第1章 智能运输系统概论

1.1 智能运输系统的产生
交通堵塞
图为西安市交通拥堵状况
视频01-沈阳市城市交通拥堵
1.1 智能运输系统的产生
美国德州运输研究所研究美国39个主要城市，估算美国每年因 交通阻塞而造成的经济损失约为410亿美元，12个最大城市每年损 失超过10亿美元；预测到2020年，因事故造成的经济损失每年将超 过1500亿美元。
2. 系统化 集成化 一体化
视频02-智慧城市
1.1 智能运输系统的产生

美国《ITS手册2000》：

ITS由一系列广泛的用于运输网络的先进技术以及为出行者所提供 的服务组成，ITS技术是基于信息、通信、集成三大核心特征。

美国运输工程师学会（ITE）：

ITS是把先进的检测、通信和计算机技术综合应用于汽车和道路而 形成的道路交通运输系统。
根据1994年东京都市圈交通拥挤对策研究报告，东京处于严重 交通拥挤的地点有219处，在东京高速道路拥挤严重的路段上，最 严重的拥挤时间长达17h，拥挤车队排队长度长达9.87km。东京每 年因交通拥挤造成的时间损失为12.3兆亿日元。
1.1 智能运输系统的产生
车辆运行平均速度不断放缓 1994年二三环之内部分路段的汽车平 均时速为45公里/小时， 1995年降至33公里/小时，1996年再降 至20公里/小时。 至2003年秋，市区部分主要干道高峰 期的车速已降至每小时12公里左右， 部分道路机动车时速只有不到7公里。
1.1 智能运输系统的产生
交通事故
我国平均每天发生两千二百多起 交通事故，死亡将近300人。据估计， 中国百万车公里死亡人数大约为日本 的20倍。
1.1 智能运输系统的产生
我国交通运输系统面临的主要问题： 基础设施短缺与其利用的低效率并存，安全水平和保 障能力低； 基础设施建设速度落后于车辆增长速度。目前，中国 机动车保有量约5000万辆，大城市机动车保有量增长率 15%，而城市道路每年仅增长3—5%； 运输效率低，能源消耗不断上升。抽样调查表明，全 国货运汽车实载率不足70%。运输汽油车油耗从1992年 的百公里6.9升增加到1998年的7.4升。 综合交通运输体系尚未形成
1.1 智能运输系统的产生
交通部部长：3年内高速公路里程赶上美国
http://www.sina.com.cn 2010年03月07日13:23 人民网
人民网北京3月7日电（记者王伟健）交通部部长李盛霖今天在参加 湖南代表团审议时说，我国有望通过两到三年的时间，在高速公路建设 里程上赶上美国，但在高速公路的建设质量、管理水平和网络建设上， 还与美国有差距。 李盛霖说，去过我国对交通投资完成1.13万亿元，增幅34%，我国公 路总里程为370万公里，其中高速公路里程6.5万公里，仅次于美国。通 过两到三年的建设，我国高速公路里程数可赶上美国，但在建设质量、 管理水平和网络建设上，与美国仍有差距。

