第五章交通信息技术应用案例

第五章交通信息技术应用案例主要内容：1、车辆定位与导航系统2、电子收费系统3、城市交通流诱导系统第一节车辆定位与导航系统1、车辆定位导航系统与ITS的关系（1）ITS研究的重要内容（2）ITS的28种服务中，有11种需要知道车辆的位置，2000年的统计（3）美国联邦公路局进行的研究表明： 非商务用车全部出行距离的约7%，全部行驶时间的12%由于缺乏良好的导航和路线引导而浪费，由此加剧了交通事故和道路拥堵同时，无效的出行费用，每年损失450亿美元（4）出行者：避免拥堵、违章驾驶，安全、便利、快捷到达目的地——出行服务系统（5）管理者：希望交通流合理分配在整个交通网络上第一节车辆定位与导航系统2、车辆定位导航系统的定义在路网数字化地图的基础上（GIS），运用GPS、DR等定位技术进行车辆定位，确定最优行驶路线，为出行者提供静态或实时的最优出行线路信息，并在出行过程中做出路线引导。3、车辆定位导航系统的分类自主式导航系统：所有的车辆导航功能都由车载系统完成。中心式导航系统：拥有通信模块，控制中心和移动用户之间进行通信。第一节车辆定位与导航系统4、车辆导航系统的组成第一节车辆定位与导航系统5、车辆定位导航系统的实现方案车辆导航系统的首要功能：提供车辆的位置，速度和航向不同系统对车辆定位导航系统要求不同：商业车辆管理和调度：100米；公共安全：10米；防碰撞：1米等目前常用的车辆定位技术：（1）地面无线电技术：设置标准点；罗兰C；基于移动通信的无线导航GSM，CDMA等（2）卫星定位技术：GPS，GLONASS，DGPS，双星定位（3）航迹推算技术：该系统测量航向角的传感器磁罗盘，里程仪和陀螺，测量速度传感器：加速度计，里程仪等。（4）地图匹配MM引入地图上的信息，通过将定位导航系统的信息与地图的信息进行比较和融合，提供整个系统的定位精度。（5）视觉定位第一节车辆定位与导航系统6、车辆组合定位系统（1）DR＋MM MM技术消除DR的累积误差，属于自主导航的系统世界上第一个实际的自动车辆定位系统就是采用该技术。 不足：初始位置需要外界提供。（2）GPS＋MM MM可消除部分GPS的误差，使得整个系统精度提高。GPS易受到遮挡失去信号。（3）GPS＋DR：研究和应用较多的系统有两种组合方案：切换定位和滤波。（4）GPS＋DR＋MM GPS＋DR——MM GPS＋DR＋MM（5）GPS＋DR＋MM+视觉（6）其他：GPS＋INS等第一节车辆定位与导航系统7、DR导航(x0,y0)(x1,y1)(x2,y2)(d0)(d1)(d2)(θ0)(θ1)(θ2)第一节车辆定位与导航系统北京城际高科——城际通第一节车辆定位与导航系统第一节车辆定位与导航系统第二节节电电子收收费系系统1、收收费制制式均一收收费开放式式收费费封闭式式收费费系统统混合式式收费费系统统第二节节电电子收收费系系统2、收收费方方式人工收收费：：不需要要或基基本不不使用用电子子和机机械设设备，，收费费过程程全部部由人人工来来完成成，即即人工工判别别车型型，人人工套套用收收费标标准、、人工工收钱钱、找找零、、给发发票。。半自动动收费费：收费过过程由由机器器和人人共同同完成成收费费的方方式，，也称称计算算机辅辅助收收费方方式。。根据据我国国国情情，采采用人人工识识别车车型或或者仪仪器识识别，，工人人收取取通向向费，，利用用计算算机及及自动动控制制技术术自动动读写写信息息、计计算收收费金金额、、打印印数据据、累累计和和汇总总。全自动动收费费（ETC）：：收取取通通行行费费的的全全过过程程都都由由机机器器来来完完成成，，其其最最大大的的特特点点就就是是““不不停停车车收收费费””，，即即车车辆辆可可以以以以相相当当高高的的车车速速通通过过收收费费口口，，无无需需在在收收费费站站前前减减速速并并停停车车缴缴费费，，一一切切均均由由电电子子设设备备来来完完成成，，操操作作人人员员不不需需直直接接介介入入，，只只需需对对设设备备进进行行管管理理监监督督以以及及处处理理特特别别事事件件。。第二节电电子收收费系统统3、ETC系统统定义及及特点电子不停停车收费费(ElectronicTollCollection，简简称ETC)系系统是国国际上正正在努力力开发并并推广普普及的一一种用于于公路、、桥梁和和隧道的的新型电电子自动动收费技技术。它通过车车载电子子标签与与微波天天线之间间的专用用短程通通讯(DedicatedShortRangeCommunication，简称DSRC)，在在不需要要司机停停车和其其他收费费人员采采取任何何操作的的情况下下，自动动完成收收费处理理全过程程。三大特点点：不停停车、无无需人、、无现金金。