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文檔簡介

GeneralityofIntelligentTransportationSystems智能運輸系統概論(第四版)普通高等教育“十一五”國家級規劃教材交通工程教學指導分委員會“十三五”規劃教材高等學校交通運輸與工程類專業教材建設委員會規劃教材目錄CONTENTS第1章緒論第2章智能運輸系統的體系框架第3章智能運輸系統的理論基礎第4章智能運輸系統關鍵技術第5章智能運輸系統規劃及設計第6章城市交通信號控制系統第7章先進的交通管理系統第8章交通信息服務系統第9章先進的公共交通系統第10章電子收費系統第11章應急指揮調度系統第12章智能車輛與自動駕駛系統第13章智能運輸系統標準化第14章智能運輸系統在我國的應

用實踐第15章智能運輸系統評價智能運輸系統概述1.1智能運輸系統發展現狀1.2智能運輸系統面臨的問題1.3智能運輸系統發展趨勢1.4第1章本章小結1.5第1章1.1智能運輸系統概述1.1.1智能運輸系統產生背景如今,道路交通問題已成為困擾世界各國的交通難題。美國、日本、歐洲等交通和道路設施發達的國家和地區轉換思維模式,從過去僅僅依靠供給來滿足需求的方式轉換為同時考慮供給和需求兩個方面進行共同管理的方式。

這些注重機動車發展的工業化國家不斷地尋求可以用來維護機動車社會化,緩解交通問題的方法。在這個過程中,旨在用現代化技術來實現“保障安全、提高效率、改善環境、節約能源”目標的智能運輸系統(IntelligentTransportationSystems,簡稱ITS)的概念和產業應運而生。1.1智能運輸系統概述1.1.1智能運輸系統產生背景0120世紀30年代ITS的思想已有萌芽,美國通用汽車公司和福特公司倡導推廣“現代化公路網”

構想。0220世紀60年代靜態路徑誘導、計算機交通控制技術等都可謂是ITS的雛形,不過當時其重要性并不突出,沒有受到關注。0320世紀80年代ITS開始受到各個國家的青睞,許多發達國家不惜投下巨資進行ITS的研究與開發。1.1智能運輸系統概述1.1.1智能運輸系統產生背景存在問題對于大多數的發達國家,都有這樣的發展歷程:大力開發建設交通基礎設施,從而滿足機動車發展的各種需求。然而這樣不但消耗大量資源,也沒能完全滿足交通需求,既帶來了巨大的經濟損失,也嚴重污染了環境。解決問題工業化國家于20世紀60-70年代開始研發交通需求管理和交通系統管理,致力于大運量軌道交通系統發展及公交優先政策實施,同時建立以均衡利用能源和環境保護最優化為目標的交通運輸體系。ITS作為一代全新的可與環境相協調的交通運輸系統可以綜合解決交通問題、促進社會經濟的可持續發展。在信息技術的迅速發展的推動下,ITS成為世界范圍內的交通運輸的主要發展導向。1.1智能運輸系統概述1.1.2智能運輸系統定義目前,世界各國對于ITS的定義存在差異。一方面是因為不同的研究者從不同的角度考慮,對ITS的認識不同;另一方面,ITS本身正處于迅速發展時期,其內涵和外延都處于發展變化中。ITS起始于美歐,成熟于日本。20世紀60年代末期,美國最早開始了ITS領域的研究。經過30年左右的發展,美國、歐洲、日本成為世界ITS研究的三大陣營。目前,其他一些國家和地區的ITS研究也有相當規模,如澳大利亞、加拿大、中國等。可以說,全球正在形成一個新的ITS產業。1.1智能運輸系統概述1.1.2智能運輸系統定義智能運輸系統是把先進的檢測、通信和計算機技術綜合應用于由汽車和道路而形成的道路交通運輸系統中.美國運輸工程師學會(ITE)智能運輸系統是運用最先進的信息、通信和控制技術,信息化、智能化解決道路交通中的交通事故、交通堵塞和環境破壞等各種問題的系統,是人、車、路之間接收和發送信息的系統.日本汽車道路交通智能化協會(VERTIS)美國運輸工程師學會(InstituteofTransportationEngineer,簡稱ITE)、日本汽車道路交通智能化協會(Vehicle,RoadandTrafficIntelligenceSociety,簡稱VERTIS)以及我國的交通工程學者都曾給智能運輸系統進行過定義。1.1智能運輸系統概述1.1.2智能運輸系統定義智能運輸系統,又稱智能交通系統,是在較完善的交通基礎設施之上,在先進的信息、通信、計算機、自動控制和系統集成等技術前提下,通過先進的交通信息采集與融合技術、交通對象交互以及智能化交通控制與管理等專有技術,加強載運工具、載體和用戶之間的聯系,提高交通系統的運行效率,減少交通事故,降低環境污染,從而建立一個高效、便捷、安全、環保、舒適的綜合交通運輸體系。我國交通部及全國智能運輸系統標準化委員會智能運輸系統是在關鍵基礎理論模型研究的前提下,把先進的信息技術、數據通信技術、電子控制技術及計算機處理技術等有效地綜合運用于地面交通管理體系,從而建立起一種大范圍、全方位發揮作用、實時、準確、高效的交通運輸管理系統。我國交通工程學者(援引吉林大學楊兆升教授專著)1.1智能運輸系統概述1.1.2智能運輸系統定義

由于該系統可以使汽車與道路的功能智能化,是目前國際公認的解決城市以及高速公路交通擁擠、改善行車安全、提高運行效率、減少空氣污染等的最佳途徑。ITS將成為21世紀現代化地面交通運輸體系的模式和發展方向,是交通運輸進入信息時代的重要標志。1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位1車被發明出來。它改變了原始的運輸方式,是運輸史上新的里程碑。馬車的出現,使道路交通進入了馬車交通階段。公元前4000年234奧托公司生產“活塞式四沖程奧托內燃機”。內燃機車、汽車和飛機都是其應用于交通運輸領域的成果。1866年英國人詹姆士·瓦特研制出了世界上第一臺具有獨立性的動力機械—蒸汽發動機,構成了交通運輸領域的第一次革命。1765年戴姆勒及助手制造了裝有內燃機的4輪實驗汽車,并配上變速器。是世界上第一輛汽車,標志著汽車運輸時代的開始。1885-1889年(1)ITS是科技發展的必然產物1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位5

