智能运输系统概论第12章12609.pptx
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1、智能运输系统概论智能运输系统概论(第三版)(第三版)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材2121世纪交通版高等学校教材世纪交通版高等学校教材杨兆升杨兆升 于德新于德新 主编主编史其信史其信 高世廉高世廉 主审主审智能运输系统概论智能运输系统概论目目 录录n第第1111章章 先进的公共交通系统先进的公共交通系统n第第1212章章 先进的交通管理系统先进的交通管理系统n第第1313章章 城市交通信号控制系统城市交通信号控制系统n第第1414章章 电子收费系统电子收费系统n第第1515章章 高速公路交通事件管理系统高速公路交通事件管理系统n第第1616章章 应急指挥调
2、度系统应急指挥调度系统n第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统n第第1818章章 交通需求管理交通需求管理n第第1919章章 智能运输系统标准化智能运输系统标准化n第第2020章章 ITSITS评价评价智能运输系统概论智能运输系统概论第第1212章章 先进的交通管理系统先进的交通管理系统 概述概述12.1 国外典型先进的交通管理系统简介国外典型先进的交通管理系统简介12.2 国内类似的先进的交通管理系统简介国内类似的先进的交通管理系统简介12.3 小结小结12.4智能运输系统概论智能运输系统概论12.1 概述概述先先进进的的交交通通管管理理系系统统(Advanced A
3、dvanced Traffic Traffic Management Management SystemSystem,简简称称ATMSATMS)是是智智能能运运输输系系统统的的重重要要组组成成部部分分,它它是是依依靠靠先先进进的的交交通通监监测测技技术术、计计算算机机信信息息处处理理技技术术和和通通信信技技术术,对对城城市市道道路路和和市市际际高高速速公公路路综综合合网网络络的的交交通通营营运运和和设设施施进进行行一一体体化化的的控控制制和和管管理理,通通过过监监视视车车辆辆运运行行来来控控制制交交通通流流量量,快快速速准准确确地地处处理理辖辖区区内内发发生生的的各各种种事事件件,以以便便使使
4、得得客客货货运运输输达到最佳状态。达到最佳状态。ATMSATMS不不仅仅为为交交通通管管理理者者提提供供了了一一种种先先进进的的管管理理及及控控制制方方法法,提提高高了了管管理理效效率率,而而且且使使交交通通参参与与者者(包包括括驾驾驶驶员员和和行行人人)都能感觉到减少拥堵、提高通行效率所带来的便捷。都能感觉到减少拥堵、提高通行效率所带来的便捷。智能运输系统概论智能运输系统概论12.1 概述概述先进的交通管理系统先进的交通管理系统的目标:的目标:为为大大中中城城市市提提供供交交通通管管理理解解决决方方案案,在在现现有有交交通通设设施施的的基基础础上上,改改善善现现有有路路网网运运行行状状况况,
5、提提高高道道路路的的有有效效利利用率用率和和交通流量交通流量,缓解车辆增加造成的,缓解车辆增加造成的交通需求压力交通需求压力。改改善善交交通通秩秩序序,减减少少事事故故,提提高高行行车车安安全全,减减少少道道路路的的拥拥挤挤程程度度和和交交通通事事故故的的发发生生率率,减减少少因因交交通通拥拥挤挤、事事故等造成的故等造成的出行时间延长出行时间延长等现象。等现象。ATMSATMS主要特征主要特征:系统的系统的高度集成高度集成;信息信息高速集中高速集中与与快速信息处理快速信息处理。目标与特征目标与特征智能运输系统概论智能运输系统概论ATMSATMS主要主要研究方向研究方向有如下几点:有如下几点:城
6、市道路中心式的交通信号控制系统城市道路中心式的交通信号控制系统(CTSCSCTSCS););高速公路管理系统高速公路管理系统(FMSFMS););事故管理系统事故管理系统(EMSEMS););车辆排放监测和管理车辆排放监测和管理(EMMSEMMS)。)。ATMSATMS系系统统设设计计的的基基本本原原则则:遵遵循循实实用用性性、可可靠靠性性、先先进进性性、开开放放性性以以及及可可维维护护性性的的基基本本原原则则,应应具具备备良良好好的的升升级级、扩扩展展能能力力。各各子子系系统统技技术术充充分分合合成成,做做到到信信息息的的采集采集、传输传输、处理处理的有机结合,充分发挥的有机结合,充分发挥整
