智能运输系统智能运输系统(ITS)概述ppt课件.ppt

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1、智能运输系统的概念智能运输系统的概念 智能运输系统智能运输系统（Intelligent Transportation Intelligent Transportation Systems Systems 简称简称ITSITS）是一种全新的交通运输系统，它）是一种全新的交通运输系统，它将先进的信息和通讯等技术集成到交通运输基础设施将先进的信息和通讯等技术集成到交通运输基础设施及运输工具中，为及运输工具中，为用户用户、交通运输基础设施交通运输基础设施、交通工交通工具具提供一个先进的信息和通讯网络，使整个交通运输提供一个先进的信息和通讯网络，使整个交通运输系统系统更加安全、更有效率、更加可靠并且环境

2、友好更加安全、更有效率、更加可靠并且环境友好。 ITS ITS成为目前国际公认的解决地面交通运输中交成为目前国际公认的解决地面交通运输中交通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污染等的最佳途径；也是世界交通运输领域研究的前沿。染等的最佳途径；也是世界交通运输领域研究的前沿。用户用户交通交通工具工具基础基础设施设施信号传播信号传播安全、方便、环保、高安全、方便、环保、高效效智能运输系统的产生背景智能运输系统的产生背景拥挤拥挤/事故事故/环境问题等环境问题等交通问题日益严重交通问题日益严重国家和民企的积极参加国家和民企的积极参加减轻经济损失减轻经

3、济损失机动车和道路的综合对策机动车和道路的综合对策道路建设的限度道路建设的限度培养新的产业培养新的产业提高国际竞争力提高国际竞争力ITS的研究动力的研究动力智能运输系统的发展经纬智能运输系统的发展经纬美国美国：早在20世纪60年代，美国就开始了这一方面的研究， 当时称为电子路径诱导系统；80年代PATHFINDER系统的成功加速了ITS的发展；90年成立了IVHS组织，后更名为ITSA；97年发布国家ITS体系框架欧洲欧洲：1985年，开始了一项“尤里卡”的研究，交通领域有46项；86年，由奔驰等11家汽车公司开始了PROMETHEUS计划，获得巨大成功；此后政府间组织了DRIVE计划；近年来

4、主要研究工作有T-TAP和TEN-T；1991年成立了ERTICO组织日本日本：1973年开发了在当时世界上处于领先地位的CACS；随后主持开发了RACS和AMTICS，并在此基础上开发了UTMS21，这成为当今世界最先进的交通管理系统之一；94年设立VERTIS机构其他其他：如韩国由交通部牵头制订了全面的ITS框架结构和发展计划，新加坡已经在全国开始推行不停车电子收费，中东的一些国家也开始讨论本国ITS的研究计划。欧美、日本欧美、日本ITS应用效益预测指标应用效益预测指标效益的表现效益的表现欧洲（欧洲（20172017年）年）美国（美国（20152015年）年）日本（日本（20202020年

5、）年）减少阻塞减少阻塞出行时间减少出行时间减少25%25%每车每年减少每车每年减少40h40h公公交延误减少交延误减少50%50%出行时间减少出行时间减少41%41%拥挤时间减少拥挤时间减少10%10%能耗与环保能耗与环保空气污染减少空气污染减少25%25%能源节约能源节约6%6%废废气减少气减少6%6%耗油减少耗油减少15%15%COCO2 2减少减少15%15%NOxNOx排放减少排放减少30%30%降低运输成本降低运输成本营运成本减少营运成本减少25%25%营运成本减少营运成本减少5%5%新增市场商机新增市场商机约约43004300亿美元亿美元约约5050万亿日元万亿日元（3700370

6、0亿美元）亿美元）智能运输系统在中国的发展智能运输系统在中国的发展 中国在交通运输和管理中应用电子信息技术的工作早在中国在交通运输和管理中应用电子信息技术的工作早在70年代末就已经开始，当时称为交通工程，其研究与应用可以年代末就已经开始，当时称为交通工程，其研究与应用可以认为是智能运输系统初级阶段的工作。当时交通部公路科学认为是智能运输系统初级阶段的工作。当时交通部公路科学研究所与北京市公安局合作，首次在中国进行计算机控制交研究所与北京市公安局合作，首次在中国进行计算机控制交通信号的工程试验。通信号的工程试验。20世纪世纪80年代初，国家科技攻关项年代初，国家科技攻关项“津塘疏港公路交通工程研