汽車交通發展的早期階段。汽車數量不多,公路運輸僅是鐵路、水路運輸的輔助手段。也被稱為鐵路運輸時代。1886-1920年678公路發展迅速,歐洲、美國、日本先后建成比較完善的公路網,公路運輸在綜合交通運輸體系中起著主導作用。1946-近60年間公路運輸不僅是短途運輸的主力軍,而且在中、長運輸中開始與鐵路、水路競爭,并出現了早期的高速公路(1919年)。1920-1945年電力的發明是最大的科學技術成果之一。現在,電車、地鐵、輕軌已成為大城市交通的重要載客工具。20世紀至今(1)ITS是科技發展的必然產物1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位(1)ITS是科技發展的必然產物實踐證明,交通運輸史是科學技術發展史的縮影,交通運輸業從產生到發展的每一步,都凝結著科學技術的成果。交通運輸業的每一次革命,不論是交通工具的更新換代,還是運輸方式的拓展變革,都與科學技術成果直接相連。科學技術的發展推動了交通運輸的發展,ITS正是現代科學技術發展的必然產物。1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位(2)ITS是信息化社會發展的必然要求

信息化水平也是城市競爭力和實現可持續發展的重要標志。以微電子技術、計算機技術等為核心而引發的數字化、網絡化、智能化科學技術發展迅速,有力推動著社會生產力的發展。伴隨人類向信息化社會的邁進,交通運輸業也面臨著一次重大的變革,為實現信息化社會的發展需要,交通運輸必須信息化。

ITS是高科技發展的必然結果,也是信息化社會發展的必然要求。1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位(3)ITS是世界經濟發展的必然要求沒有良好的環境,就沒有經濟的發展。交通運輸系統是構成社會基礎結構的一個核心要素,它是一個動態系統,是社會經濟發展的通道和載體,決定著社會經濟的運行狀態。建立ITS是交通運輸系統實現現代化的一項重要舉措,ITS能夠促進社會經濟環境的進一步優化,是世界經濟發展的必然要求。1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位(4)ITS是解決交通問題的最佳途徑

一般認為,交通問題是指交通對社會或經濟未能產生正效益,交通本身的機能也未充分發揮的狀態。20世紀6、70年代,世界各國經濟發展進入了高速增長時期,機動車數量急劇增加,導致已有的道路難以滿足經濟發展的需要,進而帶來了負面影響,產生一系列的交通問題。1)交通問題的概念和現狀概念1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位(4)ITS是解決交通問題的最佳途徑美國僅美國的主要城市每年由于交通擁擠而造成的浪費就超過475億美元,每年因交通擁擠浪費了多達143.5億升的燃料和27億工作小時。在國土狹小的日本,人口密度比較大,每天行駛的汽車有7000萬輛,每年交通事故死傷人數達100余萬人,大量的汽車交通需求,在各地區均造成了交通擁擠,經濟損失達12兆日元。1)交通問題的概念和現狀日本現狀我國道路交通死亡人數每年達10萬人左右,直接經濟損失近20億元。我國011.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位(4)ITS是解決交通問題的最佳途徑2)解決交通問題的方法0203增加供給修建道路,加強道路基礎設施建設,緩解交通問題。實施ITS綜合考慮人、車、路,充分應用現代科學技術,解決城市交通問題。控制需求控制車輛的增加;改變車型,使車輛數減少

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Page18交通問題的存在就是人、車與路之間的矛盾問題,解決這一矛盾的辦法有以下幾個:1.1智能運輸系統概述1.1.3智能運輸系統作用、意義、地位(4)ITS是解決交通問題的最佳途徑2)解決交通問題的方法

Page19新前景可以預料,ITS將成為21世紀現代化交通運輸體系的管理模式和發展方向,是交通運輸進入信息時代的重要標志。ITS這一嶄新概念伴隨著科學技術的進步而出現、發展,并為解決交通問題帶來了新的前景。特色ITS理論隨著我國ITS研究和開發進程的不斷推進,必然會出現一些和我國經濟、社會、交通等特點相伴隨的特有理論和技術問題。因此,開展與我國國情相適應的、具有中國特色的ITS理論和應用技術的研究具有迫切性和必要性。智能運輸系統概述1.1智能運輸系統發展現狀1.2智能運輸系統面臨的問題1.3智能運輸系統發展趨勢1.4第1章本章小結1.5第1章1.2智能運輸系統發展現狀早在20世紀60年代,一些有識之士就萌生了在道路交通方面應用信息、通信技術從而使道路和汽車更加協調、交通更加系統化,并有助于減少交通堵塞和減少交通公害,提高交通安全性的構想。實現這一構想的主要手段有向駕駛員提供交通信息、通過管制引導交通或限制交通以及實施自動駕駛等。美國通用汽車公司(GM)1966年開發的信息系統俄亥俄州大學進行的自動駕駛實驗日本豐田汽車公司提出的MAC系統和機械試驗所(機械技術研究所)進行的自動駕駛實驗等。1.2智能運輸系統發展現狀20世紀80年代以來,發達國家交通運輸領域的研究進入了一個嶄新的階段,日本、美國、加拿大、德國、法國、澳大利亞等國都投入大量的人力和物力從事ITS的研究,其他一些國家和地區,如韓國、新加坡、芬蘭等也相繼開展了ITS的研究。特別是最近幾年,ITS技術研究以驚人的速度發展,世界上許多國家爭先恐后地進行開發研究,出現激烈競爭的局面,并逐漸形成了日本、歐洲、美國三大體系。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀進行智能運輸系統的先驅性研究,即電子路徑誘導系統研究(ElectronicRouteGuidanceSystem,簡稱ERGS)。20世紀60年代中期加利福尼亞交通部門研究的PATHFINDER系統獲得成功,加速ITS的發展。通過“綜合地面運輸效率法案”,發展經濟上有效、環境上友好的國家級綜合地面運輸系統,以提高客運和貨運的運輸效率。展開智能化車輛-道路系統(IntelligentVehicle-HighwaySystem,簡稱IVHS)方面研究,運輸部成立智能化車輛道路系統(IVHS)組織。1991年1993年20世紀80年代(1)美國——發展歷程1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀IVHS正式更名ITS,對其研究領域和內容進行了擴充。年底舉辦第一屆ITS世界大會,ITS作為統一術語在世界各國廣泛應用。1994年2月,美國開始開發統一的國家ITS體系框架(TheNationalITSArchitecture)。1月,運輸部公布了美國國家ITS體系框架(第一版)。經過一年多試用與維護,9月運輸部公布了修訂后的國家ITS體系框架(第二版)。1997年1998年1995年(1)美國——發展歷程1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容美國是最早開展ITS研究的國家,經歷了IVHS、ITS-1和ITS-2研發階段。截至2018年ITS在美國的應用已達85%以上,而且相關的產品也較先進。

