1、1智能交通系统课程名称课程名称http:/2第一章 绪论第一节第一节 智能运输系统智能运输系统(ITS)的产生与发展的产生与发展 第二节第二节 智能运输系统智能运输系统(ITS)的研究内容的研究内容 重点讲解重点讲解补充材料补充材料课程名称课程名称http:/31.1 智能运输系统(ITS)的产生与发展 1.1.1 交通的内涵交通的内涵交通是指人、物以及信息的空间的移动。交通是指人、物以及信息的空间的移动。实际上，一般把人和物的移动划分到交通领域，而把信实际上，一般把人和物的移动划分到交通领域，而把信息的传递划分到通信领域。息的传递划分到通信领域。1.1.2 人类交通发展简史人类交通发展简史人
2、类转入定居生活以后，以住地为中心的步行交通的历人类转入定居生活以后，以住地为中心的步行交通的历史就开始了，水上和陆路运输都是利用天然的运输工具，史就开始了，水上和陆路运输都是利用天然的运输工具，原始运输方式主要依靠人力搬运和动物驮载。原始运输方式主要依靠人力搬运和动物驮载。大约公元前大约公元前4000年，车的发明是运输史上新的里程碑。年，车的发明是运输史上新的里程碑。马车的出现，使道路交通进入了马车运输阶段。马车的出现，使道路交通进入了马车运输阶段。课程名称课程名称http:/41.1 智能运输系统(ITS)的产生与发展 1765年英国人詹姆士年英国人詹姆士瓦特总结前人的经验，研制出了世瓦特总
3、结前人的经验，研制出了世界上第一台具有独立性的动力机械界上第一台具有独立性的动力机械蒸汽发动机。蒸汽发动机。1866年，奥托公司生产的年，奥托公司生产的“活塞式四冲程奥托内燃机活塞式四冲程奥托内燃机”使使交通运输的发展又进入了一个新的阶段。交通运输的发展又进入了一个新的阶段。1885-1889年，戴姆勒和他的助手制造了装有内燃机的年，戴姆勒和他的助手制造了装有内燃机的4轮实验汽车，标志着汽车运输时代的来临。轮实验汽车，标志着汽车运输时代的来临。卡尔本茨与其1886年制造的奔驰三轮车 课程名称课程名称http:/51.1 智能运输系统(ITS)的产生与发展 1886-l920年，是汽车交通发展的
4、早期阶段，是世界铁路年，是汽车交通发展的早期阶段，是世界铁路大发展的时期。大发展的时期。1920-1945年，是铁路发展的中期阶段，道路运输成为短年，是铁路发展的中期阶段，道路运输成为短途运输主力，并在中、长运输中开始崭露头角，与铁路、途运输主力，并在中、长运输中开始崭露头角，与铁路、水路竞争。这一时期出现了高速公路。水路竞争。这一时期出现了高速公路。1945年至现在的年至现在的70多年间，公路发展十分迅速，道路运多年间，公路发展十分迅速，道路运输在综合交通运输体系中起着主导作用。输在综合交通运输体系中起着主导作用。电力的发明也是电力的发明也是20世纪最大的科学技术成果之一，电车、世纪最大的科
5、学技术成果之一，电车、地铁、轻轨已成为大城市交通的重要载客工具。地铁、轻轨已成为大城市交通的重要载客工具。实践证明，交通运输史是科学技术发展史的缩影。科学实践证明，交通运输史是科学技术发展史的缩影。科学技术的发展推动了交通运输的发展，技术的发展推动了交通运输的发展，ITS正是现代科学技正是现代科学技术发展的必然产物。术发展的必然产物。课程名称课程名称http:/61.1 智能运输系统(ITS)的产生与发展 1.1.3 智能运输系统的产生智能运输系统的产生随着现代经济社会的发展，交通问题日益显现。随着现代经济社会的发展，交通问题日益显现。限制车辆的增加或者通过大量建设不是解决交通问题的限制车辆的
