智能交通系統(tǒng)(Intelligent Traffic Systems, ITS)的前身是智能車輛道路系統(tǒng)(Intelligent Vehicle Highway System, IVHS),。智能交通系統(tǒng)將先進(jìn)的信息技術(shù),、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù),、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個交通運(yùn)輸管理體系,,從而建立起一種大范圍內(nèi),、全方位發(fā)揮作用的,實(shí)時,、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng),。
包括機(jī)場,、車站客流疏導(dǎo)系統(tǒng),城市交通智能調(diào)度系統(tǒng),,高速公路智能調(diào)度系統(tǒng),,運(yùn)營車輛調(diào)度管理系統(tǒng),機(jī)動車自動控制系統(tǒng)等,。
智能交通系統(tǒng)通過人,、車、路的和諧,、密切配合提高交通運(yùn)輸效率,,緩解交通阻塞,提高路網(wǎng)通過能力,,減少交通事故,,降低能源消耗,減輕環(huán)境污染,。
據(jù)某地區(qū)應(yīng)用ITS,,預(yù)測2015年效益為:減少交通阻塞10%~50%;節(jié)省能源5%~15%,;減少空氣污染25%以上,;減少企業(yè)的運(yùn)營成本5%~25%;減少事故30%~60%,。
人工輸入
GPS車載導(dǎo)航儀器
GPS導(dǎo)航手機(jī)
車輛通行電子信息卡
CCTV攝像機(jī)
紅外雷達(dá)檢測器
線圈檢測器
光學(xué)檢測儀
2、信息處理分析系統(tǒng)
信息服務(wù)器
專家系統(tǒng)
GIS應(yīng)用系統(tǒng)
人工決策
3,、信息發(fā)布系統(tǒng)
互聯(lián)網(wǎng)
手機(jī)
車載終端
廣播
路側(cè)廣播
電子情報板
電話服務(wù)臺
智能交通系統(tǒng)世界上應(yīng)用較為廣泛的地區(qū)是日本,,如日本的ITS系統(tǒng)相當(dāng)完備和成熟,,其次美國、歐洲等地區(qū)也普遍應(yīng)用,。*的智能交通系統(tǒng)發(fā)展迅速,,在北京、上海,、廣州等大城市已經(jīng)建設(shè)了先進(jìn)的智能交通系統(tǒng),;其中,北京建立了道路交通控制,、公共交通指揮與調(diào)度,、高速公路管理和緊急事件管理的4大ITS系統(tǒng);廣州建立了交通信息共用主平臺,、物流信息平臺和靜態(tài)交通管理系統(tǒng)的3大ITS系統(tǒng),。隨著智能交通系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,智能交通系統(tǒng)將在交通運(yùn)輸行業(yè)得到越來越廣泛的運(yùn)用,。
*ITS體系框架(第二版)的基本情況如下:用戶服務(wù)包括9 個服務(wù)領(lǐng)域,、47 項(xiàng)服務(wù)、179項(xiàng)子服務(wù),;邏輯框架包括10個功能領(lǐng)域,、57 項(xiàng)功能、101項(xiàng)子功能,、406個過程,、161 張數(shù)據(jù)流圖;物理框架包括 10個系統(tǒng),、38個子系統(tǒng),、150個系統(tǒng)模塊、51張物理框架流圖,;應(yīng)用系統(tǒng)包括58 個應(yīng)用系統(tǒng),。
用戶服務(wù)領(lǐng)域 | 用戶服務(wù) |
1交通管理 | 1.1交通動態(tài)信息監(jiān)測 |
1.2交通執(zhí)法 | |
1.3交通控制 | |
1.4需求管理 | |
1.5交通事件管理 | |
1.6交通環(huán)境狀況監(jiān)測與控制 | |
1.7勤務(wù)管理 | |
1.8停車管理 | |
1.9非機(jī)動車,、行人通行管理 | |
2電子收費(fèi) | 2.1電子收費(fèi) |
3交通信息服務(wù) | 3.1出行前信息服務(wù) |
3.2行駛中駕駛員信息服務(wù) | |
3.3途中公共交通信息服務(wù) | |
3.4途中出行者其他信息服務(wù) | |
3.5路徑誘導(dǎo)及導(dǎo)航 | |
3.6個性化信息服務(wù) | |
