《讲智能运输系统A》PPT课件.ppt

智能运输系统A ITS IntelligentTransportationSystem Readingreferences 杨兆升主编 智能运输系统概论 教材 GeneralityofIntelligentTransportationSystems 人民交通出版社严新平等编著 智能运输系统 原理 方法及应用 武汉理工大学出版社陆化普编著 智能运输系统 人民交通出版社黄卫 陈里得编著 智能运输系统 ITS 概论 人民交通出版社 ITS通讯 Journal 国际智能交通 Journal CourseCharacteristicsandAims 课程性质和目的 ProfessionalRequiredCourse专业必修课Selective 选修课 BilingualEducation双语教学Toprovidestudentswithathoroughunderstandingoftheconcepts technologyandbenefitsofintelligenttransportationsystems ITS CourseRequirement 课程要求 havegoodfoundationofEnglishtounderstandconceptsofITStogainofunderstandingofrecentITStechnologydevelopmenttolearncurrentITSprojectintheworld Grading Mid termexamination 10 Participation 20 End of termexamination 70 第一章绪论Chapter1Introduction 1 1智能运输系统 ITS 的产生与发展1 2智能运输系统 ITS 的研究内容1 3智能运输系统基本定义1 4智能运输系统体系结构1 5智能运输系统的标准化 本章要求 了解ITS的发展背景理解ITS要研究的基本内容理解ITS的基本概念以美 欧 日为重点 了解ITS的发展历程和现状理解ITS的体系结构和标准化的概念理解ITS的体系结构和标准化的重要性了解ITS体系结构开发的内容 方法和步骤了解国际上主要的ITS标准化组织 1 1智能运输系统的的产生与发展 1 智能运输系统发展的背景BackgroundofITS 1 交通问题的日益严峻和寻求新的解决途径交通问题 指对社会或经济未能产生效益 交通本身的机能也未充分发挥的状态P2经济发展 汽车数量急增 交通阻塞普遍存在 2 当前城市交通面临的主要问题道路容量严重不足汽车增长速度过快公共交通发展缓慢交通管理技术水平低下缺乏整体的交通发展战略 解决交通问题的方法 重点 1 控制需求 长期舍弃不可能 2 增加供给 修路 高速公路 城市 3 加强城市交通管理 实施智能运输系统加强交通法规建设 制定限制性交通法规加强宣传教育 提高交通参与者遵守交通法规和现代交通意识确定合理完善的城市交通规划进行城市交通信号控制公交优先政策实施智能运输系统 智能运输系统是目前国际公认的解决城市和公路交通拥挤 改善行车安全 提高运行效率 减少空气污染等问题的最佳途径 智能运输系统与传统的交通管理系统一个最显著的区别是 将服务对象的重点由以往的管理者转向道路使用者 即用先进的科技手段向道路用户提供必要的信息和便捷的服务 以减少交通堵塞 从而达到提高道路通过能力的目的 另外 从系统论的角度来看 ITS将道路管理者 用户 交通工具及设施有机地结合起来并纳于系统之中 提高了交通运输网络这个大系统的运行效率 智能交通系统 产生背景 ITS发展的必然性P1 2 1 ITS是科技发展的必然产物 交通运输 路 马车 蒸汽车 内燃机车 2 ITS是信息化社会发展的必然要求 PC 3 ITS是世界经济发展的必然要求 载体 4 ITS是解决交通问题的根本途径 2 智能运输系统发展的推动力 1 经济竞争的日益激烈和寻求新的经济增长点 2 冷战结束促进军用高新技术民用化 GPS 3 先进科技技术的发展和人们对交通新的要求和可持续发展的要求 3 ITS名称的变迁 1 欧洲RTI RoadTransportInformation 1986 道路运输信息ATT AdvancedTransportTelematics 信息技术 1990 2 美国IVHS IntelligentVehiclesandHighwaySystem 1990 智能车路系统 3 日本RACS Road AutomobilecommunicationSystem 1984 路车间通信系统 AMTICS AdvancedMobile 车载的 TrafficinformationandCommunicationSystems 新汽车交通信息通信系统 UTMS UniversalTrafficManagementSystem 新交通管理系统 ARTS AdvancedRoadTransportationSystem 先进道路交通系统 SSVS SuperSmartVehicleSystem 智能汽车系统 ASV AdvancedSafetyVehicle 