7、究津塘疏港公路交通工程研究”首次在高等级公路上把计算首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监视和管理系统。机技术、通信技术和电子技术用于监视和管理系统。1986年至年至1995年期间，我国在交通管理系统方面开展了一系列年期间，我国在交通管理系统方面开展了一系列科学研究和工程实施，在城市交通管理、高速公路监控系统、科学研究和工程实施，在城市交通管理、高速公路监控系统、收费系统、安全保障系统等方面取得多项科研成果，并开发收费系统、安全保障系统等方面取得多项科研成果，并开发生产了多种专用设备，制定了一系列的标准和规范，无疑这生产了多种专用设备，制定了一系列的标准和规范，无疑这些工作是

8、我们今天进行些工作是我们今天进行ITS研究和开发的基础。研究和开发的基础。国家智能交通系统工程技术研究中心国家智能交通系统工程技术研究中心http:/ 2）通信技术3）网络技术 4）数据库技术及其应用 5）GPS和GIS技术 6）交通仿真和动态分析7）智能交通综合控制平台 只有将这些技术加以灵活和综合应用，才能保证智能运输系统的各个子系统的实现，直至整个系统的实现，从而改变现在的交通运输模式交通交通信息信息采集采集与与处理处理技术技术交通信息是城市交通规划和交通管理的重交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过全面的、丰富的、实时要基础信息，通过全面的、丰富的、实时的交通信息不但可以

9、把握城市道路交通的的交通信息不但可以把握城市道路交通的发展现状，而且可以对未来发展进行预测，发展现状，而且可以对未来发展进行预测，为城市交通规划和交通部门的正确决策提为城市交通规划和交通部门的正确决策提供科学依据。因此，交通信息采集与处理供科学依据。因此，交通信息采集与处理技术是城市交通发展规划和道路交通科学技术是城市交通发展规划和道路交通科学管理的最重要的基础和前提。管理的最重要的基础和前提。静态交通信息：路网信息、交通管理设施静态交通信息：路网信息、交通管理设施信息、道路交通量、机动车保有量等信息、道路交通量、机动车保有量等动态交通信息：实时道路交通流信息、交动态交通信息：实时道路交通流信

10、息、交通控制状态信息、实时交通环境信息等通控制状态信息、实时交通环境信息等交通交通信息信息采集采集与与处理处理技术技术环形线圈感应式检测技术交通微波检测器技术视频检测技术交通监视系统车辆自动识别法环形线圈检测原理微博检测技术通通信信技技术术 光纤通信技术 卫星通信技术 移动通信技术 专用短程通信技术网网络络技技术术智能交通指挥中心全国公安计算机网络数数据据库库技技术术交通信息是一个大容量、复杂的数据集合，我们可以通过数据库技术将其整合，从而转化成一套我们可以读懂的信息城市的交通指挥系统是城市智能交通建设的一个重要方面，而数据库处在其基础地位。交通管理系统和先进的交通信息系统是城市交通指挥系统的

11、重要子系统，而所有功能的实现都必须通过信息平台来完成。一般来说先进的交通信息综合服务平台包含了交通运输信息服务的所有内容，利用这一平台，我们几乎可以获得与城市交通运输有关的所有方面的信息GPS和和GIS技术技术GPS系统：利用多颗人造卫星对地面上的目标进行 测定，并进行定位和导航。它主要由空 间部分、地面部分、用户部分组成。GIS技术：利用计算机技术，将一系列地理信息进 行数字存储，建立起的一套有效地数据 管理系统，用来描述现实世界中地物在 空间上的分布及其属性信息。交通交通仿真仿真与与动态动态分析分析交通仿真：随着计算机技术的进步，人们采用计算机数字模型来再现交通流时间和空间变化的模拟技术。

12、 交通仿真可以清晰的辅助分析预测交通堵塞的地段和原因，对城市规划、交通工程、和交通管理的有关方案进行比较和评价，在问题成为现实以前，有所准备。特点：经济、安全、易用、真实、可拓展模型：SATURN、CONTRAM、MICSTRAN、MACSTRAN、TRANSYT软件：VISSIM、TransModeler、Paramic交通交通仿真仿真与与动态动态分析分析交通需求具有随时间变化的特征，故交通流具有动态特性，所以说，动态的交通需求分析模型更能够准确的描述各种交通现象。其中一个重要的组成部分是动态交通分配（DTA）DTA模型分类 动态系统最优模型(DSO) 动态用户最优模型(DUO)路 径 选

13、择路 径 选 择出发时间选择出发时间选择交通方式选择交通方式选择目的地选择目的地选择动态交通需求分动态交通需求分析模型层次图析模型层次图智能智能交通交通综合综合控制控制平台平台智能交通系统综合平台是智能交通管理系统的核心，其重要性不言而喻智能交通系统综合平台的构成包括三个层次的内容：1）数据层 2）应用层 3）用户层一个完整的综合平台至少应包括以下几个模块： 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 信息采集信息采集信息利用信息利用通信发布通信发布信息处理信息处理运输系统运输系统ITS用户用户通信通信通信通信电子收费系统（电子收

