智能交通系統(tǒng)講解

1、1 智能交通系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1、智能交通系統(tǒng)的定義 n 智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems，ITS）是對(duì)通信、控制和信息處理技 術(shù)在交通運(yùn)輸系統(tǒng)中集成應(yīng)用的通稱(chēng)。 信息化交通，應(yīng)用電子信息和 控制技術(shù)來(lái)改善交通運(yùn)輸。 運(yùn)輸?shù)倪h(yuǎn)程信息處理 （Transport Telematics） 交通信息和控制系統(tǒng)（Traffic Information & Control System） 百家爭(zhēng)鳴，百花齊放 智能交通智能交通 n智能運(yùn)輸系統(tǒng)，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、傳智能運(yùn)輸系統(tǒng)，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、傳 感器技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智感器技術(shù)、自動(dòng)控制理論

2、、運(yùn)籌學(xué)、人工智 能等有效地綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸、服務(wù)控制能等有效地綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸、服務(wù)控制 和車(chē)輛制造等方面，加強(qiáng)車(chē)輛、道路、管理和車(chē)輛制造等方面，加強(qiáng)車(chē)輛、道路、管理 者三者之間的聯(lián)系，從而形成的一種實(shí)時(shí)、者三者之間的聯(lián)系，從而形成的一種實(shí)時(shí)、 準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)，最終使交通運(yùn)準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)，最終使交通運(yùn) 輸服務(wù)和管理智能化，使路網(wǎng)上的交通流運(yùn)輸服務(wù)和管理智能化，使路網(wǎng)上的交通流運(yùn) 行處于最佳狀態(tài)。行處于最佳狀態(tài)。 nITS起源于城市交通信號(hào)控制 系統(tǒng)（SCOOT，SCATS） nITS目的是改善交通系統(tǒng) 1、智能交通系統(tǒng)的定義 2、智能交通系統(tǒng)能做什么 先進(jìn)的交通管理系

3、 統(tǒng) 先進(jìn)的出行者信息先進(jìn)的出行者信息 服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng) 先進(jìn)的車(chē)輛控制先進(jìn)的車(chē)輛控制 系統(tǒng)系統(tǒng) 先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)先進(jìn)的公共交通系統(tǒng) 緊急交通事件緊急交通事件 應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng) 電子支付系統(tǒng)電子支付系統(tǒng) n先進(jìn)的交通管理系統(tǒng) 高效管理，合理安全 2、智能交通系統(tǒng)能做什么 城市交通信號(hào)控制城市交通信號(hào)控制 車(chē)流和需求管理車(chē)流和需求管理 交通路徑誘導(dǎo)交通路徑誘導(dǎo) 高速公路協(xié)調(diào)管理高速公路協(xié)調(diào)管理 交通執(zhí)法交通執(zhí)法 n先進(jìn)的出行者信息服務(wù)系統(tǒng) 提供信息，引導(dǎo)出行 2、智能交通系統(tǒng)能做什么 車(chē)載信息服務(wù)車(chē)載信息服務(wù) 可變信息板（可變信息板（VMS） 移動(dòng)通信設(shè)備（手移動(dòng)通信設(shè)備（手 機(jī)、機(jī)、

4、PDA） Web發(fā)布發(fā)布 n先進(jìn)的車(chē)輛控制系統(tǒng) 警告提醒，協(xié)助駕駛 2、智能交通系統(tǒng)能做什么 碰撞警告和躲避系統(tǒng)碰撞警告和躲避系統(tǒng) 側(cè)翻警告和預(yù)防系統(tǒng)側(cè)翻警告和預(yù)防系統(tǒng) 公共汽車(chē)事故預(yù)防系統(tǒng)公共汽車(chē)事故預(yù)防系統(tǒng) 遠(yuǎn)程車(chē)輛診斷遠(yuǎn)程車(chē)輛診斷 駕駛員瞌睡、疲勞檢測(cè)器駕駛員瞌睡、疲勞檢測(cè)器 路口防撞系統(tǒng)路口防撞系統(tǒng) n先進(jìn)的公共交通系統(tǒng) 提高效率，方便出行 2、智能交通系統(tǒng)能做什么 公共交通信息公共交通信息 公共交通優(yōu)先公共交通優(yōu)先 公交運(yùn)營(yíng)管理公交運(yùn)營(yíng)管理 n電子支付系統(tǒng) 支付便利，節(jié)省時(shí)間 2、智能交通系統(tǒng)能做什么 不停車(chē)收費(fèi)不停車(chē)收費(fèi) 擁堵收費(fèi)擁堵收費(fèi) 公交卡公交卡 n緊急交通事件應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)

