智能交通管理系统设计与集成

1、智能交通管理系统设计与集成B,课程主要内容,智能交通系统综述 智能交通系统的体系结构 智能交通系统逻辑与物理架构 智能交通综合信息平台 智能交通系统标准 智能交通系统标应用 智能交通系统建设项目管理方法,3,第1章 智能交通系统综述,智能交通系统的基本概念及其研发背景 智能交通系统的发展现状与趋势,4,1.1 智能交通的基本概念及研发背景,智能交通系统的基本概念 智能交通系统的研究开发背景与历史沿革,5,1.1.1 智能交通的基本概念,智能交通系统ITS： Intelligent Transportation Systems ITS： 作为新世纪的新型交通运输系统，越来越为世 人所瞩目。 IT

2、S：目前仍没有统一的定义。,6,ITS America：美国智能运输协会 （） ITS是由一些技术组成的，这些技术包括信息 处理、通信、控制和电子技术。交通事故、拥挤 使我们为生活、为损失的生产率和浪费的能源付 出了昂贵的代价。ITS可以通过新技术和综合运输 系统的结合实现人和货物更安全、更高效的位移。,7,ERTICO (European Road Transport Telematics Implementation Organization 欧洲道路运输通 信技术实用化促进组织)： （） 智能交通系统或信息技术在运输上的应用能 够减少城市道路和城际间干道的交通拥挤

3、、增加 运输安全性，给旅行者提供信息和改善可达性、 舒适性、提高货运效率，促进经济增长和提供新 的服务。,VIRTIS：日本道路、交通、车辆智能化推进协会 （www.vertis.or.jp） ITS是运用先进的信息、通信和控制技术，即运用“信息化”、“智能化”解决道路交通中事故、堵塞、环境破坏等各种问题的系统，是人与道路及环境之间接收和发送信息的系统。通过实现交通的最优化，达到消除事故及堵塞现象、节约能源、保护环境的目的。,9,智能运输系统中将ITS归纳为： 综合运用先进的信息通讯、网络、自动控制、交通工程等技术，改善交通运输系统的运行情况，提高运输效率和安全性，减少交通事故，降低环境污染，

4、从而建立一个智能化、安全、便捷、高效、舒适、环保的综合运输体系。,定义的特点分析,相同点 不同点,11,1.1.2 智能交通系统的研究开发背景与历史沿革,研发背景 历史沿革与推进机制,研发背景,ITS作为一个概念性名词出现于20世纪90年 代，但其思想早在20世纪30年代已有萌芽， 当时美国通用汽车公司和福特汽车公司倡导 和推广过“现代化公路网”的构想。,13,研究ITS的动力主要包括：,拥挤和事故造成的经济损失巨大，解决这些问题已迫在眉睫； 由于土地资源和资金有限，单靠修建道路这一途径解决交通问题有一定的限度，必须考虑有效地利用现有的设施； 通过减少交通拥挤和事故，提高生产效率，强化国际间的

5、竞争力； 培养未来的新型产业。,历史沿革与推进机制,欧洲ERTICO的活动包括： 明确市场需求，确定应实现的需求 设定共同目标，制定所需要的策略 创建多部门参与的财团，以紧紧把握ITS机遇 统一分歧 支持标准化 参加欧盟的政策和计划的制定 激发和协调实施的主动性 通过年度的世界ITS大会提高ITS的水平,15,美国ITS America的活动包括： 帮助政府制定政策 组织技术论坛 帮助发展标准，处理横向问题 促进国际合作 管理和交换ITS信息 展示ITS新技术 支持地方和州范围的ITS计划 提高公众对ITS的认识,16,日本 VERTIS （Vehicle，Road and Traffic I

6、ntelligence Society） 道路、交通、车辆智能化 推进协会的活动包括： 推进 ITS 的研究、开发和利用，力求建立一个 安全、舒适、环境友好的道路运输系统，以促 进经济增长和社会繁荣。 其主要任务是对 ITS 的各领域进行广泛深入的 研究和开发，与欧洲、北美交换信息，以开拓 ITS的潜在应用和组织ITS世界大会。,17,1.2 智能交通系统的发展现状与趋势,国内外发展现状 发展趋势及其效益分析,18,1.2.1 国内外发展现状,欧洲ITS发展的特点： 强调国际合作、标准化；强调综合运输系统智能化。 欧洲国家众多，在其中一些发达国家，如英国、 德国、法国、意大利、西班牙等国的交通

