基于移动通信增值业务平台的智能交通系统研究.pdf

北京邮电大学硕士学位论文基于移动通信增值业务平台的智能交通系统研究姓名：蔺荻申请学位级别：硕士专业：微电子与固体电子学指导教师：张英海20080228北京邮电大学硕士研究生学位论文基于移动通信增值业务平台的智能交通系统研究摘要自2 0 世纪8 0 年代至今，为了缓解城市发展带来的交通压力，全国各地区积极推进I T S 项目的研究和开发。经过2 0 多年的努力，完成了诸如交通违章自动检测系统、公交智能调度系统、高速公路电子收费系统等具有代表性的I T S 建设项目。目前己完成建设及在建的系统大部分采用有线传输这种传统的数据传输方式。但是，由于车辆、行人都是交通系统中的移动体，采用上述方式就一定程度上限制了系统的灵活性和可拓展性。同时，从全球范围来看，移动业务的结构正由以传统话音业务为主向以数据业务为主的方向发展，移动价值链上的每个角色都有其不可替代的地位和作用：移动用户有需求、移动运营商搭建技术平台、设备制造商提供终端、服务提供商提供应用和内容，也正是价值链上各个角色的共同努力才使得丰富多彩的业务开展得有生有色。如何使他们之间有效的结合，更好更快的推进移动增值业务的发展，就显得尤为重要。作者参与了国家电子信息产业发展基金基于移动数据通信的智能交通收费系统项目以及北京市中小企业创新基金基于移动通信网络的智能交通诱导系统项目的研究和开发工作，通过理论研究、开发实践，提出了依托移动通信网络作为传输网络的智能交通系统，通过这种方式，可以充分发挥移动通信网络天然的优势，从而进一步提高交通系统的效率。本论文详细阐述了此新型智能交通系统主要组成部分的设计思想和实现方法，并与当前国内外主要智能交通系统的相关部分进行优势对比，介绍了新系统下的某些具体业务实现流程等内容。作者的工作和创新点主要集中在两个方面：一、数据传输方案的设计实现。作者提出、论证并实现了基于移动通信G S M 网络和S P 短消息中心构建的智能交通系统数据传输方式，同时论证了当业务量大幅度提升时，可采用其它数据传输方式，如G P R S。二、交通流量预测的实现。作者将基于B P 神经网络的交通流预测算法成功应用于该系统，通过网络学习能力的不断提升，交通流量预测的能力也将随之加强。通过仿真和实际应用，此方法在交通流量预测方面取得了明显的效果，使得本系统对道路交通规划与建设方面具有一定的应用价值。关键字：智能交通系统(I T S)短消息中心(S M C)服务提供商(S P)J 2 E Ei北京邮电大学硕上研究生学位论文T H ER E S E A R C HO FI N T E L L I G E N TT R A N S P O R T A T I O NS Y ST E M SB A S E DO NM O B I L ET E L E C O M U N I C A T I O N SA B S T R A C TF r o mt h ey e a ro f19 8 0，t h ec o u n t r yd e v e l o p e dp r o j e c t sa n dr e s e a r c hi nt h ea r e ao fI T Sf o rr e d u c i n gt h ep r e s s u r eo ft r a f f i c D u r i n gt h el a s t2 0y e a r s，i th a db e e nc o m p l e t e ds e v e r a lp r o j e c t ss u c ha sE l e c t r o n i cT o l lC o l l e c t i o n T h ep r o j e c to nb u i l da tp r e s e n tu s ec a b l ec o m m u n i c a t i o n ss y s t e mi nt h eI T S H o w e v e r,t h ev e h i c l ea n dp e o p l ea r ef l o a t i n gi nt h et r a f f i cs y s t e m I t Sb el i m i t e di nt h ec a b l em e t h o d F r o mt h eg l o b a ls c a l e T h ee m p h a s i so