安全车辆系统 VICS VehicleInformationandCommunicationsSystem 1990 道路交通信息通信系统 智能运输系统 ITS 的名称是由日本人井口雅一于1990年命名的 越正毅先生提议把ITS作为统一术语在世界范围内应用P4 4 ITS的功能 1 顺畅功能 增加交通的机动性 提高运营效率 提高道路网的通行能力 提高设施效率 调控交通需求 2 安全功能 提高交通的安全水平 降低事故的可能性 避免事故 减轻事故的损害程度 防止事故后灾难的扩大 3 环境功能 减轻堵塞 低公害化 降低汽车运输对环境的影响 5 ITS的社会经济效益 1 减少交通拥挤和行车延误 2 减少交通事故的发生率 死亡率 3 产业发展与就业机会的增加 4 能源消耗量减少 SavingLives SavingTime ReducingPollution SavingMoney ITS的效益 改善安全 使环境影响降低到最小程度 提高生产率 增进机动化水平 提高能源效率 ITS的效益 智能交通系统的最终目的是建立快速 准时 安全 便捷和舒适的交通运输体系 以保证社会经济可持续发展 建立与人类生存环境相协调的良好的交通运输环境 智能交通系统的优势可以用方便 安全 舒适 快捷8个字来概括 国外的经验证明 一旦ITS投入使用 至少可以把城市的交通堵塞减少50 交通事故甚至可以减少80 美国智能交通协会主席柯林斯说 ITS的应用可使现有公路使用率提高15 30 据日本官方的估计 日本在今后的20年内可降低8 10 的交通事故 每年交通事故死亡人数可比现在减少30 70 到2010年 日本国内的交通阻塞可减少20 以上 每年还可减少45 46亿 的燃料消耗 公路网络通行能力成倍增长 并减少尾气污染 经济效益与社会效益都是很可观的根据日本道路 交通 车辆智能化推进协会的试算 仅导航系统的开发到目前就已经创造出20亿美元规模的市场 今后20年预计ITS整体将创造出5000亿美元的市场规模 ITS的效益 1 为交通出行者提供便利减少出行时耗缩短不必要的行驶里程省时 省油提高行车安全 智能交通系统对交通系统的效应 2 为交通管理者提供有力的支持交通管理者需要在充分了解现有道路交通运行状况的基础上 作出相应的管理决策 借助实时信息采集 传输与发布系统应急救援缓解拥挤为决策和检验决策效果提供依据改善公交服务和经营对交通设施的智能化管理为企业的物流运输提供更经济有效 安全的服务 智能交通系统对交通系统的效应 6 KeyDevelopmentAreasofITS SafetySystems安全系统Man MachineInterface人机接口DigitalMaps数字地图PublicTransport公共运输Urban inter urbantrafficmanagement城市及城间交通管理In vehicleguidanceanddriverinformation车载诱导及驾驶信息Co operativedriving intelligentcruisecontrol智能巡航系统 KeyTechnologiestosupportITS DSRC DedicatedShortRangeCommunication 专用短程通讯WideAreaMobileCommunication广域移动通讯GNSS GlobalNavigationSatelliteSystem 全球导航卫星系统Remotesensingtechnologiesandvehicleradar遥感技术和车载雷达Internet intranetImageprocessingSmartCards智能卡LargeDatabases GISetc ArtificialIntelligence 7 ITS系统的推进机制 EUREKA EuropeanResearchCoordinationAgency 欧洲研究协调局ERTICO EuropeanRoadTransportTelematicsImplementation 欧洲道路运输通信技术实用化促进组织1991年成立 是一个基于比利时条约成立的联合公司 其成员都是公司的股东其成员包括五个不同的类别 公共机构 公共 私有基础设施经营者 企业 用户和其他是欧洲ITS的促进和咨询组织 其目的是协调和支持全欧洲的ITS活动其口号是 KeepingPeopleandGoodsMoving ERTICO的工作内容为协会成员制定智能交通技术发展方向和市场开拓提供交流合作平台代表协会成员获得管理智能交通发展和市场开拓活动的公共基金加强决策者和领导对智能交通系统效益的认识阐述和沟通欧洲框架条件对于发展智能交通的必要性ERTICO的活动重点提升道路使用者的安全性促进交通系统更加高效 出行环境更加和谐增加交通运输系统的安全保障加强国家和国际之间在智能交通领域的合作 1 2智能运输系统 ITS 的研究内容 ITS应用与服务 智能交通控制系统 改善安全的技术 车内导航 多式联运 MultimodalTransport 由两种及其以上的交通工具相互衔接 转运而共同完成的运输过程统称为复合运输 我国习惯上称之为多式联运 