0100第五章交通信息技术应用案例

1、第五章 交通信息技术应用案例主要内容：1、车辆定位与导航系统2、电子收费系统3、城市交通流诱导系统第一节车车辆定定位与导导航系统统1、车辆辆定位导导航系统统与ITS的关关系（1）ITS研研究的重重要内容容（2）ITS的的28种种服务中中，有11种需需要知道道车辆的的位置，2000年的的统计（3）美美国联邦邦公路局局进行的的研究表表明：非商务用用车全部部出行距距离的约约7%，全部行行驶时间间的12%由于于缺乏良良好的导导航和路路线引导导而浪费费，由此此加剧了了交通事事故和道道路拥堵堵同时，无效的的出行费费用，每每年损失失450亿美元元（4）出出行者：避免拥拥堵、违违章驾驶驶，安全全、便利利、快捷

2、捷到达目目的地出行行服务系系统（5）管管理者：希望交交通流合合理分配配在整个个交通网网络上第一节车车辆定定位与导导航系统统2、车辆辆定位导导航系统统的定义义在路网数数字化地地图的基基础上（GIS），运运用GPS、DR等定定位技术术进行车车辆定位位，确定定最优行行驶路线线，为出出行者提提供静态态或实时时的最优优出行线线路信息息，并在在出行过过程中做做出路线线引导。3、车辆辆定位导导航系统统的分类类自主式导导航系统统：所有有的车辆辆导航功功能都由由车载系系统完成成。中心式导导航系统统：拥有有通信模模块，控控制中心心和移动动用户之之间进行行通信。第一节车车辆定定位与导导航系统统4、车辆辆导航系系统的

3、组组成第一节车车辆定定位与导导航系统统5、车辆定定位导航航系统的的实现方方案车辆导航航系统的的首要功功能：提提供车辆辆的位置置，速度度和航向向不同系统统对车辆辆定位导导航系统统要求不不同：商商业车辆辆管理和和调度：100米；公共共安全：10米；防碰碰撞：1米等目前常用用的车辆辆定位技技术：（1）地面无无线电技技术：设设置标准准点；罗罗兰C；基于移移动通信信的无线线导航GSM，CDMA等（2）卫星定定位技术术：GPS，GLONASS，DGPS，双星定定位（3）航迹推推算技术术：该系系统测量量航向角角的传感感器磁罗罗盘，里里程仪和和陀螺，测量速速度传感感器：加加速度计计，里程程仪等。（4）地图匹匹

4、配MM引入地图图上的信信息，通通过将定定位导航航系统的的信息与与地图的的信息进进行比较较和融合合，提供供整个系系统的定定位精度度。（5）视觉定定位第一节车车辆定定位与导导航系统统6、车辆组组合定位位系统（1）DRMMMM技术消除除DR的累积误误差，属属于自主主导航的的系统世世界上第第一个实实际的自自动车辆辆定位系系统就是是采用该该技术。不足足：初始始位置需需要外界界提供。（2）GPSMMMM可消除部部分GPS的误差，使得整整个系统统精度提提高。GPS易受到遮遮挡失去去信号。（3）GPSDR：研究和和应用较较多的系系统有两种组组合方案案：切换换定位和和滤波。（4）GPSDRMMGPSDRMMGP

5、SDRMM（5）GPSDRMM+视觉（6）其其他：GPSINS等第一节车车辆定定位与导导航系统统7、DR导航(x0,y0)(x1,y1)(x2,y2)(d0)(d1)(d2)(0)(1)(2)第一节车车辆定定位与导导航系统统北京城际际高科城际际通第一节车车辆定定位与导导航系统统第一节车车辆定定位与导导航系统统第二节电电子收收费系统统1、收费制制式均一收费费开放式收收费封闭式收收费系统统混合式收收费系统统第二节电电子收收费系统统2、收费费方式人工收费费：不需要或或基本不不使用电电子和机机械设备备，收费费过程全全部由人人工来完完成，即即人工判判别车型型，人工工套用收收费标准准、人工工收钱、找零、给

6、发票票。半自动收收费：收费过程程由机器器和人共共同完成成收费的的方式，也称计计算机辅辅助收费费方式。根据我我国国情情，采用用人工识识别车型型或者仪仪器识别别，工人人收取通通向费，利用计计算机及及自动控控制技术术自动读读写信息息、计算算收费金金额、打打印数据据、累计计和汇总总。全自动收收费（ETC）：收取通行行费的全全过程都都由机器器来完成成，其最最大的特特点就是是“不停停车收费费”，即即车辆可可以以相相当高的的车速通通过收费费口，无无需在收收费站前前减速并并停车缴缴费，一一切均由由电子设设备来完完成，操操作人员员不需直直接介入入，只需需对设备备进行管管理监督督以及处处理特别别事件。第二节电电子

7、收收费系统统3、ETC系统统定义及及特点电子不停停车收费费(ElectronicToll Collection，简称ETC)系统是国国际上正正在努力力开发并并推广普普及的一一种用于于公路、桥梁和和隧道的的新型电电子自动动收费技技术。它通过车车载电子子标签与与微波天天线之间间的专用用短程通通讯(DedicatedShortRangeCommunication，简称DSRC)，在不需需要司机机停车和和其他收收费人员员采取任任何操作作的情况况下，自自动完成成收费处处理全过过程。三大特点点：不停停车、无无需人、无现金金。第二节电电子收收费系统统4、ETC系统构成成（1）三大关关键技术术：车辆自动动识别

