智能交通系统概论 课件 第3章 先进出行者信息系统

智能交通系统概论第3章先进出行者信息系统1.基本概念2.发展现状3.系统组成4.技术介绍5.案例介绍6.展望与挑战第1节基本概念先进的出行者信息系统（AdvancedTravelerInformationSystem,ATIS）的主要功能是通过对交通信息进行采集、传输、处理和发布，让出行者从出行前、出行中直至到达目的地的整个过程中，随时掌握交通动态，及时调整、优化出行计划，减少不必要的交通延误和拥堵。ATIS主要提供四种服务：路径导航服务、交通流诱导服务、停车信息诱导服务和个性化信息服务。第2节发展现状20世纪70年代以来，欧美、日本等发达国家在寻求缓解交通拥挤的研究中，出现了以个体出行者为服务对象的综合交通信息服务系统。总体上来说，针对个体出行者的综合交通信息服务系统发展可分为两个阶段，第一阶段称为出行者信息系统（TIS），第二阶段称为先进的出行者信息系统（ATIS）。发达国家对ATIS的研究比较早，目前已经有了多种效果较好的系统。比如，欧洲的单元无线通讯系统（SOCRATES）可为搭载该系统的车辆提供详细的交通状况信息，可将旅行时间和紧急事态等信息及时通知出行者和交通控制中心。此外Traffic-Master系统是以伦敦为中心，利用现有的寻呼网络发送信息，由收集高速公路交通状况的传感器、整理并发送信息的控制中心以及车载终端装置组成。该系统可以测出车速，也可以接受面向特定个人的信息、数据录入等。第2节发展现状美国是ATIS领域的先行者之一，各个城市和州都致力于推进智能交通和出行者信息系统的发展。洛杉矶的Go511系统和纽约的511NY系统提供实时交通信息和导航服务。日本在先进交通管理系统方面处于领先地位。东京、大阪和名古屋等城市拥有高度智能化的交通控制系统，为出行者提供准确的交通信息和导航服务。日本的道路交通信息服务系统（VehicleInformationCommunicationSystem，VICS）可以进行信息的收集、处理、提供和利用。中国人口众多，同样面临较多的交通拥堵问题，以北京、上海、广州和深圳为代表的大城市都在推进智能交通系统及其子系统ATIS的应用，交通管理部门联合实力雄厚的高精电子地图公司开发交通信息服务平台，提供实时交通信息和导航服务，如百度地图、高德地图等。第3节系统组成ATIS由四部分组成：信息采集系统、信息处理系统、信息发布系统、信息传输系统。使用者可提供信息种类可提供的信息出行者交通状态信息道路通畅性、拥堵规律等道路状况信息路面状况、绕行路线等沿途服务信息停车场、收费站、服务器等目的地信息服务设施分布、停车场等公共交通信息公交、地铁换乘信息等正常交通状况信息行驶速度、临时道路养护等异常交通状况信息突发事件、特殊运行限制等其它信息天气状况、实时停车等管理者路面状况信息路面破损或潮湿、积雪等道路灾害信息雨、雪、洪水等灾害路网交通状况信息交通流量、密度、车辆速度等突发事件信息交通事故地点等交通基础设施管理信息道路、桥梁的运营养护等1.信息采集系统

信息是ATIS有效运作的核心。信息采集系统是各种信息采集设备、采集渠道的统称，它从各种渠道获取信息，并将信息上传给信息处理中心。第3节系统组成2.信息处理系统信息处理系统是信息的存储、处理、管制中心，它是信息的中转站，将原始信息处理转化为使用者能直接接收的信息。构建信息处理系统一个重要的要求是建立一个开放系统，将它设计成在分布式客户服务器计算环境中的服务器。这种选择提供了可良好发展的操作平台、软件、简便网络以及已建立的标准接口，以增强其适应将来扩展的灵活性。

