05章 智能运输系统A

1、l了解出行者信息系统的发展历程 l掌握出行者信息系统的作用、特点和所产 生的效果 l理解与传统出行者信息系统相比更为先进 的出行者信息系统的技术进步情况。 本章要求 第五章 出行者信息系统 l5.1 概述 l5.2 出行者信息系统的服务内容与技术进步 l5.3 出行者信息系统的实例 1.含义： l出行者信息系统出行者信息系统就是为出行者提供相关信 息的系统 l有效的出行者信息系统应该覆盖多种运输多种运输 方式方式，并能够满足驾驶员和出行者的需要 l它运用多种技术为消费者提供道路信息道路信息、 公交信息公交信息和其他其他与出行者有关的重要信息， 以帮助消费者选择出行方式出行方式、出行线路出行线路

2、和 出发时间出发时间 5.1 概述 实时道路交通信息实时道路交通信息 紧急信息紧急信息(事故、救事故、救 援援) 道路施工信息道路施工信息 天气预报信息天气预报信息 停车场信息停车场信息 公交换乘信息公交换乘信息 飞机时刻表信息飞机时刻表信息 铁路时刻表信息铁路时刻表信息 轮船客运信息轮船客运信息 长途客运信息长途客运信息 渡轮信息渡轮信息 货运信息货运信息 可变情报板可变情报板 GPS移动终端移动终端 车载导航终端车载导航终端 电视电视 有线电视有线电视 广播广播 手提电话手提电话 呼机呼机 声讯电话声讯电话 Internet社社 区服务网区服务网 多媒体多媒体 信息来源 l道路信息道路信息

3、监测系统（车辆监测器、摄 像机、车辆自动定位系统） l公交信息公交信息（公交时刻表、运行状态信 息）公交管理系统 l其他信息其他信息利用不同地点或随身携带的 个人通信设施完成信息查询、接收和交换 交通信息采集 交通信息传输 交通信息传输 交通信息处理 提高出行方便性， 改善交通安全性， 提高路网利用率 交通信息利用 交通信息提供 出行者信息系统结构框架P84 2.出行者信息系统的发展历程P84 第一代 l出行者信息系统（出行者信息系统（Traveler Information System,TIS），），在20世纪60年代末70年代初出 现的计算机技术和交通监控系统的基础上发展 起来，用于提高

4、路网局部的通行能力。 l代表（单向通信系统）： 可变信息标志（可变信息标志（Variable Message Signage,VMS） 公路顾问广播（公路顾问广播（Highway Advisory Radio,HAR) 小型可变图文信息标志小型可变图文信息标志 大型可变图文信息标志大型可变图文信息标志 可变信息标志 警告标志 警告标志 禁令标志 禁令标志 指示标志 指示标志 指路标志 指路标志 P84 第二代 l先进的出行者信息系统（先进的出行者信息系统（Advanced Traveler Information System,ATIS），）， 采用信息采集、传输、处理、发布方面的 最近研究成

5、果，提供多种方式的实时交通 信息和动态路线诱导功能 l主要表现形式： 车载路线诱导系统、蜂窝电话、有线电话、 有线电视、大型显示屏、互联网 lThe Advanced Traveler Information System (ATIS) is the key part of Intelligent Transportation System (ITS). The ATIS provides all kinds of information to traveler， and is becoming more popular topics worldwide. l先进的出行者信息系统（先进的出行者

6、信息系统（ATIS）是智能运输系）是智能运输系 统（统（ITS）的关键组成部分之一，它向出行者提）的关键组成部分之一，它向出行者提 供各种信息，目前已成为国际上的研究热点供各种信息，目前已成为国际上的研究热点。 美国美国 l60 年代末期，美国就开始了智能交通的开发研究 l2001年开始建设的511交通信息系统是目前全球最好的 出行信息服务系统之一 l2002年12月开始，通过网站（）和511电 话服务台向公众提供全面交通出行信息。目前全国大部 分地区都已能接通511系统。该系统以实时的道路引导 和信息服务系统的实用性为目的，通过装备在道路、机 动车、换乘站、停车场以及气

7、象中心的传感器和传输设 备，向交通信息中心提供全面的交通信息。通过对各类 信息提取和分析，向社会提供实时的道路交通信息、政 府交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以 及与出行相关的其他信息，出行者可根据这些信息确定 自己的出行方式和行程路线。 欧洲欧洲 l早在20世纪70年代末80年代初就开始交通出行 信息的研发工作 l2000年时，公众出行交通信息系统的数据广播 服务已经基本覆盖整个欧洲道路交通网络，目 前在11个国家提供以下服务：交通事件信息 （含事件描述、位置、方向和范围、持续时间、 分流建议）、交通状态信息、道路施工信息、 天气信息、交通附属设施信息、出行计划信息 等。 日本日