ft h es t r u c t u r eo ft h em o b i l es e r v i c ei sb e i n gc h a n g e df r o mt r a d i t i o n a lv o i c es e r v i c et od i g i t a ls e r v i c e，w h a t Sm o r e，e v e r yp a r ti nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n sc a n tb ed e f i n i t e l ys u b s t i t u t e do rc h a n g e d：m o b i l eu s e r sm a k ed e m a n d s，m o b i l eo p e r a t o r se s t a b l i s ht h et e c h n i c a lp l a t f o r m，e q u i p m e n tp r o d u c e r so f f e rt e r m i n a l s，s e r v i c ep r o v i d e r ss u p p l ya p p l i c a t i o na n di n s t r u c t i o n，j u s to nt h eb a s i so fe v e r yp a r t Se n d e a v o r st h es e r v i c ec a nb ed e v e l o p e dr i c ha n dc o l o r f u l S oi tb e c o m e sv e r yi m p o r t a n tt h a th o wt oc o m b i n et h e me f f e c t i v e l ya n da d v a n c et h ed e v e l o p m e n to fm o b i l ev a l u e a d d e ds e r v i c eb e t t e ra n dq u i c k e nU n d e rt h i sb a c k g r o u n d，t h ea u t h o rt o o kp a r ti nap r o j e c tw h i c hi saf u n dp r o j e c to fN a t i o n a lE l e c t r o n i ca n dI n f o r m a t i o nI n d u s t r ya n dI n n o v a t i o nF u n dF o rT e c h n o l o g yB a s e dF i r m s I ti san e wI n t e l l i g e n tT r a n s p o r t a t i o nS y s t e m(I T S)b a s e do nm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n s T h r o u g ht a k i n gm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r ki n t os y s t e m，i ti sn o to n l ya ni m p r o v e m e n ta n di n n o v a t i o no ft h ec u r r e n tI T Ss y s t e m s，b u ta l s oa na t t e m p tt on e wi n c r e m e n to p e r a t i o nm o d eo ft h eS e r v e rP r o v i d e r T h i sP a p e rm a i n l yi n t r o d u c eo nt w oa r e a s：F i r s t，t h ed a t at r a n s f e rs c h e m e U s i n gt h es h o r tm e s s a g et oc o m p l e t et r a n s f e r r i n gd a t aw h