智能交通系统.docx

1、智能交通系统 智能交通发展趋势智能交通系统院系名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆10-1班 学生姓名： 学生学号： 授课教师： 二零一三年五月目录第1章什么是智能交通系统.1 1.1 研究智能交通系统的目的意义.1 1.2 智能交通系统兴起的背景.2 1.3 智能交通系统的基本概念及组成.3第2章 国外智能交通系统现状及发展趋势.42.1 智能交通在国外的现状.42.2 智能交通在国外的发展趋势.5第3章 国内智能交通系统现状及发展趋势.73.1 智能交通在国内的现状.73.2 国外智能交通系统建设对国内的启示.8结论.10 第1章 什么是智能交通系统 随着城市现代化进程的加快，城市

2、交通系统所涉及的领域和范围越来越广，统的交通管理方式显得力不从心，智能交通系统(ITS，Intelligen Trans DonaIion svsicm)在20世纪90年代的迅速崛起为世人所瞩目，引入智能交通系统(TIS)成为提高城市交通管理水平的个重要途径。交通运输是国民经济和现代社会发展的基础，由于现代社会城市化速度的加快、国民经济的高速增长、经济一体化进程的加快以及人们对交通的需求越来越高，交通控制问题便成为现代社会经济发展的个必须考虑的问题，而ITS的实施确实带了巨大的经济和社会效益。 作为根本解决交通运输问题的先进技术，它是怎样广生和发展起来的?其发展的现状和前景如何。这是我在本篇论

3、文里要讨论的。1.1 研究智能交通系统的目的意义说到交通，大家并不陌生，我们每日出门工作，都要与地铁、公交车、出租车或者是私人轿车、自行车打交道，这是最常用的交通工具。如果我们出远门，我们有可能乘坐火车、轮船 、飞机，它们也是交通工具的一部分。也许大家有这种经历：乘车拥挤、交通堵塞，耽误了 大家宝贵的时间。我们是否可以改变现在的交通状况、减轻交通拥挤、减少交通事故、制止 交通环境的恶化，使现代化的交通更好地为经济建设服务呢? 智能交通系统应运而生。智能交通系统就是以缓和道路堵塞和减少交通事故，提高交通利用 者的方便、舒适为目的，利用交通信息系统、通讯网络、定位系统和智能化分析与选线的交通系统的

4、总称。它是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。 它通过传播实时的交通信息使出行者对即将面对的交通环境有足够的了解，并据此作出正确选择；通过消除道路堵塞等交通隐患，建设良好的交通管制系统，减轻对环 境的污染；通过对智能交叉路口和自动驾驶技术的开发，提高行车安全，减少行驶时间。但所有的这一切如何实现呢？ 为智能交通带来重大机遇的是我们即将建设的数字地球。数字地球把地球上任一地点的所有 信息都组织起来,不仅有自然方面的，

5、包括地质、地貌、气候、山川河流、动植物分布等等 ，还有人文方面的，如历史沿革 、风土人情、交通状况、经济、文教、人口等等 。所有这些，不应是静态的，而应是实时 的，只有这样才能为我们选择出行路线时提供优质服务。我们以某种形式在某个地点存放着 有关道路的各种信息(如道路状况、危险警告、收费地点、停车场所等)，同时又可以接收相 关的最新信息(如道路灾害信息、事故发生地点等)，据此我们可以准确选择最佳路径，节省 驾驶人员的时间，减少能源的消耗及对大气的污染。 1.2 智能交通系统兴起的背景ITS作为个慨念陀名词出现丁20世纪90年代初，但其技术雏形可以追朔到20世纪60年代出现在美国的静态路往诱导、

6、计算机交通控制等技术，不过当时其重要性并不明显。然而进入20世纪90年代以来，ITS突然以惊人的速度发展，许多发达国家竞相投以巨资进行ITS的研究开发，目前世界上每年对其总投入超过200亿美元，国际rrs领域已形成美国、欧洲和日本三强鼎市的局面。发达国家为何投入巨资竞相发展ITS，主要有以下儿个方面的背景： 1.交通问题的日益严峻和寻求新的解决途径 20世纪6070年代是西方各国经济发展的黄金时期，伴随经济高速发展的负产物之一即是交通状况的不断恶化，交通拥挤、事故、环境亏染已成为最难消除的现代社会公害之一。在美国，1988年25个主要城市由于交通阻塞造成的经济损失达420亿美元，到2012年，