7、体效能整体效能。技术技术创新原则创新原则是是集中优势技术集中优势技术,解决,解决关键技术关键技术难题。难题。12.1 概述概述智能运输系统概论智能运输系统概论ATMSATMS是是由由一一系系列列的的公公路路状状况况监监视视、交交通通管管理理与与出出行行建议建议系统所组成,即:系统所组成,即:交通管理控制中心交通管理控制中心(TMCTMC););交通流量检测系统交通流量检测系统(TFDSTFDS););城市信号控制系统城市信号控制系统(UTCUTC););交通电视监控交通电视监控(TNSTNS););交通信息服务交通信息服务(TISTIS););紧急求援与事故管理系统紧急求援与事故管理系统(EM
8、SEMS)。)。12.1 概述概述智能运输系统概论智能运输系统概论如如果果把把整整个个ATMSATMS按按信信息息流流程程划划分分,则则可可简简化化为为图图所所示示的的四四大部分。大部分。12.1 概述概述ATMSATMS信息流程图信息流程图智能运输系统概论智能运输系统概论一一个个完完善善的的先先进进的的交交通通管管理理系系统统还还能能提提供供以以下下管管理理服务服务:信息提供;信息提供;交通控制;交通控制;交通事故处理;交通事故处理;排放测试与污染防治;排放测试与污染防治;应急管理;应急管理;电子收费;电子收费;提高养护操作效率;提高养护操作效率;特种车辆通行管理。特种车辆通行管理。12.1
9、 概述概述智能运输系统概论智能运输系统概论先先进进的的交交通通管管理理系系统统(ATMSATMS)是是ITSITS的的重重要要组组成成部部分分,也是也是ITSITS中最基础的部分。中最基础的部分。正正是是ATMSATMS实实现现了了交交通通信信息息的的采采集集、传传输输、存存储储、分分析析、处处理理及及应应用用,实实现现了了交交通通管管理理从从简简单单静静态态管管理理到到智智能能动动态态管管理理的的转转变变,使使交交通通静静态态及及动动态态信信息息在在最最大大范范围围内内、最最大大限限度度地地被被出出行行者者、驾驾驶驶员员、系系统统管管理理者者、交交通通研研究究人人员员及及政政府府机机构构所所
10、共共享享和和利利用用,从从而而实实现现了了大大交交通通系系统统的的动动态态优优化化运运行行,有有效效地地满满足足了了公公众众不不断断扩扩大大的的交交通需求。通需求。12.1 概述概述智能运输系统概论智能运输系统概论第第1212章章 先进的交通管理系统先进的交通管理系统 概述概述12.1 国外典型先进的交通管理系统简介国外典型先进的交通管理系统简介12.2 国内类似的先进的交通管理系统简介国内类似的先进的交通管理系统简介12.3 小结小结12.4智能运输系统概论智能运输系统概论12.2 国外典型先进的交通管理系统简介国外典型先进的交通管理系统简介19631963年年,世世界界上上第第一一个个中中
11、心心式式的的交交通通信信号号控控制制系系统统在在加加拿拿大大的的多多伦伦多多建建成成,该该系系统统将将检检测测器器的的应应用用与与交交通通信信号号控控制制系统结合起来。系统结合起来。城城市市道道路路集集中中式式的的交交通通控控制制系系统统使使用用不不同同的的监监测测器器,利利用用交交通通控控制制方方法法及及通通信信技技术术进进行行交交通通管管理理,建建立立起起了了早早期期的的ATMSATMS管理中心管理中心。与与此此同同时时,在在美美国国、欧欧洲洲和和日日本本,也也逐逐渐渐开开始始了了城城市市道道路路中中心心式式交交通通控控制制系系统统(CTSCSCTSCS)及及高高速速公公路路管管理理系系统
12、统(FMSFMS)的建设。)的建设。智能运输系统概论智能运输系统概论12.2.1 美国的先进的交通管理系统美国的先进的交通管理系统在在美美国国著著名名的的汽汽车车城城底底特特律律,其其智智能能运运输输系系统统中中心心(Michigan Michigan Intelligent Intelligent Transportation Transportation Systems Systems CenterCenter)应用了先进的)应用了先进的信息快速集中及处理技术信息快速集中及处理技术。使使用用了了148148个个电电视视监监控控镜镜头头、5454幅幅可可变变交交通通信信息息情情报报板板、24
