智能交通系统——诱导系统..优秀PPT.ppt

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1、智能交通系统智能交通系统诱导系统诱导系统Contents国外交通诱导系统研发现状国外交通诱导系统研发现状2国内交通诱导系统研发现状国内交通诱导系统研发现状3 3引言引言3 1研究城市交通诱导系统的意义研究城市交通诱导系统的意义4Contents城市交通诱导系统的主要功能城市交通诱导系统的主要功能6城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架3 7发展城市诱导系统的益处发展城市诱导系统的益处3 5城市交通诱导系统的关键技术城市交通诱导系统的关键技术8交通系统路径诱导算法研究方向交通系统路径诱导算法研究方向3 9一、引言 智能交通系统（ITS）是一个跨学科、信息化、系统化的综合探讨体系，其主要

2、内容是：在较完善的基础设施上，将先进的信息技术、计算机技术、数据通讯技术、传感器技术、自动限制理论、运筹学、人工智能等协同运用于整个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、精确、高效的综合交通运输管理系统。从功能上，ITS可分为如下几个子系统:动态路径诱导系统、削减交通污染系统、公共交通优先系统、交通信号优化系统、交叉口和路段智能渠化系统、车辆调度管理系统、紧急报警及紧急事故处理系统、网络交通组织方 案形成与评价系统。二、二、国外交通诱导系统研发觉状国外交通诱导系统研发觉状 交通诱导系统能有效地解决城市交通拥挤、削减交通事故、降低燃油消耗和空气污染、提高运输效率，削减出行时间

3、和费用，发达国家特别重视车裁定位导航系统的开发和应用，现已形成了日、美、欧三足鼎立的局面。日本的导航系统以基于全球定位系统(GPS)和道路车辆信息通信系统(VICS)的导航系统为代表。TRAVTEK是美国有具有代表性的城市交通诱导系统。它以实时路途引导和服务信息系统好用化为目的，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。Ali-Scout系统是欧洲最有代表性的车载导航系统。三、国内交通诱导系统的研发觉状及趋势三、国内交通诱导系统的研发觉状及趋势 国内车辆导航系统的探讨起步较晚，主要由一些科研院所、学校及少数公司进行探究性探讨试验。如由吉林工业高校带头开发的城市交通流诱导系统（UT

4、FGS Urban Traffic Flow Guidance System)是中国的第一个动态路径诱导系统探讨项目,UTFGS依据我国混合交通的实际特点，以城市交通面控系统资源为依托，是一种基于实时交通信息的出行者信息和分布式动态路径诱导系统。这是一种结合我国国情，考虑到长远发展的比较全面的系统。目前对UTFGS已提出了探讨的系统框架，但到整个系的完善和投入实际应用还须要确定的时间。四、探讨城市诱导系统的意义四、探讨城市诱导系统的意义 由于当前城市交通问题日趋严峻和恶化，如拥堵问题，平安问题，环境问题，能源问题等，使得接受高新技术的智能交通系统日益得到世界各国的高度重视。本文探讨内容属于智能

5、交通系统子系统交通诱导系统领域。交通诱导系统(Traffic Guidance System，简称TGS)是智能交通系统的重要组成部分，也称之为交通线路引导系统(Traffic Route Guidance System，简称TRGS）、动态路径诱导系统(Dynamic Route Guidance System，简称DRGS)或车辆导航系统(Vehicle Navigation System，简称VNS)，主要功能是综合运用全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)、地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS）、计

6、算机、网络、通信、检测、限制等现代高新技术，使得车载计算机能够自动显示车辆位置、交通网络图和道路交通状况，依据出行的起始点向驾驶员供应最优路径引导指令和丰富的实时交通信息，以指导驾驶员快速、平安、精确地到达目的地，其特点是把人、车、路综合起来考虑，通过调整驾驶员的行驶路途实现路网交通流的合理安排。可见，交通诱导系统是目前公认的有效解决城市交通问题的关键环节和主要手段，是正确引导道路运用者顺当到达目的地、实现交通流优化、避开交通堵塞、更有效地管理现代交通的新技术，将成为一种崭新的交通模式。特殊是在日益困难的交通状况下，城市交通诱导系统的探讨及应用更具有学术意义和好用价值，是国际ITS探讨的热点问