4智能公路與安全輔助駕駛 | 4.1智能公路與車輛信息收集 |
4.2安全輔助駕駛 | |
4.3自動駕駛 | |
4.4車隊(duì)自動運(yùn)行 | |
5交通運(yùn)輸安全 | 5.1緊急事件救援管理 |
5.2運(yùn)輸安全管理 | |
5.3非機(jī)動車及行人安全管理 | |
5.4交叉口安全管理 | |
6運(yùn)營管理 | 6.1運(yùn)政管理 |
6.2公交規(guī)劃 | |
6.3公交運(yùn)營管理 | |
6.4長途客運(yùn)運(yùn)營管理 | |
6.5軌道交通運(yùn)營管理 | |
6.6出租車運(yùn)營管理 | |
6.7一般貨物運(yùn)輸管理 | |
6.8特種運(yùn)輸管理 | |
7綜合運(yùn)輸 | 7.1客貨運(yùn)聯(lián)運(yùn)管理 |
7.2旅客聯(lián)運(yùn)服務(wù) | |
7.3貨物聯(lián)運(yùn)服務(wù) | |
8交通基礎(chǔ)設(shè)施管理 | 8.1交通基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù) |
8.2路政管理 | |
8.3施工區(qū)管理 | |
9 ITS數(shù)據(jù)管理 | 9.1數(shù)據(jù)接人與存儲 |
9.2數(shù)據(jù)融合與處理 | |
9.3數(shù)據(jù)交換與共享 | |
9.4數(shù)據(jù)應(yīng)用支持 | |
9.5數(shù)據(jù)安全 |
一、車輛控制系統(tǒng)
指輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動駕駛汽車的系統(tǒng),。該系統(tǒng)通過安裝在汽車前部和旁側(cè)的雷達(dá)或紅外探測
儀,,可以準(zhǔn)確地判斷車與障礙物之間的距離,遇緊急情況,,車載電腦能及時發(fā)出警報或自動剎車避讓,,并根據(jù)路況自己調(diào)節(jié)行車速度,人稱“智能汽車”,。美國已有3000多家公司從事高智能汽車的研制,,已推出自動恒速控制器、紅外智能導(dǎo)駛儀等高科技產(chǎn)品,。
二,、交通監(jiān)控系統(tǒng)
該系統(tǒng)類似于機(jī)場的航空控制器,它將在道路,、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯(lián)系,。哪里發(fā)生了交通事故。哪里交通擁擠,,哪條路較為暢通,,該系統(tǒng)會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。
三,、運(yùn)營車輛高度管理系統(tǒng)
該系統(tǒng)通過汽車的車載電腦,、高度管理中心計(jì)算機(jī)與全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通訊,,來提供商業(yè)車輛,、公共汽車和出租汽車的運(yùn)營效率。該系統(tǒng)通訊能力極強(qiáng),,可以對全國乃至更大范圍內(nèi)的車輛實(shí)施控制,。行駛在法國巴黎大街上的20輛公共汽車和英國倫敦的約2500輛出租汽車已經(jīng)在接受衛(wèi)星的指揮。
四,、旅行信息系統(tǒng)是專為外出旅行人員及時提供各種交通信息的系統(tǒng),。該系統(tǒng)提供信息的媒介是多種多樣的,如電腦,、電視,、電話、路標(biāo),、無線電,、車內(nèi)顯示屏等,任何一種方式都可以。無論你是在辦公室,、大街上,、家中、汽車上,,只要采用其中任何一種方式,,你都能從信息系統(tǒng)中獲得所需要的信息。有了該系統(tǒng),,外出旅行者就可以眼觀六路,、耳聽八方了。
智能交通系統(tǒng)是一個復(fù)雜的綜合性的系統(tǒng),,從系統(tǒng)組成的角度可分成以下一些子系統(tǒng):
1,、先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)(ATIS)
ATIS是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的。交通參與者通過裝備在道路上,、車上,、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設(shè)備,,向交通信息中心提供各地的實(shí)時交通信息,;ATIS得到這些信息并通過處理后,,實(shí)時向交通參與者提供道路交通信息,、公共交通信息、換乘信息,、交通氣象信息,、停車場信息以及與出行相關(guān)的其他信息;出行者根據(jù)這些信息確定自己的出行方式,、選擇路線,。更進(jìn)一步,當(dāng)車上裝備了自動定位和導(dǎo)航系統(tǒng)時,,該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線,。