7、全国因交通问题造成的损失每年将超过l 500亿美元；在日本，许多大城市和高速公路汽车速度不到1 5kmh全国每年因交通阻塞而造成的时间损失达50亿人时；1995年，美国、日本，德国、英囤和法国因交通事故而死亡的人数已分别达到4l 798、12 670、9 454、3 621、9 169人。面临口益严重的交通问题单靠增建、拓建道路交通设施的传统办法已不可能从根本上解决交通问题，况且发达国家的公路网早已建成，特别是在城市建成区靠大量拆迁来增建、拓建道路交通设施是得不偿失的。此时，人们越来越多地从保护环境、节约能源、谋求社会可持续发展的角度来考虑问题。近20年来系统科学和信息科学技术的迅筛发展为各国

8、从根本上解决交通问题提供正确有效的途径，科学家们用系统的观点进行思考将人、车、路综合起来，并把先进的计算机、通信、控制技术运用于交通系统，于是，ITS便应运而生。2.经济竞争的日益激烈和寻求新的经济增长点。 ITS不仅可以提高运营率，减少事故率，并带来减少能源消耗、降低大气污染的社会效益，而且可促进智能化交通电子设备的开发，形成一个新型的交电产，带来巨大的经济利益。美目运输部1991年在向国会的报告中指出，在未来20年里美国ITS开发的总投资将超过3000亿美元，将极大地刺激工商业的发展。全于开发的成果将在国际围内市场带来的经济利益由此可见，ITS技术竞争的实质是为了争夺末来市场的经济竞争，这

9、正是发达国家竞相不惜投入巨资发展ITS的根本原因所在 3. 冷战结束促进军用高新技术民用化 冷战时期，发达国家的军事装备与国防领域，最为集中地应用了当代高新技术如卫星导航技术、信息采集与提供技术、汁算机控制与管理系统、电子技术等。进入20世纪，随着世界范围冷战的结束，促使发达国家国防工业企业考虑向非军事领域投入其技术的台理性，高新技术民用化便成了发展趋势。而与此同时发达国家的交通问题日趋恶化，也正需要新的解决于段和技术，国防高新技术的民用化正好为其创造了条件，它为ITS的发展起了催化剂的作用。1.3 智能交通系统的基本概念及组成1.智能交通系统的基本概念。智能交通系统是一个跨学科、信息化、系统

10、化的综合研究体系，其主要内容是：将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通信技术及电子传感器技术等有效地集成，并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。2.智能交通系统的组成。智能交通系统是一个集多种学科于一身的、处理道路交通问题的最有效方式，因而其在不断的发展成熟，体系结构也会根据各个国家的不同情况而有所不同，目前已在应用的ITS主要包括：(1)先进道路交通管理系统ATMS，为公路网的交通流畅通而自动控制交通信号、信息显示技术、图像处理事故等技术。(2)先进交通信息提供系统ATIS，为避免交通阻塞和肇事而应用的

11、汽车导行、信息等技术，其目的是让驾驶员随时提供道路上有关的交通情况。(3)先进公共交通系统APTS，为减少城市交通量而应用电子通讯系统，其目的是适应出行者需求，可随时传呼出租车、公共汽车等。(4)先进汽车控制系统AVCS，应用先进的电子通讯和控制技术，使汽车能自动地选择最佳路线和合理车速安全行驶，目前是向驾驶员提供信息、指示、告警等，使驾驶员按优化路线和合理车速行驶。(5)营运汽车效率化运行系统CVEOS，应用发达的通信网络，使营运汽车往返不空驶，提高营运效益。(6)不停车自动收费系统。汽车通过收费站不必停车，即可完成缴纳费用手续。 第2章 国外智能交通系统现状及发展趋势2.1 智能交通在国外

12、的现状1.美国智能交通系统的发展概况 美国开始于1967年的电子路径诱导系统研究，由于从政府方面得不到继续开发的政策和资金支持，1971年该项目停止。美国ITS发展历程的特点是国家统一规划、投资充足、发展迅速。1991年荚国在新一轮(1992一1997)的道路交通建设法案中把IvHs的研究开发置十中心项目的位置，行制定了巨大投资计划。从美罔1992年提出的IVHS开发战略计划研究的内容来看，IVHS不仪涉及开发IVHS所需高新技术的研究，还涉及实施运行IVHS后，IVHS对社会、经济、法律、土地利用及人们出行行为的影响以及所需耍采取的运行规章及管理制度的建立等研究。可见，IVHS不仅使交通建设

