智能运输系统讲义(课程简介)

1、“智能运输系统智能运输系统”（亦称（亦称“智能交通系统智能交通系统”，英文缩写为，英文缩写为ITS）是）是20世纪世纪80年代中期迅速发展起来的一门新学科，它研年代中期迅速发展起来的一门新学科，它研究究21世纪的新型交通运输模式，是当前交通运输大学科的一世纪的新型交通运输模式，是当前交通运输大学科的一个前沿领域，是新世纪交通运输专业的基础性课程。个前沿领域，是新世纪交通运输专业的基础性课程。 本本智能运输系统智能运输系统课程的适用对象是交通运输、交通工课程的适用对象是交通运输、交通工程专业本科生，为交通工程专业技术基础必修课和交通运输程专业本科生，为交通工程专业技术基础必修课和交通运输专业技术

2、基础选修课，属学科前沿动态教育。也可作为系统专业技术基础选修课，属学科前沿动态教育。也可作为系统工程、信息工程专业学生的拓宽知识面的应用基础课程。亦工程、信息工程专业学生的拓宽知识面的应用基础课程。亦可用于与智能运输系统有关的政府决策者、企业投资者、工可用于与智能运输系统有关的政府决策者、企业投资者、工程技术人员和热心用户的培训目的。程技术人员和热心用户的培训目的。学生通过学习该课程，了解智能运输系统的基本概念、学生通过学习该课程，了解智能运输系统的基本概念、发展历程、主要支撑技术和主要研究开发领域的问题、方法发展历程、主要支撑技术和主要研究开发领域的问题、方法和成果，为将来投入该领域的研究和

3、开发奠定一定的基础。和成果，为将来投入该领域的研究和开发奠定一定的基础。课程简介1.1 ITS的发展背景的发展背景1.2 ITS的基本概念的基本概念1.3 ITS的主要内容的主要内容 1.3.1 日本的九大领域日本的九大领域 1.3.2 美国的七大系统美国的七大系统1.4 ITS的发展历程和现状的发展历程和现状 1.4.1 美国美国ITS的发展历程和现状的发展历程和现状 1.4.2 欧洲欧洲ITS的发展历程和现状的发展历程和现状 1.4.3 日本日本ITS的发展历程和现状的发展历程和现状 1.4.4 其他国家其他国家ITS的发展现状的发展现状 1.4.5 中国中国ITS的发展现状的发展现状1.

4、5 ITS的推进体制的推进体制 1.5.1 美国美国ITS的推进体制的推进体制 1.5.2 欧洲欧洲ITS的推进体制的推进体制 1.5.3 日本日本ITS的推进体制的推进体制1.6 ITS的效益评估的效益评估教学内容教学内容ITS综述综述ITS的主要技术的主要技术2.1 计算机网络计算机网络2.1.1 计算机网络的概念计算机网络的概念 2.1.2 计算机网络发展历史及前景计算机网络发展历史及前景 2.1.3 计算机网络的构成及分类计算机网络的构成及分类 2.1.4 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构2.2 通信技术通信技术 2.2.1 通信系统的构成通信系统的构成 2.2.2 现代通信的

5、主要业务现代通信的主要业务 2.2.3 数据通信数据通信 2.2.4 电信通信电信通信 2.2.5 有线信道与无线信道有线信道与无线信道 2.2.6 固定通信固定通信2.2.7 移动通信移动通信2.2.8 公用数据通信网公用数据通信网2.2.9 公共移动通信网公共移动通信网2.2.10 广播广播2.2.11 短距离信标短距离信标2.3 传感技术传感技术 2.3.1 传感器的含义传感器的含义 2.3.2 传感器的组成传感器的组成 2.3.3 传感器分类传感器分类 2.3.4 ITS中常用的传感器中常用的传感器2.4 显示技术显示技术 2.4.1 显示技术概述显示技术概述 2.4.2 显示产品的主

6、要种类显示产品的主要种类 2.4.3 触摸屏触摸屏 2.4.4 车内可视显示设计车内可视显示设计 2.4.5 背投大屏幕设计背投大屏幕设计2.5 人工智能人工智能 2.5.1 什么是人工智能什么是人工智能 2.5.2 人工智能的基本技术人工智能的基本技术 2.5.3 图搜索技术图搜索技术 2.5.4 知识的主要表示方法知识的主要表示方法 2.5.5 人工神经网络人工神经网络 2.5.6 专家系统专家系统 2.5.7 计算机视觉计算机视觉 2.5.8 人工智能在交通领域中的应用人工智能在交通领域中的应用2.6 自动车辆定位自动车辆定位 2.6.1 定位技术概述定位技术概述 2.6.2 全球定位系

