《智慧运输运营》课件-智能运输系统

智能运输系统（ITS）概述1智能运输系统的概念ITS是智能交通系统(IntelligentTransportationSystem)的简称，是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。21世纪将是公路交通智能化的世纪，人们将要采用的智能交通系统，是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中，车辆靠自己的智能在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，借助于这个系统，管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。2025/3/10李江动力工程20132220072用户交通工具基础设施信号传播安全、方便、环保、高效ITS概念示意图2025/3/10李江动力工程20132220073智能运输系统的产生背景拥挤/事故/环境问题等交通问题日益严重国家和民企的积极参加减轻经济损失机动车和道路的综合对策道路建设的限度培养新的产业提高国际竞争力ITS的研究动力2025/3/10李江动力工程20132220074智能运输系统的发展经纬美国：早在20世纪60年代，美国就开始了这一方面的研究，当时称为电子路径诱导系统；80年代PATHFINDER系统的成功加速了ITS的发展；90年成立了“智能车辆公路系统(IVHS)”;97年发布国家ITS体系框架。智慧城市IBM欧洲：1985年，开始了一项“尤里卡”的研究，交通领域有46项；86年，由奔驰等11家汽车公司开始了“欧洲高效安全欧洲交通计划”（PROMETHEUS），获得巨大成功；此后政府间组织了DRIVEⅠⅡ计划；近年来主要研究工作有T-TAP和TEN-T；1991年成立了“欧洲道路交通远程通信协调组织”(EuropeanRoadTransportTelematics),即ERTICO组织日本：1973年开发了在当时世界上处于领先地位的“汽车综合(交通)控制系统”即CACS；随后主持开发了“车路间信息系统”RACS(Road/AutomobileCommunicationSystem)和“先进车载信息与通信系统”AMTICS(AdvancedMobileTrafficInformation&CommunicationSystem);日本是目前世界上应用智能交通系统最为广泛的地区，如日本的VICS(VehicleInformation&CommunicationSystem)系统相当完毕和成熟。其他：如韩国由交通部牵头制订了全面的ITS框架结构和发展计划，新加坡已经在全国开始推行不停车电子收费，中东的一些国家也开始讨论本国ITS的研究计划。

2025/3/10李江动力工程20132220075欧美、日本ITS应用效益预测指标效益的表现欧洲（2017年）美国（2015年）日本（2020年）减少阻塞出行时间减少25%每车每年减少40h公交延误减少50%出行时间减少41%拥挤时间减少10%能耗与环保空气污染减少25%能源节约6%废气减少6%耗油减少15%CO2减少15%NOx排放减少30%降低运输成本营运成本减少25%营运成本减少5%——新增市场商机——约4300亿美元约50万亿日元（3700亿美元）2025/3/10李江动力工程20132220076智能运输系统在中国的发展20世纪80年代初，国家科技攻关项“津塘疏港公路交通工程研究”首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监视和管理系统。1986年至1995年期间，我国在交通管理系统方面开展了一系列科学研究和工程实施，在城市交通管理、高速公路监控系统、收费系统、安全保障系统等方面取得多项科研成果，并开发生产了多种专用设备，制定了一系列的标准和规范，无疑这些工作是我们今天进行ITS研究和开发的基础。1999年由交通部公路科学研究所牵头，全国数百名专家学者参加的“九五”国家科技攻关重点项目《中国智能交通系统体系框架研究》工作全面展开，2001年课题完成，通过国家科技部验收，2002年出版《中国智能交通系统体系框架》

2025/3/10李江动力工程20132220077智能运输系统在中国的发展目前，智能交通在我国主要应用于三大领域：

（1）公路交通信息化，包括高速公路建设、省级国道公路建设公路交通领域

目前热点的项目主要集中在公路收费，其中又以软件为主。公路收费项目分为两部分，联网收费软件和计重收费系统。此外，联网不停车收费（IETC）是未来高速公路收费的主要方式。