14、费系统（ETC）先进的交通管理系统（先进的交通管理系统（ATMS）先进的公共交通系统（先进的公共交通系统（APTS）商用车辆运营系统（商用车辆运营系统（CVO）先进的车辆控制系统（先进的车辆控制系统（AVCS）先进的交通信息服务系统（先进的交通信息服务系统（ATIS）应急管理系统应急管理系统电子收费系统（Electronic Toll Collection System）即不停车收费系统，它是利用车辆自动识别（Automatic Vehicle Identification ）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不

15、停车自动收费的全电子收费系统。ETC系统是目前世界上最先进的收费系统，是智能交通系统的服务功能之一，是以IC卡作为数据载体，计算机读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息、道路运行信息、征费状态信息。车辆通过道口时无须停车，系统按照既定的收费标准，通过计算，从IC卡中扣除本次道路使用通行费。每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。它特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。先进的交通管理系统，包括现代化交通控制中心、先进的交通监视服务及规范以及完整的道路指示信息道路几何构造信息路面状况信息道路灾害信息路网条件信息提供行驶路线导航信息宏观监视：通过检测线圈、视频检测

16、器、红外检测器等探测装置，间接获取交通流的状态信息。微观监视：通过卫星定位系统、无线通信系统和汽车“黑匣子”，获取每一辆车足够详细的信息。交通控制中心是交通控制与管理系统的神经中枢，指挥着其管理范围内的所有控制设施的运转。它建立在交通运输信息数据库的基础上，因此它包含交通信息中心所具有的全部服务功能。通常在先进的交通管理系统中，将交通控制中心与交通信息中心作为一个整体来考虑，简称交通控制中心。交通控制中心通过应用智能交通技术提高公交服务水平主要有两种途通过应用智能交通技术提高公交服务水平主要有两种途径，其一是通过道路交通信息引导公交车辆使其运行速径，其一是通过道路交通信息引导公交车辆使其运行速

17、度更快；其二是提高公交车辆的满载率度更快；其二是提高公交车辆的满载率先进的公共交通系统（APTS）是当今优化发展公共交通的重要举措之一，它最终将形成以地铁、轻轨为骨干，以公共交通为主体，以自行车、出租车等其他形式为辅助的智能化的综合城市客运系统。APTS的研究集中于使公共交通和合乘车辆更有效和可靠美国ITS国家体系框架（NA）明确提出了对APTS的9点功能要求：1. 运用车载数据采集技术实现对运营车辆的监视；2. 运用有效策略使晚点车辆恢复正常营运；3. 运用当前的操作数据及其他数据来源编制营运管理计划；4. 要求应答系统为乘客提供个人出行服务；5. 提供安全协调监控和紧急救援服务系统的接口；

18、6. 综合历史数据及其他因素规定司售人员的活动；7. 编制运营车辆的维修计划并为修理人员进行工作分配；8. 可实现车内收费或路边收费；9. 为乘客提供车辆运营信息及可达车辆信息（1）公共运输辅助管理系统 利用计算机技术对公交车辆及其公共设施的技术状况和服务水平进行实时分析实现公交系统规划、运营及管理功能的自动化（2）公共运输信息系统 为出行者提供实时准确的公共交通中转换乘服务信息，帮助出行者根据需要做出合适的行程计划（3）满足个人需要的非定线或准定线公共运输 非定线公共运输是指公营或私营的小型合乘车可根据用户需要接送乘客。这项服务便捷，在人口密度较小路段及其相邻地区可扩大公交服务覆盖面（4）公

19、共运输安全系统 该项服务为车辆或站点提供行驶或工作环境安全检测，进行及时预警并在必要时自动控制直至危险解除，提高司乘人员安全系数商用车辆运营系统（Commercial Vehicle Operation CVO）。该系统是专为运输企业提高盈利而开发的智能型运营管理技术,目的在于提高商业车辆的运营效率和安全性。它以卫星、路边信号标杆、电子地图的控制中心和车辆通过数据通信为依托，利用车辆自动定位、车辆自动识别、车辆自动分类和动态称重等设备，辅助企业的车辆调度中心对运营车辆进行调度管理，及时掌握车辆的位置、货物负荷情况、移动路径等车辆的有关信息，提高车辆的使用效率，降低企业的运营成本。先进的车辆控制