2、先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)(ATMS)
ATMS有一部分與ATIS共用信息采集,、處理和傳輸系統(tǒng),,但是ATMS主要是給交通管理者使用的,用于檢測控制和管理公路交通,,在道路,、車輛和駕駛員之間提供通訊聯(lián)系。它將對道路系統(tǒng)中的交通狀況,、交通事故,、氣象狀況和交通環(huán)境進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)視,依靠先進(jìn)的車輛檢測技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù),獲得有關(guān)交通狀況的信息,,并根據(jù)收集到的信息對交通進(jìn)行控制,,如信號燈、發(fā)布誘導(dǎo)信息,、道路管制,、事故處理與救援等。
3,、先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)(APTS)
APTS的主要目的是采用各種智能技術(shù)促進(jìn)公共運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,,使公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全便捷、經(jīng)濟(jì),、運(yùn)量大的目標(biāo),。如通過個人計(jì)算機(jī)、閉路電視等向公眾就出行方式和事件,、路線及車次選擇等提供咨詢,,在公交車站通過顯示器向候車者提供車輛的實(shí)時運(yùn)行信息。在公交車輛管理中心,,可以根據(jù)車輛的實(shí)時狀態(tài)合理安排發(fā)車,、收車等計(jì)劃,提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量,。
4,、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)(AVCS)
AVCS的目的是開發(fā)幫助駕駛員實(shí)行本車輛控制的各種技術(shù),從而使汽車行駛安全,、高效,。AVCS包括對駕駛員的警告和幫助,障礙物避免等自動駕駛技術(shù),。
5,、貨運(yùn)管理系統(tǒng)
這里指以高速道路網(wǎng)和信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ),利用物流理論進(jìn)行管理的智能化的物流管理系統(tǒng),。綜合利用衛(wèi)星定位,、地理信息系統(tǒng)、物流信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效組織貨物運(yùn)輸,,提高貨運(yùn)效率,。
6、電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)
ETC是世界上*路橋收費(fèi)方式,。通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載器與在收費(fèi)站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,,利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結(jié)算處理,從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站不需停車而能交納路橋費(fèi)的目的,,且所交納的費(fèi)用經(jīng)過后臺處理后清分給相關(guān)的收益業(yè)主,。在現(xiàn)有的車道上安裝電子不停車收費(fèi)系統(tǒng),,可以使車道的通行能力提高3~5倍。
7,、緊急救援系統(tǒng)(EMS)