美國ITS應用在車輛安全系統(占51%)、電子收費(占37%)、公路及車輛管理系統(占28%)、導航定位系統(占20%)、商業車輛管理系統(占14%)方面發展較快。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-1)美國ITS-1研發領域先進的車輛控制和安全系統(AVCSS)先進的交通管理系統(ATMS)商業車輛運營(CVO)先進的鄉村運輸系統(ARTS)先進的出行者信息系統(ATIS)先進的公共交通系統(APTS)自動公路系統(AHS)7大研發領域1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-1)1.先進的交通管理系統(ATMS-AdvancedTrafficManagementSystem)(1)城市區域的中央化交通信號控制系統(2)高速公路管理系統(3)交通事故管理系統(4)電子收費及交通管理系統

(1)出行者信息系統(2)車載路徑誘導系統(3)停車場停車引導系統(4)數字地圖數據庫2.先進的出行者信息系統(ATIS-AdvancedTravelerInformationSystem)(1)車隊管理系統(2)乘客出行信息系統(3)電子支付系統(例如采用智能卡)(4)運輸需求管理系統(5)公交優先系統

3.先進的公共交通系統(APTS-AdvancedPublicTransportationSystem)1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-1)4.先進的鄉村運輸系統(ARTS-AdvancedRuralTransportationSystem)ARTS是ITS技術在幅員廣闊的鄉村區域的選擇性應用

(1)出行者的信息與保護(2)緊急情況管理系統(3)旅游和出行者信息服務系統(4)基礎設施的運營和保養(5)車隊運營與管理系統(6)商業車隊運營(7)公共性的出行者服務系統(1)商業車輛的電子通關系統(2)車載安全監控系統(3)路邊安全檢查的自動化系統(4)商業車隊管理系統(5)商業車輛的行政管理程序(6)危險品的應急響應系統

5.商業車輛運營(CVO-CommercialVehicleOperation)1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-1)6.先進的車輛控制和安全系統(AVCSS-AdvancedVehicleControl&SafetySystem)(1)防碰撞系統(2)智能化行車控制系統(3)Mayday系統(4)駕駛員視野加強系統(5)車輛防抱死系統ABS(Anti-lock

BrakingSystem)(6)駕駛員安全監控系統(7)車輛安全監控系統(8)車載路線誘導系統(9)協作駕駛(1)基于車輛智能化的匿名自動駕駛(2)基于公路基礎設施智能化的

公路控制自動駕駛(3)前兩者的綜合7.自動公路系統(AHS-AutomatedHighwaySystem)1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-2)美國ITS-2研發領域商業車輛運營系統(CVOS)出行和運輸管理系統(TTMS)信息管理系統(IMS)應急管理系統(EMS)公共交通運輸管理系統(PTMS)電子收費(ETC)系統先進的車輛安全系統(AVSS)8大研發領域養護和施工管理系統(MCMS)1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-2)1.出行和運輸管理系統(TTMS-TravelandTrafficManagementSystem)①在途駕駛員信息系統②線路引導系統③出行人員服務系統④交通控制系統⑤突發事件管理系統⑥排放測試和污染防護系統①公共運輸管理系統②途中換乘信息系統③滿足個人需求的非定線公共交通系統④公共交通運輸安全系統⑤殘疾人運輸系統2.公共交通運輸管理系統(PTMS-PublicTransportationManagementSystem)1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-2)通過電子卡或電子標簽由計算機自動收費,使所有地面交通收費實現自動化,減少用現金收費所產生的延誤,提高道路的通行能力和運行效率,為系統管理提供準確的交通數據。3.電子收費系統(ETC-ElectronicTollCollection)4.商業車輛運營系統(CVOS-

CommercialVehicleOperationsSystem)

①商業車輛電子通關系統②自動化路側安全檢測系統③商業車隊管理系統④商業車輛安全監控系統⑤商業車輛行政管理系統⑥危險品應急響應系統1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-2)①緊急通告與人員安全系統②緊急情況車輛管理系統5.應急管理系統(EMS-EmergencyManagementSystem)①縱向避撞系統②側向避撞系統③交叉口避撞系統④視覺強化避撞系統⑤事故前乘坐人員的安全防護系統⑥危險預警系統⑦自動公路系統6.先進的車輛安全系統(AVSS-

