智能运输系统

1、智能智能运输系统运输系统(ITS)Intelligent Transportation System智能运输系统基本定义What is ITS? 由于研究者不同，考虑问题角度不同；由于研究者不同，考虑问题角度不同；ITS处于快速发展时期，内涵与外延处于发展变化之处于快速发展时期，内涵与外延处于发展变化之中，所以对于中，所以对于ITS，目前尚未统一的定义，目前尚未统一的定义目前对目前对ITS有几种定义：有几种定义：v（1）美国）美国ITS手册手册2000v（2）ITS美国网站美国网站v（3）中国智能运输系统框架研究报告）中国智能运输系统框架研究报告v（4）教材定义）教材定义v （1）美国）美国I

2、TS手册手册2000： 智能运输系统（智能运输系统（ITSITS）由一系列用于）由一系列用于运输网络管理的运输网络管理的先进技术及出行者提供的多种服务所先进技术及出行者提供的多种服务所组成。组成。ITSITS技术（也技术（也称为称为“运输通信运输通信”）的基础是以下三大核心要素：）的基础是以下三大核心要素：信息信息、通通信信和和集成集成。信息的采集、处理、融合和服务是。信息的采集、处理、融合和服务是ITSITS的核心的核心。无论是提供交通网络的实时交通状态的信息，还是为制。无论是提供交通网络的实时交通状态的信息，还是为制定出行计划提供在线信息，定出行计划提供在线信息，ITSITS技术能使管理者

3、，运营者技术能使管理者，运营者以及个体出行者变得更为消息灵通，相互间能够更为协调以及个体出行者变得更为消息灵通，相互间能够更为协调，做出更为智能化的决策。，做出更为智能化的决策。智能运输系统基本定义智能运输系统基本定义（2）ITS美国网站美国网站 智能运输系统，或称智能运输系统，或称ITSITS，是由一系列以有线和无线为，是由一系列以有线和无线为基础的基础的信息信息、控制控制和和电子技术电子技术构成。当将这些技术集成到构成。当将这些技术集成到交通系统基础设施和车内时，这些技术帮助监视和管理交交通系统基础设施和车内时，这些技术帮助监视和管理交通流、减少拥挤、为出行者提供可选路线、提高生产性、通流

4、、减少拥挤、为出行者提供可选路线、提高生产性、保障安全、节约时间和费用。保障安全、节约时间和费用。智能运输系统基本定义（3）中国智能运输系统框架研究报告）中国智能运输系统框架研究报告 智能运输系统是智能运输系统是在较完善的基础设施（包括道路、港在较完善的基础设施（包括道路、港口、机场和通信等）之上，将口、机场和通信等）之上，将先进的信息技术先进的信息技术、通信技术通信技术、控制技术控制技术、传感技术传感技术和和系统综合技术系统综合技术有效地集成，并应有效地集成，并应用于地面运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的、实用于地面运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的、实时、准确、高效的运输系统。时、

5、准确、高效的运输系统。智能运输系统基本定义（4）教材定义教材定义 智能运输系统（智能运输系统（Intelligent Transportation Systems,简称简称 ITS）就）就是是通过采用先进的通过采用先进的电子技术电子技术、信息技术信息技术、通信通信技术技术等高新技术，对传统的交通运输等高新技术，对传统的交通运输系统及管理体制进行改造，从而形成一种系统及管理体制进行改造，从而形成一种信息化信息化、智能化智能化、社会化社会化的新型现代交通的新型现代交通统统。 各国对ITS概念的理解各有差异，但实质一致。 但从技术层面上来讲，ITS运用以计算机、通讯和控制技术，即3C技术（Compu

6、ter, Communication和Control）为代表的现代科技对交通系统进行控制和管理。 实现效率、安全、环境、实现效率、安全、环境、经济等方面的效益经济等方面的效益人人People路路Roads车车Vehicles促促进进交交通通安安全全增增进进能能源源使使用用效效率率减减少少拥拥堵堵提提高高灵灵活活性性减减少少环环境境污污染染增增加加经经济济效效益益Information & Communications Technology信息通信技术信息通信技术智能运输系统的特征从人工智能学的角度来说，其从人工智能学的角度来说，其原理上应是基于知识的系统原理上应是基于知识的系统其功能上

7、应具有感知能力、判其功能上应具有感知能力、判断、推理和学习能力断、推理和学习能力结构上应具有如图所示的智能结构上应具有如图所示的智能核。输入为来自于过程的各种有核。输入为来自于过程的各种有用信息，输出为提供给决策、评用信息，输出为提供给决策、评价等的知识价等的知识智能运输系统是智能运输系统是“智能系统智能系统”和和“运输系统运输系统”的结合。的结合。具体来说，智能具有一些特征：具体来说，智能具有一些特征：智能运输系统的特征 智能运输系统其最终目的是要通过模拟出人的智能运输系统其最终目的是要通过模拟出人的智能，使运输系统变得更加有效率，更有人性智能，使运输系统变得更加有效率，更有人性五官：收集信

8、息五官：收集信息大脑：融合信息，大脑：融合信息，做出决策做出决策四肢：执行决策四肢：执行决策传感器：收集信息传感器：收集信息执行机构：执行机构：执行决策执行决策交通流量传感器：交通流量传感器：收集交通流量信息收集交通流量信息交通信号机：按计算交通信号机：按计算结果显示相位控制策略结果显示相位控制策略CPU：融合信息，：融合信息，做出决策做出决策红绿灯红绿灯CPU：融合交通信息，融合交通信息，算出控制策略算出控制策略人的智能人的智能人工智能人工智能智能红绿灯智能红绿灯智能运输系统的目标在在ITS中：中： 车辆靠自身的智能在道路上安全、自由地行驶车辆靠自身的智能在道路上安全、自由地行驶 道路靠自身

