(交通運(yùn)輸)智慧城市系列之智能交通系統(tǒng)(完整版)

1、第二章智能交通系統(tǒng)的發(fā)展第二章 智能交通系統(tǒng)的發(fā)展第一節(jié)ITS的基本概念“智能交通系統(tǒng)”,簡稱 ITS (Intelligent Transportation systems),是交通運(yùn) 輸領(lǐng)域各種高科技技術(shù)系統(tǒng)的一個統(tǒng)稱。凡是運(yùn)用高新科學(xué)技術(shù)手段組成的、 旨在改善交通狀況、緩解交通問題的各種技術(shù)系統(tǒng)，都可稱為ITS。相關(guān)的高新 技術(shù)主要包括信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)等。改善交通 狀況主要是指提高交通運(yùn)輸效率和提高汽車行駛性能；緩解交通問題主要是指 減少交通事故和降低交通對環(huán)境的污染。ITS這一國際性術(shù)語于1994年被正式認(rèn)定。在此之前，美國稱這類技術(shù)或 相關(guān)研究項(xiàng)目為“智能

2、車輛道路系統(tǒng)dVHS)w (Intelligent Vehicle Highway System)；日本將這類技術(shù)稱為UTMS、VICS等；歐盟則稱之為“道路交通信 息技術(shù)(RTI)”。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)為ITS設(shè)立的專項(xiàng)叫ISO/TC_204,使 用的術(shù)語是"TICS (交通運(yùn)輸信息與控制系統(tǒng)”第二節(jié)ITS在美國美國在60年代末就已研究開發(fā)電子導(dǎo)行系統(tǒng)ERGS (Electronic Route Guidance System)o后來，美國發(fā)現(xiàn)歐盟、日本都在致力于研究應(yīng)用高新技術(shù)改 善道路交通狀況的課題；又考慮到在冷戰(zhàn)結(jié)束后美國的許多軍用高科技成果可 轉(zhuǎn)向民用，故中斷了相關(guān)研

3、究。1989年，由聯(lián)邦運(yùn)輸部向國會提出了一個研發(fā) 運(yùn)用高科技成果改善道路交通的長達(dá)30年的戰(zhàn)略計劃，定名為IVHS,并投資300多億美元組織全國政府部門、高等院校、研究機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)界(包括眾多咨詢 公司)投入這項(xiàng)研究。(1) IVHS戰(zhàn)略計劃(2) 1989年IVHS戰(zhàn)略計劃1989年美國制定了 IVHS的研究總目標(biāo)、研究的分系統(tǒng)及研究內(nèi)容等。確 定其研究目標(biāo)是：使用信息技術(shù)、計算機(jī)自動控制等高新技術(shù)建立先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)， 提高城市道路與城際高速道路網(wǎng)的運(yùn)營效率。通過車內(nèi)、車外信息系統(tǒng)，向駕駛員提供交通狀況及駕駛所需有關(guān)信息 及行駛路線導(dǎo)行信息，使車輛可以最短時間到達(dá)目的地。用車內(nèi)安全報警系統(tǒng)

4、提高駕駛員注意力，提高交通安全性。用安全報警系統(tǒng)、輔助駕駛系統(tǒng)、車輛辨識系統(tǒng)等提高貨車等商用車的 運(yùn)行效率、安全性與可靠性。用出行信息系統(tǒng)給旅行者提供各類交通信息，提高交通服務(wù)水平，使出 行方便、暢通、舒適。改善車輛在道路上的運(yùn)行狀態(tài)，降低交通對環(huán)境的污染。發(fā)展交通運(yùn)輸系統(tǒng)智能化、信息化設(shè)施新產(chǎn)業(yè)。戰(zhàn)略計劃中的IVHS分成四個分系統(tǒng)：先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)(Advanced Traffic Management System,簡稱 ATMS)> 先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)(Advanced Traveler hifonnation System,簡稱 ATIS)> 商用車運(yùn)行管理系統(tǒng)(Comm

5、eicial Vehicle Operation System,簡稱 CVOS)、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)(Advanced Vehicle Control System,簡稱 AVCS)。(3) 1991 年的 ISTEA1991年美國又提出新一輪的道路交通建設(shè)法案，即簡稱ISTEA (Iiitennodal Surface Transportation Efficiency Act)的陸上綜合交通運(yùn)輸效率化法案，被美 國交通運(yùn)輸界譽(yù)為確立美國交通運(yùn)輸新政策的一部劃時代的交通運(yùn)輸建設(shè)新法 案。這就是著名的“冰茶法案:法案中，把IVHS的研究開發(fā)置于道路交通建 設(shè)政策的中心項(xiàng)目的位置，并規(guī)定了研究開

6、發(fā)IVHS的巨大投資計劃。(4) 1992年IVHS戰(zhàn)略計劃美國1992年再次提出的IVHS戰(zhàn)略計劃，把四大分系統(tǒng)的研究課題分為兩 大類：“研究開發(fā)”與“運(yùn)行測試”。前者是IVHS的基礎(chǔ)研究，后者是把基礎(chǔ)研 究成果推向?qū)嶋H應(yīng)用前的論證階段。從美國IVHS戰(zhàn)略計劃的研究內(nèi)容可見：IVHS不僅涉及所需的高新技術(shù)， 還涉及實(shí)施運(yùn)行后，IVHS對社會、經(jīng)濟(jì)、法律、土地使用及人們出行行為的影 響，以及所需采取的管理制度的建立等研究內(nèi)容?？梢?，IVHS不僅使交通運(yùn)輸 建設(shè)與運(yùn)行管理走上高科技之路，使交通運(yùn)輸產(chǎn)生劃時代的改變，而且將對社 會、經(jīng)濟(jì)、法律、土地使用產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。2 .研究IVHS的組織機(jī)構(gòu)1

7、989年美國有一個民間組織，叫Mobility-2000,自發(fā)開展有關(guān)促進(jìn)協(xié)調(diào)研 究IVHS的工作。提出IVHS戰(zhàn)略計劃后，考慮到這樣龐大的研究計劃涉及學(xué)科 眾多，于是美國運(yùn)用二戰(zhàn)中組織大型科研項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，在國家的主持下， 于1990年成立研究工作的組織、管理與協(xié)調(diào)專門機(jī)構(gòu)，組織來自全國各部門(政 府部門、高等院校、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)單位、咨詢公司等)、各學(xué)科的專家、學(xué)者、 管理人員共同協(xié)作完成IVHS研發(fā)任務(wù)。這個組織機(jī)構(gòu)開始取名為IVHSAmeiica (Intelligent Veliicle Highway Society-America)。3 .從 IVHS 到 ITS1994,美國