8、本 l1991年开始交通信息服务系统的建设，此系统是当今世 界上相当成功的一个交通信息和通信服务系统。该系统 能够通过文字、简单图形、地图三种格式向驾驶员发布 当前时段道路交通流状态信息。 l1996年通过引导车辆，并以远红外信标、短波信标或调 频广播副载波作为传输介质，发布实时交通信息的动态 导航系统。公路管理部门利用将交通堵塞、驾驶所需时 间、交通事故、道路施工、车速及路线限制、以及停车 场空位等信息编辑处理后及时传输给交通参与者，特别 是在汽车导航车载机上实现了以文字、图形显示交通信 息。 中国中国 l公众出行信息服务建设目前尚处于初期阶段 l2006 年北京、山东、浙江、成都等省市相继

9、开通了公 众出行信息网，作为“公众出行交通信息服务系统”的 前端展示，标志着我国的公众出行服务建设达到了一个 阶段水平。以北京为例，“北京公众出行网”整合了各 方面资源，能够向出行者提供较全面和多样化的出行信 息服务，其服务包括城市道路实时路况和高速公路路况 信息，公交、地铁、长途客运线路和换乘信息，各类交 通服务企业和机构信息，占路施工信息，复杂立交桥和 拥堵路段的行车线路信息，旅游景点、星级饭店信息， 交通新闻信息，出行常识信息和政策法规信息等。 l2007年以来，上海、天津、江苏、广东、湖北、陕西、 河北、福建、安徽等省、市陆续在建设并在互联网上开 通了公众出行信息服务 我国目前出行者信

10、息系统存在问题 l出行信息服务应用系统主要是针对部门业务进 行开发，信息服务的内容均局限于其业务范围 内，信息共享度不高 l现有的各类应用系统在服务内容、服务方式、 服务质量以及服务范围上都需要不断的完善和 发展 l个性化的信息服务方式仍然缺乏，尤其缺少动 态交通信息服务方面的内容，仅少数几个大城 市进行了这方面的研究 l主要的发布手段还是集中在网站和短信服务上。 先进的出行者信息系统的作用P85 （1）多种交通方式的出行计划）多种交通方式的出行计划 l提供区域范围的相关信息，帮助出行者制订包 括私家车、公交车、铁路交通、水运交通、航 空交通等不同出行方式的交通信息 （2）路线引导的信息服务）

11、路线引导的信息服务 l基于实时交通信息的诱导服务能够提供动态路 线导航以及道路的行程时间等信息，可以帮助 驾驶员选择最佳路线，以躲避严重拥挤或其他 不利的交通状况 3.出行者信息系统的作用、特点与效果 （3）用户咨询服务）用户咨询服务 l为用户提供广泛的咨询服务，包括事故警告、 延误预告、在当前交通状态下到达终点或换乘 站的预计时间、不利的出行条件、交通方式之 间的衔接及其时刻表、运营车辆的限制、停车 场信息、公交车站位置信息、收费站信息 （4）与相关系统接口）与相关系统接口 l与区域交通管理系统接口，获得高速公路和城 市干道的交通信息、事故信息和道路信息。与 区域公交管理系统接口，获得公交时

12、刻表和公 交车辆运行状态信息 出行者信息系统的特性出行者信息系统的特性P85 l提供信息要及时、准确、可靠提供信息要及时、准确、可靠 l要求跨行政区的公共机构参与要求跨行政区的公共机构参与 l由训练有素的人员操作由训练有素的人员操作 l容易与容易与ITS其他系统相结合其他系统相结合 l易于被出行人员使用和接通易于被出行人员使用和接通 l易于维护易于维护 l可接受的服务费用可接受的服务费用 出行者信息系统的目标出行者信息系统的目标P86 l促进以实时准确的交通状态为基础的出行方式促进以实时准确的交通状态为基础的出行方式 选择选择 l减少出行者个体在多方式出行中的出行时间和减少出行者个体在多方式出