（2）城市道路交通管理服务信息化

兼容和整合是城市道路交通管理服务信息化的主要问题，因此，综合性的信息平台成为这一领域的应用热点。除了城市交通综合信息平台，一些纵向的比较有前景的应用有智能信号控制系统、电子警察、车载导航系统等。（3）城市公交信息化

目前国内的公交系统信息化应用还比较落后，智能公交调度系统在国内基本处于空白阶段，也是方案商可以重点发展的领域。在地域分布上，国内的各大城市特别是南方沿海地区对于智能交通的发展都非常重视中国未来公交2025/3/10李江动力工程20132220078ITS的技术基础由定义我们可知，智能运输系统是一个汇聚了众多高新技术的大系统，并且内部包含了很多子系统，因此它会用到各种各样的技术，主要包括：1）交通信息采集与处理技术

2）通信技术3）网络技术

4）数据库技术及其应用

5）GPS和GIS技术

6）交通仿真和动态分析7）智能交通综合控制平台

只有将这些技术加以灵活和综合应用，才能保证智能运输系统的各个子系统的实现，直至整个系统的实现，从而改变现在的交通运输模式2025/3/10李江动力工程20132220079交通信息采集与处理技术交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过全面的、丰富的、实时的交通信息不但可以把握城市道路交通的发展现状，而且可以对未来发展进行预测，为城市交通规划和交通部门的正确决策提供科学依据。因此，交通信息采集与处理技术是城市交通发展规划和道路交通科学管理的最重要的基础和前提。静态交通信息：路网信息、交通管理设施信息、道路交通量、机动车保有量等动态交通信息：实时道路交通流信息、交通控制状态信息、实时交通环境信息等2025/3/10李江动力工程201322200710交通信息采集与处理技术环形线圈感应式检测技术交通微波检测器技术视频检测技术交通监视系统车辆自动识别法車輛計數_flv2025/3/10李江动力工程201322200711环形线圈检测原理微波检测技术2025/3/10李江动力工程2013222007通信技术光纤通信技术卫星通信技术移动通信技术专用短程通信技术2025/3/10李江动力工程201322200713网络技术智能交通指挥中心全国公安计算机网络2025/3/10李江动力工程201322200714数据库技术交通信息是一个大容量、复杂的数据集合，我们可以通过数据库技术将其整合，从而转化成一套我们可以读懂的信息城市的交通指挥系统是城市智能交通建设的一个重要方面，而数据库处在其基础地位。交通管理系统和先进的交通信息系统是城市交通指挥系统的重要子系统，而所有功能的实现都必须通过信息平台来完成。一般来说先进的交通信息综合服务平台包含了交通运输信息服务的所有内容，利用这一平台，我们几乎可以获得与城市交通运输有关的所有方面的信息2025/3/10李江动力工程201322200715GPS和GIS技术GPS系统：利用多颗人造卫星对地面上的目标进行

测定，并进行定位和导航。它主要由空

间部分、地面部分、用户部分组成。GIS技术：利用计算机技术，将一系列地理信息进

行数字存储，建立起的一套有效地数据

管理系统，用来描述现实世界中地物在

空间上的分布及其属性信息。2025/3/10李江动力工程201322200716GPS与GIS技术2025/3/10李江动力工程201322200717交通仿真与动态分析交通仿真：随着计算机技术的进步，人们采用计算机数字模型来再现交通流时间和空间变化的模拟技术。

