智能運輸系統(tǒng)

任務1認識智能運輸系統(tǒng)目錄智能運輸系統(tǒng)（ITS）的產生與發(fā)展1234智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢小結1.1智能運輸系統(tǒng)（ITS）的產生與發(fā)展目前，其他一些國家和地區(qū)的ITS研究也有相當大的規(guī)模，如澳大利亞、加拿大、韓國、新加坡、中國等。全球正在形成一個新的ITS產業(yè)。智能運輸系統(tǒng)（ITS）目前尚無公認的定義。一方面是不同研究者從不同角度考慮，對ITS認識不同；另一方面，ITS本身處于迅速發(fā)展時期，內涵和外延都處于發(fā)展變化中。智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystems，簡稱ITS）起始于美歐，成熟于日本。20世紀60年代末期，美國最早開始了ITS領域的研究。經過30年左右的發(fā)展，美國、歐洲、日本成為世界ITS研究的三大陣營。1.1.1智能運輸系統(tǒng)的概念、地位和作用美國運輸工程師學會（InstituteofTransportationEngineer，簡稱ITE）、日本汽車道路交通智能化協(xié)會（Vehicle，RoadandTrafficIntelligenceSociety，簡稱VERTIS）以及我國的交通工程學者都曾給智能運輸系統(tǒng)進行過定義。

智能運輸系統(tǒng)是把先進的檢測、通信和計算機技術綜合應用于汽車和道路而形成的道路交通運輸系統(tǒng)。美國運輸工程師學會（ITE）

智能運輸系統(tǒng)是運用最先進的信息、通信和控制技術，即運用“信息化”、“智能化”解決道路交通中的交通事故、交通堵塞和環(huán)境破壞等各種問題的系統(tǒng)，是人、車、路之間接收和發(fā)送信息的系統(tǒng)。日本汽車道路交通智能化協(xié)會(VERTIS)：1.1.1智能運輸系統(tǒng)的概念、地位和作用智能運輸系統(tǒng)是在關鍵基礎理論模型研究的前提下，把先進的信息技術、數據通信技術、電子控制技術及計算機處理技術等有效地綜合運用于地面交通管理體系，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用、實時、準確、高效的交通運輸管理系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)可以使汽車與道路的功能智能化，是目前國際公認的解決城市以及高速公路交通擁擠、改善行車安全、提高運行效率、減少空氣污染等的最佳途徑?！爸悄苓\輸系統(tǒng)”將成為21世紀現(xiàn)代化地面交通運輸體系的模式和發(fā)展方向，是交通運輸進入信息時代的重要標志。我國交通學者（援引吉林大學楊兆升教授專著）1.1.2ITS是科技發(fā)展的必然產物交通運輸的發(fā)展史是人類社會發(fā)展史的一個重要組成部分，是一部科技的發(fā)展史，交通運輸業(yè)的發(fā)展更是科學技術發(fā)展的象征。公元前4000年

馬車被發(fā)明出來，改變了原始的運輸方式，是運輸史上新的里程碑。馬車的出現(xiàn)，使道路交通進入了馬車交通階段。1765年英國人詹姆士·瓦特研制出了世界上第一臺具有獨立性的動力機械—蒸汽發(fā)動機，構成了交通運輸領域的第一次革命。1866年奧托公司生產“活塞式四沖程奧托內燃機”。內燃機車、汽車和飛機都是其應用于交通運輸領域的成果。1885至1889年戴姆勒及助手制造了裝有內燃機的4輪實驗汽車，并配上變速器。是世界上第一輛汽車，標志著汽車運輸時代的開始。1.1.2ITS是科技發(fā)展的必然產物1886至1920年汽車交通發(fā)展的早期階段。汽車數量不多，公路運輸僅是鐵路、水路運輸的輔助手段。世界鐵路大發(fā)展的時期，因而也被稱為鐵路運輸時代。1920至1945年鐵路發(fā)展中期階段。公路運輸不僅是短途運輸的主力軍，而且在中、長運輸中開始與鐵路、水路競爭，并出現(xiàn)了早期的高速公路（1919年）。1945至近60年間

公路發(fā)展迅速，歐洲、美國、日本先后建成比較完善的公路網，公路運輸在綜合交通運輸體系中起著主導作用。20世紀至今

電力的發(fā)明是最大的科學技術成果之一?，F(xiàn)在，電車、地鐵、輕軌已成為大城市交通的重要載客工具。1.1.2ITS是科技發(fā)展的必然產物實踐證明，交通運輸史是科學技術發(fā)展史的縮影，交通運輸業(yè)從產生到發(fā)展的每一步，都凝結著科學技術的成果。交通運輸業(yè)的每一次革命，不論是交通工具的更新?lián)Q代，還是運輸方式的拓展變革，都與科學技術成果直接相連。科學技術的發(fā)展推動了交通運輸的發(fā)展。智能運輸系統(tǒng)（ITS）正是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然產物。1.1.3ITS是信息化社會發(fā)展的必然要求伴隨著人類向信息化社會的邁進，交通運輸業(yè)也面臨著一次重大的變革，為實現(xiàn)信息化社會發(fā)展的需要，交通運輸必須信息化。ITS是高科技發(fā)展的必然結果，也是信息化社會發(fā)展的必然要求。一般認為，人類社會的發(fā)展經歷原始社會—農業(yè)社會—工業(yè)社會—信息社會。信息化是當今世界經濟和社會發(fā)展的大趨勢，是產業(yè)升級和實現(xiàn)工業(yè)化、現(xiàn)代化的關鍵環(huán)節(jié)。以微電子技術、計算機技術等為核心而引發(fā)的數字化、網絡化、智能化科學技術發(fā)展迅速，極大地改變了人們的思維方式、生活方式和交流方式，有力地推動著社會生產力的發(fā)展。1.1.4ITS是世界經濟發(fā)展的必然要求沒有良好的環(huán)境，就沒有經濟的發(fā)展。交通運輸系統(tǒng)是構成社會基礎結構的一個核心要素，它是一個動態(tài)系統(tǒng)，是社會經濟發(fā)展的通道和載體，決定著社會經濟的運行狀態(tài)。建立ITS是交通運輸系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)代化的一項重要舉措，ITS能夠促進社會經濟環(huán)境的進一步優(yōu)化，是世界經濟發(fā)展的必然要求。1.1.5ITS是解決交通問題的最佳途徑

1）交通問題的概念一般認為，交通問題是指對社會或經濟未能產生正效益，交通本身的機能也未充分發(fā)揮的狀態(tài)。20世紀六七十年代，世界各國經濟發(fā)展進入了高速增長時期，汽車數量急劇增加，導致已有的道路難以滿足經濟發(fā)展的需要，進而帶來了負面影響，產生一系列的交通問題。1.1.5ITS是解決交通問題的最佳途徑

2）交通問題的現(xiàn)狀

美國：主要城市每年由于交通擁擠造成的浪費超過475億美元，多達143.5億升的燃料和27億工作小時。

日本：人口密度比較大，每天晝夜行駛的汽車有7000萬輛，每年交通事故死傷人數達100余萬人，大量交通需求，在各地區(qū)交通擁擠，每年時間損失達53億小時，經濟損失達12兆日元，給社會和經濟帶來沉重的負擔，此外還會導致沿路環(huán)境惡化、能源消耗增加等嚴重問題。

