智能交通系統(tǒng)和GPS導(dǎo)航課件

智能交通系統(tǒng)主講周大森GPS導(dǎo)航和§1ITS的發(fā)展及基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)起于20世紀(jì)90年代，并迅速發(fā)展，用于研究開發(fā)投入很大。美國1990年—1997年12．9億美元?dú)W洲1984年—1998年280億歐元日本1996年—1997年161億日元一、ITS目的效益

利用信息技術(shù)，綜合人、車、路，系統(tǒng)地管理交通。美國ITS效益分析（鼓勵(lì)公私合作）交通阻塞降低25-40%每年減少交通死亡萬人以上，減少交通事故600億次。減少能源消耗和大氣污染。相關(guān)產(chǎn)品的市場效益200億美元/年。歐洲目標(biāo)：

2000年交通死亡事故減少50%，

降低交通對環(huán)境的污染。日本政府國策30年目標(biāo)：嚴(yán)重交通事故↓50%降低油耗和CO2排量15%減少NO2排放在空氣中含量30%消除交通阻塞投資/收益分析階段投資（兆元）收益（兆元）收益/投資1995-20001.01.21.22001-20053.24.41.372006-20153.69.62.67中國制定發(fā)展戰(zhàn)略單項(xiàng)研究：交通信號(hào)控制（無序狀態(tài)），高速公路監(jiān)控，GPS調(diào)度。20世紀(jì)末開始研究ITS發(fā)展戰(zhàn)略。中國ITS系統(tǒng)服務(wù)功能名稱功能交通監(jiān)控與管理交通監(jiān)視、交通控制、城市出入口控制信息服務(wù)路線引導(dǎo)、出行信息、駕駛員信息、旅行信息安全保障事故報(bào)警及響應(yīng)、應(yīng)急支援、安全警報(bào)、防撞、自動(dòng)駕駛電子收費(fèi)人工、半自動(dòng)、不停車運(yùn)輸管理快速客貨運(yùn)服務(wù)、電子數(shù)據(jù)交換、運(yùn)營調(diào)度、自動(dòng)調(diào)度、公交服務(wù)二、ITS的主要內(nèi)容信息服務(wù)系統(tǒng)交通管理系統(tǒng)公交管理系統(tǒng)電子收費(fèi)系統(tǒng)車輛控制系統(tǒng)緊急支援系統(tǒng)三、ITS的基礎(chǔ)技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—相互連接起來的，獨(dú)立自治的計(jì)算機(jī)群。將地域上分散且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路按不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接起來，能以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。廣域網(wǎng)—共享資源為主要目的，通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。局域網(wǎng)—有限地理范圍內(nèi)信息傳輸通道，部門間共同擁有?；ミB網(wǎng)—不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連（一致的方式，相互之間交換數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)）。2.通訊技術(shù)固定通訊：微波：（0.3～300GHZ）

光纖：光波為載頻光導(dǎo)纖維為介質(zhì)衛(wèi)星：做為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)移動(dòng)通訊：移動(dòng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換由移動(dòng)臺(tái)、基地站、交換中心、中繼線等部分組成。公用數(shù)據(jù)通訊（通訊網(wǎng)絡(luò)）基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)、增值網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（電子信箱等）。公共移動(dòng)通信網(wǎng)：數(shù)字無線系統(tǒng)（蜂窩拓?fù)洌?.傳感器技術(shù)感知某一物理量的信息，并將它轉(zhuǎn)化為有用信息的裝置（非電量→電信號(hào)）傳感元件被測非電量敏感元件輔助電路轉(zhuǎn)換電路電量車輛檢測：磁頻波頻視頻車輛識(shí)別：光磁車輛控制：發(fā)動(dòng)機(jī)管理車輛控制環(huán)境信息危險(xiǎn)警告用于：4.顯示技術(shù)和人工智能大屏幕顯示：

LED—發(fā)光二極管、點(diǎn)陣模塊

LCD—液晶顯示器件人工智能：用計(jì)算機(jī)模擬，延伸和擴(kuò)展的智能。其中：智能控制—模式控制、知識(shí)控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。地面控制站和網(wǎng)站控制用戶接收機(jī)選擇信號(hào)算出導(dǎo)航解顯示輸出定位識(shí)別：長、寬、高、重的車輛屬性；車載標(biāo)志及身份屬性。

IC卡：一卡多用，安全性、機(jī)讀性、存儲(chǔ)量大（靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)）定位：全球定位系統(tǒng)（GPS）5.車輛識(shí)別和自動(dòng)定位導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射波段1575.42MHZ1227.60MHZ三部分組成6.地理信息系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型。在ITS上應(yīng)用—采集、顯示、查詢、分析地理位置信息?！?ITS的主要內(nèi)容一、信息服務(wù)系統(tǒng)車輛信息通信系統(tǒng)（VICS）是一種典型的實(shí)時(shí)交通信息提供系統(tǒng)。