i c hi sb a s e do nm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n dS h o r tM e s s a g eC e n t e r(S M C)o fS P,i tc h a g e st h et r a d a t i o n a lw a yo fc u r r e n tI T Ss y s t e m s；S e c o n d t h ef o r e c a s to ft h et r a m Cf l o wr a t e T h i sp a p e rh a st h ef u t u r et r a f f i cf o r e c a s ta p p e a r e di nt h en e t w o r kb yt h ep a r t i c u l a ra n a l o g u ec a p a b i l i t yo fm a n u a ln e u r a ln e t w o r kt ot h en o n l i n e a rs y s t e ma n dt h eW e bt e c h n i q u ei nt h eM a t l a b 北京邮电大学硕十研究生学位论文K E YW o R D：I n t e l l i g e n tT r a n s p o r tS y s t e m s(I T S)S h o r tM e s s a g eC e n t e r(S M C)S e r v i c eP r o v i d e r(S P)J 2 E E北京邮电大学硕士研究生学位论文独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人签名：j 荫 L本人承担一切相关责任。日期：2 区：主：2 呈关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属本人签名：导师签名：权书。日期：旦壁：主：兰Z日期：趟金!墨：f北京邮电大学硕士研究生学位论文绪论1 1 研究背景1 1 1 关于智能交通系统第1 章绪论中国高速公路从上世纪9 0 年代开始进入快速发展时期。截至2 0 0 6 年0 4 月份，交通部公布的数据表明，我国高速公路建设里程已达到4 1 万公里，继续位居世界第二。据全国交通工作会上消息，“十一五”期间，我国高速公路建设仍将高速进行，五年间，将新建高速公路2 4 万公里以上，至2 0 1 0 年，总里程将达到6 5 万公里。国务院通过的国家高速公路网规划中，高速公路将达8 5 万公里。同时随着我国社会经济的发展，路网通过能力已经不能满足交通量日益增长的需要，交通拥挤、阻塞现象日趋严重，交通污染与事故越来越引起社会普遍的关注。经过长期、广泛的研究和经验教训证明，许多国家已经决定将主要依靠修建更多的道路，扩大路网规模来解决日益增长的交通需要，转移到了利用电子、计算机、通信等现代技术手段来改造现有的道路。智能交通系统(I n t e l l i g e n tT r a n s p o r tS y s t e m，I T S)的主要思想是将传统的交通系统看成是人、车、路的统一体，运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域的先进成果来彻底改变目前被动式的交通局面，使人在驾驶过程中可以随时通过G P S G I S、广播、信息发布板等手段了解目前的交通状况，而交通管理部门则可通过道路上的车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解各个路段的交通情况，并随时对各个交通路口的交通信号进行调整以及对外界进行信息发布，使整个通系统的通行能力达到最大。将先进的通信技术、自动控制技术、计算机技术等高新技术综合地运用于整个交通管理体系、从而建立起一种全方位发挥作用的交通综合管理和控制系统。上世纪6 0 年代末，美国丌始I T S方面的研究之后，欧洲、日本等也相继加入这一行列。经过将近4 0 年的发展，美国、欧洲、日本成为世界I T S 研究的三大基地。事实证明，I T S 可以大幅度提高交通网络的运行效率。它蕴涵着巨大的社会需求和经济效益，是目前世界各国竞相研究和开发的热点。