车路智能协同ppt课件

高速公路运行中存在的问题及原因高速公路运行中存在问题的解决策略高速公路交通事件管理基于ITS的交通事件管理实施技术基于ITS的事件管理系统框架,课程回顾,1,高速公路交通拥挤如何分类？试分别分析其发生的原因。（1）高速公路交通拥挤一般可分为：-常发性交通拥挤-偶发性交通拥挤（2）常发性交通拥挤可以从“运行因素”和“几何因素”两个角度来分析：,思考题,2,高速公路交通拥挤如何分类？试分别分析其发生的原因。运行因素：-交通需求超过通行能力-不受限制的入口匝道-出口匝道排队-收费站收费,思考题,3,高速公路交通拥挤如何分类？试分别分析其发生的原因。几何因素：车道减少、交织路段短、道路横截面窄、标志短缺、视线不良、互通式立交不合标准等。,思考题,4,2.简述高速公路交通事件管理的步骤及对应含义。高速公路交通事件管理的步骤包括：（1）事件监测证实某一事件已经发生，事件管理过程的第一步。（2）事件确认确认一个事件已经发生，确定它的确切位置，获得尽可能多的与时间相关的细节信息。,思考题,5,2.简述高速公路交通事件管理的步骤及对应含义。高速公路交通事件管理的步骤包括：（3）向驾驶员提供信息向其他驾驶员提供与该事件相关的信息以及其他出行所需的交通信息。（4）事件响应一旦确认事件发生，即启动、协调和管理适当的人员、设备、通信和驾驶员信息媒介。,思考题,6,2.简述高速公路交通事件管理的步骤及对应含义。高速公路交通事件管理的步骤包括：（5）事件现场管理包括：精确评估事件、建立适当的处理优先等级、通知和协调相关部门，以维持良好的通信连接。（6）交通管理在受到事件影响的区域内进行交通控制，使用交通控制设施和动用人员对事件现场和周围交通问题进行管理。,思考题,7,2.简述高速公路交通事件管理的步骤及对应含义。高速公路交通事件管理的步骤包括：（7）事件清除清除影响正常交通流或致使车道强制关闭的碰撞车辆残骸、碎片或其他障碍物，并使道路的通行能力恢复到事件前状态的过程。,思考题,8,车路智能协同系统（CooperativeIntelligentVehicle-InfrastructureSystem）,智能运输系统,9,车路智能协同系统的概念及其作用车路智能协同系统的工作原理及其系统结构车路智能协同系统关键技术-智能车辆技术-智能路侧系统关键技术-车路/车车协同信息交互技术车路智能协同系统的发展现状协同系统应用举例车路智能协同系统发展趋势,内容概要,10,车路协同是未来ITS的核心,传统ITS技术,匝道信号控制,出行信息系统,交通管控中心,Research,当前ITS方案,ITS前沿技术车路协同,综合汽车安全系统IVBSS,出行辅助系统MSAA,一体化运输走廊管理系统ICM,智能驾驶,电子认证收费,研究热点,11,基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车辆与车辆、车辆与道路信息交互和共享，实现车辆和道路基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源，提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。,什么是车路智能协同系统？,12,提高驾驶安全性，减少交通事故发生率提高驾驶舒适性提高交通系统的运行效率，缓解或解决交通拥堵问题减少汽车尾气排放，降低空气污染,车路智能协同系统的作用,13,车路智能协同系统的工作原理及其系统结构,14,车路协同关键技术,15,1、车辆精准定位与高可靠通信技术研究基于GPS、激光、雷达、图像数据、传感器网络等多种手段的环境感知技术，以及高精度多模式车载组合定位、惯性导航和航迹推算、高精度地图及其匹配等技术，实现车辆的无缝全天候高可信精准定位，将是车辆精准定位技术发展的主流方向；-掌握多信道多收发器通信技术、基于自组织网络和双向数据通信技术、WLAN通讯技术、RFID、DSRC、WiFi、1X、3G等无线传输技术，研究高可靠车载通信技术，实现车路/车车之间的稳定有效的数据实时通讯与传输成为智能车辆发展的必然趋势。