7、题。因此，当前在我国探讨并建立城市交通诱导系统是特别必要的，对于提升我国城市交通的基础理论及其应用水平均具有重要意义。五、发展城市诱导系统的好处 削减道路堵塞，降低环境污染 城市交通诱导系统通过刚好供应交通流信息和增加交通选择实力，使路网交通运行流畅，避开盲目出行造成的交通堵塞，从而削减交通量的过分集中及迂回交通，降低车辆能源消耗，削减排放污染量，以使汽车运输对环境污染的影响明显改善。同时可削减与交通延误和堵塞相关的环境费用,带来巨大的经济效益和社会效益。削减交通事故，提高乘车舒适性、驾驶平安性 城市交通诱导系统为驾驶员和交通管理部门所供应的精确刚好的诱导信息，一方面可以使车辆行驶避开道路途形

8、差、路面状况不好、事故率多发的路段，避开了交通事故诱发的根本缘由;另一方面可使马路网上的交通流运行处于最佳状态，从而保证交通流处于稳定流范围，削减了由于交通拥堵形成强制流或堵塞流等引起的车辆紧急刹车，频繁加、减速等操作，稳定了驾驶员的心理状态，从而提高了行车平安性和乘坐舒适性。提高交通网络的通行实力 由于城市交通诱导系统能为出行者随时随地供应各种有利的交通信息，使其可以合理选择行车路途，避开拥堵路段,提高车辆运行效率，削减了车辆由于相互冲突造成的路段行车延误，削减了车辆在固定路段上的总运行时间。此外，对交通管理部的信息供应可使其尽快的解除交通故障，疏散堵塞交通流和处理交通事故，从而可大幅度地提

9、高整个路网的通行实力。提高交通运输生产率和经济效益 交通运输效率对国家经济发展具有特别重要的影响。城市交通诱导系统可以有效地促使交通流通畅运行，运输车辆得到合理调度，车辆行驶效率大大提高，能耗降低等，从而使得交通运输环境得到全面改善，交通运输的生产效率和经济效益得到大幅提高，并对社会经济发展的各方面都将产生主动的作用和影响。总之，城市交通诱导系统融合了汽车、交通、计算机、通信、系统科学等领域的相关技术，始终是众多高科技公司、各探讨机构和高校探讨的热点，以期能够真正实现实时地为驾驶人供应智能化的诱导信息，让先进的诱导技术的应用不但有利于道路交通管理，而且便于人们出行。六.城市交通诱导系统的主要功

10、能 从本质来说，交通流诱导是对网络上已经发生或即将发生的具有意向性的交通流，在连接其起点和终点的各条路径上的数量分布进行调整，通过变更行驶在不同路径的车辆数，达到优化目标，即对路网将来即将发生的交通流量的空间分布进行调整。从出行者的角度来讲，交通诱导的主要功能有如下:在线驾驶员信息服务 在线驾驶员信息服务包括驾驶员的引导系统和车内标记系统。驾驶员的引导系统主要为驾驶员供应实时的交通流状况、交通事故、建筑状况、公共交通时刻表、气候条件等信息。利用这些信息，驾驶员可以选择最佳的行驶路途，出行者在中途变更其出行方式。车内标记系统主要供应与路面实际标记相同的车内标记，也可以包括道路条件的警告标记和一些

11、特殊车辆的平安限速。这一服务内容特殊适合于老年驾驶员、旅游区和危急道路条件下的驾驶。路径诱导服务 路径诱导服务是由动态车载诱导系统，依据交通信息中心供应的实时道路交通信息及GPS设备得到的车辆定位信息，在电子地图的帮助下为出行者供应一条最优的行驶路径。早期的路途引导是一个静止的信息系统，主要为出行者供应起终点间的最短距离路途。目前这项服务趋向于通过无线通信技术，使车载设备可以从交通管理中心获得实时道路交通信息，使“最优”的概念成为在实时道路交通信息基础上的时间最优、距离最优或出行者偏好最优等。由于GPS定位功能以及电子地图的存在，再辅以地图的方法，就可以实现车辆的实时转向导航。实时服务可以提高