7、统全球定位系统 2.6.3 推算定位推算定位 2.6.4 地图匹配算法地图匹配算法 2.6.5 自动车辆定位在自动车辆定位在ITS中的应用中的应用2.7 自动车辆识别自动车辆识别 2.7.1 自动车辆识别技术自动车辆识别技术 2.7.2 条形码技术条形码技术 2.7.3 动态称重技术动态称重技术2.8 地理信息系统地理信息系统 2.8.1 地理信息系统的定义地理信息系统的定义 2.8.2 地理信息系统的构成地理信息系统的构成 2.8.3 空间数据库的建立空间数据库的建立 2.8.4 地理信息系统应用软件的开发地理信息系统应用软件的开发 2.8.5 地理信息系统在地理信息系统在ITS中的应用中的

8、应用2.9 智能卡技术智能卡技术 2.9.1 智能卡的含义智能卡的含义 2.9.2 智能卡的分类智能卡的分类 2.9.3 智能卡的特点智能卡的特点 2.9.4 智能卡的设计与制造智能卡的设计与制造 2.9.5 智能卡应用系统的组成智能卡应用系统的组成 2.9.6 ITS中的智能卡的应用中的智能卡的应用2.10 电子数据交换电子数据交换 2.10.1 电子数据交换的含义电子数据交换的含义 2.10.2 电子数据交换系统的组成电子数据交换系统的组成 2.10.3 电子数据交换的作业方式电子数据交换的作业方式 2.10.4 EDIFACTITS体系结构和标准化体系结构和标准化3.1 ITS体系结构体

9、系结构 3.1.1 什么是系统体系结构什么是系统体系结构 3.1.2 ITS体系结构开发的内容体系结构开发的内容 3.1.3 ITS体系结构开发的方法与步骤体系结构开发的方法与步骤 3.1.4 ITS体系结构开发的要点体系结构开发的要点 3.1.5 ITS国家体系结构开发案例国家体系结构开发案例3.2 ITS标准化标准化 3.2.1 ITS标准化的意义标准化的意义 3.2.2 ITS标准化发展的渠道标准化发展的渠道 3.2.3 国际主要国际主要ITS标准化组织标准化组织 3.2.4 国际国际ITS标准化的进展标准化的进展 3.2.5 ITS标准化案例标准化案例ITS的主要开发领域的主要开发领域

10、4.1 先进的交通管理系统（先进的交通管理系统（ATMS） 4.1.1 先进的交通管理系统概述先进的交通管理系统概述 4.1.2 先进的交通管理系统的结构和特点先进的交通管理系统的结构和特点 4.1.3 电子收费系统（电子收费系统（ETC） 4.1.4 高速公路入口匝道控制高速公路入口匝道控制 4.1.5 事故管理系统（事故管理系统（IMS） 4.1.6 运输需求管理（运输需求管理（TDM） 4.1.7 先进的交通管理系统案例先进的交通管理系统案例4.2 先进的旅行者信息系统（先进的旅行者信息系统（ATIS） 4.2.1 先进的旅行者信息系统概述先进的旅行者信息系统概述 4.2.2 旅行者信息

11、系统的技术进步旅行者信息系统的技术进步 4.2.3 车载路径诱导系统车载路径诱导系统 4.2.4 最短路径算法最短路径算法 4.2.5 路径引导路径引导 4.2.6 停车诱导系统停车诱导系统 4.2.7 先进的旅行者信息系统案例先进的旅行者信息系统案例4.3 先进的公共运输系统（先进的公共运输系统（APTS）4.3.1先进的公共运输系统概述4.3.2先进的公共运输系统的结构和特点4.3.3自动公交车辆定位（AVL）4.3.4公交车载设备4.3.5电子站牌4.3.6“门到门”公共交通4.3.7先进的公共运输系统案例4.4 商用车辆运营（商用车辆运营（CVO）系统）系统4.4.1商用车辆运营系统概

12、述4.4.2重车自动识别4.4.3商用车辆运营系统案例4.5 先进的车辆控制系统（先进的车辆控制系统（AVCS）4.5.1先进的车辆控制系统概述4.5.2先进的车辆控制系统的基本功能4.5.3先进车辆控制系统的基本结构及工作原理4.5.4先进的车辆控制系统案例4.6 自动公路系统自动公路系统(AHS)4.6.1 自动公路系统概述自动公路系统概述 4.6.2 自动公路系统的基本结构自动公路系统的基本结构 4.6.3 自动公路系统的实施过程自动公路系统的实施过程 4.6.4 自动公路系统案例自动公路系统案例4.7 先进的乡村运输系统（先进的乡村运输系统（ARTS） 4.7.1 先进的乡村运输系统概