VTCS使用-FM多頻廣播系統(tǒng)，微波和紅外線信號(hào)的路側(cè)發(fā)射器（信標(biāo)）向駕駛員提供旅行時(shí)間、交通擁擠、交通事故、施工路段、交通控制等實(shí)時(shí)信息。VICS系統(tǒng)概念如下圖VICS中心交通信息中心道路管理FM多頻道廣播駕駛員（車載機(jī)）信標(biāo)GPS信息收集信息處理、編輯信息發(fā)布信息利用系統(tǒng)功能2.車載導(dǎo)航GPS導(dǎo)航26dB有源天線通道GPS接收板自律導(dǎo)航：微機(jī)（MPU）陀螺傳感器地圖匹配器：薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器CD-ROM驅(qū)動(dòng)器：8倍速，650MB

（DVD-ROM）CPU：嵌入式，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DPS）GPS天線GPS接收VICS導(dǎo)航接收CD-ROM驅(qū)動(dòng)器電子地圖數(shù)據(jù)庫MPU微機(jī)地圖匹配器導(dǎo)航軟件TFILCD顯示陀螺傳感器語音電路車速傳感器遙控二、交通管理系統(tǒng)TMS功能：交通監(jiān)視、交通控制、事故管理需求管理、排放管理、交叉口管理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：應(yīng)用計(jì)算機(jī)通信和傳感器技術(shù)，將車輛、道路和交通管理系統(tǒng)聯(lián)接為一體，對交通進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，智能控制和主動(dòng)管理。通過網(wǎng)絡(luò)連接如下部分：信息收集裝置控制信號(hào)機(jī)交通管理中心信息提供裝置通過網(wǎng)絡(luò)是通過光纜、電纜、微波等傳輸媒介在上述各部和交管中心之間傳輸數(shù)據(jù)、語音和圖像。

交通管理中心信息收集信息分析光信標(biāo)紅外探測器攝像探測器交通流量探測人行道信號(hào)機(jī)控制其它中心交通信號(hào)機(jī)VICS車載裝置各種信息板車輛誘導(dǎo)系統(tǒng)路測通信裝置信息提供ATMS結(jié)構(gòu)圖三、公交運(yùn)營系統(tǒng)功能構(gòu)成車輛定位及車載設(shè)備；通訊網(wǎng)絡(luò)及通訊方式；網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫；運(yùn)營調(diào)度管理；乘客信息服務(wù)。

1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)差分GPS導(dǎo)航接收機(jī)和車載元件自動(dòng)乘員計(jì)數(shù)車載廣播及顯示設(shè)備實(shí)時(shí)公交信息服務(wù)允許使用IC卡付費(fèi)北京公交智能化調(diào)度系統(tǒng)（七個(gè)子系統(tǒng)）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；通信；GPS；調(diào)度平臺(tái)；大屏幕顯示；電子站牌；會(huì)議電視2.車載設(shè)備：可實(shí)現(xiàn)定位，車載外圍設(shè)備的控制

包括控制模塊，通信模塊，計(jì)劃模塊和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，控制模塊是核心，要與處于監(jiān)控下的每輛車保持聯(lián)系，不僅記錄車輛實(shí)際地理位置，還要與計(jì)劃的位置進(jìn)行比較，得出車輛是否準(zhǔn)時(shí)，并通過公交站轉(zhuǎn)給轉(zhuǎn)乘的乘客。3.電子站牌向乘客顯示正向本站行駛的運(yùn)營車狀態(tài)位置，來源于公交運(yùn)營中心，電子站牌由無線信號(hào)接收器，顯示控制器，光帶式車輛位置顯示器和LED時(shí)間顯示單元，電源及防護(hù)外殼以及有源式ID碼發(fā)射器等部分組成。電子站牌能定時(shí)接收GPS時(shí)間信息，對內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行校正，通過LED顯示時(shí)間信息，及離本站最近車輛位置，到站時(shí)間等。四、電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）每小時(shí)放行能力是人工收費(fèi)的6倍。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，彩電子標(biāo)簽作為通行卡，收費(fèi)過程由計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備與通告卡，自動(dòng)交換信息，實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)認(rèn)別，金額自動(dòng)收取，自動(dòng)結(jié)帳。系統(tǒng)構(gòu)成及原理：構(gòu)成車載處理單元；車道處理單元，收費(fèi)站計(jì)算機(jī)管理單元，中央計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。2.收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫外圍設(shè)備攝像機(jī)讀寫器警察局車輛戶口數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主機(jī)銀行聯(lián)網(wǎng)賬單寄出五、車輛控制系統(tǒng)VCS借助車載設(shè)備和路側(cè)設(shè)備檢測行駛環(huán)境變化幫助駕駛員控制車輛，即是智能汽車的研究與應(yīng)用。主要功能：道路障礙自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)轉(zhuǎn)向，自動(dòng)制動(dòng)，自動(dòng)保持安全距離和車速以及巡航控制功能。效益：增強(qiáng)公路通行能力，減少道路阻塞，縮短行車時(shí)間，降低事故率，提高行車安全，降低行車成本，提高行車效率，降低廢氣排放量減輕環(huán)境污染。3.控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)天線攝像磁性傳感器車間距掃描同軸電纜磁性標(biāo)記電子數(shù)字地圖車輛行駛狀傳感器輪速、振動(dòng)、油門加速度、制動(dòng)力信息處理、交通、環(huán)境、車距、道路行駛控制方向輔助傳動(dòng)裝置油門、剎車轉(zhuǎn)向信息顯示駕駛轉(zhuǎn)換行駛控制速度航向4.日本的先進(jìn)安全汽車ASV（以安全技術(shù)為中心，謀求汽車智能化的國家項(xiàng)目）事故預(yù)警技術(shù)：危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警，提高可視性，環(huán)境信息，減輕駕員負(fù)擔(dān)。事故規(guī)避技術(shù)：提高運(yùn)動(dòng)控制性能，危險(xiǎn)狀態(tài)規(guī)避，環(huán)境引發(fā)事故規(guī)避。自動(dòng)駕駛技術(shù)：自律型自動(dòng)駕駛技術(shù)，新設(shè)施下自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。沖擊安全技術(shù)：沖擊吸收、司乘人員保護(hù)，減輕步行者被害。防止災(zāi)害技術(shù)：緊急門鎖解除，減小二次沖擊，火災(zāi)撲滅，自動(dòng)通報(bào)。汽車底盤技術(shù)：數(shù)字速度變化記錄，車輛識(shí)別卡，GPS定位，高齡疲勞對應(yīng)?！?.GPS導(dǎo)航及車載設(shè)備一、GPS定位GPS的發(fā)展古代導(dǎo)航是星歷導(dǎo)航，即通過觀察天空星座位置變化來確定自己位置。中國指南針的發(fā)明也一直為人們所用。１９世紀(jì)人造衛(wèi)星的發(fā)射成功，為衛(wèi)星電子導(dǎo)航打下基礎(chǔ)。６０年代美國的“子午衛(wèi)星系統(tǒng)”用于海軍導(dǎo)航。７０年代有了全球衛(wèi)星導(dǎo)航，由１８個(gè)衛(wèi)星組成。８０年代建成了GPS由２４個(gè)衛(wèi)星組成，全球任何地點(diǎn)可同時(shí)觀測到４個(gè)衛(wèi)星，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位。美國從７３年到９３年用了近二十年，耗資３００億美元完成。