12、城市道路的时间利用率和空间利用率，大大缓解城市道路的交通量分布，使城市交通诱导系统的核心功能。出行前信息服务 出行前信息服务为出行者供应在出行前须要知道的信息，如天气及道路状况，出行规划服务可以为出行者制订出行路途，支配出出行时刻表以避开交通高峰时段，这样可以提高道路的时间利用率，估计出行时间以及供应有关出门的留意事项。总之，交通诱导功能的实现将有效地削减城市交通拥挤和环境污染，提高道路通行实力，改善道路交通平安状况。其主要目标有两个:从宏观网络的角度，可以均衡网络上的交通流量使网络的综合交通实力达到最充分利用;从微观车辆的角度，达到缩短每辆车行驶的距离，削减行驶时间的目的。七、城市智能交通诱

13、导系统的结构框架 一般而言，典型的城市交通诱导系统由四部分组成:交通流信息采集与预料子系统 交通流采集是在交通限制中心进行的，所以城市网络安装自适应的交通信号限制系统是实现交通诱导的前提条件。该子系统涉及到的一个关键问题是接口技术的探讨，即把交通限制中心获得的网络中的交通流传送到交通流诱导主机，利用已研制的实时动态交通安排的模型和软件进行实时动态交通安排，滚动式预料网络中各路段和交叉口的交通流量，从而为路径诱导供应依据。车辆定位子系统 车辆定位主要是确定车辆在路网中的准确位置，通过车载GPS接收机与差分GPS修正数据的协作，计算车辆的精确位置坐标，并依据地图匹配算法将车辆位置显示于电子地图下。

14、交通信息服务子系统 交通信息服务模块是交通流诱导系统的重要组成部分，它是把主机运算出来的交通信息(包括预料的交通信息)通过各种传播媒介送给公众。行车路途优化子系统 行车路途优化子系统是依据车辆定位子系统所确定的车辆在网络的位置和出行者输入的目的地，利用接收到的交通诱导信息，确定达到目的地的最佳路途并在显示器上用箭头显示。依据用户要求的不同，最佳行车路途可分为行驶距离最短、运行时间最少、拥挤程度最低、道路质量最好和综合最佳五种。八、城市交通诱导系统的关键技术 实现交通诱导，须要多项高新技术的系统集成，其中最主要有：车辆定位技术 作为车载诱导系统的一项基本功能，须要实时了解车辆的精确位置及其它参数

15、，即经度、纬度、海拔、行驶速度、行驶方向等数据以实现实时导航功能，车辆定位技术主要有以下几种:a、基于红外信标与短波信标的定位技术，该技术主要在欧洲和日本得到了运用。这是由于二者对ITS的探讨开展较早，在没有卫星定位技术的年头不得不开发这种须要大量在路边安装用于通信的基础设施。其缺点是不能进行全程定位和轨迹跟踪。b、基于速度、方向传感器的惯性导航系统。这是最早出现的定位方法，须要在车辆上加装一些传感器，其缺点是其定位误差会随时间积累。c、基于GPS进行车辆定位，这是现在车载导航系统普遍接受的方式。全球卫星定位系统以其定位精度高、定位响应快等优点受到广袤用户的欢迎。基于GPS的车辆定位技术运用地

16、图匹配技术与GIS相结合可以对车辆实际行驶路途与电子地图上道路位置之间的误差进行修正，从而提高定位的精度。地图匹配技术 地图匹配是交通诱导系统的一个重要模块，其作用是利用数字地图使定位系统更加牢靠和精确。为了给出行者供应适当的操作指令，或在地图上正确地显示车辆，必需精确地知道车辆的位置。而由GPS技术所测到的车辆坐标位置数据，前进的方向与实际行驶的路途轨迹在电子地图上都存在确定误差，为了修正误差，须接受地图匹配技术，对车辆行驶路途与电子地图上道路间的误差进行实时数字相关匹配，做出自动修正，从而在电子地图上得到汽车正确位置的指示。常见的地图匹配算法包括半确定性算法、概率性算法、基于模糊逻辑的算法

17、等。数据通信技术 数据通信技术主要包括交通诱导数据信源编码和无线电通信协议的制定。交通诱导数据信源编码是指最优编码，时变最优编码、路段差值编码和增量编码等编码技术的综合运用。无线通信协议的制定是指RS-232异步通信参数、基站发送数据格式和车载单元发送与接收数据格式的确定。九、智能交通系统路径诱导算法探讨方向 目前路径诱导算法探讨的三个主要方向：智能交通系路径诱导算法的实时性、动态路径诱导算法以及路径诱导与交通信号限制的集成。然而，作为智能交通系统的一个重要子系统，路径诱导系统除了必需具有良好的实时性、动态性和集成性之外，还必需对其它与其实时运营亲密相关的众多问题从系统工程的层面加以协调考虑。