7、运输体系 中，体现了欧洲的交通运输体系。 对于大部分国家来说，公路运输在客运中占有 主导的地位，而铁路运输和公路的货车运输在货运 中占有主导的地位。,19,欧洲ITS的主要研究内容有： 交通管理 出行前信息 行程中信息 车辆控制 货物及车队管理 自动收费,20,美国交通运输系统现状 美国拥有先进、发达的交通运输系统，十分 发达的道路网，高速公路里程居世界首位，交通 运输网建设居世界领先水平。 美国的公路运输在客运中占有主导的地位，其次是航空运输。,21,美国智能交通系统的研究内容（七大领域） 先进的交通管理系统（ATMS） 先进的旅行者信息系统（ATIS） 先进的公共运输系统（APTS） 商用

8、车辆运营系统（CVOS） 先进的车辆控制和安全系统（AVCCS） 自动公路系统（AHS） 先进的乡村运输系统（ARTS）,22,日本交通运输系统现状 道路交通居于主导地位 铁路运输在客运中占有重要地位 内航海运在货运中占有一定比例 航空运输是对外客运的主要方式,23,日本智能交通系统的研究内容（九大领域）,先进的导航系统 自动收费系统 协助安全驾驶安全驾驶支持系统 交通管理最优化系统 道路管理效率化系统 协助公交车辆运营 商用车效率化车辆运营管理系统 协助行人行人诱导系统 协助紧急车辆运营紧急车辆支持系统,24,中国交通运输系统现状 公路 我国的全国公路网已经基本形成，为公路运 输在综合运输体

9、系中发挥基础作用奠定了基础。 高速公路的迅速发展，有效地改善了干线道 路的交通状况，使干线道路在全国公路网中所发 挥的作用更为突出。,25,铁路：已经形成了较为完整的全国铁路网络系统。 水运：水运无优势。 航空：我国正在快速发展。 管道：特殊的运输方式。 总之，我国与其它发达国家相比，交通基础 设施水平仍存在较大的差距。公路运输所占份额 都在迅速增加。,26,中国智能交通系统的研究内容,已建立或正在研究开发的智能交通系统主要包括： 交通信号控制与指挥系统 交通监视与监测系统 交通管理信息系统 交通信息动态显示系统 交通诱导系统,27,交通运输安全报警系统 交通违法监测系统 驾驶人考试系统 交通

10、事故快速勘察系统 电子收费系统 公共交通运营指挥调度系统,28,1.2.2 发展趋势及其效益分析,发展趋势 智能交通系统的社会效益与经济效益分析,29,ITS的运用使道路运输发生了许多根本性的变革： 它通过传播实时信息和主动管理使道路交通更加顺畅、舒适 通过智能汽车和自动驾驶技术的开发，使安全性得以飞速提高 通过对商业用车提供信息和引进电子通关功 能，使运输效率得以大幅度提高 通过消除道路堵塞，大大减轻了交通对环境的影响,30,存在的问题 目前各国仍主要集中力量于城市交通和高速 公路ITS的研究，对于区域交通和综合运输涉及尚 较少，仅欧盟和美国有少量研究。,31,ITS总的发展趋势 从技术的角

11、度看，有从利用信息技术来缓解交通到开发以安全为目的的车辆控制系统，然后朝着自动驾驶系统的开发和应用方向发展的趋势。 从运输模式的角度看，有从单一的道路运输ITS向综合运输ITS的方向发展的趋势。,32,社会效益与经济效益,智能运输系统将带来巨大的社会经济效益， 具体体现在以下几个主要方面： 减少交通拥挤和行车延误； 减少交通事故的发生率、死亡率； 社会经济效益的增加，产业发展与就业机会增加； 能源消耗量减少，污染程度降低。,33,第2章 智能交通系统体系结构,智能交通系统体系结构 智能交通系统体系结构的发展现状与趋势 智能交通系统体系结构的开发,34,2.1 智能交通系统体系结构,智能交通系统

12、体系结构的相关概念与研究意义 智能交通系统体系结构的功能与构成,35,2.1.1智能交通系统体系结构的相关概念与研究意义,对于ITS的总体规划和设计来说,最重 要的任务就是ITS的系统体系结构开发。 什么是系统体系结构： 一个体系结构是一个有用的和可用的 系统的稳定基础。,36,系统的体系结构就是要在系统实施之 前，完成对实现系统功能的系统总体设计。 所以必须阐述系统的结构体系，列出用 户的服务功能，定义实现这些用户服务的各 子系统，并且阐述各个子系统之间的通信方 式、接口并协同工作。,37,系统体系结构的研究意义 ITS体系结构作为指导性框架，就是要促使人 们利用制定的标准和规范来设计、研制