多式联运 重点 Useoftwoormoremodestoprovidecompletedoor to doorservice国际多式联运 InternationalMultimodalTransport日本的铁路 新干线为标志铁路系统提供的信息费实时的 缺乏统一标准不能满足多式联运乘客日益提高的可持续流动性的交通需求 CyberRail 借助信息的发展使得乘客的出门计划可通过一个 助手 自动实现计划的安排和调整 实现无接缝无障碍的运输新的车站功能作为一个电脑空间和真实空间的连接点而诞生 就是提供软件支持信息系统以支持多式联运运输 如果乘客对软件的设计思想满意 再投资相应的硬件设施来提高系统的便利性和高效性 如果乘客对设计不满意 可重新设计软件以便更好满足乘客的需要 自然资源管理 快速准确的医疗救护响应 恶劣天气状况响应 非交通部门也需要ITS 军事上 使军队部署时间缩短 沿海地区紧急疏散 日本 欧洲 美国ITS发展历程 1 世界ITS的发展历程 第二阶段应用开发 第一阶段初期发展 第三阶段集成与国际标准化时代 美 始于1994举办组织 ITSAmerica ERTICO ITSJapan其他成员组织 ITSKorea ITSAustralia ITSCanada 世界ITS研究动向和研究成果展示的盛会 2007中国 ITS世界大会 2 日本ITS的发展历程及主要研究内容 开始研究汽车综合控制系统 CACS 开展汽车交通信息控制系统 ATICS 实施路车间通信系统 RACS 实施新汽车交通信息通信系统 AMTICS 成立道路车辆智能化推进协会 VERTIS 发表关于 推进ITS 的整体构想 实施道路交通信息通信系统 VICS 实施全球定位系统 GPS 第一阶段 上世纪70年代到本世纪初 各省厅积极推进 70年代最初正式投入的系统有CACS ComprehensiveAutomobilecontrolsystems 汽车综合控制系统 80年代前半期 财 日本交通管理技术协会 JTMTA 开展了ATICS AutomobileTrafficInformationandControlSystem 汽车交通信息控制系统 1978 1985 研究通产省设立了 财团法人 汽车行驶电子技术协会JSK80年代后半期建设省主导的RACS Road AutomobileCommunicationSystem 路车间通信系统 1984 1989 警察厅主导的AMTICS AdvancedMobileTrafficInformationandCommunicationsystems 新汽车交通信息通信系统 1987 1988 第一阶段 上世纪70年代到本世纪初 各省厅积极推进 重点在导航 自动收费 先进车辆系统 90年代前半期成立道路车辆交通智能化推进协会VERTIS Vehicle RoadandTrafficIntelligenceSociety道路交通信息通信系统VICS VehicleInformationandCommunicationSystem新交通管理系统UTMS UniversalTrafficManagementSystem智能汽车系统SSVS SuperSmartVehicleSystem安全车辆系统ASV AdvancedSafetyVehicleARTS AdvancedRoadTransportationSystems 导航系统的智能化自动收费系统安全驾驶的支援交通管理的最佳化道路管理的高效率公共交通的支援提高商用车的利用率帮助行人等紧急车辆的运行支援 日本的九大领域P5 1 AdvancesinNavigationSystems 2 ElectronicTollCollectionSystem 3 AssistanceforSafeDriving 4 OptimizationofTrafficManagement 5 IncreasingEfficiencyinRoadManagement 6 SupportforPublicTransport 7 IncreasingEfficiencyinCommercialVehiclesOperations 8 SupportforPedestrians 9 SupportforEmergencyVehicleOperations NineareasofITSinJapan 第二阶段 基本国策的制定 2000年前后 交通信息主要提供给已经运行ITS的相关系统 交通拥堵信息和最佳路线信息将提供给车在导航系统 使驾驶员能够减少出行时间并提高旅行的舒适性 在本阶段的后半段 通过使用电子收费系统 达到减少收费站拥堵的目的2005年前后 通过逐步引入用户服务的思想开始交通系统的革命 ITS将有关目的地的服务信息和公交信息直接提供给用户 在这一阶段 通过驾驶员安全驾驶系统和行人安全保护系统来减少交通事故的发生 另外 公共交通的舒适性和便利性也将得到极大的提高 2010年前后 ITS将被推进到一个更高的水平 基础设施 车载装置 法律和社会系统将促进ITS成为一个稳固的社会系统 ITS的作用将是全国性的 通过对ITS更多更高级功能的认识 