我国在I T S 领域的研究起步较晚，但随着全球范围智能交通技术研究的兴起，进入2 0 世纪8 0 年代，我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面，北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统；另一方面，国家加大了自主开发的步伐，1 9 9 8 年交通部正式批准成立了I S O T C 2 0 4 中国委员会，秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心，代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动，现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。智能交通系统(I T S)是目前世界交通运输领域的前沿研究课题，也是我国交通科第l 页北京邮电大学硕士研究生学位论文绪论技发展的重点方向，其核心是针对日益严重的交通需求和环境保护压力，采用信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术及网络技术等对传统交通运输系统进行深入的改造，以提高系统资源的使用效率、系统安全性，减少资源的消耗和环境污染。与其他行业相比，交通信息化有一定的基础，信息可整合，但它的最大难点在于对移动性的要求非常高，复杂、及时的信息传递、接收、汇总乃至最终的分析都必须在动态中完成，而融合了计算机技术与通信技术的解决方案则为解决这一难题提供了技术支持。因此，国际上已经逐渐形成多种利用无线数据传输、射频识别技术，依托移动通信网络完成交通信息采集、处理系统的建设解决方案，从而解决高速公路不停车收费、停车场收费、客货车运营管理、交通流量监测、车辆诱导、电子车票验证、行车违章处置，过境检查、事故求援等一系列I T S 的具体应用问题。1 1 2 关于移动增值业务应用系统“移动增值业务 是基于现有移动网络，由各大移动运营商开辟的，在为移动电话用户提供基本语音通信服务之外的其他类型电信业务，是用来强化移动运营商自身竞争力的增值服务内容。即，除了基本的语音通信、基本的数据通信之外的基于移动通信网的电信业务都可以看作是移动增值业务的范畴。移动增值业务的内容十分广泛，包含资讯类、即时通信类、下载类、娱乐类、位置类等，是移动运营商在保证传统业务的前提下开创的新业务增长点。目前市场上的主要增值业务类型是短消息类业务、彩信类业务、W A P 类业务、J a v a B R E W 类业务以及语音增值业务I V R 等。“十五期I、日J，我国移动增值业务取得了快速发展，在移动语音业务A R P U 值持续下降的同时，移动增值业务A R P U 值则呈缓慢增长趋势，对提高A R P U 值具有积极的推动作用。从全球范围来看，移动业务的结构正由以传统话音业务为主向以数据业务为主的方向发展，用户对话音、图像、数据合一的综合电信业务的需求在增长。人民普遍希望能够得到多样化、综合化、智能化、个性化的服务。增值服务作为电信服务中最为活跃的领域，其巨大的发展空间驱动着其它投资主体纷纷进入这一领域。同时，用户的多样需求也使得移动增值服务提供商多样化。移动通信网在建设之初，用户主要是个人，使用的业务也主要集中在语音通信和低速率的数据业务。但是，移动通信网作为国家的基础通信资源，它服务的对象要远远超出“个人”，即应该为各行各业的“群体用户提供信息传递服务。而且移动通信网也应该承担起为全社会各行各业服务的角色。以天气预报短信为例，从用户的角度看，移动网能够为用户提供最新最及时的天气信息，从气象部门看，实际上移动网络成为了气象部门对外传递气象信息的平台。目前已经有利用G P R S 网络进行出租车调度的应用，还有企业使用移动终端作为企业网络管理终端的延伸。可以看出，基于移动通信网的行业应用，将成为移动增值业务发展的一个重要分支。第2 页北京邮电大学硕士研究生学位论文绪论移动增值业务通过近几年的发展，在应用和业务不断推陈出新的同时，我们也认识到，任何一项移动增值业务从最初的“概念”到最后的成功商用，移动价值链上的每个角色都有其不可替代的地位和作用：移动用户有需求、移动运营商搭建技术平台、设备制造商提供终端、服务提供商提供应用和内容。换句话说，是价值链上各个角色的共同努力才使得丰富多彩的业务开展得有生有色。