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1、,案例7 智能交通系统解决方案,A7.1 智能交通的概念 A7.2 交通发展的现状 A7.3 智能交通系统的发展背景与动因 A7.4 智能交通系统的应用范围 A7.5 智能交通系统的作用 A7.6 智能交通系统的组成 A7.7 智能交通应用系统,智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析和利用为主线的，为交通参与者提供多样性的服务。21世纪将是公路交通智能化的世纪，人们将要采用的智能交通系统(Intelligent Transport System或Intelligent Transportation System，简称ITS)
2、，是一种先进的一体化交通综合管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。,一个国家的发达程度与之交通情况成正比关系，我国的交通运输目前存在如下一些问题： (1) 基础设施短缺与其利用的低效率并存。 (2) 基础设施建设速度落后于车辆增长速度。目前，中国机动车保有量约5000万辆，大城市机动车保有量增长率达到15%，而城市道路每年仅增长3%5%。 (3) 交通拥堵已成为大中城市交通中的普遍现象。,(4) 交通安全形势严峻，造成的损失巨大。1999年，全国共发生412 800起交通事故，其中83 529人死亡，286 8
3、08人受伤，因交通事故引起的直接损失折款多达21亿元人民币。 (5) 机动车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源。一些大城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到60%以上，严重地危害着人们的身体健康。 (6) 运输效率低，能源消耗不断上升。抽样调查表明，全国货运汽车实载率不足70%，而在汽车技术不断提高的今天，运输汽油车油耗却从百公里6.9 L增加到8.4 L。,由此可以看出，交通管理的科学化、智能化对实现科学交通管理是十分必要的，也是十分紧迫的，交通管理落后将会极大地影响我国国民经济的发展。因此，大力开展智能交通对于社会的发展与进步起着至关重要的作用。,智能交通系统的前身是智能
4、车辆道路系统(Intelligent Vehicle Highway System，IVHS)，智能交通系统将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，从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。,A7.1 智能交通的概念,目前，世界上对智能交通系统使用最为广泛的地区是日本，它的VICS系统相当完善和成熟，其次是美国、欧洲等地区，在我国的北京、上海和广东等地也已广泛使用。,A7.2 交通发展的现状,1994年我国部分学者参加了在法国巴黎召开的第一届ITS世界大会，为中国ITS的开展
5、揭开了序幕。 1996年交通部公路科学研究所开展了交通部重点项目智能运输系统发展战略研究工作，1999年智能运输系统发展战略研究一书正式出版发行。 1999年由交通部公路科学研究所牵头，全国数百名专家学者参加的“九五”国家科技攻关重点项目中国智能交通系统体系框架研究工作全面展开，2001年课题完成，通过国家科技部验收，2002年出版中国智能交通系统体系框架一书。,2000年，科技部会同国家计委、经贸委、公安部、交通部、铁道部、建设部和信息产业部等部委及相关部门在充分协商和酝酿的基础上，建立了发展中国ITS的政府协调领导机构全国智能交通系统(ITS)协调指导小组及办公室，并成立了ITS专家咨询委
6、员会。 2002年4月由科技部正式批复的“十五”国家科技攻关“智能交通系统关键技术开发和示范工程”重大项目正式开始实施，北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、中山、济南、青岛和杭州等十个城市是首批智能交通应用示范工程的试点城市。,2002年9月，由中国科技部和交通部共同举办的“第二届北京国际智能交通系统(ITS)技术研讨暨技术与产品展览会”在北京举行。 2003年11月，科技部马颂德副部长第一次率中国政府代表团参加在西班牙马德里举办的第十届ITS世界大会，科技部联合交通部、建设部、公安部和北京市政府联合申办的“2007年第十四届ITS世界大会”获得成功，这标志着中国的智能交通系统建设将在更加开放
7、、竞争与合作并存的环境中加速发展。,2004年10月，科技部第一次大规模组团参加在日本名古屋举办的第十一届ITS世界大会，中国政府展览团在ITS大会的首次展览获得了成功。 2007年10月9日至13日，第十四届智能交通世界大会在北京展览馆举行。大会展示了中国多年来各部门、各地区在ITS领域所取得的成就，并加强了中国在ITS领域的对外交流。 2007年至今智能交通的发展更加顺利，各个城市相继建立了自己的智能交通系统，尽管水平参差不齐，但这些交通管理系统对城市道路管理起到了积极的推动作用。,1汽车发展的社会化 工业化国家在市场经济的指导下，大都经历了经济发展促进汽车产业的发展、而汽车产业的发展又刺
8、激经济发展的过程，这使得这些国家较快地走入了汽车化时代。,A7.3 智能交通系统的发展背景与动因,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、日本等国家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，这些建立在汽车车轮上的工业国家在探索既要维护汽车化社会、又要缓解交通拥挤问题的解决办法的过程中，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概念便逐步形成了。,2人类环境的可续化 工业化国家在工业化、城市化