AdvancedVehicleSafetySystem)1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(1)美國——研究內容(ITS-2)是一個專門用于管理的數據庫系統,主要包括數據庫管理系統和事務管理系統。7.信息管理系統(IMS-InformationManagementSystem)8.養護和施工管理系統(MCMS-MaintenanceAndConstructionManagementSystem)是ITS-2中新加入的重要研究內容。①道路路面維護管理系統②道路路側環境維護管理系統③道路標志維護管理系統④橋梁隧道基礎結構維護管理系統⑤通信及其他外場設備維護管理系統⑥災難恢復管理系統ITS-2與ITS-1的主要區別之一。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——發展歷程研究ITS的初始階段。1973年發起全面的車輛交通控制系統研究,拉開國際ITS研究的序幕。最初正式投入的系統有汽車綜合控制系統(簡稱CACS,ComprehensiveAutomobileControlSystems)。20世紀70年代在全國設置交通控制中心,成立日本交通管理技術協會(JTMA),開展汽車交通信息控制系統。1978年進行CACS實地實驗;通產省設立了(財團法人)汽車行駛電子技術協會(JSK)。推動路車間通信系統RACS(Road/AutomobileCommunicationSystem,1984-1989)和新汽車交通信息通信系統AMTICS(AdvancedMobileTrafficInformationandCommunicationSystems,1987-1988)兩個項目。20世紀80年代后半期20世紀80年代前半期1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——發展歷程ITS走向國際化。參加ISATA(汽車技術和自動化國際會議,1988及1990年以后)、VNIS(車輛導航與信息系統會議,1989及1991年以后)、CONVERGENCE(1990年)、ITS美國年會(1991以后)等ITS領域國際會議。1994年1月,成立道路車輛智能化推進協會VERTIS(Vehicle,RoadandTrafficIntelligenceSociety),現稱ITSJapan。20世紀90年代前半期1996年7月,5個政府機構聯合制定、發表“關于推進智能運輸系統(ITS)”整體構想,成了今后ITS工作的主體計劃,并指定9個開發領域和20項服務內容,現在又增加了一項新的內容,即高度信息通信社會相關信息的利用,總計21項服務內容,56項個人用戶服務,172項子服務。20世紀90年代后半期1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——研究內容日本的ITS研究具有如下特點:大多數的ITS項目均由實力雄厚的汽車、電子業的大公司或由政府機構承擔;政府和工業部門對ITS研究長期的支持使得其ITS研究具有連貫性;ITS的研究成果直接面向市場,促進了諸如車輛導航系統等產品的快速開發與應用。日本ITS研發內容分為9個領域,每個領域都包含著實現具體功能的子系統。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——研究內容日本ITS研發內容分為9個領域,每個領域都包含著實現具體功能的子系統,這9個領域的相互關系非常復雜,簡化之后可用下圖表示。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——研究內容1.智能化導航系統通過衛星導航系統迅速實時的收集和提供堵車、旅行所需時間、交通管制、服務等情報。此外,向駕駛員提供個體服務信息。包括道路交通情報提供系統、綜合交通情報系統、衛星導航動態路線引導系統等。達到消除道路收費站交通擁擠、實現無現金化、為駕駛員提供方便、降低管理成本的目的。自動收費系統包括自動收費、收稅系統和電子卡自動收費轉賬系統。2.自動收費系統包括安全情報提供、警告、控制系統,前方障礙物警報系統,周圍車輛警報系統,視覺支援系統,車間距控制、自動巡航控制系統,防止溢出車道和路外以及車道自動跟蹤系統,車輛、駕駛員安全監視警報系統,物流專用車道和自動駕駛專用車道的車輛自動駕駛系統等。3.安全駕駛支援系統1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——研究內容4.最優化交通管理系統該領域包括交通信號智能控制系統、交通流引導分配系統、公共車輛優先通過控制系統和交通事故智能管理系統等。包括收集和提供路面情況、道路工程施工狀況,特殊車輛通行許可申請和處理的自動化,特許通行實際路線以及載荷量的自動測定等。日本也研究了迅速掌握道路損壞狀況、即時維修、確保道路完好的監控系統,以及對重型車和裝載危險品的特殊車輛的許可路線和實際通行路線進行實時監管的系統。5.高效道路管理系統包括收集公共交通實時運行情況,實施公共交通優先通行措施。此外,通過向公共交通運營者提供基礎數據,強化經營管理效率;通過向公共交通利用者提供公共交通信息,提高方便性,進而促進公共交通利用率。6.先進的公共交通系統1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——研究內容7.高效商用車系統包括車輛運輸管理、智能后勤系統、新物流系統等。例如,通過對商用車輛現在地的實時把握和切實運行管理,減少空載以及減少未滿載車輛的運行,保證道路空間的合理利用和交通的暢通。該系統的功能包括對視覺障礙者進行道路引導,災害發生時進行避難地引導以及提供行人的路徑選擇和設施選擇引導等。8.行人輔助系統當發生地震、洪水等災害時,要求本系統可以迅速地收集災害狀況的情報,對于一般車輛的行駛進行限制和對救援車輛進行引導、優先通行控制,以確保即使災害區域情報通信設施遭到完全破壞的情況下,緊急車輛支援系統仍能發揮備用功能的作用。9.緊急車輛支援

系統1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(2)日本——研究內容

此外,日本的通用交通管理系統(UniversalTrafficManagementSystem,簡稱UTMS)以先進的控制系統為中心,由11個子系統組成,并以現有的交通控制系統為基礎發展而成,對交通流進行全面的管理。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀開始ITS研究。歐洲高效安全道路交通計劃(ProgrammeforanEuropeanTrafficwithHighestEfficiencyandUnprecedentedSafety,簡稱PROMETHEUS)以汽車為主體,利用先進的信息、通信自動化技術改善運輸系統,解決交通問題;歐洲汽車安全專用道路設施計劃(DedicatedRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope,簡稱DRIVE)主要涉及公路和交通控制技術的研究。1989-1991年完成了DRIVEI;1991年末成立歐洲道路交通通信信息實施協調組織(EuropeanRoadTransportTelematicsImplementationCoordinationOrganization,簡稱ERTICO)。1986年1991年(3)歐盟——發展歷程1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀1992-1994年完成DEIVEII;PROMETHEUS計劃取得巨大的成功并于1994年結束。1994年開始一項新研究計劃——PROMOTE(ProgrammeforMobilityinTransportationinEurope),主要目的是實現道路交通基礎設施高度智能化,重點是車輛的交通管理系統和安全系統,包括車輛道路間通信、防止碰撞、自動收費系統等。T-TAP(1994-1998)和TEN-T計劃(1995-1999)。Transport-TelematicsApplicationProgramme(T-TAP)相當于DRIVEIII信息處理技術研究。TEN-T(Trans-EuropeanTransportNetworks)是以實現多方式信息服務為目的的橫貫歐洲的交通信息服務網站,是ITS持續發展的關鍵所在。1998年1995年(3)歐盟——發展歷程1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(3)歐盟——研究內容

歐洲ITS的研究展開有兩條主線:以車輛的研究開發為主題的PROMETHEUS研究計劃和以道路基礎設施開發為主題的DRIVE研究計劃。概括起來可分為10個研發領域。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(3)歐盟——研究內容1989-1991年的DRIVEI,以基礎研究和標準化為主要研究內容,分成模型和一般問題研究、交通安全和人的行為研究、交通控制研究,以及其他4個研究領域、72個研究題目。之后,歐盟于1992-1994年又完成了DRIVEII,其主要研究內容如表所示。序號研究內容1交通需求管理:轎車和公共汽車的自動收費管理、智能卡的評價2交通旅游信息:道路、鐵路、換乘等各種信息的服務3城市綜合交通管理:路徑誘導、交通信息、交通控制、停車場管理4城市間綜合交通管理:事故/交通量的自動檢測,可變標志,氣象信息5駕駛支援、協調系統:殘疾人、老人用人機對話危險預警(車車間、車路間通信)6貨物、車隊管理:管理方式最優化、信息管理7公共交通管理:運營計劃、與信息服務系統的聯系及標準化1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(3)歐盟——研究內容研究特點在廣泛的ITS領域都進行著研究與開發;