13、和实施智能 交通系统，并根据系统的实际需求，提出用户功 能，从而不断促进体系结构和标准的完善。 许多发达国家已完成了ITS的本国体系结构研 究，并把它当成发展本国ITS的指导性文件。,38,2.1.2 智能交通系统体系结构的功能与构成,功能： 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，即任何终端用户都能通过不同的媒介获得相同的信息； 保证不同交通基础设施的兼容性，从而可以保证在大范围内的无缝出行；,39,为地区、国家政府机关制定ITS发展规划提供基本 原则； 为服务和设备制造提供一个开放的市场，从而可 以提供兼容的子系统； 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

14、廉价的投资； 提供一个公开的市场环境，设备制造商可以以较 小的风险提供产品。,40,构成： 用户服务 逻辑体系结构 物理体系结构 通信体系结构 标准化 费用效益评价 实施措施及策略,41,2.2 智能交通系统体系结构发展现状与趋势,国外（以美国为例）的发展现状与趋势 我国的发展现状与趋势,42,2.2.1美国ITS体系结构的发展现状与趋势,美国国家ITS体系结构： （National Architecture， 简称NA） 开发背景 方法与步骤 美国ITS体系框架的构成,43,从用户服务（User Service）入手 逐步确定了未来在美国发展和实施的ITS的 逻辑结构（Logical Arc

15、hitecure） 物理结构（Physical Architecture） 针对不同背景的实际需要推荐了一系列市场包 （Market Package） 所需标准 实施策略 标准分类及制定标准的步骤,美国ITS体系框架的构成,44,建立一个开放、公平、适应多层次系统集成的体 系结构 同时能为用户提供多种性能价格比选择 保护用户隐私 最大限度地增强操作性和降低市场风险。,总体设计原则：,45,美国的智能交通顶层逻辑结构图,46,美国NA子系统及其通信连接（物理结构）,47,2.2.2 我国的发展现状与趋势,背景 科技部会同国家计委、经贸委、公安部、铁道 部、交通部等十几个部、委、局联合建立发展 I

16、TS 的政府协调领导机构全国智能交通系统 协调领导小组及办公室，并成立 ITS专家咨询 委员会。,48,“中国ITS系统框架研究” 成果提出了适合中国 交通业现状和发展趋势的智能交通系统体系框 架、逻辑结构、物理结构，提出中国智能交通 系统的规划和实施以及经济和技术的评估。并 明确全国ITS的总体内容和各部分相互关系，明 确了政府、企业和用户在ITS发展中所处的角色 和应起的作用。,49,2000年6月，在全国智能运输系统专家委员会的指 导和相关部门的共同努力下，中国智能运输系统 体系框架完成了讨论稿。 该讨论稿共包含总论、用户服务需求、逻辑框 架、物理框架、通用技术平台和经济技术评价 6个

17、部分。,开发方法与步骤 步骤1：确定用户服务内容 步骤2：建立逻辑框架 步骤3：建立物理架构 步骤4：明确标准化内容,50,我国ITS体系框架内容,用户服务的定义及领域 逻辑结构 物理结构 交通地理信息及定位技术平台和通信系统 标准化问题 评价,51,逻辑框架顶层结构,54,2.3 智能交通系统体系结构的开发,开发内容 开发方法与步骤,55,2.3.1 开发内容,参考模型 信息体系结构 功能体系结构 数据通讯体系结构 物理体系结构,56,2.3.2 开发方法与步骤,开发的方法 自上而下 自下而上 开发的步骤 分析现状 提出设计方案 方案必选,系统体系结构开发的一般步骤,58,第3章 智能交通系

18、统逻辑架构与物理架构,智能交通系统逻辑架构 智能交通系统物理架构,3.1 智能交通系统逻辑架构,智能交通系统逻辑架构概述 智能交通系统逻辑架构的功能层次与描述,3.1.1智能交通系统逻辑架构概述,逻辑结构概念 ITS体系框架中十分重要的层次。 描述系统的主要功能和功能之间的交互关系。,3.1.2智能交通系统逻辑架构的功能层次与描述,系统的逻辑功能层次 功能域 系统功能 过程 子过程,逻辑结构功能层次：表3-1至3-8 交通管理与规划功能域 电子收费功能域 出行者信息功能域 车辆安全与辅助驾驶功能域 紧急事件和安全功能域 运营管理功能域 综合运输功能域 自动公路功能域 逻辑结构功能描述：表3-9

