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GeneralityofIntelligentTransportationSystems智能运输系统概论(第四版)普通高等教育“十一五”国家级规划教材交通工程教学指导分委员会“十三五”规划教材高等学校交通运输与工程类专业教材建设委员会规划教材目录CONTENTS第1章绪论第2章智能运输系统的体系框架第3章智能运输系统的理论基础第4章智能运输系统关键技术第5章智能运输系统规划及设计第6章城市交通信号控制系统第7章先进的交通管理系统第8章交通信息服务系统第9章先进的公共交通系统第10章电子收费系统第11章应急指挥调度系统第12章智能车辆与自动驾驶系统第13章智能运输系统标准化第14章智能运输系统在我国的应
用实践第15章智能运输系统评价概述5.1智能运输系统规划流程方法5.2智能运输系统需求分析与预测5.3智能运输系统功能分析与设计5.4第1章智能运输系统项目方案设计与实施5.5第5章智能运输系统规划及设计5.1概述交通规划交通规划的目的是协调各种运输方式,优化土地开发布局,促进工业、农业、商业、文体设施以及人口的合理布局,从而建立一个与社会经济发展规划相适应的高效、安全、经济、舒适和低公害的交通运输系统,以满足未来的社会、政治、经济对交通提出的需求。ITS规划ITS更注重从系统的角度透析和解决交通问题。ITS规划有别于传统意义上的交通规划,它是在调查分析现状的基础上,预测未来的用户需求,在系统总体框架的指导以及资金、政策、环境等条件的约束下,确定区域ITS在规划年应达到的目标以及达到该目标的方针、政策、手段和主要措施。5.1概述ITS规划需要采用部门规划、行业规划和总体规划相互补充。ITS规划应以交通信息化为纽带,以整合交通系统资源、提高系统运行效率、缩小信息鸿沟和差距、促进不同部门之间的有机联合为指导思想。ITS规划应以交通信息化为纽带,以促进政府高效管理和服务社会为目标,注重信息化基础建设。ITS规划应以交通现状和未来经济社会发展要求为依据,从宏观和战略高度规划ITS建设。ITS规划应从地方现存的交通管理体制和业务流程出发,促进不同部门间的有机联合。5.1概述ITS规划编制过程中应贯彻以下几条基本原则:(1)符合国内外ITS发展方向和趋势。体现长远性、系统性、科学性、可操作性。如果是地方ITS规划,则需要在国家ITS体系框架的指导下,并满足地方特色。(2)以促进政府高效管理和服务社会为目标,规范政府行政管理行为,最大限度地为社会公众提供优质服务;(3)符合实际需求。ITS规划既要着力解决交通现有的主要矛盾,还要满足其未来经济社会发展对交通的需求;(4)保证系统的开放性、通用性和可扩展性;(5)充分考虑现有交通管理体制而不拘泥于现存体制。概述5.1智能运输系统规划流程方法5.2智能运输系统需求分析与预测5.3智能运输系统功能分析与设计5.4第1章智能运输系统项目方案设计与实施5.5第5章智能运输系统规划及设计5.2智能运输系统规划流程方法确定目标是研究目标规划的首要任务。首先要调查了解社会的需要,包括分析历史、研究现状、预测未来。目标就是研究方向和结果,是未来行动的预期效果。确定目标1目标确定后,就要为实现目标寻找各种可行方案。对于工程技术问题来说,就是选择待建系统的构成元素和联系,即结构方案。拟定技术方案25.2智能运输系统规划流程方法根据目标提出的解决方案是否可行,应进行可行性分析。包括技术、经济、财务、政治和社会等各个方面,每个方面都需进行认真研究。(1)技术可行性是前提。(2)经济可行性是关键。(3)财务可行性是保障。(4)社会可行性是基础。进行可行性分析35.2智能运输系统规划流程方法选择最佳方案,才能使系统的功能达到最大的预期效果和目标。选择最佳方案4手机无线定位方法系统框架概述5.1智能运输系统规划流程方法5.2智能运输系统需求分析与预测5.3智能运输系统功能分析与设计5.4第1章智能运输系统项目方案设计与实施5.5第5章智能运输系统规划及设计5.3智能运输系统需求分析与预测
ITS用户服务的用户主体是指影响系统或受系统影响的人或机构,可以从四个方面识别信息技术(IT)系统的用户,即:需要IT者(WantIT),希望使用IT来缓解、解决问题或要求信息服务者;制造IT者(MakeIT),即提供IT系统软、硬件者;使用IT者(UseIT),包括主次两种用户,主要用户为从系统输出中获益者,次要用户为控制系统并提供系统输入者;管理IT者(RuleIT),制定规范IT系统实施和使用规章制度的责任者。目的ITS需求分析与预测的主要目的是明确ITS的用户及用户需求,划分ITS中各子系统的用户,并且通过调查、访问等形式来确定各子系统的用户需求,对用户需求进行合理排序后指导实施顺序。5.3智能运输系统需求分析与预测由于每个用户组包含不同用户类别,而每个用户个体其出行目的,选择出行方式,出行要求等方面不尽相同,在ITS服务项目的需求上也表现出多层次性,归结起来能够满足用户需求的主要有以下功能,如右表所示。概述5.1智能运输系统规划流程方法5.2智能运输系统需求分析与预测5.3智能运输系统功能分析与设计5.4第1章智能运输系统项目方案设计与实施5.5第5章智能运输系统规划及设计5.4智能运输系统功能分析与设计5.4.1智能运输系统功能分析流程ITS的基本功能表现在:减少出行时间、保障交通安全、缓解交通拥挤、减少交通污染等四个方面,其最终目标是建立一个实时、准确、高效的交通运输管理系统。ITS的基本功能模块包括:先进的信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、商用车运营管理系统、先进的乡村运输系统、自动公路系统等。