我國：道路交通死亡人數每年達10萬人左右，直接經濟損失近20億?，F(xiàn)代的交通運輸已經對人類生命、財產和生存環(huán)境構成威脅。

3）解決交通問題的方法1.1.5ITS是解決交通問題的最佳途徑控制需求

控制車輛的增加改變車型，使車輛數減少增加供給修建道路，加強道路基礎設施建設，緩解交通問題。實施ITS綜合考慮人、車、路，充分應用現(xiàn)代科學技術，解決城市交通問題。在相當長的時期內，舍棄車輛是不可能的。受到土地資源等制約，城市道路也不能無限增長。

ITS已成為國際公認解決道路交通問題的最佳途徑!1.1.5ITS是解決交通問題的最佳途徑可以預料，ITS將成為21世紀現(xiàn)代化交通運輸體系的管理模式和發(fā)展方向，是交通運輸進入信息時代的重要標志。智能運輸系統(tǒng)這一嶄新概念伴隨著科學技術的進步而出現(xiàn)、發(fā)展，并為解決交通問題帶來了新的前景。隨著我國智能運輸系統(tǒng)研究和開發(fā)進程的不斷推進，必然會出現(xiàn)一些和我國經濟、社會、交通等特點相伴隨的特有理論和技術問題。因此，開展與我國國情相適應的、具有中國特色的智能運輸系統(tǒng)理論和應用技術的研究具有迫切性和必要性。20世紀60年代，一些有識之士就萌生了在道路交通方面應用信息、通信技術使道路和汽車更加協(xié)調、交通更加系統(tǒng)化，有助于減少交通堵塞和減少交通公害，提高交通安全性的構想。實現(xiàn)這一構想的主要手段有向駕駛員提供交通信息，通過管制引導交通或限制交通，以及實施自動駕駛等。1.2智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀例如：美國通用汽車公司（GM）1966年開發(fā)的信息系統(tǒng)和俄亥俄州大學進行的自動駕駛實驗、日本豐田汽車公司提出的MAC系統(tǒng)和機械試驗所（機械技術研究所）進行的自動駕駛實驗等。1.2智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀20世紀80年代以來，發(fā)達國家交通運輸領域的研究進入一個嶄新階段，日本、美國、加拿大、德國、法國、澳大利亞等國都投入大量的人力和物力從事ITS的研究，其他一些國家和地區(qū)，如韓國、新加坡、芬蘭等也相繼開展了ITS的研究。最近幾年，ITS技術研究以驚人的速度發(fā)展，世界上許多國家進行開發(fā)研究，出現(xiàn)激烈競爭的局面，并逐漸形成了日本、歐洲、美國三大體系。目前，ITS在全世界發(fā)展迅速，其功能和規(guī)模不斷擴大，對其構成的描述也不盡相同。1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程進行智能運輸系統(tǒng)的先驅性研究，即電子路徑誘導系統(tǒng)研究（ElectronicRouteGuidanceSystem，簡稱ERGS）。20世紀60年代中期加利福尼亞交通部門研究的PATHFINDER系統(tǒng)獲得成功，加速ITS的發(fā)展。通過“綜合地面運輸效率法案”，發(fā)展經濟上有效、環(huán)境上友好的國家級綜合地面運輸系統(tǒng)，以提高客運和貨運的運輸效率。展開智能化車輛-道路系統(tǒng)（IntelligentVehicle-HighwaySystem，簡稱IVHS）方面研究，運輸部成立智能化車輛道路系統(tǒng)（IVHS）組織。1991年1993年20世紀80年代1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程2月，美國開始開發(fā)統(tǒng)一的國家ITS體系框架（TheNationalITSArchitecture）。1月，運輸部公布了美國國家ITS體系框架（第一版）。經過一年多試用與維護，9月運輸部公布了修訂后的國家ITS體系框架（第二版）。1994年1995年1998年IVHS正式更名ITS，對其研究領域和內容進行了擴充。年底舉辦第一屆ITS世界大會，ITS作為統(tǒng)一術語在世界各國廣泛應用。1997年1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容美國是最早開展ITS研究的國家，經歷IVHS、ITS-1和ITS-2研發(fā)階段。美國ITS-1研發(fā)領域先進的車輛控制和安全系統(tǒng)（AVCSS）先進的交通管理系統(tǒng)（ATMS）商業(yè)車運營（CVO）先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)（ARTS）先進的出行者信息系統(tǒng)（ATIS）先進的公共交通系統(tǒng)（APTS）自動公路系統(tǒng)（AHS）1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容（ITS-1）1.先進的交通管理系統(tǒng)（ATMS-AdvancedTrafficManagementSystem)（1）城市區(qū)域的中央化交通信號控制系統(tǒng)（2）高速公路管理系統(tǒng)（3）交通事故管理系統(tǒng)（4）電子收費及交通管理系統(tǒng)

（1）出行者信息系統(tǒng)（2）車載路徑誘導系統(tǒng)（3）停車場停車引導系統(tǒng)（4）數字地圖數據庫2.先進的出行者信息系統(tǒng)（ATIS-AdvancedTravelerInformationSystem）（1）車隊管理系統(tǒng)（2）乘客出行信息系統(tǒng)（3）電子支付系統(tǒng)（例如采用智能卡）（4）運輸需求管理系統(tǒng)（5）公交優(yōu)先系統(tǒng)

3.先進的公共交通系統(tǒng)（APTS-AdvancedPublicTransportationSystem）1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容（ITS-1）4.先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)（ARTS-AdvancedRuralTransportationSystem)ARTS是ITS技術在幅員廣闊的鄉(xiāng)村區(qū)域的選擇性應用，研究內容：（1）出行者的信息與保護（2）緊急情況管理系統(tǒng)（3）旅游和出行者信息服務系統(tǒng)（4）基礎設施的運營和保養(yǎng)（5）車隊運營與管理系統(tǒng)（6）商業(yè)車隊運營（7）公共性的出行者服務系統(tǒng)（1）商業(yè)車輛的電子通關系統(tǒng)（2）車載安全監(jiān)控系統(tǒng)（3）路邊安全檢查的自動化系統(tǒng)（4）商業(yè)車隊管理系統(tǒng)（5）商業(yè)車輛的行政管理程序（6）危險品的應急響應系統(tǒng)5.商業(yè)車輛運營（CVO-CommercialVehicleOperation）1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容（ITS-1）6.先進的車輛控制和安全系統(tǒng)（AVCSS-AdvancedVehicleControl&SafetySystem)（1）防碰撞系統(tǒng)（2）智能化行車控制系統(tǒng)（3）Mayday系統(tǒng)（4）駕駛員視野加強系統(tǒng)（5）車輛防抱死系統(tǒng)ABS（Anti-lockBrakingSystem）（6）駕駛員安全監(jiān)控系統(tǒng)（7）車輛安全監(jiān)控系統(tǒng)（8）車載路線誘導系統(tǒng)（9）協(xié)作駕駛AHS有三種研究理念：（1）基于車輛智能化的匿名自動駕駛（2）基于公路基礎設施智能化的公路控制自動駕駛（3）前兩者的綜合7.自動公路系統(tǒng)（AHS-AutomatedHighwaySystem）1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容隨著ITS-1不斷建設與完善，美國對ITS的研究內容有了新認識和要求，于是制定了新的ITS研發(fā)戰(zhàn)略，提出了ITS-2。美國ITS-2研發(fā)領域信息管理系統(tǒng)（IMS）出行和運輸管理系統(tǒng)（TTMS）養(yǎng)護和施工管理系統(tǒng)（MCMS)公共交通運輸管理系統(tǒng)（PTMS）商業(yè)車輛運行系統(tǒng)（CVOS）電子收費系統(tǒng)（ETC）先進的車輛安全系統(tǒng)（AVSS）緊急情況管理系統(tǒng)（EMS）1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容（ITS-2）1.出行和運輸管理系統(tǒng)（TTMS-TravelandTrafficManagementSystem）①在途駕駛員信息系統(tǒng)②線路引導系統(tǒng)③出行人員服務系統(tǒng)④交通控制系統(tǒng)⑤突發(fā)事件管理系統(tǒng)⑥排放測試和污染防護系統(tǒng)①公共運輸管理系統(tǒng)②途中換乘信息系統(tǒng)③滿足個人需求的非定線公共交通系統(tǒng)④公共交通運輸安全系統(tǒng)⑤殘疾人運輸系統(tǒng)2.公共交通運輸管理系統(tǒng)（PTMS-PublicTransportationManagementSystem）1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容（ITS-2）通過電子卡或電子標簽由計算機自動收費，使所有地面交通收費實現(xiàn)自動化，減少用現(xiàn)金收費所產生的延誤，提高道路的通行能力和運行效率，為系統(tǒng)管理提供準確的交通數據。3.電子收費系統(tǒng)（ETC-ElectronicTollCollection）4.商業(yè)車輛運營系統(tǒng)（CVOS-