13、述先进的乡村运输系统概述 4.7.2 先进的乡村运输系统的功能和技术先进的乡村运输系统的功能和技术 4.7.3 先进的乡村运输系统案例先进的乡村运输系统案例综合运用智能化综合运用智能化5.1 都市集成交通管理都市集成交通管理 5.1.1 都市集成交通管理概述都市集成交通管理概述 5.1.2 都市集成交通管理框架都市集成交通管理框架 5.1.3 都市集成交通管理案例都市集成交通管理案例5.2 铁路、航空、水运铁路、航空、水运ITS 5.2.1 铁路铁路ITS 5.2.2 航空航空ITS 5.2.3 水运水运ITS 5.3 Intermodality（多式联运）（多式联运） 5.3.1 Inter

14、modality的发展概述的发展概述 5.3.2 Intermodality的特点的特点 5.3.3 Intermodality运输的服务运输的服务 5.3.4 Intermodality案例案例学习指导学习指导要求了解要求了解ITS领域的发展现状和问题、领域的发展现状和问题、ITS中广泛使用中广泛使用的技术和方法学、重要系统的框架结构和基本原理。要的技术和方法学、重要系统的框架结构和基本原理。要求多查阅最新中、外文参考资料，翻译、分析、综述、求多查阅最新中、外文参考资料，翻译、分析、综述、结合实际讨论基本理论和应用，结合实际讨论基本理论和应用， 培养自己发现问题、分培养自己发现问题、分析问题

15、和解决问题的能力。课程最后考核方式包括基本析问题和解决问题的能力。课程最后考核方式包括基本知识选答、英文资料翻译和撰写小论文。知识选答、英文资料翻译和撰写小论文。本课件适于本课件适于48学时或学时或20学时的课程教学。前者包括所有学时的课程教学。前者包括所有内容，后者包括内容，后者包括1、3、4部分，第部分，第2部分在各部分学习中部分在各部分学习中起参考作用。各部分关系和建议学时数如下起参考作用。各部分关系和建议学时数如下:其中，其中，ITS技术部分可如下分配学时：技术部分可如下分配学时：计算机网络计算机网络1学时学时通信技术通信技术5学时学时传感技术传感技术2学时学时显示技术显示技术2学时学

16、时人工智能人工智能5学时学时自动定位技术自动定位技术2学时学时车辆自动识别车辆自动识别1学时学时地理信息系统地理信息系统2学时学时智能智能卡技术卡技术1学时学时电子数据交换电子数据交换1学时学时七大系统部分可如下分配学时：七大系统部分可如下分配学时：ATMS4学时学时ATIS4学时学时APTS2学时学时CVO1学时学时AVCS1学时学时AHS1学时学时ARTS1学时学时重点重点ITS的概念，的概念，ITS的体系结构概念和标准化的重要性的体系结构概念和标准化的重要性，ATMS、ATIS和和APTS、铁路、铁路ITS等系统的内容和现状等系统的内容和现状，多式联运的新进展。，多式联运的新进展。难点难

17、点对于交通运输、系统工程类学生，为各类系统的控对于交通运输、系统工程类学生，为各类系统的控制与信息技术、人工智能的应用；对于信息工程类学生制与信息技术、人工智能的应用；对于信息工程类学生，为运输组织、交通流基本理论。，为运输组织、交通流基本理论。1杨冰等，杨冰等，智能运输系统智能运输系统，中国铁道出版社，中国铁道出版社，2000。2赵亦林著、谭国真译，赵亦林著、谭国真译，车辆定位与导航系统车辆定位与导航系统，电子工业出版社，电子工业出版社，19993黄卫、陈里德，黄卫、陈里德，智能运输系统（智能运输系统（ITS）概论）概论，人民交通出版社，人民交通出版社，19994廉师友，廉师友，人工智能技术

18、导论人工智能技术导论，西安电子科技大学出版社，西安电子科技大学出版社，20005陆伟民，陆伟民，人工智能技术及应用人工智能技术及应用，同济大学出版社，同济大学出版社，19986王承恕，王承恕，通信网基础通信网基础，人民邮电出版社，人民邮电出版社，19997金篆芷、王明时，金篆芷、王明时，现代传感技术现代传感技术，电子工业出版社，电子工业出版社，19958Richard Whelan. . Smart Highways, Smart Cars. . Norwood MA：ARTECH HOUSE. . 19959ASAHI ORIGINALSCIaS编编，ITS21世纪的车辆和道路，东京：朝日新