交通仿真可以清晰的辅助分析预测交通堵塞的地段和原因，对城市规划、交通工程、和交通管理的有关方案进行比较和评价，在问题成为现实以前，有所准备。特点：经济、安全、易用、真实、可拓展模型：SATURN、CONTRAM、MICSTRAN、MACSTRAN、TRANSYT软件：VISSIM、TransModeler、Paramic2025/3/10李江动力工程201322200718交通仿真与动态分析交通需求具有随时间变化的特征，故交通流具有动态特性，所以说，动态的交通需求分析模型更能够准确的描述各种交通现象。其中一个重要的组成部分是动态交通分配（DTA）DTA模型分类动态系统最优模型(DSO)动态用户最优模型(DUO)路径选择出发时间选择交通方式选择目的地选择动态交通需求分析模型层次图2025/3/10李江动力工程201322200719智能交通综合控制平台智能交通系统综合平台是智能交通管理系统的核心，其重要性不言而喻智能交通系统综合平台的构成包括三个层次的内容：1）数据层2）应用层3）用户层一个完整的综合平台至少应包括以下几个模块：综合信息数据库交通地理信息基础支撑平台接入/二次数据融合平台信息加工/发布基础平台专用通信网络平台……2025/3/10李江动力工程2013222007202025/3/10李江动力工程201322200721信息采集信息利用通信发布信息处理运输系统ITS用户通信通信ITS信息链2025/3/10李江动力工程201322200722智能运输系统服务领域电子收费系统（ETC）先进的交通管理系统（ATMS）先进的公共交通系统（APTS）商用车辆运营系统（CVO）先进的车辆控制系统（AVCS）先进的交通信息服务系统（ATIS）应急管理系统2025/3/10李江动力工程201322200723电子收费系统电子收费系统（ElectronicTollCollectionSystem）即不停车收费系统，它是利用车辆自动识别（AutomaticVehicleIdentification）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。ETC系统是目前世界上最先进的收费系统，是智能交通系统的服务功能之一，是以IC卡作为数据载体，计算机读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息、道路运行信息、征费状态信息。车辆通过道口时无须停车，系统按照既定的收费标准，通过计算，从IC卡中扣除本次道路使用通行费。每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。它特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。

2025/3/10李江动力工程2013222007242025/3/10李江动力工程201322200725先进的交通管理系统，包括现代化交通控制中心、先进的交通监视服务及规范以及完整的道路指示信息先进的交通管理系统道路几何构造信息路面状况信息道路灾害信息路网条件信息提供行驶路线导航信息完整的道路指示信息先进的交通监视服务宏观监视：通过检测线圈、视频检测器、红外检测器等探测装置，间接获取交通流的状态信息。微观监视：通过卫星定位系统、无线通信系统和汽车“黑匣子”，获取每一辆车足够详细的信息。2025/3/10李江动力工程201322200726交通控制中心是交通控制与管理系统的神经中枢，指挥着其管理范围内的所有控制设施的运转。它建立在交通运输信息数据库的基础上，因此它包含交通信息中心所具有的全部服务功能。通常在先进的交通管理系统中，将交通控制中心与交通信息中心作为一个整体来考虑，简称交通控制中心。交通控制中心2025/3/10李江动力工程201322200727先进的城市公共交通系统通过应用智能交通技术提高公交服务水平主要有两种途径，其一是通过道路交通信息引导公交车辆使其运行速度更快；其二是提高公交车辆的满载率先进的公共交通系统（APTS）是当今优化发展公共交通的重要举措之一，它最终将形成以地铁、轻轨为骨干，以公共交通为主体，以自行车、出租车等其他形式为辅助的智能化的综合城市客运系统。APTS的研究集中于使公共交通和合乘车辆更有效和可靠2025/3/10李江动力工程201322200728APTS的功能要求美国ITS国家体系框架（NA）明确提出了对APTS的9点功能要求：运用车载数据采集技术实现对运营车辆的监视；运用有效策略使晚点车辆恢复正常营运；运用当前的操作数据及其他数据来源编制营运管理计划；要求应答系统为乘客提供个人出行服务；提供安全协调监控和紧急救援服务系统的接口；综合历史数据及其他因素规定司售人员的活动；编制运营车辆的维修计划并为修理人员进行工作分配；可实现车内收费或路边收费；为乘客提供车辆运营信息及可达车辆信息2025/3/10李江动力工程201322200729APTS的用户服务构成（1）公共运输辅助管理系统