19、,逻辑结构功能层次：交通管理与规划域功能层次表（部分）,64,电子收费功能层次表,65,逻辑结构功能描述表（表3-9）,3.2 智能交通系统物理架构,智能交通系统物理架构概述 智能交通系统物理架构的功能层次与描述,3.2.1智能交通系统物理架构概述,物理结构概念 对逻辑层次的具体实现，是ITS从逻辑功能 向实际物理硬件转化的一个重要层次。 描述了实际ITS物理系统中各部分的功能和 相互关系。,3.2.2智能交通系统物理架构的功能层次与描述,系统的物理结构层次 系统 子系统 模块 模块之间交互的结构流,69,系统（物理结构）的功能层次：表3-10 系统（物理结构）的功能描述：表3-11,70,综

20、合信息平台概述 平台的基础理论模型 相关案例分析,第4章 智能交通系统综合信息平台,71,平台概念与构成 平台的研发背景与基本功能,4.1 综合信息平台概述,72,智能交通系统综合平台是为实现各ITS子系统间的 数据共享、实现深层次的信息融合和知识发现而 提供的综合平台。该平台能够接受、存储和处理 多源、异构数据，具有数据融合、数据挖掘的功 能，并能够为各种应用子系统和公众提供完善的 信息服务。,平台相关概念,73,平台基本构成 综合信息数据库 交通地理信息基础支撑平台 接入/二次数据融合平台 信息加工/发布基础平台 专用通信网络平台 输入/输出接口及接入模块 平台管理模块 ITS设备监控/网

21、管系统 系统仿真模块 交通决策支持平台,平台的研发背景,发达国家交通综合信息平台的研发背景 国内交通综合信息平台的研发背景,75,智能交通系统综合平台的功能 信息接口 信息处理 各用户主体服务相应 信息辅助决策,76,数据融合模型 数据挖掘模型 数据存储模型,4.2 平台的基础理论模型,77,数据融合模型 信息融合含义 信息的全空间、信息的综合、信息的互补。 信息的全空间： 信息融合处理的是确定的和不确定（模糊） 的、全空间和子空间的、同步和非同步的、同类 型和不同类型的、数字和非数字的信息，比传统 系统更为复杂的多源、多维信息，是全空间信息。,78,信息融合的基本要素 信息源元素（含传感器元

22、素），向系统提供原始 信息； 信息转换、传递、交换元素，完成信息的预处理； 信息互补、综合处理元素，完成信息再生、升华； 信息融合处理报告元素，即输出融合处理结果。,79,80,信息融合的相关算法的分类：,按被位置融合抽象的层次不同分类 按被融合数据抽象的层次或程度的不同分类 按传感器网络拓扑结构的不同为类,81,基于概率论的方法： 经典概率推理 经典贝叶斯推理 贝叶斯凸集理论 （Convex set Bayesian） 信息论 （Shannon理论）,非概率的融合方法： D-S证据推理 模糊逻辑 人工神经网络 条件事件代数 随机集理论 (Random Set Theory) 粗集（Rough

23、 Set） 鞅论 小波变换,82,数据挖掘模型,粗集方法 神经网络 遗传算法 决策树归纳法 最近邻技术 规则归纳,可视化 聚类法 分层聚类 概念聚类 基于事例的推理方法,83,信息挖掘是指从大量的结构化数据和复杂类型 数据中提取可信的、有效的、新颖的、潜在有 用的、能最终被用户所理解的知识或模式的高 级处理过程。其挖掘的知识类型有分类规则、 聚类规则、关联规则、时序模式、相似模式、 混沌模式、偏差分析、回归模式、趋势分析、 预测分析等。,84,数据挖掘,目前在海量数据中进行分析，最为关键的技术就是 数据挖掘。 数据挖掘 从数据中提取隐含在其中人们事先未知的、但 是有潜在有用的信息和知识，并将其

24、表示成为最终 能被人理解的模式的高级过程。数据挖掘技术是人 工智能领域的一个新的重要分支，,85,数据挖掘的主要任务,汇总 分类 聚类 关联规则,86,数据存储模型 直接存储（Direct Attached Storge，DAS） 网络附加存储（Network Attached Storage，NAS） 存储区域网络（Storage Area Network，SAN）,4.3 相关案例分析,北京市交通综合信息平台建设 公安交通综合数据处理平台,4.3.1 北京市交通综合信息平台建设,项目背景 项目建设背景 项目建设意义 系统功能 接收数据 数据集成 提供信息服务 系统建设地位和作用 城市智能交