9、的智能将交通流调整至最佳状态道路靠自身的智能将交通流调整至最佳状态 驾驶员靠系统的智能对道路交通情况了如指掌驾驶员靠系统的智能对道路交通情况了如指掌 交通运输管理人员靠系统的智能对道路上的车辆交通运输管理人员靠系统的智能对道路上的车辆行驶和交通状态一清二楚，使传统的被动式交通行驶和交通状态一清二楚，使传统的被动式交通管理转变为主动的交通管理。管理转变为主动的交通管理。智能运输系统的的产生与发展智能智能运输系统发展的运输系统发展的背景背景（1）交通问题的日益严峻和寻求新的解决途径）交通问题的日益严峻和寻求新的解决途径 交通交通问题：问题：指对社会或经济未能产生效指对社会或经济未能产生效益、交通本

10、身的机能也未充分发挥的益、交通本身的机能也未充分发挥的状态状态 经济经济发展发展 汽车数量急增汽车数量急增 交通阻塞普遍存在交通阻塞普遍存在智能运输系统发展的背景智能运输系统发展的背景（2）当前城市交通面临的主要问题）当前城市交通面临的主要问题道路容量严重不足道路容量严重不足汽车增长速度过快汽车增长速度过快公共交通发展缓慢公共交通发展缓慢 交通管理技术水平低下交通管理技术水平低下缺乏整体的交通发展战略缺乏整体的交通发展战略智能运输系统发展的背景智能运输系统发展的背景解决交通问题的方法解决交通问题的方法(重点重点)（1）控制需求控制需求（长期舍弃不可能）（长期舍弃不可能）（2）增加供给）增加供给

11、-修路（高速公路修路（高速公路 ，城市），城市）（3）加强城市交通管理加强城市交通管理实施智能运输系统实施智能运输系统加强交通法规建设，制定限制性交通法规加强交通法规建设，制定限制性交通法规加强宣传教育，提高交通参与者遵守交通法规和现加强宣传教育，提高交通参与者遵守交通法规和现代交通意识代交通意识确定合理完善的城市交通规划确定合理完善的城市交通规划进行城市交通信号控制进行城市交通信号控制公交优先政策公交优先政策实施智能运输系统：实施智能运输系统：智能运输系统是目前国际公认智能运输系统是目前国际公认的解决城市和公路交通拥挤、改善行车安全、提高的解决城市和公路交通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、

12、减少空气污染等问题的最佳途径运行效率、减少空气污染等问题的最佳途径v智能运输系统与传统的交通管理系统一个最显著的区别是，将服务对象的重点由以往的管理者转向道将服务对象的重点由以往的管理者转向道路使用者路使用者，即用先进的科技手段向道路用户提供必要的信息和便捷的服务，以减少交通堵塞，从而达到提高道路通过能力的目的。v另外，从系统论的角度来看，ITS将道路管理者、道路管理者、用户、交通工具及设施用户、交通工具及设施有机地结合起来并纳于系统之中，提高了交通运输网络这个大系统的运行效率 ITS发展的必然性（1）ITS是科技发展的必然产物是科技发展的必然产物(交通运输交通运输) 路路马车马车蒸汽车蒸汽车

13、内燃机车内燃机车（2）ITS是信息化社会发展的必然要求是信息化社会发展的必然要求(PC)（3）ITS是世界经济发展的必然要求是世界经济发展的必然要求(载体载体)（4）ITS是解决交通问题的根本途径是解决交通问题的根本途径2、智能运输系统发展的推动力、智能运输系统发展的推动力（1）经济竞争的日益激烈和寻求新的经济增长点）经济竞争的日益激烈和寻求新的经济增长点 （2）冷战结束促进军用高新技术民用化（）冷战结束促进军用高新技术民用化（GPS）（3）先进科技技术的发展和人们对交通新的要求）先进科技技术的发展和人们对交通新的要求和可持续发展的要求和可持续发展的要求拥挤事故拥挤事故环境问题等环境问题等交通

14、问题交通问题日益严重日益严重减轻经济损失减轻经济损失提高国际间提高国际间的竞争力的竞争力国家和民间企业国家和民间企业的积极参加的积极参加培养新的产业培养新的产业机动车道路机动车道路的综合对策的综合对策道路建设的限制道路建设的限制3、ITS的功能的功能（1）顺畅功能顺畅功能：增加交通的机动性，提高运：增加交通的机动性，提高运营效率；提高道路网的通行能力，提高设营效率；提高道路网的通行能力，提高设施效率；调控交通需求。施效率；调控交通需求。（2）安全功能安全功能：提高交通的安全水平，降低：提高交通的安全水平，降低事故的可能性事故的可能性/避免事故；减轻事故的损害避免事故；减轻事故的损害程度；防止事

