智慧交通导论第一章 概述

《智慧交通导论》第一章

概述LOGO.智慧公路智慧铁路智慧水路智慧航空1234CONTENT人类交通史交通行业智慧交通概述智慧交通构成及技术体系PART01人类交通史01一、人类交通发展过程人类发展史也是一部交通发展史。人类的活动伴随着对交通的刚性需求，由此带来了交通运输工具的持续发明与改良，交通设施的配套建设与运维等交通组织、管理、创新、应用实际需要。该发展过程是面向未来的持续过程，专业程度将越来越高，智慧交通是最新发展趋势之一。这是我们通过本书，从宽广的视野了解智慧交通内容及发展趋势的学习目的。总特点01二、主要发展特征公路、铁路、水路、城市道路、桥梁、码头等的持续建设和运维交通基础设施用最快的速度，最短的时间到达指定目的地追求时间体验追求旅途运输工具的舒适性服务，满足人们出行个性需求追求舒适体验交通工具的持续发明和完善运输工具极力追求运输工具、运输机场设施等对交通出行的高安全性要求追求安全体验01一、客货分运明显PART02交通行业02二、交通行业分类国内按照交通工具的不同及细分领域管理的相对独立性，交通运输行业可以分公路、铁路、水路、民航、邮政、管道、城市交通七大领域。交通运输部官网介绍相关内容交通行业七大领域公路城市交通铁路管道民航邮政水路02二、交通行业分类公路（Highway）是指经交通运输主管部门验收认定的城间、城乡间、乡间能行驶汽车的公共道路，包括已经建成的由交通运输主管部门认定的公路；还应包括按照国家公路工程技术标准进行设计，并经国家有关行政管理部门批准立项由交通运输主管部门组织正在建设中的公路。公路包括公路的路基、路面、桥梁、涵洞、隧道。按其在公路路网中的地位分为国道、省道、县道和乡道，并按技术等级分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。中华人民共和国交通运输部，《中华人民共和国公路管理条例》，200902二、交通行业分类铁路（Railway）也称铁道，指供火车行驶的交通线路。由路基、道床、轨枕和钢轨构成，包括沿线的桥梁、隧道和各种辅助设施。国内的铁路分国家铁路、地方铁路、专用铁路和铁路专用线。国家铁路是指由国务院铁路主管部门管理的铁路。地方铁路是指由地方人民政府管理的铁路。专用铁路是指由企业或者其他单位管理，专为本企业或者本单位内部提供运输服务的铁路。该铁路定义属于狭义范围的定义，如高铁、普通铁路、城市地铁、轻轨系统，但是随着新技术出现，广义的铁路还包括磁悬浮、单轨等。中华人民共和国，《中华人民共和国铁路法》，201502二、交通行业分类水路（Waterway）指可以供水上交通工具航行的线路。其主要交通工具为船舶、排筏和其他浮运工具。水路包括了内陆河道、湖泊线路，沿海线路，远洋线路。水路设施包括了港口、航道、防波堤（防砂堤）、护岸（海堤）、船闸（通航建筑物）、船坞、航标等。《资治通鉴》02二、交通行业分类

民航为民用航空（CivilAviation）的简称，指使用各类航空器从事除了国防、警察和海关等国家航空活动以外的所有的航空活动。民用机场，是指专供民用航空器起飞、降落、滑行、停放以及进行其他活动使用的划定区域，包括附属的建筑物、装置和设施（不包括临时机场）。低空经济一般指活动在4000米及以下的个性化服务航空活动形态，如直升飞机、无人机、电动垂直起降飞行器（electricVerticalTake-offandLanding，eVTOL）、热气球、滑翔翼等。中华人民共和国，《中华人民共和国民用航空法》02二、交通行业分类邮政（Postal）是由国家管理或经营寄递各类邮件的事业，服务对象包括了政府、企业、个人。最早起的邮政雏形起源于三千年前的中国，为中国古代设置的驿站，利用专用马、船等传递官方文书和军情。进入21世纪后，国内邮政业务主要集中于邮政快递及物流、邮政金融、寄递包裹、寄递信件、邮政汇兑、邮政电子商务、发行邮票及期刊等。中华人民共和国国家邮政局官网02二、交通行业分类管道是管道运输（PipelineTransport）的简称，指用管道作为运输工具的一种长距离输送液体、气体等流体货物为主的运输方式，也兼顾部分固体物资的运输，如煤炭、化学品、粮食等。最近十多年美国、中国、瑞士等已经在研究用真空管道运输超高速车辆的可能，其理论时速可以达到每小时1000公里到4000公路。中国邮政速递物流官网简介]02二、交通行业分类城市交通（UrbanTransport）是指由城市道路（Load）、铁路、水路、空路、管路等交通方式综合构成的解决公众出行及货物运输的城市交通服务体系。城市交通在管理上有物理边界，一般以城市边界为服务范围；其次，其服务交通工具与大交通（跨国省交通）相比在载客载货量、外观特征、使用范围有明显区别，如共享单车、公交车、地铁、网约车、出租车、快递配送车、各种城市管道等，主体以一个城市为单位进行管理和运营，以服务本地公众为主，由此城市交通也被称为“小交通”。中国邮政速递物流官网简介]02二、交通管理体系我国政府交通管理体系主体分部、省、市（地区）、县四个层级。交通运输部天津市交通运输委员会浙江省交通厅……静海区交通部门宁波市交通部门北仑区交通部门河东区交通部门杭州市交通部门象山县交通部门站、班组………县市省……部02二、交通主要特征交通运输行业在发展、服务、活动过程，具有明显的7大特征：1.国家基础性产业2.建设和管理并重3.客运货运并重4.运输工具导向5.安全及应急要求6.经济行为7.信息传递及服务特征PART03智慧交通概述03三、智慧交通概念早期的智慧交通概念起源于20世纪90年代美国的智能交通系统（IntelligentTrafficSystem或

