智能交通系统概论-4课件

1、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

2、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

3、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。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、

4、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

5、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.快速货运管理系统（Fleet and Freight Management System，FFMS） 该系统可监视、协调快速货运车辆及货运停车场、承运人，根据发车数据决定货运计划并安排驾驶员。 3.收费管理系统（Toll Administration

6、System，TAS）为用户支付通行费、车票费用、存车费等所有交通出行活动所发生的费用，提供一种通用的电子支付手段，实现收费、支付的自动化，从而推动多式联运的发展。该服务利用智能卡或其他技术形成一种通用的服务费支付体系。4.运输管理系统（Transit Management System，TMS） 可根据运输车辆的数据，决定车辆运输计划，安排驾驶员。5.应急管理系统（Emergency Management System，EMS） 是指处理事故及对危险货物运输的管理。包括两项服务功能：驾驶员乘员安全和碰撞情况自动通告。驾驶员乘员安全功能能为用户提供突发事件的初步信息如机械故障或汽车抛锚；碰撞情

7、况自动通告可在发生交通事故后报告事故的地点、性质及车辆碰撞受损的程度。 本系统通过采用以下主动安全技术和被动安全技术，实现预防汽车碰撞事故及避免或减少人员伤亡事故的目的。（1）纵向避碰；（2）侧向避碰；（3）道路交叉口避碰；（4）视觉强化避碰；（5）碰撞前的乘员安全束护；（6) 危险预警。（二）车载系统 安装在车辆上，它支持通过无线通信系统和中心系统进行通信，也支持路车间通信，即车载系统和外场设备系统进行数据交换、信息交换，还支持车车通信，即车载系统之间进行通信。包括四个子系统： 1、一般车辆上的车载单元2、公交车辆上的车载单元3、商用车辆上的车载系统4、应急车辆车载系统 （三）外场设备系统

8、一般设置在道路上、收费站、检测站等，可通过光纤通信或无线通信和交通管理中心进行信息交换，也可通过无线通信和车载系统进行信息交换。1、外场设备：提供交通管理监视信号和旅游信息的信号。2、电子收费系统：通过确定小范围通信和车辆收费标识进行通信收集、收费和查询违法者。3、停车管理系统 ：收集停车费用和管理停车车位。4、商业车辆检查系统 ：通过从车辆标识上采集凭证和安全数据，从而确定车辆运营的正确性，并将结果返送给驾驶员，并把检查结果记录到CVAS系统的数据库中，在国境上进行国际检查。三、欧洲的智能交通系统框架体系欧盟各国在欧盟委员会的领导下，由来自各国相关政府部门、大学、科研机构和产业界的专家于19

9、98年4月开始了为期24个月代号为KAREN项目，进行欧盟ITS体系结构的开发，并于1999年8月和10月分别推出了其逻辑体系结构和物理体系结构。1、概述广义上的“体系结构”是定义一个系统的顶层结构,一个系统体系结构为许多设计提供一个战略计划，并且是由一个相同系统的不同方面所组成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需求的欧洲参考系列目录；描述不同部分及其交互作用的一系列体系结构，从而满足那些用户需求；在发展ITS过程中，在国家、地区和服务等级上指引如何使用柜架来定义特定的体系结构：推荐可以用于实施过程中的标准和最好

10、的实践经验；KAREN项目研究成果受益者：高级部门广告部门工业部门4、欧洲ITS体系框架开发方法步骤 采用方法：面向过程的方法5、欧洲ITS体系框架构成（1）用户需求强调需要由框架体系结构完成的关键优先方面其他的与ITS的实施、质量需求和限制有关的用户需求用户需求的主要部分与ITS所提供的功能相关（2）KAREN功能体系结构在最高层次上 KAREN功能体系结构由一系列功能领域组成： 提供电子付费、提供安全和紧急情况处理、交通管理、管理公共交通运营者、提供先进的驾驶便利、提供出行者旅行辅助、为法律强制提供支持、货物管理和车队调度 KAREN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

11、能是怎样被分成高级和低级功能的。数据流图还显示了这些功能是如何联系在一起。如何与不同的数据库联系在一起及如何通过数据流与终端联系在一起。（4）KAREN通信体系结构（3）KAREN 物理体系结构 物理体系结构描述了在功能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集成。 在物形体系结构中描述的系统覆盖了以下的领域：电子付费、安全和紧急情况处理、综合交通管理、公共交通运营、先进的驾驶便利、出行者旅行辅助、法律约束、货物管理和车队调度。描述了支持在不同系统部分之间进行信息交换的机制（5）KAREN提出的标准问题四、日本的智能交通框架体系信息模型控制模型子服务的信息处理表

12、子服务和逻辑框架关系表1目的和步骤2日本ITS体系框架的构成用户服务逻辑框架九大系统：导航系统、电收费系统、辅助安全驾驶、交通优化管理、提高道路管理效率、公共交通支持、提高商用车辆运行效率、行人支持、突发事故车辆运行支持最高子系统：车辆、道路、中心、人员、外部环境最低子系统：个体物理模型整体物理模型服务执行表逻辑框架与物理框架关系表子系统表子系统相互关系图物理框架标准化服务领域服务内容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.

13、电子收费（7）电子收费4、中国ITS体系框架中的服务领域与服务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）自动车辆驾驶六、现有的研究体系 在已有的研究成果中，智能运输系统的体系结构可分为三

14、大研究体系：1、美国的智能车路系统（IVHS，Intelligent Vehicle Highway System）战略计划 该计划制定了全美IVHS计划的总目标、阶段目标和目的，并制定了实现总目标的智能运输系统开发与实施框架计划。2、日本的先进的道路运输系统的目标日本政府1995年2月制定了推进高度信息通信社会的基本方针，该方针表示政府希望公用设施的信息化成为全社会信息化的催化剂，对于公共交通设施的组成部件道路、交通、车辆，使用最新的通信技术把道路与车辆相结合成为一个先进的道路运输系统，以提高安全、效率和舒适性，并对环境的改善做出贡献。3、欧洲的两项洲际计划1）欧洲汽车安全专用道路设施计划DRIVE（Delicate Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe），由欧洲社团委员会发起的，注重道路基础设施智能化的研究，主要涉及公路和交通控制技术的研究。2）欧洲高效安全道路交通计划PFOMET