交通运输系统工程 课件 第十二章 交通运输系统工程前沿技术

芒艺第十二章交通运输系统工程前沿技术12.1

绿色低碳交通技术玉卢飞卢应凯溫衄杻丛配平r

盲村

i盲团墨配平惯邢飞丙百1盲团墨I绿色低碳出行技术第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.1

绿色低碳新能源汽车技术新能源汽车的种类：纯电动汽车：

仅依靠电池储存的电能驱动车辆行驶混合动力汽车：利用内燃机和电机混合驱动车辆燃料电池汽车：

通过氢气和氧气的化学反应产生电能来驱动车辆行驶

＿ • •第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.1

绿色低碳新能源汽车技术新能源汽车的特点：相较千传统燃油汽车，新能源汽车的能源消耗更低；新能源汽车的动力系统相对简单，维护成本较低；新能源汽车的噪音和震动相对较小，提供更为舒适的行驶体验；新能源汽车的电动机具有高效转换能源的能力；第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.1

绿色低碳新能源汽车技术新能源汽车在交通运输中的应用：公交车领域：

新能

源公交车的推广应用

，可以有效降低城市空气污染和噪音污染，提高公交车的运营效率和服务品质。出租车领域：

新能

源出租车不仅受到政策支持

，而且其经济效益也在不断提高。物流运输领域：

新能 源汽

车在物流运输领域具有较高的经济性。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.2

绿色低碳交通节能技术绿色驾驶技术是指通过良好的驾驶习惯来减少使用过程中的燃油消耗以最少的燃油消耗、污染物排放与碳排放，实现最经济、最高效的出行。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.2

绿色低碳交通节能技术绿色驾驶主要技术：发动机启动与预热轻踏缓抬与平稳起步保持良好的发动机温度合理选用挡位及换挡第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.2

绿色低碳交通节能技术提高行驶效率技术：(

1

)

减少行驶阻力技术为了减少汽车在道路上的行驶阻力

，可以

采用局部优化设计技术、外形整体优化技术以及提高车身表面质量的技术来优化车身。此外

，低滚阻

轮

胎技术

也是

有效

减少行驶阻

力的

方法之一。，匿

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.,

.,;妞第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.2

绿色低碳交通节能技术提高行驶效率技术：(

2

)

汽车轻量化技术汽车轻置化技术是指在保证汽车使用要求和成本控制的前提下，将轻量化设计技术、轻量化材料和轻量化制造技术集成应用千汽车制造，以降低汽车的重量和体积。中央

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pedel．车灯Auto

lomp第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.3

绿色低碳慢行交通技术绿色低碳慢行交通技术是一种以步行、自行车、轻轨等为主要交通方式的城市交通模式。这种交通技术的目的在千提高城市交通系统的运输效率，改善城市空气质噩，减少交通拥堵和车辆排放等对环境的不良影响。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.3

绿色低碳慢行交通技术绿色低碳慢行交通技术：(

1

)

慢行交通网络慢行交通网络是指由步行、自行车以及其他非机动交通方式构成的路网系统。慢行交通网络是绿色低碳慢行交通技术中的重要组成部分。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.3

绿色低碳慢行交通技术绿色低碳慢行交通技术：(

2

)

步行交通系统步行交通系统是衡噩一个城市文明程度和科学水平的重要标志，是城市和谐的象征和以人为本原则的具体体现。步行街、自行车道、公共广场、景观步道等都是城市步行交通系统的重要组成部分。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.3

绿色低碳慢行交通技术绿色低碳慢行交通技术：(

3

)

共享单车系统共享单车，是指以自行车为载体，通过互联网技术和智能锁的应用，实现用户间自由借还的一种出行方式。其具有低碳环保、方便快捷、价格低廉、价格低廉的优点。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.4

绿色低碳出行技术高承载率车辆优先和HOV车道

：> 高

承载率车辆

(

HOV

)

是指承载人数在2人或以上的车辆

；Y H

O

V车道则是通过特定的交通标志、标线和隔离设施等

，将道路的

一

条或多条车道优先给予HOV通行；第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.4

绿色低碳出行技术绿色低碳合乘（拼车）出行：>

合乘（

拼车）是指小汽车或其他车辆的合用

；> 一

个实时的 合乘服务平台包括移动通信网络、移动终端设备和合乘业务管理平台三大部分

，如下图

所示。旦,，召戈移动通信设备、F

机、屯脑等f-机、电肪等移动通信网络u合朵业务伯息．r台、第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.1绿色低碳交通技术