13、与运行管理走上高科技之路，使交通运输产业划时代的改变而且对社会、经济、法律、土地利用等都将产生深远的影响。 1994年美国根据IVHS的实际研究项目认为IVHS的名称已不能覆盖其全部内容，因而把IVHS改为ITS。美国实施ITS取得显著经济效益和社会效益。如在密西根州，ATMS使高峰小时车速提高35；使行驶时间缩短19；AVCS使公共汽车交通事故率降低20：自动车辆定位节约40万美元年；电子收费和交通管理使收费车道上事故降低为o；运营费用降低16万美元年。2011年左右，美国ITS达到如下一些社会效益：降低_交通事故每年减少死亡50007000人；缓解交通拥堵因此每年节省200亿美元支出、10

14、亿加仑的汽油消耗和13的出行时闸；提供充分的实时交通信息以利于出行者作出恰当的出行选择等等。2.欧洲智能交通系统的发展概况 欧洲的ITS推进组织是成立于1991年的欧洲道路运输通信技术实用化促进组织ERTICO，它的目的是协调和支持全欧洲的ITS活动。在该组织的积极参与下，欧盟自1988年以来在ITS领域相继实施了五个骨干计划，具体计划中包括许多项目，其中主要的项日分成两条战线。一是南欧盟组织的为完善道路设施、提高运输服务水平的DRIVE计划和TTAP计划，二是由民间企业为主导的为提高欧洲汽车竞争力的PROMEHEUS计划和改善欧洲运输机动性的ROMOTE汁划。这些计划的共同特点是它们都是跨国

15、合作的大项目，其中的子顶目有全欧联台的、局部地区联合的和单个国家或城市的，大多数子项目由下自上通过公开征集确定。从欧盟20世纪90年代中期以来先后实施的两个骨干计划来看，均是包括道路交通运输、航空运输、铁路和水路运输及多式联合运输的综合性研究开发汁划，表现出比日、美更重视综合运输的ITS项目。由此可见，强凋国际合作和标准化、强调综合运输系统智能化是欧洲ITS发展的主要特点。3.日本智能交通系统的发展概况日本ITS的发展几乎与欧洲同时起步。1973年，日本进行其第一个IITS项目。这是世界上第一个动态路径诱导系统。20世纪80年代中期开始由运输肯等政府部门组织上百家企、会同大学和研究机构进行大规

16、模联合开发，形成了官、民、学协调体制极大地推动了ITS的发展。20世纪90年代中期，日本相继完成了路车间通信系统，交通信息通信系统、广域旅行信息系统、超智能车辆系统，安全车辆系统以及新交通管理系统等方向的研究。在此基础上1994年1月，山日本警视厅、通产省、运输省、邮政省和建设省等五个部门联合戚市了日本道路、交通、车辆领域智能化促进协会其使命是推进ITS的研究。在新阶段，四省一厅于1995年8月颂布了公路、交通、车辆领域的信息化实施方针，提出了ITS研究开发的九大领域；四省一厅于1996年7月提出“推进ITS总体构想”，开始了面向ITS采取综合的、有体系发展的对策，并投入巨资进行ITS的研究、

17、开发与利用，形成以众多政府部门参与，重视技术产品开发和场地试验为特点的全面推进日本ITS建设的发展志势。综观国外ITS十几年来的发展，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负荷。总之，ITS的的运用使道路运输发生了许多根本性的变革。2.2 智能交通在国外的发展趋势 目前国外ITS的研究、开发与利用主要集中在城市交通和高速公路两个方面，对于区域交通和综合运输涉及较少，仅欧盟和美国有少量研究，ITS的发展趋势可以概括为以下

18、儿个方面： 1.美日欧竞相重点开发智能交通系统体系结构对于ITS的总体规划和设计来说最重要的任务就是ITS的体系结构开发，它是历届ITS世界大会的一个主题。美国国家ITS体系结构的研究起于1992年，19941995年ITS优先项目中排第一位的便是系统体系结构开发。美国采取自上而下的模式推进ITS体系结构的开发，由政府部门指导统一规划，政府、企业、科研机构密切协作，迅速地推进ITS这样一个跨学科的综合件高科技领域的研究开发及应用，美国国家ITS体系结构开发从1993年9月1996年7月历时一年，耗资2 500万美元，此后并多次修订，1999年末完成了其第二版，建构了一个由出行及交通管理、出行及