CommercialVehicleOperationsSystem)

①商業(yè)車輛電子通關系統(tǒng)②自動化路側安全檢測系統(tǒng)③商業(yè)車隊管理系統(tǒng)④商業(yè)車輛安全監(jiān)控系統(tǒng)⑤商業(yè)車輛行政管理系統(tǒng)⑥危險品應急響應系統(tǒng)1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容（ITS-2）①緊急通告與人員安全系統(tǒng)②緊急情況車輛管理系統(tǒng)5.應急管理系統(tǒng)（EMS-EmergencyManagementSystem）①縱向避撞系統(tǒng)②側向避撞系統(tǒng)③交叉口避撞系統(tǒng)④視覺強化避撞系統(tǒng)⑤事故前乘坐人員的安全防護系統(tǒng)⑥危險預警系統(tǒng)⑦自動公路系統(tǒng)6.先進的車輛安全系統(tǒng)（AVSS-

AdvancedVehicleSafetySystem)1.2.1美國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容（ITS-2）是一個專門用于管理的數據庫系統(tǒng)，主要包括數據庫管理系統(tǒng)和事務管理系統(tǒng)。7.信息管理系統(tǒng)（IMS-InformationManagementSystem）8.養(yǎng)護和施工管理系統(tǒng)（MCMS-MaintenanceAndConstructionManagementSystem)是ITS-2中新加入的重要研究內容。①道路路面維護管理系統(tǒng)②道路路側環(huán)境維護管理系統(tǒng)③道路標志維護管理系統(tǒng)④橋梁隧道基礎結構維護管理系統(tǒng)⑤通信及其他外場設備維護管理系統(tǒng)⑥災難恢復管理系統(tǒng)ITS-2與ITS-1的主要區(qū)別之一。1.2.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程研究ITS的初始階段。1973年發(fā)起全面的車輛交通控制系統(tǒng)研究，拉開國際ITS研究的序幕。最初正式投入的系統(tǒng)有汽車綜合控制系統(tǒng)（簡稱CACS，ComprehensiveAutomobileControlSystems）。20世紀70年代在全國設置交通控制中心，成立日本交通管理技術協(xié)會（JTMA），開展汽車交通信息控制系統(tǒng)。1978年進行CACS實地實驗；通產省設立了（財團法人）汽車行駛電子技術協(xié)會（JSK）。推動路車間通信系統(tǒng)RACS（Road/AutomobileCommunicationSystem，1984-1989）和新汽車交通信息通信系統(tǒng)AMTICS（AdvancedMobileTrafficInformationandCommunicationSystems，1987-1988）兩個項目。20世紀80年代前半期20世紀80年代后半期1.2.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程ITS走向國際化。參加ISATA（汽車技術和自動化國際會議，1988及1990年以后）、VNIS（車輛導航與信息系統(tǒng)會議，1989及1991年以后）、CONVERGENCE（1990年）、ITS美國年會（1991以后）等ITS領域國際會議。1994年1月，成立道路車輛智能化推進協(xié)會VERTIS（Vehicle，RoadandTrafficIntelligenceSociety），現(xiàn)稱ITSJapan。1996年7月，5個政府機構聯(lián)合制定、發(fā)表“關于推進智能運輸系統(tǒng)（ITS）”整體構想，成了今后ITS工作的主體計劃，并指定9個開發(fā)領域和20項服務內容，現(xiàn)在又增加了一項新的內容，即高度信息通信社會相關信息的利用，總計21項服務內容，56項個人用戶服務，172項子服務。20世紀90年代后半期20世紀90年代前半期1.2.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容日本的ITS研究具有如下特點：大多數的ITS項目均由實力雄厚的汽車、電子業(yè)的大公司或由政府機構承擔；政府和工業(yè)部門對ITS研究長期的支持使得其ITS研究具有連貫性；ITS的研究成果直接面向市場，促進了諸如車輛導航系統(tǒng)等產品的快速開發(fā)與應用。日本ITS研發(fā)內容分為9個領域，每個領域都包含著實現(xiàn)具體功能的子系統(tǒng)。1.2.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容這9個領域的相互關系非常復雜，簡化之后可用下圖表示。1.2.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容1.智能化導航系統(tǒng)通過衛(wèi)星導航系統(tǒng)迅速實時的收集和提供堵車、旅行所需時間、交通管制、服務等情報，提高利用者的方便性。此外，向駕駛員提供個體服務信息。包括道路交通情報提供系統(tǒng)、綜合交通情報系統(tǒng)、衛(wèi)星導航動態(tài)路線引導系統(tǒng)等。達到消除道路收費站交通擁擠、實現(xiàn)無現(xiàn)金化、為駕駛員提供方便、降低管理成本的目的。自動收費系統(tǒng)包括自動收費、收稅系統(tǒng)和電子卡自動收費轉賬系統(tǒng)。2.自動收費系統(tǒng)包括安全情報提供、警告、控制系統(tǒng)，前方障礙物警報系統(tǒng)，周圍車輛警報系統(tǒng)，視覺支援系統(tǒng)，車間距控制、自動巡航控制系統(tǒng)，防止溢出車道和路外以及車道自動跟蹤系統(tǒng)，車輛、駕駛員安全監(jiān)視警報系統(tǒng)，物流專用車道和自動駕駛專用車道的車輛自動駕駛系統(tǒng)等。3.安全駕駛支援系統(tǒng)1.2.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容4.最優(yōu)化交通管理系統(tǒng)該領域包括交通信號智能控制系統(tǒng)、交通流引導分配系統(tǒng)、公共車輛優(yōu)先通過控制系統(tǒng)和交通事故智能管理系統(tǒng)等。包括收集和提供路面情況、道路工程施工狀況，特殊車輛通行許可申請和處理的自動化，特許通行實際路線以及載荷量的自動測定等。日本也研究了迅速掌握道路損壞狀況、即時維修、確保道路完好的監(jiān)控系統(tǒng)，以及對重型車和裝載危險品的特殊車輛的許可路線和實際通行路線進行實時監(jiān)管的系統(tǒng)。5.高效道路管理系統(tǒng)包括收集公共交通實時運行情況，實施公共交通優(yōu)先通行措施。此外，通過向公共交通運營者提供基礎數據，強化經營管理效率；通過向公共交通利用者提供公共交通信息，提高方便性，進而促進公共交通利用率。6.先進的公共交通系統(tǒng)1.2.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容7.高效商用車系統(tǒng)包括車輛運輸管理、智能后勤系統(tǒng)、新物流系統(tǒng)等。例如，通過對商用車輛現(xiàn)在地的實時把握和切實運行管理，減少空載以及減少未滿載車輛的運行，保證道路空間的合理利用和交通的暢通。該系統(tǒng)的功能包括對視覺障礙者進行道路引導，災害發(fā)生時進行避難地引導以及提供行人的路徑選擇和設施選擇引導等。8.行人輔助系統(tǒng)當發(fā)生地震、洪水等災害時，要求本系統(tǒng)可以迅速地收集災害狀況的情報，對于一般車輛的行駛進行限制和對救援車輛進行引導、優(yōu)先通行控制，以確保即使災害區(qū)域情報通信設施遭到完全破壞的情況下，緊急車輛支援系統(tǒng)仍能發(fā)揮備用功能的作用。9.緊急車輛支援系統(tǒng)1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程開始ITS研究。歐洲高效安全道路交通計劃（ProgrammeforanEuropeanTrafficwithHighestEfficiencyandUnprecedentedSafety，簡稱PROMETHEUS）以汽車為主體，利用先進的信息、通信自動化技術改善運輸系統(tǒng)，解決交通問題；歐洲汽車安全專用道路設施計劃（DedicatedRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope，簡稱DRIVE）主要涉及公路和交通控制技術的研究。1986年1991年1989-1991年完成了DRIVEI；1991年末成立歐洲道路交通通信信息實施協(xié)調組織（EuropeanRoadTransportTelematicsImplementationCoordinationOrganization，簡稱ERTICO）。1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程1992-1994年完成DEIVEII；PROMETHEUS計劃取得巨大的成功并于1994年結束。1994年1995年開始一項新研究計劃——PROMOTE（ProgrammeforMobilityinTransportationinEurope），主要目的是實現(xiàn)道路交通基礎設施高度智能化，重點是車輛的交通管理系統(tǒng)和安全系統(tǒng)，包括車輛道路間通信、防止碰撞、自動收費系統(tǒng)等。1998年T-TAP（1994-1998）和TEN-T計劃（1995-1999）。Transport-TelematicsApplicationProgramme（T-TAP）相當于DRIVEIII信息處理技術研究。TEN-T（Trans-EuropeanTransportNetworks）是以實現(xiàn)多方式信息服務為目的的橫貫歐洲的交通信息服務網站，是ITS持續(xù)發(fā)展的關鍵所在。1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容歐洲ITS的研究展開有兩條主線：以車輛的研究開發(fā)為主題的PROMETHEUS研究計劃和以道路基礎設施開發(fā)為主題的DRIVE研究計劃。概括起來可分為10個研發(fā)領域。1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容1989-1991年的DRIVEI，以基礎研究和標準化為主要研究內容，分成模型和一般問題研究、交通安全和人的行為研究、交通控制研究，以及其他4個研究領域、72個研究題目。之后，歐洲于1992-1994年又完成了DRIVEII，其主要研究內容如表所示。序號研究內容1交通需求管理：小汽車和公共汽車的自動收費管理，智能卡的評價2交通旅游信息：道路、鐵路、換乘等各種信息的服務3城市綜合交通管理：路徑誘導、交通信息、交通控制、停車場管理4城市間綜合交通管理：事故/交通量的自動檢測，可變標志，氣象信息5駕駛支援、協(xié)調系統(tǒng)：殘疾人、老人用人機對話危險預警（車車間、車路間通信）6貨物、車隊管理：管理方式最優(yōu)化，信息管理7公共交通管理：運營計劃，與信息服務系統(tǒng)的聯(lián)系及標準化1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容歐洲ITS研究的特點：在廣泛的ITS領域都進行著研究與開發(fā)；EC發(fā)起組織的ITS研究著重技術的部署與評價，具有高度的研究連貫性，但是與實際的應用部署尚存在差距；在公路上廣泛部署車輛專用電臺，可向用戶提供聲音或編碼信息（由多種語言廣播，可接收實時交通狀況報告）；將公共交通視為重要研究內容，公交優(yōu)先和公交乘客信息系統(tǒng)已投入使用；無論哪個國家或企業(yè)提出的交通信息系統(tǒng)方案，都可以在環(huán)境不同的12個國家分別進行現(xiàn)場實驗。因此，必然具有可適應各種環(huán)境的技術及發(fā)展新技術的可能性。1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容——代表系統(tǒng)（1）交通效率與安全蜂窩式通信系統(tǒng)SOCRATES（SystemofCellular，RadioforTrafficEfficiencyandSafety）