２．GPS首要目的是軍用，民用為副產(chǎn)品，設(shè)計(jì)兩種服務(wù)：

P碼：軍用，基頻10.23Mz。

C/A碼：民間用戶，1.023Mz。

3.GPS的組成空間衛(wèi)星部分：互成60°的６個(gè)橢圓軌道上，各布４個(gè)衛(wèi)星。地面控制部分：向衛(wèi)星提供要廣播的星歷。用戶接收機(jī)部分：供用戶使用。4.GPS定位的基本原理⑴GPS為高軌測距體制：以觀測站至GPS衛(wèi)星間距離做為基本觀測量，可采用兩種觀測方法。測衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間（數(shù)據(jù)處理簡單）。測接收到載波信號(hào)與接收機(jī)產(chǎn)生的參考信號(hào)之間相位差。⑵在導(dǎo)航和動(dòng)態(tài)定位時(shí)定位方式：單點(diǎn)定位—獨(dú)立確定待定點(diǎn)在地心坐標(biāo)中的絕對位置，只需一臺(tái)接收機(jī)，但定位精度低。差分定位—地面已知點(diǎn)上設(shè)一接收機(jī)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，與所有待測點(diǎn)的接收機(jī)進(jìn)行同步觀測，基準(zhǔn)點(diǎn)求出的定位坐標(biāo)改正數(shù)（用定位差分法或偽距差分法求得）實(shí)時(shí)傳給相關(guān)用戶（待測接收機(jī)），從而提高定位結(jié)果的精度（可達(dá)10m水平定位誤差）。衛(wèi)星GPS差分基準(zhǔn)站衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星差分定位差分改正數(shù)５．GPS差分站的組成①硬件部分由差分無線，基準(zhǔn)GPS接收機(jī)，基準(zhǔn)站ＰＣ機(jī)（ＲＳ２３２／４８５）電平轉(zhuǎn)換模塊、直流電源和ＵＰＳ組成。其系統(tǒng)連接如下圖所示。差分GPS天線基準(zhǔn)GPS接收處直流電源基準(zhǔn)站PC機(jī)UPS電平轉(zhuǎn)換用戶用戶

差分站GPS天線是抗干擾的高增益天線，安裝于無遮擋的高處，基準(zhǔn)GPS接收機(jī)是差分站的核心組成，其功能是將天線接收信號(hào)放大處理并進(jìn)行轉(zhuǎn)換生成差分改正數(shù)，直流電源和UPS可提供標(biāo)準(zhǔn)電源，電平轉(zhuǎn)換模塊可延長信號(hào)傳輸距離。②軟件功能

GPS差分基準(zhǔn)站軟件功能表現(xiàn)在能實(shí)時(shí)讀取GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)，提供并顯示差分站的運(yùn)行狀態(tài)；讀取標(biāo)準(zhǔn)格式的差分?jǐn)?shù)據(jù)，并解算接收機(jī)監(jiān)測衛(wèi)星的數(shù)目和差分信息長率；時(shí)實(shí)判斷GPS接收機(jī)工作狀態(tài)，異常時(shí)提供報(bào)警。６．GPS/DR組合定位