6、增加或者通过大量建设不是解决交通问题的好办法。好办法。智能运输系统利用现代科学技术在道路、车辆和驾驶员智能运输系统利用现代科学技术在道路、车辆和驾驶员（乘客）之间建立起智能的联系。借助系统的智能，车（乘客）之间建立起智能的联系。借助系统的智能，车辆可以在道路上安全、自由地行驶，靠智能化手段将车辆可以在道路上安全、自由地行驶，靠智能化手段将车辆运行状态调整到最佳，保障人、车、路的和谐统一，辆运行状态调整到最佳，保障人、车、路的和谐统一，在极大地提高运输效率的同时，充分保障交通安全、改在极大地提高运输效率的同时，充分保障交通安全、改善环境质量、提高能源利用率。智能运输系统也称为智善环境质量、提高能
7、源利用率。智能运输系统也称为智能交通系统。能交通系统。课程名称课程名称http:/71.2 智能运输系统智能运输系统(ITS)的研究内容的研究内容 1.2.1 日本日本ITS的研究内容的研究内容日本是最早进行日本是最早进行ITS研究的国家。研究的国家。20世纪世纪70年代是日本研究年代是日本研究ITS的初始阶段的初始阶段20世纪世纪80年代，警察厅在全国设置了交通控制中心，成年代，警察厅在全国设置了交通控制中心，成立了日本交通管理技术协会。立了日本交通管理技术协会。1994年成立了车辆、道路、交通智能化促进协会，该协年成立了车辆、道路、交通智能化促进协会，该协会由警察厅、通产省、运输省、邮政省
8、、建设省五省厅会由警察厅、通产省、运输省、邮政省、建设省五省厅和民间企业以及学术团体组成。和民间企业以及学术团体组成。课程名称课程名称http:/81.2 智能运输系统智能运输系统(ITS)的研究内容的研究内容1.2.2 欧洲欧洲ITS的研究内容的研究内容欧洲的许多道路、交通管理中心、物流公司、车辆等都欧洲的许多道路、交通管理中心、物流公司、车辆等都已经应用了智能交通技术，产生了很多积极的影响，如已经应用了智能交通技术，产生了很多积极的影响，如帮助人们尽快找到目的地、避开交通拥堵、交通事故等。帮助人们尽快找到目的地、避开交通拥堵、交通事故等。欧洲还通过采取一些政治措施来进一步加强欧洲还通过采取
9、一些政治措施来进一步加强ITS技术的实技术的实施和应用，如施和应用，如ITS Directive，eSafety Forum和和EasyWay。智能交通公司支持各国之间的合作，比如智能交通公司支持各国之间的合作，比如 ITS Directive项目就会在欧盟各成员国执行。项目就会在欧盟各成员国执行。智能交通公司逐步成为各成员国提供一个合作的平台，智能交通公司逐步成为各成员国提供一个合作的平台，共同探讨国家共同探讨国家ITS行动方案。在执行密切合作的各项服务行动方案。在执行密切合作的各项服务时大家会有一个共同的利益，在此基础上时大家会有一个共同的利益，在此基础上ERTICO能更能更有效的为各成员
10、国解决各种问题，努力实现这个共同利有效的为各成员国解决各种问题，努力实现这个共同利益。益。课程名称课程名称http:/91.2 智能运输系统智能运输系统(ITS)的研究内容的研究内容1.2.3 美国美国ITS的研究内容的研究内容ITS涉及的技术领域很广，包括影像处理，土木工程，电涉及的技术领域很广，包括影像处理，土木工程，电子工程，机械工程，工业工程，交通工程，计算机科学，子工程，机械工程，工业工程，交通工程，计算机科学，运筹学，以及车辆控制等领域。运筹学，以及车辆控制等领域。系统工程原理是系统工程原理是ITS项目的灵魂，而信息流则是项目的灵魂，而信息流则是ITS研究研究的重点。的重点。从现在
11、起到从现在起到2011年，美国政府和私人公司将投资年，美国政府和私人公司将投资2，000亿美元建造全国亿美元建造全国ITS系统，包括智能交通基础结构和智能系统，包括智能交通基础结构和智能车辆系统，其中车辆系统，其中80%将由私人公司以各种方式提供。将由私人公司以各种方式提供。课程名称课程名称http:/101.2 智能运输系统智能运输系统(ITS)的研究内容的研究内容1.2.4 中国中国ITS的研究内容的研究内容中国中国ITS的体系框架共分为的体系框架共分为8个服务领域、个服务领域、34项服务内容、项服务内容、138项子服务。项子服务。（一）前期阶段（一）前期阶段（5年）年）目标：缓解交通需求
