（載運(yùn)工具運(yùn)用工程專(zhuān)業(yè)論文）面向城市的智能交通管理系統(tǒng).pdf

武漢理工人學(xué)碩士學(xué)位論文 捅要 近年來(lái)我國(guó)的機(jī)動(dòng)車(chē)保有量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng) 城市交通需求也隨之急劇增 加 而目前我國(guó)城市的交通基礎(chǔ)設(shè)旌的增長(zhǎng)速度已不能滿足日益增長(zhǎng)的交通需 求 交通阻塞 路網(wǎng)利用率低 交通事故增加 環(huán)境污染加劇等成為我國(guó)城市 交通面臨的嚴(yán)重問(wèn)題 國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明 解決城市交通問(wèn)題的有效方法是在現(xiàn) 有交通基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上 提高交通管理水平 達(dá)到從根本上解決問(wèn)題的目的 先進(jìn)的交通管理系統(tǒng) a d v a n c e dt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e m a t m s 是i t s 的重要子系統(tǒng)之一 通過(guò)將交通信息采集技術(shù) 數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù) 電子控制 技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等綜合應(yīng)用到交通管理系統(tǒng)和車(chē)輛 提高現(xiàn)有路網(wǎng)的利 用率 減少道路交通擁擠程度 交通事故的發(fā)生率以及因交通擁擠 事故等造 成的出行時(shí)間延長(zhǎng) 降低油耗 減少?gòu)U氣排放等 就我國(guó)目前交通基礎(chǔ)設(shè)施的 建設(shè)情況以及在未來(lái)幾年機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的增長(zhǎng)狀況來(lái)看 只能是通過(guò)科學(xué)的控 制方法和管理手段 來(lái)緩解車(chē)輛增加造成的交通需求壓力 城市智能交通管理系統(tǒng)正是通過(guò)對(duì)高科技 高水平的技術(shù)的應(yīng)用 來(lái)提高 交通管理系統(tǒng)的工作效率 達(dá)到改變城市交通混亂的局面的目的 本論文在討 論國(guó)內(nèi)外i t s 與a t m s 發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上 詳細(xì)介紹了城市智能交通管理系統(tǒng) 組成及其子系統(tǒng)的組成和工作原理 并將其應(yīng)用在武漢市 設(shè)計(jì)了武漢市智能 交通管理系統(tǒng)的基本方案 城市智能交通管理系統(tǒng)是目前解決我國(guó)城市交通問(wèn)題的主要手段 是通過(guò) 科學(xué)手段對(duì)交通運(yùn)營(yíng)和設(shè)施進(jìn)行一體化的控制和管理 本論文對(duì)城市智能交通 管理系統(tǒng)作了比較全面的研究 對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的組成都作了較深入的分析 主 要介紹了目前我國(guó)所采用的交通檢測(cè)器的性能及這些技術(shù)優(yōu)化組合的原則 介 紹了智能監(jiān)控系統(tǒng)的組成及主要控制方法 分析了緊急事件快速響應(yīng)系統(tǒng)的組 成及其子系統(tǒng)的功能 并主要對(duì)g p s 車(chē)輛定位系統(tǒng)和最優(yōu)路徑選擇算法作了詳 細(xì)的分析和研究 最后在了解城市智能交通管理系統(tǒng)組成和工作原理及國(guó)內(nèi) a t m s 發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上 結(jié)合武漢市交通現(xiàn)狀和交通智能化的技術(shù)水平 提出 了武漢市智能交通管理系統(tǒng)的雛形 關(guān)鍵詞 智能交通系統(tǒng) 城市智能交通管理系統(tǒng) 交通信息采集 緊急事件系 統(tǒng) g p s 亟堡堡士查堂堡主蘭堡絲塞 a b s t r a c t i nt h er e c e n ty e a r so u rc o u n t r y sv e h i c l eh o l d sa s s u m e dt h eg e o m e t r i cs e r i e st o g r o w m u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o nd e m a n di s a l s oa l o n gw i t hs h a r pg r o w t h b u ta t p r e s e n t t h er a t eo fo u rc i t yt r a n s p o r t a t i o ni n f r a s t r u c t u r er i s eh a s n o tb e e na b l et om e e t t h et r a n s p o r t a t i o nn e e dw h i c hg r o w sd a yb yd a y t r