1-2认知智能交通系统的发展历程与现状

项目一：认知智能交通系统任务二认知智能交通系统的发展历程与现状日本智能交通系统体系结构简介欧盟智能交通系统体系结构简介中国智能交通系统体系结构简介美国智能交通系统体系结构简介进行智能运输系统的先驱性研究，即电子路径诱导系统研究（ElectronicRouteGuidanceSystem，简称ERGS）。20世纪60年代中期加利福尼亚交通部门研究的PATHFINDER系统获得成功，加速ITS的发展。通过“综合地面运输效率法案”，发展经济上有效、环境上友好的国家级综合地面运输系统，以提高客运和货运的运输效率。展开智能化车辆-道路系统（IntelligentVehicle-HighwaySystem，简称IVHS）方面研究，运输部成立智能化车辆道路系统（IVHS）组织。1991年1993年20世纪80年代美国智能交通系统发展历程发展历程2月，美国开始开发统一的国家ITS体系框架（TheNationalITSArchitecture）。1月，运输部公布了美国国家ITS体系框架（第一版）。经过一年多试用与维护，9月运输部公布了修订后的国家ITS体系框架（第二版）。1994年1995年1998年IVHS正式更名ITS，对其研究领域和内容进行了扩充。年底举办第一届ITS世界大会，ITS作为统一术语在世界各国广泛应用。1997年美国智能交通系统美国是最早开展ITS研究的国家，经历IVHS、ITS-1和ITS-2研发阶段。美国ITS-2研发领域信息管理系统（IMS）出行和运输管理系统（TTMS）养护和施工管理系统（MCMS)公共交通运输管理系统（PTMS）商业车辆运行系统（CVOS）电子收费系统（ETC）先进的车辆安全系统（AVSS）紧急情况管理系统（EMS）美国智能交通系统研究内容（ITS-2）研究内容（ITS-2）1.出行和运输管理系统（TTMS-TravelandTrafficManagementSystem）①在途驾驶员信息系统②线路引导系统③出行人员服务系统④交通控制系统⑤突发事件管理系统⑥排放测试和污染防护系统①公共运输管理系统②途中换乘信息系统③满足个人需求的非定线公共交通系统④公共交通运输安全系统⑤残疾人运输系统2.公共交通运输管理系统（PTMS-PublicTransportationManagementSystem）美国智能交通系统研究内容（ITS-2）通过电子卡或电子标签由计算机自动收费，使所有地面交通收费实现自动化，减少用现金收费所产生的延误，提高道路的通行能力和运行效率，为系统管理提供准确的交通数据。3.电子收费系统（ETC-ElectronicTollCollection）4.商业车辆运营系统（CVOS-

CommercialVehicleOperationsSystem)

①商业车辆电子通关系统②自动化路侧安全检测系统③商业车队管理系统④商业车辆安全监控系统⑤商业车辆行政管理系统⑥危险品应急响应系统美国智能交通系统研究内容（ITS-2）①紧急通告与人员安全系统②紧急情况车辆管理系统5.应急管理系统（EMS-EmergencyManagementSystem）①纵向避撞系统②侧向避撞系统③交叉口避撞系统④视觉强化避撞系统⑤事故前乘坐人员的安全防护系统⑥危险预警系统⑦自动公路系统6.先进的车辆安全系统（AVSS-

AdvancedVehicleSafetySystem)美国智能交通系统研究内容（ITS-2）是一个专门用于管理的数据库系统，主要包括数据库管理系统和事务管理系统。7.信息管理系统（IMS-InformationManagementSystem）8.养护和施工管理系统（MCMS-MaintenanceAndConstructionManagementSystem)是ITS-2中新加入的重要研究内容。①道路路面维护管理系统②道路路侧环境维护管理系统③道路标志维护管理系统④桥梁隧道基础结构维护管理系统⑤通信及其他外场设备维护管理系统⑥灾难恢复管理系统ITS-2与ITS-1的主要区别之一。美国智能交通系统日本智能交通系统体系结构简介欧盟智能交通系统体系结构简介中国智能交通系统体系结构简介美国智能交通系统体系结构简介发展历程开始ITS研究。欧洲高效安全道路交通计划（ProgrammeforanEuropeanTrafficwithHighestEfficiencyandUnprecedentedSafety，简称PROMETHEUS）以汽车为主体，利用先进的信息、通信自动化技术改善运输系统，解决交通问题；欧洲汽车安全专用道路设施计划（DedicatedRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope，简称DRIVE）主要涉及公路和交通控制技术的研究。1986年1991年1989-1991年完成了DRIVEI；1991年末成立欧洲道路交通通信信息实施协调组织（EuropeanRoadTransportTelematicsImplementationCoordinationOrganization，简称ERTICO）。欧盟智能交通系统发展历程1992-1994年完成DEIVEII；PROMETHEUS计划取得巨大的成功并于1994年结束。1994年1995年开始一项新研究计划——PROMOTE（ProgrammeforMobilityinTransportationinEurope），主要目的是实现道路交通基础设施高度智能化，重点是车辆的交通管理系统和安全系统，包括车辆道路间通信、防止碰撞、自动收费系统等。1998年T-TAP（1994-1998）和TEN-T计划（1995-1999）。Transport-TelematicsApplicationProgramme（T-TAP）相当于DRIVEIII信息处理技术研究。TEN-T（Trans-EuropeanTransportNetworks）是以实现多方式信息服务为目的的横贯欧洲的交通信息服务网站，是ITS持续发展的关键所在。欧盟智能交通系统研究内容