其常用的方法与技术有：数据预处理、数据整合和管理、数据分析和挖掘、实时交通信息生成、预测和优化、用户界面和服务、数据共享和开放接口。第3节系统组成3.信息发布系统信息发布系统包括各种发布渠道、媒体和技术。信息经处理系统后到达发布系统，由此将交通状况相关信息发布给出行者、信息服务提供商等信息使用者。信息发布系统包括标志牌、可变信息板、可变限速标志、网页、商业电台广播、HAR（公路资讯广播）、电视、导航系统、电话等方式。信息发布系统通过上述方式，将处理和分析得到的交通信息传达给用户，以帮助他们做出明智的出行决策。第3节系统组成4.信息传输系统传输系统包括各种信息传输介质，连接着上述三个系统，贯穿于信息流动的全过程。从信息的流向来看，它一般包括单向传输和交互式传输两种方式。单向传输是指信息发布系统信息单向发布给信息使用者，如可变信息板、HAR等。交互式传输是指信息在使用者与发布系统之间进行交互传输，以完成信息的请求与反馈操作，如手机导航等。

信息传输系统常用的方法技术有：数据传输协议、无线通信技术、云计算和大数据平台、API和Web服务、数据加密和安全传输、设备和传感器连接、数据存储和备份、实时通信和通知。第4节技术介绍交通流诱导系统是该技术的具体应用。它由交通流信息采集、车辆定位、路线引导和行车路线优化四部分组成。交通流诱导系统要求交通流信息采集的交通信息具有准确性和及时性。交通流诱导信息包括道路路况信息、天气信息、交通运输实时状况信息等。交通运输实时状况信息主要指交通特性、交通事件和拥挤程度信息，主要有交通流量、车道占有率、车辆行驶速度、车辆行程时间等。电视监视系统和人工检测可以提供交通事件与交通拥挤程度；而交通流量、平均车速、车辆的行程时间则需要通过检测器采集的数据经过一定的算法计算才能得到。第4节技术介绍交通流信息采集可以和智能交通监控系统的信息采集通过复用技术实现共享,它们属于交通信息中心。交通信息中心为整个系统控制的实现提供数据采集、处理、显示和接口功能。包括对道路交通运输数据和社会公众信息的采集、加工、处理和提供，以及当中涉及的交通流状态估计、计算旅行时间等算法的实现。第4节技术介绍行车路线优化是交通流诱导系统的重要组成部分，其依据车辆定位子系统所确定的车辆在路网中的位置和出行者输入的目的地，并结合交通数据采集系统采集到的路网交通信息，通过一定的计算，为出行者提供一条能够避免交通拥挤且可以和高效率到达目的地的行车路线。通过传输系统在车载信息系统的终端给出车辆行驶前方道路的路况，指示出最优行驶路线。第5节案例介绍1.依鲁光电交通诱导系统由依鲁光电研发的智能交通诱导系统，通过微波、地磁、视频、线圈等多种方式采集交通流量数据，以GIS地图为载体，对多种交通数据分析融合，通过分析模型预测未来时段的交通状况，交通状况可在电子地图和交通诱导屏上实时发布显示。该系统包含三个子系统：交通流信息采集子系统、交通信息分析子系统、智能交通诱导发布子系统。第5节案例介绍

交通流信息采集子系统依据不同路段的实地情况，有选择地与车辆检测器采集（包括视频、线圈、微波、地磁等不同原理的检测器）、GPS位置定位采集以及互联网数据采集等采集方式进行扩展，并且将采集到的车流量信息通过以太网、光纤等反馈到后台控制中心系统进行处理。交通流信息采集子系统地信息采集方法有许多种，包括地磁车辆检测器、视频交通流采集、浮动车交通流采集。第5节案例介绍