a f f i cj a m t h er o a dn e t w o r ku s e f a c t o ri sl o w t h et r a f f i ca c c i d e n ti n c r e a s e s t h ee n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o ni n t e n s i f i e sa n d s oo nt ob e c o m et h es e r i o u sp r o b l e mw h i c ho u rc o u n t r ym u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o n f a c e s t h ed o m e s t i ca n df o r e i g np r a c t i c e sp r o o f t h ee f f e c t i v em e t h o do fs o l v i n gt h e m u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o nq u e s t i o ni st or a i s et h et r a f f i cc o n t r o ll e v e lo nt h ee x i s t i n g t r a f f i ci n f r a s t r u c t u r ef o u n d a t i o nt oa c h i e v ef u n d a m e n t a l l yt h eg o a lo fs o l v i n gt h e q u e s t i o n t h ea d v a n c e dt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e mi so n eo fi t si m p o r t a n ts u b s y s t e m s i ta p p l i e st h et r a n s p o r t a t i o ni n f o r m a t i o ng a t h e r i n gt e c h n o l o g y d a t ac o m m u n i c a t i o n s y n t h e s i s t r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y e l e c t r o n i cc o n t r o lt e c h n o l o g y a n dc o m p u t e r p r o c e s s i n gt e c h n o l o g yt ot h et r a f f i cc o n t r o ls y s t e ma n dt h ev e h i c l e s t oe n h a n c et h e e x i s t i n gr o a dn e t w o r ku s ef a c t o r t or e d u c et h er o a dt r a f f i cc r o w d e dd e g r e ea n dt h e t r a f f i ca c c i d e n tf o r m a t i o nr a t e t or e d u c eaj o u r n e y st i m ei sd u et ot h et r a f f i c c o n g e s t i o n t h ea c c i d e n ta n ds oo n a n dt or e d u c et h eo i lc o n s u m p t i o na n dt h ee x h a u s t e m i s s i o na n ds oo n a tp r e s e n t a c c o r d i n gt ot h et r a n s p o r t a t i o ni n f r a s t r u c t u r e c o n s t r u c t i o ns i t u a t i o na n dt h ev e h i c l eh o l d sg r o w t hc o n d i t i o ni nt h ef u t u r es e v e r a l t h e o n l yw a yi st h r o u g ht h es c i e n c ec o n t r o lm e t h o da n dt h em a n a g e m e n tm e t h o dt o a l l e v i a t et h et r a n s p o r t a t i o nd e m a n dp r e s s u r ew h i c ht h ev e h i c l e si n c r e a s ec r e a t e s t h ei n t e l l i g e n tt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e ma p p l i e sp r e c i s e l yt h eh i g ht e c ha n d t h eh i g hl e v e lt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o nt oe n h a n c et h ew o r k i n g e f f i c i e n c yo ft h et r a f f i c c o n