9、发展的进程中面临着日益严重的资源短缺与环境恶化问题，这一问题在发展中国家身上也同样存在。20世纪50年代以来，生存与发展问题成为人类社会面临的最紧迫的任务，1972年在联合国人类环境会议上通过了人类环境宣言。 城市化是生产力发展的一个必然结果，按世界经济发展的规律，城市化水平达到30%以上就将出现经济的飞速发展阶段。,美国、日本和英国等发达国家在1990年城市化水平已经分别达到了75%、77%和89%，这些国家针对交通发展对资源和环境的影响，逐步调整交通运输体系与结构。这些国家都经历过为满足车辆发展的需求而大力开发建设交通基础设施(如美国1944年规划的7万千米高速公路规划，经过50年基本完成
10、，但仍会产生拥挤和阻塞)，在大量土地、燃油等资源占用和消耗的同时，不但交通需求没有完全满足，而且还造成汽车尾气由于道路拥挤带来的排放量剧增的问题，这不仅在经济上造成了巨大损失，也给环境带来了恶劣的影响。,60和70年代以来，由于石油危机及环境恶化，工业化国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)措施，同时大力发展大运量轨道及实施公交优先政策，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的方法，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，保护社会经济可持续发展和与环境相
11、协调的新一代交通运输系统，成为世界范围内的重要发展趋势。,3信息技术智能化 交通管理的科学化、现代化，一直是人们综合治理、解决交通问题所追寻的目标，早期的交通信号控制系统装置采用了电子、传感和传输等技术实现科学管理，随着科学技术的发展，尤其是计算机、GPS和信息通信技术的普及和应用，交通监视控制系统、交通诱导系统和信息采集系统等在交通管理中发挥了很大的作用，但这些技术只是对车辆或道路实施科学化管理，范围单一，有局限性，系统性不强。,80年代后期以来，世界范围内的冷战结束以后，工业化国家用于军事和国防领域的卫星导航系统、信息采集与提供系统、计算机控制与管理系统、电子与电子通信技术等高新技术转向民
12、用化，军事上的投入也大部分转移到对民用技术的开发和应用上。与此同时，包括我国在内的广大发展中国家也借助和平、稳定的国际环境加快了本国的经济发展，发展中国家经济的迅速发展促进了世界范围内产业结构的巨大变化：,工业化国家在传统工业领域由于劳动力密集型产业向发展中国家集中而失去了明显竞争优势，于是开始酝酿开辟高新技术的产业市场。在这种国际环境背景下，代表一场信息革命到来的信号而引起了全球的极大关注的“信息高速公路”信息技术得到了飞速发展，尤其是国际信息网络“Internet”的建立，加快了全球经济一体化的进程。,智能交通的应用范围主要包括机场或车站客流疏导系统、城市交通智能调度系统、高速公路智能调度
13、系统、运营车辆调度管理系统和机动车自动控制系统等。,A7.4 智能交通系统的应用范围,智能交通系统的作用在于通过人、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。,A7.5 智能交通系统的作用,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如下若干个子系统。由图A7.1可以看出，智能交通的核心系统主要包括交通综合信息共享平台、公共交通、货物运输、交通管理、电子收费、电子政务、应急指挥和公众服务等。,A7.6 智能交通系统的组成,图A7.1 智能交通系统的组成,1先进的交通信息服务系统(ATIS) ATIS是建立在
14、完善的信息网络基础上的。交通参与者通过安装在道路、车辆、换乘站、停车场及气象中心的传感器和传输设备，向交通信息中心提供各地的实时交通信息。 ATIS得到这些信息并通过处理后，实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息；出行者根据这些信息确定自己的出行方式、路线。,更进一步来说，当车上装备了自动定位和导航系统时，该系统可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。图A7.2 给出了一些公共交通自动售票机。,图A7.2 公共交通自动售票机,2先进的交通管理系统(ATMS) ATMS有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系统，但是ATMS主要是给
15、交通管理者使用的，用于检测控制和管理公路交通，在道路、车辆和驾驶员之间提供通信服务。它将对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视，依靠先进的车辆检测技术和计算机信息处理技术获得有关交通状况的信息，并根据收集到的信息对交通进行控制，如信号灯、发布诱导信息、道路管制、事故处理与救援等。图A7.3给出了城市道路GPRS智能监控系统结构图。,图A7.3 城市道路GPRS智能监控系统结构图,3先进的公共交通系统(APTS) APTS的主要目的是采用各种智能技术促进公共运输业的发展，使公交系统实现安全便捷、经济和大运量的目标。如通过个人计算机、闭路电视等向公众就出行方式、路线及车
16、次选择等提供咨询服务，在公交车站通过显示器向候车者提供车辆的实时运行信息。在公交车辆管理中心，可以根据车辆的实时状态合理安排发车、收车等计划，提高工作效率和服务质量。,4先进的车辆控制系统(AVCS) AVCS的目的是开发帮助驾驶员实行车辆控制的各种技术，从而使汽车的行驶变得安全、高效。AVCS包括对驾驶员的警告和帮助、障碍物避免等自动驾驶技术。 5货运管理系统 货运管理系统是指以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术，有效地组织货物运输，提高货运效率。,6电子收费系统(ETC) ETC是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载器与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通信，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，且所交纳的费用经过后台处理后清分给相关的收益业主。在