日本汽车道路交通智能化协会（VERTIS）：

ITS是运用最先进的信息、通信和控制技术，即运用“信息化”、 “智能化”解决道路交通中的交通事故、交通堵塞和环境破坏等 各种问题的系统，是人、车、路之间接收和发送信息的系统。
1.1 智能运输系统的产生
视频03-广州“智能交通”为亚运车辆“导航”
1.1 智能运输系统的产生
1.1 智能运输系统的产生
此外还有一个措施：加强管理。比如，宣传教育， 完善规划，限制出行，倡导公交。 但是，效果并不显著。因为根本问题的解决，并不 是一条路畅通，而是一个大范围（可以是一个区域、一 个城市）的畅通。
传统的手段和思路难以实现。
1.1 智能运输系统的产生
科学家们发现，在交通高峰时期，中心城市道路系统 和国家高速公路系统并不是全都发生交通拥堵，有相当一 部分道路仍然很畅通。 如果能够及时地将道路网的交通信息告诉驾驶员，并 提示他们绕行那些路段，则道路网的资源就可以得到充分 利用。换句话说，就是将交通高峰时期的车辆，有效地分 布在道路网中，尽量缩短人们的出行时间。 这种想法在上世纪的60－70年代就已经提出，但在当 时，如何采集主要道路上的实时交通状况数据、如何传输 和处理这些数据、如何将信息传给道路的使用者等等…… 一系列问题都无法解决。
课程概要
首先，介绍智能运输系统的含义； 智能运输系统解决交通问题； 利用现代技术手段。 其次，介绍智能运输系统的产生背景。 交通问题日益突出； 智能技术日益完善。 交通发展简史——交通问题——解决对策——智能运输系统 其三，智能运输系统的发展及完善；
其四，智能运输系统研究框架。
第一章 绪论
2020年左右中国汽车保有量可达2亿
http://www.sina.com.cn 2010年03月07日14:03 人民网 人民网北京3月7日电 （记者盛卉） 由人民日报政文部、人民 网·中国政协新闻网、《中国政协》杂志社联合主办的《委员讲堂》今 日播出第六讲。全国政协常委、民盟中央副主席，清华大学教授、博士 生导师，汽车工程系主任，汽车安全与节能国家重点实验室主任欧阳明 高说，研究预测，到2020年左右，中国的汽车保有量可能会达到2亿辆左 右，也就是说和美国大体相当。汽车的产销从现在的1300万会持续地增 长，比如今年1500万应该问题不大，而后，还不会停止，还会持续地增 长。
1.1 智能运输系统的产生
智能运输系统（Intelligent Transportation System） 就是通过关键基础理论模型的研究，将信息技术、通信技术、 电子控制技术、系统集成技术等有效的应用于交通运输领域， 从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运 输管理系统。
特点：1. 信息化 数字化 智能化
1.1 智能运输系统的产生
能源消耗
1.1 智能运输系统的产生
到2020年如果两亿辆，用多少油呢？大约3.5亿吨左右。3.5亿吨的 燃料需要多少石油？还要除以0.7，就是5亿吨。中国能产多少呢？也就 是两亿吨。这样一来，我们对外的石油依存度就非常高。仅汽车用就一 多半需要进口了，这会带来国家能源安全的大问题。
1.1 智能运输系统的产生
环境污染
图为汽车尾气污染
1.1 智能运输系统的产生
环境污染
图为噪声污染
1.1 智能运输系统的产生
环境污染
据统计，在我国大城市中，2006年交通干线两侧区域噪声超 标的城市达68.9%。全国有2/3的城市居民生活在噪声超标的环境 中。目前，我国城市环境噪声主要为交通噪声和社会生活噪声， 其中交通噪声所占比重已达60%以上，且有逐年上升的趋势。
1.1 智能运输系统的产生
1、智能运输系统的概念、产生背景
智能运输系统，主词是运输系统，限定词是智能。
智能，在词典里的解释是知识和能力的组合。 智能化，完成一些拟人行为或任务，也简称智能。 智能化，是计算机技术高度发展的产物。 计算机的特点就是可以按照人们事先编制的程序进行 数值运算、逻辑运算，实现比较、分析、判断等。因而人 们自然就想到利用计算机模仿甚至代替人脑的思维活动。 这就是人工智能。
1.1 智能运输系统的产生
到了上世纪的80年代末，电子技术、通信技术和计 算机技术得到了充分的发展，科学家们发现：电子信 息技术越来越多地引入运输系统，不但有可能解决交 通的拥堵，而且对交通安全、交通事故的处理与救援、 客货运输管理、高速公路收费系统等方面都会产生巨 大的影响。 由此，智能运输系统应运而生。
1.1 智能运输系统的产生
“对外依存度”之惑
http://www.sina.com.cn 2010年03月08日 20:13 《能源》