25、通系统的基础平台和信息枢纽 提高现有交通信息资源的利用效率 为各相关部门之间的协调提供有力支持 为开展交通信息增值服务提供依托和可能,4.3.2 公安交通综合数据处理平台,系统架构 综合信息应用层 综合信息处理层 终端信息处理层 道路现场 系统建设目标 提高综合信息应用能力，实现集中警力调配 整合各种应用系统 系统建设涵盖的内容 接口及标准化建设 数据整合交互 数据仓库建设 前端应用建设,90,智能交通系统标准的意义及其总体结构 国内外智能交通系统标准发展现状 相关案例分析,第5章 智能交通系统标准,91,智能交通系统标准概念与意义 智能交通系统标准的总体结构,5.1 智能交通系统标准的意义及

26、其总体结构,92,什么是标准化 即通过标准的制定和认定，把放任自由 的、多样的、复杂和无秩序的规格和事项， 通过有关方面取得一致认同后，使之规范化、 简单化和有序化。,智能交通系统标准概念与意义,93,标准化的功能 关于经济活动的功能。提供产品信息，普及 技术，提高生产效率，规范竞争环境，确保 互换性，有利生产过程管理。 作为达到社会目的的手段。通过制定有利保 护环境、确保安全性、节约能源、保护消费 者的标准，促进标准产品的生产、流通、消 费和废弃，增进社会效益。 促进相互理解的行为规则：语言、术语、符 号,94,标准化的意义 可保障全国范围内的兼容性。 标准体系结构中物理层中的物理实体存在许

27、 多接口，接口的标准化可保证接口的互联性，从 而实现全国范围内的兼容性。 有助于拓展ITS 相关产品的提供渠道，创造市场 空间。,95,有助于系统集成 标准化的ITS相关产品接口规范性好，互联性 强，更易于系统集成。智能交通系统是一项庞大的 系统工程，通常其每项服务功能都不是单个设备所 能完成的，接口设备的互联性对系统集成至关重要, 在实际工程中，这对缩短工期，降低造价、提高系 统的可靠性相当重要。,96,有利于减轻风险,保护投资 标准化有利于减轻提供者和消费者的风险。 标准化是市场保护的重要手段,97,智能交通系统标准的总体结构,标准化发展的渠道 由市场选择的事实标准 用户或供应商自发结成的

28、集团标准 经授权的标准化组织发布的正式标准 行政命令,国际主要ITS标准化组织,国际标准化组织分类图,99,ISO：国际标准化组织。 ISO下设有ITS专门技术委员会TC204，主要致 力于运输信息与控制系统TICS领域的标准化工作。,100,美国智能交通系统标准化进展 欧洲智能交通系统标准化进展 日本智能交通系统标准化进展 中国智能交通系统标准化进展,5.2 国内外智能交通系统标准发展现状,101,美国ITS标准化进展 美国历时三年于1996年7月完成了“国家 ITS系统体 系结构”的开发。该项目最终涉及ITS标准化的论述 可分三类： 白皮书（White Papers） 其中主要论述了标准化

29、的需求、标准化发展的 程序、示范工程要求以及系统结构参考模型等。,102,标准化需求文档（Standards Requirement Document） 此类文档包括系统接口的确定、标准化发展 中的优先项目等。 标准化实施计划 （Standards Development Plan） 该计划书描述了需要发展的标准、勾画了标 准发展的时间表，确定了发展过程中的里程碑等。,103,美国主要ITS标准化组织： SAE：汽车工程师协会车内和旅行者信息 ITE：运输工程师协会综合运输规划与管理 IEEE：电子与电气工程师协会电子通信报文 及协议的标准,104,AASHTO：美国州道路和运输局协会州际事

30、务参与和路边基础设施 ASTM：美国测试与材料协会DSRC系统的标 准化 （DSRC：Dedicated Shot Range Communication 专用短程通信）,105,美国ITS标准化的部分成果 经过几年的发展，美国已经制定了一些 ITS相关标准。与交通信息系统及服务相关的 标准主要包括： 数据通讯 (Data communication) 数据字典 (Data dictionary) 数据输入 (Data input) 数据交换 (Data interchange) 数据查询 (Data queries) 电子地图 (Digital maps) 信息传输 (Information