- - 12.1.4

绿色低碳出行技术绿色低碳停车换乘出行：>

广义的停车换乘

(

Park

and

Ride

,

简称P&R)

是为了实现小汽车、摩托车、自行车等低承载率交通方式向公共交通、合乘等高承载率的交通方式转换，通过提供与地面公共交通、轨道交通等高承载率交通站点直接相连的停车设施的一次完整出行的过程。第十二章交通运输系统工程前沿技术12.2出行即服务MaaS技术酰卢飞IMaas

技术概述IMaas

规划与实施IMaas

案例分析第十二章交通运输系统工程前沿技术I1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.1

MaaS技术概述新型出行方式的出现对传统交通系统和服务模式造成了冲击，为了更好地满足居民的出行需求，新型出行方式应当与公共交通系统有机整合。在这样的背景下

，

”出

行即服务 " ( M a

a

S ) 这一概 念应

运而生。;1

@if'!费打决定小行闭费g石仕Ill公共父迎@汀费片小一行·汀心费打刊达II的地Y

r>}一NI．个人和'I

;;和习惯O 扎会环境0 !l!r"泛的出Ii

坏境MaaS

环境第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.1

MaaS技术概述Maas是指Mobility

as

a

Service

,

即以出行服务为核心，通过整

合不同的交通方式和出行服务，为用户提供全方位、便捷、高效的出行服务。对于MaaS的定义尚不统一

，但交

通方式的整合、按需出行、一体化规划、预订或订阅模式以及一站式支付等，都是

各种定

义中的关键词和共性。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.1

MaaS技术概述MaaS是一种基于公私合作

(

PPP

)

的出行服务模式；MaaS生态圈的主要参与方包括政府、MaaS平台运营商、出行服务商、金融机构、技术与数据提供方、MaaS用户和其他服务商、研究机构以及其他相关方（详见下图）。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.2

MaaS规划与实施城市引入MaaS的评估方法：可根据MaaS成熟度指数(

Maas

Maturity

Index

)

从五个维度评估城市是否已经准备好引入MaaS系统，每个维度都有相应的分值

，总分越高代表城市实施MaaS的成熟度越高。出行陨务商开放程度和数据共亨市民M\laaS

的熟悉轩度和接受度兰 (政

策、规汽书1

江it|、丿!

CT丛础设施交逋限务和儿础设施第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.2

MaaS规划与实施城市引入MaaS的五个评估维度

：出

行

服务商的开放程度和数据共享

：

出

行

服务商应自愿向MaaS平台运营商开放和共享数据；政策、规章和立法

：

除了 地

方政策，各国

政府以及区域性国际组织（如欧盟）可以在一些重要的监管方面发挥重要作用；第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.2

MaaS规划与实施城市引入MaaS的五个评估维度

：与

M

a

aS

提供的出行

服市民 对

MaaS的熟悉程度和接受度：

指市民务之间的协调程度；ICT基础设施

：

满足

MaaS系统的正常运作所需的实时数据传输；交

通服务和基础设施

：

公

共交通、换乘设施等对MaaS的实施至关重要。第十二章交通运输系统工程前沿技术I

i

12.2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.2

MaaS规划与实施MaaS的实施框架的四个阶段：筹备与预评估制定MaaS战略制定MaaS措施MaaS实施与监控第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.3

MaaS案例分析MaaS典型案例

：(

1 ) 赫尔辛 基市

通过MaaS引导市民参与可持续城市出行规划以手机游戏的形式收集空气质量数据和市民每日出行数据。市民可以通过步行、骑行和搭乘公共交通换取积分，然后用积分兑换虚拟或真实的奖励。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.3

MaaS案例分析MaaS典型案例

：(

2

)

北京“绿色出行碳

普惠“激励活动国内首个以碳普惠的方式鼓励市民全方位参与绿色出行的活动。高德地图用户使用骑行导航、步行导航等可以获得相应的碳减排能量。用户积累的碳减排能量可以用千参与公益性活动，也可以兑换礼品。'

n口

交Ill

X

北京M

•

•

S平台

X

..

