智能高效运输系统第七章交通流诱导系统课件.ppt

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1、智能运输系统概论智能运输系统概论.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述交通流诱导：通过提供道路交通信息、路线引导、辅助驾驶等手段，来限定、交通流诱导：通过提供道路交通信息、路线引导、辅助驾驶等手段，来限定、引导、组织交通运输流。引导、组织交通运输流。目的：方便出行，缓解拥堵。目的：方便出行，缓解拥堵。交通诱导技术是正确引导道路使用者顺利到达目的地、实现交通流优化、避免交通阻塞、更有效的管理现代交通的一种技术。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述交通流诱导系统的起源 交通诱导系统产生的背景：日益严重的交通拥堵。交通流诱导系统的历程：从静态系统到动态系统。静态诱导系统：用记录的交通状况的历史

2、数据作为诱导依据。动态诱导系统：用实时的交通流数据作为诱导依据。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述静态诱导系统研究始于20世纪70年代。特征：使用静态的标志牌指引道路；使用记录交通状况的历史数据库或者地理信息系统(数字地图)进行路线引导。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述静态诱导系统虽然可以指路，但是，并不能反映情况变化。为此，开发了动态交通诱导系统。也就是说，根据当前交通状况进行诱导。作为出行者，需要哪些方面的交通诱导呢？路怎么走路堵不堵车怎么停要解决的问题：车在哪里？车辆定位目的地在哪里？电子地图怎么走更合理？交通量检测，路径计算停车场有没有停车位？车辆检测诱导后交通不能堵塞动

3、态交通分配.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述要解决交通的诱导问题就必须解决动态和随机的交通流量在路段和交叉路口的分配问题，即所谓的“实时动态交通分配（Real TimeDynam1c Traffic Assignment)”。这理论的主要功能是：预测交通运输系统状况、提供道路引导系统、引导车辆在最佳线路上行驶、为出行者提供出发时间和选择方式、提供诱导系统与交通控制系统的相互联系、为先进的交通管理系统和交通信息系统提供重要的理论基础。可见，动态交通诱导，既需要相关的硬件系统、软件系统，又需要相关的数学理论。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述动态交通诱导硬件系统主要由3部分组成：(1)

4、交通信息中心。这是动态诱导系统的核心。该系统中硬件系统是由计算机和各种通信设备组成，主要功能是从各种信息源获得实时交通信息，并处理成用户需要的数据形式；(2)通信系统。负责完成车辆和交通信息中心的数据交换。信息中心通过通信系统向所有车辆不断发送实时交通状况数据，包括路段行程时间、交通事件以及其他相关数据；(3)车载诱导单元。车载诱导设备主要由计算机、通信设备和车辆定位设备组成。定位设备为GPS接收机或信标信号接收机及速度、方向传感器等其他定位设备。该模块的功能是接收、储存和处理交通信息，为驾驶人员提供良好的人机界面，方便驾驶人员输入信息和获得诱导指令。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述日

5、本动态交通诱导系统的研究最早开始于20世纪70年代中期的日本，首先进行了基于FR射频通信的车载动态诱导系统的开发试验，并得到了可以减少13行程时间的结论，但是由于受当时技术、经济等因素的限制该研究项目没有继续下去。在20世纪80年代又相继进行了道路车辆通信系统(nACS)和高级车辆交通信息与通信系统(AMTlC)的研究，20世纪1990年开始的VICS(Vehicle lnformation and Communication System)项目则是世界上第一个全国统一的车辆信息与通信系统。国外动态交通诱导系统的发展情况.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述日本的交通诱导系统(DRGS)是其

6、通用交通管理系统的一个重要子系统。它的发展计划包括三个阶段：a)第一阶段(1995-l997年)1996年3月在东京和神奈川县建立了4平方公里的实验区，约有200条线路可供选用。在实验区内建造带有双向红外线通信功能的交互式DRGS，对DRGS的功能进行全面试验，其重点在于线路引导信息的实时提供问题。b)第二阶段(1998-2000年)DRGS向每一辆车提供优化线路信息，但还无法保证所有车辆运行效果的总体最优。DRGS在大城市开始发展，车载单元逐渐普及。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述c)第三阶段(2001年以后)DRGS向所有车辆提供优化线路信息，使车辆处于总体最佳运营状态。优化线路引