利用计算机技术对公交车辆及其公共设施的技术状况和服务水平进行实时分析实现公交系统规划、运营及管理功能的自动化（2）公共运输信息系统

为出行者提供实时准确的公共交通中转换乘服务信息，帮助出行者根据需要做出合适的行程计划（3）满足个人需要的非定线或准定线公共运输

非定线公共运输是指公营或私营的小型合乘车可根据用户需要接送乘客。这项服务便捷，在人口密度较小路段及其相邻地区可扩大公交服务覆盖面（4）公共运输安全系统

该项服务为车辆或站点提供行驶或工作环境安全检测，进行及时预警并在必要时自动控制直至危险解除，提高司乘人员安全系数2025/3/10李江动力工程201322200730商用车辆运营系统（CommercialVehicleOperationCVO）。该系统是专为运输企业提高盈利而开发的智能型运营管理技术,目的在于提高商业车辆的运营效率和安全性。它以卫星、路边信号标杆、电子地图的控制中心和车辆通过数据通信为依托，利用车辆自动定位、车辆自动识别、车辆自动分类和动态称重等设备，辅助企业的车辆调度中心对运营车辆进行调度管理，及时掌握车辆的位置、货物负荷情况、移动路径等车辆的有关信息，提高车辆的使用效率，降低企业的运营成本。商用车辆运营系统2025/3/10李江动力工程201322200731先进的车辆控制系统随着内燃机的诞生，汽车工业不断地发展，如今，汽车技术性能有了很大的提高，而汽车运输也成为五大运输方式的主要方式。但与之而来的是大量的负面效应，如交通事故率上升、环境污染、能源消耗等等，这一现象迫使着人们去研究先进的车辆系统，从而提高扯得性能。

先进的车辆系统（AdvancedVehicleSystems）是借助车载设备及路侧、路表的检测设备来检测周围行驶环境的变化情况，自动驾驶控制以达到行车安全和增加道路通行能力的目的。

先进的车辆系统强调的是行驶安全性，它可以分为三个层面：安全辅助系统、先进车辆控制系统和自动驾驶系统。奔驰研究无人驾驶汽车.mp4

2025/3/10李江动力工程201322200732先进的车辆控制系统先进的车辆控制系统（AdvancedVehicleControlSystems）的核心内容是智能汽车的研究与应用，这种汽车具有道路障碍自动识别、自动报警、自动转向、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制功能。发展先进的车辆控制系统的目的·增加公路的通行能力，减少道路阻塞，缩短行车时间·降低事故率，提高行车安全·降低行车成本，提高行车效率·降低废气排放量,减轻环境污染2025/3/10李江动力工程201322200733AVCS的功能子系统1、安全预警系统利用AR技术的智能汽车防撞系统flv2、防撞系统（纵向、横向、交叉口）3、车道保持系统（防止车辆偏移）车道偏离警示系统.flv4、巡视控制系统5、视野扩展系统奥迪侧向辅助系统问世.flv6、紧急报警系统紧急制动辅助系统.flv7、车辆行驶自动导航系统8、环保系统ESP车身稳定系统.flv2025/3/10李江动力工程201322200734先进的交通信息服务系统先进的交通信息服务系统（出行者信息系统ATIS）。该系统的目标是为出行者提供准确实时的地铁、轻轨和公共汽车等公共交通的服务信息。系统的核心是通过电子出行指南来收集各种公共交通设施的静态和动态服务信息，并向出行者提供当前的公共交通和道路状况等，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和出行路线。WirelessCarChina-TelematicsMadeEasy!.mp4

2025/3/10李江动力工程201322200735ATIS的分类及构成按所提供的信息来分路径诱导系统交通流诱导系统停车场信息诱导系统个性化信息服务系统按提供信息的时机来分出行前信息系统在途驾驶员信息系