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1、交通机电工程课程设计智能交通系统关键技术在高速公路领域中的应用探讨学 院 土木与交通学院 专 业 交通工程 组 长 组 员 提交日期 2012 年 6 月 29 日交通机电工程课程设计0目录内容摘要 .1引言 .1第一章 智能交通系统（ITS） .11.1 智能交通系统发展背景 .11.2 智能交通系统简介 .11.2.1 智能交通系统定义 .11.2.2 智能交通系统应用范围 .21.2.3 智能交通系统作用 .21.3 智能交通系统的系统组成 .21.4 智能交通系统在各国的发展 .41.4.1 日本 ITS 的发展 .41.4.2 美国的 ITS 发展 .41.4.3 欧洲 ITS 的发
2、展 .51.4.4 国内 ITS 的发展 .5第二章 高速公路中的智能交通系统 .62.1 高速公路简介 .62.1.1 定义 .62.1.2 特点 .622 高速公路中应用智能交通系统的必要性 .7交通机电工程课程设计12.2.1 保障高速公路车辆高效安全运行 .72.2.2 提供路况实时信息和导航 .72.2.3 提高高速公路运输效率 .72.3 高速公路中的智能交通系统 .82.3.1 先进的交通监控与管理系统 .82.3.2 集成的信息服务系统 .82.3.3 电子收费系统 .82.3.4 运输管理系统 .82.3.5 安全保障系统 .82.4 高速公路中智能交通现阶段应用 .8第三章
3、 高速公路交通智能管理系统 .103.1 交通信息采集与处理技术 .103.2.通信技术 .113.3 数据库技术 .12第四章 高速公路智能化导航系统及其支撑技术 .144.1 智能化导航系统产生背景 .144.2 智能车辆导航技术的研究现状及关键技术 .144.2.1 机器视觉 .154.2.2 引导磁钉或引导电缆 .154.2.3 惯性导航系统 .154.2.4 全球定位系统/数字地图 .174.2.5 多传感器组合导航技术 .18交通机电工程课程设计24.3 智能车辆导航技术的发展趋势 .19第五章 高速公里电子不停车收费系统（ETC） .215.1 自动车辆识别技术（AVI） .21
4、5.1.1 RFID 识别技术 .225.1.2 红外线识别技术 .265.1.3 图像识别技术 .275.2 自动车型分类计术（AVC） .285.2.1 车型分类系统的发展现状 .285.2.2 车型分类系统研究现状 .305.3、违章车辆抓拍技术（VEC） .34参考文献 .36交通机电工程课程设计3交通机电工程课程设计0内容摘要本文主要介绍了高速公路中的智能交通系统及其关键技术在高速公路管理运营，安全保障，提高服务水平提高运输效率等方面的一些应用及探索，并对高速公路智能交通系统中的一些关键技术进行了详细说明。首先在第一章介绍了智能交通系统的一些概况。包括智能交通系统的发展背景，定义，组
5、成和在各个国家的发展情况等。然后在第二章中对高速公路特点和高速公路智能交通系统组成和应用进行了简要介绍，同时说明了在高速公路中智能交通系统在保障高速公路车辆高效安全运行，提供路况实时信息和导航，提高高速公路运输效率的重要性。第三章主要是对高速公路交通智能管理系统的组成介绍，并对其包含的关键技术包括交通信息采集与处理技术，通信技术，数据库技术等在这个系统中的应用进行了介绍和论述。第四章主要是对智能化导航系统的介绍。着重论述了机器视觉，引导磁钉或引导电缆 ， 惯性导航系统 ，全球定位系统/数字地图 ，多传感器组合导航技术等关键技术的原理及其在导航系统中的应用 。第五章主要是关于电子不停车收费系统的
6、介绍。这个系统采用了很多关键技术共同完成车辆的不停车收费过程，其中包括 3 大主要技术：车辆自动识别技术、自动车型分类技术、违章车辆抓拍技术。在本章中就对这个三大技术原理以及它们是在这个系统中的作用进行了详细介绍。关键词：智能交通系统，高速公里，高速公路交通智能管理系统，智能化导航系统，电子不停车收费系统交通机电工程课程设计0引言智能交通系统，简称 ITS，从五十年代开始起行成概念，经过几十年的发展，在一些发达国家的应用已基本成形，其中以日美欧为代表。智能交通，在最近几年开始频繁出现在人们的视野中，并已成为未来各国交通运输系统的追求目标。 而高速公路作为交通运输系统的重要的组成部分，也许高速公
