、地 图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的 一门学科，具有独立的学科体系； 从

4、功能上， GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、 编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的 角度， GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系 统。 GIS 是一个基于数据库管理系统（ DBMS ）的 管理空间对象的信息系统，以地理数据为操作对象的 空间分析功能是地理信息系统与其它信息系统的根本 区别。 地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展， 广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管 理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水 利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融 等几乎所有领域。 应急响应 (Emergency Response)解决在发生洪水、 战争、

5、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最 佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的 问题。 网络分析(Network System Analysis)建立交通网络、 地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行 交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应 急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等 也是GIS网络分析应用的实例。 计算机技术 在我国大中型道路交通运输企业中，计算机应用范围 已扩展到道路交通运输组织与管理的各个方面：如运 输规划，车辆调度，运输生产计划编制，站场管理， 以及各项运输数据的统计、分析和处理等。 但在我国道路交通运输业中计算机应用的深度和广度 远不及

6、发达国家。在日本、美国等发达国家，运输企 业和运输车辆上大都装备了计算机，这些计算机除了 用于车辆内部管理外，还可以和社会计算机网络联通， 共享信息资源。 运输企业可以通过计算机网络和客户联系、寻找货源、 协调海空陆联运。 计算机技术 实现道路交通运输的计算机管理，主要是通过对各种 运输管理问题表述为数学模型，进而求解，选出合理 可行的最优方案，并对运输过程实行实时监控，因而 它可以显著地提高运输经济效益和改善服务质量。 智能运输系统 从20世纪80年代后期开始，日本、美国、欧洲等国家 和地区竞相投入大量资金和人力，建立相应组织，从 事智能运输系统的开发。 智能运输系统将先进的信息技术、数据通

7、讯传输技术、 电子控制技术以及计算机技术等综合运用于整个道路 运输系统，将汽车、驾驶员、道路以及相关的服务部 门和组织相互联系起来，并使汽车和道路功能智能化： 车辆依靠自身的智能在道路上自由行驶，道路依靠自 身的智能将交通流调整到最佳状态，借助系统的智能， 驾驶员对交通情况了如指掌，管理者对车辆的行驶一 清二楚，实行实时调度，从而极大地提高了交通系统 的安全性、道路交通运输的工作效率、能源的综合利 用率并提高了环境的质量。 第二节 智能运输系统 一、智能运输系统的概念、地位和作用 智能交通系统 （Intelligent Transport System,简称 ITS） 智能交通系统将先进的信息

8、技术、数据通讯传 输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处 理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系， 而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实 时、准确、高效的综合运输和管理系统。 ITS作用 ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和 环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日 益受到各国的重视。21世纪将是公路交通智能化的世 纪，人们将要采用的智能交通系统，是一种先进的一 体化交通综合管理系统。在该系统中，车辆靠自己的 智能在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流 量调整至最佳状态，借助于这个系统，管理人员对道 路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。 ITS包含方面

9、 采集系统采集系统 人工输入ITS GPS车载导航仪器 GPS导航手机 车辆通行电子信息卡 CCTV摄像机 红外雷达检测器 线圈检测器 光学检测仪 - 分析系统分析系统 信息服务器 专家系统 GIS应用系统 人工决策 - 发布系统发布系统 互联网 手机 车载终端 广播 路侧广播 电子情报板 电话服务台 二、世界各国ITS的发展 1.美国ITS的发展 20世纪60年代末期，美国道路局提出了一种电子路 径引导系统（ERGS），这是一种具有无线路径引导 功能的导航系统，用于控制和疏导交通，该系统被认 为是美国ITS的开始。 美国ITS的发展 美国ITS的发展 美国ITS的发展 日本ITS的发展 日本

10、ITS的发展 日本ITS的发展 日本ITS的发展 欧洲ITS的发展 欧洲ITS的发展 欧洲ITS的发展 欧洲ITS的发展 欧洲ITS的发展 三、中国ITS的发展与研究内容 中国ITS的发展 中国ITS的发展 中国ITS的发展 中国ITS的发展 中国ITS大事记 1994年我国部分学者参加了在法国巴黎召开的第一届 ITS世界大会，为中国ITS的开展揭开了序幕。 * 1996年交通部公路科学研究所开展了交通部重点项 目智能运输系统发展战略研究工作，1999年智 能运输系统发展战略研究一书正式出版发行。 *l 1999年由交通部公路科学研究所牵头，全国数百名 专家学者参加的“九五”国家科技攻关重点项