7、导是交通流优化的前提，按优化线路提供的方式，DRGS可分为两类独立型LDRG(现场确定的线路引导)和CDRG（控制中心确定的线路引导)。LDRG使车载单元能够选择车辆自身的优化线路(它只使用车载数据)，但是只使用此项技术就有可能使许多车辆都选择同一条线路，造成新的交通阻塞。相反，当车载单元广泛使用时，CDRG就能合理分配交通流，对未来的交通条件进行预测。因此DRGS的发展方向是建立由控制中心分配交通流的系统即交互式DRGS。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述美国 Pathfinder是美国第一个IVHS研究项目，它提供的信息为道路拥挤程度信息，以文字形式显示于电子地图上或以语音方式提示驾

8、驶员。1991年7月到1996年12月间，美国在Illinois的Chicago进行了ADVANCE(Advanced Driver and Vehicle Advisory Navigation Concept)项目的研究，这也是一种分布式的路径诱导系统。目前美国投入使用的MAYDAY系统可以向自动用户报告车辆位置，用户在必要时可以获得紧急帮助。该系统的扩充功能包括：出行者信息、路径帮助和诱导等服务。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述得克萨斯州的圣安东尼奥市是美国第9大城市，其市内高速公路路段的交通流量已经超过2O万辆日，而交通事故频繁使该市高速公路系统的运行效率大大降低。为了解决这个

9、问题，在得州运输厅的领导下圣安东尼奥市开发了一项强调各种运输方式和部门间协调合作、并采用新技术与新工艺的城市道路引导系统TRANSGUID。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述(1)TRANSGUID的基本构架n圣安东尼奥市的道路引导系统是在39.4 km道路的每条车道上，按照0.8km的间隔设置对感应线圈型的车辆检测器，每隔1.6 km设置摄像装置，并使用专用的光纤通讯网络。管理人员通过一种带实时数字地图显示的计算机系统来传递对交通事故的反馈处理意见。n在交通控制中心，由摄像机拍摄到的影像资料与计算机图形分别显示在控制台的监测仪和一幅3m*18m的墙式屏幕上。由光纤传送的可变信号信息以及

10、沿高速公路、匝道线安装的高架式车道控制信号，都能实时传送给监控人员。该系统在设计时还采用了多项最新技术，使用的数字通信技术能将人的声音、各项数据以及压缩后的数字图形以155Mbs的速度传送出去。该系统是美国最先使用同步光导网络(Sonet)标准的系统之，能够充分保证设备的兼容性该系统使用的计算机主机具有很强的纠错能力，其“通用性”高达99以上。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述(2)TRANSGUID的工作原理nTRANSGUID使用专家系统来提供解决事故的方案。当事故发生时，由事故检测器检测到事故的存在，通过专家系统对事故进行分析确定事故的类型和严重程度，并提供种或几种事故解决方案，操

11、作人员对这些方案做出“接受”、“修改”或“拒绝”等选择。所选方案一旦执行，系统又将继续报告当前交通状况，提供必要的新的计算。为了保证互相矛盾的方案不被执行，这个系统还设有防范程序。据统计，使用该系统以后不仅减轻了事故对交通的影响，而且使高速公路上的拥堵减少了27，同时该地区每年减少C0排放量可达到128t，HC 13.5t，CO2 17.2t，年燃油消耗可减少1200万升左右。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述欧洲德国和英国分别在20世纪80年代末期开发出了用于示范的基于红外信标进行通信的动态路径诱导系统，即IJSB系统和AUTOGUIDE系统。二者都是利用历史数据进行诱导的。进入20世

12、纪90年代，德国西门子公司基于LISB开发的ALLSCOUT系统(在欧洲称为EURO-SCOUT)具有一定的国际影响，它是基于红外信标通信方式的中心决定式的路径诱导系统。基于ALERT-C协议的交通数据频道广播已经或即将在英国、德国、意大利等il个欧洲国家开通，它能够向用户提供交通事故、拥挤、道路施工等信息，其商用路径诱导系统CARMINAT、DY-NAGUIDE等不但可以显示(提示)交通信息，也可以实现分布式的动态路径诱导。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述欧洲的代表性系统有：SOCRATES、EURO SCOUT、Trafficmaster。nSOCRATES 有效发挥传统的蜂窝无线