t r o ls y s t e m a n dt oa c h i e v et h eg o a lo fc h a n g i n gt h em u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o n c h a o t i ca s p e c t t h i st h e s i sd i s c u s s e st h ec o m p o s i t i o no fi t sa n da t m s a l s o d e s c r i b e st h ep r e s e n ts i t u a t i o na n dt e n d e n c yo fi t sa n da t m sd e v e l o p m e n ti nt h e d o m e s t i ca n df o r e i g n u n i f i e sw u h a nt h es i t u a t i o nt op l a na n dt oc o n s t r u c tt h e i n t e l l i g e n tt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e mo fw u h a n a tp r e s e n t t h ec i t yi n t e l l i g e n tt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e mi st h em a i nm e t h o d o fs o l v i n go u rc o u n t r ym u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o nq u e s t i o n c a r r i e so ni n t e g r a t e dt h e c o n t r o la n dt h em a n a g e m e n tt ot h et r a f f i co p e r a t i o na n dt h ef a c i l i t yi nt h es c i e n t i f i c m e t h o d t h i st h e s i sh a sd o n et h eq u i t ec o m p r e h e n s i v er e s e a r c ht ot h ec i t yi n t e l l i g e n c e t r a f f i cc o n t r o ls y s t e m h a sm a d et h et h o r o u l g ha n a l y s i st oe a c hs u b s y s t e m i tm a i n l y 武漢理t 大學(xué)碩士學(xué)位論文 i n t r o d u c e st h et r a n s p o r t a t i o nd e t e c t o rp e r f o r m a n c ea n dt h e s et e c h n o l o g yo p t i m u m c o m p o s i t i o np r i n c i p l e s a n d i n t r o d u c e st h e i n t e l l i g e n c es u p e r v i s o r ys y s t e m c o m p o s i t i o na n dt h ep r i m a r yc o n t r o lm e t h o d a n dh a sd e s i g n e dt h ee m e r g e n c y r e s p o n s es y s t e mc o m p o s i t i o na n dt h es u b s y s t e m sf u n c t i o n a n dm a i n l yi n t r o d u c et h e d e t a i l e da n a l y s i sa n dt h er e s e a r c ht ot h em o s ts u p e r i o r p a t ha l g o r i t h ma n dt h eg p s v e h i c l e sl o c a t i n g s y s t e m f i n a l l ya f t e ru n d e r s t a n d i n gt h ec i t yi n t e l l i g e n tt r a f f i c m a n a g e m e n ts y s t e mc o m p o s i t i o na n dt h ep r i n c i p l eo fw o r k a n dt h ed o m e s t i ca t m s d e v e l o p m e n tc o n d i t i o n u n i f i e st h ew u h a nt r a n s p o r t a t i o np r e s e n ts i t u a t i o na n dt h e t r a n s p o r t a t i o ni n t e l l e c t u a l i z a t i o nt e c h n i c a ll e v e l i tp r o p o s e st h ew u h a ni n t e l l i g e n t t r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e