11、目中 国智能交通系统体系框架研究工作全面展开，2001 年课题完成，通过国家科技部验收，2002年出版中 国智能交通系统体系框架一书。 中国ITS大事记 * 2000年由科技部主办，全国ITS协调指导小组办公 室协办的第四届亚太地区智能交通（ITS）年会在北 京举行。 * 2002年4月科技部正式批复“十五”国家科技攻关 “智能交通系统关键技术开发和示范工程”重大项目 正式实施，北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、 中山、济南、青岛、杭州十个城市作为首批智能交通 应用示范工程的试点城市。 中国ITS大事记 * 2002年9月，由中国科技部和交通部共同举办的 “第二届北京国际智能交通系统（ITS

12、）技术研讨暨 技术与产品展览会”在北京举行。 * 2003年11月，科技部马颂德副部长第一次率中国政 府代表团参加在西班牙马德里举办的第十届ITS世界 大会，科技部联合交通部、建设部、公安部和北京市 政府联合申办“2007年第十四届ITS世界大会”获得 成功，标志着中国的智能交通系统建设将在更加开放、 竞争与合作并存的环境中加速发展。 * 2004年10月，科技部第一次大规模组团参加第十一 届在日本名古屋举办的第十一届ITS世界大会，中国 政府展览团在ITS大会的首次展览，获得成功。 第三节 GPSGIS技术在道路交通运输系统中的应用 一、GPS技术在道路交通运输系统中的应用 GPS技术是利用

13、分布在高空的多颗人造卫星对地面 上的目标进行测定并进行定位和导航，它用于对船舶 和飞机以及其它飞行物的导航、对地面目标的精确定 位和定时、地面和空中的交通管制以及空间和地面的 灾害监测等。 GPS系统主要由空间部分、地面部分和用户部分 组成。 空间部分 空间部分主要由24颗（其中三颗备用）距离地面约 20200km的卫星组成，均匀分布在6个轨道。 可惜实现全天24h连续向全球任何地区的GPS用户进 行观测，通过卫星上原子频标发射的载波无线电信号 覆盖任何地区范围内目标的高精度三维定位，并且随 时提供这些目标的位置、时间和速度信息。 卫星分布示意图 地面部分 地面部分由一个主控站、五个全球监控站

14、和三个地面 控制站组成，随时与卫星保持通信联系并对卫星的飞 行进行跟踪和控制，它们都是由美国政府负责维护。 监控站的主要任务是取得卫星的观测数据，并将这些 数据传送到主控站，再由主控站对所有观测数据进行 处理计算，得出每颗GPS卫星轨道和卫星钟的修正值。 并依此外推一天以上的卫星星历以及钟差，将其按一 定格式转化为导航电文由地面控制站注入到卫星的存 储器上。 用户部分 地面上的用户必须配备专门的GPS接收机，用于接收 卫星发射的信号，取得距离观测量和导航电文，以获 得接收机的位置信息，并根据这些信息来进行导航和 定位等。 GPS系统三个组成部分及其相互关系图 2、GPS技术在道路交通运输系统中

15、的作用 （1）利用GPS进行导航 车辆跟踪 航线设计 按设计航线进行导航 查询功能 （2）利用GPS实现车辆运营管理 查询功能 多屏幕、多车辆跟踪 指挥与车辆跟踪相结合 报警及意外处理 二、GIS技术在道路交通运输系统中的应用 1.GIS技术介绍 GIS主要应用领域 自然资源的调查与管理 区域和城市规划管理 环境、洪水、作物、灾害监控 为企业生产和管理服务 在交通运输中的应用 2.交通GISGIS-T 电子地图的应用 道路网规划 道路设计和维护 运输企业经营管理 为智能运输系统提供数字化平台 3.GIS技术在道路交通运输系统中的应用 （1）用于车辆导航和监控 电子地图显示功能 标注当前车位 地物信息分类索引 最佳路径选择 行车路线导航 （2）GIS用于基础设施管理 （3）GIS用于交通安全管理和事故分析 第四节 ITS的未来 一、客运系统的未来 1.系统的组成与功能 系统是由家庭、办