19、闻社，世纪的车辆和道路，东京：朝日新闻社，199810（社）交通工学研究会（社）交通工学研究会. . ITS交通交通. . 东京：丸东京：丸善株式会社，善株式会社，1997 1997 ITSWorldTrafficTechnologyInternationalITS通讯通讯中国公路学报中国公路学报公路交通科技公路交通科技国外公路国外公路 高等数学高等数学普通物理普通物理管理信息系统管理信息系统交通工程交通工程

20、www.itskorea.or.krAADVANCE（AdvanceDriverandVehicleAdvisoryNavigationConcept）先进的驾驶员咨询与车辆导航概念ADEPT（AutomaticDebitingandElectronicPaymentforTransport）运输自动借账和电子支付AHS(AutomatedHighwaySystems)自动公路系统AI（ArtificialIntelligence）人工智能ALI（AutofahrerLeitundInformationSystem）驾驶员引导和信息系统AMIS（Ad

21、vanceMobileInformationSystem）先进的交通信息系统AMTICS（AdvancedMobileTrafficInformationandCommunicationSystem）先进的汽车交通信息和通信系统APTS（AdvancedPublicTransportationSystems） 先进的公共运输系统ARTIC（AdvancedRuralTransportationInformationandCoordination）先进的乡村运输信息与协调ARTS（AdvancedRuralTransportationSystems）先进的乡村运输系统ARTS（AdvancedR

22、oadTransportationSystem）先进的道路交通系统ASV（AdvancedSafetyVehicle）先进的安全车辆ATIS（AdvancedTravelerInformationSystems）先进的旅行者信息系统ATMS（AdvancedTrafficManagementSystems）先进的交通管理系统）先进的交通管理系统ATT（AdvancedTransportTelematics）先进的交通通信技术）先进的交通通信技术AVCS（AdvancedVehicleControlSystems）先进的车辆控制系统）先进的车辆控制系统AVCSS（AdvancedVehicleC

23、ontrolandSafetySystems）先进的车辆控制和安全系统）先进的车辆控制和安全系统AVI（AutomaticVehicleIdentification）自动车辆识别）自动车辆识别AVL（AutomaticVehicleLocation）自动车辆定位）自动车辆定位C CACS（Comprehensive Automobile traffic Control System）汽车交通综合控制系统）汽车交通综合控制系统CCD（Charge-Coupled Device）电荷耦合器件）电荷耦合器件CCTV（Closed Circuit Television）闭路电视）闭路电视CDRG（Ce

24、ntrally-Determined Route Guidance）中心决定的路径诱导）中心决定的路径诱导CRT（Cathode Ray Tube）阴极射线管）阴极射线管CTSCS（Centralized Traffic Signal Control System）中心交通信号控制系统）中心交通信号控制系统CVISN（Commercial Vehicle information Systems and Networks）商用车辆信息系统与网络）商用车辆信息系统与网络CVO（Commercial Vehicle Operation）商用车辆运营）商用车辆运营D DDN（Digital Data

25、Network）数字数据网）数字数据网DRGS（Dynamic Route Guidance Systems）动态路径诱导系统）动态路径诱导系统DRIVE（Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe）欧洲道路交通安全设施）欧洲道路交通安全设施DRM（Digital Road Map）数字道路地图）数字道路地图DRTS（Demand Responsive Public Transportation Services）响应需求的公共运输服务）响应需求的公共运输服务DSRC（Dedicated Shot Range Commu

26、nication）专用短程通信）专用短程通信E EC（European Commission）欧共体，欧洲委员会）欧共体，欧洲委员会ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元）电子控制单元EDI（Electronic Data Interchange）电子数据交换）电子数据交换EPMS（Environment Protection Management Systems）环境保护管理系统）环境保护管理系统ERGS（Electronic Route Guidance System）电子路径诱导系统）电子路径诱导系统ERTICO（European Road Transpor

27、t Telematics Implementation Organization）欧洲道路交通通信技术实用化促）欧洲道路交通通信技术实用化促进组织进组织ETC（Electronic Toll Collection）电子收费）电子收费ETTM（Electronic Toll and Traffic Management）电子收费和交通管理）电子收费和交通管理EUREKA（European Research Coordination Agency）“尤里卡尤里卡”F FMS（Freeway Management Systems）高速公路管理系统）高速公路管理系统FHWA（Federal Highw