IntelligentTransportationSystemm，ITS），并在1990年被美国智能交通学会正式提出。该ITS技术源于借助计算机技术、通信技术对公路进行智能化改造。美国交通工程师协会（InstituteofTransportationEngineer，ITE）对ITS的定义为：它是把先进的检测、通信和计算机技术综合应用于汽车和道路而形成的道路交通系统。现在智慧交通发展内涵而言ITS概念严重过时，不符合实际发展需要03三、智慧交通概念广义智慧交通定义：利用互联网、物联网（InternetofThings，IoT）、卫星定位、自动化、大数据、云计算、人工智能等现代技术与交通运输行业知识进行交叉融合，更加舒适、安全、高效、经济、环保地服务于客运、货运的综合运输系统。该定义面向公路、铁路、水路、民航、邮政、管道、城市交通等所有交通领域。03三、智慧交通发展过程5.人工智能化阶段（2020-）以深度学习、大模型为代表的AI技术的突破，及其在公路视频、车路协同、无人驾驶的成功应用4.大数据化阶段（2010-2020）分布式大数据技术、云技术的发明及在交通领域的成功应用，主要体现为TOCC、交通大脑等场景的落地使用3.互联网化阶段（2000-2010）网上售票系统、App导航系统、运输工具轨迹跟踪、港口等作业系统的大规模应用2.系统化阶段（1990-2000）20世纪90年代初到90年代末，ITS概念正式提出，美国、欧洲、日本、中国陆续推广公路ITS应用，并采用PC机、局域网、城域网技术1.萌芽阶段（1960-1990）20世纪60年代美国利用大型计算机、专用通信网络、GPS卫星定位在公路行业尝试解决公路收费等问题，并取得成功03三、当下智慧交通主要特征03040201人们出行或货物运输，首先需要解决信息获取问题，而且要求快速、便捷、低成本，能有效到达。目前国内的航旅纵横、铁路12306、高德地图、携程旅行网等都逐步具有了以场景为导向的智能化服务功能。2、场景智能化把知识、技术、场景进行综合集成化是智慧交通问题解决的一个主要思路。在技术上交通智能化离不开计算机、通信、数据、互联网、人工智能等技术的集成应用，如高铁、飞机、船舶、汽车都离不开计算机的控制和计算、离不开卫星定位、离不开无线网络的通信服务、离不开数据的监管和分析、离不开图像识别及智能驾驶技术的辅助。在知识上智慧交通会涉及交通科学、计算机科学、经济学、气象、地理环境、自动化、数学、心理学、法律、旅游、文化等内容。在场景上会涉及人们出行、货物运输、运输工具、交通基础设施等方面的智能化服务和管理。3、综合因素集成化智慧交通发展过程始终是离不开计算机及通信技术的支持。当下及未来数据是智能交通的核心基础内容1、数据基础化无线射频技术、网络支付技术、图像识别等技术的运用出现，替代了高速人工收费服务；无人驾驶车辆技术的成熟，对出租车、网约车司机具有明显的替代作用；无人自动化码头的出现，替代了码头人

工作业；12306售票系统、地铁自动售票及通闸系统、公交车自动售票系统等的出现，取代了人工售票、检票工作；无人机配送具有替代城市人工配送的能力。总之先进技术的发明和在交通领域的融合应用，是一个不断提高劳动效率、替代人工工作的过程。4、先进技术替代化PART04智慧交通构成及技术体系04四、智慧交通构成要素(13要素)数据服务场景（公、铁、水、航、邮、管、城）物

金融管理标准法律政策环境基础设施运输工具场景要素保障要素链接要素技术人04四、综合技术体系功能层支撑层用户层

数据层基础设施数据、运输工具数据、货物数据、旅客数据、运输活动数据、环境数据、金融数据……操作系统数据库Web中间件数据交换中间件地图组件大数据中间件人工智能中间件……网络服务器安全设备机房环境设备……交通智能软件、智能终端、智能运输工具硬件层旅客、驾驶员、交通管理人员、装卸作业人员、交通服务人员、……智慧交通13大要素构成了智慧交通体系建设主体，是智慧交通规划、设计、实施、管理等需要考量的因素。智慧交通体系落地，需要对其进行基本的技术框架进行设计，然后指导具体智慧交通系统落地实施。左图为通用的综合技术体系设计内容，在智慧交通不同领域的具体应用场景建设设计过程，可以作为实施技术参考依据。04五、第一章实际任务实验一：制订度假旅途中的交通服务方案小美从天津去海南岛度假10天，需要去文昌观看火箭发射一次，三亚沙滩度假三天，海口购物、参观五公祠、海南大学，并安排住宿、餐饮、交通路线。请设计出行方案，设计内容要求如下：明确所有出发、到达时间点；预订所有到达场所（可以模拟支付），记录操作时间；要求时间估算要有可靠依据；要