EC發起組織的ITS研究著重技術的部署與評價,具有高度的研究連貫性,但是與實際的應用部署尚存在差距;歐洲在公路上廣泛部署了車輛專用電臺,可以向用戶提供聲音或編碼信息(由多種語言廣播,可接收實時交通狀況報告);將公共交通視為重要的研究內容,公交優先和公交乘客信息系統已投入使用;無論哪個國家或企業提出的交通信息系統方案,都可以在環境不同的12個國家分別進行現場試驗。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(3)歐盟——研究內容(代表系統)下行線路通過“廣播方式”向裝有車載裝置的車輛提供道路交通狀況的詳細數字信息。可與存儲在車載導航計算機中的數據連接,用于駕駛員最佳路線的計算。上行線路利用多頻存取協議經過基地臺向交通控制中心發送信息。主要通報行程時間、緊急事態信息等。交通效率與安全蜂窩式通信系統SOCRATES(SystemofCellular,RadioforTrafficEfficiencyandSafety)交通信息(廣播方式)緊急信息轎車流動信息SOCRATES概念圖1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(3)歐盟——研究內容(代表系統)以德國西門子公司為主開發并推向市場的,以紅外信標為媒體的動態路線引導系統。由于車輛和信標間的紅外線通信是雙向進行的,因此汽車則變為一個探頭,將行程時間、排隊等待時間及OD信息等交通信息數據傳輸給中央引導計算機,經常更新中央數據。EUROSCOUTEUROSCOUT概念圖1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(3)歐盟——研究內容(代表系統)車載裝置由導航裝置、紅外線收發信號機、車輛位置測定裝置及顯示器、鍵盤等組成。紅外線信標是車輛與中央引導計算機之間的通信頻道,計劃在25%的城市交通信號器上和所有的高速公路上安裝。中央引導計算機裝有道路交通圖及交通信息的數據庫,計算的路線基本上是時間最短的路線。EUROSCOUTEUROSCOUT系統的組成及運行原理1.2智能運輸系統發展現狀1.2.1國外智能運輸系統的發展現狀(3)歐盟——研究內容(代表系統)以倫敦為中心的大范圍高速公路使用的系統,是采用袖珍傳呼機網絡提供交通信息的系統,由名為“GENERALLOGISTICSPLC”的民間企業經營。該系統由傳感器、控制中心及車載信息終端組成。傳感器檢測車輛的速度,車載終端裝置可顯示全區域及分割放大區域的速度下降區域(交通堵塞區)。交通主人(Trafficmaster)Trafficmaster系統說明圖1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(1)發展歷程最初是在交通運輸和管理中應用電子信息及自動控制技術,首先在北京、上海和廣州等大城市開始了交通信號控制的研究與開發,在全國主要的大城市使用了單點定周期交通信號控制器和線性協調交通信號控制系統20世紀70年代開始了ITS基礎性的研究開發工作,包括優化道路交通管理、交通信息采集、駕駛員考試系統、車輛動態識別等開始建設交通指揮控制中心,大中城市都已基本建立了交通控制中心或交通指揮中心,并開展了駕駛員信息系統、城市交通管理的智能化誘導技術等方面的研究20世紀90年代20世紀80年代交通部正式批準建立智能交通運輸系統工程研究中心。1998年1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(1)發展歷程成立了發展中國ITS的政府協調領導機構——全國智能交通系統(ITS)協調指導小組及辦公室,并成立了ITS專家咨詢委員會。2000年結合我國國情,制定了ITS框架,科技部實施了“智能運輸系統關鍵技術開發和示范工程”“現代中心城市交通運輸與管理關鍵技術研究”等國家科技攻關計劃項目。科技部開展實行科技支撐計劃重大項目“國家智能交通技術集成應用示范”,建立了“北京奧運智能交通管理與服務綜合系統”“上海世博智能交通技術服務系統”“國家高速路聯網不停車收費和服務系統”等課題。科技部、公安部、住建部、交通部、鐵道部和民用航空局等單位牽頭成立中國智能交通協會。2006年2008年2001年1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(1)發展歷程“九五”期間,ITS研究主要集中在ITS總體規劃和體系框架以及ITS標準的研究與制定。“十五”期間,ITS開始穩步發展,科技部將ITS關鍵技術及示范工程列入“十五”科技攻關中。國內高校、企事業單位相繼開始研究ITS關鍵技術。“十一五”期間,國家高技術研究發展計劃(“863”計劃)設立“現代交通技術領域”,并針對ITS技術部署了一批前沿和前瞻性項目,以提高原始性創新能力和獲取自主知識產權為目標,突破產品和系統的關鍵核心技術,實現重點目標的技術集成。“十二五”期間,交通運輸領域“863”計劃瞄準國家ITS技術發展熱點問題,對智能車路協同、區域交通協同聯動控制等技術進行了部署。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果ITS是一個復雜的綜合性的系統。目前我國已實施的智能運輸子系統有7個:1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果國際標準組織1999年在技術報告ISO/TR14813中對運輸信息和控制系統(TransportInformationandControlSystems)(實際上就是ITS)的研究領域進行了劃分,具體劃分情況如表:服務種類服務名稱服務名稱(英文)1.出行者信息出行前信息服務Pre-tripInformation在途駕駛員信息服務On-tripInformation在途公共交通信息服務On-tripPublicTransportInformation個人信息服務PersonalInformationService路徑誘導與導航服務RouteGuidance&Navigation2.交通管理與規劃交通運輸規劃支持TransportationPlanningSupport交通控制TrafficControl緊急事件管理IncidentManagement需求管理DemandManagement交通法規監督與執行Policing/EnforcingTrafficRegulations基礎設施的維護管理InfrastructureMaintenanceManagement1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果服務種類服務名稱服務名稱(英文)3.車輛安全和輔助駕駛視野的擴展VisionEnhancement自動車輛駕駛AutomaticDrive縱向防撞LongitudeCollisionAvoidance橫向防撞LateralCollisionAvoidance安全防備SafetyReadiness交叉口防撞IntersectionCollisionAvoidance碰撞前乘員保護Pre-crashRestraintDeployment4.商用車輛管理商用車輛提前通關CommercialVehiclePre-clearance商用車輛管理過程CommercialVehicleAdministrativeProcesses自動路邊安全檢測AutomatedRoadsideSafetyInspection商用車輛車載安全監視CommercialVehicleOn-boardSafetyMonitoring商用車隊管理CommercialVehicleFleetManagement5.公共交通管理公共交通規劃PublicTransportManagement公交車輛監控DemandResponsivePublicTransport公共交通管理SharedTransportManagement1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果服務種類服務名稱服務名稱(英文)6.緊急事件緊急情況的確認及個人安全EmergencyNotificationandPersonalSecurity緊急車輛管理EmergencyVehicleManagement危險品及事故的通報HazardousMaterial&IncidentNotification7.電子收費電子收費ElectronicFinancialTransactions8.安全公共出行安全PublicTravelSecurity易受傷害道路使用者的安全措施SafetyEnhancementforVulnerableRoadUsers交叉口安全的智能化IntelligentJunctionsandLinks可以看出,我國ITS研究內容和美國、歐盟、日本以及國際標準ISO/TR14813提出的研究內容基本一致,這便于我國ITS和國際接軌,加強國際交流與合作。1.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果近年來,我國的ITS研究、開發及應用都取得了顯著成果,我國己經在ITS體系框架、交通數據采集、處理與融合、車路協同控制、系統開發與集成等技術領域取得了一些具有自主知識產權的創新成果,在智能運輸與安全領域具備了較好的研究基礎。在這期間,形成了一批從事ITS研究開發的骨干團隊和主要研究基地,包括高校、研究單位和企業。科技部先后批準建立了“國家ITS工程技術研究中心”“國家鐵路智能運輸系統工程技術研究中心”,一些地方政府和相關部委支持建立了相關的實驗室和工程中心等。我國ITS應用主要表現在以下幾個方面:

城市的交通管理方面智能化集成應用成效顯著,公眾出行的智能化服務水平得到了有效的改善。北京、上海、廣州、深圳等城市相繼建成了現代化的智能交通管理系統。目前中國許多城市已經建成或者正在建設智能化的道路交通管理系統、全國機動車駕駛人信息管理系統,已經實現了全國范圍內機動車違法聯網處置。以公共交通出行為核心的城市智能交通公交與客運服務體系也已經初步形成。11.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果

新一代信息技術的創新研究和應用為智能交通的持續發展奠定了良好的基礎。近年來,我國通過國家科技計劃,對車路協同、交通狀態的感知和交互、車聯網、環境友好型的智能交通、多模式的交通協同、道路安全的智能化管控等一系列智能交通的核心關鍵技術進行了持續深入的研究和應用推動,同時也促進了新一代信息技術在交通領域的融合應用,為推動中國ITS技術水平的提升和持續發展奠定了良好的技術基礎。3

交通基礎設施智能化的運營管理和服務技術,顯著提升了中國交通運營管理的效率和服務的水平。高速公路電子不停車收費ETC已經在全國應用。與此同時,建設完成了全國鐵路綜合監控和旅客服務系統,提升了鐵路客運服務的綜合的智能化水平。在交通安全方面,公安部、交通運輸部、科技部三部聯合實施了以智能交通技術作為主要內容的國家道路交通安全科技行動計劃,對道路交通安全的保障和服務水平的提高起到了促進作用。21.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果