因此，随着产业链成员分工的逐渐细化，如何使他们之间有效的结合，更好更快的推进移动增值业务的发展，现的尤为重要。终端技术在飞速发展，硬件处理能力、终端操作系统的能力和功能在不断的提高，终端愈来愈呈现出“个人电脑 的特征，它的功能在向多样化发展。另外，基于R F I D、蓝牙、红外等短距离无线通信技术也得到了广泛应用，当移动终端集成了短距离无线通信设备之后，对移动增值业务的发展也起到了推动作用，特别是R F I D 与移动终端的集成，使得基于移动通信网的行业应用得到了更有利的发展。以日本N T TD o C o M o 公司的I m o d eF e l i c a 业务为例，它是基于索尼“F e l i C a 的非接触I c 卡，目前在日本主要提供乘车券、手机钱包、身份识别、网上购物、航空里程服务等业务。这使得终端具有了门禁卡、信用卡、积分卡、电子票据等特征，拓宽了移动通信网的使用范围，从而也提高了其社会价值。目前，在移动产业链中，运营商起着主导作用，而运营商与服务提供商问的关系可以说是价值链中最重要的一环。运营商与服务提供商间结合的紧密程度直接影响到业务的推进速度及业务的多样化发展。但就目前的情况来看，两者之间特别是对于服务提供商来说，仍然存在着一些亟待解决的问题。首先，从移动运营商的角度出发，移动增值业务的发展已经从最初的业务“拓展期”发展到了现在的业务“规范期”。在前一阶段，运营商注重业务拓展，业务量的考核，以满足业务的接入为首要任务；而为了促进移动价值链的健康有序发展，运营商在目前即后一阶段则以业务管理为重，重点解决计费、投诉等问题。为此，运营商正逐步对现有的移动增值业务进行整合以统一的管理。移动运营商不断完善其业务规范和进行技术升级的同时在一定程度上增加了服务提供商的技术成本，最突出的一点是服务提供商要不断适应运营商接口协议的多样性和版本的升级改变以及在业务计费逻辑上的变化。这在一定程度上加大了服务提供商的技术和运营成本，同时也削弱了移动运营商与服务提供商间的有效结合。第二，在竞争激烈的移动增值业务中，新应用推向市场的时间是关键。据统计：短信应用的平均生存周期为3 个月，即每个应用从策划完成到推出市场的时间越短，开发成本越低，应用的市场价值也就越大。所以，移动增值应用的技术难点，不在于应用的实现，而在于实现的速度，及质量。而众所周知：软件开发中，时间与质量成反比。如何快速适应市场变化，推出极具特色的增值服务对于服务提供商来说是一大难点。第三，从增值业务本身的要求看，以短信业务为例，虽然移动运营商已经通过扩容，第3 页北京邮电大学硕士研究生学位论文绪论改善了短信的通道。但流量的压力会从移动网关，转移到了应用端，这对服务提供商的应用系统提出了更高的要求。而且，短信的特点：内容短，数量大，突发性高。所以，简单地依靠数据库、文件系统传递数据，不能满足关键应用的性能要求。第四，从移动增值业务本身的特性来看，许多业务种类之间存在着很多共性，但据调查，现在大多数服务提供商的增值服务的解决方案仍是分门别类，每种业务单独接入、单独计费等。而一些像黑名单过滤，敏感词过滤等公共服务重复嵌入到每一类业务开发当中。这些工作不仅大大增加了服务提供商的技术成本，从其本身资源利用角度考虑也构成了一种浪费。1 2 论文研究工作及创新性概述本论文的研究工作主要集中在对于基于移动通信的智能交通系统子系统的设计和实现上。重点是后台总控平台构建、不停车收费系统业务逻辑实现以及数据收发模块和交通流量预测的开发。基于对J 2 E E 技术、移动通信技术和数据库技术的理解和认识，本论文中提出了一种新型的智能交通系统，并能够依托国家电子信息产业发展基金项目以及北京市中小企业创新基金项目进行实际的应用丌发，最终设计实现了这样一种新型的智能交通系统。本论文的主要创新点有以下几点：1 1 依托移动通信网络的数据传输：作者提出了基于移动通信网络和S P 短消息中心构建的G S M 短消息的数据传输方式，一方面因为前台系统只完成信息的读取过程，传输的数据量较小，实时性要求也并不是很高；另一方面，G S M 短消息模块便于系统的建设和维护，投资成本非常小；2 1 提出一种新的移动业务运营模式：论文提出的基于移动通信的智能交通系统，是对现有系统的创新性尝试，更是对移动通信在智能交通系统领域运营模式的一个创新，是对移动通信增值业务领域扩展的一个尝试。通过开发其子系统一电子不停车收费系统，可通过终端缴费模式完成多应用场景的不停车收费。