美國ITS重大項目實施情況

1、美國ITS重大項目實施情況為什么提出智能交通系統(tǒng)當今世界各國的大城市無不存在著交通擁擠問題。以美國為例，自1976到1997年 期間，年車輛公里數(shù)以77%的速度上升，可是同期道路建設(shè)里程的增長數(shù)卻僅為2%, 在城市交通中的高峰時期，54%的車處于擁擠狀態(tài)。由于交通擁擠，人們每天消耗在上 下班的時間比平時平均多了 1. 5h。同時導(dǎo)致商業(yè)車輛在交通運輸中延誤，增加了運輸 成本。然而有限的土地和經(jīng)濟制約等使得道路建設(shè)不可能達到相對滿意的里程數(shù)，所以 就需要在不擴張路網(wǎng)規(guī)模的前提下，提高交通路網(wǎng)的通行能力。這就需要綜合運用現(xiàn)代 信息與通訊技術(shù)等手段來提高交通運輸?shù)男?。美國ITS的研究、應(yīng)用介紹美國

2、為了解決共同所面臨的交通問題，投入大量資金和人力，開始大規(guī)模地進行道 路交通運輸智能化的研究試驗。美國聯(lián)邦政府從1990年到1997年用于ITS研究開發(fā)的 年度預(yù)算總計為12.935億美元；歐盟從1984年到1998年僅用于ITS共同研究開發(fā)項 目的預(yù)算就達280億歐洲貨幣單位；日本政府僅1996年和1997年用于ITS研究開發(fā)的 預(yù)算為161億日元，用于ITS實用化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的預(yù)算為1,285億日元。在美國，ITS應(yīng)用發(fā)展較快的幾個方面分別是，車輛安全系統(tǒng)（占51%），電子收 費（占37%），公路及車輛管理系統(tǒng)（占28%），實時自動定位系統(tǒng)（占20%），商業(yè)車 輛管理系統(tǒng)（占14%）。美

3、國的國家ITS體系結(jié)構(gòu)美國的國家ITS體系結(jié)構(gòu)的研究起始于1992年，該項目是ITSAmerica作為美國 聯(lián)邦運輸部的咨詢機構(gòu)向運輸部提出的第一個正式建議。運輸部采納了該建議，并將此 項目分成兩個階段。1993年開始啟動第一階段的研究工作。1996年7月完成了第二階 段的工作?？傆嫲?6個報告，共5500頁。該體系結(jié)構(gòu)最后建立了個基于用戶需 求與目標的框架結(jié)構(gòu)，確定了系統(tǒng)包括的子系統(tǒng)，定義了各個子系統(tǒng)的功能及各于系統(tǒng) 間的數(shù)據(jù)流。更重要的是，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)為各個了系統(tǒng)之間的通信標難與協(xié)議的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。整個系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)為ns莫定了一個良好的基礎(chǔ)。但它并不是具體的系統(tǒng)設(shè) 計。美國ITs體系結(jié)

4、構(gòu)的目標是支持多達30個用戶服務(wù)(如表3. 1所示)。前29個是 美國運輸部與ITS America于1995年表3. 1美國國家ITS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的用戶服務(wù)表3. 1美國國家ITS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的用戶服務(wù)分組名稱用戶服務(wù)1 .出行及交通管理在途駕駛員信息路徑誘導(dǎo)旅行者服務(wù)消息交通控制突發(fā)事件管理排放測試與緩解(7 )公、鐵路交叉道口管理2.出行及交通需求管理出行前的旅游信息搭乘及預(yù)約需求管理及運營3 .公共交通運營電子付費服務(wù)公共運輸管理在途公交信息個性化公共交通公共運輸安全4.電子付費服務(wù)(15)電子付費服務(wù)5.商用車輛運營商用車輛電子通關(guān)自動路測安全檢測商用車行政管理車載安全監(jiān)視危險品應(yīng)急