me m b r y o n i cf o r m k e y w o r d s i t s t h ec i t yi n t e l l i g e n tt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e m t r a n s p o r t a t i o n i n f o r m a t i o n g a t h e r i n g e m e r g e n c yr e s p o n s es y s t e m g p sl o c a t i n g m 叢堡堡蘭盔堂堡主堂堡堡塞 第1 章引言 1 1 智能交通系統(tǒng) it s 概況 今天 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 道路運(yùn)輸已經(jīng)成為最重要的地面運(yùn)輸方 式 在社會(huì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用 但隨著汽車(chē)?yán)辛康脑鲩L(zhǎng) 交通需求 的急劇增長(zhǎng) 進(jìn)入8 0 年代以來(lái) 道路運(yùn)輸所帶來(lái)的交通擁堵 交通事故和噪聲 環(huán)境污染等負(fù)面效應(yīng)也日益突出 逐步成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的全球性問(wèn)題 解決車(chē)和路的矛盾 常用的有兩個(gè)辦法 一是控制需求 二是增加交通基 礎(chǔ)設(shè)施 但這兩個(gè)辦法都有其局限性 交通是社會(huì)發(fā)展和人民生活水平提高的 基本條件 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然帶來(lái)出行的增加 而且我國(guó)汽車(chē)工業(yè)正出于發(fā)展階 段 因此限制車(chē)輛的增加不能從根本上解決問(wèn)題 再者在資源 環(huán)境矛盾越來(lái) 越突出的今天 大量修筑道路基礎(chǔ)設(shè)施的辦法也行不通 這就必須依靠除限制 需求和增加道路設(shè)施外的其它辦法來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的交通需求 智能交通系統(tǒng) i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m 簡(jiǎn)稱(chēng)i t s j 下是解決這一矛盾的途徑之一 智能交通系統(tǒng)f 1 是在完善的運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施上 綜合運(yùn)用先進(jìn)的電子技術(shù) 信 息技術(shù) 傳感器技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)建立起來(lái)的全方位 實(shí)時(shí)準(zhǔn)確 安全 高 效的運(yùn)輸系統(tǒng) 通過(guò)采用智能交通系統(tǒng)的汽車(chē)運(yùn)輸技術(shù) 經(jīng)過(guò)充分的信息交互 達(dá)到人 車(chē) 設(shè)施 環(huán)境和服務(wù)的最佳結(jié)合 實(shí)現(xiàn)提高效率 減少污染 提高 安全性的目標(biāo) i t s 所能提供的汽車(chē)運(yùn)輸服務(wù)技術(shù)內(nèi)容 雖然各國(guó)的名稱(chēng)和分類(lèi)有所差異 但就其主要內(nèi)容都包括如圖1 1 所示的七個(gè)部分 2 1 智能交通系統(tǒng) i t s 糕 1 通管1 理系 統(tǒng)1 a t m s j 先進(jìn) 的公 共交 通系 統(tǒng) a p t s 貨運(yùn) 管理 系統(tǒng) c v o 電子 收費(fèi) 系統(tǒng) e t c 緊急 懌 圖l lt t s 的主要組成部分 先進(jìn) 安全 汽車(chē) a s v 1 先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng) a t i s 先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng) 3 l 是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的 交通參與者 一進(jìn)交信服系0盯 一 褸黼努拶一 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 通過(guò)裝備在道路上 車(chē)上 換乘站上 停車(chē)場(chǎng)上以及氣象中心的傳感器和傳輸 設(shè)備 可以向交通信息中心提供各處的交通信息 該系統(tǒng)得到這些信息并通過(guò) 處理后 實(shí)時(shí)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(chē)場(chǎng)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(chē)上裝備了自動(dòng)定位和導(dǎo)航系統(tǒng) 時(shí) 該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動(dòng)選擇行使路線 2 先進(jìn)的交通管理系統(tǒng) a t m