分析与设计ITS功能的目的是通过发展ITS系统,以便道路使用者进行交通方式和路线的合理选择,交通管理者进行交通疏导和事故的应急处理,运输经营者随时掌握车辆的运行状态并开展调度和跟踪指挥。5.4智能运输系统功能分析与设计5.4.1智能运输系统功能分析流程ITS功能功能分析与设计中应按照以下步骤:(1)在ITS建设策略指导下,结合ITS发展需求分析,进行ITS功能的分析、选择与划分;设计ITS的功能模块和框架结构。(2)形成ITS共享的空间数据库,包括道路数据库、交通数据库和道路交通地图库等。(3)确定ITS的数据通信设施,例如局域网、专用通信网和互联网等,其中包括无线数据通信的方式。(4)拟定ITS的功能要求和实施路线,包括ITS总的功能要求以及各子系统、子项目的功能要求。(5)最后对ITS的各项功能进行检验并加以完善。5.4智能运输系统功能分析与设计5.4.1智能运输系统功能分析流程ITS系统功能设计5.4智能运输系统功能分析与设计5.4.2智能运输系统设计体系框架ITS体系框架是运输系统体系和规格的说明。它决定系统如何构成,确定功能模块以及允许模块间进行通信和协同的协议和接口。
它定义运输系统的子系统及其用户所需的功能以及各个子系统之间的相互关系和集成方式。
目前我国的国家ITS体系框架主要由用户服务、逻辑框架、物理框架等组成。5.4智能运输系统功能分析与设计5.4.2智能运输系统设计体系框架ITS用户服务定义了ITS系统的主要内容,从系统用户的角度描述了ITS“应该做什么”。用户服务分为用户服务领域、用户服务和用户子服务定义三个层次。国家ITS体系框架第二版用户服务初定9个服务领域:(1)交通管理;(2)电子收费;(3)交通信息服务;(4)智能公路与安全辅助驾驶;(5)交通运输安全;用户服务1(6)运营管理;(7)综合运输;(8)交通基础设施管理;(9)ITS数据管理。5.4智能运输系统功能分析与设计5.4.2智能运输系统设计体系框架逻辑框架基于需求分析阶段提出的“应该做什么”的基础上,描述系统完成ITS用户服务所必须具有的逻辑功能和功能间的数据交互关系。
逻辑框架是ITS体系框架开发的核心过程,决定了将来设计的物理实体系统能否完全满足用户需求。
国家ITS体系框架逻辑框架建模综合了结构分析中常用的功能模型(IDEF0)分析方法和数据流图(DFD)分析方法。逻辑框架25.4智能运输系统功能分析与设计5.4.2智能运输系统设计体系框架ITS体系框架逻辑框架
利用数据流图分析方法,建立系统顶层数据关系图(DFD0)。DFD0由DFDX(X=1、2、3……)及其之间传递的数据流组成。然后自顶向下对DFD0进行分解,分别确定DFDX中包含的功能DFDX.1、DFDX.2……等,及其之间的数据流,进而具体画出一系列子数据流图DFDX。
例如,在国家ITS框架中,DFD3信息服务,系统功能比较庞杂,为了便于理解,将其分解为DFD3.1提供出行前信息服务、DFD3.2提供公交信息服务、DFD3.3提供驾驶员信息服务等。其中DFD3.1,DFD3.3仍比较复杂,进一步细分,这个过程继续下去,直到出现某一个功能不能够再细分为止,不能够再细分的系统功能称之为过程。5.4智能运输系统功能分析与设计5.4.2智能运输系统设计体系框架
物理框架是对系统逻辑功能的实体化、模型化,实现了逻辑功能与物理实体间的映射关系。
国家ITS体系框架中的物理框架构架同样遵循结构分析的方法,分为系统、子系统和系统模块等三个层次。每一个系统由若干个子系统构成,每一个子系统又由若干个系统模块组成。系统与逻辑框架中的功能域大致对应,子系统与功能大致对应。但它们之间并非一一对应的关系,必须有一个重新组合的过程。物理框架35.4智能运输系统功能分析与设计5.4.2智能运输系统设计体系框架逻辑框架与物理框架间的关系概述5.1智能运输系统规划流程方法5.2智能运输系统需求分析与预测5.3智能运输系统功能分析与设计5.4第1章智能运输系统项目方案设计与实施5.5第5章智能运输系统规划及设计5.5智能运输系统项目方案设计与实施项目方案设计是根据项目的功能要求和目标,进行总体规划与设计,经过筛选后形成总体方案。原则项目方案设计和实施中应坚持以下原则:(1)整体性和基础性。(2)技术的先进、实用性。(3)系统的开放性、可扩展性和安全性。(4
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