智能交通系统概论,期末复习参考

绪论

智能运输系统(ITS)的定义：

智能运输系统(Intelligent Transportation Systems，简称ITS)是将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强了车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成的一种实时、准确、高效的综合运输系统。

交通运输的发展史是人类社会发展史的一个重要组成部分，是一部科学的发展史。交通运输业的发展更是科学技术发展的想象。

科学技术的发展推动了交通运输的发展，智能运输系统正是现代科学技术发展的必然产物。

交通问题是指对社会或经济未能产生正效益，交通本身机能也未充分发挥的状态，即人、车、路之间的矛盾。（拥堵、安全、环境）。

解决交通问题的方法：控制需求：增加供给：实施智能运输系统。

日本是最早进行ITS研究的国家。日本在自动公路系统方面的研究最为先进，研究内容有：

1、公路与车辆、车辆与车辆之间的通信系统；

2、事故监测与警报；

3、使用视频、雷达监测器进行车辆间距控制；

4、

车辆最大速度控制；4、自动停车控制。

施智能运输系统：将人、车、路综合起来考虑，利用现代科学技术的智能运输系统解决城市交通问题——ITS。

ITS的核心：

新思路：采用先进技术对交通进行有效的控制与管理

新目标：最大限度地发挥现有道路系统的交通效率

新手段：用信息技术将驾驶者、车辆、道路设施集成

新技术：信息技术：电子、通信、计算机

控制技术：自动化、传感器、人工智能

系统工程：运筹学、管理学

ITS的作用：

解决交通拥堵（顺畅）

减少交通事故（安全）

降低环境污染（环境）

节约能源

综合目标：“保障安全、提高效率、改善环境、节约能

源”

第二章ITS的理论基础

动态交通系统分配：将时变的交通出行合理分配到不同的路径上，以降低个人的出行费用或系统总费用。通过交通流管理和动态路径诱导在空间和时间尺度上对人们已经产生的交通需求的合理配置，使得交通路网优质高效的运行。

运输供给状况包括路网拓扑结构、路段特性等，交通需求状况则是指在每时每刻产生的出行需求及其分布。

动态交通分配则是在交通诱导和交通控制中具有核心地位和重要的作用。

动态交通分配按照分配中路径选择准则的不同，整体上非为两类：动态用户最优和动态系统最优。

动态用户最优DUO：指路网中任意时刻、任何OD对之间被使用的路径上的当前瞬时行驶费用相等，且等于最小费用的状态。

动态系统最优DSO：指在所研究的时段内，出行者各瞬时通过所选择的出行路径，相互配合，使得系统的总费用最小。

智能协同理论

协同论：研究在由许多子系统构成的复杂系统中，这些子系统是如何通过协作和子组织而形成宏观尺度上的空间结构、时间结构或功能结构。

是一门关于系统内诸子系统相互合作、相互作用的规律的科学，从统一的观点处理一个系统的各部分之间的关系，注意从整体上把握对象，即着重研究各部分之间是如何以协同一致的动作来产生整体结构。

对象：非平衡开放系统中的自组织及形成的有序结构。由子

系统组成的大系统总有一个相对稳定的宏观结构，这个宏观结构是各个子系统相互竞争、作用而形成的模式，各子系统之间的协同作用于竞争决定着系统从无序到有序的演化过程。

当外界的控制参量不断改变时，在一定条件下会经历一个从无序到有序、从有序到混沌的演化系列。

共同特征

城市交通流系统特征分析：P27

①由人、车、路、环境和交通管理要素组成，各要素之间相互作用、相互依赖，共同构成有机整体。

②城市交通流具有自组织性，当路网上的车流量到达一定阀值时，定态失稳，出行临界状态，进而出现新的定态。

③交通流存在相互合作，协同并在宏观上形成一种自组织有序结构的可能性，交通参与者的智能性事交通流中性成自组织的重要原因。

诱导控制公交协同理论中主要包括三种协同关系：诱导系统与控制系统的协同、控制系统与公交系统的协同、诱导系统与公交系统的协同：。

实时动态交通信息预测理论：意义：

把什么（what)形式的动态交通信息提供给用户才能达到避免拥挤、提高路网使用效率的目的，如何(how)在短时间内得到这些信息，以及如何根据这些信息快速确定出最佳行驶路径，

是ITS领域的一个前沿问题。

城市交通流诱导系统通过实时采集和发送交通信息，实时地引导交通流量合理分布，从而达到高效率利用道路网络。而交通流诱导系统的正常工作依赖于其交通信息的准确性和及时性。

城市交通流诱导系统：

1、预测型城市交通流诱导系统：使用基于当前交通信

息的预测信息。

2、反应型城市交通流诱导系统：使用当前时刻点的交

通信息。

第三章智能运输系统的基础技术

用于移动车辆定位的主要方法：

（1）GPS单独定位

（2）GLONASS单独定位

（3）GPS/ GLONASS组合定位

（4）GPS/DRS组合定位

（5）GPS/INS组合定位

（6）GNSS定位

（7）GSM定位

（8）北斗星卫星定位

辅助定位方法：

（1）地图匹配技术

（2）信号杆

（3）无线电确定的卫星服务RDSS

GPS由三大子系统构成：空间卫星系统、对面监控系统、用户接收系统。

GPS特点：GPS特点：全球地面连续覆盖；功能多，精度高；实时定位；定位精度高；操作简便。

GPS误差来源：电离层的延迟影响、对流层的延迟影响、SA 的影响、星历延误、地球自转的影响、接收机的相关误差（通道偏差、量测噪声、中模型的残存误差、硬件噪声和延迟）。交通通信系统

移动通信：至少有一个移动端的无线电通信。

移动通信的分类：按系统构成分为移动无线通信、移动无线电话；按其活动范围可分为航空移动通信、海上移动通信、陆上移动通信；按载体移动速度分为低速、中速、高速。移动通信网服务区域覆盖方式可分为两类，一是小容量大区制，二是大容量小区制。

大区制：即整个城市只设一个基地台，由一个基地台覆盖整个地区。具有结构简单、经济、操作方便等优点，适用于中小城市或业务量不大的城市使用。

大区制结构可分为：单频单工辐射状通信系统；单、双频兼容通信系统两类。

单频单工辐射状通信系统：所有用户的收、发信机都应工作