13、行中的出行时间和 延误；延误； l减轻出行者在陌生地区出行的压力减轻出行者在陌生地区出行的压力 l降低整个交通系统的行程时间和延误降低整个交通系统的行程时间和延误 l通过公私合作降低交通系统的总成本通过公私合作降低交通系统的总成本 l减少碰撞危险和降低伤亡程度减少碰撞危险和降低伤亡程度 5.2 出行者信息系统的服务内容与技术进步出行者信息系统的服务内容与技术进步 1.交通出行者对交通信息需求特征交通出行者对交通信息需求特征 出行选择内容分类出行选择内容分类含含 义义 出行目的地的选出行目的地的选 择择 日常的通勤、通学出行皆有固定的目的地，但购物、日常的通勤、通学出行皆有固定的目的地，但购物、

14、 旅游等的出行却有目的地的选择旅游等的出行却有目的地的选择 交通出行方式选交通出行方式选 择择 关于采用：轨道（地铁、轻轨）、公共汽车、出租关于采用：轨道（地铁、轻轨）、公共汽车、出租 车还是个体交通工具（私家车、单位车或自行车）车还是个体交通工具（私家车、单位车或自行车） 等交通出行方式的选择等交通出行方式的选择 出行路径选择出行路径选择当选择公共交通出行时，表现为：换乘路线和站点当选择公共交通出行时，表现为：换乘路线和站点 的选择；采用个体交通方式时，则表现为关于道路的选择；采用个体交通方式时，则表现为关于道路 行驶路线的选择行驶路线的选择 出行时刻的选择出行时刻的选择交通出行者根据实际的

15、交通状况（估计的行程时交通出行者根据实际的交通状况（估计的行程时 间），为能够按时到达目的地，而决定的出发时刻间），为能够按时到达目的地，而决定的出发时刻 l在没有交通信息的情况下，驾驶员的选择 行为主要依据个人经验（对道路的熟悉程 度、过去的交通情况等）来确定。 l若通过交通信息系统向驾驶员提供实时的 道路拥挤程度、预测行程时间、交通事故 等信息，驾驶员会根据这些信息，在综合 考虑各种因素的基础上做出选择。 l美国西雅图的一份调查表明，大部分出行者在美国西雅图的一份调查表明，大部分出行者在 出行选择时会受到信息的影响，其中有出行选择时会受到信息的影响，其中有52.4% 的出行者在出行途中会受

16、到出行信息的影响而的出行者在出行途中会受到出行信息的影响而 转向另一路线。转向另一路线。 l lAdvanced Traveler Information System (ATIS) provides qualitative and quantitative real-time traffic information to traveler, and improves the quality of travel in urban areas. l先进的出行者信息系统先进的出行者信息系统(ATIS)为出行者提为出行者提 供定性和定量的实时交通信息供定性和定量的实时交通信息,有助于改有助于改 善城

17、市范围内的出行质量善城市范围内的出行质量 2.出行者信息系统的服务内容出行者信息系统的服务内容P86-87 （1）出行前信息服务）出行前信息服务 提供信息：提供信息：公交时刻表、公交线路、换乘站 点、票价、合乘匹配、交通事故、道路施 工、绕行线路、个别路段车速、特殊活动 安排、气候条件 作用：作用：制订出行方式、出行线路、出发时间 地点：地点：家中、单位、车内、其他出发地点 （1）出行前信息服务 （2）行驶中驾驶员信息服务）行驶中驾驶员信息服务 提供信息：提供信息：道路信息（收费站、交叉口、隧 道、纵坡、路宽、道路养护施工等前方道 路条件）、交通信息（路网交通拥挤信息、 交通事故信息、平均车速

18、与行程时间等动 态信息）、各种警告信息（冰雪风霜等气 象信息、特殊事件信息） 作用：作用：帮助修改出行线路，提供向导服务 地点：地点：旅途中 （3）途中公共交通信息服务）途中公共交通信息服务 提供信息：提供信息：实时公交出行服务信息 作用：作用：帮助已经开始出行的公交用户在出行 中对出行路线、方式、时间进行选择和修 正 地点：地点：路边、公交车站、公交车辆 （3）途中公共交通信息服务 （4）个性化信息服务）个性化信息服务 个性化信息：个性化信息：满足特定出行者个体需要的信息 提供信息：提供信息：交通信息、公交信息、黄页信息 作用：作用：满足特定出行者个体需要 地点：地点：任何地方的交互式咨询终

19、端 （4）个性化信息服务 （5）路线诱导及导航服务）路线诱导及导航服务 作用：作用： 路线优化按照驾驶员、出行者和商业管 理者等用户的特定需要确定最佳行驶路线 的过程 路线诱导运用多种方式将路线优化结果 告知用户的过程（路线诱导方式：语音、 文字、简单图形、电子地图） （5）路线诱导及导航服务 （6）合乘匹配与预定服务）合乘匹配与预定服务 作用：作用： 出行者/驾驶员提出合乘请求后，由管理 中心选择最合理的匹配对象并通知用户双 方或多方 （6）合乘匹配与预定服务 3.出行者信息系统的技术进步出行者信息系统的技术进步P87 （1）信息发布手段的视觉化）信息发布手段的视觉化 （2）无线电广播技术的