28、ay Administration）联邦公路管理局）联邦公路管理局G GIS（Geographical Information System）地理信息系统）地理信息系统GPS（Global Positioning System）全球定位系统）全球定位系统GSM（Global System for Mobile Communications）全球移动通信系统）全球移动通信系统H HELP（Heavy Vehicle Electronic License Plate）重车电子许可牌照）重车电子许可牌照HMI（Human-Machime Interface）人机接口）人机接口HOV（High Occ

29、upancy Vehicle）高乘载率车辆）高乘载率车辆HUD（Head Up Display）平面显示器）平面显示器I IC（Integrated Circuit）集成电路）集成电路 IEC（International Electrotechnical Commission）国际电气标准化委员会）国际电气标准化委员会IMS（Incident Management Systems）事故管理系统）事故管理系统ISDN（Integrated Services Digital Network）综合业务数字网）综合业务数字网ISO（International Organization for Stan

30、dardization）国际标准化组织）国际标准化组织ISTEA（Intermodal Surface Transportation Efficiency Act）陆上综合运输效率化法）陆上综合运输效率化法IRVD（infrared vehicle detector）红外车辆检测器）红外车辆检测器ITCS（Integrated Traffic Control Systems）综合交通管制系统）综合交通管制系统ITI（Intelligent Transportation Infrastructure）智能交通运输基础设施）智能交通运输基础设施ITS（Intelligent Transport S

31、ystems）智能运输系统）智能运输系统ITS America（Intelligent Transportation Society of America）美国智能运输协会）美国智能运输协会ITTCC（International Telephone and Telegraph Consultative Committee）国际电话与电报顾问委员会）国际电话与电报顾问委员会ITU（International Telecommunication Union）国际电气通信联合会）国际电气通信联合会ITU-R（International Telecommunication Union-Radio Co

32、mmunication Sector）国际电气通信联合会无线通信分）国际电气通信联合会无线通信分委会委会IVHS（Intelligent Vehicle-Highway System）智能车辆）智能车辆道路系统道路系统J JDRMA（Japan Digital Road Map Association）日本数字道路地图协会）日本数字道路地图协会JPO（Joint Program Office）美国运输部）美国运输部ITS联合办公室联合办公室K KAREN（Keystone Architecture Required for European Networks）欧洲运输网络体系结构）欧洲运输网络

33、体系结构KoCoRo（Kochi Communication Road）高知通信道路）高知通信道路L LCD（Liquid Crystal Display）液晶显示）液晶显示LCX（Leakage Coaxial Cable）漏泄同轴电缆）漏泄同轴电缆LDRG（Locally-Determined Route Guidance）局部决定的路径诱导）局部决定的路径诱导LED（Light Emitting Diode）发光二极管）发光二极管M MACS（Mainline Automated Clearance System）主线自动放行系统）主线自动放行系统MAGIC（Metropolitan A

34、rea Guidance Information and Control）都市圈诱导信息与控制）都市圈诱导信息与控制 MDT（Mobile Data Terminal）移动数据终端）移动数据终端MOCS（Mobile Operation Control Systems）车辆行驶管理系统）车辆行驶管理系统MEPC（Metropolitan Expressway Public Corporation）都市高速公路公团）都市高速公路公团 N NA（National Architecture）（美国）国家（智能运输系统）体系结构）（美国）国家（智能运输系统）体系结构 NAHSC（National Au

35、tomated Highway System Consortium）（美国）国家自动公路系统协会）（美国）国家自动公路系统协会 P PDP（Plasma Display Panel）等离子体显示屏）等离子体显示屏 PROMETHEUS（Program for Europe Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety）欧洲高效率和安）欧洲高效率和安全交通计划全交通计划 PROMOTE（Program for Mobility in Transportation in Europe）欧洲运输机动性计划）欧洲运输机动性计划 PST

36、N（Public Switch Telephone Network）公众交换电话网）公众交换电话网PTPS（Public Transportation Priority Systems）公共运输优先系统）公共运输优先系统 R RACS（Road Automobile Communication System）路、车间通信系统）路、车间通信系统 RDS-TMC（Radio Data System-Traffic Message Channel）无线电数据系统）无线电数据系统交通消息频道交通消息频道RF（Radio Frequency）射频）射频RM/OSI（Reference Model/Open System Interconnection）开放系统互连参考模型）开放系统互连参考模型ROMANSE（Road Management System for Europe）欧洲道路管理系统）欧洲道路管理系统RTT（Road Transport Telematics）道路交通运输信息通讯技术）道路交通运输信息通讯技术 S SATIN（System Architecture And Traffic Control Integration）系