12、矛盾，提高交通通行能力，减少中目标：缓解交通需求矛盾，提高交通通行能力，减少中心区交通负荷。心区交通负荷。（二）发展阶段（二）发展阶段（10年）年）目标：在综合信息网络平台下，形成信息管理、信息通目标：在综合信息网络平台下，形成信息管理、信息通信、信息服务子系统，实现交通信息双向交互；实施交信、信息服务子系统，实现交通信息双向交互；实施交通指挥、控制，达到减少堵塞时间、降低交通事故、出通指挥、控制，达到减少堵塞时间、降低交通事故、出行便捷及保护环境的目的。行便捷及保护环境的目的。课程名称课程名称http:/111.2 智能运输系统智能运输系统(ITS)的研究内容的研究内容（三）成熟阶段（三）成
13、熟阶段（10年）年）目标：以目标：以ITS的发展推动信息化社会的进程，创立新产业，的发展推动信息化社会的进程，创立新产业，开拓新市场。开拓新市场。目前我国尚处于第一个阶段，要完成以下任务目前我国尚处于第一个阶段，要完成以下任务：1）ITS标准化的制定；标准化的制定；2）ITS相关部门完成本行业相关部门完成本行业ITS发展规划及信息化建设目标；发展规划及信息化建设目标；3）加强宣传、教育，发动有关企业开展）加强宣传、教育，发动有关企业开展ITS开发；开发；4）加强国际交流，了解国际）加强国际交流，了解国际ITS的动态，消化、吸收国际先的动态，消化、吸收国际先进技术，研发我国进技术，研发我国ITS
14、技术及产品；技术及产品；5）进行）进行ITS示范工程建设，推广应用示范工程建设，推广应用ITS技术；技术；课程名称课程名称http:/121.2 智能运输系统智能运输系统(ITS)的研究内容的研究内容1.2.5 ISO标准中的标准中的ITS服务领域服务领域国际标准组织国际标准组织1999年在技术报告年在技术报告ISO/TR 14813中对运输中对运输信息和控铺系统的服务进行了划分。信息和控铺系统的服务进行了划分。国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）与国际电信联盟（）与国际电信联盟（ITU）宣布将）宣布将在迅速发展的智能交通系统（在迅速发展的智能交通系统（ITS）领域建立一个新的伙）领域建立
15、一个新的伙伴关系伴关系ITS通信联合特别小组，用于加速智能交通系统通信联合特别小组，用于加速智能交通系统（ITS）产品和服务的部署。参加）产品和服务的部署。参加2011年初日内瓦车展期年初日内瓦车展期间由间由ITU、ISO以及以及IEC共同举办的全网络化汽车活动的共同举办的全网络化汽车活动的行业专家一致认为，未来的行业专家一致认为，未来的20年将见证汽车产业向智能年将见证汽车产业向智能交通系统（交通系统（ITS）的巨大转变。）的巨大转变。课程名称课程名称http:/13关键知识关键知识 智能运输系统：智能运输系统：Intelligent Transportation Systems（简称（简称
16、ITS），是通过关键基础理论模型的研究，从而将信息技），是通过关键基础理论模型的研究，从而将信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。实时、准确、高效的交通运输管理系统。课程名称课程名称http:/14重点讲解重点讲解 重点重点1：ITS的主要用户服务功能的主要用户服务功能出行中交通信息：出行和交通管理、交通需求管理、公出行中交通信息：出行和交通管理、交通需求管理、公共交通运行、电子付款服务、商用车辆运行