13、192419个个检检测测线线圈圈、20702070个个不不同同类类型型的的信信号号控控制制机机以以及及由由9 9座座通信塔通信塔和约和约103km103km的的高速光纤高速光纤形成的形成的通信系统通信系统。经经改改造造后后的的新新系系统统可可以以实实时时监监控控高高速速公公路路的的运运行行状状况况。新新的的事事故故管管理理支支持持系系统统可可以以提提醒醒监监控控人人员员潜潜在在的的事事故故并并能能够够提供一系列的提供一系列的处理方案处理方案。智能运输系统概论智能运输系统概论在在美美国国,ATMSATMS要要解解决决的的主主要要问问题题是是将将高高速速公公路路与与城城市市的的交交通通管管理理结结
14、合合起起来来,这这需需要要能能够够减减少少旅旅行行时时间间,提提高高效效率率,更好地更好地自动检测事故自动检测事故并建立并建立事故反应系统事故反应系统。洛洛杉杉矶矶的的自自动动交交通通监监控控和和控控制制系系统统在在11701170个个交交叉叉口口建建立立起起45094509个检测器。个检测器。该该系系统统使使旅旅行行时时间间减减少少达达1818,速速度度提提高高了了1616,交交叉叉口口延延误误减减少少了了4444。在在ATMSATMS系系统统中中,事事故故管管理理系系统统发发挥挥其其巨巨大大的的效效益益,一一方方面面减减少少事事故故的的发发生生,另另一一方方面面提提高高事事故故反应时间反应
15、时间。12.2.1 美国的先进的交通管理系统美国的先进的交通管理系统智能运输系统概论智能运输系统概论美美国国的的I-95I-95东东北北通通道道的的MAGICMAGIC项项目目是是一一个个典典型型的的ATMSATMS项项目。目。都都市市圈圈诱诱导导信信息息与与控控制制(Metropolitan Metropolitan Area Area Guidance Guidance Information Information and and ControlControl,简简称称MAGICMAGIC)是是新新泽泽西西的的ATMSATMS的的主主要要项项目目,目目标标是是减减少少道道路路交交通通拥拥
16、挤挤,从从而而减减少少车车辆辆废废气排放气排放。MAGICMAGIC包包括括监监测测公公路路条条件件、支支持持交交通通管管理理和和为为旅旅行行者者提提供咨询供咨询的一系列构成,其结构如图所示。的一系列构成,其结构如图所示。12.2.1 美国的先进的交通管理系统美国的先进的交通管理系统 MAGICMAGIC系统结构系统结构智能运输系统概论智能运输系统概论各各种种传传感感器器接接收收信信息息,经经主主计计算算机机处处理理后后,控控制制公公路路交交通条件通条件并可显示相关数据及进行并可显示相关数据及进行事故处理事故处理。由由专家系统专家系统向车辆提供向车辆提供替代路径替代路径和缓解交通堵塞的和缓解交
17、通堵塞的建议建议。通通过过公公路路咨咨询询广广播播和和声声音音等等传传播播提提供供宽宽带带扩扩充充功功能能,形形成管理系统的成管理系统的通信中心枢纽通信中心枢纽。TCCTCC的的事事故故检检测测系系统统的的一一个个重重要要功功能能是是事事故故管管理理,即即快快速速的的事事故故检检测测和和为为尽尽快快恢恢复复车车辆辆行行驶驶正正常常所所进进行行的的指指挥挥、协作功能。协作功能。事事故故检检测测是是将将来来自自道道路路监监测测系系统统的的数数据据,经经计计算算机机的的软软件系统件系统计算计算后自动对可能发生的事故做出后自动对可能发生的事故做出报警报警。12.2.1 美国的先进的交通管理系统美国的先
18、进的交通管理系统智能运输系统概论智能运输系统概论MAGICMAGIC利利用用公公路路咨咨询询广广播播为为车车辆辆驾驾驶驶人人员员提提供供服服务务信信息息,告知告知交通交通、道路道路和和天气天气状况,建议状况,建议路径选择路径选择;另另外外MAGICMAGIC可可利利用用匝匝道道仪仪系系统统,经经环环形形线线圈圈检检测测匝匝道道的的占占有有率率和和在在匝匝道道上上的的车车辆辆速速度度,配配合合CCTVCCTV摄摄像像机机,监监测测控控制制匝道的车辆进入。匝道的车辆进入。新新泽泽西西运运输输部部还还计计划划使使MAGICMAGIC包包括括多多模模式式运运输输管管理理,如如公共运输、停车和搭乘的停车
19、场的管理。公共运输、停车和搭乘的停车场的管理。12.2.1 美国的先进的交通管理系统美国的先进的交通管理系统智能运输系统概论智能运输系统概论12.2.2 日本的先进的交通管理系统日本的先进的交通管理系统日本从日本从19711971年起连续地实施了对年起连续地实施了对CTSCSCTSCS投资的投资的五年计划五年计划。作作为为东东京京交交通通控控制制中中心心的的一一部部分分,一一个个称称之之为为STREAMSTREAM的的新新控控制制系系统统被被开开发发,它它的的目目标标是是无无论论是是欠欠饱饱和和还还是是过过饱饱和和情情况况下下都都有有效效地地缓缓解解交交通通拥拥挤挤、疏疏导导交交通通流流和和减