8、根據(jù)IVHS的實(shí)際在研項(xiàng)目，認(rèn)為IVHS的名稱已不能覆蓋其全 部內(nèi)容，因而把IVHS改名為ITSo在原IVHS四大分系統(tǒng)基礎(chǔ)上再增加兩個分 系統(tǒng)，先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)(Advanced Public Transit System,簡稱APTS)和先 進(jìn)的鄉(xiāng)村交通系統(tǒng)(Advanced Ruial Tianspoitation System,簡稱 ARTS),形成 現(xiàn)在的ITS研究的構(gòu)架。與此同時，原組織機(jī)構(gòu)IVHS-Ame】ica也隨之更名為 ITS-Americao4 .時間節(jié)約戰(zhàn)略1996年1月，美國聯(lián)邦運(yùn)輸部又發(fā)布了 “交通運(yùn)行時間節(jié)約戰(zhàn)略”。在這個 “戰(zhàn)略”中提出了 ITI (Intel

9、ligent Transportation Infirastructuie)”智能交通運(yùn)輸基 礎(chǔ)設(shè)施”的新概念，就是要通過美國75個城市“智能交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施”的建 設(shè)，在今后10年內(nèi)，實(shí)現(xiàn)旅行時間縮短15%的一項(xiàng)計劃，借以加強(qiáng)ITS研究成 果的實(shí)施，推進(jìn)ITS設(shè)施產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。ITI “智能交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施”概念的提出及其在美國75個城市中的實(shí)施， 加上日本在全國推廣VICS及其ITS設(shè)施建設(shè)的響應(yīng)與國際上ITS的激烈競爭表 明：新世紀(jì)的交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施已不再是傳統(tǒng)的土建設(shè)施，而是土建加ITS設(shè) 施的綜合，這是對傳統(tǒng)交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施觀念的一個徹底更新。無疑，沒有強(qiáng) 有力的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的支撐，美

10、國是不會提出這樣的“戰(zhàn)略”的。5 . ITS的效益(1)美國于1990年在達(dá)拉斯(Dallas)召開了全國IVHS會議,對當(dāng)時LVHS 的效益作了定性的描述，認(rèn)為：IVHS可以促進(jìn)全國交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，汽車工 業(yè)將有一個飛躍，現(xiàn)有路網(wǎng)將被更加有效地使用，旅行者的出行將更安全、方 便、通暢、舒適，能源將大大節(jié)省，環(huán)境將得到改善。(2) Mobility-2000曾對美國應(yīng)用IHVS技術(shù)的潛在效益作過分析，基本結(jié) 論如下： 可使都市地區(qū)的交通阻塞損失降低25%40%。以1990年美國因交通阻 塞損失1000億美元計，因IVHS每年至少可減少損失250億美元。這項(xiàng)效益還 將因交通量的逐年增長而增加。

11、 到2010年，估計每年可以減少交通事故死亡11500人及220億次交通事 故；到2020年可以減少交通事故死亡33500人，交通事故650億次。此外尚可帶來減少能源消耗，降低大氣污染，提高城市運(yùn)輸生產(chǎn)力的效 益。 各相關(guān)產(chǎn)品的國際國內(nèi)市場效益，估計到2000年可達(dá)每年280億美元。Mobility-2000對IVHS計劃成本估計包括研究、開發(fā)、測試、設(shè)計、安裝， 共約350億美元。這是以美國250個大都市、18000里高速公路上全部使用IVHS 為前提的。分項(xiàng)成本如下： 研究開發(fā)成本約14億美元； 測試經(jīng)費(fèi)約30億美元； 實(shí)施安裝成本約300億美元；此外車主大約要花費(fèi)800-1000美元購買

12、車內(nèi)有關(guān)設(shè)備。若單計降低交通擁擠損失及產(chǎn)品市場效益兩項(xiàng)，以上成本一年即可全部回 收。(3)美國得克薩斯(Texas)州運(yùn)輸部對IVHS的效益估計ATMS可減少停車次數(shù)30%,降低行駛時間13%45%； ATIS又可降低行 駛時間10%15%； CVO可提高貨運(yùn)效率；AVCS可減少交通事故，提高道路 9第二章智能交通系統(tǒng)的發(fā)展通行能力，減少廢氣排放8%15%。(4)美國實(shí)施ITS取得的實(shí)效 ATMS在密歇根(Michigan)使高峰期間車速提高19%,在密蘇里 (Missouri)使高峰期間車速提高35%； ATIS使行駛時間縮短了 19%； AVCS使公共汽車交通事故降低20%。第三節(jié)ITS在

13、日本1 .研究ITS的簡要?dú)v史(1) 1971 年日本就開始研究開發(fā) CACS( Comprehensive Automobile Control System), 1979年完成，未能實(shí)施；(1) ) 1984 年建設(shè)省研究開發(fā) RACS (Road Automobile Conununication System), 1991年完成，未能實(shí)施；(3) 1987 年警察廳研究開發(fā) AMTICS(Advanced Mobile Traffic Information and Communication System), 1991 年完成，也未能實(shí)施；(4) 1991年，在上述系統(tǒng)基礎(chǔ)上，警察廳

14、、建設(shè)省、郵電省聯(lián)合開發(fā)VICS (Vehicle hifonnation and Conununication System), 1993 年完成，1994 年開始在 東京試運(yùn)行，獲得成功，1996年在東京1都3縣開始服務(wù)，1997年組織全國推 廣。(5) 1993 年，日本提出 UTMS (Universal Traffic Management System)計 劃，全面展開研究ITS。UTMS包括六個分系統(tǒng)： ITCS (Integrated Traffic Control System)集成交通控制系統(tǒng)； AMIS (Advanced Moblie Infonnation Syste

15、m)先進(jìn)車輛信息系統(tǒng)； MOCS (Mobile Operation Control System)車輛運(yùn)行控制系統(tǒng)； DRGS (Dynamic Route Guidance System)動態(tài)路線導(dǎo)行系統(tǒng)； PTPS (Public Transportation Priority System)公共交通優(yōu)先系統(tǒng)； EPMS(Enviiomnent Protection Management System)環(huán)境保護(hù)管理系統(tǒng)。(6) 1995年，在橫濱召開的第二屆世界ITS會議后，把所有研究項(xiàng)目也統(tǒng)稱為ITS。2. ITS基本國策日本研發(fā)ITS的基本政策是從“基本方針”、“實(shí)施方針”到“ITS