欧盟ITS的研究展开有两条主线：以车辆的研究开发为主题的PROMETHEUS研究计划和以道路基础设施开发为主题的DRIVE研究计划。概括起来可分为10个研发领域。欧盟智能交通系统研究内容1989-1991年的DRIVEI，以基础研究和标准化为主要研究内容，分成模型和一般问题研究、交通安全和人的行为研究、交通控制研究，以及其他4个研究领域、72个研究题目。之后，欧洲于1992-1994年又完成了DRIVEII，其主要研究内容如表所示。序号研究内容1交通需求管理：小汽车和公共汽车的自动收费管理，智能卡的评价2交通旅游信息：道路、铁路、换乘等各种信息的服务3城市综合交通管理：路径诱导、交通信息、交通控制、停车场管理4城市间综合交通管理：事故/交通量的自动检测，可变标志，气象信息5驾驶支援、协调系统：残疾人、老人用人机对话危险预警（车车间、车路间通信）6货物、车队管理：管理方式最优化，信息管理7公共交通管理：运营计划，与信息服务系统的联系及标准化欧盟智能交通系统研究内容欧盟ITS研究的特点：在广泛的ITS领域都进行着研究与开发；EC发起组织的ITS研究着重技术的部署与评价，具有高度的研究连贯性，但是与实际的应用部署尚存在差距；在公路上广泛部署车辆专用电台，可向用户提供声音或编码信息（由多种语言广播，可接收实时交通状况报告）；将公共交通视为重要研究内容，公交优先和公交乘客信息系统已投入使用；无论哪个国家或企业提出的交通信息系统方案，都可以在环境不同的12个国家分别进行现场实验。因此，必然具有可适应各种环境的技术及发展新技术的可能性。欧盟智能交通系统研究内容——代表系统（1）交通效率与安全蜂窝式通信系统SOCRATES（SystemofCellular，RadioforTrafficEfficiencyandSafety）

是一种有效发挥传统的蜂窝无线电话基础设施（地面站）的作用，使交通控制中心与行驶中车辆进行双向通信的系统。是DRIVE项目的核心。德国的黑森州、英国的伦敦、瑞典的哥德堡是试验项目的对象地区。交通信息（广播方式）紧急信息轿车流动信息SOCRATES的概念图

下行线路通过“广播方式”向装有车载装置的车辆提供道路交通状况的详细数字信息。可与存储在车载导航计算机中的数据连接，用于驾驶员最佳路线的计算。

上行线路利用多频存取协议经过基地台向交通控制中心发送信息。主要通报行程时间、紧急事态信息等。欧盟智能交通系统研究内容——代表系统（2）EUROSCOUT以德国西门子公司为主开发并推向市场的，以红外信标为媒体的动态路线引导系统。由于车辆和信标间的红外线通信是双向进行的，因此汽车则变为一个探头，将行程时间、排队等待时间及OD信息等交通信息数据传输给中央引导计算机，经常更新中央数据。