20、减少少交交通通事事故故。面面 向向 2121世世 纪纪,日日 本本 的的 车车 辆辆 道道 路路 交交 通通 智智 能能 化化 协协 会会(VERTISVERTIS)组组织织提提出出了了通通用用的的交交通通管管理理系系统统(Universal Universal Traffic Traffic Management Management SystemSystem,简简称称UTMSUTMS),致致力力于于实实现现“安全、舒适、有利环境的交通社会安全、舒适、有利环境的交通社会”。UTMSUTMS系统结构系统结构智能运输系统概论智能运输系统概论12.2.2 日本的先进的交通管理系统日本的先进的交通管
21、理系统UTMSUTMS的的中中心心目目标标是是在在车车辆辆与与控控制制中中心心之之间间实实现现交交互互式式双双向向通通信信。通通信信系系统统使使用用红红外外线线信信号号标标杆杆(光光信信标标),它它是是系统的关键设施。系统的关键设施。UTMSUTMS以以集集成成的的综综合合交交通通控控制制系系统统为为中中心心,主主要要包包括括8 8个个子系统子系统。综综合合交交通通控控制制系系统统(Integrated Integrated Traffic Traffic Control Control SystemsSystems,简称,简称ITCSITCS)由由与与车车载载装装置置的的双双向向通通信信而而
22、获获得得信信息息,对对信信息息进进行行收收集集、分析分析、处理处理,对交通信号进行,对交通信号进行控制控制。智能运输系统概论智能运输系统概论12.2.2 日本的先进的交通管理系统日本的先进的交通管理系统先先进进的的车车辆辆信信息息系系统统(Advanced Advanced Mobile Mobile Information Information SystemsSystems,简称,简称AMISAMIS)利利用用现现有有的的移移动动通通信信网网络络,使使旅旅行行者者出出发发前前在在家家里里或或在在办办公公室室能能用用电电话话查查询询交交通通条条件件,甚甚至至于于在在途途中中,也也可可用用车车
23、内的内的移动电话移动电话获取获取实时交通信息实时交通信息。公公交交优优先先系系统统(Public Public Transportation Transportation Priority Priority SystemsSystems,简称,简称PTPSPTPS)通通过过控控制制优优先先信信号号和和设设定定优优先先路路线线,保保障障公公共共车车辆辆使使用用道路的道路的优先权优先权,提高,提高运营效率运营效率,使乘客更加,使乘客更加方便方便。UTMSUTMS子系统子系统智能运输系统概论智能运输系统概论12.2.2 日本的先进的交通管理系统日本的先进的交通管理系统车车辆辆运运行行管管理理系系统统
24、(Mobile Mobile Operation Operation Control Control SystemsSystems,简称,简称MOCSMOCS)向向车车辆辆行行驶驶管管理理人人员员提提供供公公共共汽汽车车、出出租租车车、卡卡车车的的行行车位置车位置等信息,帮助车辆等信息,帮助车辆有效行驶有效行驶,促进交通,促进交通畅通无阻畅通无阻。环环 境境 保保 护护 管管 理理 系系 统统(Environment Environment Protection Protection Management SystemsManagement Systems,简称,简称EPMSEPMS)根根据据
25、大大气气污污染染和和气气象象等等情情况况来来提提供供交交通通信信息息,控控制制交交通通信号信号。减少。减少排气排气、交通噪音交通噪音等交通公害,保护环境。等交通公害,保护环境。UTMSUTMS子系统子系统智能运输系统概论智能运输系统概论12.2.2 日本的先进的交通管理系统日本的先进的交通管理系统驾驾驶驶安安全全运运行行支支持持系系统统(Driving Driving Safety Safety Support Support SystemsSystems,简称,简称DSSSDSSS)利利用用交交通通管管制制系系统统的的基基础础设设施施及及ICIC卡卡,为为司司机机安安全全驾驾车车提供帮助,并
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