17、；共交通运行、电子付款服务、商用车辆运行；交通需求管理：出行前交通信息、汽车共乘和预约服务、交通需求管理：出行前交通信息、汽车共乘和预约服务、需求管理和运行需求管理和运行公共交通运行：公共交通管理、出行中公共交通管理、公共交通运行：公共交通管理、出行中公共交通管理、随需求而定的公共交通管理、公共交通安全随需求而定的公共交通管理、公共交通安全电子付款服务与商用车辆运行：电子付款服务、商用车电子付款服务与商用车辆运行：电子付款服务、商用车辆电子通行、自动路边安全检查、车上安全监视、商用辆电子通行、自动路边安全检查、车上安全监视、商用车辆行政过程、危险物品事故处理、商用车辆管理车辆行政过程、危险物品
18、事故处理、商用车辆管理紧急处理：紧急通知和个人安全、紧急车辆管理紧急处理：紧急通知和个人安全、紧急车辆管理自动车辆控制和安全系统：纵向碰撞避免、横向碰撞避自动车辆控制和安全系统：纵向碰撞避免、横向碰撞避免、道路交叉口碰撞避免、碰撞避免中的视力提高、安免、道路交叉口碰撞避免、碰撞避免中的视力提高、安全准备、碰撞前的紧急安排、自动公路系统全准备、碰撞前的紧急安排、自动公路系统课程名称课程名称http:/15补充材料：智能交通系统的核心服务领域补充材料：智能交通系统的核心服务领域 目前国际上公认的智能交通系统的服务领域为六个方面：目前国际上公认的智能交通系统的服务领域为六个方面：先进的交通信息服务系
19、统、先进的交通管理系统、先进先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、货运管理系统、的公共交通系统、先进的车辆控制系统、货运管理系统、电子收费系统、紧急救援系统。电子收费系统、紧急救援系统。1、先进的交通信息服务系统（、先进的交通信息服务系统（ATIS）随着信息网络技术的发展，科学家们已经提出将随着信息网络技术的发展，科学家们已经提出将ATIS建建立在因特网上，并采用多媒体技术，这将使立在因特网上，并采用多媒体技术，这将使ATIS的服务的服务功能大大加强，汽车将成为移动的信息中心和办公室。功能大大加强，汽车将成为移动的信息中心和办公室。课程名称课程名称
20、http:/16补充材料：智能交通系统的核心服务领域补充材料：智能交通系统的核心服务领域2、先进的交通管理系统（、先进的交通管理系统（ATMS）这个系统有一部分与这个系统有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系共用信息采集、处理和传输系统，但是统，但是ATMS主要是给交通管理者使用的，它将对道主要是给交通管理者使用的，它将对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视，根据收集到的信息，对交通进行控制，进行实时的监视，根据收集到的信息，对交通进行控制，如：信号灯、发布诱导信息、道路管制、事故处理与救如：信号灯、发布诱导信息
21、、道路管制、事故处理与救援等。援等。3、先进的公共交通系统（、先进的公共交通系统（APTS）这个系统的主要目的是改善公共交通的效率（包括：公这个系统的主要目的是改善公共交通的效率（包括：公共汽车、地铁、轻轨交通、城郊铁路和城市间的长途公共汽车、地铁、轻轨交通、城郊铁路和城市间的长途公共汽车），使公交系统实现安全便捷、经济、运量大的共汽车），使公交系统实现安全便捷、经济、运量大的目标。目标。课程名称课程名称http:/17补充材料：智能交通系统的核心服务领域补充材料：智能交通系统的核心服务领域4、先进的车辆控制系统（、先进的车辆控制系统（AVCS）AVCS目前还处于研究试验阶段，从当前的发展看，