車路協同和智能駕駛技術正加速進入到產業化階段。十二五期間,國家863計劃對智能車路協同關鍵技術進行了研發,已經取得了初步的成果,具有自主知識產權的短程通信等國家標準已經在2014年正式發布。近幾年來,多個研究團隊和廠商的智能汽車已在實際道路上進行了自動駕駛的試驗。另外,中國互聯網企業通過與汽車廠商的合作也開始涉足智能汽車和無人駕駛的領域。5基于移動互聯網的出行服務模式和產業在不斷地創新發展。移動互聯網的普及應用正在深刻改變人們的生活方式,也帶來了交通運營和服務模式的巨大的變革,促進了共享經濟新業態的產生。41.2智能運輸系統發展現狀1.2.2國內智能運輸系統的發展現狀(2)主要研究內容與成果總之,在新技術、新需求的大背景下,ITS的發展正在進入一個新的時代,有專家稱之為ITS2.0時代。事實上,從近年ITS行業的變化,可以明顯感到新技術及其理念和模式正在顛覆或者再造交通運輸系統。同時,ITS的體系和內容都在發生重大變革,新技術推動ITS在感知、存儲、共享與交互、大數據分析以及綜合服務等方面正在全面升級和創新。新一代感知技術、通信技術、移動互聯服務、能源管理、車路協同、綜合交通智能化和智能網聯汽車等應用發展迅速,ITS的內涵也在改變。ITS2.0時代智能運輸系統概述1.1智能運輸系統發展現狀1.2智能運輸系統面臨的問題1.3智能運輸系統發展趨勢1.4第1章本章小結1.5第1章1.3智能運輸系統面臨的問題制約我國ITS發展有四大難題:1關鍵核心技術問題是影響我國ITS產業競爭力的主要問題。目前我國市場的ITS中高端產品主要是國外品牌,關鍵核心技術主要依賴從國外進口。即使是發展最快、推廣范圍最廣的智能交通行業管理和智能導航產業也不例外,這對智能交通產業的進一步發展造成很大制約。關鍵核心技術的缺乏不僅使產業在發展過程中不斷付出昂貴的技術使用成本,同時產業的命脈也會被國外企業所扼制。缺乏關鍵核心技術2由于產品沒有標準化,市場準入缺乏適當標準和門檻,任何投資商都可以自由進入,導致產品質量缺乏保障,降低了消費者對產品的信心和信任度,從而無法大規模地普及應用,不利于智能交通概念的最終實現。技術標準不統一1.3智能運輸系統面臨的問題制約我國ITS發展有四大難題:3目前,國內在智能交通的開發上仍較為落后,沒有形成包括供應商、運營商、政府和消費者間完善的智能交通產業鏈,而在交通信息收集,開發和消費的市場機制也還沒有形成。高層次的交通信息服務相關的產業環節還非常不健全,運營商和交通信息消費者還沒有融入智能交通體系之中。造成國內智能交通產業鏈條不完善的主要原因是各主要部門之間缺乏信息共享,沒有形成一個能夠同時掌握足夠全面的交通信息搜集和發布的機構或平臺,因此無法從現有資源中提取可供輔助決策的信息。產業鏈發育不健全4由于智能交通概念尚處于市場導入期,消費者對大多數智能交通產品和服務認識程度有限,潛在需求未能充分釋放,致使智能交通企業無法實現規模經濟,進而影響到整個智能交通產業的發展速度和發展空間。市場需求不足智能運輸系統概述1.1智能運輸系統發展現狀1.2智能運輸系統面臨的問題1.3智能運輸系統發展趨勢1.4第1章本章小結1.5第1章1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.1國外智能運輸系統的發展趨勢順應發展趨勢,發達國家都在調整布局ITS的發展內容和方向美國最新的ITS項目五年規劃中,從安全、緩解擁堵、效率及互聯互通三個方面開展9個方向的研究,智能駕駛是發展的重點內容。歐盟制定了交通系統協同發展路徑圖,圍繞智能出行、生態出行、安全出行布局了一系列內容。日本積極推進新一代交通管理系統,大力發展基于車路協同的駕駛安全支持系統(DrivingSafetySupportSystems,簡稱DSSS),基于數據挖掘的交通管控系統性能提升,在專用短程通信(DedicatedShortRangeCommunication,簡稱DSRC)、智能公路、無人駕駛系統等方面也在積極開展工作。1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.1國外智能運輸系統的發展趨勢(1)重點開發智能運輸系統體系結構美國美國國家ITS體系結構的研究起于1992年,1994-1995年ITS優先項目中排第一位的便是系統體系結構開發。美國國家IVHS/ITS體系結構開發從1993年9月-1996年7月歷時三年才完成第一版,此后經多次修訂,于1999年末完成了其第二版,建立了由出行及交通管理、出行需求管理、公共交通運營、電子付費服務、商用車輛營運、應急管理、先進的車輛控制與安全系統七大系統構成的國家ITS體系結構。對于ITS的總體規劃和設計來說,最重要的任務就是ITS體系結構的開發(ITS體系結構將在第2章詳述),它也是歷屆ITS世界大會的一個主題。1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.1國外智能運輸系統的發展趨勢(1)重點開發智能運輸系統體系結構日本于1998年在四省一廳的支持下開始開發ITS體系結構,1999年完成,建成了一個由先進的導航系統、電子收費系統、輔助安全駕駛、優化交通管理、道路管理效率化、協助公交車輛運營、商用車效率化、協助行人、協助緊急車輛運營等九大領域構成的國家ITS體系結構。日本歐盟在經過了DRIVEI之后,不得不加強各國的協調,制定統一的規范和協議為主導方向,啟動了DRIVEII計劃,1998年又開始了全歐的ITS體系結構項目KAREN,從而揭開了歐盟ITS研究新的一頁,這足以說明系統結構開發在ITS中的重要地位。歐盟1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.1國外智能運輸系統的發展趨勢(2)交通安全成為重點發展方向交通安全逐漸成為各國關注的焦點,一些發達國家對交通安全的重視程度甚至超過了對交通效率的關注,這也是近幾年來國際ITS的熱點問題。1在基礎設施、法律和教育方面采取相應的措施2智能運輸與安全技術的開發和應用是重要手段利用先進的信息與通信技術,加快安全系統的研發與集成應用,為道路安全提供全面的安全解決方案。除自主式的車載安全裝置外,還需考慮車路協調合作方式,即通過車車以及車路通信技術獲取道路環境信息,從而有效的評估潛在危險并優化車載安全系統的功能。以人的因素為基礎,防止駕駛員分神;促進碰撞防止系統的開發應用。1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.1國外智能運輸系統的發展趨勢(3)日益重視智能運輸系統標準化研究ITS是先進的信息技術、通信技術、電子技術和交通運輸管理系統相結合的大系統,其最基本的特征是“集成”,而標準化是系統集成的重要基礎。然而,在ITS的開發熱潮中,曾一度忽視標準化的工作,ITS的國際標準化組織ISO/TC204的建立就比ITS的發展本身所滯后。各國在ITS開發與利用的實踐中越來越清醒地認識到,沒有標準化,就不可能實現有效的智能運輸系統。ITS標準化日益受到各國重視,目前已有50多個國家加入了TC204。1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.1國外智能運輸系統的發展趨勢(3)日益重視智能運輸系統標準化研究各國都在積極推進ITS標準化工作,其中美日歐是ITS標準化工作成效顯著的地區。美國為了保證標準化的發展能在產業界集思廣益,先是通過各民間組織制定標準,然后由ITSAmerica和美國運輸部共同確定了各標準研究的優先級,并確定以“國際合作、完善標準、培訓人員”為資助重點。顯然,美國想利用其技術優勢、經濟優勢變美國標準為世界標準,搶占國際ITS市場。日本盡管國家ITS體系結構起步相對較晚,但ITS標準化工作并不落后,積極地在國內推進標準化,極力使自己的標準發展為國際標準。歐盟高度重視ITS標準的國際化,主張建立一個開放的、柔性的標準化體系結構,保證全歐范圍不同系統和應用之間的互操作性。美日歐競相向國際標準化組織提出ITS的系統方案,以便使之成為標準,爭奪ITS國際市場的目標是顯而易見的。關于ITS標準化的內容本書將在第13章詳細說明。1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.1國外智能運輸系統的發展趨勢(4)智能運輸系統建設出現了從單一的道路運輸智能化向綜合運輸智能化的方