16、總體構(gòu)想二（1） “基本方針”1995年2月，日本政府制定了 “推進(jìn)實(shí)施高度信息通信社會的基本方針”； 6月，日本內(nèi)閣會議正式通過。在“基本方針” 5個研究領(lǐng)域中，道路交通情報 化研究被列在首位。（2） “實(shí)施方針”同年，在“推進(jìn)實(shí)施高度信息通信社會的基本方針”的基礎(chǔ)上，由與研究 ITS有關(guān)的四省一廳（建設(shè)省、通產(chǎn)省、運(yùn)輸省、郵電省以及警察廳）聯(lián)合制定 并宣布了 “在道路、交通、車輛領(lǐng)域?qū)嵤┬畔⒒姆结槨?，“?shí)施方針”向國內(nèi) 外表明了日本政府對于推進(jìn)研究開發(fā)ITS的積極姿態(tài)。其目的在于：組織推進(jìn) 政府、產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界聯(lián)合開發(fā)研究ITS,并于21世紀(jì)初把各種系統(tǒng)陸續(xù)投入 實(shí)用，構(gòu)成ITS體系。實(shí)

17、施措施“實(shí)施方針”提出11條實(shí)施措施：制定總體構(gòu)想組織研究管理機(jī)構(gòu)研究與開發(fā)項(xiàng)目實(shí)施測試內(nèi)容基礎(chǔ)設(shè)施布設(shè)開發(fā)ITS的實(shí)用化法制、制度的配合考慮標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的兼容適應(yīng)性國際合作ITS國際會議 13 公共交通優(yōu)先商用車輛高效化行人緊急車輛運(yùn)行“實(shí)施方針”研究領(lǐng)域“實(shí)施方針”計劃研究開發(fā)9個領(lǐng)域:導(dǎo)行系統(tǒng)自動收費(fèi)系統(tǒng)安全駕駛系統(tǒng)交通管理最優(yōu)化道路管理高效化（3） “ITS總體構(gòu)想”1996年7月，在“實(shí)施方針”基礎(chǔ)上，日本的四省一廳聯(lián)合制定并出版了 “推進(jìn)ITS總體構(gòu)想”?！翱傮w構(gòu)想”的目的使國民深入理解ITS的必要性和通過統(tǒng)一產(chǎn)、學(xué)、官各界目標(biāo)推進(jìn)ITS實(shí)用 化的研究開發(fā)?！翱傮w構(gòu)想”研究計劃“總體

18、構(gòu)想”研究計劃在“實(shí)施方針” 9個開發(fā)領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確 20項(xiàng)為用戶服務(wù)項(xiàng)目。應(yīng)“總體構(gòu)想”的提出，1996年日本政府安排596億日元用于ITS實(shí)用化 和改善基礎(chǔ)設(shè)施，74億日元用于ITS的研究開發(fā)，用高額的財政支持來加緊推 進(jìn)ITS的研究與開發(fā)應(yīng)用。3.研究ITS的組織機(jī)構(gòu)為研究開發(fā)ITS,日本政府及民間曾成立不少組織機(jī)構(gòu)，主要有：(1) HIDO日本 1984 年就已成立 HIDO ( Highway hidustiy Development Organization)財團(tuán)法人“道路新產(chǎn)業(yè)開發(fā)機(jī)構(gòu)”，專門資助ITS研究成果的 開發(fā)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化。(2) UTMS-JAPAN1993

19、年配合 UTMS 的提出，成立 UTMS-JAPAN (Universal Traffic Management Society of Japan) “日本通用交通管理系統(tǒng)研究促進(jìn)協(xié)會(3) VERTIS1994年開始，效仿美國、歐洲，四省一廳聯(lián)合組織成立全國統(tǒng)一的研究開 發(fā) ITS 的組織機(jī)構(gòu)VERTIS (Vehicle, Road and Traffic Intelligence Society), 即“車輛、道路和交通智能化協(xié)會二(4) ITS的效益分析(1)交通效益日本對ITS的效益估計見表2-1 o表21日本ITS交通效益估計10年后20年后30年后減少交通事故0.850.700.

20、50降低堵車發(fā)生率0.500.200節(jié)省燃料0.900.800.78降低廢氣污染0.900.850.80第二章智能交通系統(tǒng)的發(fā)展 #（2） ITS的收益投資比日本ITS的收益投資見下表2-2o第四節(jié)ITS在歐洲表22日本ITS收益投資估計投資（兆日元）收益（兆日元）收益/投資第一階段1995-2000年1.01.21.2第二階段2001-2005年75第三階段2006-2015年67此外，日本還對VICS的投資效益進(jìn)行了預(yù)算：在20年間，必要的事業(yè)投 資為L2兆日元，收益可達(dá)7.7兆日元，相當(dāng)于投資的6倍之多。歐洲80年代初期，德、英、法等國紛紛先后各自研究

21、自己的系統(tǒng)：德國的 LISB,英國的 AUTOGUIDE,瑞典的 ARISE,法國的 MARATHON ATLAS 等。 歐共體經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）對此做了調(diào)查，并對各國的研究成果作了 評價。1988年發(fā)表了題為路線導(dǎo)行與車內(nèi)通訊系統(tǒng)的調(diào)研報告，認(rèn)為：應(yīng) 用現(xiàn)代信息與通訊技術(shù)等高科技的路線導(dǎo)行系統(tǒng)，將會使道路交通發(fā)生顯著的 變化?；谶@樣的認(rèn)識，OECD將努力促進(jìn)這一領(lǐng)域的研究開發(fā)。1. DRIVE 計劃DRIVE（Declicated Road Infrastnictiire for Vehicle Safety in Eutope）計劃是歐共 體由政府組織的一項(xiàng)研發(fā)計劃，1987

22、年歐共體運(yùn)輸部長聯(lián)席會議開始籌劃，1988 年開始執(zhí)行。組織12個國家的高校、研究中心、企業(yè)等各方面，累計有70多 家單位參加合作研究。其目標(biāo)是：降低道路交通事故，加強(qiáng)道路交通安全，提 高原有設(shè)施的運(yùn)行效率，降低交通對環(huán)境的污染等。（1）DRIVE-I計劃的起始階段：從1988年至1991年。研究內(nèi)容集中 于基礎(chǔ)研究與標(biāo)準(zhǔn)研究，分成四個方面：總體問題和建模，出行者行為分析和 交通安全，交通控制與服務(wù)，以及通信與數(shù)據(jù)庫。第一階段DRIVE-I計劃已于1991年告一段落，取得的成果包括：移動無線 通信的動態(tài)路線導(dǎo)行系統(tǒng)、交通事故自動檢測系統(tǒng)、數(shù)字地圖、交通控制與管 理知識庫系統(tǒng)、交通控制新策略新算

