GPS在智能交通方面的应用探素PPT教案
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
GPS在智能交通方面的应用探素
1 ITS的发展及基础技术
发起于20世纪90年代，并迅速发展，用 于研究开发投入很大。
美国 1990年—1997年 12．9亿美元 欧洲 1984年—1998年 280亿欧元 日本 1996年—1997年 161亿日元
第1页/共24页
一、ITS目的效益
利用信息技术，综合人、车、路， 系统地管理交通。
6.地理信息系统—在ITS上应用—采集、显示、查询、分 析地理位置信息。信息服务系统 1. 车辆信息通信系统（VICS）是一种典型
的实时交通信息提供系统。
VTCS使用-FM多频广播系统，微波 和红外线信号的路侧发射器（信标）向 驾驶员提供旅行时间、交通拥挤、交通 事故、施工路段、交通控制等实时信息。
2. 效益：增强公路通行能力，减少道路阻塞，缩 短行车时间，降低事故率，提高行车安全，降 低行车成本，提高行车效率，降低废气排放量 减轻环境污染。
第21页/共24页
3 ITS发展前景
铁路
航海
航空.......
第22页/共24页
第23页/共24页
美国ITS效益分析 交通阻塞降低25-40% 每年 减少交通死亡万人以上，
减少交通事故600亿次。 减少能源消耗和大气污染。 相关产品的市场效益200亿美元/年。
第2页/共24页
欧洲目标： 2000年交通死亡事故减少50%， 降低交通对环境的污染。
日本政府国策 30年目标： 严重交通事故 ↓ 50% 降低油耗和CO2排量15% 减少NO2排放在空气中含量30% 消除交通阻塞
第16页/共24页
四、电子收费系统（ETC）
每小时放行能力是人工收费的6倍。 在网络环境下，彩电子标签作为通行 卡，收费过程由计算机及其外围设备与 通告卡，自动交换信息，实现车辆自动 认别，金额自动收取，自动结帐。
1. 系统构成及原理：构成车载处理单元； 车道处理单元，收费站计算机管理单元， 中央计算机管理系统。
1996年亚特兰大奥运会 差分GPS导航接收机和车载元件 自动乘员计数 车载广播及显示设备 实时公交信息服务 允许使用IC卡付费
第14页/共24页
2. 车载设备：可实现定位，车载外围设备 的控制
包括控制模块，通信模块，计划模 块和数据管理系统，控制模块是核心， 要与处于监控下的每辆车保持联系，不 仅记录车辆实际地理位置，还要与计划 的位置进行比较，得出 车辆是否准时 ， 并通过公交站转给转乘的乘客。
第17页/共24页
第18页/共24页
第19页/共24页
2. 收费中心计算机系统结构
警察局车辆 户口数据库
数据库
系统主机
外围设备 摄像机 读写器
账单寄出 银行联网
第20页/共24页
五、车辆控制系统VCS
借助车载设备和路侧设备检测行驶环境变化帮 助驾驶员控制车辆，即是智能汽车的研究与应 用。
1. 主要功能：道路障碍自动识别，自动报警，自 动转向，自动制动，自动保持安全距离和车速 以及巡航控制功能。
示器 CD-ROM驱动器，DVD-ROM CPU：嵌入式，数字信号处理技术（DPS）
第10页/共24页
VICS导航接收
CD-ROM 驱动器 电子地图数据库
GPS天线
GPS接收
MPU 微机 地图匹配器 导航软件
TFI LCD 显示
陀螺传感器
语音电路
车速传感器
第11页/共24页
遥控
二、交通管理系统TMS
中国its系统服务功能名称功能交通监控与管理交通监视交通控制城市出入口控制信息服务路线引导出行信息驾驶员信息旅行信息安全保障事故报警及响应应急支援安全警报防撞自动驾驶电子收费人工半自动不停车运输管理快速客货运服务电子数据交换运营调度自动调度公交服务itsits信息服务系统信息服务系统交通管理系统交通管理系统公交管理系统公交管理系统电子收费系统电子收费系统车辆控制系统车辆控制系统紧急支援系统紧急支援系统itsits计算机网络计算机网络相互连接起来的独立自治相互连接起来的独立自治的计算机群