自动驾驶将全方位地发挥作用 汽车将成为一个安全和舒适的处所2010年后 ITS的所有系统都已经投入使用 ITS已经进入到了一个成熟的时期 日本ITS研究的特点 P6ITS科研项目与工业紧密挂钩ITS的研究具有连贯性ITS的研究成果直接面向市场政府通过VERTIS Vehicle RoadandTrafficIntelligenceSociety 影响国内ITS研究走向在ATMS和ATIS的实际部署方面处于国际领先地位 3 欧洲ITS的发展历程及主要研究内容 2 欧洲ITS的发展历程及现状 第一阶段 1 DRIVEI DedicatedRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope 保障车辆安全的欧洲道路基础设施计划旨在通过改善道路交通基础设施来提高安全性 运输效率以及减少环境污染等 DRIVEI 1988 1991 DRIVEII 1992 1994 ATT AdvancedTransportTelematics 先进的交通信息通信技术DRIVEIII 1994 1998 T TAP TransportTelematicsApplicationProgramme 交通运输信息通信技术应用计划KAREN 1998 2000 KeystoneArchitectureRequiredforEuropeanNetworks欧洲运输网络体系结构 2 PROMETHEUS ProgramforEuropeTrafficwithHighestEfficiencyandUnprecedentedSafety 欧洲高效安全交通系统计划 1986 1995 由EUREKA领导 由奔驰汽车公司为主的14家汽车制造企业和供应商联合组织的研究计划四个基础研究领域 车载人工智能处理器的开发Pro ART 法国负责 能够进行实时模式识别的各种传感器和处理装置等硬件的开发Pro CHIP 德国负责 数字通信技术的开发Pro COM 意大利负责 系统的 系统的综合运用方法及评价模型的开发Pro GEN 英国负责 三个应用研究领域 通过先进的人机对话防止机动车相撞 偏离车道检测 障碍物检测和驾驶辅助系统的开发等Pro CAR 管理车与车之间相互关系的车与车之间通讯 超过人类视野的电子视野 提供行车职员信息等的开发Pro NET 作为建立路径诱导系统基础的路车间通信系统的开发Pro ROAD 第二阶段欧洲ITS组织ERTICO EuropeanRoadTransportTelematicsImplementationCoordinationOrganization 欧洲智能交通协会于2003年9月提出的eSafety的概念标志着第二阶段的开始 1 主要研究内容包括启动项目 事故原因分析 道路基础设施 电信基础设施 驾驶员行为安全功能 车辆预防安全与保护系统 事故后紧急呼救成本效益分析 影响的量化分析 2 2005年5月 ERTICO颁布了智能运输系统战略框架智能运输系统体系框架与标准智能运输信息基础技术综合运输协同技术 包括物流优化 一体化电子收费 全欧盟的运输协同 欧洲ITS主要研究内容 交通管理行前信息行程中信息车辆控制货物及车队管理自动收费 欧洲ITS研究的特点 P8在广泛的ITS领域都进行着研究和开发研究着重技术的部署和评价 连贯性高 但与实际的应用部署存在差距公路上广泛部署车辆专用电台 可向用户提供声音或编码信息将公共交通视为重要的研究内容不同来源的交通信息系统方案 可以在环境不同的12个国家分别进行现场实验强调国际 主要是洲际 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 欧洲有代表性的系统交通效率与安全蜂窝式通信系统 systemofcellular cradiofortrafficefficiencyandsafety SOCRATESEUROSCOUT交通主人 Trafficmaseter 4 美国ITS的发展历程及主要研究内容 开始研究电子路线引导系统 ERGS 由国家统一规划 投入充足 发展迅速 重视基础设施建设是美国ITS发展历程的一大特点 第一阶段 从上世纪60年代到上世纪末 研究范围全而广 研究领域涉及交通监控 交通信号智能控制 不停车收费 车路协同及自动驾驶等领域 表现为研究内容宽泛 项目相对分散第二阶段 本世纪初开始 重点关注车辆安全及车路协调技术 并从综合交通运输体系的角度开展智能运输与安全技术的研究 其内容包括综合运输协调技术 车辆安全技术等 特点是更加注重实效 促进相关技术产业化 美国ITS发展历程可分为两个阶段 第一阶段 1 早在20世纪60年代 开始进行ERGS ElectronicRouteGuidanceSystem 电子路线引导系统研究 是ITS的最早起源 2 1987年非正式团体 Mobility2000成立 3 1990年8月成立专门的全国性组织IVHSAmerica IntelligentVehicleHighwaySocietyofAmerica 美国IVHS协会 IVHS IntelligentVehicleHighwaySystem 