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1115节

十一

交通管理与智能交通系统

课文A一体化交通管理系统

一体化交通管理系统结合了社会中交通管理的各个方面。

它们既统一又相互协调

·具有软件要素的硬件设施

交通信旱系统

高速公路管理系统

，G行者信息系统

，运输／高占有率车辆系统

“停车信息

因此．交通控制和监测系统成为一体化交通管理系统一个重要元素。

系统一体化最大限度地利用资源‘，这些资源范围很广，从营远部门间的个人通信到整个

区域中管理个别主干道和高速公路交通控制系统的中心尖端计算机。

一体化使运行机构更好

地管理运输系统，更有效地使用职员。

使营运部门通过考虑系统内各要素的特征和条件来尽

可能有效地分配车辆和人们到交通运输系统中*信息分享包含在以下几个方面；

·计算机系统

操作者

设计者

营运部门

公众

·公共广播和其它信息服务

一体化管理系统可以履行许多没有习惯地包括在营运中心的执行能力之内的功能。

例如：

·通过交通定价的需求管理

·自行车交通控制

·环境检测

城市系统设计印运行需要各部门之间进行协作和信息交流。

’信息分享和综合

一体化交通管理至少要求：

·控制、信息和监侧系统“体化。

佰息分享与综合

信息分享证明是系统一体化的一个重要要素。

信息交换可包含来自其它系统的操作者和

管理者的历史数据库中的分享数据，因刚他们能够计划或完善控制策略c一个系统的管理者

能够辨别其它系统影响自己系统运行的趋势。

他们必须处理或融合不同来源的信息*

控制／监测系统一体化

交通管理系统一体化员常见的要素包含控制、信息和监测。

客机构控制和监测系统的一

体化允许机构作出系统控制决策和基于其它系统条件给出行者提建议。

交通工程师和操作者，基于从他们自己系统获得的历史和实时的数据以及从其它系统获

得的数据，在系统运行亡做些改变。

系统操作者用实时数据来减少特定时刻的交通拥挤。

两

个例子中，变化一旦出现，系统受影响的其它机构人员必须同时改变换作。

两个或更多的办事处的计算机也必须分享信息，使得信号时间设Lr和高速公路控制能迅

速改变来防止和缓解拥挤。

汁算机仍然d1到操作者手工控制。

手工操作例子与要求控制系统在其使用寿命期间对各建设项目进行协调。

协调活动包

·根据计划的变化交通信号系统进行简单调时；

·基于野外环境的观察定时设计作实时手J选择：

在由施工活动引起的交通中断和转移的异常环境期间，手工协调对抨制系统可能是有益

两个或更多系统的—体化可以使整个城区交通流平滑，也使邻近系统适应来自其它系统

的交通。

例如，高速公路控制系统应该随时处理大交通量和由以下因素引起的交通模式变化：

”在日常高峰期间邻近交通信号系统

事件

特定事件

附近平行道路施工

天气

信息交换允许这种情况发生，在这样做时，提供最优系统运行的好处

控制和监测系统一体化可以发生在控制系统里：

·不同功能的系统（如高速公路和干道控制系统），

‘在地理上分离的控制系统在任何情况下，系统也许归届于相同或不同的管辖区域。

课文B通讯连接和信号技术

信息传输通道通常被看作是连接或频道，

·源到目的地互相连接的路径

“占有的信息容量。

带宽

·连线的信息传输容量取决于可得到的连接时间：

因此．对分享使用型，每个用户可得到

的容量代表总频道信息运输容星的一部分。

·连接（频道）带宽描述可以通过（频道）联接，没有严重衰减或失真的正弦频率（指赫兹或每秒转数）范围。

衰减

衰减表示两点之间传送的信号数量和功率下降。

这个对数单位用来衡量这些点的信号强度的比率。

分贝通常表示通信侍号的强度或功率。

如果接受器的输出功率是发射器的o．o01倍，那么衰减或损耗将是30dB。

若以电缆和光

纤传送信号，当传到下—屯缆时，其强度以与信号强度相对应的比率下降、导致每公里按一定