第8页/共24页
VICS系统概念如下图
系统
道路管理
交通信息中心 GPS
VICS中心
功能
信息收集 信息处理、编辑
信标
FM多频道广播
驾驶员（车载机）
信息发布 信息利用
第9页/共24页
2.车载导航
GPS导航有源天线通道GPS接收板 自律导航：微机（MPU）
陀螺传感器 地图匹配器：薄膜晶体管有源矩阵液晶显
第12页/共24页
ATMS结构图
信息收集 光信标
红外探测器 摄像探测器
信息分析
交通管理 中心
信息提供
路测通信装置 车辆诱导系统 各种信息板
交通流量探测 人行道信号机
VICS车载装置 交通信号机
控制 其它中心
第13页/共24页
三、公交运营系统
1. 功能构成 车辆定位及车载设备；通讯网络及通讯方式； 网络及数据库；运营调度管理；乘客信息服 务。
第3页/共24页
中国 制定发展战略
单项研究：交通信号控制（无序状态），高速公路 监控，GPS调度。20世纪末开始研究ITS发展战略。
中国ITS系统服务功能
名称
交通监控与管理 信息服务
安全保障
电子收费
功能
交通监视、交通控制、城市出入口控制 路线引导、出行信息、驾驶员信息、旅行信息 事故报警及响应、应急支援、安全警报、防撞、 自动驾驶 人工、半自动、不停车
用信息的装置（非电量→电信号）。 4.显示技术和人工智能—LED/ LCD ，用计算机模拟，延
伸和扩展的智能。
第6页/共24页
5.车辆识别和自动定位
识别：长、宽、高、重的车辆属性；车载标志及身份属性。 IC卡：一卡多用，安全性、机读性、存储量大（静态
数据、动态数据） 定位：全球定位系统（GPS）
第15页/共24页
3.电子站牌
向乘客显示正向本站行驶的运营车状态位置，来源 于公交运营中心，电子站牌由无线信号接收器， 显示控制器，光带式车辆位置显示器和LED时间 显示单元，电源及防护外壳以及有源式ID码发射 器等部分组成。
电子站牌能定时接收GPS时间信息，对内部时钟进 行校正，通过LED显示时间信息，及离本站最近 车辆位置，到站时间等。
1. 功能：交通监视、交通控制、事故管理 需求管理、排放管理、交叉口管理
2. 结构特点：应用计算机通信和传感器技术，将 车辆、道路和交通管理系统联接为一体，对交通进 行实时监测，智能控制和主动管理。
通过网络连接如下部分： 信息收集装置 控制信号机 交通管理中心 信息提供装置 通过网络是通过光缆、电缆、微波等传输媒介 在上述各部和交管中心之间传输数据、语音和图像。
运输管理
快速客货运服务、电子数据交换、运营调度、 自动调度、公交服务
第4页/共24页
二、ITS的主要内容
信息服务系统 交通管理系统 公交管理系统 电子收费系统 车辆控制系统 紧急支援系统
第5页/共24页
三、ITS的基础技术
1. 计算机网络—相互连接起来的，独立自治
的计算机群。 2.通讯技术—进行数据交换。 3.传感器技术—感知某一物理量的信息，并将它转化为有
1 ITS的发展及基础技术
发起于20世纪90年代，并迅速发展，用 于研究开发投入很大。
美国 1990年—1997年 12．9亿美元 欧洲 1984年—1998年 280亿欧元 日本 1996年—1997年 161亿日元
第1页/共24页
一、ITS目的效益
利用信息技术，综合人、车、路， 系统地管理交通。
6.地理信息系统—在ITS上应用—采集、显示、查询、分 析地理位置信息。信息服务系统 1. 车辆信息通信系统（VICS）是一种典型
的实时交通信息提供系统。
VTCS使用-FM多频广播系统，微波 和红外线信号的路侧发射器（信标）向 驾驶员提供旅行时间、交通拥挤、交通 事故、施工路段、交通控制等实时信息。
2. 效益：增强公路通行能力，减少道路阻塞，缩 短行车时间，降低事故率，提高行车安全，降 低行车成本，提高行车效率，降低废气排放量 减轻环境污染。
第21页/共24页
3 ITS发展前景
铁路
航海
航空.......
