智能交通系统第一章.docx
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智能交通系统第一章
智能交通系统第一章
2.智能交通系统概况
2.1背景
交通基础设施发展有限度，投资巨大，作用都发挥了吗？
交通问题决定区域竞争力，如何减少经济损失？
面向人和物的移动/输送，如何培育现代服务业？
✧交通问题日趋严峻——拥堵、事故、环境、能源
✧城市道路的增长与机动车的增长相比严重失调；
✧重要交叉口超负荷运行，交叉路口堵塞、疏导不及时常造成整个路段或地区的完全堵塞；
✧交通管理三缺乏科学有效的手段；
✧市民交通安全意识的薄弱。
迫切需要引入和应用智能交通技术，改善交通状况、提高现有交通基础设施的利用率。
2.1.1智能交通系统的提出：
◆一种为交通运输节省金钱、时间和生命，并可为使用者提供附加服务的新方法。
◆运用现代电子信息技术，在提高交通运输设施的效率同时，充分保障交通安全、节省能源消耗。
2.1.2智能交通系统信息链：
2.2发展概况——美国
⏹60年代：
电子路径诱导系统ERGS
⏹90年代：
智能化车辆-道路系统IVHS，1994年更名为ITSAmerica
⏹1998年：
启动国家ITS发展战略计划
2.3发展概况——日本
日本自1970年起经历了ITS发展的三个时期，不同时期有不同的需求：
2.3.1ITS基础设施需求期：
早期ITS基础设施如交通信号灯和路上设施在减少交通事故方面是非常有效的。
1970—1975期间，日本道路上的车辆略有增长，交通事故死亡率降低了近一半，且年交通事故死亡率比以往大大下降。
2.3.2基本ITS技术需求期：
在具备ITS基础设施基础后，基本的ITS技术则能够产生作用，1975—1990期间，交通控制系统和高速路控制系统是典型的基本ITS技术，尽管这一时期车辆数有所增长，车公里数也在增长，交通事故死亡率却在降低，这一时期车公里数比其他同期大大增长。
2.3.3先进的ITS需求期：
1990—至今，需要发展先进的ITS技术。
在日本，VICS是成功的应用系统。
发展概况——日本ITS的开发领域
✧1973年：
汽车综合（交通）控制系统CACS
✧1984年：
路车间通信系统RACS
✧1989年：
升级为先进道路交通系统ARTS
✧1991年：
形成车辆信息与通信系统VICS
✧1994年：
成立“道路-交通-车辆智能化推进协会VERTIS”
先进道路支援系统AHS服务实验：
2005年3月在首都高速公路4号新宿线参宫桥转弯处实施社会实验
日本ITS的开发发展计划：
2010年——
2010年
2005年
2000年
社会系统的革新
自动驾驶的梦想
交通系统革命阶段
ITS的开始阶段
2.4发展概况——欧洲
◆1985年：
“尤里卡”（Eureka）计划制定了以车辆研究为主体的PROMETHEUS和以道路基础设施为主体的DRIVE；
◆1991年：
成立ERTICO欧洲智能交通（ITS）协会；
◆1995年：
欧洲启动PROMOTE计划，目标是实现道路交通设施高度智能化（交通管理、安全）；
◆近年更注重Telematic、E-SAFTY。
2.5发展概况——中国
◆2000年：
成立全国智能交通系统协调指导小组，完成了ITS体系框架；
◆“九五”后期：
国家开展了“中国ITS体系框架”和相关“ITS技术标准”的研究，并将《智能交通系统关键性技术开发和示范工程》列入国家“十五”科技攻关重大专项；
◆“十五期间”:
对中国ITS用户服务进行了全面更新，在广泛征求意见的基础上，初步形成了“中国智能交通系统用户服务（第二版）”并对中国ITS体系框架逻辑和物理框架的进一步修改完善；
◆2006年：
在国家863计划增设“现代交通技术”领域，重点研究ITS及交通安全保障技术。
“十一五”国家863计划十大领域中就有现代交通技术领域。
3.典型智能交通系统实例
4.交通系统的本质特征分析
4.1交通需求：
人与物的空间移动（及时、便捷、安全、环保、节能）
4.2交通系统：
基础设施（道路），运载工具（车），运载对象（人、物）组成的有机载体
交通对象（人、货物），借用交通工具（汽车、船舶、火车、飞机等），在交通基础设施（道路、航道、铁路、航线）上，完成目标运送（人的出行，货物运输）的最优化。
4.3交通的系统观：
整体性，时间与空间、复杂性、随机性
4.4特征：
供给不可存储、连续过程、网络化、复杂系统、层次结构
5.智能交通系统定义及内涵
5.1美国ITS手册2000：
智能交通系统由一系列用于运输网络管理的先进技术以及为出行者提供的多种服务所组成。
5.2ITS技术的基础上的三大核心要素：
信息、通信和集成。
信息的采集、处理、融合和服务是ITS的核心
数据采集：
检测平台：
利用智能处理方法获得检测数据；
服务平台：
为交通管理及公众提供信息服务。
无论是提供交通网络的实时交通状况，还是为制定出行计划提供在线信息，ITS技术能使管理者、运营者以及个体出行者变得更为消息灵通，相互之间能够更为协调，做出更为智能化的决策。
5.3定义
定义一：
IEEEITSC（IntelligentTransportationSystemsCountil）
IntelligentTransportationSystemsaredefinedasthosesystemsutilizingsynergistictechnologiesandsystemsengineeringconceptstodevelopandimprovetransportationsystemsofallkinds.