5、反應(yīng)商用車隊管理6.應(yīng)急管理緊急事件通告與人員安全應(yīng)急車輛管理7.先進的車輛控制與安全系統(tǒng)縱向防撞橫向防撞交叉口防撞防撞視野強化碰撞前乘客安全防護危險預(yù)警自動公路系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)研所定，第7項是1997年1月增加的，這30項用戶服務(wù)功能又被分為7 個大組。這些用戶服務(wù)并不是固定不變的，隨著ITS與社會的發(fā)展，越來越多的 用戶服務(wù)將會被增加到里而左。該系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)按照邏輯體系結(jié)構(gòu)與物理體系 結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系來描述，如圖32所示。圖3-2笑國ITS違輯體系結(jié)構(gòu),頂層在圖32的邏輯體系結(jié)構(gòu)簡圖中，方框代表體系結(jié)構(gòu)之外的實體，橢閱代表功 能快（功能塊可再一層一層地細分），線段代表數(shù)據(jù)與信息流。圖33為

6、美國國家ITS的物理體系結(jié)構(gòu)（頂層）。物理體系結(jié)構(gòu)是根據(jù)邏輯體系 結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的，它分為四個子系統(tǒng)：出行者子系統(tǒng)、中心子系統(tǒng)、車輛子系統(tǒng) 及道路子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)之間使用四種通信方式：廣域無線通信、有線通信、車 輛與車輛間的通信及短程無線通信。America于1996年正式批準了該系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。目前，美國的ITS研究與發(fā)展， 是以該體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)而展開的。美國部分ITS研究動向一、先進交通管理系統(tǒng)（ATMS） 1、軟件的測試軟件測試是用來評價最新改進的應(yīng)用FHWAFederal Highway Administration軟件的完整性與適應(yīng)性，以使它更好地滿足用戶需求，從而達到減少交通工程軟件

7、進入市場的時間。2、交通模型與操作測試評估的數(shù)據(jù)庫這項研究，定義交通模型所需的數(shù)據(jù)，包括從國家不同地理位置交通數(shù)據(jù)的采集與 存儲，以及數(shù)據(jù)庫的維護。同時討論有關(guān)存儲類型(集中還是分散)、硬件與軟件 操作平臺、用戶接口界面。3、動態(tài)交通分配與綜合起點與重點矩陣這項研究在于開發(fā)一種(OD矩陣)動態(tài)交通分配(DTADynamic TrafficAssignment)模型。這種模型于1990年已在先進旅行者信息系統(tǒng)所需的交通模型課 題中設(shè)計出來的。交通模型需要輸入動態(tài)交通OD數(shù)據(jù)，因此需要開發(fā)算法來建立合 成OD數(shù)據(jù)，需要在原來模型基礎(chǔ)上開發(fā)三種不同的變體，以說明ITS交通分配的不 同層次。這些交通分

8、配層次需要考慮交通監(jiān)控和事故檢測系統(tǒng)的類型與覆蓋面、交 通信號控制系統(tǒng)的類型與能力、街道與免費公路合成控制的范圍等等。這項研究也 做DTA與不同條件下的交通模擬模型的敏感度分析，從而評估在此之前開發(fā)的線路 與分散策略的效果；由于擁擠而造成模擬模型輸出使用補充能力的效果，驗證從監(jiān) 測系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的效果；DTA與質(zhì)量關(guān)系的效果；DTA模擬系統(tǒng)操作需要相對于運行 速度的效果。4、北西雅圖(North Seattle)ATMS這個計劃將為各種相鄰交通信號系統(tǒng)開發(fā)共享環(huán)檢測器與操作數(shù)據(jù)，從而對各相鄰 系統(tǒng)之間和跨分界線的操作進行改進。對于一些經(jīng)常妨礙合作的所謂管理權(quán)限問題 也將在本計劃中說明。試驗數(shù)據(jù)將

9、從北西雅圖I-15公路中的幾個信號系統(tǒng)中獲得， 它們是通過一個單片計算機與街道或中心控制器相連得到的，這些主控制器分屬于 不同的I-15公路上不同的管理權(quán)限部門，微機將編輯內(nèi)容、占有率和操作數(shù)據(jù)傳給 各參與系統(tǒng)，每個系統(tǒng)則利用這些數(shù)據(jù)改進交通管理能力。二、先進旅行者信息系統(tǒng)（ATIS）1、先進司機與車輛咨詢導(dǎo)航感念（ADVANCE,Advanced Driver and Vehicle Advisory Navigation Concept）ADVANCE是一項合作計劃，目的是評價美國大范圍動態(tài)路由選擇系統(tǒng)的性能。起初 在Chicago西北郊區(qū)大約有3000輛私人、商業(yè)和公共車輛計劃裝備、車載