18、结合我国城市道路交通的实际和路径诱导算法探讨进展的现状，交通诱导从下面几个问题进一步深化探讨。（1 1）路段交通流量的实时精确预料）路段交通流量的实时精确预料 国内对短时交通流预料算法的探讨中，一般将预料算法分为参数模型预料法和非参数模型预料法。参数模型主要有历史平均模型（HA）、ARMA系列模型、Kalman滤波模型、指数平滑模型及与神经网络相关的模型等。非参数模型中包括非参数回来、KARIMA算法、谱分析法、状态空间重构模型、小波网络、基于多维分形的方法和多种复合预料模型、移动平均法、指数平滑法和基于AR模型的时间序列法等。路段交通流量的实时精确预料是动态路径诱导算法的实现依据。目前的预料

19、手段一般只能预料短时交通状况，而交通诱导行为往往发生在比较大的空间范围上，这样就可能跨越多个预料区段。此外，基于实时交通状况的切换式路径诱导系统必需具备区分正常和异样交通波动的实力。（2 2）新型诱导模型与诱导算法）新型诱导模型与诱导算法 动态路径诱导系统是一个对实时性要求相当强的系统，也是一个有人参与的时变、困难随机系统。诱导模型及其算法的建立不仅要考虑诱导系统的实时性要求，也必需考虑出行者的心理特征，如出行者对什么方式的诱导认定有效，出行者对诱导指令的心理接受极限等，这是路径诱导系统走向好用的重要步骤。发展基于多目标优化的路径诱导算法也是交通诱导系统探讨的重要内容。目前路径诱导方案大多是基

20、于距离最短或时间最短等单一指标，较常用的主要的有Dijkstra算法、Floyd算法、A*算法、双向搜寻算法,而事实上人们的出行习惯很难归结为单指标优化问题。出行者除了对时间有要求外，还会希望在舒适感上得到满足，例如尽量削减转弯的次数，尽量少进入路况较差的道路等等。对于司机路径选择行为的调查表明，大多数的司机并不是趋向时间最短的路径，而是那些包含一些其他因素的次优路径，如熟悉程度、道路等级、连接性等，这事实上是一个多目标优化问题。传统的最优路径算法不能实现多目标优化，因为这些算法不包含所需的路网信息。目前，多目标优化的路径诱导算法有遗传算法、蚁群算法、智能交通系统的车辆行驶最佳路径算法等。（3

21、 3）混合交通流条件下的诱导策略）混合交通流条件下的诱导策略 我国城市交通有其特殊性，非机动车占有相当的比重，城市交通流是机动车和非机动车的混合交通流。因此，在城市交通流诱导系统的开发和城市交通诱导策略的探讨方面必需考虑我国城市混合交通流的特点。完全接受国外发达国家的先进技术进行交通流的诱导是行不通的，研制开发具有中国特色的城市交通流诱导系统，是解决我国城市交通问题的重要手段之一。（4)4)突发事务下的诱导策略突发事务下的诱导策略 交通事故、车辆抛锚等突发事务的发生极易引起交通拥挤或交通堵塞，导致路段通行实力的急剧下降。这种状况下对交通流进行诱导被认为是诱导系统最能发挥作用的地方。当然，突发事

22、务发生的时间和地点具有随机性，是无法预知的。突发事务下的诱导策略是具有挑战性的好用探讨课题。此外，城市干线与一般道路相互作用下的诱导策略和人工智能框架体系上的路径诱导系统的建立、发展供应更多智能化服务的路径诱导系统等也是值得接着深化探讨的方向。参考文献：1)城市智能交通诱导系统探讨胡正平、贺秀良20102城市动态时间最短路径诱导系统实现探讨刘张雷2009 3）智能交通系统中车辆动态路径诱导方法杨巍 20124)智能交通系统中路径诱导算法探讨进展李威猛20045）城市智能交通系统交通流协调优化与诱导关键技术探讨 文梦飞 2013年36）计算智能及其在城市诱导系统中的应用探讨 杜长海 2009年4敬谢欣赏Thank You!