智能车路系统 的4大分系统 AMTS ATIS CVO AVCDS 4 1991年ISTEAIntermodalSurfaceTransportationEfficiencyAct 又称为 ISTEA 综合地面交通效率法案 被美国交通运输界誉为确立美国交通运输新政策的一部跨时代的交通运输建设新法案把IVHS的研究开发置于交通建设政策的中心项目的位置 并制订了研究开发IVHS的巨大投资计划ISTEA为IVHS ITS立法 5 1993年 开始制订AHS自动公路系统研究计划 USDOT和联邦政府批准 6 1994年10月 成立了相关团体NAHSC NationalAutomatedHighwaySystemConsortium 全美自动公路系统协会 同年 IVHS更名为ITS 在原来IVHS的4大分系统 AMTS ATIS CVO AVCSS 的基础上加上了2个分系统 APTS ARTS 再加上AHS 形成现在ITS研究开发的领域框架 7 1996年1月 USDOT U S DepartmentofTransportation 美国交通运输部 又发布 时间节约战略 OperationTimeSaver 提出了ITI IntelligentTransportationInfrastructure 智能交通运输基础设施的新概念 美国的七大系统P11 ATMS AdvancedTrafficManagementSystems ATIS AdvancedTravelerInformationSystems APTS AdvancedPublicTransportationSystems ARTS AdvancedRuralTransportationSystems CVO CommercialVehicleOperations AVCSS AdvancedVehicleControlandSafetySystems AHS AutomatedHighwaySystems AHS ATMS 先进的交通管理系统 先进的监测 控制和信息处理系统 该类系统向交通管理部门和驾驶员提供对道路交通流进行实时疏导 控制和对突发事件应急反应的功能 ATIS 先进的出行者信息系统 为出行者提供及时的信息服务 当前交通状况 公交路线与发车时刻表 票价 天气状况 出行者决策 出行目的地 出行时间 出行方式 出行路线 APTS 先进的公共交通系统 利用智能技术对传统的公共交通系统进行改造而形成一种信息化 智能化 社会化的新型现代公共交通系统 公共车辆定位系统 客运量自动检测系统 行驶信息服务系统 自动调度系统 电子车票系统等 ARTS 先进的乡村运输系统 ITS技术 尤其是ATIS和APTS相关技术在乡村地区的应用 根据乡镇运输的特殊需要 也有一些特殊技术的开发和研究 如紧急呼救和事故防止 不利道路和交通环境的实时警告等 CVO 商业车辆运营 通过改善运输企业的营运资质办理 注册登记 上缴税费 运输管理 货物配送过程 提高运输企业安全与生产效率 针对重载卡车与州际长途客运车 AVCSS 先进的车辆控制和安全系统 研制具有道路障碍自动识别 自动报警 自动转向 自动制动 自动保持安全车距 车速和巡航控制功能的智能车辆 提供更安全 更舒适 更富效率的驾驶环境 AVCSS是自动公路系统不可分离的部分 AHS 自动公路系统 更高级的智能车辆系统与智能道路系统的集成 ITS研究领域中最具挑战性和最具市场潜力的一项研究 总结 理解欧 美 日ITS研究的领域和内容 及各自的特点 Translation 1 Advancedtrafficmangementsystems ATMS isthekeypartofintelligenttransportationsystems ITS andisbecomingmorepopulartopicsworldwide 2 AdvancedTravellerInformationSystems ATIS isanimportantcomponentofIntelligentTransportationSystems ITS 3 Thispaperdealswithintelligenttransportationsystems ITS andautomatedhighwaysystems AHS importantpartofITS 先进的交通管理系统 ATIS 是智能运输系统 ITS 的关键组成部分之一 目前已成为国际上的研究热点 先进的出行者信息系统 ATIS 是智能运输系统的重要组成部分 论述智能运输系统ITS 特别是其中的自动公路系统AHS 第二阶段 1 1997年美国加州的自动公路系统演示结束后 DOT将ITS的研究重点进行调整 2 1998年 美国国会通过 21世纪交通平等法 TransportationEquityActforthe21stCentury TEA 21 同年 智能车辆引导 IntelligentVehicleInitiative IVI 计划实施 其基本宗旨和目标为 1 预防交通事故 特别是碰撞事故 及其引起的人员伤亡 提高安全性 