15、故后灾难的扩大程度；防止事故后灾难的扩大（3）环境功能环境功能：减轻堵塞；低公害化，降低：减轻堵塞；低公害化，降低汽车运输对环境的影响。汽车运输对环境的影响。 ITS的社会经济效益的社会经济效益（1）减少交通拥挤和行车延误）减少交通拥挤和行车延误（2）减少交通事故的发生率、死亡率）减少交通事故的发生率、死亡率（3）产业发展与就业机会的增加）产业发展与就业机会的增加（4）能源消耗量减少）能源消耗量减少Saving LivesSaving TimeReducing PollutionSaving Money改改善善安安全全减少拥挤减少拥挤使环境影响降低到最小程使环境影响降低到最小程度度提高生产率提

16、高生产率增进机动化水平增进机动化水平提高能源效率提高能源效率ITS的效益的效益智能交通系统的最终目的是建立快速、准智能交通系统的最终目的是建立快速、准时、安全、便捷和舒适的交通运输体系时、安全、便捷和舒适的交通运输体系, ,以以保证社会经济可持续发展保证社会经济可持续发展, ,建立与人类生存建立与人类生存环境相协调的良好的交通运输环境。环境相协调的良好的交通运输环境。智能交通系统的优势可以用方便、安全、智能交通系统的优势可以用方便、安全、舒适、快捷舒适、快捷8 8个字来概括。个字来概括。国外的经验证明国外的经验证明, ,一旦一旦ITSITS投入使用投入使用, ,至少可至少可以把城市的交通堵塞减

17、少以把城市的交通堵塞减少50%,50%,交通事故甚交通事故甚至可以减少至可以减少80%80%。 美国智能交通协会主席柯林斯说美国智能交通协会主席柯林斯说,ITS,ITS的应用可使现有公路的应用可使现有公路使用率提高使用率提高15%15%30%30%。 据日本官方的估计据日本官方的估计, ,日本在今后的日本在今后的2020年内可降低年内可降低8%8%10%10%的的交通事故交通事故; ;每年交通事故死亡人数可比现在减少每年交通事故死亡人数可比现在减少30%30%70%;70%;到到20102010年年, ,日本国内的交通阻塞可减少日本国内的交通阻塞可减少20%20%以上。以上。 每年还可减少每年

18、还可减少45.4645.46亿的燃料消耗亿的燃料消耗, ,公路网络通行能力成公路网络通行能力成倍增长倍增长, ,并减少尾气污染并减少尾气污染, ,经济效益与社会效益都是很可观的经济效益与社会效益都是很可观的 根据日本道路根据日本道路交通交通车辆智能化推进协会的试算车辆智能化推进协会的试算, ,仅导航仅导航系统的开发到目前就已经创造出系统的开发到目前就已经创造出2020亿美元规模的市场亿美元规模的市场, ,今后今后2020年预计年预计ITSITS整体将创造出整体将创造出50005000亿美元的市场规模。亿美元的市场规模。ITS的效益的效益（1）为交通出行者提供便利）为交通出行者提供便利 减少出行

19、时耗减少出行时耗 缩短不必要的行驶里程缩短不必要的行驶里程 省时、省油省时、省油 提高行车安全提高行车安全智能交通系统对交通系统的效应智能交通系统对交通系统的效应（2 2）为交通管理者提供有力的支持）为交通管理者提供有力的支持交通管理者需要在充分了解现有道路交通运行状况的基交通管理者需要在充分了解现有道路交通运行状况的基础上础上, ,作出相应的管理决策。作出相应的管理决策。 借助实时信息采集、传输与发布系统借助实时信息采集、传输与发布系统 应急救援应急救援 缓解拥挤缓解拥挤 为决策和检验决策效果提供依据为决策和检验决策效果提供依据 改善公交服务和经营改善公交服务和经营 对交通设施的智能化管理对

20、交通设施的智能化管理 为企业的物流运输提供更经济有效、安全的服务为企业的物流运输提供更经济有效、安全的服务智能交通系统对交通系统的效应智能交通系统对交通系统的效应智能运输系统（智能运输系统（ITS）的研究内容）的研究内容智智 能能 交交 通通 控控 制制 系系 统统改善安全的技术改善安全的技术 多多 式式 联联 运运 系系 统统出行者信息系统出行者信息系统西单至王府井拥挤有延西单至王府井拥挤有延误误 车车 内内 导导 航航v 多式联运：多式联运：Multimodal Transport （由两种及其以上的（由两种及其以上的交通工具交通工具相互衔接、转运而共同完成的相互衔接、转运而共同完成的运输

21、过程运输过程统称为统称为复合运输，我国习惯上称之为多式联运。）复合运输，我国习惯上称之为多式联运。）v 日本的铁路：新干线为标志新干线为标志铁路系统提供的铁路系统提供的信息信息是是实实时时的，缺乏统一标准的，缺乏统一标准不能满足多式联运乘客日不能满足多式联运乘客日益提高的可持续流动性的益提高的可持续流动性的交通需求。交通需求。CyberRail 借助信息的发展使得乘客的出门计划可通借助信息的发展使得乘客的出门计划可通过一个过一个“助手助手”自动实现计划的安排和调自动实现计划的安排和调整，实现无接缝无障碍的运输整，实现无接缝无障碍的运输 新的车站功能作为一个电脑空间和真实空新的车站功能作为一个电

22、脑空间和真实空间的连接点而诞生。就是提供软件支持信间的连接点而诞生。就是提供软件支持信息系统以支持多式联运运输。如果乘客对息系统以支持多式联运运输。如果乘客对软件的设计思想满意，再投资相应的硬件软件的设计思想满意，再投资相应的硬件设施来提高系统的便利性和高效性。如果设施来提高系统的便利性和高效性。如果乘客对设计不满意，可重新设计软件以便乘客对设计不满意，可重新设计软件以便更好满足乘客的需要。更好满足乘客的需要。 自然资源管理自然资源管理快速准确的医快速准确的医疗救护响应疗救护响应恶劣天气状况响应恶劣天气状况响应军事上军事上 使使 军队部军队部署时间缩短署时间缩短沿海地区紧急疏散沿海地区紧急疏散