第22页/共24页
第23页/共24页
美国ITS效益分析 交通阻塞降低25-40% 每年 减少交通死亡万人以上，
减少交通事故600亿次。 减少能源消耗和大气污染。 相关产品的市场效益200亿美元/年。
第2页/共24页
欧洲目标： 2000年交通死亡事故减少50%， 降低交通对环境的污染。
日本政府国策 30年目标： 严重交通事故 ↓ 50% 降低油耗和CO2排量15% 减少NO2排放在空气中含量30% 消除交通阻塞
第16页/共24页
四、电子收费系统（ETC）
每小时放行能力是人工收费的6倍。 在网络环境下，彩电子标签作为通行 卡，收费过程由计算机及其外围设备与 通告卡，自动交换信息，实现车辆自动 认别，金额自动收取，自动结帐。
1. 系统构成及原理：构成车载处理单元； 车道处理单元，收费站计算机管理单元， 中央计算机管理系统。
1996年亚特兰大奥运会 差分GPS导航接收机和车载元件 自动乘员计数 车载广播及显示设备 实时公交信息服务 允许使用IC卡付费
第14页/共24页
2. 车载设备：可实现定位，车载外围设备 的控制
包括控制模块，通信模块，计划模 块和数据管理系统，控制模块是核心， 要与处于监控下的每辆车保持联系，不 仅记录车辆实际地理位置，还要与计划 的位置进行比较，得出 车辆是否准时 ， 并通过公交站转给转乘的乘客。
第17页/共24页
第18页/共24页
第19页/共24页
2. 收费中心计算机系统结构
警察局车辆 户口数据库
数据库
系统主机
外围设备 摄像机 读写器
账单寄出 银行联网
第20页/共24页
五、车辆控制系统VCS
借助车载设备和路侧设备检测行驶环境变化帮 助驾驶员控制车辆，即是智能汽车的研究与应 用。
1. 主要功能：道路障碍自动识别，自动报警，自 动转向，自动制动，自动保持安全距离和车速 以及巡航控制功能。
示器 CD-ROM驱动器，DVD-ROM CPU：嵌入式，数字信号处理技术（DPS）
第10页/共24页
VICS导航接收
CD-ROM 驱动器 电子地图数据库
GPS天线
GPS接收
MPU 微机 地图匹配器 导航软件
TFI LCD 显示
陀螺传感器
语音电路
车速传感器
第11页/共24页
遥控
二、交通管理系统TMS
中国its系统服务功能名称功能交通监控与管理交通监视交通控制城市出入口控制信息服务路线引导出行信息驾驶员信息旅行信息安全保障事故报警及响应应急支援安全警报防撞自动驾驶电子收费人工半自动不停车运输管理快速客货运服务电子数据交换运营调度自动调度公交服务itsits信息服务系统信息服务系统交通管理系统交通管理系统公交管理系统公交管理系统电子收费系统电子收费系统车辆控制系统车辆控制系统紧急支援系统紧急支援系统itsits计算机网络计算机网络相互连接起来的独立自治相互连接起来的独立自治的计算机群
第8页/共24页
VICS系统概念如下图
系统
道路管理
交通信息中心 GPS
VICS中心
功能
信息收集 信息处理、编辑
信标
FM多频道广播
驾驶员（车载机）
信息发布 信息利用
第9页/共24页
2.车载导航
GPS导航有源天线通道GPS接收板 自律导航：微机（MPU）
陀螺传感器 地图匹配器：薄膜晶体管有源矩阵液晶显
第12页/共24页
ATMS结构图
信息收集 光信标
红外探测器 摄像探测器
信息分析
交通管理 中心
信息提供
路测通信装置 车辆诱导系统 各种信息板
交通流量探测 人行道信号机
VICS车载装置 交通信号机
控制 其它中心
第13页/共24页
三、公交运营系统
1. 功能构成 车辆定位及车载设备；通讯网络及通讯方式； 网络及数据库；运营调度管理；乘客信息服 务。
第3页/共24页
中国 制定发展战略
单项研究：交通信号控制（无序状态），高速公路 监控，GPS调度。20世纪末开始研究ITS发展战略。
中国ITS系统服务功能
名称
交通监控与管理 信息服务
安全保障
电子收费
功能
交通监视、交通控制、城市出入口控制 路线引导、出行信息、驾驶员信息、旅行信息 事故报警及响应、应急支援、安全警报、防撞、 自动驾驶 人工、半自动、不停车
用信息的装置（非电量→电信号）。 4.显示技术和人工智能—LED/ LCD ，用计算机模拟，延
伸和扩展的智能。
第6页/共24页
5.车辆识别和自动定位
识别：长、宽、高、重的车辆属性；车载标志及身份属性。 IC卡：一卡多用，安全性、机读性、存储量大（静态
数据、动态数据） 定位：全球定位系统（GPS）
第15页/共24页
3.电子站牌
向乘客显示正向本站行驶的运营车状态位置，来源 于公交运营中心，电子站牌由无线信号接收器， 显示控制器，光带式车辆位置显示器和LED时间 显示单元，电源及防护外壳以及有源式ID码发射 器等部分组成。
电子站牌能定时接收GPS时间信息，对内部时钟进 行校正，通过LED显示时间信息，及离本站最近 车辆位置，到站时间等。
1. 功能：交通监视、交通控制、事故管理 需求管理、排放管理、交叉口管理
2. 结构特点：应用计算机通信和传感器技术，将 车辆、道路和交通管理系统联接为一体，对交通进 行实时监测，智能控制和主动管理。
通过网络连接如下部分： 信息收集装置 控制信号机 交通管理中心 信息提供装置 通过网络是通过光缆、电缆、微波等传输媒介 在上述各部和交管中心之间传输数据、语音和图像。
运输管理
快速客货运服务、电子数据交换、运营调度、 自动调度、公交服务
第4页/共24页
二、ITS的主要内容
信息服务系统 交通管理系统 公交管理系统 电子收费系统 车辆控制系统 紧急支援系统
第5页/共24页
三、ITS的基础技术
1. 计算机网络—相互连接起来的，独立自治
的计算机群。 2.通讯技术—进行数据交换。 3.传感器技术—感知某一物理量的信息，并将它转化为有