.

f!!ll!!III第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.3

MaaS案例分析MaaS典型案例

：(

3 ) 哥

德堡

UbiGo一站式出行服务平台MaaS技术解决方案能够为各大出行服务商的App提供流置入口

，将其他出

行服务

集成到自身的App中

，最终

形成从

A到B多方案联合运输的一站式出行服务平台。第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.3

MaaS案例分析设定明确的目标与战略：>

提高出行系统效率、提升服务质量以及提高用户体验是MaaS愿景中最大的共识；>

设定的

MaaS目标都会与国家或城市的可持续战略保持一致

，这成为发展现代交通的必备条件之一。MaaS第十二章交通运输系统工程前沿技术I 1

2.

2

出行即服务MaaS技术- - 12.2.3

MaaS案例分析不同城市和地区会因其独特的情况而产生不同的商业与管理模式

：公

共交通公司主导的MaaS平台科技公司或TNC主导的MaaS平台其他商业主导的MaaS平台政府主导的MaaS平台

，其他公司 参与第十二章交通运输系统工程前沿技术玉卢卢卢12.3 自动驾驶技术． 田L如

f丑噩I车辆定位系统I高精地图技术I规划与决策系统第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.1环境感知传感器技术>

感知、决策、控制是自动驾驶的三个关键环节

；> 感知 环

节是自 动驾 驶的 基础 ，主要

用

千采集周围环境的基本信息；>自动驾驶汽车主要通过传感器来感知环境，目前常用的传感器主要包括摄像头、毫米波雷达和激光雷达等。亏三。

一

尸L二切之立立:.:..中

距探

测雪达虹凶...""'一”“”Ulv,........_,.,.,11Kh长距探测雷达_J

'""如吨叩.......

如·--""'"畸气M

...第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3

自

动驾

驶

技

术—

-- 1

2.3.1环境感知传感器技术环境感知系统采用的传感器的优缺点对比三E 百奉米波雷达GNSS/IMU远距离测量能力1优II优分辨率优 I良优Im优优优低误报率良优一般

I优温度适应性优优优优不良天气适应性较差优较差优灰尘／潮湿适应性较差优较差较差较差—

—优—优—

—良低成本硬件信号处理II激光雷达较差优较差良第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.2车辆定位系统卫星定位技术：全球导航卫星系统(

GNSS)

通过卫星信号来确定车辆的位置和速度井提供最基础的时空信息，为车载传感器的时间同步或导航提供支持。G

NSS定位系统利用基本三角定位原理

，通过测量无线电信号的传输时间来测量距离。｀S1,,`,',''＇­'.-，.－户

置

}用

位},'．,＇,A',＇'－'第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii1

2.3 自 动驾 驶 技 术-- 1

2.3.2车辆定位系统惯性导航定位：惯

性导航系统

(

Inertial

Navigation

System

,

INS) (简称惯导系统）是一种自主式导航系统，不依赖于光电联系

，而是仅靠系统本身就能够对车辆进行连续的三维定位和三维定向。IMU----------------,：3个加速度计

｀信号倾处埋单元机械力学编排模块3个陀螺仪惯性导航系统模块示意第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.2车辆定位系统多传感器融合定位技术：>多传感器信息融合是将不同传感器对某一目标或环境特征描述的信息，综合成统一的特征表达信息及其处理的过程。>多传感器融合所得数据进行预处理、数据配准和数据融合等处理后。输出车辆自身的速度、位置和姿态信息。第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.3高精地图技术>

高精电子地图的主要应用对象是无人驾驶汽车，即机器驾驶员。>高精地图可以扩展车辆的静态环境感知能力，为车辆提供其他传感器不能提供的全局视野，包括传感器监测范围外的道路、交通和设施信息。>高精地图相比传统地图表征路面特征的精准性更好，实时性更高。