23、美国美国ITS的发展历程及主要研究内容的发展历程及主要研究内容开始研究电子路线引导系统（开始研究电子路线引导系统（ERGS）v由国家统一规划、投入充足、发展迅速、重由国家统一规划、投入充足、发展迅速、重视基础设施建设是美国视基础设施建设是美国ITS发展历程的一大发展历程的一大特点特点 第一阶段（从上世纪第一阶段（从上世纪60年代到上世纪末）：年代到上世纪末）：研研究范围全而广，研究领域涉及交通监控、交通究范围全而广，研究领域涉及交通监控、交通信号智能控制、不停车收费、信号智能控制、不停车收费、 车路协同及自动车路协同及自动驾驶等领域，表现为研究内容宽泛，项目相对驾驶等领域，表现为研究内容宽泛，

24、项目相对分散分散 第二阶段（本世纪初开始）：第二阶段（本世纪初开始）：重点关注车辆安重点关注车辆安全及车路协调技术，全及车路协调技术，并从综合交通运输体系的并从综合交通运输体系的角度开展智能运输与安全技术的研究，其内容角度开展智能运输与安全技术的研究，其内容包括综合运输协调技术、车辆安全技术等，特包括综合运输协调技术、车辆安全技术等，特点是更加注重实效，促进相关技术产业化点是更加注重实效，促进相关技术产业化美国美国ITS发展发展历程历程第一阶段第一阶段（1）早在）早在20世纪世纪60年代，年代，开始进行开始进行ERGS (Electronic Route Guidance System)电子路

25、线电子路线引导引导系统系统 研究研究,是是ITS的最早的最早起源起源（2）1987年非正式团体年非正式团体-Mobility 2000成立成立（3）1990年年8月成立专门的全国性组织月成立专门的全国性组织IVHS America（Intelligent Vehicle Highway ociety of America，美国，美国IVHS协会协会）IVHS(Intelligent Vehicle Highway System，智，智能车路系统能车路系统)的的4大分系统（大分系统（AMTS,ATIS,CVO,AVCDS)（4）1991年年ISTEA Intermodal Surface Tra

26、nsportation Efficiency Act，又称为，又称为“ISTEA”，综合地面交通效率法案，综合地面交通效率法案，被被美国交通运输界誉为确立美国交通运输新政策的一部美国交通运输界誉为确立美国交通运输新政策的一部跨时代的交通运输建设新法案跨时代的交通运输建设新法案 把把IVHS的研究开发置于交通建设政策的中心项目的的研究开发置于交通建设政策的中心项目的位置，并制订了研究开发位置，并制订了研究开发IVHS的巨大投资计划的巨大投资计划 ISTEA为为IVHS/ITS立法立法（5）1993年，开始制订年，开始制订AHS自动公路系统研究计划，自动公路系统研究计划，USDOT和联邦政府批准和

27、联邦政府批准（6）1994年年10月，成立了相关团体月，成立了相关团体NAHSC(National Automated Highway System Consortium, 全美自动全美自动公路系统协会公路系统协会)。同年，。同年，IVHS更名为更名为ITS，在原来，在原来IVHS的的4大分系统（大分系统（AMTS,ATIS,CVO,AVCSS)的基础上加上的基础上加上了了2个分系统（个分系统（APTSARTS), 再加上再加上AHS，形成现在，形成现在ITS研究开发的领域框架。研究开发的领域框架。（7）1996年年1月，月，USDOT（U.S. Department of Transport

28、ation，美国交通运输部），美国交通运输部）又发布又发布“时间节约时间节约战略战略”（Operation Time Saver)，提出了，提出了ITI（Intelligent Transportation Infrastructure) ”智能交通智能交通运输基础设施的新概念运输基础设施的新概念美国美国的七的七大系统大系统ATMS (Advanced Traffic Management ATMS (Advanced Traffic Management SystemsSystems) ) （先进的交通管理系统）ATIS (Advanced Traveler Information ATIS

29、 (Advanced Traveler Information Systems) Systems) （先进的出行者信息系统）APTS (Advanced Public Transportation APTS (Advanced Public Transportation SystemsSystems) ) （先进的公共交通系统）ARTS (Advanced Rural Transportation ARTS (Advanced Rural Transportation SystemsSystems) ) （先进的乡村运输系统）CVO (Commercial Vehicle Operations

30、) CVO (Commercial Vehicle Operations) （商业车辆运营）AVCSS (Advanced Vehicle Control and AVCSS (Advanced Vehicle Control and Safety SystemsSafety Systems) ) （先进的车辆控制和安全系统）AHS (Automated Highway SystemsAHS (Automated Highway Systems) ) （自动公路系统） ATMS（先进的交通管理系统） 先进的监测、控制和信息处理系统。 该类系统向交通管理部门和驾驶员提供对道路交通流进行实时疏导、