国家能源局1月底公布，去年我国生产原油1.89亿吨，进口原油1.99亿吨。 对外依存度达到了51.3%。自1993年我国成为石油净进口国，此后石油进口 量每年递增1000万吨左右，如今进口石油已经超过全年消费量的“半壁江山”。 随着工业化、城镇化进程加快，石油对外依存度还将继续上扬。2009年初 公布的《全国矿产资源规划(2008～2015)》预测，如不加强地质勘查和转变经 济发展方式，2020年对外依存度将上升至60%。《中国能源发展报告(2009)》 则预测，十年后中国石油对外依存度将上升至64.5%。 国家发改委能源研究所研究：2020年中国石油需求量将为4.5～6.1亿吨， 届时国内石油产量估计为1.8亿吨，进口量将为2.7亿吨～4.3亿吨，进口依存度 将处于60%～70%之间。
汽车的出现，促成了运输方式的重大改变。 1886年到1920年：铁路运输为主，公路运输为辅。 1920年到1945年：铁路运输公路运输并重。 1945年至今：公路运输成为主导。 由于公路运输的灵活便捷，使得汽车保有量快速增长， 道路通车里程快速增长。 也造成了交通问题的日益突出。
1.1 智能运输系统的产生
智能运输系统概论
授课教师：彭辉、王龙飞
前言
Fra Baidu bibliotek课程体系
介绍智能运输系统的含义、产生背景、发展状况；
介绍智能运输系统的技术基础；
介绍智能运输系统的各个 研究领域； 智能交通对西安城市交通管理的作用及展望
本次课内容
智能运输系统的含义、产生背景、发展状况； 智能运输系统的研究框架。
第一章 绪论
第一章 绪论
人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是 研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及 应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质， 并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器， 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和 专家系统等。 二十世纪七十年代以来，人工智能被称为世界三大尖端技术之一 （空间技术、能源技术、人工智能）。 也被认为是二十一世纪（基因工程、纳米科学、人工智能）三大 尖端技术之一。
智能运输系统的本质：交通运输管理系统
1.1 智能运输系统的产生
1997年5月11日，在国际 象棋“人机大战”最后一局 较量中，IBM超级计算机 “深蓝”仅用了一个小时便 轻松战胜国际象棋特级大师 卡斯帕罗夫，并以3.5比2.5 的总比分赢得胜利和70万美 元的奖金。
从来没有人能如此困扰卡斯帕罗夫。自1985年成为世界冠军以来，12 年间，他在国际象棋领域里的地位一直未受到严峻挑战，在最新公布 的等级分榜上，他排名第一，他被认为是有史以来最强的棋手之一。
1.1 智能运输系统的产生
如果进一步分析，环境污染主要是噪声和排放， 那么，与什么有关呢？一是是否有良好车况，二是交 通是否顺畅。 能源消耗主要是燃油消耗，也取决于两个因素： 良好车况，交通顺畅。
交通安全也是如此。
可以说，交通问题在很大程度上可以归结为交通 是否顺畅。
1.1 智能运输系统的产生
如何保持交通顺畅呢？ 传统思路从两方面入手：增加道路，减少车辆。 用术语来讲，就是：增加供给，控制需求。 增加道路：但是，城市已有的格局基本成形，难以 改造。城市土地紧张，难以规划出大量道路用地。 减少车辆：车辆是便捷居民出行的主要手段，也是 经济发展的基础，汽车产业更是我们国家的支柱产业。 所以，在相当长的时期内，根本不可能舍弃车辆。
1.1 智能运输系统的产生
一个尽人皆知的例子就是IBM深蓝计算机与世界国际象棋大师的对弈。 IBM公司的华裔科学家许峰雄 在大学同学莫里-坎贝尔和乔-赫 内的帮助下，耗时六年时间，投 资2000万美金，于1995年研制出 了电脑“深蓝”(Deep Blue)。
深蓝是一台超级国际象棋电 脑，重1270公斤，有32个微处理 器，每秒钟可以计算2亿步。输入 了一百多年来优秀棋手的对局两 卡斯帕罗夫在与超级电脑“深蓝”对弈 百多万局。 （右为“深蓝”研制小组代表许峰雄）
1.1 智能运输系统的产生
那么，交通运输领域有哪些问题呢？
1.1 智能运输系统的产生
运输系统，就是交通运输系统。在这里，更侧重的是交通系统。
从人类发展史上看，有了人类活动就有了路。
“世上本没有路，走的人多了，变成了路。”
出现了路之后，路的主要功能也是在逐渐变化。
人用——畜用——车用。
1.1 智能运输系统的产生