20、系统 随着内燃机的诞生，汽车工业不断地发展，如今，汽车技术性能有了很大的提高，而汽车运输也成为五大运输方式的主要方式。但与之而来的是大量的负面效应，如交通事故率上升、环境污染、能源消耗等等，这一现象迫使着人们去研究先进的车辆系统，从而提高扯得性能。 先进的车辆系统（Advanced Vehicle Systems）是借助车载设备及路侧、路表的检测设备来检测周围行驶环境的变化情况，自动驾驶控制以达到行车安全和增加道路通行能力的目的。 先进的车辆系统强调的是行驶安全性，它可以分为三个层面：安全辅助系统、先进车辆控制系统和自动驾驶系统。自动驾驶系统。 先进的车辆控制系统先进的车辆控制系统（Advan

21、ced Vehicle Control Systems）的核心内容是智能汽车的研究与应用，这种汽车具有道路障碍自动识别、自动报警、自动转向、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制功能。 发展先进的车辆控制系统的目的 增加公路的通行能力，减少道路阻塞，缩短行车时间 降低事故率，提高行车安全 降低行车成本，提高行车效率 降低废气排放量,减轻环境污染AVCS的功能子系统1、安全预警系统2、防撞系统（纵向、横向、交叉口）3、车道保持系统（防止车辆偏移）4、巡视控制系统5、视野扩展系统6、紧急报警系统7、车辆行驶自动导航系统8、环保系统先进的交通信息服务系统（出行者信息系统 ATIS）。该系统的目标

22、是为出行者提供准确实时的地铁、轻轨和公共汽车等公共交通的服务信息。系统的核心是通过电子出行指南来收集各种公共交通设施的静态和动态服务信息，并向出行者提供当前的公共交通和道路状况等，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和出行路线。 详细详细按所提供的信息来分 路径诱导系统 交通流诱导系统 停车场信息诱导系统 个性化信息服务系统按提供信息的时机来分 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道路交通情报社会公众服务信息信息采集加工处理信息发送无线通信信号传送网络传输车载信息终端公众信息显示终端个人信息终端公共信息亭 交通紧急事件是指交通事故、极端恶劣气候等导致交通紧急状态的事件，而往

23、往很多交通紧急事件是产生交通阻塞的主要原因，故我们常用来指严重交通拥挤状态的事件。 事实上，交通事件是不可避免的，因而交通阻塞和车辆延误是必然存在的道路交通现象，紧急事件管理系统通过现有技术的综合利用及相关部门的有效协调组织，可以有效地降低交通延误、阻塞和交通事故的发生。 该系统用以提高对突发交通事件的报警和反应能力，改善应急反应的资源配置。该系统有两个子系统：1）紧急告警与人员安全系统；2）应急车辆管理系统。事件的检测与确认事件快速反应事件信息发布现场管理交通管理事件清理实际上，这些过程通常是同时进行的或交替进行的，有时会根据实际情况减少某一工作环节 改善道路的安全性 提高各个执行机构的运行

24、效率 减少延误或事故反应时间 降低运行成本 加快清理道路的时间 提高货运车辆的机动性 ITS的标准化及的标准化及ITS世界大会世界大会 标准化是现代化大生产的必要条件，是组织专业化生产的前提，是科学管理的重要组成部分，而交通运输作为一种社会大生产，标准化是其必不可少的活动。尤其要强调的是ITS最基本的特征是集成，而标准化是系统集成的重要基础。可以说，没有标准化，就不能实现有效的智能运输系统。详细详细 为了交流和促进ITS的发展，1994年在巴黎召开了第一届智能运输系统世界大会。结束语结束语事实证明，事实证明，ITS是解决地面交通矛盾的有效途径之是解决地面交通矛盾的有效途径之一，而且，他给社会经

25、济发展、居民生活方式产生一，而且，他给社会经济发展、居民生活方式产生了深远影响，其重要性正被越来越多的人所认可。了深远影响，其重要性正被越来越多的人所认可。 我国是当今世界上交通建设发展最快的国家，我国是当今世界上交通建设发展最快的国家，但它仍不能满足经济的发展和人民生活水平提高的但它仍不能满足经济的发展和人民生活水平提高的要求，故而，智能运输系统的体系构建势在必行，要求，故而，智能运输系统的体系构建势在必行，作为计划培养的未来国家交通方面人才，我们有必作为计划培养的未来国家交通方面人才，我们有必要去了解这些新兴技术在交通专业方面的发展。我要去了解这些新兴技术在交通专业方面的发展。我们有理由相信，们有理由相信，ITS的成功会让我国城市的面貌焕的成功会让我国城市的面貌焕然一新。然一新。