智能交通系统(山大交通运输整理)

一、 美国ITS的研究内容

1出行和交通管理系统：该系统包括城市道路信号控制、高速公路交通监控、交通事故处理 等公路交通管理的各种功能，以及用来研究和评价交通控制系统运行功能与效果的三维交通 模拟系统。2

出行需求管理系统：向用户提供出行信息，改善交通需求管理，将该系统与岀 行和交通管理系统结合起来，驾驶员就可通过车载或处所计算机和无限通讯获得各种交通信 息，合理选择出行方式、时间和路线。3公共交通运营系统：提高公共交通的可靠性、安全 性及其生产效率，是公共交通对潜在客户更具吸引力。4商用车辆运营系统：在州际运输管 理中自动询问和接受各种交通信息，进行商业车辆的合理调度，使营运车辆的运营管理更加 合理化，使车俩的安全性和生产效率得到提高。

5电子收费系统：通过电子卡或电子标签由 计算机自动收费，可使所有地而交通收费包括逍路通行

费、运输费和停车费等实现自动化， 以减少用现金收费所产生的延误，提髙道路的通行能力和运行效率，并可为系统管理提供准 确的交通数据。6应急管理系统：提高对突发交通事件的报告和反应能力，改善应急反应的 资源配置。7先进的车辆控制和女全系统：应用先进的传感通讯和自动控制技术，给驾驶员 提供各种形式的避撞和安全保障措施。 二、 美国智能交通系统框架体系：

1用户服务七大系统：出行和交通管理系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商 务车运营

系统、电子收费系统、应急管理系统、先进车辆控制和安全系统

2逻辑框架数据流、功能、文件、外部实体

3物理框架描述在逻辑体系结构中左义的功能如何通过硬件和软件集成超来形成系统。 物理结构包括3个层面：

第一层面：通讯层面（交通子系统之间的信息流和接口设备）：

第二层面：交通层而（交通子系统，包括出行者，车辆，管理中心，和路边交通设备4 个部分）； 第三层面：机构层而（交通机构设置，政策，投资策略）。

美国ITS的19个子系统划分为4类：中心型子系统、道路沿线子系统、旅行子系统、 车辆子系统

4市场包：代表物理结构中不同技术组合，用以提供不同的交通服务。

5所需标准：具体规左ITS子系统之间的信息流动过程以及接口规范，美国交通部和有 关专业协会和机构制定了 ITS标准。

6实施策略：实际通过市场组件将标准架构具体应用到工程项目中。

/ > 技术 优点 缺点 适用范围 环形 线线圈电子放大器己 标安装过程对可靠性和寿命影响很 大；交通流数据采集系统、 交圈 准化；技术成熟， 易于修理或安装需中断交通；影 响路面寿通信号控制系统、交 通诱导通车管理系统 掌握；计数非常 精准 命：易被重型车辆、路 面修理等损坏 交通 微在恶劣气候下性能 出在车流拥堵以及大型车较多、 车高速公路多车道监测 与管波 色，全夭候工作； 可检型分布不均匀的路段，由于遮 挡，测理：高速公路匝道 或T型测静止的车辆： 可以侧量精度会受到比较大的影 响。另外，路口信号管理： 远程交通向方式监测 多车道；在微波检测器要求离最 近车道有3m的量管理；侧向 安装应用于车型单 一，车流稳定，空间，如要监测8 车道，离最近车道多车道十 字路口：违章口车速 分布均匀的道路上 也需要7-9m的 距离而II安装高度动监测 系统 准确度较高 达到耍求。因 此，在桥梁、立交，高架路的安 装会受到限制，安装困难；价格 比较昂贵 视频 可为事故管理提供 可大型车辆能遮挡随行的小型车 用于统计交通数据、 用于检测 视图像：可提供大 量交辆：阴影、积水反射或昼夜转换 可造事件有关的交通 数据 通管理信息；单 台摄像成检测误差 机和处理器 可检测多车道 四、GPS工作原理 将装有GPS接收机的移动目标的动态位置（经以 沢纬度）、时间、状态 等信息，实时地通过无线通讯链路传输至监控中心站，而后在具有强大的地理信息查询功能 的电子地图上进行移动目标位置及运动轨迹的显示，并对目标的速度、运动方向、车辆状态 等用户感兴趣的参数进行监控和査询，为调度指挥提供可视化依据，提高车辆的运营效率, 并确保车辆的安全。