交通流信息分析子系统可以进行交通流量采集，交通事件检测，交通信息统计、处理、分析，流量信息存储，采集设备状态的实时监视与控制。通过各类检测器可以对交通流进行采集、保存、分析，发生交通异常时，可以快速自动报警，并且可以以可视化的方式显示车辆方向、速度、类型等信息，并且还有着速度快、误差小的特点。第5节案例介绍智能交通诱导发布子系统将车流数据、违章信息等数据融合处理，通过交通诱导屏、网站、广播、微博、微信公众号等多种途径为出行者提供全面的路况信息，提示最佳出行路线，提高驾驶员出行效率，进而协助交管部门有效地提高交通通行能力、改善交通运行环境。该系统可以实现发布交通信息、屏属性控制、显示诱导信息、系统管理、日志管理和用户管理等功能。该交通诱导系统目前已经在多地投入使用，包括山东省临沂市和青岛市等地，有效地缓解了当地的交通拥堵问题，方便了广大市民和出行用户。第5节案例介绍2.高德地图高德地图作为一款功能丰富的地图应用软件，为用户提供准确、实时的地理信息、导航和出行服务。它通过实时交通信息、路线规划与导航、公共交通查询、周边搜索与推荐、室内地图、交通出行服务等功能，帮助用户更便捷、高效地进行出门旅行。高德地图提供实时的交通情况，包括道路拥堵、事故、施工等信息。用户可以通过地图界面查看路况状况，并选择避开拥堵路段以节省时间。此外高德地图还可以根据实时交通情况为用户规划各种出行方式及其最佳的路线。导航功能提供语音引导和路口放大图等功能，帮助用户准确、安全地到达目的地。用户可以使用高德地图搜索周边的商家、餐厅、酒店、银行等场所，并查看详细信息，如地址、营业时间、评价等。第5节案例介绍除了室外地图，高德地图还提供一些主要商场、机场、地铁站等场所的室内地图。用户可以在室内地图上查找店铺、楼层导航等，方便用户在复杂的室内环境中找到目的地。高德地图还提供一系列智能出行服务，如实时公交到站提醒、停车场导航和停车位查询、摩拜共享单车租赁等。这些服务为用户提供了更便捷的出行体验。高德地图不断更新地图数据，以确保准确性和实时性。同时，用户也可以通过反馈功能向高德地图提交路况变化、道路修建等信息，帮助改善地图的准确性和完整性。 高德地图针对不同出行方式的用户，会提供不同的导航建议，充分考虑用户的需求。此外，高德公司在2011年启动了高德米级高精度地图采集项目，2014年获得了亚太区首个自动驾驶级别高精度地图商业级订单，2015年启动了厘米级高精度采集项目。第5节案例介绍高德公司在高德数据中心展示了两辆高精度地图采集车。其中一辆车搭载6台CCD相机，环形分布5个，顶部一个，每个摄像机像素500万，总像素3000万，采集数据精度约50CM。另外，车辆后备箱内放置工况机，主要是为了存储和处理拍摄回的相关道路数据用。在工作过程中，4个CCD相机和2个激光扫描仪相互补充，CCD主要负责拍摄标识标牌等道路属性，激光扫描仪主要拍摄边缘线，车道线等道路信息。另外，CCD主要拍平面，激光扫描仪主要扫三维，当线和面叠加时，就可以形成三维模型。高德地图在未来的发展中将继续致力于提供更智能、个性化的地图和出行服务。其发展方向与趋势有以下几点：智能导航与交通优化、无人驾驶和自动驾驶技术、全球覆盖与国际市场拓展、个性化服务与智能推荐、交通大数据应用、生态合作与开放平台。第6节展望与挑战随着信息技术的不断升级换代，ATIS必将随着发展和更新，其未来的发展趋势大致有四个方向：1.智能化与自动化：未来，ATIS将更加智能化和自动化。通过引入人工智能、大数据分析和物联网等技术，ATIS可以实现更精确、实时的交通监控、预测和优化。同时，智能交通设备、车辆和基础设施之间的互联互通也将实现更高程度的自动化。2.实时交通信息与服务：随着交通数据的不断积累和精准化，ATIS将为用户提供更准确、实时的交通信息和服务。无论是路况信息、导航建议还是出行安全提示，ATIS都将通过智能算法和个性化推荐来满足用户的需求。第6节展望与挑战3.多模式出行集成：未来的ATIS将以多模式出行为特征，将不同的交通方式（如公共交通、骑行、步行、私家车等）进行集成和协调。通过整合各种模式的交通信息和服务，ATIS可以提供更便捷、高效的出行规划和推荐，优化交通系统的整体效能。4.可持续交通发展：随着对环境保护和可持续交通的关注增加，ATIS也将促进可持续交通发展。通过提供有关公共交通、电动车辆和共享出行等方面的信息和服务，ATIS可以鼓励人们改变出行方式，减少对环境的负面影响。第6节展望与挑战ATIS的发展在智能交通系统发展过程中必然会面临众多新的挑战，主要有四点：1.数据隐私与安全随着ATIS应用中产生的大量用户数据，数据隐私和安全问题成为一个重要挑战。确保用户数据的安全存储和合法使用，同时保护用户的隐私权成为ATIS发展中不可忽视的问题。2.技术标准与互操作性ATIS需要面对不同地区、不同设备和不同数据来源的技术标准和互操作性问题。建立统一的技术标准和数据交