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1、现代交通控制系统 智能公共交通系统现代交通控制系统智能公共交通系统研究报告班级：自动化1301姓名：摘要公共交通是城市交通不可缺少的部分，是保证城市生产、生活正常运转的动脉，它对城市各产业的发展起着重要作用。智能公共交通系统，可以方便乘客出行，在极大的缓解交通压力的同时也提高了整个公共交通系统的社会效益、经济效益和服务水平。此外，公共交通智能化也是智能交通系统的重要组成部分，对于大学生而言是接触最多、最为熟悉的交通系统之一。因此，本文选择公共交通智能系统作为主要课题，从多个方面对智能公共交通系统进行学习和介绍。关键词：公共交通 智能化 交通控制目录1 引言52 背景53 智能交通系统概述53.
2、1 智能交通系统的概念和特征53.1.1 智能交通系统概念53.1.2 智能交通系统功能63.2 智能交通系统发展的理论基础63.3 智能交通体系结构64 智能公共交通系统概述74.1 公共交通概述74.2 智能公共交通系统75 智能公共交通系统结构85.1 智能公共交通系统的构成85.2 智能公共交通系统的关键业务功能85.3 智能公共交通系统实施关键技术85.3.1 XML95.3.2 Web服务技术95.3.3 SOA96 智能公共交通系统理论与方法96.1 智能公共交通区域调度96.1.1 公共交通区域调度106.1.2 区域调度分类106.1.3 进行区域调度系统应具备功能116.2
3、 智能公共交通线网优化116.3 智能公共交通评价116.3.1 评价的分类126.3.2 智能公共交通系统的综合评价127 智能公共交通系统技术与应用127.1 数据采集技术127.1.1感应线圈137.1.2视频检测137.1.3 微波雷达137.1.4 超声波检测技术137.1.5 红外线137.1.6 GPS数据采集147.1.7 基于电子标签的数据采集147.1.8 基于牌照识别的数据采集147.2 定位技术147.3 地理信息系统147.4 无线通信技术157.5 智能公共交通的信息服务158 智能公共交通与公共交通一体化158.1 公共交通一体化的提出158.1.1 出行需求多样
4、化158.1.2 资源整合168.1.3 出行效率的提升168.2 公共交通一体化的“三网融合”模型168.2.1 交通设施一体化168.2.2运行衔接一体化168.2.3综合管理一体化178.3 公共交通智能化与一体化179 结论与展望1710 收获与总结18参考文献181 引言城市的形成与演变取决于交通，城市的发展又促进了交通。居住、工作、游息与交通四大活动是研究及分析现代城市设计时最基本的分类，这四项也是城市的主要功能。其中，交通活动是其他三种活动得以实现的保证，是满足城市经济、文明发展的重要因素。本文选择交通中的一个具体方面，即智能公共交通进行研究和分析，通过对智能公共交通系统的理论、
5、方法和应用加以论述，增进对于智能公共交通系统的了解，从而更多的了解智能交通系统。2 背景随着我国经济的迅速发展和城市化进程的加快，机动车数量剧增，而城市道路建设的速度则远不及车辆增加的速度，加上交通管理滞后、道路利用率不高、交通结构不合理和市民的现代化交通意识较为淡薄等，城市的交通状况日益紧张。城市公共交通是城市各种交通方式中社会成本最低、综合效益最高的方式，不仅可以获得城市交通的总体效益，还能为城市的中低收入居民提供低价格的选择机会。根据世界众多城市交通发展的经验及我国的道路交通现状，优先发展公共交通是交通结构优化的主要方法。而智能公共交通系统的开发与实施是有效解决城市交通问题的重要途径。3
6、 智能交通系统概述3.1 智能交通系统的概念和特征3.1.1 智能交通系统概念智能交通系统（ITS）是当代信息社会的产物，它的产生极大地提高了人们的出行效率和安全性，也提高了社会效益。智能交通系统的含义有广义和狭义之分。广义的智能交通系统包括交通系统的规划、设计、实施与运行管理都实现智能化；而狭义的智能交通系统则主要指交通系统的管理与组织的智能化。实质为利用高新技术对传统的交通运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型现代交通系统。美国、欧洲、日本及我国对于ITS概念的定义有所不同，但其共同点是主要的。ITS能使交通运输基础设施发挥出最大的效能，提高服务质量，使社会能高效地使用现
7、有交通设施，从而获得巨大的社会经济效益，主要表现在：提高交通运输系统的安全水平，减少阻塞；增加交通运输的机动性；降低交通运输对环境的影响；提高交通运输的通行能力和机车车辆、飞机运输生产率和经济效益。智能交通系统是一个复杂的综合性系统，从系统组成的角度可分为以下一些子系统：交通管理系统、交通信息服务系统、智能公共交通系统、先进的车辆控制系统、货运管理系统、电子收费系统和紧急救援系统等。3.1.2 智能交通系统功能智能交通系统形成源于知识工程，通过知识工程进行科学、技术和方法的综合，解决知识的获取、形式化和计算机实现；智能交通系统的功能至少应具有判断能力、推理能力和学习能力，并应具有辅助决策的作用
8、；智能交通系统的结构上应由机器感知、机器学习、机器识别、知识库和模型库等部分组成。3.2 智能交通系统发展的理论基础ITS理论与研究的发展与多种学科息息相关，它涉及通信、信息、计算机软件、人工智能、管理科学、行为科学、控制科学、交通运输以及系统科学等，这些学科构成其发展的理论基础。3.3 智能交通体系结构对于ITS的总体规划和设计来说，最重要的任务就是ITS的系统体系结构开发。对于系统体系结构，多数学者认同的定义为：“一个体系结构是一个有用的和可用的系统的稳定基础”。该系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体，具备各项预定功能且在实际中可以按预定目标运行。因此