31、控制和对突发事件应急反应的功能。 ATIS（先进的出行者信息系统） 为出行者提供及时的信息服务（当前交通状况、公交路线与发车时刻表、票价、天气状况）。 出行者决策：出行目的地、出行时间、出行方式、出行路线 APTS（先进的公共交通系统）利用智能技术对传统的公共交通系统进行改造而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代公共交通系统 。 公共车辆定位系统，客运量自动检测系统，行驶信息服务系统，自动调度系统，电子车票系统等。 ARTS（先进的乡村运输系统）ITS技术，尤其是ATIS和APTS相关技术在乡村地区的应用。 根据乡镇运输的特殊需要，也有一些特殊技术的开发和研究，如紧急呼救和事故防止、不利道

32、路和交通环境的实时警告等 CVO（商业车辆运营） 通过改善运输企业的营运资质办理、注册登记、上缴税费、运输管理、货物配送过程，提高运输企业安全与生产效率。 针对重载卡车与州际长途客运车。 AVCSS（先进的车辆控制和安全系统）研制具有道路障碍自动识别、自动报警、自动转向、自动制动、自动保持安全车距、车速和巡航控制功能的智能车辆。提供更安全、更舒适、更富效率的驾驶环境。 AVCSS是自动公路系统不可分离的部分。 AHS（自动公路系统） 更高级的智能车辆系统与智能道路系统的集成。 ITS研究领域中最具挑战性和最具市场潜力的一项研究。 v第二阶段第二阶段（1）1997年美国加州的自动公路系统演示结束

33、后。年美国加州的自动公路系统演示结束后。DOT将将ITS的研究重点进行调整的研究重点进行调整（2）1998年，美国国会通过年，美国国会通过21世纪交通平等法世纪交通平等法（Transportation Equity Act for the 21st Century, TEA-21）；同年，智能车辆引导（）；同年，智能车辆引导（Intelligent Vehicle Initiative，IVI）计划实施。其基本宗旨和目标为：）计划实施。其基本宗旨和目标为：1、预防交通事故（特别是碰撞事故）及其引起的人员伤亡预防交通事故（特别是碰撞事故）及其引起的人员伤亡，提高安全性；，提高安全性；2、以人的因

34、素为基础，防止驾驶员分、以人的因素为基础，防止驾驶员分神；神；3、促进碰撞防止系统的研究应用。同时，对轿车、促进碰撞防止系统的研究应用。同时，对轿车、重型卡车、特殊车辆预防系统、交叉路口碰撞预防、重型卡车、特殊车辆预防系统、交叉路口碰撞预防、信号警告、左转防撞警告等进行研究信号警告、左转防撞警告等进行研究（3）2002年，颁布智能运输系统年，颁布智能运输系统10年规划年规划第二阶段美国第二阶段美国ITS重点领域（美国重点领域（美国2002年颁布的年颁布的ITS10年年规规划中指出）划中指出） 建立一个全国性的、整体化的交通运输信息网络，使建立一个全国性的、整体化的交通运输信息网络，使公众出行更

35、加方便、更加省时、更加经济，提高货运公众出行更加方便、更加省时、更加经济，提高货运效率，更有效地完成货物运输任务效率，更有效地完成货物运输任务 开发先进的车辆防撞技术，大量地减少撞车交通事故开发先进的车辆防撞技术，大量地减少撞车交通事故，将交通安全和运输效率提高到史无前例的水平，将交通安全和运输效率提高到史无前例的水平 开发交通事故自动检测、通报和应变技术，使救护人开发交通事故自动检测、通报和应变技术，使救护人员尽快到达事故现场，争取救护伤员、拯救生命的宝员尽快到达事故现场，争取救护伤员、拯救生命的宝贵时间贵时间 进一步研发先进的交通管理技术，智能地、自适应地进一步研发先进的交通管理技术，智能

36、地、自适应地管理各种地面交通。区域性交通网络应当在超越地区管理各种地面交通。区域性交通网络应当在超越地区界限和运输方式的前提下，无间隙地整合起来，实现界限和运输方式的前提下，无间隙地整合起来，实现一体化的运行目标。先进的交通管理系统还应在保障一体化的运行目标。先进的交通管理系统还应在保障交通安全、防止交通事故、提供事故救援和快速恢复交通安全、防止交通事故、提供事故救援和快速恢复事故现场的交通秩序等方面发挥功能事故现场的交通秩序等方面发挥功能2、我国我国ITS的发展历程及主要研究内容的发展历程及主要研究内容v（1）70年代末，信号控制的研究与开发v（2）80年代后期，ITS的基础研究开发工作v（

37、3）90年代开始建设交通指挥控制中心v（4）开展学术交流活动v中国的ITS的体系框架共分为8个服务领域、34项服务内容、138项子服务服务领域：服务领域：v1.交通管理与规划 Traffic Management and Planning v2.电子收费 Electronic Payment Servicev3.出行者信息 Traveler Information Systemv4.车辆安全和辅助驾驶 Vehicle Safety and Driving Assistancev5.紧急事件和安全 Emergency and Securityv6.运营管理 Transport Operation

38、 Managementv7.综合运输 Inter-modal Transpot v8.自动公路 Automated Highway Systemv国际标准组织1999年在技术报告ISO/TR 14813中对运输信息和控制系统的服务进行了划分服务种类如下：服务种类如下：v1.出行者信息 2.交通管理与规划v3.车辆安全和辅助驾驶 4.商用车辆管理v5.公共交通管理 6.紧急事件v7.电子收费 8.安全我国ITS研究内容基本和日本、美国、国际标准ISO/TR 14813的研究内容一致。中国的ITS我国ITS中关村智能交通产业联盟v 2011年4月13日，由千方集团、汉王、时代凌宇、北京市基础设施投