2 以人的因素为基础 防止驾驶员分神 3 促进碰撞防止系统的研究应用 同时 对轿车 重型卡车 特殊车辆预防系统 交叉路口碰撞预防 信号警告 左转防撞警告等进行研究 3 2002年 颁布智能运输系统10年规划 第二阶段美国ITS重点领域 美国2002年颁布的ITS10年规划中指出 建立一个全国性的 整体化的交通运输信息网络 使公众出行更加方便 更加省时 更加经济 提高货运效率 更有效地完成货物运输任务开发先进的车辆防撞技术 大量地减少撞车交通事故 将交通安全和运输效率提高到史无前例的水平开发交通事故自动检测 通报和应变技术 使救护人员尽快到达事故现场 争取救护伤员 拯救生命的宝贵时间进一步研发先进的交通管理技术 智能地 自适应地管理各种地面交通 区域性交通网络应当在超越地区界限和运输方式的前提下 无间隙地整合起来 实现一体化的运行目标 先进的交通管理系统还应在保障交通安全 防止交通事故 提供事故救援和快速恢复事故现场的交通秩序等方面发挥功能 5 国际智能运输系统技术趋势分析 交通信息采集 处理和发布技术将快速发展综合交通信息平台是多种运输方式协同的基本手段交通安全是关注的焦点车载系统与道路设施的协调配合受到重视 6 我国ITS的发展历程及主要研究内容 1 70年代末 信号控制的研究与开发 2 80年代后期 ITS的基础研究开发工作 3 90年代开始建设交通指挥控制中心 4 开展学术交流活动 中国的ITS的体系框架共分为8个服务领域 34项服务内容 138项子服务P12服务领域 1 交通管理与规划TrafficManagementandPlanning2 电子收费ElectronicPaymentService3 出行者信息TravelerInformationSystem 4 车辆安全和辅助驾驶VehicleSafetyandDrivingAssistance5 紧急事件和安全EmergencyandSecurity6 运营管理TransportOperationManagement7 综合运输Inter modalTranspot8 自动公路AutomatedHighwaySystem 国际标准组织1999年在技术报告ISO TR14813中对运输信息和控制系统的服务进行了划分服务种类如下 1 出行者信息2 交通管理与规划3 车辆安全和辅助驾驶4 商用车辆管理5 公共交通管理6 紧急事件7 电子收费8 安全我国ITS研究内容基本和日本 美国 国际标准ISO TR14813的研究内容一致 中国的ITS 我国ITS 中关村智能交通产业联盟 2011年4月13日 由千方集团 汉王 时代凌宇 北京市基础设施投资公司 北京交通大学 交通部规划研究院等51家企业和单位发起成立的中关村智能交通产业联盟宣告成立 这个联盟将紧紧抓住首都以及全国在交通运输效率 交通拥堵 交通服务水平 交通安全 交通节能环保等方面对智能交通应用的迫切需求 利用3 5年时间 推动实施若干批北京市智能交通应用示范工程 突破行业共性关键技术 形成若干批自主知识产权产品和集成应用解决方案 近几年我国智能交通建设投资的复合增长率超过20 预计未来3年国内整个智能交通系统行业的投入将超过1500亿元 中关村管委会与北京市交通委 北京市公安局交通管理局 公交集团 地铁公司等部门和单位 共同研究推进中关村企业参与首都智能交通建设工作 今后将不断发布智能交通示范工程和重大需求信息 鼓励企业早做准备 将企业组织起来 研究 提出建议 帮助企业进一步参与首都智能交通建设工作 支持企业开展关键技术研发 不断提高自主创新能力 1 3智能运输系统基本定义 WhatisITS 由于研究者不同 考虑问题角度不同 ITS处于快速发展时期 内涵与外延处于发展变化之中 所以对于ITS 目前尚未统一的定义目前对ITS有几种定义 1 美国ITS手册2000 2 ITS美国网站 3 中国智能运输系统框架研究报告 4 教材定义 智能运输系统的定义 1 美国ITS手册2000 智能运输系统 ITS 由一系列用于运输网络管理的先进技术及出行者提供的多种服务所组成 ITS技术 也称为 运输通信 的基础是以下三大核心要素 信息 通信和集成 信息的采集 处理 融合和服务是ITS的核心 无论是提供交通网络的实时交通状态的信息 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 相互间能够更为协调 做出更为智能化的决策 2 ITS美国网站智能运输系统 或称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 3 中国智能运输系统框架研究报告智能运输系统是在较完善的基础设施 包括道路 港口 机场和通信等 之上 将先进的信息技术 通信技术 控制技术 传感技术和系统综合技术有效地集成 并应用于地面运输系统 从而建立起大范围内发挥作用的 实时 准确 高效的运输系统 4 教材定义智能运输系统 IntelligentTransportationSystems 简称ITS 就是通过关键基础理论模型的研究 从而将信息技术 通信技术 