20、更新）无线电广播技术的更新 （3）双向通信技术的广泛应用）双向通信技术的广泛应用 （4）信息的实时性不断提高）信息的实时性不断提高 （5）信息的复杂程度日益增强）信息的复杂程度日益增强 4.出行者信息服务系统的关键技术 交通信息预测交通信息预测 动态交通分配动态交通分配 路径选择和优化路径选择和优化 交通信息发布交通信息发布 （1）交通信息预测 l城市交通流量预测城市交通流量预测 理论模型理论模型 l如基于如基于BP神经网神经网 络、基于高阶神经络、基于高阶神经 网络、基于卡尔曼网络、基于卡尔曼 滤波的城市交通流滤波的城市交通流 量预测模型量预测模型 l城市道路行程时间城市道路行程时间 预测理

21、论模型预测理论模型 l如：基于知识的综如：基于知识的综 合行程时间预测模合行程时间预测模 型型 人机接口人机接口 推理机推理机解释程序解释程序知识获取程序知识获取程序 综合数据库综合数据库知识库知识库 用户专家 （2）动态交通分配 l动态交通分配（动态交通分配（Dynamic traffic assignment）: 以时时刻刻变化的交通需求为以时时刻刻变化的交通需求为 对象的交通量分配。对象的交通量分配。 l和静态交通分配相比，动态交通分配模型的特点和静态交通分配相比，动态交通分配模型的特点 是：是： l对于动态交通量分配来说，首先有必要从时间、空间上对于动态交通量分配来说，首先有必要从时间

22、、空间上 对非定常交通流做出描述；且时间间隔要取得很短。对非定常交通流做出描述；且时间间隔要取得很短。 l路径或路段上的交通状态量的时间变动将用交通量守恒路径或路段上的交通状态量的时间变动将用交通量守恒 准则或连续方程式这种表现方式的交通流模型来记述。准则或连续方程式这种表现方式的交通流模型来记述。 l动态交通分配将适用于自由流、拥挤流两个方面，可以动态交通分配将适用于自由流、拥挤流两个方面，可以 再现包括交通拥挤在内的广泛的交通现象再现包括交通拥挤在内的广泛的交通现象 目的地选择目的地选择 交通方式选择交通方式选择 出发时间选择出发时间选择 路径选择路径选择 动态交通需求分析模型层次动态交通

23、需求分析模型层次 （3）路径选择和优化 l动态路径诱导就是要为行驶在道路网中 的车辆提供从当前位置到达目的地之间 的最方便和快捷的路径。 l动态路径导航系统（动态路径导航系统（Route Guidance System, RGS）是以各种终端装置为驾 驶员提供车辆行驶路径的诱导信息，辅 助驾驶员为达到目的地而选择路径和沿 既定路径行驶，必要时帮助驾驶员重新 选择路径。 按路径优化的地点按路径优化的地点 自主型路径诱导系统自主型路径诱导系统 按诱导方式按诱导方式 中心型路径诱导系统中心型路径诱导系统 路侧路径诱导系统路侧路径诱导系统 车载路径诱导系统车载路径诱导系统 按路径优化按路径优化 所依据

24、的信息性质所依据的信息性质 静态路径诱导系统静态路径诱导系统 动态路径诱导系统动态路径诱导系统 5.实施先进的出行者信息系统应注意的几个 问题 （1）用户的适应性 （2）交通运输信息数据库的完善 （3）通信媒介的通用性 （4）系统开放性 5.3 出行者信息系统的实例 l5.3.1 日本出行者信息系统 l5.3.2 美国出行者信息系统 l5.3.3 欧洲出行者信息系统 l5.3.4 中国出行者信息系统 http:/:81/szf/index.jsp# 5.3.1 日本出行者信息系统 lVICS: Vehicle Information Communication System 道路交通信息 通信

25、系统 lVICS系统是指将VICS中心编辑处理过的有 关交通阻塞和限制的信息同步传送并在汽 车导航等车载机上以文字、图形加以显示 的系统 lVICS有四个功能：信息的收集、处理、提 供与利用 VICS系统 VICS系统 VICS系统 VICS系统 VICS系统 VICS系统 VICS系统 VICS系统 VICS系统 5.3.2 美国出行者信息系统 5.3.3 欧洲出行者信息系统 1、SOCRATES (System of Cellular Radio for Traffic Efficiency and Safety)安全效率与安 全蜂窝式通信系统 l是一种有效发挥传统的蜂窝无线电话的基础设施