23、法、交通控制與路線導(dǎo)行綜合系統(tǒng)、全歐 出行規(guī)劃系統(tǒng)等。(2) DRTVE-IIDRIVE-II的基本目標(biāo)是：a.使DRIVEJ研究成果付諸實(shí)用；b.建立通用系統(tǒng) 規(guī)范。(3) 從 DRIVE-II 至ITELEMATICSDRIVE計劃第三階段DRIVE-IIL或稱交通運(yùn)輸信息通訊技術(shù)是一項(xiàng)環(huán)繞道 路交通運(yùn)輸、航空運(yùn)輸、鐵路和水路運(yùn)輸、多方式聯(lián)合運(yùn)輸?shù)木C合性研究計劃。2. PROMETHEUS 計戈lj1986年14家歐洲汽車制造商聯(lián)合提出PROMETHEUS計劃(Piogiam for Europe Traffic with Highest Efficiency and Unpreceden

24、ted Safety),將其作為歐洲 EUREKA聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目的一個組成部分，其目的是探清研究的必要性，確定研 究方向和內(nèi)容，并擬訂研究計劃。(1)開發(fā)目標(biāo)、項(xiàng)目PROMETHEUS環(huán)繞五個開發(fā)目標(biāo)： 安全：研究預(yù)防交通事故系統(tǒng)； 經(jīng)濟(jì)：降低油耗； 高效：提高道路通行能力； 方便：減輕司機(jī)駕駛負(fù)擔(dān)； 環(huán)境保護(hù)：降低交通對環(huán)境的污染。研究與開發(fā)項(xiàng)目分為兩大類：第一類是基礎(chǔ)研究，由高校、研究院承擔(dān)，共 70個研究機(jī)構(gòu)參加。第二類是應(yīng)用研究，由汽車制造商承擔(dān)，共有103家廠商 參加。(2)研究成果PROMETHEUS規(guī)定的研究開發(fā)和現(xiàn)場測試項(xiàng)目的研究成果分成9類。這些 成果已于1994年10月在巴黎

25、舉行的94,智能車輛學(xué)術(shù)會上展示。(3) 從 PROMETHEUS 至lj PROMOTE上述展示標(biāo)志 PROMETHEUS 結(jié)束，隨之 PROMOTE (Program for Mobility in Transpoitation in Europe)計劃開展了。PROMOTE 從 1995 年開始，計戈lj 4 年 城市交通與智能交通完成。PROMOTE圍環(huán)繞各種不同的交通方式研究其智能化措施。PROMETE并非PROMETHEUS的簡單繼續(xù)，兩者區(qū)別如下： 研究內(nèi)容 從車輛技術(shù)移向交通管理系統(tǒng)與安全系統(tǒng)；參與者不僅是汽車制造商，也包 括電子公司和道路管理者。3.研究TELEMATICS的

26、組織機(jī)構(gòu)歐盟隨美國ITS-America的成立，于1992年籌組成立與ITS-Ameiica相當(dāng) 的 RETICOC European Road Transport TELEMATICS Implementation Organization） 機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)TELEMATICS的研究。第五節(jié)ITS在中國20世紀(jì)90年代初，我國的相關(guān)學(xué)者已經(jīng)意識到研究和開發(fā)ITS的重要性。 在20世紀(jì)90年代中期，由于受到國外ITS研發(fā)的影響，政府部門也開始重視 對ITS的研究，隨后，又得到中央部門和部分地方政府的支持，例如：國家科 技部、交通部、鐵道部、信息產(chǎn)業(yè)部、國家技術(shù)監(jiān)督局等，以及北京、上海、 深圳、

27、廣州、濟(jì)南、青島、杭州、廈門、中山等。1999年，我國成立了全國智能交通系統(tǒng)（ITS）協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，同 年，又成立了全國智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）專家咨詢委員會，其中，同濟(jì)大學(xué)、 清華大學(xué)、北方交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)等高 校的有關(guān)專家為咨詢委員，并啟動了國家“九五”科技攻關(guān)課題和國家“十五''科 技攻關(guān)課題。第六節(jié)ITS子系統(tǒng)概貌總結(jié)美國、日本、歐盟研發(fā)ITS的進(jìn)程，可以得出如表23所示的美、日、 歐研發(fā)ITS的計劃中其分系統(tǒng)名稱及變遷表。應(yīng)該指出，我國在“九五攻關(guān)” 項(xiàng)目中，在借鑒美國、歐盟、日本的ITS子系統(tǒng)建立經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，也確立了 中

28、國的ITS子系統(tǒng)。 17 第二章智能交通系統(tǒng)的發(fā)展表2-3美國、日本、歐洲研發(fā)ITS計劃中子系統(tǒng)名稱及變遷對照美國日本IVHSITSUTMSITSDRIVE IITELEMATICS先進(jìn)交通管理系統(tǒng)（ATMS）集成交通控制系統(tǒng)（UCS）.動態(tài)路徑導(dǎo)行系統(tǒng)（DRGS）交通管理最適化（OTM）. 道路管理效率化«ERM） 導(dǎo)行系統(tǒng)高度化（ANS）城市交通綜合管理交通管理與控制先進(jìn)出行者信息系統(tǒng)（ATIS）先進(jìn)車輛信息系統(tǒng)（AMIS）交通旅行情報交通與旅行情報先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)（AVCS）車輛運(yùn)行控制系統(tǒng)（MOCS）安全運(yùn)行支援（ASD）司機(jī)援助與協(xié)作駕駛車輛控制商車運(yùn)行管理系統(tǒng)（CVOS）

29、商用車高效化（ECVO）貨運(yùn)交通及其車隊(duì)管理先進(jìn)公交運(yùn)行系統(tǒng)（APTS）公交有線系統(tǒng)（FTPS）公共交通支援（SPT）公共交通管理先進(jìn)市際交通系統(tǒng)（ARTS）城際交通綜合管理環(huán)境保護(hù)管理系統(tǒng)（EPMS）電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETCS）步行者支援<SP>緊急車輛運(yùn)行支援（SEVO）交通需求管理自動道路系統(tǒng)（AHS） 19 第二章智能交通系統(tǒng)的發(fā)展思考題1 .世界各國為何要投入巨大人力、財力致力于ITS的研究和開發(fā)？2 . ITS在我國有無研究應(yīng)用的必要性？試以上海市為例，加以說明。第三章ITS體系結(jié)構(gòu)智能交通系統(tǒng)是一種復(fù)雜的巨系統(tǒng)，如何來描述系統(tǒng)各構(gòu)件之間的相互關(guān)系 及系統(tǒng)各部分的功能與整體