39、资公司、北京交通大学、交通部规划研究院等51家企业和单位发起成立的中关村智能交通产业联盟宣告成立。v 这个联盟将紧紧抓住首都以及全国在交通运输效率、交通拥堵、交通服务水平、交通安全、交通节能环保等方面对智能交通应用的迫切需求，利用3-5年时间，推动实施若干批北京市智能交通应用示范工程；突破行业共性关键技术，形成若干批自主知识产权产品和集成应用解决方案。 v 近几年我国智能交通建设投资的复合增长率超过20%。预计未来3年国内整个智能交通系统行业的投入将超过1500亿元。 v中关村管委会与北京市交通委、北京市公安局交通管理局、公交集团、地铁公司等部门和单位，共同研究推进中关村企业参与首都智能交通建

40、设工作，今后将不断发布智能交通示范工程和重大需求信息，鼓励企业早做准备;将企业组织起来，研究、提出建议，帮助企业进一步参与首都智能交通建设工作;支持企业开展关键技术研发，不断提高自主创新能力 智能智能运输系统体系结构运输系统体系结构1、智能运输系统体系结构概述、智能运输系统体系结构概述（1）系统的概念）系统的概念 “系统系统”是指由相互作用和相互依赖的若干组是指由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。成部分结合成的具有特定功能的有机整体。”（辞海）（辞海） 系统体系结构系统体系结构System Architecture（2）系统体系结构）系统体系结构 “一个体系结构是

41、一个有用的和可用的系统的稳定基础。一个体系结构是一个有用的和可用的系统的稳定基础。”2、What is the ITS Architecture?ITS体系结构，定义了系统用户所需的功能，系体系结构，定义了系统用户所需的功能，系统包含的子系统及其所应具备的功能，以及各个统包含的子系统及其所应具备的功能，以及各个子系统之间的相互关系和集成方式子系统之间的相互关系和集成方式 ITS体系结构通过确定体系结构通过确定ITS各子系统、各子系统各子系统、各子系统功能、各子系统之间的关系来向设计人员和开发功能、各子系统之间的关系来向设计人员和开发者提供所需的基本指导者提供所需的基本指导vITS体系结构为智能

42、运输系统的规划、定义体系结构为智能运输系统的规划、定义和集成提供了一个共同的框架。并在过去十和集成提供了一个共同的框架。并在过去十年通过运输从业人员，系统工程师，系统开年通过运输从业人员，系统工程师，系统开发人员，技术专家，顾问等的广泛参与得到发人员，技术专家，顾问等的广泛参与得到了发展。了发展。体系结构定义了：体系结构定义了：vITS所需的功能所需的功能v这些功能所属的物理实体或子系统这些功能所属的物理实体或子系统v将这些功能和物理子系统组合为一个综合系将这些功能和物理子系统组合为一个综合系统的信息流和数据流统的信息流和数据流 v意义意义: ITS本身比较复杂，涉及面广，需要有一个指导性的框

43、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，它的实施是一个庞大的系统，包含有很多子系统，它的实施需要通过这些子系统来实现，需要通过这些子系统来实现，ITS体系结构为体系结构为ITS的各的各个部分提供了统一的接口标准，从而使各部分便于协个部分提供了统一的接口标准，从而使各部分便于协调，集成为一个整体调，集成为一个整体 避免少缺和重复，使避免少缺和重复，使ITS成为一个高效、完整的系统，成为一个高效、完整的系统，并具有良好的扩展性并具有良好的扩展性 根据国家总体根据国家总体ITS框架，发展地

44、区性的体系结构，保证框架，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不同地区智能交通系统具有兼容性国家国家ITS体系结构体系结构 国家国家ITS体系结构是研发全国统一体系结构是研发全国统一ITS的总技术纲领的总技术纲领 国家国家ITS体系结构有益于全国范围内体系结构有益于全国范围内ITS的互操作性、的互操作性、兼容性、可扩展性以及智能交通基础设施建设的统兼容性、可扩展性以及智能交通基础设施建设的统一性和经济性一性和经济性 国家国家ITS体系结构有益于能确定为实施体系结构有益于能确定为实施ITS服务而需服务而需要开发全国统一的产品及设备，需要建立全国统一要开发全国统一的产品及设备，

45、需要建立全国统一的的ITS基础设施，从而指导基础设施，从而指导ITS的全国统一的研究开的全国统一的研究开发工作发工作v用户服务（用户服务（User Services） v逻辑体系结构（逻辑体系结构（Logical Architecture）v物理体系结构（物理体系结构（Physical Architecture）：）：是描是描述系统的构筑蓝图述系统的构筑蓝图v通信体系结构：通信体系结构：是一个通信协议的综合结构是一个通信协议的综合结构给物理体系结构中的系统的主要交界面的通信连接的定义和描述给物理体系结构中的系统的主要交界面的通信连接的定义和描述提供详细的分析提供详细的分析描述他们需要的协议描述

46、他们需要的协议v标准化工作标准化工作v费用效益分析评价费用效益分析评价v实施措施及策略实施措施及策略ITS体系结构开发的内容体系结构开发的内容v用户服务从用户的角度说明系统将做什么。这里的用户可能是驾驶员、系统操作员等v借助用户服务的理念，在系统或项目定义的过程中，就开始思考哪些服务能用来解决现有问题和需求。v新的或更新的用户服务可增加到ITS体系结构中。 ITS体系结构开发的方法体系结构开发的方法以功能的抽象与分解为主要手段，按功能以功能的抽象与分解为主要手段，按功能之间的联结关系组织数据。之间的联结关系组织数据。 （中美）（中美）优点：简单易行、流行已久、便于交流优点：简单易行、流行已久、