31、 transfer),106,欧洲ITS标准化进展,欧洲的标准化组织有下列工作团体： WG1 自动收费和通行控制 WG2 货运管理系统 WG3 公共运输 WG4 交通和旅行者信息 WG5 交通控制 WG6 停车管理,107,WG7 地理数据库 WG8 道路交通数据的描述、存储和分布 WG9 开放的短域通讯 WG10 人机接口 WG11 子系统和内部系统接口 WG12 自动车辆和设备识别 WG13 体系结构和术语,108,欧洲标准化成果 WG1设定了用于运营者之间连接和断开的信息交 换的公共接口。 WG3同意将运输数据模型作为草案标准，为地面 设备标准提供了一个协议。 WG4提出了TTI（交通和

32、旅行者信息）应用标准。 WG7出版了标准数字地图和达成了几何定位参考 的协议。,109,WG8同意了关于交通和旅行数据字典的一个预 标准作为交通信息中心和交通控制中心数 据交换的基础，被欧洲普遍接受和被许多 项目和组织用来设计数据模型和报文，在 着手制定公共数据交换规定DATES-NET。,110,WG9致力于DSRC5。 WG12提出一个关于多模式运货的自动车辆和 设备识别的体系结构和方法论的标准。 WG13系统体系结构的工作已转移到ISO/TC204。,111,日本ITS标准化进展,日本尽管国家 ITS 体系结构制定较晚，但 ITS标准工作并不落后。 日本积极地开展国际合作，积极地在国内推

33、 行标准化，极力使自己的标准发展为国际标准。 日本已提交了三个系统方案：道路交通信息通信 系统VICS、小功率微波雷达系统和自动收费系统 ETC，很有可能成为被推荐的框架方案。,112,中国智能交通系统标准化进展 我国的国家智能交通系统工程技术研究中心， 作为国际标准化组织交通控制和通信技术委员会 (ISO/TC204）在中国的技术依托单位。,113,中国智能交通系统标准化面临的课题 ITS体系结构的制定，为保障智能运输系统项 目在全国范围内的实施起到了重要的作用，它提供 了系统较强的兼容性和较好的可操作性。 为了最终达到智能运输系统项目在全国范围内 实施这个目标，还必须完成与中国智能交通系统

34、体 系结构保持一致的标准化工作。,114,中国智能交通系统标准化面临的课题 明确标准体系中潜在的需要制定标准的领域 制定出智能交通系统标准框架和体系表,115,中国智能交通系统标准 基础标准：基本术语、概念模型、数据单元词典 有全国兼容要求及部分有区域兼容要求的接口标准 产品标准 方法标准：测试过程、人机界面评价等 服务标准：信息服务、运输服务、安全服务,美国NTCIP标准 国际EDIFACT标准（略） 智能车辆控制系统标准,116,5.3 相关案例分析,美国NTCIP标准,美国ITS框架下所有产品间的通信协议。 NTCIP： （National Transportation Communic

35、ations for ITS Protocol） 主要用途：中心系统-路口设备通信 A系统-B系统通信 作用：避免设备过早被淘汰、提供更多生产商供 选择、跨单位间的协调、单一的通信网路。,可应用的系统及设备种类至少包括： Center-to-Field： 动态信息标志、交通信号控制器、车载感应器及控制器、环境检测器、匝道计量仪、车辆检测器、视频切换、公路照明控制、上述各组合。 Center-to-Center： 交通管理（高速公路/街道、城市/乡村）、运输管理（公交/铁路/其他）、紧急事故管理、停车管理、出行者信息（所有模式）、商用车辆营运规划。 上述各项组合。,美国NTCIP标准,通信协议：

36、 Center-to-Center的通信协议： DATEX 提供一般需要、费用低的解决方案 COBBR 提供了开放的结构，连接不同的面 向对象的系统（未来的主流） Center-to-Field的通信协议: SNMP 互联网简单网络管理协议 STMP 简单运输管理协议 SFMP 简单固定信息协议,美国NTCIP标准,智能车辆控制系统标准,研究内容： 自适应巡航控制系统标准化研究 无线电呼救系统标准化研究 正面障碍物警告系统标准化研究 短距离障碍物警报系统标准化研究 侧面障碍物警告系统标准化研究 交通堵塞警告系统标准化研究 弯道警告系统与急转弯障碍物警告系统标准化研究 偏离车线警告系统标准化研究