EMS是一個特殊的系統(tǒng),,它的基礎(chǔ)是ATIS、ATMS和有關(guān)的救援機(jī)構(gòu)和設(shè)施,,通過ATIS和ATMS將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機(jī)構(gòu)聯(lián)成有機(jī)的整體,,為道路使用者提供車輛故障現(xiàn)場緊急處置、拖車,、現(xiàn)場救護(hù),、排除事故車輛等服務(wù)。
1,、基礎(chǔ)設(shè)施短缺與其利用的低效率并存,;
2、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度落后于車輛增長速度,。截至2013年,,全國汽車保有量為1.37億輛,近十年汽車年均增加1100多萬輛,,增長量是2003年汽車數(shù)量的5.7倍,,而城市道路每年僅增長3—5%;
3,、交通擁堵已成為大中城市交通中的普遍現(xiàn)象,;
4、交通安全形勢嚴(yán)峻,,造成的損失巨大,。1999年,,全國共發(fā)生412,,800起交通事故,其中83,,529人死亡,,286,808人受傷,,因交通事故引起的直接損失折款多達(dá)21億元人民幣,;
5、機(jī)動車尾氣排放已成為城市大氣污染的主要來源,。一些大城市機(jī)動車排放的污染物對多項(xiàng)大氣污染指標(biāo)的貢獻(xiàn)率已達(dá)到60%以上,,正在嚴(yán)重地危害著人們的身體健康;
6,、運(yùn)輸效率低,,能源消耗不斷上升,。抽樣調(diào)查表明,全國貨運(yùn)汽車實(shí)載率不足70%,,而在車輛技術(shù)不斷提高的今天,,運(yùn)輸汽車油耗卻從1992年的百公里6.9升增加到1998年的7.4升。
智能交通系統(tǒng)的安防新技術(shù)不斷涌現(xiàn)和應(yīng)用,,新技術(shù)的出現(xiàn)對于高速公路領(lǐng)域有著較強(qiáng)的針對性,。如3G無線傳輸是針對高速公路惡劣的氣候、地理環(huán)境所采用的獨(dú)特方式,。高速公路移動無線監(jiān)控,,一般應(yīng)用在高速公路的某一段內(nèi)。巡邏車可以實(shí)時將巡邏時的視頻情況傳回高速公路管理中心,,加強(qiáng)了智能交通系統(tǒng)管理的實(shí)時性,。此外,其他新技術(shù)的應(yīng)用更大程度上也都為系統(tǒng)管理的高效提供了進(jìn)一步的支持,。
移動卡口系統(tǒng):
采用計(jì)算機(jī)視覺仿真,、雷達(dá)測速、智能圖像分析以及數(shù)據(jù)庫管理等技術(shù)的超速抓拍系統(tǒng),。能夠*測量車輛行駛速度,,一旦超速,系統(tǒng)會自動抓拍圖片,,清晰捕捉車輛全貌,、車牌號碼、車輛類型,、車身顏色等元素,,將圖片保存在數(shù)據(jù)庫中,并疊加超速違法所發(fā)生的日期,、時間,、路段、違法時車輛實(shí)際行駛速度以及該路段的限定行駛速度等信息,,數(shù)據(jù)庫可按日期,、車牌號碼等條件進(jìn)行分類查詢,也可通過打印機(jī)實(shí)時輸出違法車輛照片,,具有車牌自動識別,、現(xiàn)場報警、移動存儲及綜合管理等功能,,其網(wǎng)絡(luò)版的產(chǎn)品構(gòu)架,,使得該系統(tǒng)集現(xiàn)場執(zhí)法、3G遠(yuǎn)程傳輸和指揮中心網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理于一體,,為高速管理部門科學(xué)執(zhí)法提供可靠的依據(jù),,充分符合科技強(qiáng)警戰(zhàn)略,;
GPS定位:對出警車輛進(jìn)行GPS定位,方便進(jìn)行調(diào)度,,以快速處理交通事故,。
車輛緝查發(fā)布系統(tǒng):卡口對車輛進(jìn)行超速抓拍并對比黑車牌,發(fā)現(xiàn)報警后在收費(fèi)站或前端LED屏實(shí)時顯示違章車輛信息,,并在收費(fèi)站進(jìn)行攔截,。
另外,GIS從空間上,、時間上徹底了解高速公路沿線情況的現(xiàn)狀與變化,,奠定高速公路管理所需要的數(shù)字基礎(chǔ),完成對靜態(tài)交通信息(收費(fèi)站,、服務(wù)區(qū),、隧道、無線視頻等基礎(chǔ)設(shè)備)和動態(tài)交通信息(天氣變化,、道路維修封閉,、突發(fā)的交通肇事等路面狀況)的重組,為高速公路管理提供直觀,、系統(tǒng),、科學(xué)的管理工具;同時可以規(guī)范管理數(shù)據(jù),,實(shí)現(xiàn)信息共享,,便于各部門數(shù)據(jù)的交換,改進(jìn)和完善高速公路管理工作,。按各子系統(tǒng)的要求,,以規(guī)定的格式向子系統(tǒng)傳輸所需信息,比如無線通訊終端的應(yīng)用(如手機(jī)短信,、PDA等)根據(jù)服務(wù)請求和查詢權(quán)限提供給客戶數(shù)據(jù),、圖形或圖像等信息。