47、便于交流缺点：开发的系统修改或扩展比较困难缺点：开发的系统修改或扩展比较困难首先确定对象或实体及其与其他对象之间的首先确定对象或实体及其与其他对象之间的关系，然后确定每个对象执行的功能，围绕关系，然后确定每个对象执行的功能，围绕数据对象或实体组织功能，形成单一的相互数据对象或实体组织功能，形成单一的相互关联的视图关联的视图优点：易于扩展和修改优点：易于扩展和修改缺点：操作复杂、可读性差、不利交流缺点：操作复杂、可读性差、不利交流主要主要ITS国家系统体系结构研究国家系统体系结构研究确定系统需求与用户服务确定系统需求与用户服务宣传并获得宣传并获得相关方面的相关方面的理解与支持理解与支持开发开发功

48、能功能体系体系结构结构开发开发信息信息体系体系结构结构开发开发通信通信体系体系结构结构开发开发物理物理体系体系结构结构标准标准化需化需求分求分析析系统体系结构评估系统体系结构评估确定标准化优先领域确定标准化优先领域规划整个规划整个ITS系统的开发计划系统的开发计划文档整理及协调与修改文档整理及协调与修改ITS体系结构开发的步骤体系结构开发的步骤6、ITS体系结构开发的模式体系结构开发的模式7、ITS国家体系结构开发案例v（1）日本的）日本的ITS系统体系结构系统体系结构v（2）欧盟的体系结构项目）欧盟的体系结构项目-KARENv（3）美国国家）美国国家ITS系统体系结构系统体系结构（1）日本的

49、）日本的ITS系统体系结构系统体系结构（2）欧盟的体系结构项目）欧盟的体系结构项目-KAREN（3）美国国家）美国国家ITS系统体系结构系统体系结构v1993年美国运输部年美国运输部(USDOT)开始制定统一的开始制定统一的“国家国家ITS体系结构体系结构”（National Architecture for ITS)v1997年年1月月USDOT公布公布“美国国家美国国家ITS体系结构体系结构”（UNIA）第一版；）第一版；1998年年9月公布了月公布了UNIA第二版；第二版；目前为第六版目前为第六版v其构建主要原则和目标为：以经济性为基本原则，其构建主要原则和目标为：以经济性为基本原则，最

50、大限度利用已有设施提供最大限度利用已有设施提供ITS服务；低收费，使服务；低收费，使多数人可享受信息服务，同时提供多种供选择的服多数人可享受信息服务，同时提供多种供选择的服务方式；增加私人企业的利益，加速务方式；增加私人企业的利益，加速ITS的实施应的实施应用；鼓励国家、个人合作；加强出行者安全；给地用；鼓励国家、个人合作；加强出行者安全；给地方提供管理空间方提供管理空间智能智能运输系统的标准化运输系统的标准化标准化标准化概念概念“就是通过标准的制定和认定，把放任自就是通过标准的制定和认定，把放任自由的多样性的、复杂的和无序的规格和事由的多样性的、复杂的和无序的规格和事项，通过有关方面取得一致

51、认同后，使之项，通过有关方面取得一致认同后，使之规范化、简单化和有序化规范化、简单化和有序化”标准化标准化的功能的功能 与经济活动密切相关的功能与经济活动密切相关的功能 有利于保护环境、确保安全性、节省能源、保有利于保护环境、确保安全性、节省能源、保护消费者、增进社会效益护消费者、增进社会效益 使人们在生产设计和实施中进行广泛思想交流使人们在生产设计和实施中进行广泛思想交流标准化标准化对对ITS的意义及潜在的风险的意义及潜在的风险 可保障全国范围内的兼容性可保障全国范围内的兼容性 有助于拓展有助于拓展ITS相关产品的提供渠道，创造更大的相关产品的提供渠道，创造更大的市场空间市场空间 有利于系统

52、集成有利于系统集成 有利于减轻风险，保护投资有利于减轻风险，保护投资 是市场保护的重要手段是市场保护的重要手段 阻碍技术革新和新技术的发展阻碍技术革新和新技术的发展 浪费早期与标准不符的投资浪费早期与标准不符的投资 抑制市场竞争抑制市场竞争国际国际上与上与ITS有关的标准化组织有关的标准化组织国际标准化组织国际标准化组织基于条约的基于条约的民间的民间的ITU（国际电气通信联合会）（国际电气通信联合会）CCITT（国际电报电话咨询委员会）（国际电报电话咨询委员会）CCIR（国际无线电咨询委员会）（国际无线电咨询委员会）ISO（国际标准化组织）（国际标准化组织）IEC（国际电器标准化委员会）（国际

53、电器标准化委员会） ISO（International Organization for Standardization)国际标准化组织国际标准化组织ISO技术技术委员会委员会TC204-交通信息控制系统交通信息控制系统TC211-地理信息地理信息TC22-汽车汽车TC177-带蓬车带蓬车TC31-轮胎、轮缘轮胎、轮缘TC70-内燃机内燃机SC3-电气装置电气装置SC9-操纵性、稳定性操纵性、稳定性SC13-人因工程人因工程SC20-汽车识别汽车识别ISO与交通相关的技术委员会与交通相关的技术委员会TCv ITS专门技术委员会专门技术委员会TC204-运输信息与控制系统运输信息与控制系统TIC