定义二：
MIT
IntelligentTransportationSystems（ITS）applywell-establishedtechnologiesofcommunications,control,electronicsandcomputerhardwareandsoftwaretothesurfacetransportationsystems.
定义三：
ITSAmerica：
ITS是由一系列以有线和无线为基础的信息、控制和电子技术构成，当将这些技术集成到交通系统基础设施和车内时，这些技术帮助监视和管理交通流、减少拥挤、为出行者提供可选路线、提高生产性、保障安全、节约时间和费用
5.4内涵理解：
目标：
发挥交通基础设施潜力，建立安全、便捷、高效、舒适、节能、环保的交通体系
范围：
先进技术+综合服务
途径：
信息灵通相互协调智能决策
手段：
多学科技术在交通领域的融合=交通工程+IT（InformationTechnology）+系统工程+智能技术+检测技术+控制技术……
效果：
通过信息采集、处理、融合，实现信息共享与系统整合，并提供多种服务，达成缓解交通拥挤，减少交通事故、降低运输成本、减轻环境影响、提升运输效率
6.智能交通系统体系框架
6.1智能交通系统体系框架的产生：
6.1.1系统复杂化和信息交换带来的问题：
ITS是复杂系统，以来大量信息交换；难以考虑全面；设计出发点不同；产品发展快。
6.1.2构造可持续发展的智能交通系统：
由低级至高级发展
数学模型+知识模型
数学模型
6.2智能交通系统体系框架原理:
6.2.1智能交通系统体系框架的定义：
系统的体系、规格说明、协调方式；
6.2.2体系框架包括：
逻辑框架、物理框架和标准化要求；
6.2.3制定体系框架的方法：
结构化方法、面向对象的方法。
6.3典型智能交通系统体系框架-美国
1993年USDOT启动ITS体系结构开发计划，1997年公布美国国家ITS体系结构（第一版）；
美国ITS体系框架特点：
包罗万象、内容覆盖全面；
将智能交通划分为19个子系统，并将其划分为中心型子系统、道路沿线型子系统、旅行子系统和车辆型子系统4类。
6.4典型智能交通系统体系框架-欧洲
1998年的KAREN项目；
欧洲ITS体系框架特点：
不提供全面的ITS系统构成，而示范给出创建某项ITS服务的体系框架所应采取的方法，以便用户根据需要进行相应体系框架的开发和扩展。
6.5典型智能交通系统体系框架-日本
✧日本警察厅、总务省、经济产业省和国土交通省联席会议于1996年7月制定了《日本ITS框架体系》；
✧《日本ITS框架体系》有9个系统框架体系构成，智能交通系统框架体系完善；
✧在日本智能交通系统框架指导下，日本警察厅制定了新交通管理系统（UTMS）的框架体系。
6.6典型智能交通系统体系框架-中国
7.智能交通系统的应用领域
应用领域一览：
交通管理与规划、电子收费、出行者信息、车辆安全与辅助驾驶、紧急事件和安全、运营管理、综合运输、自动公路
7.1交通管理与规划：
交通法规监督与执行、交通运输规划与支持、基础设施维护管理、交通控制、需求管理、紧急事件管理
●交通管理信息的来源：
●交通管理决策辅助和支持：
●提供交通管理和监控的实施手段（PPT58）：
7.2电子收费：
区域高速公路联网收费系统
7.3出行者信息：
7.4车辆安全与辅助驾驶：
视野范围的扩展，纵向防撞，横向防撞，交叉路口防撞，安全状况检测，碰撞前乘员保护，自动车辆驾驶
（CZF01019型车辆辅助驾驶红外线热成像仪）
7.5紧急事件和安全：
紧急情况确认及个人安全，紧急车辆管理，危险品及事故通告，公共出行安全，易受伤害道路使用者的安全措施，交汇处的安全服务
7.6运营管理：
公共规划，车辆监视，公交运营管理，一般货物运输管理，特种运输的管理
7.7综合运输：
交换客货运信息资源，提供旅客联运服务，提供货运联运服务
（客车登上轮船）
7.8自动公路（PPT66）：
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