速率衰减。

光纤传导衰减是由吸收和散射引起的。

对具体波长，单位长度光纤的光能损失用分贝／公里来表示。

功率预算和动态范围

功率预算描绘出从发射源初始传输到电缆的电或光（光纤系统）功率与通过电缆、连接器

和各种联结装量后，在接受器端适当操作下所要求的电或光功率之间的差异。

通讯接受器有最大和最小可接受输入功率水平。

这些水平之间的差异表示接受器的动态

范围。

在一定的条件下，功率水平可以要求减少（衰减），但仍然在接受器的动态范围内。

噪声与失真

噪音足由发生器产生的信号波动引起，而非信号引起。

在任何一个通讯连接处噪音都会

发生。

不过工程连接器能够将此减少到最小可接受水平。

噪声源可能起源于通讯频道、传导

介质或接受器，包括自然和人为的电子干涉。

在交通控制系统中，出错通常是由脉冲噪声引起

的，可以产生出错脉冲1这里连续临近的比特有许多错误。

）

数字数据

在许多交通控制应用中，现场设备发送的信息有二个值或相。

05T．交通传感器表明有车辆或无车辆，联结闭合是开或关。

每条2值信息告诉接受者（交通控制者或通讯界面单位）一个硼或Ko状态。

一个单一

的2值单位信息称作一个比特（二进制数字），一个比特值uJ以是删E／FADE，帅／既Ro，

或ON／OR。

类似地，数字11算机使用一系列只有二种状态的电于开关：

洲或05T。

实际上，如果一种

状态存在，开关设置为洲，如果不存在，设置为oFPo

通过探测任何一个开关状态，计算机能判定任何可还原为YD或No的状态，或计算可还

原为0或1的状态。

并联与串联传输

在交通控制器和计算机之间的数据字节（8位）传输可能并联进行，也可能串联进行。

并

联传输时，所有字节或字符的比特（伦）一次传输。

在电缆距离短和数据传递必须迅速进行的

地方，这种技术在计算机到外围设备（如计算机到打印机）传输中广泛应用。

因为并联传输要求每个比特有1个数据线，一个8个比特字符传递至少要求8条线。

果这种方法随设备之间距离的增加而显得昂贵。

相互连接

通讯网络设计必须说明数据接受器和数据源的相互连接结构。

大部分直接方法是在简单

交通控制系统中展示出的点对点方法。

由于接受器处在不同位置，在每个接受器和数据源之

间提供单独连接。

由于每条线广的1个接受器简化了控制字符，且数据接受器和数据源之间

数据交换，所以点与点相互连接是一个普通技术。

其不利方面包括：

·连接失败完全把接受器与中心设备隔离；哨加的通讯费用、尤其在大系统见；

·在很大刚6中，庞大数量的电缆数返问到中心设备，使用不便；

”尖端通讯信号方法不能用来分字接受点之间的频道容量。

课文C美国智能运输系统项目规划

在20世纪80年代后期，在应用先进技术提高道路运输系统的安全和效率广，美国已经治

后于欧洲和U本。

不过p随着美国智能运输协会（简称隅Ameica）的创立，10l牛综合地由运

输效率法案（简称删）的通过和美国运输部所采取的行动，这个趋势已经改变，—“个综合的

智能运输全国计划迅速形成。

这节分别从国家、州及当地政府层次上，描述美国的智能运输系统规划。

美国营能运输协会

美国智能运输协会在智能运输系统方61份演着主要角色。

技术委员会形成了智能运输协

会的中坚力量。

他们是这个组织的生力军，解决了智能运输委员会的重大问题。

来自私营企

业、州或当地政府的杰出入土组成这些委员会，委员会秘书来自美国运输部，委员会广泛吸收

智能运输协会成员。

作为联邦顾问委员会，美国智能运输协会为智能运输系统准备了一份战略规划，该规划为

未束20年智能运输系统的研究、测试和实施制定了行动指南。

智能运输协会在研究、测试和执行领域为未来幼年制定行动路线，作为联邦顾问委员会

角色，向智能运输系统提出战略计划。

国家智能运输系统项目规划

就如何开发和部署智能运输系统以综合运输方式来解决国家公路和公共运输的运行间

题，国家智能运输规划提供丁一个人们普遍接受的蓝图。

