智能交通系统与典型案例

二.国内外ITS 研发内容
ITS发展三大阵营
ITS起始于欧美，成熟于日本。20世纪60年代末期， 美国最早开始了ITS领域的研究。经过30年左右的发展， 美国、欧洲、日本成为世界ITS研究的三大阵营。目前， 其他一些国家和地区的ITS研究也有相当规模，如澳大利 亚、加拿大、韩国、新加坡、香港等。可以说，全球正 在形成一个新的ITS产业。以“保障安全、提高效率、改 善环境、节约能源”为目标的ITS研发领域正逐步在全球 形成。
ITS/远程信息处理服务系统
ITS关键技术
12.人体机能学
在人-车-环境的汽车社会大系统中，人的因素是极其重要。但目前对 人的研究显得不够。今后不仅应从工程学方面，而且也要从心理学、 社会学、经济学、法学等人文科学方面进行研究。
13.交通规划新理论体系
在可持续发展理论的指导下，交通规划新理论体系可以满足交通运输 领域对交通规划提出的新要求，也可以满足智能运输系统发展对交通 基础设施提出的新要求。
红外线信标
日本UTMS系统
行人信息通信系统信标与终端
行人ITS (Pedestrian ITS)
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2.交通流诱导系统 (Traffic Flow Guidance System)
城市交通流诱导系统是ITS的核心组成部分；
它以动态交通分配理论为依据，综合运用计算机、通 信、GPS、GIS等高新技术，通过车载导航装置、诱 导屏等动态地向驾驶员提供最优路径引导指令和实时 交通信息，有效缓解交通拥挤、减少交通事故。
息平台； 其核心内容是开发一个支持面向对象的共用数据规
范。
1.交通共用信息平台—欧洲
英国UTMC项目
英国的UTMC (Urban Traffic Management & Control) 是一个推动开放性智能交通系统研发和建设的项目；
其中核心部分是共用数据库； 用于存储不同系统应用的交通信息。
是ITS把握汽车以及汽车交通状况所必需的技术，包括车与车之间通信、车 与路之间通信、复合通信以及先进的交通通信信息ATT（Advanced Transport Telematics）。目前，欧洲、日本、美国都十分重视Telematics，它被应用于 ITS领域的各个方面以及汽车制造行业。
ITS/远程信息处理服务系统（ITS/telematics service system）可以为人 们提供更加舒适的驾驶环境 。该平台应用语音识别技术提供各种信息服务：如 位置及个人信息，汽车保险服务，远程车辆诊断服务等。
2.电子视野图像识别技术
包括自动驾驶车辆识别技术、对其他车辆的 识别、交通状况的监控、对 人的识别以及对周围情景的识别。
3.通信网络技术
以汽车交通信息为对象的地区通信网络、全国通信网络以及全球通信网 络。其特点是使用频率高，要求实时、准确和高可靠性。
4.人－机联系技术
包括驾驶操作、情报输入装置操作、情报信息指示、声音识别与合成等 技术。
ITS关键技术
5.位置测量技术
利用车载传感器、数字化地图、GPS、无线电信标、激光、超声波以及红外线 对车辆的绝对位置和相对位置进行测量。
6.判断技术
利用人工智能技术、神经网络技术、模糊技术以及现代控制技术等对车辆最佳 行驶路线进行判断。
7.数值化和数据库
包括车载的CD-ROM道路电子地图数据库和控制中心提供的气象、道路交通信 息动态数据库以及车辆工作状况数据库。
交通管理的最佳化
网络
公共交通 辅助
自动收 费系统
救援车辆运行辅助 道路管理效率化
商用车的 效率化
AHS(自动公路系统)
导航系统的智能化 安全驾驶装置
行人 帮助
车辆
中国ITS研究内容
ITS关键技术
ITS是一个众多高新技术融合的综合性大系统，其关键性 技术主要包括以下15项：
1.传感器技术
传感器包括车辆传感器、外界传感器和驾驶员异常状态传感器。
交通诱导系统已成为世界各国缓解城市交通拥挤
的有效途径。
2.交通流诱导系统—美国
TravTek系统
是美国具有代表性的道路引 导系统,以实时路径引导和信 息服务系统实用化为目的；