,智能车载关键技术,16,2、车辆行驶安全状态及环境感知技术车辆制动、转向、侧倾等自身运行安全状态参数的实时获取和传输技术；驾驶员危险行为的在线监测技术；基于多传感器的行驶环境（其他车辆信息、障碍物检测等）检测技术。实时监测、获取与感知复杂路况下车辆危险状态信息、驾驶行为和行驶环境状态，从而更有效地评估潜在危险并优化智能车载信息终端的功能。,智能车载关键技术,17,3、车载一体化系统集成技术-基于本车传感器、临近车以及路侧或控制中心的多种数据的处理和融合技术-基于车载一体化终端和车辆总线的信息通信和数据共享技术等。,智能车载关键技术,18,智能路侧系统旨在利用道路设置的各种监测系统，向驾驶员提供道路状况、路面状况、交通堵塞、旅行时间等信息。1.多通道交通信息采集技术主要采集的动态交通信息包括：车流量、平均车速、车辆定位、行程时间等；采用的采集方式有：感应线圈检测、微波检测、红外线检测、视频检测以及基于GPS定位的采集技术、基于蜂窝网络的采集技术、基于RFID的采集技术等。,智能路侧关键技术系统,19,2.多通道路面状态信息采集技术路面状态良好是保证车辆安全运行的基础条件之一，对于路面状态需要采集的信息主要包括：-道路路面状况（积水、结冰、积雪等）-道路几何状况（车道宽度、曲率、坡度等）-道路异常事件信息（违章车辆、发生会车、碰撞事故、非法占有车道的障碍物）等,智能路侧关键技术系统,20,2.多通道路面状态信息采集技术单一的传感器无法满足多路面状态信息实时采集的要求，必须通过融合多传感器信息，如雷达、超声波、计算机视觉以及无线传感器网络等，实现车辆间、车路间进行信息交换，才能实现道路路面状况信息的实时采集。,智能路侧关键技术系统,21,3.路侧设备一体化集成技术智能道路基础设施涉及到：路况信息感知装置道路标识电子化装置基于道路的各种车路协调装置信息传送终端实现路侧设备无线通讯和数据管理一体化功能。,智能路侧关键技术系统,22,车路协同系统的车、路间无线通信技术主要分为两类：1.专用短程无线通讯技术（DSRC，DedicatedShortRangeCommunication）DSRC具有数据传输速度高、延时小、工作稳定、抗干扰能力强、信号覆盖范围相对集中等特点，特别适合应用于仅在特定路段进行通讯、要求通讯设备稳定可靠的车路协同系统。,车路/车车协同信息交互技术,23,车路协同系统的车、路间无线通信技术主要分为两类：2.基于固定信标（Beacon）的定向无线通讯技术日本主要采用了无线电信标（RadioWaveBeacon）和红外信标（InfraredBeacon）两种定向无线通讯信标。,车路/车车协同信息交互技术,24,美国分别开展了VII、CVHAS和IntelliDrive等国家项目。VII：在美国所有生产的车辆上将装备通讯设备以及GPS模块，以能够与全国性的道路网进行数据交换；CVHAS：旨在通过车载传感器与车-路或车-车间通信等信息获取方式提供驾驶的辅助控制或全自动控制；IntelliDrive计划：是在VII的基础上深化研究车路协同控制，是美国在ITS方面的最新国家项目，强调用人车路一体化方法来解决现代交通所存在的严重问题。,车路协同系统发展现状,25,2.欧洲欧洲ITS组织ERTICO最先提出eSafety基本概念，将车路通信与协同控制作为研究重点之一，其中代表性项目为PReVENT、CVIS、CarTalk2000和COMeSafety、NoW项目。