s 這個(gè)系統(tǒng)有一部分與a t i s 共用信息采集 處理和傳輸系統(tǒng) 它對(duì)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(shí)的監(jiān)視 根據(jù)收集到 的信息 對(duì)交通進(jìn)行控制 如 信號(hào)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) a f f s 這個(gè)系統(tǒng)的主要目的是改善公共交通的效率 包括 公共汽車(chē) 地鐵 輕 軌交通 城郊鐵路和城市間的公共汽車(chē) 提供便捷 經(jīng)濟(jì)的 運(yùn)量大的公交系 統(tǒng) 4 貨運(yùn)管理系統(tǒng) c v o 這里的貨運(yùn)管理系統(tǒng)是指以高速道路網(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 5 電子收費(fèi)系統(tǒng) e t c 公路收取通行費(fèi) 是公路建設(shè)資金回收的重要渠道之一 但是隨著交通量 的增加 收費(fèi)站開(kāi)始成為道路上新的瓶頸 電子收費(fèi)系統(tǒng)就是為解決這個(gè)問(wèn)題 而開(kāi)發(fā)的 使用者可以在高速公路公司或銀行預(yù)交一筆通行費(fèi) 領(lǐng)到一張內(nèi)部 裝有電子線路的通行卡 將其安裝在自己汽車(chē)的指定位置 這樣當(dāng)汽車(chē)通過(guò)收 費(fèi)站的不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道時(shí) 該車(chē)道上安裝的讀取設(shè)備與車(chē)上的卡進(jìn)行相互通信 自動(dòng)在預(yù)交賬戶上將本次通行費(fèi)扣除 在現(xiàn)有的車(chē)道上安裝電子不停車(chē)收費(fèi)系 統(tǒng) 可以使車(chē)道的通行能力提高3 5 倍 6 緊急救援系統(tǒng) e m s 緊急救援系統(tǒng)是一個(gè)特殊的系統(tǒng) 它的基礎(chǔ)是a t i s a t m s 和有關(guān)的救援 機(jī)構(gòu)和設(shè)施 通過(guò)a t i s 和a t m s 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(chē)輛故障現(xiàn)場(chǎng)緊急處置 拖車(chē) 現(xiàn)場(chǎng)救護(hù) 排除事故 車(chē)輛等服務(wù) 7 先進(jìn)安全汽車(chē) a s v 2 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 先進(jìn)安全汽車(chē)是指通過(guò)采用電子技術(shù)使汽車(chē)高智能化1 5 j 提高汽車(chē)安全性 作為主要的安全技術(shù)包括預(yù)防安全技術(shù) 事故回避技術(shù) 全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù) 碰 撞安全技術(shù) 防止災(zāi)害擴(kuò)大技術(shù)和車(chē)輛底盤(pán)技術(shù)等六個(gè)方面 其中按車(chē)輛安全 輔助駕駛技術(shù)劃分 可有視野的擴(kuò)展 縱向防撞 橫向防撞等 按車(chē)輛自動(dòng)駕 駛技術(shù)劃分可有自動(dòng)巡航 車(chē)距保持 車(chē)道自動(dòng)跟蹤 自動(dòng)定位停車(chē)等 1 2 先進(jìn)的交通管理系統(tǒng) a t m s 概述 先進(jìn)的交通管理系統(tǒng) a d v a n c e dt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e m a t m s 是i t s 的重要子系統(tǒng)之一 通過(guò)將交通信息采集技術(shù) 數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù) 電子控制 技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等綜合應(yīng)用到交通管理系統(tǒng)和車(chē)輛 提高現(xiàn)有路網(wǎng)的利 用率 減少道路交通擁擠程度 交通事故的發(fā)生率以及因交通擁擠 事故等造 成的出行時(shí)間延長(zhǎng) 降低油耗 減少?gòu)U氣排放等 先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)不同于一般的交通管理系統(tǒng) 其主要內(nèi)容有 對(duì)道路 和高速路提供交通管理 向傳媒提供事故內(nèi)容和相應(yīng)的事故處理 將收集的交 通數(shù)據(jù)提供給駕駛?cè)藛T和運(yùn)營(yíng)者 監(jiān)測(cè)車(chē)輛的排氣污染 對(duì)交叉口進(jìn)行管理和 控制 并提供避免車(chē)輛碰撞的信息 先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1 2 所 結(jié)構(gòu)主要可以歸納為以下幾個(gè)部分 1 信號(hào)收集 包括設(shè)置在道路上的超聲波式微波式車(chē)輛檢測(cè)器 光信標(biāo) 圖 像型車(chē)輛檢測(cè)器 交通流量監(jiān)視攝影機(jī)a i v 