EUROSCOUT的概念图欧盟智能交通系统研究内容——代表系统（2）EUROSCOUT

车载装置由导航装置、红外线收发信号机、车辆位置测定装置及显示器、键盘等组成。红外线信标是车辆与中央引导计算机之间的通信频道，计划在25%的城市交通信号器上和所有的高速公路上安装。中央引导计算机装有道路交通图及交通信息的数据库，计算的路线基本上是时间最短的路线。EUROSCOUT系统的组成及运行原理欧盟智能交通系统研究内容——代表系统（3）交通主人（Trafficmaster）是以伦敦为中心的大范围高速公路使用的系统，是采用袖珍传呼机网络提供交通信息的系统，由名为“GENERALLOGISTICSPLC”的民间企业经营。该系统由传感器、控制中心及车载信息终端组成。传感器检测车辆的速度，车载终端装置可显示全区域及分割放大区域的速度下降区域（交通堵塞区）。Trafficmaster系统说明图欧盟智能交通系统日本智能交通系统体系结构简介欧盟智能交通系统体系结构简介中国智能交通系统体系结构简介美国智能交通系统体系结构简介发展历程研究ITS的初始阶段。1973年发起全面的车辆交通控制系统研究，拉开国际ITS研究的序幕。最初正式投入的系统有汽车综合控制系统（简称CACS，ComprehensiveAutomobileControlSystems）。20世纪70年代在全国设置交通控制中心，成立日本交通管理技术协会（JTMA），开展汽车交通信息控制系统。1978年进行CACS实地实验；通产省设立了（财团法人）汽车行驶电子技术协会（JSK）。推动路车间通信系统RACS（Road/AutomobileCommunicationSystem，1984-1989）和新汽车交通信息通信系统AMTICS（AdvancedMobileTrafficInformationandCommunicationSystems，1987-1988）两个项目。20世纪80年代前半期20世纪80年代后半期日本智能交通系统发展历程ITS走向国际化。参加ISATA（汽车技术和自动化国际会议，1988及1990年以后）、VNIS（车辆导航与信息系统会议，1989及1991年以后）、CONVERGENCE（1990年）、ITS美国年会（1991以后）等ITS领域国际会议。1994年1月，成立道路车辆智能化推进协会VERTIS（Vehicle，RoadandTrafficIntelligenceSociety），现称ITSJapan。1996年7月，5个政府机构联合制定、发表“关于推进智能运输系统（ITS）”整体构想，成了今后ITS工作的主体计划，并指定9个开发领域和20项服务内容，现在又增加了一项新的内容，即高度信息通信社会相关信息的利用，总计21项服务内容，56项个人用户服务，172项子服务。20世纪90年代后半期20世纪90年代前半期日本智能交通系统研究内容日本的ITS研究具有如下特点：大多数的ITS项目均由实力雄厚的汽车、电子业的大公司或由政府机构承担；政府和工业部门对ITS研究长期的支持使得其ITS研究具有连贯性；ITS的研究成果直接面向市场，促进了诸如车辆导航系统等产品的快速开发与应用。日本ITS研发内容分为9个领域，每个领域都包含着实现具体功能的子系统。日本智能交通系统研究内容这9个领域的相互关系非常复杂，简化之后可用下图表示。日本智能交通系统研究内容1.智能化导航系统通过卫星导航系统迅速实时的收集和提供堵车、旅行所需时间、交通管制、服务等情报，提高利用者的方便性。此外，向驾驶员提供个体服务信息。包括道路交通情报提供系统、综合交通情报系统、卫星导航动态路线引导系统等。达到消除道路收费站交通拥挤、实现无现金化、为驾驶员提供方便、降低管理成本的目的。自动收费系统包括自动收费、收税系统和电子卡自动收费转账系统。2.自动收费系统包括安全情报提供、警告、控制系统，前方障碍物警报系统，周围车辆警报系统，视觉支援系统，车间距控制、自动巡航控制系统，防止溢出车道和路外以及车道自动跟踪系统，车辆、驾驶员安全监视警报系统，物流专用车道和自动驾驶专用车道的车辆自动驾驶系统等。3.安全驾驶支援系统日本智能交通系统研究内容4.最优化交通管理系统该领域包括交通信号智能控制系统、交通流引导分配系统、公共车辆优先通过控制系统和交通事故智能管理系统等。包括收集和提供路面情况、道路工程施工状况，特殊车辆通行许可申请和处理的自动化，特许通行实际路线以及载荷量的自动测定等。日本也研究了迅速掌握道路损坏状况、即时维修、确保道路完好的监控系统，以及对重型车和装载危险品的特殊车辆的许可路线和实际通行路线进行实时监管的系统。5.高效道路管理系统包括收集公共交通实时运行情况，实施公共交通优先通行措施。此外，通过向公共交通运营者提供基础数据，强化经营管理效率；通过向公共交通利用者提供公共交通信息，提高方便性，进而促进公共交通利用率。6.先进的公共交通系统日本智能交通系统研究内容7.高效商用车系统包括车辆运输管理、智能后勤系统、新物流系统等。例如，通过对商用车辆现在地的实时把握和切实运行管理，减少空载以及减少未满载车辆的运行，保证道路空间的合理利用和交通的畅通。该系统的功能包括对视觉障碍者进行道路引导，灾害发生时进行避难地引导以及提供行人的路径选择和设施选择引导等。8.行人辅助系统当发生地震、洪水等灾害时，要求本系统可以迅速地收集灾害状况的情报，对于一般车辆的行驶进行限制和对救援车辆进行引导、优先通行控制，以确保即使灾害区域情报通信设施遭到完全破坏的情况下，紧急车辆支援系统仍能发挥备用功能的作用。9.紧急车辆支援系统日本智能交通系统日本智能交通系统体系结构简介欧盟智能交通系统体系结构简介中国智能交通系统体系结构简介美国智能交通系统体系结构简介发展历程在交通运输和管理中应用电子信息及自动控制技术，首先在北京、上海和广州等大城市开始交通信号控制的研究开发；1978年，北京市在前三门大街试验自行开发的城市交通控制系统；“七五”期间，南京试验自行开发的自适应交通信号控制系统；广州、天津、深圳、大连等近20个城市建成交通信号控制系统。20世纪70年代初期引进国外先进的交通控制系统（SCOOT、SCATS系统等）。后期，开始ITS基础性研究，包括优化道路交通管理、交通信息采集、驾驶员考试系统、车辆动态识别等。20世纪80年代90年代大中城市已基本建立交通控制中心或指挥中心，开展驾驶员信息系统、城市交通管理的智能化诱导技术等研究。中国智能交通系统发展历程“97北京智能运输系统发展趋势国际学术研讨会”1997年2月，成立全国智能运输系统（ITS）协调指导小组及办公室和ITS专家咨询委员会。7月，“第四届亚太地区智能运输（ITS）年会暨技术产品展览会”在北京举行。10月，第14届ITS世界大会在北京举行。1998年国际标准化组织交通信息与控制技术委员会ISO/TC204中国委员会正式成立，积极推进中国ITS的标准化。1999年举办“99国际智能运输技术研讨会暨展览会”。2000年2007年中国智能交通系统研究内容“九五”期间，ITS研究主要集中在ITS总体规划和体系框架以及ITS标准的研究与制定。