19、交通需求管理、公共交通运营、电子付费服务、商用车辆营运、应急管理、先进的车辆控制与安全系统等t大系统构成的同家ITS体系结构。日本于1998年在四省一厅的支持下开始开发ITS体系结构，行于1999年完成，建构了一个由先进的导航系统、电了收费系统、辅助安全驾驶、优化交通管理、通路管理效率化、协助公交车辆运营、商用车效率化协助行人、协助紧急车辆运营等九大领域构成的国家ITS体系结构。2 美日欧日益重视智能交通系统标准化研究各国都在积极推进ITS标准化工作，其中美日欧是ITS标准化工作成效显著的地区。美国为了保证标准化的发展能在产业界集思广益先是通过各民间组织制定标准然后由ITSA和USDOT共同确

20、定了符标准研究的优先级，并确定以“国际合作完善标准、培训人员”为资助重点，显然，美心想利用其技术优势、经济优势变美国标准为世界标准，抢占国际ITS市场。欧洲虽然没有统一的ITS体系结构但高度重视ITS标准的国际化主张建立一个开放的、柔性的标准化体系结构，保证全球范围不同系统和应用之间的互操作性。日本尽管国家ITS体系结构动手得晚，但ITS标准工作并不落后，积极地在国内推进标准化，极力使自已的标准发展为国际标准。美日欧竞相向国际标准化组织提出ITS的系统方案，以便使之成为标准，争夺ITS国际市场的目标是显而易见的。 3.智能交通系统建设出现了从单一的道路运输智能化向综合运输智能化的方向发展的趋势

21、 目前世界ITS的发展主流是道路运输的智能化。但是，要根本解决交通运输问题，必定要实现整个综合运输系统的智能化。20世纪90年代中期开始，多式联运智能化在国际范围尤其是欧盟和美国运输界引起高度关注。欧盟率先于1995年制定了多式联运智能化具体计划，其实施结果日益显示出综合智能交通系统较道路智能交通系统能提供更有救、更安全、更少污染、更具有吸引力的服务，多式联运智能化在美国受到广泛关注，日前正在积极探讨推进多式联运智能化的有效途径。日本由于在大城市通勤客运方面早巳以公共运输为主，所以至今在综合运输智能化方面尚未取得明显进展。但是无论如何，综合运输智能化的出现预示着未来ITS的发展方向，井将日益显

22、示其是解决交通M题的根本途径， 第3章 国内智能交通系统现状及发展趋势3.1 智能交通在国内的现状我国ITS的发展始于20世纪70年代进行的城市交通信号榨制试验研究，但真正迅速发展起来是在20世纪90年代中期以后，交通部门开始研究ITS发展战略和地理信息系统、全球定位系统、电子数据交换等在交通巾的应用，均已取得明显的进展。为了推进我国ITS的发展1998年1月经交通部批准，以交通部公路科学研究所为依托，成立了国家智能交通系统工程研究中心。国内一些高校也相继建立了ITS研究机构，如清华大学、同济大学、东南人学、北方交通大学和武汉理工大学等。经过几年来的努力，我国ITS研究与开发工作取得了累累硕果

23、：交通部组织、国家智能交通系统工程中心承担的智能交通发展战略研究已于1998年完成；科技部牵头、国家智能交通系统工程中心组织，多家院校参与编制的中国智能运输系统体系框架和中同智能运输系统标准体系及关键标准制定已经通过国家鉴定，正式出台。这些成果为我国建设ITS打下了良好基础。目前，智能交通在我国主要应用于三大领域： 1、公路交通信息化，包括高速公路建设、省级国道公路建设公路交通领域目前热点的项目主要集中在公路收费，其中又以软件为主。公路收费项目分为两部分，联网收费软件和计重收费系统。此外，联网不停车收费(IETC)是未来高速公路收费的主要方式。2、城市道路交通管理服务信息化兼容和整合是城市道路

24、交通管理服务信息化的主要问题，因此，综合性的信息平台成为这一领域的应用热点。除了城市交通综合信息平台，一些纵向的比较有前景的应用有智能信号控制系统、电子警察、车载导航系统等。3、城市公交信息化目前国内的公交系统信息化应用还比较落后，智能公交调度系统在国内基本处于空白阶段，也是方案商可以重点发展的领域。在地域分布上，国内的各大城市特别是南方沿海地区对于智能交通的发展都非常重视。根据国家未来的发展规划，城市智能交通系统的建设方面将继续加大力度发展。首先将在50个左右的大城市推广交通信息服务平台建设，提供交通信息查询、交通诱导等服务;在200个以上的城市发展城市智能控制信号系统，形成智能化的交通指挥