5、快速響應(yīng)，降低損失 2、智能交通系統(tǒng)能做什么 事件檢測(cè)事件檢測(cè) 應(yīng)急響應(yīng)應(yīng)急響應(yīng) 事件管理系統(tǒng)事件管理系統(tǒng) 3、信息與控制技術(shù)在ITS中的地位 決策支持、交通控制、車(chē)輛控制 、信息發(fā)布 有線、無(wú)線、短程通信 計(jì)算機(jī)分析處理 出行、事件、定位、 導(dǎo)航 檢測(cè)器布設(shè) 道路、車(chē)輛、路網(wǎng) 信息利用信息利用 通信和數(shù)據(jù)交換通信和數(shù)據(jù)交換 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)獲取 nITS使用的信息與控制技術(shù) 3、信息與控制技術(shù)在ITS中的地位 交通工程交通工程 | | 理論指導(dǎo) ITS 信息與控制信息與控制 | | 技術(shù)實(shí)現(xiàn) 兩者整合兩者整合 | | 工程應(yīng)用 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) v交通信息采集技術(shù)交通信

6、息采集技術(shù) (交通流量、速度、占有率、延誤、排交通流量、速度、占有率、延誤、排 隊(duì)長(zhǎng)度、交通密度、車(chē)頭時(shí)距等）隊(duì)長(zhǎng)度、交通密度、車(chē)頭時(shí)距等） （1）磁感應(yīng)車(chē)輛檢測(cè)器）磁感應(yīng)車(chē)輛檢測(cè)器 （2）微波車(chē)輛檢測(cè)器）微波車(chē)輛檢測(cè)器 （3）超聲波車(chē)輛檢測(cè)器）超聲波車(chē)輛檢測(cè)器 （4）激光車(chē)輛檢測(cè)器）激光車(chē)輛檢測(cè)器 （5）紅外車(chē)輛檢測(cè)器）紅外車(chē)輛檢測(cè)器 （6）視頻車(chē)輛檢測(cè)器）視頻車(chē)輛檢測(cè)器 （7）無(wú)線車(chē)輛檢測(cè)器）無(wú)線車(chē)輛檢測(cè)器 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) （1）磁感應(yīng)車(chē)輛檢測(cè)器 n環(huán)形線圈埋置路面下，流過(guò)線圈的電流產(chǎn)生磁場(chǎng) ，車(chē)輛在上面通過(guò)時(shí)金屬部件干擾磁場(chǎng)，電流會(huì) 跳躍式上升。當(dāng)該電流超過(guò)指定閾值時(shí)會(huì)觸發(fā)記

7、錄儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛數(shù)及通過(guò)時(shí)間的檢測(cè)。 n原理簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定 n易損壞、擁堵時(shí)檢測(cè)精度大幅下降 （2）微波車(chē)輛檢測(cè)器 n通過(guò)發(fā)射中心頻率為10.525GHZ或24.200GHZ的連 續(xù)頻率調(diào)制微波(FMCW)，在檢測(cè)路面上投映一個(gè) 寬度為34米，長(zhǎng)度為64米的微波帶，車(chē)輛經(jīng)過(guò)微 波帶時(shí)會(huì)反射一個(gè)微波信號(hào)，通過(guò)計(jì)算接收頻率 和時(shí)間的變化參數(shù)統(tǒng)計(jì)車(chē)輛的速度、流量等信息 。 n擁堵、大型車(chē)遮擋等會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)精度極大降低 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) （3）超聲波檢測(cè)器 根據(jù)聲波的傳播和反射原理，通過(guò)對(duì)發(fā)射波和 反射波的時(shí)差測(cè)量實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量的設(shè)備 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) （4）激光車(chē)輛檢測(cè)器 （5）紅外車(chē)輛