13、电话的地面站的作用，使交通指挥中心与行驶中车辆进行双向通信，它的下行线路可通过“广播方式”向行驶在各种地面站的网络内的装有SOCRATES 车载装置的车辆提供道路交通状况的详细数字信息。上行线路利用多频存取协议经过基地台向交通指挥中心发送信息。nEURO SCOUT 是以红外线信标为媒体的动态路线引导系统。车辆和信标间的红外线通信是双向进行的，汽车就变为一个探头，将旅行时间、排队等候时间及OD信息等交通信息数据传输给中央引导计算机。nTrafficmaster 是以伦敦为中心的广范围高速公路使用的系统，采用传呼机网络提供交通信息。收集高速公路交通状况数据的传感器向前后方向发出2条红外线光束，并

14、根据各光速在车上的反射波时间差检测车辆的速度。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述 在世界范围内，路径诱导系统已经获得了用户的极大欢迎。在日本，1995年销售的车辆诱导系统达到53万个，比1994年增加了732。到1998年5月，ViCS设备在日本已经销售了44万台，比预计增加了1倍。从1996年开始至2002年1月末，上市的车载导航系统装置约为890万台。在美国，调查发现人们对所说的MAYDAY系统具有极大的兴趣，并被视为将来添加车辆附属设备的第一选择。经过多家大公司的合作研究，车载Pc机已经面世，为车载诱导设备成为小汽车的附件创造了条件，并将具有极大的市场潜力。.智能运输系统概论第一节

15、第一节 概述概述信标【释义】：1.设在灯塔或设在岸上或浅滩上的其他导航信号标记。2.为飞行员导航用的一种无人管理的灯光设备或其他 信号装置。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述 我国的一些大城市，包括北京、上海、南京、沈阳、长春等大城市都建立了交通诱导广播系统。道路上的交通信息由车辆检测设备和摄像机镜头自动采集并持续不断地送到交通指挥中心，经计算机处理后的结果自动传送到交通广播电台的监视终端和打印机上，再由播音员每隔一定时间或随时予以播出。这是动态交通诱导的初级形式，其诱导效果是很有限的，而车载分布式诱导系统或单车自主式诱导系统还未见报导。我国动态交

16、通诱导系统的发展情况.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述发达国家的交通诱导系统起到了方便陌生出行者出行、缓解交通拥挤的目的，受到了用户的欢迎。但也应该看到，一方面受经济水平、技术水平和交通特点的限制，其研究开发的成果不可能直接应用于我国的道路交通系统；另一方面，发达国家目前也仅实现了以历史数据为依据的诱导，而基于实时动态交通信息的、更为实用的诱导功能尚在研究开发之中；此外，由于我国的道路基础设施较差，而社会对交通的需求发展迅猛，因此为了缓解交通供应与交通需求的矛盾，研究开发符合国情的动态交通诱导系统，最大限度地提高运输网络的使用效率具有重大意义。研究动态交通诱导系统的意义.智能运输系统概论

17、第一节第一节 概述概述出行更加快捷 北京交通信息服务启动来源：新浪科技 时间：2008-04-21 自2006年12月19日第一届论坛召开以来，北京动态交通信息服务由试验示范进入了全面推广阶段，逐步应用于公众出行和政府管理。目前北京的出行者在出行前可以通过互联网和手机查询路况，选择出行路线；在出行中可以通过热线和导航仪掌握实时路况情况，享受个性化服务，避开拥堵路段。在各界的努力下，北京先后完成了发布平台建设、标准规范制定、动态导航地图制作、终端产品研制等关键性工作，初步形成了我国动态交通信息服务产业链，实现了动态交通信息服务的破冰之旅。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述据了解，2007年

18、7月，鳖精移动掌上交通指南服务正式商用，通过短信为广大手机用户提供交通信息服务。用户不但可以发短信查询某个地点的路况信息、两个地点之间的行车路线，还可以定制自己关心的路况，每天自动获得短信提醒。开通了移动数据业务员的手机用户可以访问WAP网站，直观的查看北京五环内的整体路况图或某条道路、某座立交桥的路况图。2007年10月，北京移动呼叫中心12580正式推出实时路况查询服务。用户只要电话拨通12580就可以查询北京五环以内的路况信息以及高速公路的时间信息。.智能运输系统概论第一节第一节 概述概述2008年1月，具有实时交通信息接收功能的导航仪产品上市。导航仪自动接收来自交通信息服务中心的交通信

19、息，不但可以在屏幕上用红、黄、蓝三种颜色表示道路拥堵、缓慢、畅通的情况，而且可以结合实时路况进行动态导航。如果用户前往目的地前方道路发生了交通拥堵，导航仪会自动重新计算引导路径，帮助用户避开拥堵路段。在奥运会前，更多具有交通信息功能的导航产品将推向市场。这些丰富的交通信息服务应用为用户提供了多种选择，满足了不同用户的个性化需求。.智能运输系统概论第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统包括：交通流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；行车路线优化子系统。城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市