車載設(shè)備中的定位裝置，多采用GPS和DR組合的方法。（GPS正常定位輸出并做為DR初始點(diǎn))航位推算（DR）是根據(jù)汽車角速度傳感器（舵螺儀）和顯程儀的信號(hào)，推算車輛由起始位置（X0,Y0）和初始方位角下一時(shí)刻的位置。下圖示出了DR推算原理。３．車速傳感器：電磁式交流信號(hào)頻率，可轉(zhuǎn)換成車速前進(jìn)速度。VVV氣體陀螺儀X1=x0+S0sinθ0Y1=Y0+S0cosθ0θ1=θ0+△θ0X2=X1+S1sinθ1Y2=Y1+S1cosθ1θ2=θ1+△θ1依次推算得：Xk=X0+ΣSisinθ2Yk=Y0+ΣSicosθ2θk=θk-1+θk-1DR推算原理k=1、２、３６．應(yīng)用舉例（本田汽車導(dǎo)航系統(tǒng)）系統(tǒng)構(gòu)成（自主導(dǎo)航系統(tǒng)）CD-ROM人機(jī)接口顯示操作位置判斷慣性導(dǎo)航CD-ROM驅(qū)動(dòng)器車速傳感器陀螺儀７．GPS/DR/地圖匹配組合定位系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)如圖所示：數(shù)據(jù)處理過程為每個(gè)采樣時(shí)刻是由濾波器處理傳感器和GPS測量值后組成優(yōu)化值，后輸出車輛位置估計(jì)值并與定位濾差和行車方向一并輸入地圖匹配模塊，算出地圖上的匹配位置坐標(biāo)，濾波器的結(jié)構(gòu)原理如下：里程儀陀螺儀GPS接收機(jī)導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)庫濾波器地圖匹配模塊位置估計(jì)組合DR信息

GPS信息車輛位置估算行車方向估算誤差估算定位輸出二、車載設(shè)備１．車載設(shè)備由定位模塊（GPS接收機(jī)和DR傳感器）、通信控制器、收發(fā)信機(jī)（集群電臺(tái)）、駕駛員接口和電源模塊組成，其原理圖如下：駕駛員接口數(shù)碼顯示語音提示短信息輸入定位模塊角速度傳感器GPS接收機(jī)里程儀接口通訊控制器單片機(jī)系統(tǒng)無線MODEM時(shí)序邏輯電路集群電臺(tái)電源模塊里程儀信號(hào)輸入

GPS接收機(jī)接收GPS所發(fā)導(dǎo)航電文，經(jīng)處理后形成一定格式的綜合數(shù)據(jù)流（位置、時(shí)間、速度）經(jīng)串口送至通信控制器。通信控制器將綜合數(shù)據(jù)流和本車身份及其它數(shù)據(jù)經(jīng)通訊協(xié)議重構(gòu)后由收發(fā)信機(jī)發(fā)射到控制中心，并將充分基準(zhǔn)站發(fā)來的修正信息送至GPS接收機(jī)提供司駕人員。２．車載終端和傳感器車載終端功能：①提供實(shí)時(shí)交通信息、導(dǎo)航。②為信息中心提供原始信息。③車輛定位。操作面板GPRS收發(fā)機(jī)GPS接收導(dǎo)航計(jì)算機(jī)語音芯片無線揚(yáng)聲器顯示器導(dǎo)航計(jì)算機(jī)是車載終端為核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、電子地圖應(yīng)用程序的存儲(chǔ)與執(zhí)行，其顯示屏顯示地圖和車輛位置。自主導(dǎo)航系統(tǒng)—由車速傳感器和方向傳感器檢測汽車瞬時(shí)速度與前進(jìn)方向的變化，送入CPU可求出行車軌跡和當(dāng)前位置，并在電子地圖上顯示，此外，電子地圖上還標(biāo)有道路、設(shè)施、地名。里程儀陀螺儀GPS接收機(jī)導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)庫聯(lián)邦濾波器地圖匹配模塊位置估計(jì)組合DR信息

GPS信息車輛位置估算行車方向估算誤差估算定位輸出４．方向傳感器（羅盤式、方向盤式和陀螺儀）羅盤式傳感器當(dāng)Ｈ以α角作用時(shí)，Ｖx、Ｖy有：故測得和就可得汽車行駛方向與地磁場的夾角缺點(diǎn)：車輛通過環(huán)境磁場時(shí)有較大誤差。Vx=KHcosαVy=KHsinα則α=aectgn(Vy/Vx)ＶxＶy地磁場方向盤傳感器