是一種有效發(fā)揮傳統(tǒng)的蜂窩無線電話基礎設施（地面站）的作用，使交通控制中心與行駛中車輛進行雙向通信的系統(tǒng)。是DRIVE項目的核心。德國的黑森州、英國的倫敦、瑞典的哥德堡是試驗項目的對象地區(qū)。交通信息（廣播方式）緊急信息轎車流動信息SOCRATES的概念圖

下行線路通過“廣播方式”向裝有車載裝置的車輛提供道路交通狀況的詳細數字信息?？膳c存儲在車載導航計算機中的數據連接，用于駕駛員最佳路線的計算。

上行線路利用多頻存取協(xié)議經過基地臺向交通控制中心發(fā)送信息。主要通報行程時間、緊急事態(tài)信息等。1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容——代表系統(tǒng)（2）EUROSCOUT以德國西門子公司為主開發(fā)并推向市場的，以紅外信標為媒體的動態(tài)路線引導系統(tǒng)。由于車輛和信標間的紅外線通信是雙向進行的，因此汽車則變?yōu)橐粋€探頭，將行程時間、排隊等待時間及OD信息等交通信息數據傳輸給中央引導計算機，經常更新中央數據。

EUROSCOUT的概念圖1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容——代表系統(tǒng)（2）EUROSCOUT