＿＿＿＿ 第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.3高精地图技术驾驶决策辅助智能控制辅助高精地图在自动驾驶中的应用：地图精确计算匹配实时路径规划导航辅助环境感知第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.3高精地图技术高精地图的制作：>高精地图数据的生产包括外业采集、云端自动化处理、数据编辑与质置控制以及数据编译与引擎等多个步骤；>高精地图的采集需要专门的采集车携带激光雷达、摄像机、GNSS、IMU等设备进行。第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.3高精地图技术规划与决策系统：自动驾驶汽车是一个由软硬件结合的复杂系统，其安

全可靠的

运行需要车载硬件、传感器集成、感知、预测和控制规划等多个模块的紧密协同配合。其中

，感知预 测

和控制规划的紧密配合是最为关键的部分。第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii 1

2.3 自动驾驶技术-- 12.3.3高精地图技术规划与决策系统：规划控制可以

分为路由寻径

(

Routing

)

、行为决策

(

Beh

avi

orD

ecisio

n

)

、动作规划

(

Motion

Planning

)

以及反馈控制(FeedbackControl)

。愍知预涓(Perception&Predict

ion)地图定位（如p

&Loca

lizalio心i, l＇＼

三规兑盗:I

ia

r11寸径(Ho

ut

i

ng)行为决饭(Beha

vi

orDecision)拈于La

ne的

序列策动仆规划(Mo

t

ionPlanning)宏观指令FollowStop/Yie

Id···反馈拧们

(Feedba

ckControl

)轨迹点位双、速度,

fO度等油门、加速、和J/f.、方向盘杆伟，,

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第十二章交通运输系统工程前沿技术12.4 车联网技术玉卢飞1车联网技术I车联网子技术1车联网典型应用第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii12.4

车联网技术

1

- - 1

2.4.1车联网技术>

车联网技术

(

Vehicle

to

Everything

,

V2X

)

是一种新一

代信息

通信技术，它通过将车辆与交互信息的各种对象相连接，实现了车辆与一切事物相互关联。> 在V2X系统中

，V代表车辆，而X则代表任何

与车辆交互信息的对象。当前

，X主要包括车人、交通路侧基础设施和网络等。CIU.,

tCHHOLOOVIi第十二章交通运输系统工程前沿技术12.4

车联网技术

1

- - 1

2.4.1车联网技术V2X交互

信息的

模式主要包括车与车之间

(

Vehicle

to

Vehicle

,V2V

)

、车与路侧设施之间

(

Vehicle

to

Infrastructure

,

V2I

)

、车与人之间

(

Vehicleto

Pedestrian

,

V2P

)

、车与路之间

(

Vehicleto

Road

,

V2R

)

等多种形式。r年与行人迪估(

V2P)

业务＼ 欢lllll凶子fto

c巫、仁＊＊车与年通后(V2

V)业务-•0-

｀年与网络通/信(V2N)寸k务•i---------, i卢牛与路侧年元通

倍(V2

1)业

务，矗,、基站

(

cNB)＞

＜＞辜C-

V2X本地平台••,••-•.•r•,重Internet＜

＞

寂

＜蜂窝网络第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii12.4

车联网技术

1

- - 1

2.4.1车联网技术与传统雷达相比，V

2

X通信传感系统的优点

：覆盖面更广有效避免盲区对隐私信息的安全保护性更好Ii第十二章交通运输系统工程前沿技术12.4

车联网技术

1

- - 1

2.4.2车联网子技术V2V技术

：V2V技术是指通过车载终端实现车辆间的通信

，实

时获

取周围

车

辆的车速、位置、行车情况等信息，井构成一个互动的平台，实时交换文字、图片和视频等信息。USR叩良』岱Vehicle三云VehicleApplicationserver马第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii12.4

车联网技术

1

- - 1

2.4.2车联网子技术V2R技术和V2I技术

：V2R

(Vehicle

to

Roa

d

)

是指车辆与道路之间的通信

，如下图

所示

，主要

用于

车辆非安 全性应

用

，例如

ET

C系统。V2I

(Vehicle

to

Inf

ra

str

u

cture

)

则是指车辆设备与路侧基础设施（如红绿灯、交通摄像头、路侧单元等）之间的通信。RSU

\)j/第十二章交通运输系统工程前沿技术Ii12.4

车联网技术

1

- - 1

2.4.2车联网子技术V2P技术

：V2P

(Vehicle

to

Pedestrian

)