30、功能，就要用到“體系結(jié)構(gòu)”這一概念。本章介紹 ITS體系結(jié)構(gòu)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法、以及應(yīng)用實(shí)例。第一節(jié)什么是ITS體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的概念來源于自然實(shí)踐。辭海對系統(tǒng)的解釋是：所謂“系統(tǒng)”，是由相 互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體。在交通 系統(tǒng)中，人、車、路以及貨物這四個組成部分構(gòu)成了道路交通系統(tǒng)，該系統(tǒng)的 目的是實(shí)現(xiàn)人或物的有效移動。如果人（貨物）、車、路構(gòu)成的道路交通系統(tǒng)， 再配上具有智能的交通信息中心、交通管理中心、交通控制中心等以及智能化 的車載設(shè)施和道路交通基礎(chǔ)設(shè)施，如各類檢測設(shè)施、信息發(fā)布設(shè)施即信息傳輸 設(shè)施，就構(gòu)成了智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)。然而，怎樣來描述

31、這一抽象概念的系統(tǒng)呢？像居住房屋一樣，房屋由基礎(chǔ)、 梁、柱、屋面等各構(gòu)件用一定的搭接方式建成，具有供人們居住生活的功能。 房屋的各構(gòu)件相互搭接的關(guān)系及房屋各部分的功能和整體功能可用房屋的建筑 圖和結(jié)構(gòu)圖來描繪。同樣，ITS各構(gòu)件的相互關(guān)系及各部分的功能和整體功能， 也可用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來描述。因此，ITS的體系結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)、各個子系統(tǒng)之間的相互關(guān) 系和集成方式、以及各個子系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)用戶服務(wù)功能、滿足用戶需求所應(yīng)具備 的功能。根據(jù)定義，ITS體系結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)如何構(gòu)成，確定了功能模塊以及模 塊之間的通信協(xié)議和接口，它的設(shè)計必須包含實(shí)現(xiàn)用戶服務(wù)功能的全部子系統(tǒng) 的設(shè)計。ITS體系結(jié)構(gòu)具

32、有下列重要意義： ITS本身比較復(fù)雜，涉及面廣，需要有一個指導(dǎo)性的框架，來幫助我們 理解這個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)； ITS是一個龐大的系統(tǒng)，包含有很多子系統(tǒng)，它的實(shí)施需要通過這些子 系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，ITS體系結(jié)構(gòu)為ITS的各個部分提供了統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，從而使各 個部分便于協(xié)調(diào)，集成為一個整體； 避免少缺和重復(fù)，使ITS成為一個高效、完整的系統(tǒng)，并具有良好的擴(kuò) 展性； 根據(jù)國家總體ITS框架，發(fā)展地區(qū)性的體系結(jié)構(gòu)，保證不同地區(qū)智能交 通系統(tǒng)具有兼容性。第二節(jié)ITS體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法1 . ITS體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法比較世界各國開發(fā)ITS體系結(jié)構(gòu)采用的方法主要有兩種，一種稱為結(jié)構(gòu)化方法 (Structured Me

33、thod), 一種稱為面向?qū)ο蟮姆椒?Object Oriented Method)o結(jié)構(gòu)化方法，以功能的抽象與分解為主要手段，按功能之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系組織 數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化方法簡單易行，流行已久，能被大多數(shù)工程師理解和接受，便于 交流，但用結(jié)構(gòu)化方法開發(fā)的系統(tǒng)修改或擴(kuò)展比較困難。面向?qū)ο蟮姆椒?，首先確定對象或?qū)嶓w及其與其他對象之間的關(guān)系，然后確 定每個對象執(zhí)行的功能，圍繞數(shù)據(jù)對象或?qū)嶓w組織功能，形成單一的相互關(guān)聯(lián) 的視圖。用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)的系統(tǒng)易于擴(kuò)展和修改，但該方法操作起來比較 復(fù)雜，而且可讀性不強(qiáng)，不利于交流和討論。國家ITS體系結(jié)構(gòu)作為一種指導(dǎo)全國ITS設(shè)計的框架，必須得到全國工程師 和投資

34、者的廣泛認(rèn)同才能真正發(fā)揮作用。因此，國家ITS體系結(jié)構(gòu)必須具有較 強(qiáng)的可讀性，以便讓更多的人能理解之，進(jìn)而討論之。此外，如果用面向?qū)ο?的方法來開發(fā)ITS邏輯結(jié)構(gòu)，在確定“對象”集時將遇到很大的麻煩，因?yàn)镮TS 是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，可能的“對象”太多，“對象”的抽象程度也很難一致。 美國“國家ITS體系結(jié)構(gòu)開發(fā)小組”就是選用結(jié)構(gòu)化方法構(gòu)建了其國家ITS 體系結(jié)構(gòu)。我國“九五”國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“中國智能交通系統(tǒng)體系框架研究”, 也采用了結(jié)構(gòu)化方法。2 .結(jié)構(gòu)化方法簡介結(jié)構(gòu)化方法構(gòu)建ITS體系結(jié)構(gòu)，其主要流程如圖3.1所示。圖3.1結(jié)構(gòu)化方法構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)流程簡圖（1）界定用戶構(gòu)建ITS體系結(jié)構(gòu)首先

35、要界定系統(tǒng)的用戶。ITS作為信息技術(shù)（IT）系統(tǒng)的 一個分支，可用IT系統(tǒng)界定用戶的方法來界定其用戶。信息系統(tǒng)的用戶是指影 響系統(tǒng)或受系統(tǒng)影響的人和機(jī)構(gòu)，可以從四個方面識別信息技術(shù)系統(tǒng)的用戶， 即：需要IT者、制造IT者、使用IT者和管理IT者。（2）用戶服務(wù)所謂用戶服務(wù)是按用戶的要求，系統(tǒng)應(yīng)能為用戶服務(wù)的事項(xiàng)。ITS用戶服務(wù) 就是ITS能提供的服務(wù)與產(chǎn)品；提出了 ITS用戶服務(wù)項(xiàng)目，也就是提出了 ITS 開發(fā)的范圍。（3）用戶服務(wù)要求為了實(shí)現(xiàn)每項(xiàng)用戶服務(wù)，需要ITS能完成一系列功能。為了反映這一點(diǎn)，須 將每項(xiàng)用戶服務(wù)分解成更為詳細(xì)的功能說明一一即用戶服務(wù)要求；換句話說， 用戶服務(wù)要求是系統(tǒng)為