7、路的里程数在整个道路网中来说是最少的，但它的高效，高速，高通行能力，却让它承担比其它类型公路多得多的运输任务。以美国为例，在美国高速公路仅占公路总里程的 1.1%，却承担全国公路运输任务的 19%。因此，探索智能交通系统在高速公路中的应用就显得极有意义。本文基于这点考虑，对高速公路中的智能交通系统及其关键技术的原理及应用进行了详细的介绍和论述。交通机电工程课程设计1交通机电工程课程设计0第一章 智能交通系统（ITS）1.1 智能交通系统发展背景工业化国家在市场经济的指导下，大都经历了经济的发展促进汽车的发展，而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程，从而这些国家尽早实现了汽车化的时代。为了满足日益
8、增长的交通需求，世界各国先后建立四通八达的交通运输网络，但交通工具的增长速度远远高于道路和其他交通设施的增长，汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消费和环境污染等社会问题日趋恶化，交通阻塞造成的经济损失巨大，使道路设施十分发达的美国、日本等也不得不从以往只靠供给来满足需求的思维模式转向采取供、需两方面共同管理的技术和方法来改善日益尖锐的交通问题，这些建立在汽车轮子上的工业国家在探索既维护汽车化社会，又要缓解交通拥挤问题的办法中，旨在借助现代化科技改善交通状况达到保障安全，提高效率、改善环境、节约能源的目的的 ITS 概念便逐步形成。60、70 年代以来，由于石油危机及环境恶化，工业化国
9、家开始采取以提高效益和节约能源为目的的交通系统管理（TSM）和交通需求管理（TDM ）同时大力发展大运量轨道及实施工交优先政策，在社会可持续化发展的目标下调整运输结构，建立对能源均衡利用和环境保护最优化的交通运输体系。ITS 作为综合解决交通问题，保护社会经济可持续发展和与环境相协调的新一代交通运输系统，随着信息技术的迅速发展在发达国家孕育发展，90 年代以后，成为世界范围内的重要发展趋势。1.2 智能交通系统简介1.2.1 智能交通系统定义智 能 交 通 系 统 将 先 进 的 信 息 技 术 、 数 据 通 讯 传 输 技 术 、 电 子 传 感 技 术 、电 子 控 制 技 术 以 及
10、计 算 机 处 理 技 术 等 有 效 地 集 成 运 用 于 整 个 交 通 运 输 管交通机电工程课程设计1理 体 系 ， 而 建 立 起 的 一 种 在 大 范 围 内 、 全 方 位 发 挥 作 用 的 ， 实 时 、 准 确 、 高效 的 综 合 运 输 和 管 理 系 统 。1.2.2 智能交通系统应用范围包 括 机 场 、 车 站 客 流 疏 导 系 统 ， 城 市 交 通 智 能 调 度 系 统 ， 高 速 公 路 智能 调 度 系 统 ， 高 速 公 路 自 动 收 费 系 统 共 ， 智 能 化 的 导 航 系 统 ， 安 全 驾 驶 辅 助系 统 ， 运 营 车 辆 调
11、度 管 理 系 统 ， 机 动 车 自 动 控 制 系 统 等 。1.2.3 智能交通系统作用它 通 过 人 、 车 、 路 的 和 谐 、 密 切 配 合 提 高 交 通 运 输 效 率 ， 缓 解 交 通 阻 塞 ，提 高 路 网 通 过 能 力 ， 减 少 交 通 事 故 ， 降 低 能 源 消 耗 ， 减 轻 环 境 污 染 。它能使交通基础设施发挥出最大的效能，提高服务质量；同时使社会能够高效地使用交通设施和能源，从而获得巨大的社会经济效益。它不但有可能解决交通的拥堵，而且对交通安全、交通事故的处理与救援、客货运输管理、道路收费系统等方面都会产生巨大的影响。ITS 的功能主要表现在：
12、（1）顺畅功能：增加交通的机动性，提高运营效率；提高道路网的通行能力，提高设施效率；调控交通需求。（2）安全功能：提高交通的安全水平，降低事故的可能性/避免事故；减轻事故的损害程度；防止事故后灾难的扩大。（3）环境功能：减轻堵塞；低公害化，降低汽车运输对环境的影响。1.3 智能交通系统的系统组成智 能 交 通 系 统 是 一 个 复 杂 的 综 合 性 的 系 统 ， 从 系 统 组 成 的 角 度 可 分 成以 下 一 些 子 系 统 ：（ 1)先 进 的 交 通 信 息 服 务 系 统 (ATIS) ATIS 是 建 立 在 完 善 的 信 息 网 络 基 础 上 的 。 交 通 参 与 者