等裝置 也包括通過(guò)衛(wèi)星 氣象環(huán) 境監(jiān)測(cè)以及警察人員和車(chē)輛來(lái)收集交通及環(huán)境信息 圖1 2a t m s 結(jié)構(gòu)框圖 2 管理控制中心 利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息分析 完成的工作內(nèi)容有 收集 處理和存儲(chǔ)交通信息 生成管理控制策略 顯示交通信息 進(jìn)行信號(hào)控制 提 供交通限制信息 接受咨詢 3 管理信息發(fā)布 通過(guò)交通路口信號(hào)機(jī) 燈顯 聲音等 實(shí)施通行控制 利 3 武漢理上人學(xué)碩士學(xué)位論文 用交通信息板 文字 圖形等 發(fā)布 通過(guò)車(chē)載裝置 廣播 電視 因特網(wǎng)等 向公眾發(fā)向 通信網(wǎng)絡(luò)主要是通過(guò)光纜 電纜 微波等傳輸媒介 將城市交通管理控制 中心和地區(qū)交管中心 以及城市間的高速公路中心聯(lián)接起來(lái)共同運(yùn)作 1 3 國(guó)外先進(jìn)交通管理系統(tǒng)的 a t m s 發(fā)展和研究現(xiàn)狀 1 3 1 美國(guó)的先進(jìn)交通管理系統(tǒng)發(fā)展近況及趨勢(shì) 美國(guó)的a t m s 系統(tǒng)要解決的主要問(wèn)題是將高速公路與城市的交通管理結(jié)合 起來(lái) 減少旅行時(shí)間 提高效率 更好地自動(dòng)檢測(cè)事故并建立事故的反應(yīng)系統(tǒng) 其1 9 5 東北通道的m a g i c 是一個(gè)非常典型的a t m s 系統(tǒng) 1 9 5 東北通道是州 際9 5 號(hào)干道的一大部分 將南部的馬里蘭州和東北部的康捏狄克州用公路連接 起來(lái) 都市圈誘導(dǎo)信息與控制 m e t r o p o t i t a na r e ag u i d a n c ei n f o r m a t i o na n d c o n t r o l m a g i c 是新澤西的先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)的主要項(xiàng)目 它的目標(biāo)是減 少道路交通擁擠 從而降低車(chē)輛廢氣排放量 m a g i c 包括道路監(jiān)測(cè) 交通管理和支持車(chē)輛咨詢等內(nèi)容 其結(jié)構(gòu)如圖卜3 所 不 l 區(qū)域交通 l 信息中心 l 道路信息 咨詢站 8 0 0 電話 閉路電視屏 視頻監(jiān)測(cè)l 器 i 匝道儀 可變信息 標(biāo)志 公共信 息亭 交通控制中心 t c c 事故 管理 計(jì)算機(jī)信 號(hào)系統(tǒng) 視頻監(jiān)測(cè) 器 雷達(dá)檢測(cè)儀j 電子收費(fèi)和 環(huán)型線圈檢測(cè)儀ff 交通管理 圖1 3m a g i c 的結(jié)構(gòu)組成 安裝的各種傳感器接收信息 經(jīng)主計(jì)算機(jī)處理后 控制公路交通條件并可 顯示相關(guān)數(shù)據(jù)及進(jìn)行事故處理 由專(zhuān)家系統(tǒng)向車(chē)輛提供替代路徑和緩解交通堵 塞的建議 通過(guò)公路咨詢廣播和聲音等傳播提供寬帶擴(kuò)充功能 形成管理系統(tǒng) 的通信中心樞紐 在交通高峰期發(fā)生事故將引起上百輛乃至近千輛車(chē)的長(zhǎng)時(shí)間延遲 也會(huì)引 起撞車(chē) 因此t c c 的事故檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)重要功能是事故管理 即快速的事故 4 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 檢測(cè)和為盡快恢復(fù)車(chē)輛行駛正常所進(jìn)行的指揮 協(xié)作功能 事故檢測(cè)是將來(lái)自 道路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 經(jīng)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)計(jì)算后自動(dòng)對(duì)可能發(fā)生的事故做出 報(bào)警 例如 車(chē)輛的突然減速或偏離方向都能被雷達(dá)或視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢出作為 數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī) 一旦一個(gè)事故被確認(rèn) 計(jì)算機(jī)的程序分析可以提出緩解 補(bǔ) 救方案 并推薦救援咨詢與警察 消防 醫(yī)療急救部門(mén)聯(lián)系 m a g i c 利用公路咨詢廣播為車(chē)輛駕駛?cè)藛T提供服務(wù)信息 告知交通 道路 和天氣狀況 建議路徑選擇 另外m a g i c 可利用匝道儀系統(tǒng) 經(jīng)環(huán)形線圈檢測(cè) 匝道的占有率和在匝道上的車(chē)輛速度 配合c c t v 攝像機(jī) 監(jiān)測(cè)控制匝道區(qū)的 車(chē)輛進(jìn)入 1 32 日本的通用的交通管理系統(tǒng)的應(yīng)用 新交通管理系統(tǒng) u n i v e r s a