智能交通系统.doc

智能交通预测系统预判交通流量，合理调度 #生活知识# #生活感悟# #科技生活变迁# #智能交通#

文档简介

智能交通系统1. 公路交通存在的问题及解决措施：存在问题：1、交通拥堵情况严峻2、交通安全形势严峻3、空气污染情况严峻4、能源形势严峻解决措施：1、控制需求。控制汽车的购买和使用。2、增加供给。多修路，多建停车场。3、加强交通管理。法规、教育、规划、交通信号控制、发展公共交通。4、实施智能运输系统（ITS）。2. ITS的概念：就是通过对关关键基础理论模型研究，从而将信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效的应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。日本的ITS研究内容：日本是最早研究ITS的国家，9个领域（1）先进的车辆导航系统（2） 自动收费系统（3） 安全驾驶支援（4）交通管理最优化(5) 道路交通管理效率化(6)公共交通支持系统(7)商用车辆运营效率(8)行人支援(9)紧急车辆运行支援）、21项单位服务内容、56项个人用户服务、172项子服务项目；美国的ITS研究内容：7个服务领域（1）先进的交通管理系统ATMS（2）先进的旅行者信息系统ATIS（3）先进的公共运输系统APTS（4）商用车辆运营管理CVO（5）先进的车辆控制（和安全）系统AVCS（6）自动公路系统AHS（7）先进的乡村运输系统ARTS），29项用户服务功能中国ITS的体系：分8个服务领域（1）交通管理与规划（2）电子收费（3）出行者信息（4）车辆安全和辅助驾驶（5）紧急事件和安全（6）运营管理（7）综合运输（8）自动公路）、34个服务内容、138项子服务3. ITS的效益：智能交通系统的优势可以用方便、安全、舒适、快捷8个字来概括；减少交通拥堵改善安全提高生产率增进机动化水平提高能源效率使环境影响降低到最小程度。4. 定位技术的概念：能够确定指定物体空间位置的技术，就是定位技术对定位技术的基本要求：准确，快速5. 大地测量坐标原点：在中国陕西省咸阳市泾阳县永乐镇石际寺村境内；中华人民共和国水准原点：在青岛观象山；地心坐标系是一种国际上统一采用的世界地心坐标系，以地球质心为原点。6. 卫星定位技术：美国的全球定位系统GPS、俄国的全球卫星导航系统GLONASS、欧洲的伽利略定位系统Galileo、中国北斗导航系统GPS全称为Global Positioning System，即全球定位系统。是一种定时和测距的空间交会定点的导航系统，可以全天候向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。GPS系统由三个独立的部分组成：空间部分、 地面支撑系统、用户设备部分（空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统）GPS定位原理：GPS定位采用空间被动式测量原理。即在测站上安置GPS用户接收系统，以各种可能的方式接受GPS卫星系统发送的各类信号，由计算机求解站星关系和测站的三维坐标。差分GPS:所谓差分GPS，就是将一个以精确测量的已知点作为基准点，在此点安装GPS接收机，连续接收GPS信号，通过处理再与已知的精确位置比较，推算出GPS的当前误差，然后把这个误差值发送给该区域内的所有GPS用户，以修正他们的定位解。7. 差分GPS分为两大类：伪距差分和载波相位差分。伪距差分原理在基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较，得出伪距改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度。这是应用最广的一种差分，能得到米级定位精度，如沿海广泛使用的“信标差分”。载波相位差分原理载波相位差分技术又称 RTK（Real Time Kinematic）技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。 载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于需要高精度位置的领域。8. 地理信息系统（GIS）概念 ：GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题地理信息是指表征地理固有要素的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称GIS硬件的组成：计算机主机；数据输入设备：数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔、键盘、通讯端口等；数据存贮设备：光盘刻录机、磁带机、光盘塔、活动硬盘、磁盘阵列等；数据输出设备：笔式绘图仪、喷墨绘图仪（打印机）、激光打印机等。GIS软件：GIS软件：用户界面、GIS应用软件、GIS基本功能软件；基础软件：标准软件（图形、数据库等）系统软件：系统库（编程语言、数学库等）、操作系统（系统调用、设备运行、网络等）9. 车辆检测器：线圈检测、视频检测、微波检测、激光检测、声波检测、超声波检测、磁力检测、红外线检测等，作用：获取交通流10. 