应用反劫防盗报警网、出租车调度系统、绘车监控调度系统、救护车指挥调度系统、智能 物流派送系统、小区无线报警系统、GSM基站动力环境监控报警系统

五、 专用短程通信系统是采用无线通信技术，由车载单元、路旁单元、专用短程通信协议以 及后台计算机网络组成，在智能交通系统中实现路车之间信息传输、交互的通信系统。 物理层规泄了无线通信标准，包括载波频率、上下行数字编码方式、信号调制方式等。 数据链路层定义数据链路通信协议，制左了介质访问和逻辑链路控制方法。立义了进入共 享物理介质、寻址和出错控制的操作。应用层 提供了一些专用短程通信应用的基础性工具

六、 网络拓扑结构：（1）总线型：信道利用率高，地理覆盖范围小，传输速率髙，网络建设 与扩充容易，缺点是对信道故障的敏感，任何通信线路的故障都会使整个网络陷于瘫痪。

（2）星型：优点结构简单，组网容易，线路集中，便于管理、控制和维护：缺点中心节 点负担重，容易在中心节点上形成系统瓶颈，线路利用率低（3）环型：传输时延误的确左 性，网络组网容易，可靠性差，灵活性差（4）树形：扩充容易，灵活，建网费用低，网络 呈分级结构（5）全互连形：可靠性最高，成本最高，路由选择算法较复杂，实现起来比较 困难（6）不规则形：节点

地理位置分散

七、 （l）GIS-T安全性：车载装置采用可覆盖式的不可拆卸的内置存储介质、密钥及压缩解 压等技术：实时性：大量基础信息预先下载至车载装置，少量属性信息从信息发布平台实时 获取：数据量过大：运用线性参考系统技术，将二维GIS信息转化为一维GIS信息，将GIS 存储信息分为

GIS基础信息和GIS属性信息。（2）数据融合技术三级1）像素级融合：直接 在采集到的原始数

据层上进行的融合，能保持尽可能多的现场数拯，但处理数据量太大，要 求有较髙的纠错处理能力和信息来自同质传感器，通信量大，抗干扰能力差。2）特征级融 合：现对来自传感器的原始信息进行特征提取，然后对特征信息进行综合分析和处理，利于 实时处理，并最大限度的给出决策分析所需的特征信息。3）决策级融合:为指挥控制决策提 供依据，从具体决策问题的需求出发，充分利用特征级融合所提取的测量对象的特征信息， 采用适当的融合技术实现。技术和方法1）相关处理技术2）估计理论3）识别技术（3）数 据挖掘：从大型数据库的数据中提取人们感兴趣的

知识，这些知识是隐含的爭先耒知的潜在 有用信息，提取的知识表示为槪念、规则、规律、模式等形式。数据挖掘技术:1）人工神经 网络2）决策树3）遗传算法4）最近邻技术5）规则归纳

6）可视化（4）数据仓库技术： 支持管理决策过程的、面向主体集成的稳宦的、不同时间的数据集合，是存储数据的一种组 织形式。（5）专家系统技术：主要有知识库、数据库、模型库、推理机及相关模块组成。（6） 接口技术：中间件是在汁算机硕件和操作统Z上，支持应用软件开发和运行的系统软件，它 能够使应用软件独立于计算机＜i更件和操作系统平台，为当今的大型分布式