20、交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论(1)交通流采集子系统 城市安装自适应交通信号控制系统(如SC00T等系统)是实现交通诱导的前提条件。这个子系统包括两个关键词：一个是交通信号控制应是实时自适应交通信号控制系统，另一个是接口技术的研究，即把获得的网络中的交通流传送到交通流诱导主机，利用实时动态交通分配模型和相应的软件进行实时交通分配，滚动预测网络中各路段和交叉口的交通流量，为诱导提供依据。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论(2)车辆定位子系统 车辆定位子系统的功能是确定车辆在路网中的准确位置。车辆定位技术主要有以下几种方法。na)地图匹配(Ma

21、p Matching)定位方法 这种技术是确定车辆在带有街道名称和地址名称的地图中位置的相关技术。车辆的行驶路线同道路网格的图形相关，利用具有确定性的坐标确定车辆位置。这种技术通常与其它技术匹配，利用数字道路地图修正车辆的定位误差及协调车辆的位置。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论nb)推算定位(Dead-Recking)方法 这种方法是根据测量到的车辆位移和航向进行定位的技术。它使用电子罗盘、速度陀螺仪、里程表、速度表及车轮脉；传感器，由这些传感器传来的信号推算出车辆的行驶距离、速度及行驶的方向。在短时问内这种方法的定位精度较高，但时间长了会产生

22、累积误差。nC)全球定位系统(GPS)由GPS接受机接受至少来自四颗卫星的信号，以确定车辆的位置。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论(3)交通信息服务子系统 交通信息服务子系统是交通诱导系统的重要组成部分，它把主机运算出来的交通信息(包括预测的交通信息)通过各种传播媒体传送给公众。这些媒体包括有线电视、联网的计算机、收音机、路边的可变信息标志和车载的信息系统等。(4)行车路线优化子系统 行车路线优化子系统的作用是依据车辆定位子系统所确定的车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地，结合交通数据采集子系统传输的路网交通信息，为出行者提供能够避免交通拥挤、

23、减少延误及高效率到达目的地的行车路线。在车载信息系统的显示屏上给出车辆行驶前方道路网状况图，并用箭头线标示建议的最佳行驶路线。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论nd)惯性导航系统(INS)惯性导航系统一般包括3只加速度表和3只陀螺仪，这种技术具有很高精度水平的高速捕获数据的能力，但这种技术同推算定位方法一样会产生累积误差，时间长了精度会随之降低，所以需要配以辅助的传感器，如GPS等。ne)路上无线电频率(TRF)使用TRF技术的系统从分布在系统运行区域内一定数量的信号标杆中接受无线电信号，来自同位置信号的交叉作用决定了车辆的精确位置。第二节第二节

24、城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论北京市快速路交通流信息实时检测系统2009-1-5 北京市快速路交通流信息实时检测系统始建于1999年，经过九年的建设发展，目前系统已覆盖二、三、四、五环路及15条快速路（京昌、机场、机场北线、京通、京承、京沈、京津塘、京开、京石、莲石、西外、万泉河路、学院路、通惠河北路、丰北路），检测断面520个，安装各类检测器764台。多年来，北京市快速路交通流信息实时检测系统为管理部门的信息统计、查询和领导决策、管理规划和快速路控制提供了大量的基础数据，为指挥调度提供了可靠依据，同时面向公众发布动态交通诱导信息，对缓解拥堵发挥了积极的作用

25、，取得了优良的社会效果。北京市快速路交通流信息实时检测系统已成为目前国内规模最大、应用效果最好的交通信息检测系统。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论安装在京昌高速公路的交通流信息检测设备安装在北三环的交通流信息检测设备第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论安装在学院路的交通流信息检测设备第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论安装在四环路的交通流信息检测设备第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论交管局指挥中心控制系统第二节第二

26、节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论经过前一阶段的设备调试，近期上海市市政工程管理局正式启动高速公路与城市快速路信息联动诱导系统试点工程。2005年城市快速路交通诱导系统建成运行后，有效地调节了高架路的交通流量。但是许多外地驾驶员反映，行驶在高速公路上不能了解市中心快速路的交通信息，往往是进入了中心城快速路后才能看到诱导信息，此时已经很难从快速路上“脱身”了。为此市政部门发现，在交通关联的道路上进行交通联动诱导和信息的发布，无论是对于进入还是离开中心市区的车辆都能带来了极大的便利，