—又稱車輪轉(zhuǎn)速差方向傳感器，通過左右車輪轉(zhuǎn)速差確定汽車方位。用于系的前輪速度傳感器，可兼做汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中的方向傳感器。通過左右前輪傳感器可測得兩前輪的行駛距離差，從而確定汽車是否已轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)向角的大小。對汽車每行駛一段距離測出的轉(zhuǎn)向角從第一轉(zhuǎn)向點(diǎn)開始，對全部轉(zhuǎn)向角求代數(shù)和，就可以求出當(dāng)前汽車方位的變化。缺點(diǎn)：會(huì)因車輪打滑、空轉(zhuǎn)，引起較大檢測誤差。陀螺儀通過檢測汽車角速度并對該角速度進(jìn)行積分，來檢測方向的變化。種類：普通、光學(xué)、振動(dòng)、氣體等。汽車自主導(dǎo)航多采用氣體陀螺儀，殼體內(nèi)封有氦氣，氦氣在壓電式振子泵的作用下，從噴嘴送出，進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。當(dāng)汽車直線行駛時(shí)，氦氣噴射均勻，用于檢測氦氣流偏差的兩條熱線溫差為零。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，氦氣流發(fā)生偏離，兩條熱線會(huì)產(chǎn)生溫差，做為電量輸出，獲得汽車角速度，再積分就可以求出轉(zhuǎn)角。５．電波導(dǎo)航組成：控制計(jì)算機(jī)、信號(hào)接收機(jī)、車內(nèi)磁控測儀、接收天線等部分組成。計(jì)算機(jī)內(nèi)有電子地圖，行車前把有旅行所需地圖輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)接收衛(wèi)星和地面電臺(tái)信號(hào)，根據(jù)傳感器車速確定汽車任意時(shí)刻位置，根據(jù)電子地圖，確定前往目的地的優(yōu)化行車路線。傳送時(shí)間檢測方式

通過檢測多個(gè)地點(diǎn)到汽車的電波傳送時(shí)間，計(jì)算出汽車與各點(diǎn)之間的距離，從而確定汽車的位置。GPS就是這個(gè)方法。信標(biāo)方式：

在路側(cè)分布的多個(gè)微弱電波（紅外線等）的發(fā)出點(diǎn)，坐標(biāo)代碼裝置稱做信標(biāo)。汽車通過信標(biāo)附近時(shí)，接受坐標(biāo)代碼以確定其位置，若遠(yuǎn)離信標(biāo)時(shí)則不能接收信號(hào)，需與其它導(dǎo)航方法結(jié)合。如何理解海綿城市與智慧城市海綿城市的基本內(nèi)涵與績效指標(biāo)概述PART1如何理解海綿城市？·SC,SpongeCity海綿城市·SuDS/SustainableDrainageSystems模仿自然狀態(tài)，減少徑流，改善水質(zhì)，提高生物多樣性?！I/GreenInfrastructure通過相互聯(lián)系的綠色空間網(wǎng)絡(luò)，自然管理暴雨，減少排水，改善水質(zhì)，節(jié)約城市管理成本?！ID/LowImpactDevelopment通過分散、小規(guī)模的源頭控制延緩徑流和污染的沖擊，接近自然水文循環(huán)?！MPs/Bestmanagementpracticies由單純的工程方式轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ膛c非工程相結(jié)合方式進(jìn)行雨洪管理實(shí)踐?！SUD/WaterSensitiveUrbanDesign整合城市空間設(shè)計(jì)和綜合水資源管理?！BC/ActiveBeautifulandCleanWatersProgramej將功能性與自然、生態(tài)和人文相結(jié)合?？沙掷m(xù)排水系統(tǒng)SuDS源頭控制就近消納改善水質(zhì)協(xié)調(diào)環(huán)境景觀舒適綠色基礎(chǔ)設(shè)施GI多功能綠色空間網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中心連接廊道低影響開發(fā)LID小型分散原位收集自然凈化就近利用回補(bǔ)地下水最佳雨洪管理實(shí)踐BMPs路面材料儲(chǔ)水設(shè)施滲透過濾管理法規(guī)民眾教育水敏感性城市設(shè)計(jì)WSUD減少用水量減少排放水資源再生改善水環(huán)境水量調(diào)蓄活越美麗凈水計(jì)劃ABC自然可親性商業(yè)&藝術(shù)水敏設(shè)計(jì)生物修復(fù)蓄水池

海綿城市是指通過加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理，充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。雨水徑流控制恢復(fù)本地海綿體修復(fù)水生態(tài)、改善水環(huán)境、涵養(yǎng)水資源、提高水安全、復(fù)興水文化海綿城市建設(shè)水生態(tài)水資源水環(huán)境水安全水文化目標(biāo)導(dǎo)向問題導(dǎo)向小雨不積水大雨不內(nèi)澇水體不黑臭熱島有緩解方式——實(shí)現(xiàn)雨水自然積蓄、滲透和凈化的城市發(fā)展方式策略——基于經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃和設(shè)計(jì)策略系統(tǒng)——涵蓋雨水、污水、再生水、地下水、生活用水、景觀用水等生態(tài)系統(tǒng)以及與之相關(guān)的建筑、道路、綠地和基礎(chǔ)設(shè)施等綜合系統(tǒng)途徑——實(shí)現(xiàn)緩解城市化過程中帶來的水生態(tài)破壞、水環(huán)境污染、水資源短缺、水安全風(fēng)險(xiǎn)、水文化消失等問題的有效途徑污水再生水雨水地下水景觀水生活水生態(tài)水系統(tǒng)滲、滯、蓄、凈、用、排