1994年我國部分學(xué)者參加了在法國巴黎召開的*屆ITS世界大會,,為*ITS的開展揭開了序幕,。
1996年交通部公路科學(xué)研究所開展了交通部重點(diǎn)項(xiàng)目《智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究》工作,,1999年《智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究》一書正式出版發(fā)行,。
1999年由交通部公路科學(xué)研究所牽頭,全國數(shù)百名專家學(xué)者參加的“九五”國家科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目《*智能交通系統(tǒng)體系框架研究》工作全面展開,,2001年課題完成,,通過國家科技部驗(yàn)收,2002年出版《*智能交通系統(tǒng)體系框架》一書,。
2000年由科技部主辦,,全國ITS協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組辦公室協(xié)辦的第四屆亞太地區(qū)智能交通(ITS)年會在北京舉行,。
2000年2月29日,科技部會同國家計(jì)委,、經(jīng)貿(mào)委,、公安部、交通部,、鐵道部,,建設(shè)部、信息產(chǎn)業(yè)部等部委相關(guān)性部門的充分協(xié)商和醞釀的基礎(chǔ)上,,建立了發(fā)展*ITS的政府協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——全國智能交通系統(tǒng)(ITS)協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室,,并成立了ITS專家咨詢委員會。
2002年4月科技部正式批復(fù)“十五”國家科技攻關(guān)“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程”重大項(xiàng)目正式實(shí)施,,北京,、上海、天津,、重慶,、廣州、深圳,、中山,、濟(jì)南、青島,、杭州十個城市作為首批智能交通應(yīng)用示范工程的試點(diǎn)城市,。
2002年9月,由*科技部和交通部共同舉辦的“第二屆北京國際智能交通系統(tǒng)(ITS)技術(shù)研討暨技術(shù)與產(chǎn)品展覽會”在北京舉行,。
2003年11月,,科技部馬頌德副部長*次率*政府代表團(tuán)參加在西班牙馬德里舉辦的第十屆ITS世界大會,科技部聯(lián)合交通部,、建設(shè)部,、公安部和北京市政府聯(lián)合申辦“2007年第十四屆ITS世界大會”獲得成功,標(biāo)志著*的智能交通系統(tǒng)建設(shè)將在更加開放,、競爭與合作并存的環(huán)境中加速發(fā)展,。
2004年10月,科技部*次大規(guī)模組團(tuán)參加第十一屆在日本名古屋舉辦的第十一屆ITS世界大會,,*政府展覽團(tuán)在ITS大會的首次展覽,,獲得成功。
2007年10月9-13日,,第十四屆智能交通世界大會在北京展覽館舉行,。大會展示了*多年來各部門、各地區(qū)在ITS領(lǐng)域所取得的成就,,并加強(qiáng)了*在ITS領(lǐng)域的對外交流,。
2012年5月25日,,由北京交通大學(xué)主辦,香港交通運(yùn)輸協(xié)會協(xié)辦的2012年智能交通系統(tǒng)國際研討會(International Workshop on Intelligent Transport Systems, 2012)在中苑賓館舉行,。本次國際會議旨在加強(qiáng)智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)<覍W(xué)者的學(xué)術(shù)交流,,進(jìn)一步加深我國與其他國家和地區(qū)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的合作與研究,擴(kuò)大我國交通科學(xué)研究在國際上的影響,。