应用搭起了一个标 准的平台。

八、 路网动态交通流调控方法（交通组织原则）1交通分离原则；不同流向、不同种类的交 通流在空交通空间、时间上予以分离，避免发纶交通冲突。空间分离依靠交通标志、标线来 实现，时间分离依靠信号相位来实现。2交通连续原则；保证大多数人任交通活动过程中， 在时间、空间、交通方式上不产生间断。3交通负荷均分原则：通过对交通流进行科学的调 节、疏导使路网各点交通压力趋于一致4交通总量削减原则：当一个路网总体交通负荷接近 饱和时，可以采取禁限部分车种行驶来削减该路网的总流量5只有原则：按午道分布从左至 右交通流速度依次降低來分配车道，，层间行驶阻力最小，发生冲突的机会最少，并且层间 速度差最小。6优先原则:对某一种交通要给予特殊待遇，有车种及流向优先

九、 H本城市公共交通系统的只能发展过程经历了三个阶段：1、70年代开始应用的公共汽 车接近显示系统，在公交车站设置公共汽车的接近显示器，当公共汽车到达距本站只有一站 时，设置在该车站的检测器将信号通过无线通信传给木站。2、80年代初开始用用的运行管 理系统，叮进行乘客自动统计、运行监视利运行控制。3、90年代初开始应用的综合管理系 统,将公共汽车优先信号、公共汽车接近显示、公共汽车运行管理、对违章进入公共汽车专 用显得车辆的警告装昼进行综合运用。

东京公共汽车运营管理系统在运营中的公共汽车和控制室之间建立信息交换，利用诱导通 信的方法，通过计算机处理在公交线路上的户外设备收集的信息和数据。系统功能：（I） 积累运营数据

（2）积累乘客数据（3）监视和控制公共汽车运营（4）乘客服务，包括进站 汽车指示系统、新

城市公共汽午系统、信息查询系统、公交和铁路系统。

I、电子收费系统原理是是安装在车卜 ?的车载装置通过无线通信与安装在收费口的天线进行 信

息交换，根据该车在装置中保存的与收费相关的数据，即时计算并征收通行费用。

组成（1〉车载单元系统存储用户账号、行驶惜况等收费相关信息，同时还具有通信功能和 人机交互功能。（2）路侧系统含有收费的控制单元，一般有其主要负责完成车道的收费操作。 控制单元是具有信息处理功能的自动控制装呂。（3）中心管理系统包括收费站计算机和中央 处理系统。收费站计算机负责馋理收费站，中央处理系统是处于收费管理机构一级的管理系 统，负责处理收费系统中全局的事务和事件。（4）账户系统对每?用户的收费业务进行存储 和管理，并最终提供收费站或区域收费中心与银行之间的统计核算。（5）监测系统用于处理 非法使用电子收费系统的违规车辆。（6）通信系统负贵实现午上卩元与站上收费设备之间的 信息交换，采用双向无线通信，是一种专用短程通信。

十一、紧急事件管理系统功能（1）改善道路的安全性（2）提高各个执行机构的运行效率（3） 更有效地利用现有的人力和物力（4）增人信息发布的范围和架道（5）减少延误（6）提高 货运车辆的机动性（7）减少事故反应时间（8）降低对环境的影响（9）降低运营成本（10） 加快处理事件的时间（II）加快清理道路的时间（12）改善当事人、事件处理人员和其他道 路使用者的安全性（13）提供形成紧急事件应对预案和紧急事件出现后形成应对预案的功能

（14）提供紧急事件分析、知识挖掘与规律探索功能

有效的事件管理系统过程（1）审件检测与确认 爭件检测是及时对可能发生的屮件进行发 现、判

断和对已经发生的事件进行检测的过程，以作为是否实施紧急救援的依据，并提醒有 关负责维护交通安全与通畅的机构和部门给予注意。（2）事件快速反应 一旦在确左交通事 件发生后，事件