由交通管理中心、 信息与服 务中心、装有导航装置的车 辆组成；
通过信标方式发射和接收交 通信息，可实现双向通信;
14.交通工程学
交通工程学包括对交通设施的应用、交通道路系统的规划、设计、交 通控制、交通流特性、道路引导系统的研究。
三.国内外ITS 研发新进展
主要从以下9个方面介绍国内外ITS的研发新进展：
1.交通共用信息平台 2.交通流诱导系统（道路引导系统） 3.交通信号控制系统 4.智能公交系统 5.交通安全系统 6.电子收费系统 7.高速公路智能化管理系统 8.智能公路系统 9.辅助驾驶系统
1.交通共用信息平台
（Integrated Transportation Information Platform)
交通共用信息平台是在综合交通信息基础上集成 的、智能化的、为交通提供服务的信息平台。它 实现了ITS各子系统间的信息共享，为各子系统的 协同运作及ITS效益最大化提供了信息保障，在 ITS 建设中具有重要的战略意义。
1.交通共用信息平台—欧洲
欧洲TRIDENT项目
TRIDENT( Transport Intermodality Data Sharing
and Exchange Network) 是ERTICO研发项目之一； 通过建立一个通用的、可复用的机制来支持多模式
的ITS信息服务； 实现不同运输方式的数据共享和交换的交通共用信
其关键技术包括多源交通信息采集、预处理、融 合、短时预测及交通状态判别技术等。
1.交通共用信息平台—美国
511交通信息服务系统
美国运输部在全国范围内建立的交 通信息服务系统，以3位电话号码 511代表交通信息服务；
以各地可相互兼容的电话运营系统 为基础建立，通过电话和各种个人 通信方式，提供覆盖美国全境多种 运输方式的交通信息服务；
养护和施工管理 系统（MCMS）
欧洲ITS研究内容
出行信息系统
智能巡航控制系统
扩展视野的研究
道路引导系统
驾驶协调系统 交通管理试验场地
欧洲 ITS
车辆运行系统 应急管理系统
避免碰撞系统
商业车队管理系统
日本ITS研究内容
日本ITS研发内容分为9个领域，实施较好的有6个领域。这9个 领域的相互关系非常复杂，如果简化，可用下面的概念图表示。
1.交通共用信息平台—日本
VICS （Vehicle Information and Communication System )系统
是世界上最成功的全国性道路 交通信息提供系统；
VICS信息中心将实时道路交 通信息通过电波信标（设置在 高速公路上）、光信标（设置 在主干道上）和FM调频广播 以文字显示、简易图形显示和 地图显示的方式发布给安装有 车载导航系统的用户。
智能交通系统 与典型案例
2013.11
主要内容
一、智能交通系统（ITS）研发背景 二、国内外ITS研发内容 三、国内外ITS研发新进展 四、对国内外ITS发展的思考 五、智能交通系统典型案例
一.智能交通系统(ITS) 研发背景
全球性城市道路交通问题日益加剧
• 随着经济的快速发展和城 市化进程的不断加快，交 通拥挤、交通安全等道路 交通问题已成为世界各国 大中城市普遍面临的顽固 性难题。
VICS系统中车载机信息显示形式
(a)文字显示型
(b)简易图形显示型 (c)地图显示型
1.交通共用信息平台—日本
UTMS系统
日本通用的交通管理系统(Universal Traffic Management System， UTMS)主要包括以下8个子系统：
• 先进的交通信息系统(AMIS) • 公交优先系统(PTPS) • 车辆运行管理系统(MOCS) • 环境保护管理系统(EPMS) • 安全驾驶辅助系统(DSSS) • 紧急救援系统(HELP) • 行人信息通信系统（PICS） • 紧急车辆优先（FAST）
应用智能 交通系统
在受到土地资源等条件制约的情况下，城市道路不能无 限增长。因此，智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,简称ITS）已成为国际公认解决道路交通问题的最 佳途径!