車載裝置由導航裝置、紅外線收發(fā)信號機、車輛位置測定裝置及顯示器、鍵盤等組成。紅外線信標是車輛與中央引導計算機之間的通信頻道，計劃在25%的城市交通信號器上和所有的高速公路上安裝。中央引導計算機裝有道路交通圖及交通信息的數據庫，計算的路線基本上是時間最短的路線。EUROSCOUT系統(tǒng)的組成及運行原理1.2.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容——代表系統(tǒng)（3）交通主人（Trafficmaster）是以倫敦為中心的大范圍高速公路使用的系統(tǒng)，是采用袖珍傳呼機網絡提供交通信息的系統(tǒng)，由名為“GENERALLOGISTICSPLC”的民間企業(yè)經營。該系統(tǒng)由傳感器、控制中心及車載信息終端組成。傳感器檢測車輛的速度，車載終端裝置可顯示全區(qū)域及分割放大區(qū)域的速度下降區(qū)域（交通堵塞區(qū)）。Trafficmaster系統(tǒng)說明圖1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程在交通運輸和管理中應用電子信息及自動控制技術，首先在北京、上海和廣州等大城市開始交通信號控制的研究開發(fā)；1978年，北京市在前三門大街試驗自行開發(fā)的城市交通控制系統(tǒng)；“七五”期間，南京試驗自行開發(fā)的自適應交通信號控制系統(tǒng)；廣州、天津、深圳、大連等近20個城市建成交通信號控制系統(tǒng)。20世紀70年代初期引進國外先進的交通控制系統(tǒng)（SCOOT、SCATS系統(tǒng)等）。后期，開始ITS基礎性研究，包括優(yōu)化道路交通管理、交通信息采集、駕駛員考試系統(tǒng)、車輛動態(tài)識別等。20世紀80年代90年代大中城市已基本建立交通控制中心或指揮中心，開展駕駛員信息系統(tǒng)、城市交通管理的智能化誘導技術等研究。1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展歷程“97北京智能運輸系統(tǒng)發(fā)展趨勢國際學術研討會”1997年2月，成立全國智能運輸系統(tǒng)（ITS）協(xié)調指導小組及辦公室和ITS專家咨詢委員會。7月，“第四屆亞太地區(qū)智能運輸（ITS）年會暨技術產品展覽會”在北京舉行。10月，第14屆ITS世界大會在北京舉行。1998年國際標準化組織交通信息與控制技術委員會ISO/TC204中國委員會正式成立，積極推進中國ITS的標準化。1999年舉辦“99國際智能運輸技術研討會暨展覽會”。2000年2007年1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容“九五”期間，ITS研究主要集中在ITS總體規(guī)劃和體系框架以及ITS標準的研究與制定?！笆濉逼陂g，科技部實施“智能運輸系統(tǒng)關鍵技術開發(fā)和示范工程”、“現(xiàn)代中心城市交通運輸與管理關鍵技術研究”等國家科技攻關計劃項目，率先在北京、上海、廣州等城市，以城市、城間道路運輸為主要實施對象，開展了以智能化交通指揮調度與管理系統(tǒng)、智能公交調度和綜合交通信息平臺為主要內容的示范工程建設，取得了一定成效。“十一五”期間，國家高技術研究發(fā)展計劃（“863”計劃）設立“現(xiàn)代交通技術領域”，針對智能運輸系統(tǒng)技術部署一批項目，突破產品和系統(tǒng)的關鍵核心技術，實現(xiàn)重點技術集成。1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容

在“863”計劃專題課題的支持下，綜合交通運輸和服務的網絡優(yōu)化與配置技術，智能化交通控制技術，綜合交通信息采集、處理及協(xié)同服務技術，交通安全新技術等各項技術得到進一步的突破；在智能化交通管控、汽車安全輔助駕駛、車輛運行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控與安全預警等一批核心關鍵技術上取得了實質性的進展。

“十二五”期間，交通運輸領域“863”計劃瞄準國家智能運輸系統(tǒng)技術發(fā)展熱點問題，對智能車路協(xié)同、區(qū)域交通協(xié)同聯(lián)動控制等技術進行了部署。國家科技項目的實施推動和提升了我國智能運輸系統(tǒng)行業(yè)的總體水平，培養(yǎng)形成了我國智能運輸系統(tǒng)專業(yè)研究隊伍和基地。1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容目前,已實施ITS子系統(tǒng)：①先進的車輛控制系統(tǒng)；②先進的交通管理系統(tǒng)；③先進的公共交通系統(tǒng)；④出行者信息服務系統(tǒng)；⑤安全和緊急事件應急系統(tǒng)；⑥電子收費系統(tǒng)；⑦其它系統(tǒng)（民航ITS系統(tǒng)、鐵路ITS系統(tǒng)、水路ITS系統(tǒng)）。1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容國際標準組織1999年在技術報告ISO/TR14813中對運輸信息和控制系統(tǒng)。（TransportInformationandControlSystems）（實際上就是智能運輸系統(tǒng)）的研究領域進行了劃分，具體劃分情況如下。服務種類服務名稱服務名稱（英文）1．出行者信息出行前信息服務Pre-tripInformation在途駕駛員信息服務On-tripInformation在途公共交通信息服務On-tripPublicTransportInformation個人信息服務PersonalInformationService路徑誘導與導航服務RouteGuidance&Navigation1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容服務種類服務名稱服務名稱（英文）2．交通管理與規(guī)劃交通運輸規(guī)劃支持TransportationPlanningSupport交通控制TrafficControl緊急事件管理IncidentManagement需求管理DemandManagement交通法規(guī)監(jiān)督與執(zhí)行Policing/EnforcingTrafficRegulations基礎設施的維護管理InfrastructureMaintenanceManagement3．車輛安全和輔助駕駛視野的擴展VisionEnhancement自動車輛駕駛AutomaticDrive縱向防撞LongitudeCollisionAvoidance橫向防撞LateralCollisionAvoidance安全防備SafetyReadiness交叉口防撞IntersectionCollisionAvoidance碰撞前乘員保護Pre-crashRestraintDeployment1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容服務種類服務名稱服務名稱（英文）4．商用車輛管理商用車輛提前通關CommercialVehiclePre-clearance商用車輛管理過程CommercialVehicleAdministrativeProcesses自動路邊安全檢測AutomatedRoadsideSafetyInspection商用車輛車載安全監(jiān)視CommercialVehicleOn-boardSafetyMonitoring商用車隊管理CommercialVehicleFleetManagement5．公共交通管理公共交通規(guī)劃PublicTransportManagement公交車輛監(jiān)控DemandResponsivePublicTransport公共交通管理SharedTransportManagement1.2.4中國ITS的發(fā)展現(xiàn)狀研究內容服務種類服務名稱服務名稱（英文）6．緊急事件緊急情況的確認及個人安全EmergencyNotificationandPersonalSecurity緊急車輛管理EmergencyVehicleManagement危險品及事故的通報HazardousMaterial&IncidentNotification7．電子收費電子收費ElectronicFinancialTransactions8．安全公共出行安全PublicTravelSecurity易受傷害道路使用者的安全措施SafetyEnhancementforVulnerableRoadUsers交叉口安全的智能化IntelligentJunctionsandLinks我國ITS研究內容和美國、歐洲、日本以及國際標準ISO/TR14813提出的研究內容基本一致，這便于我國ITS和國際接軌，加強國際交流與合作。目前，國外ITS的研究、開發(fā)與利用主要集中在城市交通和高速公路兩個方面。國外ITS的發(fā)展趨勢可以概括為以下幾個方面：1.3.1國外智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1）美日歐競相重點開發(fā)智能運輸系統(tǒng)體系結構

美國國家ITS體系結構的研究起于1992年；1994-1995年ITS優(yōu)先項目中排第一位的便是系統(tǒng)體系結構開發(fā)。

1999年末完成第二版，建立由出行及交通管理、出行需求管理、公共交通運營、電子付費服務、商用車輛營運、應急管理、先進的車輛控制與安全系統(tǒng)七大系統(tǒng)構成的國家ITS體系結構。1.3.1國外智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1）美日歐競相重點開發(fā)智能運輸系統(tǒng)體系結構

日本于1998年開始開發(fā)ITS體系結構，1999年完成，建成一個由先進的導航系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、輔助安全駕駛、優(yōu)化交通管理、道路管理效率化、協(xié)助公交車輛運營、商用車效率化、協(xié)助行人、協(xié)助緊急車輛運營等九大領域構成的國家ITS體系結構。