该规划在讨论如何推进美国智能运

输规划的框架方面可起一般参考文献的作用。

美国运输部丰要是依照其智能运输协会的信息

而制定出该文献的。

智能运输系统规划进程

智能运输系统计划致力于用户服务的发展和推广应用上。

迄今为止，国家计‘划规划已经

规定了29个相关的用户服务。

用户服务不必与技术相关，但须满足特定用户和用户群的安

全、机功性、环境及其它与运输相关的需求。

特殊服务用广可能包括使用各种运输方式的出行

者、运输管理中心]：

作者、公共运输：

[作者、城市规划组织（简称MPo）、商用车辆拥有者和驾

驶者、州和当地政府以及许多得益于智能运输协会应用的个人：

详细的用户服务发展现划描述了需要展示构成国家智能运输系统主要组成元素的每项服

务活动。

特征描述如下：

既然用户服务组成智能运输系统计划“大厦”、每个简短的描述有助于计划规划的理解。

下面叙述性的描述概括了每种服务。

他们分成7个类别或7个方面，定义和描述如下：

·出行和运输管理，

变通需求管理，

’公共运输管理，

”电子付费，

’商业车辆管理，

·紧急事件管理，先进车辆控制和安全系统。

州和地方层次的智能运输系统规划

综合地面运输效率法案将显著影响州和地方运输规划。

除城向规划组织（简称MP（）s）提

出的运输改善计划（简称np）外，对每个地区，州也提出了与城市规划上作一致对应的规划和

计划o这两者必须遵守1咖年清洁空气法案和美国车辆报废法案。

由于要整合整个运输系统，现在，智能运输系统成为运输规划的主要成分。

一些州和城市

地区已经提出智能运输系统实施规划。

下一节讲述了智能运输发展规划的基本步骤，用一个

例子来说明这个过程。

明尼苏达州导星

明尼苏达州导星描绘了明尼苏达州的智能运输系统计划，这在各州巾是一个很好的智能

运输系统规划的实例。

它不但致入于单一技术应用和大规模的运行测试，还试图发展全州的

智能运输系统。

明尼苏达州导星已经起草厂运行到2M年及更远的战略规划。

该规划通过规定4个基

本活动及其实施来解决计划管理的广泛要求。

这4个活动是：

智能运输系统管理研究（战略规

划是它的一部分）、计划管理和协调、参与标准指定活动以及研究设备的更新。

战略规划描述明尼苏达州导星与7个智能运输子系统领域（类）如何相关，并确定每个领

域的战略方向。

它概括厂3个阶段的导向发展：

短期，19N年到帅年，删年以后。

规划仍是个活文件，定期修订。

十二

课文A温室气体和机动车辆运输

产生温室效应的气体cob是由大量的且正在增长的人类活动造成的ocob最重要的各种

来源是矿物燃料（主要包括煤炭、石油和天然气）燃烧，这些燃料用在交通、供热、制造、发电和

全球范围许多正在发展的其它府用方面。

埋藏在地下沉积物石油、煤炭和其它矿物燃料中碳含量占75％到95％，是长期的碳储存

器和储存库。

一般说来，碳从这些地下库释放出来影响大气coL的浓度需要数百万年。

然而，

矿物燃料的提取和燃烧改变并大大Au速了这一过程。

林地流失，特别在热带地区大量吸收

cob的植物消亡，使问题进一步恶化。

现有汽车（所有车型，每加仑平均行改16．9W1e）使用一加仑发动机燃料平均产生19．5比—

cob，大约相当于每英里1．15比（或520多克）Lq01995年，美国机动车辆用掉3430亿加仑燃

料，以每加仑19．5比的C02释放率计算，这意味着删亿比，或者1xD万吨cq的释放。

美

国能源部估计1州年美国所有运输工兵释放16亿吨c02，其中大约75％（即13亿吨）来自于

汽车燃料。

全面看待这些数字，1州年美国所有能源使用部门估计产生51．18亿吨coh。

其中交通

部门大约占1／3（16／51．18）．汽车大约占25％（13／51．18）e总的来说，交通业仅次于二氧化碳

排放量最大的工业能源使用部门，占第二位。

除了汽油和柴油燃烧产生二氧化碳外，交