9、，任何一个ITS在开发之前首先要进行总体规划研究，而总体规划的重要内容之一就是进行系统体系结构的研究。智能交通系统体系结构开发的内容主要包括参考模型（描述系统的整体视图）、信息体系结构（描述在系统各部分中广泛引用的信息）、功能体系结构（描述系统的功能要素以及各功能之间的逻辑信息流）、数据通信体系结构（通信协议的综合结构）、物理体系结构（描述系统的构筑蓝图）。智能交通系统也是复杂的信息系统，因此其体系结构开发的方法可以参考信息系统的分析方法。最常用的是面向结构的分析方法和面向对象的分析方法。面向结构的分析方法是从用户对系统功能的需求出发，使其结构化、模块化，自伤向下对信息系统进行分析。面向对象的
10、方法是从用户需求出发，将系统的基本要素看成是许多对象，每个对象包含它的数据和操作。4 智能公共交通系统概述4.1 公共交通概述随着国民经济的发展和社会交往的日益频繁，交通需求不断扩大，特别是城市交通面临着日益繁重的运输任务。城市交通不仅规模庞大，而且定时、定点要求很高。在这种情况下，城市交通必然对那些运量大、网络多、频率高、速度快、费用低的交通系统产生很大的依赖性。此外，公共交通建设用地少、运输成本低、环境破坏性小，是比较经济的交通方式。从城市整体利益来看，公共交通是一种耗费少、效能高的交通方式，具有私人交通不可替代的长处。公共交通包括：轨道交通、轮渡、缆车、公共汽车、无轨电车等。公共交通系统
11、一般由人-车（公共交通工具）-路（途径、交通线路）三方面共同组成，既包括硬件，也包括软件，有着整体、综合和动态的内外部关系，是与城市交通系统和城市社会经济环境相联系的、复杂的、开放的大系统。近年来，我国城市公共交通有了较快发展，目前已经逐步确立公交优先的发展战略。但总体上看，目前我国城市公共交通发展仍然比较滞后，主要表现为：公共交通在城市交通系统中的主体地位尚未确立；公共交通服务质量与不断增长的出行需求还有较大差距；城乡客运发展不协调。因此，公共交通的发展仍是社会发展的重要课题之一。4.2 智能公共交通系统智能公共交通系统（APTS）是智能交通系统的子系统，在公交网络分配、公交调度等关键基础理
12、论研究的前提下，利用系统工程理论和方法，将现代通信、信息、电子控制、计算机、网络、全球定位系统和地理信息系统等高科技集成应用于公交管理系统，并通过建立公交智能化管理系统实现公交调度、运营、管理的信息化和智能化，为出行者提供更加安全、舒适、便捷的公共交通服务。智能公共交通系统一般需要满足以下功能要求：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运营；运用当前的操作数据及其他数据来源编制运营管理计划；要求应答系统为乘客提供个人出行服务；提供安全协调监控与紧急救援服务系统的接口；综合运用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；
13、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。5 智能公共交通系统结构5.1 智能公共交通系统的构成采用全球定位技术并结合感应线圈、视频检测、微波雷达、超声波检测技术、红外线、声学检测、磁力检测等技术进行数据采集；以地理信息系统为操作平台进行交通设施、运行衔接、综合管理的一体化规划和设计；在管理层实现智能公共交通系统的综合评价、线网优化、财务管理、票制票价一体化、司乘人员管理、公交场所和枢纽等的管理；在业务层实现智能调度、拥堵治理、应急管理、电子收费、信息服务等功能。智能化的调度和指挥，可以保证车辆的准点运行，并使出行者能够通过电子站牌了解车辆的到达时刻，从而节约乘客的出行时
14、间。同时，公交出行者可以通过媒体方便地获得公交信息，从而可以吸引更多出行者选择公共交通出行。同时，从系统的角度来看，智能公共交通系统是城市智能运输系统的一个关键组成部分，它与其他系统都有着密切的联系，分工协作，从不同的角度共同解决城市交通问题。5.2 智能公共交通系统的关键业务功能智能公共交通系统的关键业务功能包括数据采集、数据挖掘、智能调度、信息服务、拥堵治理、应急管理等，具体功能的详细内容，将在以下内容中具体介绍。5.3 智能公共交通系统实施关键技术智能公共交通系统的核心是实现交通数据采集与处理、通信与传输、分析与挖掘、交换与共享、存储与发布等服务。一方面，随着软件工程技术发展经验、方法、
15、构架模式的不断积累，需要新的技术路线促进更加快捷的系统工程组织模式，以应对飞速发展的服务模式；另一方面，随着经济全球化、信息网络化进程加快，带来了前所未有的分布式系统的交互能力，这既是实现标准化需求的基础，也是智能公共交通系统的瓶颈。而面向服务的体系结构SOA应运而生，它包含运行环境、编程模型、构架风格和相关方法论等在内的一整套崭新的分布式软件系统构架方法和环境，涵盖服务的整个生命周期：建模开发整合迁移部署运行管理，可以极大地方便和促进智能公共交通系统的构建。SOA的核心是致力于实现服务与技术的分离，从而达到服务的可重用性，并易于实现异构系统的集成。XML与Web Service是实现SOA的重要技术手段。5.3.1 XMLXML是由W3C设计、特别为Web应用服务的SGML的一个重要分支。作为一种标记语言，XML标准是由一系列