26、 （地面站）的作用，使交通指挥中心与行驶中车 辆进行双向通信的系统，它的下行线路可通过“广 播方式”向行驶在各种地面站的网络内的装有 SOCRATES车载装置的车辆提供道路交通状况的 详细数字信息。上行线路利用多频存取协议经过 基地台向交通指挥中心发送信息。 SOCRATES SOCRATES 2、EURO SCOUT系统 l该系统是以红外线信标为媒体的动态路线引 导系统。车辆和信标间的红外线通信是双向 进行的，汽车就变为一个探头，将旅行时间、 排队等候时间及OD信息等交通信息数据传输 给中央引导计算机。 3、Traffic-master系统 5.3.4 中国出行者信息系统 l北大千方多源交通

27、信息采集与动态导航系统 动态交通信息处理系统（DTIPS） l综合国内外对浮动车处理的先进经验，充分利 用国内出租车行运的特别优势，并融合其他交 通管控设备的相关信息，推出具有自主知识产 权的系统，成功的解决了信息传输、地理匹配、 模型算法、仿真预测、终端发布等技术难关， 并通过对国内几个重点城市的实际应用及优化 改进，推出了适合中国交通现状的智能交通产 品及解决方案，在准确性、稳定性、权威性方 面得到了国内外专家及政府决策机构的一致肯 定。 http:/:81/szf/index.jsp# l可以实现浮动车数据（FCD）、定点数据、 公交车辆动态位置信息、停车位信息等数 据源的接入，并通过专

28、门的处理算法，产 生高质量的道路实时路况数据、公交到站 预测数据及停车场空位数据等，并按照各 种数据格式进行发布，实现了基于动态交 通信息的动态路径规划和路径引导。 系统的服务性能 ： l服务稳定性：服务稳定性：365*24小时在线； l数据处理时限：数据处理时限：从接受到计算周期内最后一条 数据起，处理时间小于1分钟； l数据更新时限：数据更新时限：小于5分钟，并将2分钟的更新 间隔作为下步目标； l时间覆盖率：时间覆盖率：运营时间（7：00-22：00）内大 于99%； l故障感知：故障感知：程序感知故障时间小于5分钟；人工 发现故障时间小于30分钟； l故障恢复时间：故障恢复时间：重大故

29、障小于1天；一般故障小 于3天； http:/:81/szf/index.jsp# 系统简介 l系统在地理信息系统环境下以电子地图形式呈现国道、省道、高速 公路及部分城市主要道路信息，提供高速公路、加油站、服务区、 出入口信息的定位查询和路径分析、出行导航功能； l建立了动态路况发布查询模块，能及时发布以高速公路为主的动态 路况信息，包括事故、交通管制、临时封闭、拥堵等信息，并与高 速公路视频直播系统相挂接，即时显示视频直播图像信息。 l此外，系统还专门增加了语音发布功能，可以将动态路况信息、车 辆通行费和计重收费查询结果、出行导航分析结果除文本显示外， 采用语音的形式播报给公众。 l与此同时

30、还吸取其它省厅公众出行系统的优点，采用Flash动漫画 展示高速公路互通、立交的行车路线，已经在互联网上发布了武汉 西互通立交12个方向的行车示意图，较大的方便了许多汽车司机和 自驾车出行者。 系统主要功能： l1.交通地图：在GIS环境下以电子地图形 式呈现国道、省道、高速公路及部分城市 主要道路信息，具有基本的地图放大、缩 小、漫游等功能，提供高速公路、加油站、 服务区等定位查询和路径选择分析、出行 导航功能；能够根据用户选择的出发县市 和目的县市，计算分析所走的路线和总距 离，并显示沿途经过的交通服务设施信 息； 交通地图 移动 缩放到初始大小后退到前一张图 测距清除选择 测距操作测距操作 图层控制操作图层控制操作 公路信息查询公路信息查询 道路附属信息查询道路附属信息查询 出行导航（包含语音提示）出行导航（包含语音提示） l2.出行参考：以地图的形式提供全省17个 地市的长途客运的站点分布，并附有各个 站点的具体地址、联系电话等信息，提供 长途客运线路和航班时刻查询功能，此外 还有提供交通法规和交通常识信息，为公 众出行提供参考； l3.动态路况：建立了动态路况发布查询模 块，能及时发布以高速公路为主的动态路 况信息，