向發展的趨勢目前世界ITS的發展主流是道路運輸的智能化。但是,要根本解決交通運輸問題,必定要實現整個綜合運輸系統的智能化。歐盟率先于1995年制定了多式聯運智能化具體計劃,其實施結果日益顯示出綜合智能運輸系統較之道路智能運輸系統能提供更有效、更安全、更少污染、更具有吸引力的服務。多式聯運智能化在美國受到廣泛關注,目前正在積極探討推進多式聯運智能化的有效途徑。日本由于在大城市通勤客運方面早已以公共運輸為主,所以至今在綜合運輸智能化方面尚未取得明顯進展。1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢2017年,國務院印發《“十三五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》(簡稱“《規劃》”)。《規劃》中重要的一部分內容就是“提升交通發展智能化水平”,對構建我國的“智能交通”體系提出要求。《規劃》提出,到2020年基本建成安全、便捷、高效、綠色的現代綜合運輸交通體系,部分地區和領域要率先基本實現交通運輸的現代化。1.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢近幾年,移動互聯網不斷融入社會生活的各個領域,公路客運亦在其中。在“十二五”時期,國內已出現借助移動互聯網技術的新型公共客運服務方式,如商務班車、定制公交等。一些城市提供本地化的移動終端公交手機應用程序(簡稱App),線路、站點、換乘信息、首末班查詢、票制、票價等靜態信息服務通常已經具備,在此基礎上,動態信息服務,如車輛位置、到站時間、到站距離等信息也越來越豐富、及時和準確。“十三五”期間,互聯網技術將從多個方面促進“智能交通”發展,將同交通行業深度滲透融合,對相關環節產生深刻變革,并將成為建設智慧交通的提升技術和重要思路。互聯網深入交通各個方面11.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢以往的公共交通信息服務多為片段式的、單一方式的,比如,城市公交和長途客運的信息是分開的。而如今,要在整個出行鏈上,打通不同交通方式之間的信息壁壘,獲得長途客運、公交、地鐵的綜合信息。交通運輸部提出,近5年來,交通運輸領域最突出的變化是“融合”。促進聯程聯運發展,是各種運輸方式融合發展的主攻方向。公路客運逐步從中長途轉向中短途,轉向對鐵路、民航的接駁運輸以及城鄉客運等方面,使運輸結構更合理。各種運輸方式融合發展、轉型升級,其組合效率將大幅提高,為提高交通供給質量和效率提供支撐。未來隨著“智能交通”數據資源交換體系的完善,跨區域的“一站式”信息服務也會逐步得到普及。各種交通方式融合更加密切21.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢打造“智能交通”系統,不可或缺的是智能化的交通基礎設施和車輛。《規劃》中提到,要開展新一代國家交通控制網、智慧公路建設試點,推動路網管理、車路協同和出行信息服務的智能化;優化城市交通需求管理,提升城市交通智能化管理水平。我國城鎮化發展較快,以往都是城市交通規劃被動適應城市發展。在構建“智能交通”體系的過程中,智能化的基礎設施和車輛是密不可分、需要共同進步的關鍵因素。提高道路和客車智能水平31.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢“十三五”期間,隨著云計算、大數據、移動互聯網、社交網絡媒體等新興技術的發展,其在智慧交通行業中的應用將更加普及。①物聯網:激活智能要素。通過各類傳感器、移動終端或電子標簽,使信息系統對外部環境的感知更加豐富細致,這種感知為人、車、路、貨、系統之間的相互識別、交互操作或智能控制提供了無限可能。②云計算、大數據:點亮交通管理智慧。面對增長迅速的海量數據,在云計算、大數據等技術支撐保障下,未來的交通管理系統將具備強大的存儲能力、快速的計算能力以及科學的分析能力,系統模擬現實世界和預測判斷的能力更加出色,能夠從海量數據中快速、準確提取出高價值信息,為管理決策人員提供應需而變的解決方案,交通管理的預見性、主動性、及時性、協同性、合理性將大幅提升。新興技術應用更加普及41.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢③移動互聯網:提高信息服務水平。服務是交通運輸的本質屬性,隨著移動互聯網、智能移動終端大范圍應用,信息服務向個性化、定制化發展。信息服務系統與交通要素的信息交互更加頻繁,系統對用戶的需求跟蹤、識別更加及時準確,能夠為用戶提供交通出行或貨物運輸的全過程規劃、實時導航和票務服務,基于位置的信息服務和主動推送式服務水平大大改善。新興技術應用更加普及41.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢在信息系統愈發普及的今天,數據的搜集、整理與分析更為重要。《規劃》中提出,推進云計算與大數據的應用;強化交通運輸信息采集、挖掘和應用,促進交通各領域數據資源綜合開發利用和跨部門共享共用;推動交通旅游服務等大數據應用示范。另外,還要建設綜合交通運輸統計信息資源共享平臺。充分利用政府和企業的數據信息資源,挖掘分析人口遷徙、公眾出行、樞紐客貨流等特征和規律,加強對交通發展的決策支撐。智能化的交通系統能夠記錄客車的實時運行數據,通過大數據分析客運需求和供給之間的關系,如線路的走向、線網的布置與實際客流的需求是否一致。客運大數據可幫助管理者作出決策,調整線路、對客運系統進行優化。加強對大數據的應用51.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢加快推進綠色循環低碳交通運輸發展,是加快轉變交通運輸發展方式、推進交通運輸現代化的一項艱巨而緊迫的戰略任務。

近年來,國家層面通過出臺相關政策、開展城市試點等方式積極推進綠色交通建設。

“十三五”期間,隨著科技的不斷創新、國家政策的強力支持,綠色交通將成為交通運輸發展的新底色,節能減排將成為智慧交通發展的關鍵詞。大力發展車聯網,提高車輛運行效率;重視智能汽車的發展,提升車輛智能化水平,加強車輛的智能化管理;積極采用混合動力汽車、替代料車等節能環保型營運車輛;構建綠色“慢行交通”系統,提高公共交通和非機動化出行的吸引力;構建綠色交通技術體系,促進客貨運輸市場的電子化、網絡化提高運輸效率,降低能源消耗,實現技術性節能減排。綠色交通成為交通發展新底色61.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢合作式智能交通(美國稱為互聯車輛)是近年來國際智能交通界關注的重要方向。它將無線通信、傳感器和智能計算等前沿技術綜合應用于車輛和道路基礎設施,通過車與車、車與路信息交互和共享,首先實現車輛運行的安全保障,其次實現綠色駕駛和交通信息服務。

另外值得重視的方向是自動駕駛汽車,這雖然是從智能交通誕生起就在研究的領域,但是近幾年的發展極為迅速,在高速公路和城市道路上的測試試驗已經在發達國家普遍開展。自動駕駛汽車在無人干預的條件下自動運行幾千公里的例子比比皆是。低速無人駕駛汽車在發達國家的開發和試驗也接近實用,在特殊區域、開放道路、居民社區已經進行了大量運行試驗,新出行模式的萌芽已經開始顯現。合作式智能交通和自動駕駛將成為智能交通的重點71.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢智能交通最大的特點是高速移動的交通工具間、交通工具與基礎設施間的可靠數據交互和流數據的計算,而這些特殊的要求對寬帶移動通信技術和計算技術的進步起到了強大的推動作用。例如超高速無線局域網和5G移動通信(5thgeneration,第五代移動通信系統)都把低延時作為一個重要指標,甚至提出5G移動通信延時不超過1ms,這個指標就是直接對應于交通安全應用要求的。此外,快速移動車輛在通信網絡內要求不中斷的數據連接以保證流數據的計算,這就對通信的傳輸控制協議和流計算技術提出了新要求,現有的公用通信系統中是無法實現的。相關技術近年來已取得了不少突破,為實現智能駕駛和自動駕駛提供了支撐環境。智能交通的特殊要求推動信息技術發展81.4智能運輸系統發展趨勢1.4.2國內智能運輸系統的發展趨勢我國現有的ITS體系框架和標準化體系是20世紀末借鑒國際ITS發展的經驗,結合我國實際國情制定的。部門對智能交通標準體系進行了修訂,將智能交通領域的通

近年來,在交通運輸部和國家標準委的安排下,相關信應用技術、車路和車車合作技術、移動互聯交通應用技術、交通信息安全管理等內容補充進標準體系。同時,我國ITS建設發展中,立足國情創新發展了許多智能交通新的應用和技術,成效突出。總結發展成果,立足國情,跟蹤國際新技術發展動態,適時完善和豐富我國ITS體系框架,將是未來我國

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