lt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e m 簡(jiǎn)稱(chēng)u t m s 這個(gè) 系統(tǒng)是為適應(yīng)日本交通需求的日益增長(zhǎng) 致力于實(shí)現(xiàn) 安全 舒適 有利環(huán)境 的交通社會(huì) 于1 9 9 3 年開(kāi)始建立的交通管理系統(tǒng) 這些系統(tǒng)現(xiàn)已顯示了很大的 社會(huì) 經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)效益 u t m s 的關(guān)鍵是通過(guò)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)輛與控制中心之間進(jìn)行交互雙向通信 通 信系統(tǒng)使用紅外線信號(hào)標(biāo)干 光信標(biāo) 將管理中心對(duì)交通需求和交通流的措施 準(zhǔn)確無(wú)誤地傳給車(chē)輛駕駛?cè)藛T 對(duì)交通流進(jìn)行全面的管理 避免交通阻塞 保 證車(chē)輛安全 u t m s 以綜合管制系統(tǒng) i t c s 為總線 由六個(gè)系統(tǒng)組成 如圖1 4 所示 圖卜4u t m s 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) u t m s 的子系統(tǒng)有以下幾個(gè)功能 1 綜合交通管制系統(tǒng)設(shè)置在交通管制中心 是與車(chē)輛的車(chē)載裝置實(shí)現(xiàn)雙向通 信的信息中心 通過(guò)這一系列對(duì)交通信號(hào)進(jìn)行控制 2 先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)在新交通管理系統(tǒng)中可利用現(xiàn)存的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和 車(chē)輛通信媒介 如 裝在道路上的紅外車(chē)輛檢測(cè)器 無(wú)線電信號(hào)標(biāo)桿 以及大 5 武漢理丁大學(xué)碩士學(xué)位論文 區(qū)域中覆蓋的多路f m 廣播等 實(shí)現(xiàn)在交通管理中雙向信息通信 3 動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng) 能引導(dǎo)車(chē)輛沿優(yōu)化后的路徑行駛到達(dá)目的地 達(dá)到車(chē) 輛行車(chē)路線分散 減少交通阻塞的目的 4 車(chē)輛行駛管理系統(tǒng) 通過(guò)準(zhǔn)確向行駛管理交警提供公共汽車(chē) 出租車(chē) 卡 車(chē)的行車(chē)位置及道路情況等信息 通過(guò)路口的信號(hào)管理 幫助車(chē)輛有效行駛 促使交通流暢 5 公交優(yōu)先系統(tǒng) 能通過(guò)控制優(yōu)先信號(hào)和設(shè)定優(yōu)先路線 保證公共汽車(chē)使用 道路的優(yōu)先權(quán) 不但能使公交乘客感到方便 提高運(yùn)營(yíng)效率 也可增加公交成 員數(shù)量 減少道路車(chē)輛負(fù)荷 6 環(huán)境保護(hù)管理系統(tǒng) 交通管制中心可以通過(guò)該系統(tǒng)向車(chē)輛駕駛?cè)藛T和出行 者提供氣象和空氣質(zhì)量等交通信息 并能通過(guò)控制交通信號(hào)實(shí)行車(chē)輛運(yùn)行管理 可以達(dá)到減少排氣 降低交通噪聲污染 保護(hù)環(huán)境 u t m s 通過(guò)設(shè)在路上的信號(hào)標(biāo)干 紅外線車(chē)輛檢測(cè)器 實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的車(chē)載裝 置與交通控制中心的雙向通信 如圖1 5 所示 上 廠 乏二 訾導(dǎo)罷主單元 圖1 5 通過(guò)信號(hào)標(biāo)桿實(shí)現(xiàn)雙向通信 這種雙向通信是以車(chē)載裝置上傳遞的相關(guān)信息為基礎(chǔ) 計(jì)算出汽車(chē)的行駛 時(shí)間和o d 預(yù)測(cè) 根據(jù)道路的交通條件 對(duì)以后的交通條件進(jìn)行預(yù)測(cè) 每個(gè)信 號(hào)標(biāo)桿可根據(jù)駕駛?cè)藛T需要傳達(dá)當(dāng)前的交通詳細(xì)信息 這個(gè)u t m s 系統(tǒng)在1 9 9 8 年2 月的札幌市長(zhǎng)野縣的冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)期 日j 得到了更大規(guī)模的發(fā)展 1 4 我國(guó)城市智能交通管理系統(tǒng)發(fā)展情況 1 4 1 我國(guó)城市交通發(fā)展?fàn)?