第二节电电子收收费系统统4、ETC系统统构成（1）三三大关键键技术：：车辆自动动识别技技术(AutomaticVehicleIdentificationSystems—AVI)自动车型型分类技技术(AutomaticVehicleClassificationSystems—AVC)违章车辆辆抓拍技技术（VideoEnforcementSystems—VES）第二节电电子收收费系统统（2）ETC系系统车道道设备系系统第二节电电子收收费系统统5、技术术结构（1）组组成：控制单元元车载单元元通信单元元（DSRC））车型识别别强制子系系统第二节电电子收收费系统统（2）技技术设备备第二节电电子收收费系统统（3）电子标签签按标签结结构，可可分为单单片式电电子标签签与两片片式电子子标签；；按工作状状态，可可分为主主动式与与被动式式。单片式电电子标签签——它它由一片片存有车车辆属性性（标识识码等））的集成成电路芯芯片和一一个小型型微波发发射机组组成。属属性数据据只能一一次性写写入，不不能更改改。第二节电电子收收费系统统读写主动动式电子子标签是是在只读读式的基基础上，，增加了了可读写写的数据据存储器器和小型型微波接接收机，，它既可可将标签签内的车车辆标识识码等数数据传送送给DSRC，，也可接接收并存存储DSRC发发出的有有关信息息。被动式标标签是将将DSRC发射射出的微微波以某某种方式式进行调调制并反反射出去去，从而而将标签签内的信信息传送送给DSRC。。双片式式电子标标签———又称聪聪明卡式式电子标标签，它它由一张张IC卡卡和车载载微波收收发机组组成。IC卡中中含有一一微型CPU，，具有一一定的计计算、处处理和存存储数据据能力。。因此它它比一件件式标签签的功能能要多，，它不但但可作为为电子标标签使用用，还可可充当信信用卡和和金融卡卡。作电电子标签签时，要要将它插插入车载载机，由由车载机机完成标标签与DSRC之间的的双向通通信，并并将卡中中信息显显示出来来。第二节电电子收费系系统ETC的工工作流程第三节城城市交通诱诱导系统交通流诱导导：通过提提供道路交交通信息、、路线引导导、辅助驾驾驶等手段段，来限定定、引导、、组织交通通运输流。。目的：方便便出行，缓缓解拥堵。。交通诱导技技术是正确确引导道路路使用者顺顺利到达目目的地、实实现交通流流优化、避避免交通阻阻塞、更有有效的管理理现代交通通的一种技技术。第三节城城市交通诱诱导系统1、交通流流诱导系统统的起源交通诱导系系统产生的的背景：日日益严重的的交通拥堵堵。交通流诱导导系统的历历程：从静静态系统到到动态系统统。静态诱导系系统：用记记录的交通通状况的历历史数据作作为诱导依依据。动态诱导系系统：用实实时的交通通流数据作作为诱导依依据。第三节城城市交通诱诱导系统2、静态诱诱导系统研研究始于20世纪70年代。。特征：使用用静态的标标志牌指引引道路；使使用记录交交通状况的的历史数据据库或者地地理信息系系统(数字字地图)进进行路线引引导。第三节城城市交通诱诱导系统3、动态诱诱导静态诱导系系统虽然可可以指路，，但是，并并不能反映映情况变化化。为此，，开发了动动态交通诱诱导系统。。也就是说说，根据当当前交通状状况进行诱诱导。作为出行者者，需要哪哪些方面的的交通诱导导呢？路怎么走路堵不堵车怎么停要解决的问问题：车在哪里？？——车辆辆定位目的地在哪哪里？———电子地图图怎么走更合合理？———交通量检检测，路径径计算停车场有没没有停车位位？——车车辆检测诱导后交通通不能堵塞塞——动态态交通分配配第三节城城市交通诱诱导系统要解决交通通的诱导问问题就必须须解决动态态和随机的的交通流量量在路段和和交叉路口口的分配问问题，即所所谓的“实实时动态交交通分配（（RealTime—Dynam1cTrafficAssignment)”。。这理论的主主要功能是是：预测交交通运输系系统状况、、提供道路路引导系统统、引导车车辆在最佳佳线路上行行驶、为出出行者提供供出发时间间和选择方方式、提供供诱导系统统与交通控控制系统的的相互联系系、为先进进的交通管管理系统和和交通信息息系统提供供重要的理理论基础。。可见，动态态交通诱导导，既需要要相关的硬硬件系统、、软件系统统，又需要要相关的数数学理论。。第三节城城市交通诱诱导系统城市交通诱诱导系统结结构框架第三节城城市交通诱诱导系统动态交通诱诱导硬件系系统主要由由3部分组组成：交通信息中中心。这是是动态诱导导系统的核核心。该系系统中硬件件系统是由由计算机和和各种通信信设备组成成，主要功功能是从各各种信息源源获得实时时交通信息息，并处理理成用户需需要的数据据形式；通信系统。。负责完成成车辆和交交通信息中中心的数据据交换。信信息中心通通过通信系系统向所有有车辆不断断发送实时时交通状况况数据，包包括路段行行程时间、、交通事件件以及其他他相关数据据；车载诱导单单元。车载载诱导设备备主要由计计算机、通通信设备和和车辆定位位设备组成成。定位设设备为GPS接收机机或信标信信号接收机机及速度