智能运输系统功能研究.pdf

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1、 智能运输系统的功能研究智能运输系统的功能研究 智能运输系统是近几年发展起来的利用先进的电子信息技术使人和货物的运输更加安全高效的高新技术产业，其目的是将公路运输、铁路运输、空运、水运及管道运输等形式有机地结合在一起并使上述运输方式发挥整体最佳效果。通过减缓交通阻塞与事故，提高生产率，节省能源，改善环境和培育新兴产业，从而推动经济的发展和人类的进步。目前的 ITS 是以公路交通为主要研究和开发对象，它是在不新建道路的前提下，寻找解决现有道路网交通拥挤的措施和方法，提高现有道路网的通行能力，改进行车的安全性、快速性、舒适性、经济性以及环保性等。目前的 ITS 系统主要由 7 大部分组成，(1)先

2、进的交通管理系统(Advanced Traffic Management Systems 简称 ATMS)；(2)先进的旅行者信息系统(Advanced Traveler Information Systems 简称 ATIS)；(3)先进的车辆控制系统(Advanced Vehicle Control Systems 简称 AVCS)；(4)商业车辆运营系统(Commercial Vehicle Operation 简称 CVO)；(5)先进的公共运输系统(Advanced Public Transportation Systems 简称 APlS)；(6)先进的城间运输系统(Advance

3、d Rural Transportation Systems 简称 ARTS)；(7)自动公路系统(Automated Highway Systems 简称 AHS)。1 智能运输系统的功能目标 1.1 先进的交通管理系统(ATMS)；该系统通过对现有道路设施的有效管理而提高道路的通行能力，实现道路交通的安全与高效，其研究目标为：(1)事故的检测与管理。借助于交通监视、警察巡逻报告及网络交通流监视及事故自动检测算法，实行人工或自动检测道路上出现的交通异常，提供控制策略，发布相关信息及分流方案，给旅行者提供建 议以及特殊的紧急车辆管理策略。(2)交通需求管理。维持道路系统的交通量在一定水平，并发

4、布旅行计划信息。(3)交通网络监视。采用传感器及交通预测模型确定交通干扰源。检测交通信号、信息标志等状态。(4)交通控制。提供自适应信号控制，控制车道的进入使用，为旅行计划发布信息等。(5)停车管理。对停车设施的停车率、可达性及利用率发布信息。(6)施工管理。实现对交通流的影响最小的协调策略，给旅行者提供绕行信息。(7)电子收费。实行车辆自动识别技术、预付帐联网技术、收费卡等的处理技术。1.2 旅行者信息系统(ATIS)ATIS 系统包括旅行数据的采集、分析及旅行计划的产生，它的主要目标是：(1)旅行者咨询。提供道路阻塞信息、天气条件等的咨询、道路异常的劝告信息等。(2)施行者服务信息。确定旅

5、行服务的对象，提供可得到的停车位信息以及其它公共服务信息。(3)旅行规划。提供可选方案及收费信息，提供阻塞路段的延误，估计信息的可靠性和实时性，帮助选择出行模式、路线及出发时间等。(4)地点确认及显示。使用无线定位及航迹推算技术，在数字地图上更加定位信息显示。(5)路线选择。考虑到用户的出行习惯，利用历史的及实时的数据，提供先进的旅行计划。(6)路线诱导。使用简化的街道图及转弯箭头引导旅行者，即将路线规划转化为路线引导指令，为变换车道、转弯及高速公路进出等提供建议。(7)车内警告信息。使用声音或图形单元，显示旅行建议，指示最大行车速度及弯路告警等，13 先进的车箱控制系统(AVCS)ITS 中

6、另一技术领域即先进的车辆控制系统(AVCS)，它包括如下研究功能目标：(1)驾驶员辅助车辆控制系统。包括：自适应巡航控制、自动车辆控制、避碰警告与控制、驾驶员的状态及行为监视、交叉口危险警告、视觉增强、车辆状态及工况监视。(2)车辆检测与控制。包括车辆的自动登记、自动检测、车辆横向纵向控制、失效控制、交通调节控制等。(3)车队控制。车队间的通信与控制、车队内各车间距与速度控 制。14 商业车辆管理 商业车辆管理系统是 ITS 研究开发最早的子系统之一，其技术已经成熟，出于商业上的考虑，国外许多运输公司及车队管理人员很快采用这种技术，其主要功能有：(1)运输计划。提供关于路网状况以及车辆货物状态

7、的数据，运输模式自动选择。(2)线路规划。使用自动车辆定位(AVL)及双向通信技术，实现动态线路规划；动态车辆的调配及货物派送。(3)危险货物的监视与跟踪。使用自动车辆识别技术(AVI)监视危险货物的行踪；协调可行驶路线，提供事故信息及阻塞信息。(4)车辆及载货状态信息。使用自动车辆定位(AVL)，动态称重(WIM)、自动车辆管制(AVC)、自动车辆识别(AVI)及双向通信等技术提供车辆的位置及实时的载货状态。(5)执法。丢失被盗车辆的追踪及返还；加快燃油税及关税的征收过程。15 先进的公共运输系统(APTS)先进的公共运箔系统(APTS)包括短途火车、公共汽车以及合乘。它主要有如下几个功能：