10、導(dǎo)航與線路 引導(dǎo)系統(tǒng)。到1995年財政年度早期，各合伙人都變得關(guān)注出現(xiàn)的一些問題，其中包括 系統(tǒng)的改進發(fā)展，以及全部車載導(dǎo)航與動態(tài)路程指引系統(tǒng)市場的狀況問題。各種問題進 一步精煉與量化，于是提出幾種選擇評估，并在1995年二月底的會議上指交給指導(dǎo)委 員會，所有合伙人都一致同意和建議采取目標化的行動選擇，最初計劃目標的一部分將 通過目標化的行動來實現(xiàn)。這種選擇將考慮到在很少的預(yù)算下，車載導(dǎo)航與動態(tài)路線指 導(dǎo)系統(tǒng)在一個可控的環(huán)境下進行特殊的試驗?；谛抻喌挠媱澞繕?，行動階段將會用30 輛汽車來完成試驗并進行評估。一個基于目標化行動的評估計劃已被提出、修改和實施， 作為監(jiān)測器服務(wù)的車輛向交通信息中心

11、提出實時交通信息，這些信息將被處理，并傳遞 給裝備有ADVANCE系統(tǒng)的車輛，并形成最優(yōu)線路。指導(dǎo)委員會同時也指導(dǎo)ADVANCE相關(guān) 內(nèi)容的進一步發(fā)展，主要是交通信息中心、信息走廊。2、亞特蘭大交通信息計劃（ATLANTA ATIS-KIOSK計劃）亞特蘭大交通信息計劃致力于在奧運會及其以后的在全州范圍內(nèi)向旅行者提供信 息，計劃將提供的各種不同場所信息，諸如休息場所、歡迎中心、商店、工作場所以及 住宿中心、也包括奧運會中心。KIOSK將通過Georgia網(wǎng)來操作，而Georgia州當局負 責(zé)分發(fā)各種類型的信息，對這個計劃的評估有Oak Ridge國家實驗室、Georgia技術(shù)學(xué) 院、Clack

12、-Atlanta大學(xué)和一些協(xié)調(diào)合伙人共同領(lǐng)導(dǎo)。3、 鐵路交叉口長島這項計劃將支持對在鐵路/公路交叉口使用的警報系統(tǒng)統(tǒng)一開發(fā)出一種系統(tǒng)原型。三、先進公共交通系統(tǒng)（APTS）APTS技術(shù)研究計劃中，各種新技術(shù)將被評估。因為對這些技術(shù)研究的潛在利益是用 來支持與促進新技術(shù)公共交通系統(tǒng)中的應(yīng)用。將實施的研究用來確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需求、人 為因素問題、頻率需求和分配、各種形式收費、交費智能卡。自動車輛檢測和管理系統(tǒng) 實施、地圖與空間數(shù)據(jù)庫需求。這種技術(shù)支持將包括研究和技術(shù)輔助，從而可傳遞權(quán)威 實施的APTS技術(shù)。四、高速公路自動系統(tǒng)（AHSAutomated Highway Systems）1、 國家高速公路自動系統(tǒng)聯(lián)盟（NAHSCNational Automated Highway System consortiurm）高速公路自動系統(tǒng)（AHS）是一個廣泛的國家聯(lián)盟。以便為U.S.車輛/公路系統(tǒng)主要 性能升級提供基礎(chǔ)，長期目標就是使國家路面交通系統(tǒng)的安全與效率獲取重大進步MHS 計劃分為三個階段：（1）分析階段；（2）系統(tǒng)定義階段；（3）運行評估階段。系統(tǒng)定義 階段的目標是開發(fā)和測試一種AHS原型。高速公路自動系統(tǒng)聯(lián)盟（NAHSC）是在美國交 通部的合作下創(chuàng)建的。它由一些全美有關(guān)車輛與道路行業(yè)的參與者組成。這種廣泛參與 的目的是獲得國家對AHS未來發(fā)展的同意。NAHSC已經(jīng)和DO