智能交通系统(ITS)定义
美国运输工程师学会（ITE）: 智能交通系统是把先进的检测、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。
• 这不仅造成了严重的经济 损失，同时加剧了环境污 染和能源消耗。
我国城市道路交通问题尤为严重
尤其是，我国城市道路面积率普遍较低、汽车保有 量迅速增长以及混合交通流的严重影响，导致交通拥 挤与拥堵等道路交通问题更加严重和难以解决。
40% 35%
35%
城面市积道率路=
建成区道路总面积 建成区总面积
30%
截止2005年7月，已在26个州应用， 可为9000万人口服务，占全国人口 的32%；到2010年将在全境各州开 通，覆盖90%以上人口。
511交通信息提供方式
电话（Phone Features)
网站（Web Features)
511移动装置（511 Mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱbile)
511动态交通信息显示
美国弗吉尼亚州动态信息显示
日本UTMS系统
• UTMS的中心目标是在车辆与控制中心之间实现交互式双向通信。 通信系统使用红外线信号标杆（光信标）,是系统的关键设施。
• UTMS的最终目标是实现主动管理，将管理中心对交通需求和交通 流的措施准确无误地传给司机（车辆），以避免交通阻塞，实现先 进的管理信息系统。
UTMS交互式双向通信示意图
日本VERTIS（汽车道路交通智能化协会，Vehicle， Road and Traffic Intelligence Society）： 智能交通系统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。
智能交通系统(ITS)定义
我国交通工程学者： 智能交通系统是在关键基础理论模型研究的前提下， 将先进的信息技术、通信技术、电子控制技术及计算 机处理技术等有效地综合运用于地面交通运输体系， 从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准 确、高效的交通运输系统，它是本世纪现代化地面交 通运输管理体系的模式和发展方向，是交通运输进入 信息时代的重要标志。
为出行者，尤其对地理信息 不熟悉的旅行者提供黄页信 息。
2.交通流诱导系统—美国
ADVANCE（Advanced Driver and Vehicle Advisory
Navigation Concept）系统
• 是基于实时交通信息（当前路段行 程时间）的分布式路径引导系统；
8.车辆控制技术
分为动力传动系统控制、底盘控制、驾驶环境控制以及辅助驾驶系统、自动驾 驶系统和自动跟踪行驶系统。
ITS关键技术
9.电子技术
大致分为半导体超大规模集成线路技术、存储器技术、显像技术、IC卡、天 线和传输电缆技术。
10.计算机系统
发展趋势为综合化、智能化、高速化、小型化和高可靠性。
11.移动通信技术
美国ITS研究内容
美国是最早开展ITS研究的国家,经历IVHS、ITS-1和ITS-
2研发阶段。
出行和运输
管理系统(TTMS）
电子收费系统（ETC）
公共交通运输 管理系统（PTMS）
商业车辆运行 系统（CVOS）
美国 ITS-2
紧急情况管理 系统（EMS）
信息管理系统 （IMS）
先进车辆安全 系统（AVSS）
主要包括交通信息采集与处理子系统、车辆定位子系 统、交通信息服务子系统和行车路线优化子系统。
交通流诱导系统功能
交通诱导系统
1
2
3
缓解交通拥挤
为驾驶员提供最佳行驶路线，避开拥 挤到达目的地
防范交通事故
诱导系统提供的准确交通信息，可以 解除驾驶员在行驶中的心理压力和不
安，防范交通事故
减少环境污染
车辆走最佳行驶路线，节省出行时间， 减少尾气排放，控制环境污染
26%
25%
25%
20%
15%
9.40%
10%
6.00%
5%
0%
纽约 柏林 伦敦 北京 上海
每年因交通拥挤造成的经济损失约 占当年全国GDP的2-3%；
因交通事故死亡人数超过10万人， 平均每5分钟就有1人死亡，万车 死亡人数是美国的20倍！
解决城市交通问题的途径
加强道路 建设
解决交通问题 的途径