54、S（Transportation Information and Control System)领域的领域的标准化工作标准化工作v 2001年年4月在夏威夷召开的全体会议上，一致通过将月在夏威夷召开的全体会议上，一致通过将TC204的名称改为的名称改为“智能交通系统（智能交通系统（ITS）技术委员会）技术委员会”v 与与ITS相关的相关的ISO技术委员会包括技术委员会包括 ISO/INFCO 信息系统和服务技术委员会信息系统和服务技术委员会 ISO/TC22 道路车辆技术委员会道路车辆技术委员会 ISO/TC211 地理信息技术委员会地理信息技术委员会 ISO/IEC JTC1/SC31 信息

55、技术信息技术/自动识别和数据获取技术委员会自动识别和数据获取技术委员会 ISO/TC154 工商行政管理中的过程、数据资料和文件技术委员会工商行政管理中的过程、数据资料和文件技术委员会v 目前，目前，ISO/TC204秘书处由美国秘书处由美国SAE（汽车工程师协会）承（汽车工程师协会）承担，对担，对TC204提供技术和行政服务提供技术和行政服务v TC204设设16个个WG（Work Group）工作组）工作组-具体进行具体进行ITS相关领域的标准化工作相关领域的标准化工作组号组号主要研究内容主要研究内容牵头国家牵头国家WG1体系结构体系结构英国英国WG2质量与可靠性要求质量与可靠性要求美国美

56、国WG3数据库技术数据库技术日本日本WG4车型自动识别车型自动识别 （现已合并到（现已合并到WG1）挪威挪威WG5收费收费荷兰荷兰WG6一般车队管理（现已合并到一般车队管理（现已合并到WG7）美国美国WG7商业车辆管理商业车辆管理加拿大加拿大WG8公共交通公共交通/紧急事件处理紧急事件处理美国美国WG9交通信息管理与控制交通信息管理与控制澳大利亚澳大利亚WG10出行者信息系统出行者信息系统英国英国WG11路径诱导与导航系统路径诱导与导航系统德国德国WG12停车场管理停车场管理(休会休会)WG13人为因素和人机接口人为因素和人机接口（休会）（休会）WG14车辆车辆/路面报警和控制系统路面报警和控

57、制系统日本日本WG15专用短程通信专用短程通信德国德国WG16广域通信接口和协议广域通信接口和协议美国美国ISO/TC204工作组情况工作组情况vISO/TC204参加成员国分为参加成员国分为P（参加）成员国和（参加）成员国和O（观察）成员国；中国属于（观察）成员国；中国属于P成员国成员国vISO/TC204与与ISO的其他组织，如的其他组织，如TC22（道路车（道路车辆技术委员会）、辆技术委员会）、TC211（地理信息技术委员会）（地理信息技术委员会），以及，以及IEC（国际电工委员会）、（国际电工委员会）、APEC（亚太经（亚太经济合作组织）、济合作组织）、ITU（国际电信联盟）等组织密切

58、（国际电信联盟）等组织密切合作，共同促进合作，共同促进ITS的标准化工作的标准化工作v目前，目前，ISO/TC204已经发布标准已经发布标准8项项5、日本、日本ITS的标准化的标准化日本于日本于1991年年1月建立了月建立了TC204的国家委员会的国家委员会, 把把日本汽车工程协会作为其秘书处日本汽车工程协会作为其秘书处, 委员会下属委员会下属14个个委员会委员会 与这些委员会对应的国内机构包括：日本汽车工与这些委员会对应的国内机构包括：日本汽车工程师协会、走行电子技术协会、日本数字化道路地程师协会、走行电子技术协会、日本数字化道路地图协会、新交通管理推进协会、道路新产业开发机图协会、新交通管

59、理推进协会、道路新产业开发机构、道路保护技术中心、国土开发技术研究中心、构、道路保护技术中心、国土开发技术研究中心、日本电子机械工业协会等日本电子机械工业协会等组号组号主要研究内容主要研究内容牵头机构牵头机构WG1系统结构系统结构走行电子技术协会走行电子技术协会WG2质量与可靠性要求质量与可靠性要求汽车工程师协会技术会汽车工程师协会技术会WG3交通信息分析与控制交通信息分析与控制ITS数据库数据库日本数字化道路地图协会日本数字化道路地图协会WG4车型自动识别车型自动识别新交通管理推进协议会新交通管理推进协议会WG5税费收集与管理和进度税费收集与管理和进度道路新产业开发机构道路新产业开发机构WG

60、6运行管理运行管理道路新产业开发机构道路新产业开发机构WG7商用货运管理商用货运管理道路保护技术中心道路保护技术中心WG8公共交通公共交通国土开发技术研究中心国土开发技术研究中心WG9交通运输信息交通运输信息, 管理控制集成技术管理控制集成技术新交通管理推进协会新交通管理推进协会WG10出行者信息系统出行者信息系统新交通管理推进协会新交通管理推进协会WG11路径诱导与导航系统路径诱导与导航系统日本汽车工程师协会日本汽车工程师协会WG14车辆车辆道路警告和控制系统道路警告和控制系统日本汽车工程师协会日本汽车工程师协会WG15专用短程通信专用短程通信日本电子机械工业界日本电子机械工业界WG16广域通信协议