37、,智能车辆控制系统标准,WG14标准化主要内容： 术语与系统的定义 系统的分类 性能条件的定义 性能的测定方法 测试法 警告、显示、象征标记、操作方法及控制临界值确定 防止系统间的干扰,122,美国智能交通系统的应用 中国智能交通系统的应用案例分析,第6章 智能交通系统的应用,123,先进的交通管理系统（ATMS） 先进的旅行者信息系统（ATIS） 先进的公共运输系统（APTS） 商用车辆运营系统（CVOS） 先进的车辆控制和安全系统（AVCS或AVCSS） 自动公路系统（AHS） 先进的乡村运输系统（ARTS）,6.1 美国智能交通系统的应用,124,先进的交通管理系统（ATMS）,ATMS

38、：Advanced Traffic Management System 该系统是将交通管理和车辆作为一个整 体的系统，从而实现主动式的综合交通 管理与控制作用。 主动式控制不同于以往传统的交通 控制系统。,125,ATMS的典型应用领域 城市道路的集中交通信号控制系统 高速公路和公路干道的管理系统 事故管理系统 电子收费和交通管理系统 运输需求管理,126,功能：提高管理效率 ATMS的目标： 改善现有道路网的运行状况； 提高道路网的有效利用率和交通容量； 减少道路网的交通拥挤； 降低事故发生率； 减少车辆延误； 降低油耗； 减少废气排放等。,127,组成原理：,一个先进的交通管理系统，是由一

39、系列 的道路运行检测与监视系统、交通管理支持 系统及出行建议系统所组成。 整个系统可概括为四个部分。,129,ATMS的结构：,ATMS一般由以下几部分通过通讯网络连接而成： 信息收集装置 （总）交通管理/控制中心 交通信号机 信息提供装置 其它中心,130,ATMS的特点： 与一般的交通管理系统相比，ATMS具有以下特点： 车辆、道路与交通管理系统一体化； 城市交通信号控制系统计算机网络化； 在城市交通管制中应用人工智能技术； 信息采集和信息提供技术更加先进和多样化； 城市交通信号控制具有多种功能。,131,先进的旅行者信息系统（ATIS）ATIS：Advanced Traveler Inf

40、ormation Systems,ATIS： 该系统通过收集相关的交通信息、分析处理 信息、传递和提供信息，从而为交通出行者提供 从起点到终点的实时帮助，使整个出行过程舒适、 方便、高效。 该系统显著特点是以个体出行者为服务对象。,132,主要子系统 ATIS除具有提供传统意义上的旅行者信 息的功能外，其主要的子系统还包括： 车载路径诱导系统 停车场可利用诱导系统 数字地图数据库,133,功能 该系统必须具备采集、信息处理和信息传递 与发送等基本功能，并重点体现在向交通参与者 提供信息服务的功能上。主要包括： 向交通参与者提供出发前的出行信息； 向出行者提供与目的地相关的信息； 向出行者提供公

41、共交通信息； 向出行者提供在途交通与道路状况信息； 向出行者提供行驶路线导航信息。,134,ATIS的技术进步： 信息发布手段的视觉化； 无线电广播技术的革新； 双向通信技术的广泛应用； 信息的实时性不断提高； 信息的复杂程度日益增强。,135,组成原理 ATIS由车辆导航辅助系统（或便携式导航 辅助系统）、交通信息中心及通行网络三大功 能单元组成。,137,先进的公共运输系统（公共交通运营系统）,APTS：Advanced Public Transportation Systems APTS： 该系统是通过公共交通的管理者和使用者相 互协调，提高公共交通运输部门的相互协作，从 而实现运输智能

42、化的系统。,138,主要子系统 APTS有四个子系统构成： 公共运输辅助管理系统； 公共运输信息系统（途中换乘信息系统）； 满足个人需要的公共运输； 公共运输安全系统（出行安全系统）。,139,功能 该系统用以提高公共交通的可靠性、安全 性及其生产效率。 美国NA明确提出了对APTS的功能要求： 运用车载数据采集技术实现对运营车辆的监视； 运用有效策略使晚点车辆恢复正常运营； 运用当前的操作数据及其他数据来源，编制运营 管理计划； 要求应答系统为乘客提供个人出行服务；,140,提供安全协调监控与紧急救援服务系统的接口； 综合运用历史数据及其他因素管理司售人员； 编制运营车辆的维修计划并为维修人