海綿城市要做什么？2.不讓雨水產(chǎn)生雨澇災(zāi)害1.讓雨水資源不浪費(fèi)3.讓城市綠地系統(tǒng)增效增值，環(huán)境更美麗宜居不讓雨水白白流走，或補(bǔ)充地表水含量，或儲(chǔ)蓄再利用，或進(jìn)入綠地生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)；讓雨水資源化利用效益最大化。綠地區(qū)域內(nèi)常量雨水盡量自行消納，減少市政管網(wǎng)壓力，發(fā)揮水體與自然水系雨洪調(diào)蓄功能。通過改善綠地空間形態(tài)與植物配置，統(tǒng)籌與水資源的有效利用，系統(tǒng)提升綠地系統(tǒng)生態(tài)效能與景觀。海綿城市績效指標(biāo)概述20132014201520162017習(xí)近平在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議講話：“提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市。財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部決定開展中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作，給予專項(xiàng)資金補(bǔ)助：直轄市每年6億元，省會(huì)城市每年5億元，其他城市每年4億元。國務(wù)院辦公廳《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》：通過海綿城市建設(shè)，最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，將70%的降雨就地消納和利用，到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求；到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求。李克強(qiáng)第十二屆全國人大五次會(huì)議報(bào)告：統(tǒng)籌城市地上地下建設(shè)，再開工建設(shè)城市地下綜合管廊2000公里以上，啟動(dòng)消除城區(qū)重點(diǎn)易澇區(qū)段三年行動(dòng)，推進(jìn)海綿城市建設(shè)，使城市既有“面子”，更有“里子”。海綿城市建設(shè)效益評(píng)價(jià)與考核指標(biāo)（試行）類別項(xiàng)績效指標(biāo)建筑與小區(qū)關(guān)聯(lián)性相關(guān)指標(biāo)水生態(tài)1年徑流總量控制率徑流總量控制率、徑流系數(shù)、土壤滲透系數(shù)2生態(tài)岸線恢復(fù)生物多樣性指數(shù)、濕地（水系、岸線）損失變化率3地下水位地下水潛水水位4城市熱島效應(yīng)熱島強(qiáng)度、綠地率、屋頂綠化率水環(huán)境5水環(huán)境質(zhì)量《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類6城市面源污染控制徑流污染控制率（SS）水資源7污水再生利用率中水回用率（非傳統(tǒng)水源利用率）8雨水資源利用率雨水回收利用率（非傳統(tǒng)水源利用率）9管網(wǎng)漏損控制管網(wǎng)漏損率水安全10城市暴雨內(nèi)澇災(zāi)害防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期11飲用水安全水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)1年徑流總量控制率表新建、擴(kuò)建、整體改建項(xiàng)目年徑流總量控制率序號(hào)項(xiàng)目分類名稱用地代號(hào)年徑流總量控制率新建、擴(kuò)建整體改造1居住用地R1R2R3≥75%≥70%2公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地A1A5A6≥75%≥55%A2A3A4≥80%≥60%3商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地B1B2B3B4≥75%≥55%4工業(yè)用地M1M2≥80%≥70%5物流倉儲(chǔ)用地W1W2≥80%≥70%6道路與交通設(shè)施用地S1一注S3S4S9一注7公用設(shè)施用地U21一注8綠地與廣場用地G1G2≥85%≥85%G3

≥80%≥70%關(guān)鍵指標(biāo)2場地徑流系數(shù)表不同用地類型新建、擴(kuò)建項(xiàng)目徑流系數(shù)控制目標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目分類名稱用地代號(hào)徑流系數(shù)控制目標(biāo)（流量）1居住用地R1R2R3≤0.452公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地A1A5A6≤0.45A2A3A4≤0.403商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地B1B2B3B4≤0.504工業(yè)用地M1M2≤0.505物流倉儲(chǔ)用地W1W2≤0.556道路與交通設(shè)施用地S1≤0.65S3S4S9≤0.557公用設(shè)施用地U21≤0.458綠地與廣場用地G1G2≤0.15G3