3)交通流量预测的实现：城市交通流是一个复杂的非线性过程，交通流预测是实现城市交通自适应控制系统配时优化的必要步骤，交通流预测效果的好坏直接影响到交通控制的效果。论文从生物学习的角度，应用B P 神经网络对城市交通流量进行了中短期预测，验证结果证实了该方法的有效性，并可通过各种有效的表现形式，如G I S，为交通管理部门及用户提供预测数据服务。1 3 论文组织结构本论文以国家电子信息产业发展基金项目“基于移动通信的智能交通收费系统”以及北京市中小企业创新基金“基于移动通信网络的交通诱导信息系统”为出第4 页北京邮电大学硕士研究生学位论文绪论发点和依托，详细介绍了基于移动通信的这一新型的智能交通系统。详细阐述了此系统中各个子系统模块的组成、功能和实现，提出了许多新的建设智能系统的建设方案。本论文从当前国内外主要采用的智能交通系统系统出发，介绍了智能交通系统的发展历程，分析现有系统的特点，指出其存在的不足和缺陷，紧接着介绍了已完成研究和开发的基于移动数据通信的智能交通收费系统，并在此基础上，提出这样一个新型的基于移动增值业务平台的智能交通系统模型，并阐述系统的各个模块和最终实现。在论文中：第一章介绍了课题研究的背景，论文主要的创新点；第二章介绍了智能交通系统，包括其发展历程、目前发展情况、完成功能和特点等，并进一步介绍了基于移动通信网络的智能交通系统概况；第三章介绍了基于移动通信网络的智能交通系统数据传递层的设计思路与实现，并分析了各种传输方式的优势和不足；第四章介绍后台总控模块的设计思路与创新模块，并介绍了不停车收费系统的业务逻辑：第五章对论文整个研究进行了总结。第5 页北京邮电人学硕士研究生学位论文智能交通系统第2 章智能交通系统本章将首先介绍智能交通系统的概念、系统构成、应用和发展现状，之后引入论文研究的基于移动通信的智能交通系统的整体描述。2 1 智能交通系统智能交通系统即I T S 到底该如何翻译，现在主要存在两种说法，一种理解为智能运输系统(I n t e l l i g e n tT r a n s p o r tS y s t e m)，把I T S 的思想定位在强调提高运输的效率；而另外一种则译为智能交通系统(I n t e l l i g e n t n a 伍cS y s t e m)强调交通疏导。发展I T S 应该是注重如何为出行者提供高效的交通服务，如何高效地利用道路资源，而不仅仅只是疏导拥挤。所以智能运输系统的范围应该更加广泛和全面，也有称为I n t e l l i g e n tT r a n s p o r t a t i o nS y s t e m sa n dS e i c e s，强调他所提供的是一种“服务”的概念，这个概念也越来越多的出现在I T S 领域中。但是就目前而言国内外人士已经习惯了使用智能交通系统这个词眼，所以论文的下文中我们通常还是采用智能交通系统这个词。智能交通系统本质上是用计算机、通讯、电子控制等新技术对传统运输系统进行改造，从而形成一种信息化、智能化和社会化的运输系统。是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术及计算机处理技术等有效的集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。该系统将汽车、驾驶员、道路及相关的服务部门相互联结，使汽车在道路上的运行功能智能化。系统将采集到的道路交通及服务信息经服务中心集中处理后，传送到公路运输系统的各个用户(驾驶员、警察局、停车场、运输公司、意愿、救护故障等部门)，出行者可以根据收到的信息，实时选择交通方式和交通路线、交通管理部门则可以自动进行合理的交通疏导、控制和事故处理。运输部门可随时掌握车辆的运行情况，合理调度。I T S 能保证公路网上的交通流运行处于最佳状态，改善交通拥挤和阻塞，提供最佳公路网通行能力，提高整个公路运输系统的机动性、安全性和运输效率。I T S 的出现是交通运输网络的一场革命，它强调的是系统性、信息交流的交互性、交通管理的智能性及服务的广泛性，其核心技术是电子技术、信息技术、通信技术和系统工程，此外随着发展，还不断的将传感技术、地理信息技术等诸多高新技术引入进来，最终的目的是实现车、路、人高度一体化，极大提高综合交通运输效率，保障交通安全，改善环境质量和提高能源利用率，最终实现完美化交通。