歐盟ITS的研究由各國獨立承擔，采取自下而上的推進模式。但子系統(tǒng)間的協(xié)調十分困難，不利于ITS向更高更完善的層次發(fā)展。在DRIVEI之后，制定統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，啟動了DRIVEⅡ計劃，1998年開始全歐的ITS體系結構項目KAREN。1.3.1國外智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢2）美日歐日益重視智能運輸系統(tǒng)標準化研究美國為了保證標準化的發(fā)展，先是通過各民間組織制定標準，然后由ITSAmerica和美國運輸部共同確定各標準研究的優(yōu)先級，確定以“國際合作、完善標準、培訓人員”為資助重點。日本國家ITS體系結構起步相對較晚，但積極地在國內推進標準化，極力使自己的標準發(fā)展為國際標準。歐洲雖然沒有統(tǒng)一的ITS體系結構，但高度重視ITS標準的國際化，主張建立一個開放的、柔性的標準化體系結構，保證全歐范圍不同系統(tǒng)和應用之間的互操作性。1.3.1國外智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢3）智能運輸系統(tǒng)建設出現(xiàn)了從單一的道路運輸智能化向綜合運輸智能化的方向發(fā)展的趨勢20世紀90年代中期開始，多式聯(lián)運智能化在國際范圍尤其是歐盟和美國運輸界引起高度關注。歐盟于1995年制定多式聯(lián)運智能化具體計劃，實施結果日益顯示出其能提供更有效、更安全、更少污染、更具有吸引力的服務。美國廣泛關注，目前正積極探討推進多式聯(lián)運智能化的有效途徑。日本至今在綜合運輸智能化方面尚未取得明顯進展?！笆濉睍r期我國智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在通過智能化和信息化手段推動綜合交通運輸、城市公共交通的高效發(fā)展，實現(xiàn)交通節(jié)能減排、車輛安全出行等方面。1.3.2國內智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著交通擁堵日益嚴峻，國內許多大城市把優(yōu)先發(fā)展城市公共交通作為減少交通擁堵的首要戰(zhàn)略。在各項優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的舉措中，積極利用高新技術，改造傳統(tǒng)的公共交通系統(tǒng)，推動智能公共交通系統(tǒng)發(fā)展是其中重要一環(huán)。

1）助力城市公共交通出行1.3.2國內智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢通過對多層次公共交通系統(tǒng)整合與服務協(xié)同關鍵技術、公交智能調度技術、車輛運行實時監(jiān)控、出行信息服務等關鍵性理論技術的深入研究，構建綜合性的城市智能公交管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對公共交通的車、場、站、道、中心設備的智能化調度、管理和運營，實現(xiàn)對公交車輛、客流信息的采集、傳輸和處理，實現(xiàn)車輛定位和信息上傳、自動報站以及對公交運營車輛的實時監(jiān)控和可視化調度。同時，通過建設電子站牌、車載終端、電子顯示屏、WEB查詢等方式，為乘客提供多樣化的公交信息服務，方便乘客安排出行。

1）助力城市公共交通出行1.3.2國內智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

2）節(jié)能減排，打造綠色交通通過發(fā)布動態(tài)有效的信息服務，高效引導車輛出行前、出行中的路徑選擇，提供從出行計劃到實現(xiàn)的一站式服務，提高車輛出行效率和交通基礎設施的承載能力；加強對路網的運行監(jiān)測，提高突發(fā)事件處理效率，減少車輛無序和無效出行，降低車輛燃油消耗和尾氣排放，減少城市能耗和碳排放，逐步將傳統(tǒng)的交通出行模式向更加高效、經濟、安全的綠色出行模式轉變。1.3.2國內智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3）推動綜合運輸效能的提升目前我國公路、鐵路、水路、航空、管道等各種交通運輸方式已經初步形成網絡，如何統(tǒng)籌各種運輸方式發(fā)展，積極推進綜合交通運輸體系建設，提升綜合交通運輸網絡的運營效率，將是“十二五”時期面臨的關鍵問題。加強對綜合交通運輸網絡承載能力提升關鍵技術、綜合交通運輸系統(tǒng)效能評估與仿真技術、區(qū)域范圍多方式綜合運輸關鍵技術等深入研究，充分發(fā)揮各交通方式的比較優(yōu)勢，強化各運輸網絡間的高效接駁，加強科技創(chuàng)新、優(yōu)化資源配置，大幅推動綜合交通運輸系統(tǒng)效能提升。1.3.2國內智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

4）進一步提高道路交通安全最大限度保障道路交通安全，創(chuàng)造安全和諧的交通環(huán)境是交通運行的首要任務。基于對人、車、路、環(huán)境等道路交通運行中各項因素的深入分析，“十二五”時期智能運輸將重點在以下幾方面開展道路交通安全領域關鍵技術研發(fā)：智能化交通管理控制與服務，交通運行智能化監(jiān)測分析及交通擁堵疏解技術，新一代智能化交通管理控制技術與裝備，智能道路、車路和車車信息交互及車路協(xié)同關鍵技術等。1.3.2國內智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著2012-2020年智能運輸發(fā)展戰(zhàn)略的出臺，智能運輸未來的市場需求將持續(xù)增長，未來三年全國城市交通智能化的水平將有顯著提高。該發(fā)展戰(zhàn)略提出，建成能夠基本適應現(xiàn)代交通運輸業(yè)發(fā)展需求的智能運輸體系、關鍵技術體系、標準體系以及產業(yè)體系，實現(xiàn)跨區(qū)域、大規(guī)模的智能運輸集成應用和協(xié)同運行，讓智能運輸成為提高運行效率和安全水平的主要手段。任務2智能運輸系統(tǒng)的體系框架概述1234目錄美國智能運輸系統(tǒng)體系框架日本智能運輸系統(tǒng)體系框架歐洲智能運輸系統(tǒng)體系框架5中國智能運輸系統(tǒng)體系框架智能運輸系統(tǒng)（ITS）是一個跨行業(yè)、跨部門、多主體、由互相連通的多個應用系統(tǒng)組成的復雜大系統(tǒng)，全面建成需要一個長期的過程，“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施、突出重點、全面推進”是建設實施ITS的必然選擇。2.1概述因而在ITS建設中，迫切需要一個綱領性和宏觀指導性的技術文件，以保證ITS各階段的建設內容能夠在統(tǒng)一的框架下有效集成，使得ITS的各個組成部分之間、乃至不同地區(qū)的ITS間能夠互聯(lián)互通、信息共享。對于ITS體系框架逐步產生了迫切的需求，世界各國提出并制定了ITS體系框架的具體解決方案。2.1.1ITS體系框架的意義與功能從1993年開始，美、日、歐開始了ITS體系框架的研究工作，到1999年為止這些國家都形成了各自的ITS體系框架，對ITS的發(fā)展起到了很好的指導和促進作用。

隨后，世界上很多國家和地區(qū)都進行了各自的ITS體系框架研究工作，如新加坡、韓國、香港等，并且在其指導下進行ITS研究工作。我國于2000年也開始了中國ITS系統(tǒng)框架的研究，并且于2001年正式出版了《中國智能運輸系統(tǒng)體系框架研究總報告》，來指導我國的ITS研究工作的開展。2.1.1ITS體系框架的意義與功能

在研究開發(fā)智能運輸系統(tǒng)的初級階段，開展系統(tǒng)體系框架的研究工作是系統(tǒng)全面發(fā)展必不可少的基礎研究。它是發(fā)展智能運輸系統(tǒng)的指導性框架，主要用于明確智能運輸系統(tǒng)的開發(fā)目標，為標準研究工作提供參考，避免重復研究和無計劃開發(fā)，便于研究成果的大范圍應用和ITS技術的發(fā)展以及產業(yè)化的實現(xiàn)。

科技人員可利用其來設計、研制和管理ITS，根據實際需求提出新的服務功能。ITS體系框架為政府機關制定發(fā)展規(guī)劃提供基本原則，為建設實施者提供實施依據，為規(guī)劃提供支持，為綜合的ITS項目提供基本原理。2.1.1ITS體系框架的意義與功能概括起來，ITS體系框架的意義主要表現(xiàn)在以下方面：