36、提供用戶服務(wù)而應(yīng)該具備的一些功能。(4)需求模型需求模型描述系統(tǒng)應(yīng)該做什么，是系統(tǒng)功能要求的模型化。需求模型主要任 務(wù)是定義系統(tǒng)的信息處理行為和控制行為。在構(gòu)架模型開發(fā)階段主要考慮系統(tǒng) 的功能要求。需求模型由“需求總圖”、一系列分層次的“數(shù)據(jù)流圖”與“控制流圖”及 其相應(yīng)的“過程定義”、“控制說明”與“數(shù)據(jù)字典”組成。需求總圖定義系統(tǒng)的邊界，即確定哪些元素屬于系統(tǒng)內(nèi)部，哪些元素位于系 統(tǒng)外部。數(shù)據(jù)流圖和過程定義描述系統(tǒng)執(zhí)行的功能?？刂屏鲌D和控制說明描述系統(tǒng)執(zhí)行這些功能的條件或環(huán)境。實(shí)時性要求(Time Specification)對系統(tǒng)在“輸入終端”接受事件(Event)刺激 后，在“輸出終端

37、”作出反應(yīng)的時間進(jìn)行限定。數(shù)據(jù)字典對在數(shù)據(jù)流圖、控制流圖中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)流、控制流、存儲器和終端 進(jìn)行描述和定義。需求模型在美國國家ITS體系結(jié)構(gòu)中被叫做“邏輯結(jié)構(gòu)”，其中的控制 流圖被加入數(shù)據(jù)流圖。(5)構(gòu)架模型構(gòu)架模型描述系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)如何組織，是系統(tǒng)設(shè)計的模型化。構(gòu)架模型的主要 任務(wù)是：確定組成系統(tǒng)的物理實(shí)體；定義物理實(shí)體之間的信息流動；說 明信息流動的通道。在構(gòu)架模型開發(fā)階段不僅要考慮功能要求，而且要考慮性 能要求、可靠性要求、安全保密要求以及開發(fā)費(fèi)用、開發(fā)周期、可用資源甚至 市場條件等方面的問題。構(gòu)架模型莊1“構(gòu)架總圖”、“信息流圖”、“模塊說明”、“信息通道圖”、“信息 通道定義”和“信息

38、字典”組成。構(gòu)架總圖建立系統(tǒng)與其運(yùn)行環(huán)境之間的信息邊界，是系統(tǒng)的最高級視圖，構(gòu) 架總圖一般與系統(tǒng)總圖一致。信息流圖和構(gòu)架模塊說明描述組成系統(tǒng)的物理模塊以及模塊之間的信息流 動。信息通道圖和信息通道定義描述模塊間信息流動的渠道。信息字典注釋信息通道中所有的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)字典中未出現(xiàn)的其他信息。構(gòu)架模型在美國國家ITS體系結(jié)構(gòu)中被叫做“物理結(jié)構(gòu)二構(gòu)架模型完成后，經(jīng)確認(rèn)所有的用戶服務(wù)都被體系結(jié)構(gòu)構(gòu)架中各子系統(tǒng)所包 含，并經(jīng)過對所構(gòu)建的體系進(jìn)行評價，包括來自投資者意愿的反饋信息，最后 利用來自確認(rèn)和評價的反饋結(jié)果進(jìn)一步修改系統(tǒng)要求和體系結(jié)構(gòu)。修改完善后，在確定的ITS體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，才能擬定整個ITS

39、的研究開 發(fā)計劃、制定ITS各部分和各類產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)定系統(tǒng)的通信協(xié)議等。第三節(jié)美國的國家ITS體系結(jié)構(gòu)1 .開發(fā)過程目前，我國還沒有形成最終完善的國家ITS體系結(jié)構(gòu)，這里以美國為例, 簡要介紹其ITS體系結(jié)構(gòu)。美國是最早開發(fā)完整的ITS體系結(jié)構(gòu)的國家，美國國家ITS體系結(jié)構(gòu)開發(fā)計 劃分為兩個階段，第一階段為“思路競爭階段”，由4個小組分別獨(dú)立開發(fā)出體 系結(jié)構(gòu)初步方案；經(jīng)過方案評審和比較，2個開發(fā)小組獲準(zhǔn)進(jìn)入第二階段，稱為 “聯(lián)合開發(fā)階段”，吸收各初步方案的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過整理與合并，合作開發(fā)統(tǒng)一、 唯一的國家ITS體系結(jié)構(gòu)。典型的體系結(jié)構(gòu)開發(fā)過程實(shí)質(zhì)上包括在第一階段的工作中，采用了反復(fù)修改

40、的開發(fā)程序。首先從界定用戶、確定用戶服務(wù)和用戶服務(wù)要求出發(fā)，開發(fā)出運(yùn) 營要求或系統(tǒng)要求，進(jìn)而開發(fā)出運(yùn)營概念（體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)以及用戶如何與之 交互）；接著，開發(fā)包含一系列詳細(xì)功能要求的邏輯結(jié)構(gòu)；將邏輯結(jié)構(gòu)中的處理 分配到物理實(shí)體/子系統(tǒng)，就產(chǎn)生了物理結(jié)構(gòu)，一個在2012年時間框架內(nèi)提供所 有用戶服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)也就被開發(fā)出來了；發(fā)展部署確定導(dǎo)入某些功能（或服務(wù)） 的時間框架和背景；體系結(jié)構(gòu)的確認(rèn)體現(xiàn)在追溯矩陣中，追溯矩陣將用戶服務(wù) 要求追溯至邏輯結(jié)構(gòu)中的處理、物理結(jié)構(gòu)中的子系統(tǒng)，以保證所有的用戶服務(wù) 都被體系結(jié)構(gòu)所包含；然后對體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價，包括接受來自投資者意愿的 反饋信息；最后利用來自評價和

41、確認(rèn)過程的返饋結(jié)果進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)要求和體 系結(jié)構(gòu)。2 . ITS體系結(jié)構(gòu)概貌美國國家ITS體系結(jié)構(gòu)（簡稱UNIA）開發(fā)計劃共耗資2500萬美元，主要 成果體現(xiàn)在約2500頁的文本中，分為：體系結(jié)構(gòu)、評價、實(shí)施策略和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 等4部分內(nèi)容。下文將從用戶服務(wù)與用戶服務(wù)要求、邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)等方 面，介紹美國國家ITS體系結(jié)構(gòu)概貌。（1）用戶服務(wù)與用戶服務(wù)要求滿足用戶服務(wù)和用戶服務(wù)要求是對ITS體系結(jié)構(gòu)的基本要求，UNIA覆蓋了 30項(xiàng)ITS用戶服務(wù)（見下表31）及相應(yīng)的1000多條用戶服務(wù)要求。表31美國ITS用戶服務(wù)用戶服務(wù)領(lǐng)域用戶服務(wù)出行和運(yùn)輸管理途中駕駛員信息(En-Route Drive

42、r Information)路線導(dǎo)行(Route Guidance)旅行者服務(wù)信息(Traveler Sendees Information)交通控制(Traffic Control)偶發(fā)事件管理(Incident Management)排放測試與緩解(Emissions Testing and Mitigation)道路 鐵路交叉口(Highway-Rail Intersection)出行需求管理出行前旅行信息(Pre-Trip Travel Information)合乘車匹配與預(yù)約(Ride Matching and Reservation)需求管理和運(yùn)營(Demand Managemen