27、使得进出城的车辆能够在连续的道路上，得到连续的交通信息，这对化解交通拥堵，服务排堵保畅是具有积极意义的。外环线、沪青平高速公路、延安高架路西段启动联动诱导工程2006-2-13 来源：上海市市政工程管理局 第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论科进 城市交通诱导系统 根据前端GPS浮动车采集的实时交通流数据、集成离散的GPS交通控制中心的各种信息采集系统，以实现城市道路交通出行路线的动态诱导服务。系统基于动态交通流信息处理，根据诱导时的交通实际流量和路况，实时计算出发点到目的点的最短时间路径，为出行者提供参考。系统同时提供最短路径选择，给用户以比较参考

28、，并可以生成交通流预报图，发布旅行时间和预测交通流的状况。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论合肥交通诱导系统调试更新时间：2010-1-19来源：安徽道路交通信息网 昨日，在合肥市东大街上，交通施工人员正在安装调试电子诱导屏。据了解，电子诱导屏不仅起到指路作用，还能在雨、雪、雾等恶劣天气提醒谨慎驾驶，时时发布最新交通及管理信息。预计半月左右就可以启用。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城

29、市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论马鞍山：“智能交通诱导屏”投入使用 更新时间：2010-2-23来源：人民网安徽频道 在大华广场路口东西两个路口，在距路口50多米的机动车道上，就安装有“能发光而且会显示车道方向的显示屏”，这种指路标志牌的外形和普通的没有什么两样，都是蓝底的铁牌子，最大的不同之处是中间的“箭头”能发光而且会变形。这是一种能提示道路信息的“智能交通诱导屏”。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论智能化停车诱导系统 第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架

30、城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论停车诱导系统包括五个基本组成部分：超声波探头、现场数据采集器、数据传输系统、信息发布系统和中央控制系统。其工作原理是：首先通过停车场每个车位的超声波探头检测是否有车，现场数据采集系统对各停车位相关信息进行采集，并按照一定规则通过数据传输网络将信息送至中央控制系统，由中央控制系统对信息进行分析处理后放到数据库服务器，同时分送给信息发布系统，提供信息服务。对于数据库服务器中的车位信息，系统提供数据查询接口。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论智能停车诱导系统在京“上岗”新华网(2001-12-21 10:39:1

31、5)12月20日，北京市第一套智能停车诱导系统在王府井地区开通运行。该系统主要由智能停车场、控制中心、网络通信子系统等组成。即首先将人工收费停车场改造成计算机管理和控制的智能化停车场，通过卫星通信、光纤通信技术将空车位数据动态地发布到所有交通诱导电子显示牌上，从而有效提高各停车场车位的使用率。这是位于北京王府井大街南口的智能停车诱导系统电子显示牌。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论车库管理系统 在各类现代建筑中，对停车场的综合管理也显得愈来愈重要，停车管理系统的主要功能和作用为：汽车出入口通道管理；停车收费；车库内部行车型号指示；库内车位空、额显示

32、诱导等。车库管理系统主要是保证大楼工作人员（固定用户）及临时访客者（临时用户）在停车场停车的利益。停车场自动控制系统是为满足现代化停车场要求而设计的全自动化管理系统。本系统将国际先进的非接触技术，车辆检测技术，自动控制技术及计算机图像处理、管理技术融为一体，将真正实现高效，安全，方便的特点。采用停车场自动控制系统可以显著地降低停车场的营运成本。作为集散控制系统可灵活的编程与操作，出、入口控制设备均可独立进行运转。管理者在管理中心可实现对场地的全面自动化管理。第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论第二节第二节 城市交通诱导系统结构框架城市交通诱导系统结构框架.智能运输系统概论第三节第三节 交通流诱导系统信息采集技术交通流诱导系统信息采集技术交通流诱导系统依赖于交通信息的准确性和及时性。一般需要：道路状况信息、气象信息、交通状况信息。交通状况信息包括交通流量、占有率、车速，行程时间等。交通流量采集技术一般：自动采集检测线圈、超声波检测器、红外检测器、微波检测器非自动采集人工观测法试验车移动调查法摄影法.智能运输系统概论第三节第三节 交通流诱导系统信息采集技术交通流诱导系统信息采集技术.