為ITS的發(fā)展提供宏觀指導性和綱領性技術文件，勾畫出ITS的未來藍圖和總體框架；為ITS的規(guī)劃和建設提供依據和宏觀指導，保證ITS系統(tǒng)規(guī)劃與設計的合理性和科學性；為實現(xiàn)ITS各應用系統(tǒng)的信息共享與有效整合打好基礎，為ITS各組成部分間的互聯(lián)互通以及各地區(qū)ITS的全面兼容提供保證；從根本上有效保證ITS的規(guī)范、健康、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展；為服務和設備制造提供一個開放的市場，從而可以提供兼容的子系統(tǒng)；提供一個公開的市場環(huán)境，使設備制造商可以以較小的風險提供產品。2.1.2ITS體系框架的組成部分ITS體系框架主要由以下部分組成：用戶服務、邏輯框架、物理框架、通信體系結構、ITS標準化、費用效益評價和實施措施。

（1）用戶服務從用戶的角度來描述ITS的系統(tǒng)功能，對用戶要求進一步細化。用戶主體是服務面對的主要用戶，也是在某服務領域指定需求的承受主體；服務主體是指服務的提供商，與用戶主體是服務與被服務的關系。用戶服務是ITS體系框架開發(fā)的基礎，用戶服務需求是ITS標準結構的基本需求。2.1.2ITS體系框架的組成部分（2）邏輯框架也稱功能體系框架，定義和確定為滿足用戶需求ITS所必須提供的一系列功能。詳細描述智能運輸系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的邏輯體系結構，定義了子系統(tǒng)的功能及他們之間的數據流。通常以一系列功能領域的方式描述邏輯體系結構，每個功能領域都定義了功能及數據庫，數據庫通過數據流與終端相聯(lián)系。邏輯體系框架為每個功能領域開發(fā)了數據流圖，顯示各功能是如何通過數據流相互聯(lián)系在一起，又如何與不同的數據庫聯(lián)系在一起，以及如何與終端聯(lián)系在一起。2.1.2ITS體系框架的組成部分（3）物理框架是ITS的物理視圖，制定系統(tǒng)具體實施策略的基礎，是將邏輯框架中的功能實體化、模型化，把功能結構相近的實體（物理模型）歸結成直觀的系統(tǒng)和子系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將由硬件或軟硬件來承載。

還需對服務端加以明確。服務端是指存在于系統(tǒng)之外，但與系統(tǒng)有信息交互關系的實體，通常被劃分成三種類型：用戶型、系統(tǒng)型和環(huán)境型。

子系統(tǒng)間及子系統(tǒng)與服務端間的信息傳遞關系由框架流表示，每條框架流一般對應于邏輯結構中的一條或若干條數據流。2.1.2ITS體系框架的組成部分物理框架與邏輯框架對應關系示意圖2.1.2ITS體系框架的組成部分（4）通信體系框架描述支持在不同系統(tǒng)部分之間進行信息交換的機制。信息交換包括兩部分：①可以使數據從一個點傳到另一個點的機制及從費用、準確率和延誤方面考慮的適應性；②確保正確地解釋從另外一個點傳來的信息。通信體系框架也描述了用戶的通信需求。（5）標準化負責提出ITS所需關鍵技術的標準需求?！皹藴省笔侵敢驯徽J可的、能夠用來指導數據傳輸的技術規(guī)定或準則的文件。物理體系框架中所定義的子系統(tǒng)之間是相互獨立的，為了確保子系統(tǒng)間的整合性，就必須使接口標準化，推薦目前成熟的技術標準或提出標準需求。2.1.2ITS體系框架的組成部分（6）費用效益分析評價對ITS項目實施進行效益分析評價是ITS研究和應用中的關鍵組成部分之一。通過對項目的經濟合理性、技術可行性、經濟效益、社會與環(huán)境影響以及項目風險做出評價，為ITS項目的可行性研究、方案比選、實施效果分析以及為已有的系統(tǒng)運行優(yōu)化和未來項目的投資提供科學依據。（7）實施措施及策略目前交通運輸的組織管理部門眾多，在管理體制上存在一定的弊端，為了確保系統(tǒng)順利實施，必須在體系框架中包括ITS建設的組織體系和發(fā)展策略，作為以后實施時的建議或參考。2.1.3ITS體系框架的開發(fā)方法ITS體系框架的開發(fā)包括：用戶服務、邏輯框架、物理框架、指導ITS建設、框架修訂和完善。其對應關系如圖所示。軟件開發(fā)需求分析功能設計系統(tǒng)設計系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)維護ITS體系框架開發(fā)用戶服務邏輯框架物理框架指導ITS建設框架修訂和完善2.1.3ITS體系框架的開發(fā)方法ITS體系框架主要有兩種開發(fā)方法：面向過程和面向對象的方法。前者典型代表為美國和歐洲的ITS體系框架，后者的典型代表為日本和澳大利亞的ITS體系框架。面向過程的方法即結構化設計開發(fā)方法，集中考慮系統(tǒng)所需要維護的信息，以信息處理過程為中心進行功能組合。利用抽象模型的概念，按照系統(tǒng)內部信息傳遞、變換的關系，以數據為中心，把系統(tǒng)分解為過程，產生自上而下、結構清晰的系統(tǒng)結構。主要使用數據流圖、數據流描述表、系統(tǒng)結構圖、框架流描述表、實體關系圖等對ITS體系框架加以描述。2.1.3ITS體系框架的開發(fā)方法面向過程的方法明確用戶和服務；明確需求；建立需求模型；建立體系框架模型。面向對象的方法實質是從系統(tǒng)的組成上來進行建模，利用UML建模語言來描述系統(tǒng)模型。UML（UnifiedModelinglanguage，統(tǒng)一建模語言）是面向對象的標準建模語言，可通過統(tǒng)一的語義和符號表示，使各種方法的建模過程和表示統(tǒng)一起來。2.1.3ITS體系框架的開發(fā)方法面向對象的方法

同時考慮信息和功能，并封裝在對象內，通過信息隱蔽（即封裝原理），實現(xiàn)對象與外部的隔離；以用戶信息為中心，并將用戶信息按用戶歸類，實現(xiàn)對象化。主要使用對象模型圖、數據詞典、動態(tài)模型圖、功能模型圖等對ITS體系框架加以描述。

基本過程：確定對象（實體）群及其之間的關系；確定對象的功能；圍繞數據形成關聯(lián)視圖。2.1.3ITS體系框架的開發(fā)方法比較方面面向過程方法面向對象方法思維方式從功能任務的角度對ITS各項服務進行分析，認為ITS由各功能共同作用完成；分析起來較為簡單；從ITS設計對象的角度分析，認為ITS系統(tǒng)可由對象及其間關系組成；比較符合人們認知世界的習慣；更新維護當修改、新增服務時，需要按照框架開發(fā)步驟重新進行一遍才做，并要與已有內容相融合；更新需要設計整個框架內容的更新，容易遺漏；當修改、新增服務時，找出相關的對象類，對其中的內容進行修改；更新時針對相關的對象類更改相關的內容；邏輯框架部分建模的簡易程度主要通過數據流圖表示邏輯功能元素及其關系；比較簡單；需要建立對象模型和功能模型才可描述清楚邏輯功能元素；邏輯建模相對復雜；模塊化便利性針對層次清晰的邏輯功能元素進行評價時，需要考慮所對應的用戶服務；針對每項用戶服務對應的邏輯功能元素進行分析，分析量大。兩種ITS框架設計方法的比較2.2美國智能運輸系統(tǒng)體系框架美國ITS體系框架的設計原則是建立一個開放、公平、適應多層次系統(tǒng)集成的體系結構，同時提出一個能為用戶提供多種性能價格比選擇，保護用戶隱私，并最大限度地增強互操作性和降低市場風險的系統(tǒng)架構方案。1996年6月建立國家級系統(tǒng)架構的最初版本。1997年1月美國運輸部公布了美國國家ITS體系框架第一版，1998年9月公布了修訂后的國家ITS體系框架（第二版），1999年12月推出了第三版，2004年4月1日頒布第五版，目前已經推出第七版。