25、系统;在100以上的大城市推进大城市公共交通区域调度和相应的系统的建设，加大电子化票务的建设与应用。随着城市交通问题的日益发展，城市交通综合信息平台、全球定位与车载导航系统、城市公共交通车辆以及出租车的车辆指挥与调度系统、城市综合应急系统都将迎来较大的发展机遇。总体而言，城市智能交通系统的发展趋势将表现为综合化、多部门驱动型的发展模式。由于城市智能交通体系将涉及相关的市民、公安交通管理、交通部门车辆管理、城市建设、通信等相关部门工作，因而未来城市智能交通的发展过程必然是一个涉及以交通与公安为主的多部门驱动的发展过程。 在城市智能交通领域，北京、广州走在我国前列。 目前北京市已初步建成4 大类I

26、TS 系统：道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理、紧急事件管理，约30个子系统，分散在各交通管理和运营部门。 目前，北京市道路网络经过几十年的建设和完善，基本形成了环形加放射式的道路网络。由于城市人口密度长期维持在每平方公里2.7 万人左右，市区人口集聚进一步加剧，人口流动量大，智能交通体系建设已成为北京交通可持续发展的必由之路。在2008 年北京奥运会期间，奥运路线、奥运场馆周边将有120 处系统控制交通信号。此外，还建设了交通综合监控系统，该系统包括视频监控、交通流检测和交通违法检测三个子系统。同时，在奥运会场馆周边和相关道路上还建设了80处电视监控点、15 套交通事件自动检测系

27、统、80 套数字化视频系统。作为全国首批智能交通示范城市之一的广州，智能交通系统构建包括广州市交通信息共用主平台、物流信息平台、静态交通管理系统等智能交通系统的主框架。其中共用信息平台已初具规模，实现了羊城通系统、线网规划系统、出租车综合管理平台、联网售票系统、96900 呼叫中心等多个子系统的连接，可以完成数据的采集、分类和有效存储、查询、订阅等相应的数据处理工作，实现了诸多的数据处理功能，提供了初步的交通数据服务功能。3.2 国外智能交通系统建设对国内的启示综观国内外城市ITS的发展概况畸趋势，可以从中汲取值得武汉市借鉴的经验，得到以下几点启示： 1 实施武汉市智能交通系统建设跨越式发展战

28、略发达国家城市与国内开发和应用ITS的条件不同，发达国家城市是在已经建成四通八达的交通基础设施的基础上开始发展ITS的国内城市的交通基础设施建设正处在大规模的建设之中。因此，国内城市交通建设不能重走发达国家的老路必须实施跨越战略，国内ITS的开发和应用与基础设施建设同行，在基础设施建设的同时，将ITS应用的基础条件统一规划或同步建设。2 以公路智能交通系统建设为先导，整体推进武汉市综合交通运输智能体系建设国外城市ITS开发与应用的经验表明公路ITS是城市ITS综台化的先导。就国内城市交通运输体系的结构而言，公路运输方式是起主导作用的运输方式；就国内目前面临的交通问题而言，最突出的是公路运输中“

29、车与路”的矛盾；就国内今后相当长一段时期交通建设的重点而言，公路基础设施建设仍将是投资的重点因此，国内应优先发展公路ITS，在研究开发城市公路ITS的过程中，选择关键技术进行攻关，力争重点突破。在优先发展公路ITS的同时，不能忽视其他运输方式的智能化建设，要抓住发达国家近年来兴起的综合运输智能化趋势的机遇不走国外先单一的运输方式智能化再综合运输方式智能化的老路，而是直接引进和吸收发达国家发展多式联运智能系统的先进技术和经验，整体推进国内城市综合运输智能体系建设。3. 积极探索有利于发展国内智能交通系统的体制和机制城市ITS开发与应用是一个涉及到政府部门、科研机构、交通运输业及其相关产业的庞大的系统工程，发达国家是由统管大文通的运输部和诸多政府部门联合支持来推进的中国目前尚无类似的运输部。国内在推进ITS发展的过程中，可借鉴发达国家的经验，尝试建立统管大交通的管理机构。，至于推进ITS技术发展的模式，不宜照搬美国的自上而下模式或欧盟的自下而上模式，而应该结合国情和市情，对美，欧模式“扬长避短”，形成自己独特的综合集成模式即以中国智能运输系统发展战略及其体系标准为指导在政府主管部门的统一布署下，组建多元化的研究机构与企业联合体，全面推进国内ITS建设，并积极促进相关产业协调发展，形成以ITS为轴心的新的经济增长点和产业带。