电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统 从而建立起大范围内发挥作用的实时 准确 高效的交通运输管理系统 各国对ITS概念的理解各有差异 但实质一致 但从技术层面上来讲 ITS运用以计算机 通讯和控制技术 即3C技术 Computer Communication和Control 为代表的现代科技对交通系统进行控制和管理 实现效率 安全 环境 经济等方面的效益 智能运输系统是目前公认的全面有效地解决交通运输领域问题 特别是交通拥挤 交通阻塞 交通事故和交通污染等问题的最佳途径 Intelligenttransportationsystemsarethebestacknowledgedmethodtosolveproblemsintrafficfieldatpresent suchastrafficjam trafficblock trafficaccident trafficpollution IntelligentTransportationSystems ITS applywell establishedtechnologiesofcommunications control electronicsandcomputerhardwareandsoftwaretothesurfacetransportationsystem 智能运输系统 ITS 将现有的通信 控制 电子和计算机软硬件技术应用于地面交通系统 人People 路Roads 车Vehicles 促进交通安全 增进能源使用效率 减少拥堵 提高灵活性 减少环境污染 增加经济效益 Information CommunicationsTechnology信息通信技术 从人工智能学的角度来说 其原理上应是基于知识的系统其功能上应具有感知能力 判断 推理和学习能力结构上应具有如图所示的智能核 输入为来自于过程的各种有用信息 输出为提供给决策 评价等的知识 智能运输系统是 智能系统 和 运输系统 的结合 具体来说 智能具有一些特征 智能运输系统其最终目的是要通过模拟出人的智能 使运输系统变得更加有效率 更有人性 在ITS中 车辆靠自身的智能在道路上安全 自由地行驶道路靠自身的智能将交通流调整至最佳状态驾驶员靠系统的智能对道路交通情况了如指掌交通运输管理人员靠系统的智能对道路上的车辆行驶和交通状态一清二楚 使传统的被动式交通管理转变为主动的交通管理 智能运输系统的内涵 1 4智能运输系统体系结构 1 智能运输系统体系结构概述 1 系统的概念 系统 是指由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体 辞海 2 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 ITS体系结构 定义了系统用户所需的功能 系统包含的子系统及其所应具备的功能 以及各个子系统之间的相互关系和集成方式ITS体系结构通过确定ITS各子系统 各子系统功能 各子系统之间的关系来向设计人员和开发者提供所需的基本指导 ITS体系结构为智能运输系统的规划 定义和集成提供了一个共同的框架 并在过去十年通过运输从业人员 系统工程师 系统开发人员 技术专家 顾问等的广泛参与得到了发展 TheITSArchitectureprovidesacommonframeworkforplanning definingandintegratingintelligenttransportationsystems Itwasdevelopedthroughbroadparticipationfromtransportationpractitioners systemsengineers systemdevelopers technologyspecialists consultants etc overthelasttenyears 体系结构定义了 ITS所需的功能这些功能所属的物理实体或子系统将这些功能和物理子系统组合为一个综合系统的信息流和数据流 Thearchitecturedefines ThefunctionsthatarerequiredforITSThephysicalentitiesorsubsystemswherethesefunctionsresideTheinformationflowsanddataflowsthatconnectthesefunctionsandphysicalsubsystemstogetherintoanintegratedsystem 意义 ITS本身比较复杂 涉及面广 需要有一个指导性的框架 来帮助我们理解这个系统的结构ITS是一个庞大的系统 包含有很多子系统 它的实施需要通过这些子系统来实现 ITS体系结构为ITS的各个部分提供了统一的接口标准 从而使各部分便于协调 集成为一个整体避免少缺和重复 使ITS成为一个高效 完整的系统 并具有良好的扩展性根据国家总体ITS框架 发展地区性的体系结构 保证不同地区智能交通系统具有兼容性 国家ITS体系结构是研发全国统一ITS的总技术纲领国家ITS体系结构有益于全国范围内ITS的互操作性 