,车路协同系统发展现状,26,3.日本2005-2010期间围绕5个重点展开研究，其中包括车路间协调系统、智能汽车系统等；从2005年开始AHS进入其实用化技术普及的第2阶段，从2010年后,重点加强利用无线通讯技术的车车/车路间协调系统实用化技术的研发，构筑人车路一体化的高度紧密的信息网络。,车路协同系统发展现状,27,车路协同典型应用,1.交叉口车路协同技术应用,28,车路协同典型应用,交叉口车路协同技术应用（1）交通信号信息发布系统通过车路通信，向接近交叉口的车辆发布信号相位和配时信息，判断在剩余绿灯时间内是否能安全通过交叉。提醒驾驶人不要危险驾驶(例如闯红灯)，并协助驾驶人做出正确判断，避免车辆陷入交叉口的“两难区”，防止信号交叉口的直角碰撞(rightangle)事故。,29,车路协同典型应用,交叉口车路协同技术应用（2）盲点区域图像提供系统通过车路通信，向交叉口准备转弯或者准备在停止标志前停车的车辆提供盲点区域的图像信息;防止由转弯车辆视距不足引起的事故和无信号交叉口的直角碰撞事故。,30,车路协同典型应用,交叉口车路协同技术应用（3）过街行人检测系统通过车路通信，向接近交叉口的车辆发布人行道及其周围的行人、自行车的位置信息，防止机动车和非机动车之间的事故。,31,车路协同典型应用,交叉口车路协同技术应用（4）交叉口通行车辆启停信息服务通过车车通信，前车把启动信息及时传递给后车，减少后车起步等待时间，从而提升交叉口通行能力；在同向行驶中，前车把紧急制动信息快速传递给后车，避免追尾事故的发生。,32,车路协同典型应用,交叉口车路协同技术应用（5）先进的紧急救援体系在车辆发生故障或交通事故时，会自动向急救中心及管理机构发出有关事故地点、性质和严重程度等求助信息；通过车路通信调度信号灯优先控制，让急救车辆先行，及时救援受伤人员。,33,车路协同典型应用,2.危险路段车路协同技术应用,34,车路协同典型应用,2.危险路段车路协同技术应用（1）车辆安全辅助驾驶信息服务路侧设置的多传感器检测前方道路转弯处或死角区域是否发生交通阻塞、突发事件或存在路面障碍物；通过车路通信系统向驾驶者提供实时道路信息。,35,车路协同典型应用,2.危险路段车路协同技术应用（2）路面信息发布系统向接近转弯路段的车辆发布路面信息(例如是否冰冻、积水、积雪)，提醒驾驶人注意减速，防止追尾事故。（3）最优路径导航服务路侧设备检测到前方道路拥堵严重，通过车路、车车通信系统以及车载终端显示设备，提醒驾驶者避开拥挤道路，并为其选择以最短时间到达目的地的最佳路线。,36,车路协同典型应用,2.危险路段车路协同技术应用（4）前方障碍物碰撞预防系统通过车路、车车通信，向车辆传递危险信息（如障碍物的绝对位置、速度、行驶方向等）；帮助避免发生车辆之间或车辆与其它障碍物之间的前撞、侧撞或后撞等；避免与相邻车道上变更车道的车辆发生横向侧碰等。,37,车路协同典型应用,2.危险路段车路协同技术应用（5）弯道自适应车速控制向车辆传递前方弯路的相对距离、形状（曲率半径、车线等）等信息；车辆结合自身运动状态信息，给予驾驶员最优车速，避免车辆在转弯时发生侧滑或侧翻。,38,车路协同系统的发展趋势,建立车路协同系统体系框架：从特例实验走向到应用场景和通信协议的标准制定。车路协同系统的研究已经从小规模/特例实验向应用系统和通信协议的标准制定方向发展。,39,车路协同系统的发展趋势,2.车路通信平台的开放性：从单一模式走向多种通信手段的互补与融合。可用于车路通信的方式包括：DSRC、WiFi、WiMAX、GSM/GPRS、3G、RFID、BlueTooth等，但是每种通信技术各有优缺点，单独一种很难满足