43、员进行工作 分配； 可实现车内收费或路边收费； 为乘客提供车辆运营信息及可达车辆信息。,141,应用 自动公交车辆定位 车载设备 电子站牌 车队管理 公交出行信息系统,142,商用车辆运营系统（CVOS）,CVOS：Commercial Vehicle Operation Systems,143,主要子系统：六个 商用车辆电子通关系统； 自动化路侧安全检测系统； 车载安全监控系统； 商用车辆交通信息系统； 危险货物事故响应（危险品应急反应系统）； 商用车辆、车队管理（管理程序系统）。,144,功能 该系统在州际运输管理中自动询问和接受各 种交通信息，进行商业车辆的合理调度。 特种车辆自动报警系

44、统可保证在道路可见度 很低的情况下的行车安全，并可以使营运车辆的 运营管理更加合理化，提高车辆的安全性，提高 生产效率，得到更为安全可靠的公路环境。,145,先进的车辆控制和安全系统（AVCS或AVCSS）,AVCS（AVCSS）：Advanced Vehicle Control （and Safety）Systems 概念 该系统是就车辆本身而言的，主要是指借助 车载设备及路侧、路面的检测设备，来检测周围 行驶环境的变化情况，进行部分或完全的自动驾 驶控制，以达到行车安全和保障道路畅通的目的。 AVCS的核心是智能汽车的研究与应用。,146,目的 系统通过辅助控制、自动控制等措施 的实施，达

45、到以下目的： 防止部分交通事故的发生 提高道路利用效率 提高驾驶人的方便性 减轻驾驶人的负担 实现车辆的安全高效行驶,147,特点 是具有自动识别、判断车辆外部行驶状况能力 的车辆控制系统。 是根据所得到的信息，警告驾驶人进行操作或 通过控制系统的控制元件操作，达到上述目的 的车辆控制系统。,148,AVCS主要包括以下子系统： 安全预警系统（危险预警系统）； 防撞系统； 车道保持系统； 巡视控制系统； 视觉强化（避撞）系统； 紧急报警系统； 车辆行驶自动导航系统； 环保系统。,149,功能 该系统应用先进的传感、通讯和自动控制 技术，给驾驶人提供各种形式的避撞和安全保 障措施，从而提高行车安

46、全性，也进一步提高 了道路的通行能力和运输效益。,150,自动公路系统（AHS）,AHS：Automated Highway Systems AHS的概念 用现代化的传感技术、通讯技术、计算机技术 以及检测技术等装备公路系统，并通过车路通信和 车车通信，达到车辆可自动控制方向、速度、车间 距等，从而使汽车自动行驶于其上的智能化公路以 及相关车载设备组成的系统。,151,AHS的本质 使公路系统具有一定的智能 依靠车辆的智能，控制车辆的自动驾驶，将交通 流调整至最佳状态 减少由于人工驾驶引起的交通问题 提高整个公路系统的安全性和系统性,152,先进的乡村运输系统（ARTS）,ARTS：Advan

47、ced Rural Transportation Systems 了解ARTS的概念、功能、项目领域。,153,美国的ITS体系还包括：应急管理系统（EMS）。 该系统用以提高对突发交通事件的报告和反 应能力，改善应急反应的资源配置。 EMS有两个子系统构成： 紧急通告与人员安全系统； 应急车辆管理系统。,154,交通信号控制系统 交通信息服务系统 智能交通管理系统 先进的城市公共交通系统 车辆辅助控制及自动车辆驾驶系统 自动收费系统,6.2中国智能交通系统的应用案例分析,155,先进的物流系统 交通需求管理系统 紧急事件管理系统 道路设施管理系统,156,交通信号控制系统案例分析 控制方式

48、点、线、面控。 控制系统简介 TRANSYT系统、SCOOT系统、SCATS系统等。,157,交通信息服务系统案例分析 系统分类 按照向出行者提供信息服务的时机进行分类，交 通信息服务系统可以分为以下几类： 出行前信息系统 在途驾驶员信息系统 在途出行者换乘信息系统,158,按照信息系统所提供信息内容的不同进行分类， 可以分为以下几类： 路径诱导系统 交通流信息诱导系统 停车场信息诱导系统 个性化信息服务系统,159,系统构成 三部分构成： 交通信息中心 通信网络 用户信息终端,160,智能交通管理系统案例分析 主要子系统构成 交通监视子系统 交通控制子系统 电子警务与办公自动化子系统 公共交通管理子系统 紧急事件管理子系统 交通组织优化方案生成子系统 功能体系结构,162,智能公共交通系统案例分析