交通流诱导：通过提供道路交通信息、路线引导、辅助驾驶等手段，来限定、引导、组织交通运输流。主要功能是：预测交通运输系统状况、提供道路引导系统、引导车辆在最佳线路上行驶、为出行者提供出发时间和选择方式、提供诱导系统与交通控制系统的相互联系、为先进的交通管理系统和交通信息系统提供重要的理论基础。11. 动态交通诱导硬件系统主要由3部分组成：(1)交通信息中心。这是动态诱导系统的核心。该系统中硬件系统是由计算机和各种通信设备组成，主要功能是从各种信息源获得实时交通信息，并处理成用户需要的数据形式；(2)通信系统。负责完成车辆和交通信息中心的数据交换。信息中心通过通信系统向所有车辆不断发送实时交通状况数据，包括路段行程时间、交通事件以及其他相关数据；(3)车载诱导单元。车载诱导设备主要由计算机、通信设备和车辆定位设备组成。定位设备为GPS接收机或信标信号接收机及速度、方向传感器等其他定位设备。该模块的功能是接收、储存和处理交通信息，为驾驶人员提供良好的人机界面，方便驾驶人员输入信息和获得诱导指令。12. 先进的交通管理系统主要为先进的监测、控制和信息处理系统，向交通管理部门和驾驶员提供对道路交通流进行实时疏导、控制和对突发事件应急反应的功能。在道路、车辆和监控中心之间建立起通讯联系，监控中心接收到各种交通信息(如车辆检测、车辆识别、交通需求、告警和救助信号)并经过迅速处理后，通过调整交通信号，向驾驶员和管理人员提供交通实时信息和最优路径诱导，从而使交通流始终处于最佳状态。13. 世界各国高速公路的收费系统通常采用四种制式：均一式、开放式、封闭式、混合式均一式是最简单的一种收费方式，其收费站一般设置在高速公路的各个匝道入口处或出口处（主线两端入口或出口），车辆只需经过一个收费站交费然后驶入高速公路。收费标准仅因车种不同而不同，与行驶里程无关，且各个入口收费站都采取同一收费标准。均一收费制式适合于都市高速公路，其特点是距离短，道路出入口（互通式立交）多而密，交通流量大。此式收费制式，手续简便，效率很高，对交通影响较小。缺点是设站多，工作人员多，收取的费用对道路使用者不够公平。开放式收费又称栅栏式收费系统或路障式收费系统。其收费站建在主线上，距离较长的高速公路可以建多个收费站，间距一般在4060km不等。各个互通式立交的出入口不再设站，这样车辆可以自由进出公路，不受控制，高速公路对外界呈“开放”状态。开放式收费优点是：建设投资较少，管理维护费用也低；设施利用率高 ；交费简便迅速，对交通影响小；收费设备简单，容易实现自动化。 其缺点是： 易出现漏费情况；收费标准不易准确；长途车辆多次交费延误旅行时间。封闭式收费是在高速公路的起点、终点建立主线收费站，在所有互通立交的出、入口建立匝道收费站。车辆进入高速公路都要受到控制，但在高速公路内部则可以自由行驶，高速公路对外界呈“封闭”状态。封闭式收费系统通常都是按入口发卡、出口收费的原则来进行设计，其优越性在于出口处通过人工校验通行票，基本上可防止作弊，比较适合于人工式收费系统。但是随着交通流量的不断增大，收费口服务水平往往不能满足使用要求。除出现排队问题外，还会因交通网络的逐步完善和规模增大，限制了客户行车路线的自由变更，缺乏机动性。混合式收费是开放式和封闭式两种收费方式的混合，其基本出发点是将两者的优点结合起来，形成一种新型的、简单有效的收费制式，用在中长距离的收费公路上。这种收费制式在主线上设一定数量的收费站，间距大于40km，在两主线站之间的部分匝道设收费站。每个收费站的标准不同，但对每一个站来说仅根据车型不同而变化，在减少漏收和不合理收费额的前提下，收费区间要认真分析确定。 此外，还有均一式、开放式、封闭式等多种形式混合的例子。如美国新泽西州亚特兰大城高速公路，既在入口收费，又在出口和路段收费，收费标准是固定的，和开放式相似。 14. ETC（Electronic Toll Collection system）的功能：消除交通拥堵，降低收费站的通行时间减少交通污染，保护环境提高道路通行能力，有力地缓解交通拥挤现象ETC还带来大量的直接的现金节约，并减少收费站工作人员的数量车辆管理及防盗停车场管理：消除停车场进出口排队延误现象，提高管理效率和管理水平交通数据采集：有利于交通管理者优化交通流，掌握交通的空间和时间分布ETC的组成： ETC系统主要由车载单元（OBU）、路旁单元（RSU）、DSRC通信协议、车辆自动识别单元(AVIU)、探测设备（Detect Equipment）以及中心系统等组成，ETC系统另外还包括车道控制器(Lane Controller)、图像捕捉抓拍器及一些辅助设备ETC的工作原理： ETC系统是利用车载单元（OBU）与路旁单元（RSU）之间的双向通信实现收费过程的信息交互，当车辆进入通信区域时，自动车辆识别单元（AVIU）检测到车辆已进入通信区域，车载单元（OBU）的车载电子标签（ETU）与路旁单元（RSU）之间开始相互交换信息。（路旁单元首先读出车载电子标签内存储的车辆识别码，确认后实施电子收费，并将余额写入车载电子标签中的IC卡，车道控制器放行车辆，同时信息显示牌显示收费金额。如果读出不符合要求的车辆识别码或IC卡存贮的余额不足，车道控制器禁止车辆通行，并发出告警，同时启动图像捕捉与抓拍器，然后将可疑车辆的信息资料传输到管理控制中心）15. 不停车收费系统

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