8、技技术(AutomaticVehicleIdentificationSystemsAVI)自动车型型分类技技术(AutomaticVehicleClassificationSystems AVC)违章车辆辆抓拍技技术（VideoEnforcementSystems VES）第二节电电子收收费系统统（2）ETC系系统车道道设备系系统第二节电电子收收费系统统5、技术术结构（1）组成：控制单元元车载单元元通信单元元（DSRC）车型识别别强制子系系统第二节电电子收收费系统统（2）技技术设备备第二节电电子收收费系统统（3）电子标签签按标签结结构，可可分为单单片式电电子标签签与两片片式电子子标签；按工作状

9、状态，可可分为主主动式与与被动式式。单片式电电子标签签它它由一片片存有车车辆属性性（标识识码等）的集成成电路芯芯片和一一个小型型微波发发射机组组成。属属性数据据只能一一次性写写入，不不能更改改。第二节电电子收收费系统统读写主动动式电子子标签是是在只读读式的基基础上，增加了了可读写写的数据据存储器器和小型型微波接接收机，它既可可将标签签内的车车辆标识识码等数数据传送送给DSRC，也可接接收并存存储DSRC发发出的有有关信息息。被动式标标签是将将DSRC发射射出的微微波以某某种方式式进行调调制并反反射出去去，从而而将标签签内的信信息传送送给DSRC。双片式式电子标标签又称聪聪明卡式式电子标标签，它

10、它由一张张IC卡卡和车载载微波收收发机组组成。IC卡中中含有一一微型CPU，具有一一定的计计算、处处理和存存储数据据能力。因此它它比一件件式标签签的功能能要多，它不但但可作为为电子标标签使用用，还可可充当信信用卡和和金融卡卡。作电电子标签签时，要要将它插插入车载载机，由由车载机机完成标标签与DSRC之间的的双向通通信，并并将卡中中信息显显示出来来。第二节电电子收收费系统统ETC的工作流流程第三节城城市交交通诱导导系统交通流诱诱导：通通过提供供道路交交通信息息、路线线引导、辅助驾驾驶等手手段，来来限定、引导、组织交交通运输输流。目的：方方便出行行，缓解解拥堵。交通诱导导技术是是正确引引导道路路使

11、用者者顺利到到达目的的地、实实现交通通流优化化、避免免交通阻阻塞、更更有效的的管理现现代交通通的一种种技术。第三节城城市交交通诱导导系统1、交通通流诱导导系统的的起源交通诱导导系统产产生的背背景：日日益严重重的交通通拥堵。交通流诱诱导系统统的历程程：从静静态系统统到动态态系统。静态诱导导系统：用记录录的交通通状况的的历史数数据作为为诱导依依据。动态诱导导系统：用实时时的交通通流数据据作为诱诱导依据据。第三节城城市交交通诱导导系统2、静态态诱导系系统研究究始于20世纪纪70年年代。特征：使使用静态态的标志志牌指引引道路；使用记记录交通通状况的的历史数数据库或或者地理理信息系系统(数数字地图图)进

12、行行路线引引导。第三节城城市交交通诱导导系统3、动态态诱导静态诱导导系统虽虽然可以以指路，但是，并不能能反映情情况变化化。为此此，开发发了动态态交通诱诱导系统统。也就就是说，根据当当前交通通状况进进行诱导导。作为出行行者，需需要哪些些方面的的交通诱诱导呢？路怎么走走路堵不堵堵车怎么停停要解决的的问题：车在哪里里？车辆定位位目的地在在哪里？电子地图图怎么走更更合理？交通量检检测，路路径计算算停车场有有没有停停车位？车辆检测测诱导后交交通不能能堵塞动态交通通分配第三节城城市交交通诱导导系统要解决交交通的诱诱导问题题就必须须解决动动态和随随机的交交通流量量在路段段和交叉叉路口的的分配问问题，即即所谓

13、的的“实时时动态交交通分配配 （Real TimeDynam1cTraffic Assignment)”。这理论的的主要功功能是：预测交交通运输输系统状状况、提提供道路路引导系系统、引引导车辆辆在最佳佳线路上上行驶、为出行行者提供供出发时时间和选选择方式式、提供供诱导系系统与交交通控制制系统的的相互联联系、为为先进的的交通管管理系统统和交通通信息系系统提供供重要的的理论基基础。可见，动动态交通通诱导，既需要要相关的的硬件系系统、软软件系统统，又需需要相关关的数学学理论。第三节城城市交交通诱导导系统城市交通通诱导系系统结构构框架第三节城城市交交通诱导导系统动态交通通诱导硬硬件系统统主要由由3部分分组成：交通信息息中心。这是动动态诱导导系统的的核心。该系统统中硬件件系统是是由计算算机和各各种通信信设备组组成，主主要功能能是从各各种信息息源获得得实时交交通信息息，并处处理成用用户需要要的数据据形式；通信系统统。负责责完成车车辆和交交通信息息中心的的数据交交换。信信息中心心通过通通信系统统向所有有车辆不不断发送送实时交交通状况况数据，包括路路段行程程时间、交通事事件以及及其他相相关数据据；车载诱导导单元。车载诱诱导设备备主要由由