≤0.30關(guān)鍵指標(biāo)3徑流污染物控制率

技術(shù)措施污染物去除率（以SS計(jì)算，%）技術(shù)措施污污染物去除率（以SS計(jì)算，%）透水磚鋪裝80~90蓄水池80~90透水水泥混凝土80~90雨水罐80~90透水瀝青混凝土80~90調(diào)節(jié)塘——綠色屋頂70~80調(diào)節(jié)池——下凹式綠地——傳輸型植草溝35~90簡易型生物滯留設(shè)施——干式植草溝35~90復(fù)雜型生物滯留設(shè)施70~95濕式植草溝——泥塘50~80植被緩沖帶50~70雨水濕地50~80初期雨水棄流設(shè)施40~65表低影響開發(fā)設(shè)施徑流污染物控制率《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中提到的指標(biāo)綠地率熱島強(qiáng)度綠色基礎(chǔ)設(shè)施建筑與小區(qū)海綿城市設(shè)計(jì)要點(diǎn)缺水地區(qū)重點(diǎn)在于利用城市綠地解決自然滲透、匯蓄和利用，通過雨水收集、利用，有效提高地表水的含蓄量。水網(wǎng)地區(qū)重點(diǎn)研究利用水系、微濕地和集雨型綠地匯蓄雨水，參與地表水凈化和減緩市政雨澇壓力。沿海重鹽堿地帶重點(diǎn)研究利用雨水自然滲透。促進(jìn)土壤排鹽堿的技術(shù)利用，以及耐鹽堿植物的應(yīng)用?？傮w原則：因地制宜，分類施策要點(diǎn)1區(qū)域規(guī)劃引領(lǐng)，以指標(biāo)為依據(jù)以規(guī)劃指標(biāo)為依據(jù)開展方案設(shè)計(jì)，以綠地系統(tǒng)和水系統(tǒng)為中心，有機(jī)整合與之相關(guān)的雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、景觀系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等建立水資源綜合利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)目標(biāo)。應(yīng)進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比選，不斷優(yōu)化方案。區(qū)域海綿城市與水資源綜合規(guī)劃充分發(fā)揮公園大面積水體的雨水蓄積功能公園成為區(qū)域海綿城市建設(shè)的重要要素—“大海綿”公園景觀水體與住區(qū)雨水系統(tǒng)通過生態(tài)綠道銜接充分發(fā)揮公園的生物多樣性功能，優(yōu)化植物配置?，F(xiàn)狀條件及問題評(píng)估確定目標(biāo)控制設(shè)施及規(guī)模確定水文水力計(jì)算豎向設(shè)計(jì)、匯水區(qū)劃分設(shè)施選擇與平面布局要點(diǎn)1區(qū)域規(guī)劃引領(lǐng)，以指標(biāo)為依據(jù)場地的年徑流總量控制率年徑流污染控制率徑流系數(shù)污水管網(wǎng)外排流量和總量市政再生水供水壓力地表徑流對景觀水系水質(zhì)的影響生態(tài)環(huán)境的用水壓力年徑流總量控制率不應(yīng)低于75%01年徑流污染控制率已大于40%02徑流系數(shù)控制居住用地0.45，商業(yè)用地0.5003新建硬化10000平米以上，妹千平米調(diào)蓄容積30m304下凹綠地比例不少于50%，改建增加10%05改建項(xiàng)目可滲透地面面積比例增加10%0706新建項(xiàng)目可滲透地面面積比例不少于40%要點(diǎn)2早期關(guān)注豎向設(shè)計(jì)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)場地建筑、道路、廣場、綠地、水系等的布局和豎向，使徑流雨水有組織自流匯入周邊綠地系統(tǒng)和水系，并與城市雨水管渠系統(tǒng)相銜接。廣場雨水宜綜合采用生態(tài)排水和雨水管渠，雨水首先匯入道路綠化帶及周邊綠地內(nèi)的低影響開發(fā)設(shè)施。道路橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)化道路橫坡坡向，路面與道路綠化帶及周邊綠地的豎向關(guān)系。要點(diǎn)3設(shè)施選擇灰綠結(jié)合綠色設(shè)施：下凹綠地、植草溝、雨水花園、透水鋪裝等，即在地勢較低的區(qū)域種植植物，通過植物截留、土壤過濾滯留處理小流量徑流雨水，達(dá)到控制徑流污染的目的?；疑O(shè)施：地埋式蓄水裝置（混凝土蓄水池、蓄水方塊）。根據(jù)項(xiàng)目所在地的地埋條件、規(guī)劃條件等，因地制宜的選擇海綿城市的技術(shù)措施及其系統(tǒng)組合。要點(diǎn)4注重關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的處理屋面材料的選擇：采用對雨水無污染或污染較小的材料，采用耐久性材料，與屋頂綠化相結(jié)合。收集方式：采取雨落管斷接或設(shè)置集水井的方式引入低影響開發(fā)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)雨水的凈化和利用。雨水宜分散進(jìn)入下凹式綠地，減少對綠地的沖擊。下凹綠地內(nèi)植物應(yīng)選擇耐淹品種。下凹綠地中內(nèi)設(shè)置溢流井，防止綠地長時(shí)間積水。地面雨水一般污染較重，雜質(zhì)多，傳統(tǒng)雨水箅只可攔截較大固體。道路雨水收集應(yīng)采用具有攔污截污功能的雨水口或雨水溝，且污物便于清理。雨水排放：地下建筑頂面與覆土之間設(shè)置排水系統(tǒng)（排水片材和排水管）。要點(diǎn)5統(tǒng)籌考慮，整合設(shè)計(jì)鹽堿地土壤黏緊，透水透氣不良，不利于下滲。若海綿城市建設(shè)措施得當(dāng)，不僅可控制雨水，而且可以利用雨水淋洗土體，降低土壤的含鹽量（鹽堿土改良的目的是降低和控制地下水位，防止土壤返鹽）。對于土壤含鹽量高的地方，海綿城市設(shè)施與土壤排鹽措施統(tǒng)籌，應(yīng)在保證植物生長安全與土壤排鹽措施有效的基礎(chǔ)上，通過多種方式滯蓄雨水。景觀水體應(yīng)優(yōu)先作為雨水調(diào)蓄設(shè)施。景觀水體規(guī)模的確定：根據(jù)降雨規(guī)律、水面蒸發(fā)量、雨水回用量等。雨水進(jìn)入景觀水體之前應(yīng)采取徑流污染控制措施，包括棄流設(shè)施、生態(tài)護(hù)坡。智慧城市的基本概念及案例PART2“智慧城市”概念智慧城市是以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)以及各種社交網(wǎng)絡(luò)、購物網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)金融等綜合集成工具和方法的應(yīng)用，對生產(chǎn)、生活和城市管理實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及全方位、全體系、全過程創(chuàng)新的城市形態(tài)。對于我國城市政府來講，這不僅僅是政府服務(wù)和城市管理技術(shù)的創(chuàng)新，而且更加是服務(wù)和管理理念及模式的創(chuàng)新。城市發(fā)展和城市病——智慧城市產(chǎn)生的社會(huì)因素從“數(shù)字城市”到“智慧城市”——智慧城市產(chǎn)生的社會(huì)因素