22、可以目前还处于研究试验阶段，从当前的发展看，可以分为两个层次：分为两个层次：一是车辆辅助安全驾驶系统，该系统有以下几个部分：一是车辆辅助安全驾驶系统，该系统有以下几个部分：车载传感器（微波雷达、激光雷达、摄像机、其他形式车载传感器（微波雷达、激光雷达、摄像机、其他形式的传感器等）、车载计算机和控制执行机构等，行驶中的传感器等）、车载计算机和控制执行机构等，行驶中的车辆通过车载的传感器测定出与前车、周围车辆以及的车辆通过车载的传感器测定出与前车、周围车辆以及与道路设施的距离和其他情况，车载计算机进行处理，与道路设施的距离和其他情况，车载计算机进行处理，对驾驶员提出警告，在紧急情况下，强制车辆制动
23、。对驾驶员提出警告，在紧急情况下，强制车辆制动。二是自动驾驶系统，装备了这种系统的汽车也称为智能二是自动驾驶系统，装备了这种系统的汽车也称为智能汽车，它在行驶中可以做到自动导向，自动检测和回避汽车，它在行驶中可以做到自动导向，自动检测和回避障碍物，在智能公路上，能够在较高的速度下自动保持障碍物，在智能公路上，能够在较高的速度下自动保持与前车的距离。必须指出的是，智能汽车在智能公路上与前车的距离。必须指出的是，智能汽车在智能公路上使用才能发挥出全部功能，如果在普通公路上使用，它使用才能发挥出全部功能，如果在普通公路上使用，它仅仅是一辆装备了辅助安全驾驶系统的汽车。仅仅是一辆装备了辅助安全驾驶系统
24、的汽车。课程名称课程名称http:/18补充材料：智能交通系统的核心服务领域补充材料：智能交通系统的核心服务领域5、货运管理系统、货运管理系统这里的货运管理系统是指以高速道路网和信息管理系统这里的货运管理系统是指以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系为基础，利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网统。综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术有效组织货物运输，提高货运效率。络技术有效组织货物运输，提高货运效率。6、电子收费系统（、电子收费系统（ETC）使用者在市场购买车载的电子收费装置，经政府指定的使用
25、者在市场购买车载的电子收费装置，经政府指定的部门加装安全模块后即可安装在自己的车上，然后向高部门加装安全模块后即可安装在自己的车上，然后向高速公路公司或银行预交一笔通行费，领到一张内部装有速公路公司或银行预交一笔通行费，领到一张内部装有芯片的通行卡（即芯片的通行卡（即IC卡），将其安装在自己汽车的指定卡），将其安装在自己汽车的指定位置，这样当汽车通过收费站的不停车收费车道时，该位置，这样当汽车通过收费站的不停车收费车道时，该车道上安装的读取设备与车上的卡进行相互通信，自动车道上安装的读取设备与车上的卡进行相互通信，自动在预交帐户上将本次通行费扣除。在预交帐户上将本次通行费扣除。课程名称课程名称http:/19补充材料：智能交通系统的核心服务领域补充材料：智能交通系统的核心服务领域7、紧急救援系统（、紧急救援系统（EMS）紧急救援系统是一个特殊的系统，它的基础是紧急救援系统是一个特殊的系统，它的基础是ATIS、ATMS和有关的救援机构和设施，通过和有关的救援机构和设施，通过ATIS和和ATMS将将交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体，为道交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体，为道路使用者提供车辆故障现场紧急处置、拖车、现场救护、路使用者提供车辆故障现场紧急处置、拖车、现场救护、排除事故车辆等服务。排除事故车辆等服务。
