交通信息技术

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智能交通系统的诞生

在1991年美国50个主要城市由于交通阻塞造成的经济损失达440亿美元，20世纪92年代初全国因交通阻塞造成的延误达20亿车时，到2005年预计超过110亿车时，即增加4倍多，到2020年全国因交通问题造成的损失每年将超过1500亿美元。在日本许多大城市和高速公路驾车速度不到40km/h。随着计算机技术、通信技术、信息技术的飞速发展，将人、车、路综合起来，用系统工程的观点进行思考，并把先进的计算机、通信、控制技术运用于交通运输的智能交通系统就很自然地诞生了。

智能交通系统的概念

智能交通系统（ITS）是人们将先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通运输系统，从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效安全的综合运输系统。其目的是使人、车、路密切地配合、和谐地统一，极大地提高交通运输效率、保障交通安全、改善环境质量和提高能源利用率。

国内外智能交通系统的发展

日本ITS的应用先进的导航系统、自动收费系统、辅助安全驾驶系统、交通管理优化系统、紧急救援系统、先进的公交车辆运营系统、高效的货车管理系统和辅助行人交通措施。通过使用便携式终端、磁、声音等各种设施和道路引导设备，保证老弱病残的旅行安全。此外，在行人横穿道路时可通过便携式终端延长绿灯时间，为行人提供帮助。作为车辆方面的对策，可通过检测出车辆前方的行人，警告驾驶员或采取自动刹车，以防止行人交通事故。

美国ITS的应用先进的乡村运输系统时根据乡镇运输的特殊需要，其他各类ITS系统在乡村环境下有选择性的运用。日本对其社会老年化现象更为突出，特别强调了保障行人安全，在“协助行人”领域部署了一系列研究和开发项目。但是，从整体上看，两国的ITS内容基本上是相同的。

欧盟ITS的应用 DRIVE计划。1984—1987年，计划的前期研究工作；

1988—1991年，进行DRIVE-Ⅰ的研究；

1992—1994年，进行DRIVE-Ⅱ的研究；

1995—至今，进行DRIVE-Ⅲ的研究。

该计划注重于汽车的智能化，它与DRIVE计划是相互推动和发展。

提供车辆行驶信息与交通信息。用欧洲各国语言向驾驶员提供交通信息，通过无线数据通信传递到车载多媒体计算机上，有效地引导汽车的行驶路线。

驾驶操作辅助设施。包括驾驶员状态监视（由能自动调整的微型摄像机拍摄驾驶员面部表情信息，并由此分析驾驶员的清醒状态，当驾驶员面部表情变化异常时及时报警驾驶员注意）、防碰撞报警器（由车载雷达或超声波装置测定距障碍物的距离信息，危险状态时报警提示驾驶员注意）、车间距离报警装置及高速公路合流处车辆间操作协调等内容。

遵守车道保障装置。当汽车偏离车道时发出报警信号（当开启转向灯变换车道时该装置停止工作），防止驾驶员行驶中偏离车道标线。

我国智能交通系统的研究规划

在中国智能交通系统研究报告中，确定了8个服务领域，34项服务，总共138个子系统。国家科技部在“十五”期间建立了“十五”国家科技攻关重大专项“智能交通系统关键技术开发和示范工程”。

我国的学者在20世纪90年代初开始关注国际上ITS的发展，在各级政府和企业的支持下，开展了一系列的科学研究和工程实施，在城市交通管理、高速公路监控系统、收费系统、安全保障系统及基础技术理论等方面取得许多科研成果，在智能运输系统的开发和应用方面取得了相当大的进步，为今后ITS的深入开发和应用打好了良好的基础。

我国智能交通系统的研究规划

在中国智能交通系统研究报告中，确定了8个服务领域，34项服务，总共138个子系统。国家科技部在“十五”期间建立了“十五”国家科技攻关重大专项“智能交通系统关键技术开发和示范工程”。

我国的学者在20世纪90年代初开始关注国际上ITS的发展，在各级政府和企业的支持下，开展了一系列的科学研究和工程实施，在城市交通管理、高速公路监控系统、收费系统、安全保障系统及基础技术理论等方面取得许多科研成果，在智能运输系统的开发和应用方面取得了相当大的进步，为今后ITS的深入开发和应用打好了良好的基础。

交通信息源及分类

交通信息的来源很多，但在交通系统中最主要的交通信息源来自三个方面。即道路、车辆和旅客（包括驾驶员），他们可称为直接的交通信息源。分类：

1.道路信息

2.车辆信息

3.乘客信息

4.自然环境信息

5.社会环境信息

智能交通系统中的信息技术

智能交通系统的特点

1. 技术的集成性集成性可谓是ITS技术的最大特色，同时ITS是由多个子系统构成的。

2.技术的系统性

3.技术的先进性

4.技术的综合性

智能交通系统要将各种信息技术包括电子信息技术、自动控制技术、计算机网络技术等有效地综

合地运用于整个交通运输管理体系。这些技术与技术之间。有很好的分工协作，才实现一个大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效安全的交通运输综合管理和控制系统。

5. 各种技术的相互关系

交通信息技术的主要内容

1. 交通信息采集技术

主要以常规传感设备为主，而图像采集设备为辅，图像采集设备主要用于交通监控管理。随着计算机技术、多媒体通信技术及图像信息处理技术及图像信息处理技术的不断发展，图像采集设备不但可用于常规的交通监控管理，同时，可从图像信息中获取相关的交通信息，以达到交通信息采集手段的融合。

2.交通信息处理技术

一幅640×480分辨率的24位真彩图像的数据量约为900kbit；一个100Mbit的硬盘只能存储100多幅静止图像画面。数据压缩方法种类繁多，可以分为无损压缩和有损压缩两大类。无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引入任何失真，但压缩率受到数据统计冗余度的理论限制，一般为2:1到5:1。有损压缩方法利用了人类视觉对图像中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息；虽然不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图像的影响较小，却换来了大得多的压缩比。

它的最大优势在于能合理协调多源数据，充分综合有用信息，提高在多变环境中正确决策的能力。

在交通领域，数据融合主要用于以下几个方面:

①车辆定位与跟踪通过多源数据获取的交通信息进行融合处理对车辆行驶轨迹加以识别，比如用GPS

和航位推算组合进行车辆定位。

②交通信息获取对各种传感器（线圈、视频、超声波）等采集的交通参数进行时间、空间角度的融合，

得到全面反映交通状况的实时信息。

③路网交通状态识别通过历史数据，实时数据的融合，通过交易状态指标量化来判断路网交通状态。

④车辆诱导根据对车辆行驶轨迹的确认，并以现有道路网络、现状路网交通流参数、未来路网交通流

状态参数估计等作为必要的边界条件来实现实时的车辆诱导。

3.交通信息传输技术

4.信息传输网络技术

5.交通控制技术

城市交通控制与快速路交通控制都属于道路交通控制，由于其道路特征不同。所以控制方式也截然不同，如城市道路交通主要通过交叉口的信号灯来控制，而快速路交通控制则包括出入口匝道控制和主线控制。但就其控制原理来说，则有许多相似之处。对于两相随行之列车之间有多少闭塞分区，这决策于显示制式或规定的速度差值。由于FAR系统是按最坏性能列车参数来决定闭塞分区的长度，这对于性能较好的列车或较轻的列车