8、（1）计划及调度系统。公共车辆的动态计划及调度；路旁咨询终端为乘客提供调度信息，旅行者信息服务的的提供，通过计算机、电话、电视及无线广播 INTERNET 等辅助紧急救援车辆的调度及分配。(2)信号优先交通控制。滤波带控制、公共交通优先控制等。(3)动态合乘。合乘搭配及合作驾驶、动态合乘的实施策略。(4)到达时间预测。预测公共汽车到达时间，并在路旁咨询终端提供相关信息。16 先进的城间运输系统(ARTS)ARTS乃主要是货物运输而不是人的运输。在许多发展中国家这种长距离的货物运输最先采用铁路运输，但是在美国和西欧城市之间，长距离的货物运输大多采用公路运输，系统具有如下功能：自动导航系统；视觉增

9、强系统；司机的安全与保护。17 自动公路系统(AHS)AHS 系统的主要目的是改进车辆的安全，提高道路的通行能力。它的关键技术是对现有车和路进行新的改造，以适应自动公路系统的高效运行，它的主要功能包括：(1)车辆自动汇入分出；(2)车队行驶的组织与协调；(3)自动驾驶自动车辆控制；(4)自动公路系统高可靠性和容错性设计；(5)车辆纵向横向控制系统的协调。2 ITS 的开发目标 21 增加运输网络系统的通行能力，提高运营效率 增加运营效率；提高速度，减少停车次数；降低换乘地点的延误；降低基础设施的运营成本；提高私车乘裁率及公共交通使用串；降低私车乘载及公文车运营成本；方便收费，降低票价；降低货运

10、成本，提高货物周转量。22 提高运输系统的机动性、方便性和舒适性 增加个人旅行机会；降低个人旅行费用；增加机会，方便使用和乘坐公共交通；旅行时间，旅行时间准确性和旅行费用；紧张、疲劳及困惑的避免；安全及个人人身安全，预测系统的运行，提高个人控制生活的能力。降低货物运送成本，包括：更可靠的及时派送、旅行时间及费用、驾驶员疲劳及紧张、货物安全、通过跟踪危险货物提高货物的运输安全、交易费用。23 改善各国家运输系统的安全性 提高个人的安全、降低交通事故和盗车的数目及严重度、减少伤亡。24 降低能耗，保护环境。降低由于阻塞引起的燃油消耗和废气排放，减少噪声污染，降低居住区交 通闯入几率。25 提高个人

11、、机构现有及未来的生产率，促进经济发展 增加事故阻塞信息的共享，降低信息采集费用，增加路网运营、管理和投资的协调与整合，提高系统性能要求及技术变化等的适应能力。3 ITS 开发的地区目标 3.1 增加道路系统通行力，提高运输效率 城市：平滑交通流；闭环网络的信号化；降低与阻塞有关的延误；饱和路网的系统目标；增加车辆乘载率；提高现有设施通行能力；减少换乘过程中的时间损失。城间：平滑交通流；降低与阻塞有关的延误；满足用户要求；可选线路的通行能力。乡村：减少旅行时间；线路改造。32 增加运输的机动性、方便性和舒适性 城市：减少旅行时间，降低阻塞延误；改善城市线路。城间：增加换乘选择；增加旅行范围。乡

12、村：增加旅行范围，线路改造。33 提高国家运输系统的安全性 城市：降低事故频率及严重度；尾撞；公路平交；公铁平交；二次碰撞；卡车倾翻；提高旅行安全性；降低残障司机数。城间：降低事故频率及严重度；尾撞；二次碰撞；卡车倾翻；降低残障司机数；长途疲劳；改善 EMS道路服务响应度。乡村：降低事故频率及严重度：车辆冲出道路；乡村平交；公铁路平交；超车；动物上路；降低由于不良道路气候条件引起的安全隐患；降低残障司机数；长途疲劳；改善 EMS道路服务响应度。34 降低能耗保护环境 城市：降低与阻塞有关的能耗及废气排放；增加单车乘载率；提高换乘的吸引力；降低对新设施需求；城间：降低与阻塞有关的能耗及废气排放；

13、有效的事故管理与线路引导。乡村：减少车辆旅行里程；改善线路引导。3.5 提高全社会现有及未来的生产率，促进经济发展 城市：减少旅行时间；减少阻塞延误；改善线路引导。城间：降低车队管理费用；降低收费成本；减少旅行时间；减少阻塞延误；提高车速；降低商业车辆运营成本及延误。乡村：减少旅行时间；改善线路引导。3.6 为 ITS 的研究和实施繁荣营造一个良好的环境 主要包括：用新技术满足 ITS 需要；产品的标准化及互换性；产业界介入。4 结论与展望 目前，智能运输系统(ITS)在世界范围内，特别是发达国家正发展得轰轰烈烈，它的实现需要各方面的密切合作。它主要解决的关键技术包括数字地图 EDM、GPS、

14、GIS、计算机、自动化、传感器、通信、交通实时规划，交通管理与控制、车辆控制等众多高新技术。尽管我国目前正在进行大规模的交通设施建设，道路网的规模与水平和国外发达国家相比相差很远，但是发达国家今天所遇到的交通问题，也许是我们 30年后会遇到的问题。国外发达国家今天关注的有些问题，我们现在已经遇到(如城市交通阻塞)。因此，从现在起必须结合国情，借鉴国外先进的经验，在大力发展道路交通基础设施建设的同时，先在有条件的领域开展智能运输系统的研究与开发，并在道路的规划、建设中考虑为智能运输系统的未来实施做好基础准备，做到建设和管理并重，少走弯路，加快实现我国交通现代化的进程.以上文章转载自河南交通科技信息网 http:/