城市問題：人口膨脹、交通擁堵、環(huán)境惡化、資源短缺、城市貧困……面臨這些實(shí)質(zhì)性的挑戰(zhàn)，城市必須應(yīng)用新的技術(shù)，探索新的發(fā)展路徑和模式。超大城市、中心城市存在借助信息技術(shù)大發(fā)展解決城市問題的內(nèi)在需求。

信息技術(shù)（互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算）造就智慧城市技術(shù)核心。智慧城市要求把新一代IT技術(shù)運(yùn)用到城市經(jīng)營的各個(gè)領(lǐng)域。它是城市信息化和數(shù)字城市的延續(xù)和進(jìn)一步發(fā)展，在數(shù)字城市基礎(chǔ)上融入社會(huì)和環(huán)境兩大要素?！爸腔鄢鞘小薄鐣?huì)與技術(shù)雙重作用

1990年美國加州舊金山一次國際會(huì)議，以“智慧城市（smartcities）、快速系統(tǒng)（fastsystems）、全球網(wǎng)絡(luò)（globalworks）”為主題，探尋了城市通過信息技術(shù)聚合“智慧”以形成可持續(xù)的城市競爭力的成功經(jīng)驗(yàn)。后正式出版《科技社會(huì)的一種現(xiàn)象——智慧城市、快速系統(tǒng)、全球網(wǎng)絡(luò)》。

歐盟在2007年的《歐盟智慧城市報(bào)告》中率先提出“智慧城市（SmartCity）”的創(chuàng)新構(gòu)想；2008年IBM提出了“智慧的地球”理念；2009年歐盟委員會(huì)提出了建設(shè)智慧城市的具體計(jì)劃，同年IBM發(fā)布《智慧的城市在中國》報(bào)告。

2009年國務(wù)院總理溫家寶在北京科技界大會(huì)上作了題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的報(bào)告。報(bào)告中詮釋了“物聯(lián)網(wǎng)”、“智慧地球”等與智慧城市密切相關(guān)的關(guān)鍵概念。2010年科技部在武漢舉辦了“2010中國智慧城市論壇”。說明有效利用信息技術(shù)提高城市管理水平的重要性?！爸腔鄢鞘小崩砟畹挠蓙怼爸腔鄢鞘小备拍罾斫猹M義概念廣義概念

城市智能化。2008年IBM提出“智慧地球”概念，智慧城市是智慧地球落實(shí)到實(shí)際的區(qū)域性做法。主要是通過對城市社會(huì)系統(tǒng)如公共服務(wù)、能源、電力、交通等進(jìn)行智能化改造，有效減輕城市壓力，其實(shí)質(zhì)是把智慧城市等同于智能城市，具有一定的盈利性質(zhì)。

城市全面發(fā)展。智慧城市是城市資源的優(yōu)化整合利用，是城市從經(jīng)濟(jì)到人文的全面發(fā)展，是一種可持續(xù)進(jìn)步的理想狀態(tài)。即以智慧的理念規(guī)劃城市，以智慧的方式建設(shè)城市，以智慧的手段管理城市，以智慧的思維發(fā)展城市，使城市各項(xiàng)功能系統(tǒng)運(yùn)作更加協(xié)調(diào)高效，城市經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境得到全面發(fā)展。自IBM提出智慧地球以來，來自IBM的統(tǒng)計(jì)，50多個(gè)國家的企業(yè)和組織加入這一智慧城市建設(shè)進(jìn)程，已有1200多項(xiàng)案例，廣泛應(yīng)用于交通、制造、能源、城市建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域?！爸腔鄢鞘小苯ㄔO(shè)在國內(nèi)外廣泛開展

以新加坡為例——全面、系統(tǒng)的推進(jìn)智慧城市建設(shè)強(qiáng)有力的組織領(lǐng)導(dǎo)和管理體制全民參與、系統(tǒng)超前、滾動(dòng)修編的信息化規(guī)劃優(yōu)先發(fā)展信息基礎(chǔ)設(shè)施，提供高帶寬、低資費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)注重實(shí)用性，以政府引導(dǎo)資金激發(fā)社會(huì)力量共同參與應(yīng)用項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展具有全球競爭力的信息通信產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)大行業(yè)出口共同特征目前全球這種情況并不多，根據(jù)最新《福