43、t and Operations)公共運(yùn)輸運(yùn)營公共運(yùn)輸管理(Public Transportation Management)在途公交信息(En-Route Transit Information)個人化公共交通(Personalized Public Transit)公共出行安全(Public Travel Security)電子付費(fèi)服務(wù)電子付費(fèi)服務(wù)(Electionic Payment Services)商用車運(yùn)營商J書車電子結(jié)算(Commercial Vehicle Electronic Clearance)自動路邊安全檢查(Automated Roadside Safety Inspe

44、ction)車載安全監(jiān)視(On-Board Safety Monitoring)商用車行政管理(Commercial Vehicle Administrative Processes)危險物品異常響應(yīng)(Hazardous Material Incident Response)商用車隊(duì)管理(Commercial Fleet Management)25第二章智能交通系統(tǒng)的發(fā)展緊急事件管理緊急事件通報與個人安全(Emergency Notification andPersonal Security)緊急車輛管理(Emergency Vehicle Management)先進(jìn)車輛控制和安全系統(tǒng)縱向防撞

45、(Longitudinal Collision Avoidance )橫向防撞(Lateral Collision Avoidance)交叉 口 防撞(Intersection Collision Avoidance)防撞視野強(qiáng)化(Vision Eiiliancement for Crash Avoidance)危險預(yù)警(Safety Readiness)撞前避傷(Pre-Crash Restraint Deployment) 自動公路系統(tǒng)(Automated Highway Systems)31（2）邏輯結(jié)構(gòu)UNIA邏輯結(jié)構(gòu)通過ITS需求總圖、數(shù)據(jù)流圖、處理說明和數(shù)據(jù)字典來體現(xiàn) 前述用戶服務(wù)

46、和用戶服務(wù)要求。UNIA確定的美國ITS總圖如圖3.2所示，圖中 圓圈代表ITS功能性“處理”，矩形代表從ITS處理接收信息或者將信息傳遞給 ITS處理的“外部終端”。圖3.3是簡化了的UNIA頂層數(shù)據(jù)流圖，圖中箭頭表 示“數(shù)據(jù)流”，圓圈表示“處理”、直線段表示“文件”，矩形表示“外部終端”。財務(wù)機(jī)構(gòu)電子付款服務(wù)付款請求付款駕駛員和出行者服務(wù)緊急并件確認(rèn)緊急事件通知緊急事件服務(wù)路線請求、交求 表公清 交刻公時緊急事件 事故數(shù)據(jù) 線信息 X路線信息交通信息公交 管理I路線信息實(shí)施輸一X規(guī)劃數(shù)據(jù)ITS規(guī)劃者商用車 輛運(yùn)營 管理交通商用車輛普通乍輛圖3.3簡化的UNIA頂層數(shù)據(jù)流圖(3)物理結(jié)構(gòu)UI

47、NA將運(yùn)輸系統(tǒng)分成3層：運(yùn)輸層、通信層和體制層。運(yùn)輸層執(zhí)行運(yùn)輸功 能，通信層為運(yùn)輸層組件之間的連接提供通信服務(wù)，體制層反映政策制定者、 規(guī)劃者和其他ITS用戶之間的關(guān)系。物理結(jié)構(gòu)的確定要考慮體制方面的因素， 但體制層不屬于物理結(jié)構(gòu)部分，而是在實(shí)施策略中描述。物理結(jié)構(gòu)分運(yùn)輸層和 通信層進(jìn)行描述。運(yùn)輸層UNIA構(gòu)架總圖與圖3.2所示的邏輯結(jié)構(gòu)總圖一致。UNIA將ITS組件分成4類，即：中心子系統(tǒng)、路側(cè)子系統(tǒng)、車輛子系統(tǒng)、 出行者子系統(tǒng)；每種類型又包括數(shù)量不等的個別子系統(tǒng)，UNIA共確定了 19個 子系統(tǒng)；每個子系統(tǒng)進(jìn)一步分解多個設(shè)備包。設(shè)備包是物理結(jié)構(gòu)中可以購買的 最小單位的實(shí)體，每個設(shè)備包對應(yīng)著

48、邏輯結(jié)構(gòu)中的一個或多個“處理”。圖 3.4 是 UNIA 頂層構(gòu)架流圖(Top Level Architecture Flow Diagram),顯示了 各類子系統(tǒng)之間及其與外部終端之間的關(guān)系，圖中實(shí)線框表示ITS組件，虛線 框表示外部終端。出行者請求fj事行者請求服務(wù)f'狀態(tài)一子系統(tǒng)4回應(yīng)請求服務(wù)代白探測車數(shù)據(jù) 格心!汁一、方結(jié)；：其它中心；：1心爾戈：；子系統(tǒng)：千7信息協(xié)調(diào)中心 子系統(tǒng)中心 ；狀態(tài)匚作人員： J 一一 .一一 .一一 .識別交易確認(rèn)請求一識別一駕駛員、-狀態(tài)一子系統(tǒng)G交易確人一路側(cè)系統(tǒng)其它車輛：車輛系統(tǒng)環(huán)境J請求一：路側(cè) 子系統(tǒng)一狀態(tài)7工作人員AHS控制狀態(tài)空氣質(zhì)量

49、狀態(tài)控制圖3.4 UNIA頂層構(gòu)架流圖通信層UNIA為支持ITS子系統(tǒng)之間的通信定義了 4種類型的通信媒體，即：有線 通信（固定一一固定）、廣域無線通信（固定一一移動）、專用短程通信（固定 一一移動）和車車通信（移動一一移動）。圖3.5是UNIA頂層構(gòu)架互連圖，顯示了美國ITS分屬4類的19個子系統(tǒng) （用矩形框表示）及其交換信息的4種基本通信連接方式（用橢圓形框表示）， 該圖也可被看成是UNIA物理結(jié)構(gòu)之運(yùn)輸層和通信層的最高級視圖。出行者子系統(tǒng)中心子系統(tǒng)遠(yuǎn)程出行支持個人信息入口尾氣排放管理 交通管理 信息服務(wù)提供者緊急事件管公交管理收費(fèi)管理軍隊(duì)與貨運(yùn)管理商用車管理規(guī)劃廣域無線通信有線通信n車-