2 1 1 智能交通系统的发展历程智能交通系统的研究最早起源于2 0 世纪6 0 年代末的美国，其后7 0 年代初，欧洲及日本等少数世界发达国家也开始了相关研究，逐步形成了欧美日三大I T S 研究基地。第6 页北京邮电大学硕士研究生学位论文智能交通系统1 9 9 0 年日本最早提出智能运输系统(I，r S)这个名称，最终于1 9 9 4 年在日本横滨召开第二届智能运输系统世界大会的前夕将这个名称固定下来。同年，原来美国的智能交通组织W H S 改名为I T SA M E R I C A：其后日本道路交通车辆智能化推动协会改名为I T SJ a p a n。a)美国I T S 在美国最开始叫做智能车路系统(I n t e l l i g e n tV e h i c l e H i g h w a yS y s t e m s，I V H S)，1 9 9 1 年国会通过了综合地面运输效率法案(I n t e r m o d a lS u r f a c eT r a n s p o r t a t i o nE f f i c i e n c yA c to f1 9 9 1，I S T E A)，除了对地面运输常规项目进行安排外，重要的是安排I V H S 的研发和试验，希望利用通信和信息技术进行合理的交通分配以提高整个路网的效率。1 9 9 4 年，美国提出了I T S 的7 个服务领域，即先进的交通管理系统(A d v a n c e dT r a f f i cM a n a g e m e n tS y s t e m s A T M S)、先进的出行信息服务系统(A d v a n c e dT r a v e l e rI n f o r m a t i o nS y s t e m s，A T I S)、商用车辆运营系统(C o m m e r c i a lV e h i c l eO p e r a t i o nS y s t e m s，C V O S)、电子收费系统(E l e c t r o n i cT o l lC o l l e c t i o n，E T C)、先进的公共交通运营系统(A d v a n c e dP u b l i cT r a n s p o r t a t i o nS y s t e m s，A P T S)、应急管理系统(E m e r g e n c yM a n a g e m e n tS y s t e m，E M S)、先进的车辆控制系统(A d v a n c e dV e h i c l e C o n t r o lS y s t e m s，A V C S)。美国国会在1 9 9 1 年通过I S T E A 法案时，要求在1 9 9 8 年之前实现一条试验自动公路。自动公路的提出，是为了突破交通工程理论中交通量与速度之间的制约。为了实现这一目的，美国开展了大量的工作，1 9 9 7 年8 月，在南加州圣地亚哥1 5 号州际公路7 6英里(约1 2 2 k m)长的试验路段上对自动公路进行了试验，实现了预定的目标。美国在I S T E A 法案到期后，对I T S 的丌发与应用进行了全面的评估，结果是积极的。1 9 9 8 年，国会又通过了交通平等法案，在该法案中规定从1 9 9 8 年到2 0 0 3 年，国会将拨款1 2 8 2亿美元用于发展I T S。在这一阶段，美国政府取得的交友影响的成果是：各地的示范行动(如移动数据中介系统M D I S，M o b i l eD a t aI n t e r m e d i a t eS y s t e m)、商用车辆信息系统与网络(C o m m e r c i a lV e h i c l eI n f o r m a t i o nS y s t e m sa n dN e t w o r k s，C V I S N)、体系框架和标准、交通管理系统的建设以及自动公路系统的开发。美国总的城市I T S 集成化实施水平逐年提高，在最初的7 5 个大城市中1 9 9 7 年集成化实施水平为高、中、低的城市分别为1 1、2 5、3 9 个，1 9 9 9 年集成化实施水平为高、中、低的城市则分别为2 2、2 7、2 6 个。2 0 0 0 年集成化实施水平为高、中、低的城市分别转变为2 4、2 8、2 3 个。而2 0 0 5 年达到实施水平为高、中、低的城市分别为5 0、2 5、0 个。进入2 1 世纪，美国总结前1 0 年的经验。