兼容性 可扩展性以及智能交通基础设施建设的统一性和经济性国家ITS体系结构有益于能确定为实施ITS服务而需要开发全国统一的产品及设备 需要建立全国统一的ITS基础设施 从而指导ITS的全国统一的研究开发工作 用户服务 UserServices 逻辑体系结构 LogicalArchitecture 物理体系结构 PhysicalArchitecture 是描述系统的构筑蓝图通信体系结构 是一个通信协议的综合结构给物理体系结构中的系统的主要交界面的通信连接的定义和描述提供详细的分析描述他们需要的协议标准化工作费用效益分析评价实施措施及策略 UserServices Userservicesrepresentwhatthesystemwilldofromtheperspectiveoftheuser whomaybeamotorist asystemoperator etc Theconceptofuserservicesallowstheprocessofsystemorprojectdefinitiontobeginbythinkingaboutservicesthatwillbeprovidedtoaddressidentifiedproblemsandneeds NeworupdateduserservicesmaybeaddedtotheITSarchitecture 用户服务从用户的角度说明系统将做什么 这里的用户可能是驾驶员 系统操作员等借助用户服务的理念 在系统或项目定义的过程中 就开始思考哪些服务能用来解决现有问题和需求 新的或更新的用户服务可增加到ITS体系结构中 以功能的抽象与分解为主要手段 按功能之间的联结关系组织数据 中美 优点 简单易行 流行已久 便于交流缺点 开发的系统修改或扩展比较困难 首先确定对象或实体及其与其他对象之间的关系 然后确定每个对象执行的功能 围绕数据对象或实体组织功能 形成单一的相互关联的视图优点 易于扩展和修改缺点 操作复杂 可读性差 不利交流 主要ITS国家系统体系结构研究 确定系统需求与用户服务 宣传并获得相关方面的理解与支持 开发功能体系结构 开发信息体系结构 开发通信体系结构 开发物理体系结构 标准化需求分析 系统体系结构评估 确定标准化优先领域 规划整个ITS系统的开发计划 文档整理及协调与修改 ITS体系结构开发的步骤 7 ITS国家体系结构开发案例 1 日本的ITS系统体系结构 2 欧盟的体系结构项目 KAREN 3 美国国家ITS系统体系结构 1 日本的ITS系统体系结构 2 欧盟的体系结构项目 KAREN 3 美国国家ITS系统体系结构 1993年美国运输部 USDOT 开始制定统一的 国家ITS体系结构 NationalArchitectureforITS 1997年1月USDOT公布 美国国家ITS体系结构 UNIA 第一版 1998年9月公布了UNIA第二版 目前为第六版其构建主要原则和目标为 以经济性为基本原则 最大限度利用已有设施提供ITS服务 低收费 使多数人可享受信息服务 同时提供多种供选择的服务方式 增加私人企业的利益 加速ITS的实施应用 鼓励国家 个人合作 加强出行者安全 给地方提供管理空间 1 5智能运输系统的标准化 就是通过标准的制定和认定 把放任自由的多样性的 复杂的和无序的规格和事项 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 与经济活动密切相关的功能有利于保护环境 确保安全性 节省能源 保护消费者 增进社会效益使人们在生产设计和实施中进行广泛思想交流 可保障全国范围内的兼容性有助于拓展ITS相关产品的提供渠道 创造更大的市场空间有利于系统集成有利于减轻风险 保护投资是市场保护的重要手段阻碍技术革新和新技术的发展浪费早期与标准不符的投资抑制市场竞争 国际标准化组织 基于条约的 民间的 ITU 国际电气通信联合会 CCITT 国际电报电话咨询委员会 CCIR 国际无线电咨询委员会 ISO 国际标准化组织 IEC 国际电器标准化委员会 ISO InternationalOrganizationforStandardization 国际标准化组织 ISO技术委员会 TC204 交通信息控制系统 TC211 地理信息 TC22 汽车 TC177 带蓬车 TC31 轮胎 轮缘 TC70 内燃机 SC3 电气装置 SC9 操纵性 稳定性 SC13 人因工程 SC20 汽车识别 ISO与交通相关的技术委员会TC ITS专门技术委员会TC204 运输信息与控制系统TICS TransportationInformationandControlSystem 领域的标准化工作2001年4月在夏威夷召开的全体会议上 一致通过将TC204的名称改为 智能交通系统 ITS 技术委员会 与ITS相关的ISO技术委员会包括ISO INFCO信息系统和服务技术委员会ISO TC22道路车辆技术委员会ISO TC211地理信息技术委员会ISO IECJTC1 SC31信息技术 自动识别和数据获取技术委员会