采用面向過程的設計方法。初版開發(fā)分為兩個步驟，第一步稱為“思路競爭”階段，4個開發(fā)小組采用不同的技術方案，而且都有能力單獨完成體系框架的開發(fā)，在第一步展開競爭，增加體系框架的可接受性。1994年10月，4個小組都完成了體系框架的初步方案，經過評審和比較，兩個開發(fā)小組獲準進入第二階段，由LoralFederalSystems公司和Rockwell公司領導。第二步開始于1995年2月，2個開發(fā)小組不再是競爭關系，而是合作開發(fā)統(tǒng)一的美國國家ITS體系框架（TheNationalITSArchitecture）。2.2.1開發(fā)方法與開發(fā)步驟2.2.2體系框架構成美國ITS體系框架分為三個層次，分別是制度層、運輸層和通信層。制度層包括保證智能運輸系統(tǒng)有效實施、操作和維護所需要的機構、政策、融資機制和流程，是體系框架的底層，良好的制度支持和有效的決策是ITS項目順利進行的先決條件。運輸層定義了運輸服務的子系統(tǒng)、接口以及每個子系統(tǒng)的基本功能和數據，是體系框架的核心層。通信層從整體上描述了ITS的通信服務和技術支持，為各系統(tǒng)之間的集成提供有效的通信保障。2.2.2體系框架構成美國ITS體系框架主要包括七部分，分別是用戶服務、邏輯框架、物理框架、安全、服務組件、標準和體系應用。美國ITS體系結構視圖2.2.2體系框架構成1）用戶服務（UserServices）已經確定用戶服務內容共有8個領域，共33項用戶服務。8個領域分別是：出行信息與交通管理、公共交通管理、電子支付、商業(yè)車輛運營、緊急事件管理、先進的車輛安全系統(tǒng)、信息管理、維護與建設管理。服務領域服務名稱1.出行信息與交通管理（TravelAndTrafficManagement）1.1出行前出行信息服務（Pre-tripTravelInformation）1.2途中駕駛員信息服務（En-routeDriverInformation）1.3路徑引導（RouteGuidance）1.4路徑匹配與預測（RideMatchingAndReservation）1.5出行者信息服務（RideMatchingAndReservation）1.6交通控制（TrafficControl）1.7事故管理（IncidentManagement）1.8出行需求管理（TravelDemandManagement）1.9排放監(jiān)測與改善（EmissionsTestingAndMitigation）1.10公路鐵路交叉口（HighwayRailIntersection）2.2.2體系框架構成服務領域服務名稱2.

公共交通管理（PublicTransportationManagement）2.1公共運輸管理（PublicTransportationManagement）2.2途中換乘信息服務（En-routeTransitInformation）2.3個性化公共交通（PersonalizedPublicTransit）2.4公交運行安全（PublicTravelSecurity）3.電子支付（ElectronicPayment）3.1電子收費（ElectronicTollCollection）3.2電子票據收集（ElectronicFareCollection）3.3停車費用支付ElectronicParkingPayment3.4電子支付服務集成（ElectronicPaymentServicesIntegration）4.商業(yè)車輛運營（CommercialVehicleOperations）4.1商用車輛電子通關（CommercialVehicleElectronicClearance）4.2自動化路側安檢（AutomatedRoadsideSafetyInspection）4.3車載安全監(jiān)控（On-boardSafetyAndSecurityMonitoring）4.4商用車輛管理流程（CommercialVehicleAdministrativeProcesses）4.5危險品安全與事件響應（HazardousMaterialsSecurityAndIncidentResponse）4.6商用車輛交通信息系統(tǒng)（FreightMobility）2.2.2體系框架構成服務領域服務名稱5.緊急事件管理（EmergencyManagement）5.1緊急事件通知與個人安全（EmergencyNotificationAndPersonalSecurity）5.2緊急車輛管理（EmergencyVehicleManagement）5.3災害響應與疏散（DisasterResponseAndEvacuation）6.先進的車輛安全系統(tǒng)（AdvancedVehicleSafetySystems）6.1縱向碰撞預防系統(tǒng)（LongitudinalCollisionAvoidance）6.2橫向碰撞預防系統(tǒng)（LateralCollisionAvoidance）6.3路口碰撞預防系統(tǒng)（IntersectionCollisionAvoidance）6.4視覺強化碰撞預防系統(tǒng)（VisionEnhancementForCrashAvoidance）6.5安全準備（SafetyReadiness）6.6碰撞前安全防護（Pre-crashRestraintDeployment）6.7自動車輛駕駛（AutomatedVehicleOperation）7.信息管理（InformationManagement）7.1歸檔數據管理（ArchivedData）8.

維護與建設管理（MaintenanceAndConstructionManagement）8.1維護和建設運營（MaintenanceAndConstructionOperations）2.2.2體系框架構成2）邏輯框架（LogicalArchitecture）以面向過程開發(fā)方法為指導，定義了滿足用戶服務所需的功能。邏輯框架由流程定義、數據流、終端和數據存儲組成。數據流圖展示各功能之間信息共享的過程，包含四個基本成分：數據流（用箭頭表示）、功能（用圓圈表示）、文件（用直線段表示）、外部實體（用方框表示）。美國國家ITS體系框架定義了一套與用戶服務相對應的功能和數據流，并用數據詞典和說明對其進行詳細描述。邏輯框架頂層數據流圖如圖所示。美國ITS體系框架邏輯框架頂層圖2.2.2體系框架構成3）物理框架（PhysicalArchitecture）物理框架將ITS劃分為19個子系統(tǒng)。鑒于各個子系統(tǒng)在應用及管理上的特性，將其劃分為4類：

中心型子系統(tǒng)：空間獨立性，空間位置選擇不受交通基礎設施的制約。與其他子系統(tǒng)聯(lián)絡通常依賴于有線通信。

外場設備子系統(tǒng)：通常需要進入路邊的某些具體位置來安裝或維護諸如檢測器、信號燈、可程控信息板等設施。一般要與一個或多個中心型子系統(tǒng)以有線方式連接，同時還需要與通過其部署路段的車輛進行信息交互。

出行者子系統(tǒng)：以旅行者或旅行服務業(yè)經營者為服務對象，運用ITS有關功能實現(xiàn)對多式聯(lián)運旅行（MultimodalTraveling）的有效支持。2.2.2體系框架構成

車載子系統(tǒng)：安裝在車輛上?？筛鶕枰c中心型子系統(tǒng)、外場設備子系統(tǒng)及出行者子系統(tǒng)進行無線通信，也可與其他載體車輛進行車輛間通信。每種類型的子系統(tǒng)通常共享通信單元。作為子系統(tǒng)間信息渠道（InterconnectChannel）的一個構成部分，通信單元所起的作用僅僅是傳遞信息，不參與智能運輸系統(tǒng)的信息加工和處理。子系統(tǒng)間通過三種通信方式相互連接以便于數據和信息的交換，包括有線通信、廣域無線通信和短程無線通信。頂層物理框架如圖所示。3）