调整了I T S 开发和应用的重点，政府组织研发和实施了出行信息系统、运营管理系统、专用短程通信、交叉口协调碰撞系统以及车辆与道路设施集成系统。第7 页北京邮电大学硕上研究生学位论文智能交通系统从美国1 9 9 1 年以来I T S 开发和应用情况来看，真正大面积应用的主要有出行信息系统、依托互联网的交通信息服务以及汽车厂商在车上安装的各种小型辅助装置。从美国的7 个服务领域看，开发和应用的重点是出行信息服务系统、运营车辆管理系统、应急管理系统和车路集成系统。在未来，美国对I T S 提出了新的要求，主要内容是智能车辆和智能基础设施的智能交通系统研究、开发与运行试验，并为实现这些课题所必要的其他类似行动制定全面的计划。优先领域包括改善交通管理、时间管理、公交管理、货运管理、道路气象管理、费用征收、出行者信息、公路营运系统以及远程传感器产品。到2 0 1 0 年，减少大城市拥挤不低于5，保证到2 0 1 0 年9 月3 0 日，出行者可全面使用全国交通信息系统；改善紧急事件处理方与伤员救护中心间的通信；综合利用多学科制定交通管理策略，开发交通管理工具。b)欧洲欧洲与I T S 相关的各种研究起步也很早，2 0 实际8 0 年代中期，欧洲l O 多个国家投资5 0 多亿美元，联合执行D R I V E(D e d i c a t e dR o a dI n f r a s t r u c t u r ef o rV e h i c l eS a f e t yi nE u r o p e)计划，目的是完善道路设施，提高服务水平。其主要的研究有：需求管理、交通和旅行信息系统、集成化城市交通管理、集成化城市间交通管理、辅助驾驶、货运和车队管理、公共交通管理，该计划在1 9 9 4 年已经完成。从研究结果看，其研究领域和系统功能与美、日大致相同。随后欧盟委员会又组织进行远程信息处理的丌发工作，计划在全欧洲范围内建立专门的道路交通无线数据通信网络，I T S 的主要功能如交通管理、导航和电子收费等都围绕远程信息处理和全欧洲无线数据通信网来实现。为了实施统一的I T S，标准化成为欧洲的首要任务，同时欧洲十分重视综合运输和安全。欧盟资助的跨欧交通网络项目分为三类：(1)欧洲范围内项目：覆盖整个欧洲、集中于E T C 系统、交通信息领域；(2)欧洲一区域项目：覆盖接壤成员国、集中于交通管理和交通信息领域：(3)成员国或地区项目：覆盖各成员国或地区、集中于交通管理和交通控制领域。这些项目研究主要致力于实施高质量的监控设施以提供可靠的I T S 服务，建立交通中心构成的欧洲网络，通过交通管理和控制解决交通瓶颈问题提供高质量的交通信息服务，加强货物运输的安全和效率，开发通用、高效的电子收费系统和通过事故和紧急事件管理改善道路安全及效率。项目共覆盖了1 4 个成员国。经过十几年的发展，欧洲的I T S 的现状仍然处在各个国家独立安排解决方案的状态，远没有形成欧洲的系统，各国普遍建立了交通管理与信息服务系统，建设了速度告警系统和基础设施使用付费系统(如E T C 和城市拥堵收费系统)。欧洲对I T S 的发展提出了I T S 和服务的概念，欧洲I T S 协会提出要将道路、车辆、卫星和计算机利用通信系统进行集成，远景是将各国独立的系统逐步转变为车与车、车与路的合作系统，实现人和物的移动信息互操作。今后几年准备实现的服务有：路侧紧第8 页北京邮电大学硕上研究生学位论文智能交通系统急呼叫、车内和路侧速度提示、通过复动车和蜂窝电话检测交通和道路状态、危险货物车辆和被盗车辆跟踪系统、客户关系管理等。C)日本日本为了解决本国交通事故增加及交通拥堵、环境污染等各种问题，利用I T 技术来解决问题的思想开始萌发，并于1 9 9 6 年制定I T S 框架，1 9 9 7 年提出高度信息通信社会推进的基本方针，2 0 0 4 年实施e J a p a n 重点计划，2 0 0 6 年实施I T 新改革战略，都将I T S 发展列入了其中。日本于1 9 9 6 年所制定的I T S 框架明确了日本在智能交通系统建设的9 个研究领域，同时明确了各个领域实施的时间表以及目标。此后的1 0 年，日本的智能交通翻开了新的一页，研究成果不断应用到实际交通当中，一跃成为世界智能交通发展最成功的国家。1 9 7 3 年研发的机动车综合控制系统C A C S 是日本I T S 系统研究的开端，进入8 0 年代后，路车间信息系统R A C S 和新机动车交