50、車通信kJ普通車輛公交車輛商用車輛一緊急車輛車輛子系統(tǒng)-C專用短程通信路邊子系統(tǒng)圖3.5 UNIA頂層構(gòu)架互連圖第四節(jié)中國國家ITS體系結(jié)構(gòu)展望本節(jié)參考UNIA,對中國國家ITS體系結(jié)構(gòu)（CNIA）做扼要介紹，主要集 中于上層體系結(jié)構(gòu)，并給出各子系統(tǒng)之間的關(guān)系。1 .邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)是系統(tǒng)的功能性處理和數(shù)據(jù)流。邏輯結(jié)構(gòu)獨(dú)立于體制和技 術(shù)，它不確定由誰來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的功能，也不考慮實(shí)現(xiàn)這些功能的方式。因此, CNIA邏輯結(jié)構(gòu)與UNIA邏輯結(jié)構(gòu)的差異主要來源于中、美ITS用戶服務(wù)與用戶 服務(wù)要求的差異。 ITS總圖總圖定義系統(tǒng)的邊界，根據(jù)中國ITS用戶服務(wù)要求，可初步確定中國ITS第二章智能交

51、通系統(tǒng)的發(fā)展總圖如圖3.6所示；與美國ITS總圖相比，增加了自行車、騎自行車者、殘疾車、公交駕駛員障礙物道路路況環(huán)境其它車公交車旅行者商用車公交乘客媒體執(zhí)法機(jī)構(gòu)車輛特征收費(fèi)設(shè)備道珞收費(fèi)員I地圖更新者交通管理人員交通交通規(guī)劃人員天氣預(yù)報者停車場主財政機(jī)構(gòu)活動主辦者定位數(shù)據(jù)源緊急通信系統(tǒng)自行車殘疾車騎車者戕疾人科研人員路邊緊急系統(tǒng)其它公交鐵路其它商用車商用車檢公交車隊(duì)政府管理系統(tǒng)管理中心廣匕設(shè)備工作員查人員管理者其它緊急事 件管理中心其它交通 管理中心商用車 駕駛員普通車 駕駛員共它信息服 務(wù)提供者多模式貨運(yùn) 裝卸人員道路建設(shè) 與維護(hù)停車場 工作人員防災(zāi)救災(zāi) 辦公室旅行者服務(wù) 提供者公交維修 人員

52、車輛 管理部門商用車運(yùn)營 信息問訊者多模式運(yùn)輸股務(wù)提供者貨運(yùn)管理 機(jī)構(gòu)多模式貨運(yùn) 倉庫道路與軌道 交叉口信息服務(wù) 工作人員行人道路收費(fèi)機(jī)構(gòu)公交系統(tǒng) 運(yùn)營者公共場所 安全狀況ITS管理部門普通車35殘疾人、科研人員、防災(zāi)救災(zāi)辦公室等外部終端。圖3.6中國ITS總圖頂層數(shù)據(jù)流圖頂層數(shù)據(jù)流圖涉及到ITS功能的首次分解，其實(shí)質(zhì)是劃分ITS功能領(lǐng)域。 UNIA邏輯結(jié)構(gòu)將ITS分解成8棵功能性“處理樹”，即：交通管理、商用車管 理、車輛監(jiān)視與控制、公交管理、緊急服務(wù)管理、駕駛員和出行者服務(wù)、電子付款服務(wù)、規(guī)劃與實(shí)施?？紤]到中國與美國在用戶服務(wù)要求上的區(qū)別，可以在 邏輯結(jié)構(gòu)頂層數(shù)據(jù)流圖將中國ITS分解成9棵

53、功能性“處理樹1）交通管理； 2）商用車管理；3）車輛監(jiān)視與控制；4）公交管理；5）緊急服務(wù)管理；6）駕駛員與 旅行者服務(wù)；7）電子收付費(fèi)；8）自行車與行人支援；9）提供歷史數(shù)據(jù)服務(wù)?？紤]各“處理樹”之間的數(shù)據(jù)交換，可得中國ITS邏輯結(jié)構(gòu)頂層數(shù)據(jù)流圖如 圖3.7所示。價格數(shù)擁價格代詢AHSJ7 制財務(wù)數(shù)相奩詢AHS路線四'攵擰信息公交優(yōu)先請求勺持放數(shù)據(jù)人支援：DFD ：，公交管理I DFDft向厄I謂物品信總駕駛員與'：DFD）DFD 1察總事件S暴力事件信1交通管理'：DFD）2DFD控制DFD 1緊急I DFD息4一計數(shù)據(jù)公交緊急那件檢測信忍事件亦時公交索.急小件公

54、攵統(tǒng)緊急象的運(yùn)苜散祗請求服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)'：DFD）圖3.7中國ITS邏輯結(jié)構(gòu)頂層數(shù)據(jù)流圖電子收付費(fèi)乍輛監(jiān)視與商用乍管理收費(fèi)結(jié)果付費(fèi)請求路線謂求交灑數(shù)據(jù)服務(wù)信息路線數(shù)據(jù)公交 數(shù)據(jù)公交交通數(shù)小件管理伯息及 余曾葭優(yōu)先控制請求自行車與彳亍服務(wù)管理事件數(shù) 據(jù)查詢2.物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)把邏輯結(jié)構(gòu)所確定的“處理”分配到ITS物理實(shí)體上，根據(jù)各實(shí)體 所含的“處理”之間的數(shù)據(jù)流，確定實(shí)體之間的構(gòu)架流，進(jìn)而確定物理實(shí)體的 互連方式。物理結(jié)構(gòu)的確定要考慮系統(tǒng)功能要求，也要考慮非功能性要求，包括體制、 文化、市場等因素的影響。系統(tǒng)功能要求通過邏輯結(jié)構(gòu)確定的“處理”和“數(shù) 據(jù)流”來體現(xiàn)，決定ITS物理實(shí)體必須完成的功能。非功能性要求則影響ITS功能在物理實(shí)體間的分配。例如：美國最初想把“交通信息服務(wù)”功能和“交 通管理”功能分配到一個子系統(tǒng)中，但考慮到“交通信息服務(wù)”涉及到個人隱 私，執(zhí)行“交通管理”功能的公有部門在保護(hù)個人隱私方面不如私有部門，因 此決定專門設(shè)計“信息服務(wù)提供者”子系統(tǒng)來執(zhí)行“交通信息服務(wù)”功能，并 期望由贏利性私有商家來完成之；又如：為了吸引運(yùn)輸業(yè)者購買車載ITS產(chǎn)品, 美國ITS體系結(jié)構(gòu)研究小組又將“處理”功能盡量多地分配到“路側(cè)子系統(tǒng)” 中，減少“商用車系統(tǒng)”承擔(dān)的功能，為降低商用車車載ITS產(chǎn)品的價格提供 基礎(chǔ)。盡管中國與美國在體制、文化、市場等方面不盡相同，但從長遠(yuǎn)