8、檢測(cè)器 n通過(guò)紅外激光發(fā)射和接收來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的同 步掃描，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。 n擁堵時(shí)很難區(qū)分車(chē)輛和行人 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) （6）視頻車(chē)輛檢測(cè)器 n設(shè)置虛擬線圈，車(chē)輛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，根據(jù)背 景灰度值的變化，判斷車(chē)輛的存在。 n夜間、惡劣天氣、燈光、汽車(chē)動(dòng)態(tài)變化等影 響 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) （7）無(wú)線車(chē)輛檢測(cè)器 n無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、RFIC電子標(biāo)簽、GPS等 n未來(lái)的主流技術(shù) 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)技術(shù) 交通交通 流量流量 占有率占有率車(chē)速車(chē)速 車(chē)隊(duì)車(chē)隊(duì) 長(zhǎng)度長(zhǎng)度 多車(chē)道多車(chē)道 覆蓋覆蓋 其他參數(shù)其他參數(shù) 環(huán)型感應(yīng)線圈環(huán)型感應(yīng)線圈 檢測(cè)器檢測(cè)器 *車(chē)身長(zhǎng)度 視頻檢測(cè)

9、器視頻檢測(cè)器車(chē)頭時(shí)距、車(chē)型 微波檢測(cè)器微波檢測(cè)器*車(chē)頭時(shí)距 超聲波檢測(cè)器超聲波檢測(cè)器*NO 紅外檢測(cè)器紅外檢測(cè)器*車(chē)型、靜止車(chē)輛 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) n學(xué)術(shù)的論文比較少，主要是因?yàn)樵囼?yàn)測(cè)試環(huán)境很 難搭建。 n交通部“十二五”規(guī)劃中，將推行電子車(chē)牌，未 來(lái)基于電子標(biāo)簽檢測(cè)技術(shù)將成為主流。 n交通指揮中心存有大量殘缺數(shù)據(jù)，如何對(duì)異常數(shù) 據(jù)進(jìn)行修復(fù)、對(duì)殘缺的數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)、對(duì)特定道 路的交通運(yùn)行模式進(jìn)行分析等，是理論研究的切 入點(diǎn)，也是實(shí)際應(yīng)用所急需的。 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) n交通信號(hào)控制技術(shù)理論方法 （1）相位、相序優(yōu)化 （2）配時(shí)優(yōu)化 n單點(diǎn)控制 n干線綠波 n區(qū)域控制 4、智能交通系

10、統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) n交通控制理論未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) （1）網(wǎng)絡(luò)化控制（NTCIP、ATC2.5) （2）信號(hào)與誘導(dǎo)協(xié)同控制 （3）車(chē)路協(xié)同協(xié)同控制 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 車(chē)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(Vehicle ad hoc networks，VANET） 的基本思想：在一定通信范圍內(nèi)的車(chē)輛可以相互交換 各自的車(chē)速、位置等信息以及車(chē)載傳感器感知的數(shù) 據(jù)，并自動(dòng)的連接建立起一個(gè)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)。 歐洲：V2V,Car2Car Vehicle to Infrastructure 日本：VICS 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 檢測(cè)到交通事故、交通擁擠、檢測(cè)到交通事故、交通擁擠、 道路安全等緊急事件時(shí)，信息道

11、路安全等緊急事件時(shí)，信息 可以瞬間快速地傳播可以瞬間快速地傳播 擴(kuò)大駕駛員的感知范圍，使其擴(kuò)大駕駛員的感知范圍，使其 能預(yù)先進(jìn)行安全駕駛能預(yù)先進(jìn)行安全駕駛 完備信息下車(chē)輛間友好協(xié)作，完備信息下車(chē)輛間友好協(xié)作， 進(jìn)行信息交互、共享等進(jìn)行信息交互、共享等 VANET應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 通過(guò)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)，車(chē)輛能 根據(jù)尾隨車(chē)輛和更多前 邊視線范圍外的車(chē)輛相 互協(xié)同行駛，這樣能夠 自動(dòng)形成一個(gè)更為和 諧的車(chē)輛行駛隊(duì)列，避 免更多的交通事故。 4、智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 課題相關(guān) 智能公交 利用車(chē)輛定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、公交運(yùn)營(yíng)優(yōu)化與評(píng)價(jià)技 利用車(chē)輛定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、公交運(yùn)營(yíng)優(yōu)化與評(píng)價(jià)技 術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，通過(guò)中國(guó)聯(lián)通無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，通過(guò)中國(guó)聯(lián)通無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（3G/2G） 實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛、電子站牌、公交人員與中心管理平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛、電子站牌、公交人員與中心管理平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)信息 傳輸，為公交公司提供集智能化調(diào)度、視頻監(jiān)控、信息發(fā)布、安全管傳輸，為公交公司提供集智能化調(diào)度、視頻監(jiān)控、信息發(fā)布、安全管 理于一體的先進(jìn)管理手段。理于一體的先進(jìn)管理手段。 產(chǎn)品四大功能