“十五”期间，科技部实施“智能运输系统关键技术开发和示范工程”、“现代中心城市交通运输与管理关键技术研究”等国家科技攻关计划项目，率先在北京、上海、广州等城市，以城市、城间道路运输为主要实施对象，开展了以智能化交通指挥调度与管理系统、智能公交调度和综合交通信息平台为主要内容的示范工程建设，取得了一定成效。“十一五”期间，国家高技术研究发展计划（“863”计划）设立“现代交通技术领域”，针对智能运输系统技术部署一批项目，突破产品和系统的关键核心技术，实现重点技术集成。中国智能交通系统研究内容

在“863”计划专题课题的支持下，综合交通运输和服务的网络优化与配置技术，智能化交通控制技术，综合交通信息采集、处理及协同服务技术，交通安全新技术等各项技术得到进一步的突破；在智能化交通管控、汽车安全辅助驾驶、车辆运行系统状态监控与安全预警等一批核心关键技术上取得了实质性的进展。

“十二五”期间，交通运输领域“863”计划瞄准国家智能运输系统技术发展热点问题，对智能车路协同、区域交通协同联动控制等技术进行了部署。国家科技项目的实施推动和提升了我国智能运输系统行业的总体水平，培养形成了我国智能运输系统专业研究队伍和基地。中国智能交通系统研究内容目前,已实施ITS子系统：①先进的车辆控制系统；②先进的交通管理系统；③先进的公共交通系统；④出行者信息服务系统；⑤安全和紧急事件应急系统；⑥电子收费系统；⑦其它系统（民航ITS系统、铁路ITS系统、水路ITS系统）。中国智能交通系统研究内容国际标准组织1999年在技术报告ISO/TR14813中对运输信息和控制系统（TransportInformationandControlSystems）（实际上就是智能运输系统）的研究领域进行了划分，具体划分情况如下。服务种类服务名称服务名称（英文）1．出行者信息出行前信息服务Pre-tripInformation在途驾驶员信息服务On-tripInformation在途公共交通信息服务On-tripPublicTransportInformation个人信息服务PersonalInformationService路径诱导与导航服务RouteGuidance&Navigation中国智能交通系统研究内容服务种类服务名称服务名称（英文）2．交通管理与规划交通运输规划支持TransportationPlanningSupport交通控制TrafficControl紧急事件管理IncidentManagement需求管理DemandManagement交通法规监督与执行Policing/EnforcingTrafficRegulations基础设施的维护管理InfrastructureMaintenanceManagement3．车辆安全和辅助驾驶视野的扩展VisionEnhancement自动车辆驾驶Automat