第4讲 智能交通运输系统ITS的主要内容(1)

第四讲ITS的主要内容 1 交通工程教研室闫小勇 智能交通系统 多媒体课件 3 1ITS的体系结构 智能交通系统通常是复杂的巨系统 其开发是耗资大 开发周期长 涉及范围广的系统工程项目 若事先没有充分的系统体系结构研究和开发 很难想象它能成为一个各部分协调统一 有效的有机整体 因此 一个集成了多种功能的ITS一定要在开发之前首先进行总体规划 而总体规划的重要内容之一就是建立系统的体系结构 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 ITS体系结构为ITS的各个部分提供了统一的接口标准 从而使各个部分便于协调 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 美国ITS的体系结构 美国ITS的重点是智能车路系统 在ITSAmerica1994年出版的 ITS框架发展计划 报告中 确定智能交通系统的29个用户服务功能 并将其分为7个服务领域 1 先进的交通管理系统 AdvancedTrafficManagementSystems ATMS 2 先进的出行信息系统 AdvancedTravelerInformationSystems ATIS 3 先进的车辆控制系统 AdvancedVehicleControlSystems AVCS 4 商业车辆运营 CommercialVehicleOperations CVO 5 先进的公共运输系统 AdvancedPublicTransportationSystems APTS 6 先进的乡村运输系统 AdvancedRuralTransportationSystems ARTS 7 自动公路系统 AutomatedHighwaySystems AHS 日本ITS的体系结构 日本没有明确地提出ITS体系结构的概念 但在1996年由五省合作制定的 推进智能交通运输系统整体构想 成为日本交通信息化与智能化发展的基本方案 该方案划分了9个领域 1 智能导航系统 2 不停车收费系统 3 安全驾驶系统 4 交通管理系统 5 公路高效管理系统 6 公共交通管理系统 7 运输车辆管理系统 8 行人帮助系统 9 车辆紧急救援系统 欧盟ITS的体系结构 欧盟国家智能交通系统的研究通过欧洲汽车安全专用道路设施计划 DRIVE 从以下6个方面开展 1 交通需求管理 电子收费 智能卡 2 出行与交通信息 道路 铁路 换乘等信息的提供 3 综合性的城市交通管理 路径诱导 交通信息 交通控制 停车管理 4 综合性的城市间道路交通管理 事故救援 可变标志 气象信息 5 货车运行管理 管理优化 信息服务 6 公路客运管理 运营计划 信息服务 中国ITS的体系结构 我国 九五 科技攻关项目中安排了国家智能运输系统体系框架研究项目 该项目由国家智能交通系统工程技术研究中心牵头 来自院校 研究院所 企业和各部门的100多为专家参加了这个项目的研究 初步形成了我国ITS的体系框架 该框架包括以下8个方面 1 交通管理与规划 2 电子收费 3 出行者信息服务 4 车辆安全和辅助驾驶 5 紧急事件和安全 6 运营管理 7 综合运输 8 自动公路 中国ITS的重点研究领域 1 重点技术研究领域1 ITS数据采集 融合与管理技术2 公共交通优先与调度技术3 专用短程通讯技术 DSRC 4 定位与导航技术5 智能交通控制与诱导技术2 重点工程应用领域1 城市公安交通指挥中心系统2 车载定位与导航系统3 高速公路联网收费系统4 公交优先与调度系统5 停车场诱导系统 四国比较 本课程重点介绍内容 R ITS 铁路智能运输系统 3 2先进的交通信息系统 ATIS 定义 先进的旅行者信息系统ATIS AdvancedTravelerInformationSystems 是运用各种先进的通信 信息技术向利用各种交通工具的旅行者提供为到达所希望的目的地所需要的各种信息的系统 ATIS信息分类 ATIS提供的信息可以分为三类 出行前信息乘何工具 走何路线 途中信息何处堵车 如何换乘 目的地信息满足目的 可否停车 3 2 1出行前信息系统 功能 在出行前 通过办公室或家庭的计算机 电话 广播 电视等 向出行者提供当前的道路交通状况 公交服务信息等 以帮助出行者选择出行方式 出行时间和出行路线 典型应用1 TrafficTVOnline HTTP www wsdot wa gov pugetsoundtraffic cameras 典型应用2 在线公交出行指南 3 2 2途中信息系统 功能 在出行途中 通过车载信息单元或路边动态信息显示板 向出行者提供道路条件 交通状况 车辆运行情况 交通服务的实时信息 通过路径诱导系统对车辆定位和导航 使汽车始终行驶在最佳路线上 典型应用1 可变信息标志 VMS 可变信息标志 VMS VariableMessageSystem 是一种实时动态信息发布技术 配合先进的交通控制系统 ATMS VMS可将交通管理部门提供的车速及路线限制 交通堵塞 交通事故 道路施工 天气情况等信息编辑处理后及时传输给道路交通的使用者 视频 高速公路管理信息VMS发布 典型应用2 车载导航系统 车载导航系统是由GPS导航 地图匹配器 数字信息处理器 车速传感器 LCD显示器以及GIS软件等组成 主要功能是辅助驾驶员为到达目的地而选择路径和沿既定路径行驶 必要时 如遇道路条件发生变化时 帮助驾驶员重新选择路径 这个过程也称为 路径计划 导航 路径再计划 视频 车载导航系统案例 台湾卫星导航日本VICS 3 2 3停车诱导系统 停车难是世界各国所存在的普遍问题 由于停车设施的供给受到的土地资源和资金等因素的制约 所以只能通过加强停车管理来解决该问题 当前停车难的问题在很大程度上是缺乏停车相关的信息和诱导设施 造成驾驶员不能合理选择到达目的地的路线及停车场 为了寻找停车泊位 不得不沿着道路四处兜圈子 增加了路网压力和能源消耗 为此 世界很多城市发展了停车诱导系统 PGS ParkingGuideSystems PGS是ATIS在停车领域的典型应用 系统组成与基本原理 3 2 4ATIS的关键技术 回忆上两讲内容 显示技术通信技术GIS技术GPS技术 路径搜索动态交通分配 路径搜索 目标 最短 最快 换乘最少 方法 Dijkstra算法 A 算法 基础 交通网络的抽象 动态交通分配 所谓动态交通分配 DTA DynamicTrafficAssignment 就是将时变的交通出行合理分配到不同的路径上 以降低个人的出行费用或系统总费用 DTA是在交通供给状况以及交通需求状况均为已知的条件下 分析其最优的交通流量分布模式 从而为交通流控制与管理 动态路径诱导等提供依据 动态交通分配 DTA是当今交通工程理论研究领域最前沿的问题之一 目前还没有提出实用 甚至可用 的方法 已有的方法只能求解简化后的问题 目前在车辆诱导领域 广泛采用的是基