兄 6 1 城市交通系統(tǒng)是城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng) 它包括三個(gè)組成部分 6 武漢理工人學(xué)碩士學(xué)位論文 城市道路系統(tǒng) 城市運(yùn)輸系統(tǒng)以及城市交通控制系統(tǒng) 我國(guó)城市交通運(yùn)輸管理 系統(tǒng)是按照城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的基本組成來(lái)設(shè)置機(jī)構(gòu)和劃分相應(yīng)職責(zé)的 一般 來(lái)說(shuō) 就城市對(duì)內(nèi)交通而言 從中央 省到各級(jí)市政府 分別由城鄉(xiāng)建設(shè)和公 安兩套系統(tǒng)實(shí)施城市交通行政管理職能 城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)主管的是城市道路 城 市公共交通 而公安系統(tǒng)主管的是交通控制 我國(guó)城市交通的狀況主要分以下 幾個(gè)時(shí)段來(lái)分析 1 1 9 7 9 一1 9 8 5 年 城市交通問(wèn)題以局部性與偶發(fā)性為基本特征 交通對(duì)策主要在于對(duì)癥施治 分兵把口 對(duì)癥下藥 全線出擊 頭疼醫(yī)頭 腳痛醫(yī)腳 短時(shí)的成效被隨之 而來(lái)的高速增長(zhǎng)的交通需求所淹沒(méi) 交通界開(kāi)始提出了綜合治理城市交通的概 念 開(kāi)展了提高現(xiàn)有道路交通能力以及交通管理科學(xué)化的研究 結(jié)果認(rèn)為 應(yīng) 大力加快公共客運(yùn)交通的發(fā)展 改善乘車(chē)條件 吸引個(gè)體交通方式的轉(zhuǎn)變 有 效組織貨運(yùn)交通 減少空駛里程 提高運(yùn)輸效率 改善現(xiàn)有平交路口的布置 增加路口車(chē)道數(shù) 并采取渠化措施 有條件的地方組織單向交通 合理組織道 路分工 減少機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)的混行 配備自動(dòng)信號(hào)控制 完善交通標(biāo)志 改善車(chē)輛行駛秩序 錨開(kāi)職工上下班時(shí)間以及客貨運(yùn)輸時(shí)間 削減高峰負(fù)荷 完善交通法規(guī) 搞好宣傳教育 提高交通管理水平 2 1 9 8 6 1 9 9 0 年 城市交通開(kāi)始出現(xiàn)系統(tǒng)性癥候 矛盾由局部偶發(fā)性轉(zhuǎn)為全面持續(xù)性 這一時(shí) 期 交通規(guī)劃丌始擺脫傳統(tǒng)模式 全面引入系統(tǒng)工程理論方法 注重城市交通 的系統(tǒng)建設(shè) 道路交通流量以年均5 的速度增加 出行需求也開(kāi)始由量變到質(zhì) 變 公車(chē)客運(yùn)量出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng) 居民出行開(kāi)始日趨追求舒適性 時(shí)效性 客運(yùn)出 行方式多樣化 城市交通開(kāi)始在市中心區(qū)高度集中 改變了潮汐式交通流的特 征 3 1 9 9 1 一今 城市交通系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境敏感性增加 政策和管理因素的能動(dòng)作用顯著增 強(qiáng) 城市交通規(guī)劃建設(shè)在注重系統(tǒng)內(nèi)在運(yùn)行質(zhì)量的同時(shí) 更為重視城市交通系 統(tǒng)與城市整體功能的協(xié)調(diào)以及與城市整體環(huán)境的協(xié)調(diào) 這一階段 交通需求量 持續(xù)增長(zhǎng) 中心區(qū)土地超強(qiáng)度開(kāi)發(fā) 吸引 產(chǎn)生和聚集了大量的交通流量 加 劇了中心區(qū)交通日益增長(zhǎng)的趨勢(shì) 交通需求質(zhì)量進(jìn) 步提高 自行車(chē)使用量逐 年下降 私人小汽車(chē)和其它機(jī)動(dòng)交通方式高速發(fā)展 交通系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境的敏 感性增加 政策和管理能動(dòng)作用顯著 系統(tǒng)擴(kuò)充與需求管理 總量控制 受到 詈疑 學(xué)術(shù)界開(kāi)始引入 以靜制動(dòng) 策略 從停車(chē)問(wèn)題癥結(jié)入手 強(qiáng)調(diào)整頓停 車(chē)秩序 分區(qū)位和時(shí)段調(diào)整公共停車(chē)設(shè)施收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 提高居住區(qū)和大型公共建 武漢理工人學(xué)碩士學(xué)位論文 筑停車(chē)位配建標(biāo)準(zhǔn)等 短期內(nèi) 根據(jù)停車(chē)需求的分布 從政策方面鼓勵(lì)企業(yè)在 停車(chē)設(shè)施短缺的區(qū)域開(kāi)發(fā)建設(shè)與經(jīng)營(yíng)公共停車(chē)場(chǎng)地 從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看 以停車(chē) 泊位作為需求管理的調(diào)控手段 最終調(diào)節(jié)交通流的分布 由于城市交通系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象在時(shí)間 空間 數(shù)量和方式上占用交通設(shè)施存 在的隨機(jī)性 管理難度非常大 往往出現(xiàn)供求關(guān)系調(diào)節(jié)上的被動(dòng)和滯后的局面 另一方面 我們也應(yīng)看到 無(wú)論是交通源 流的產(chǎn)生及其時(shí)空分布 還是交通 流向和路徑的選擇以及交通方式的控制等 也有一定程度的可控性 交通的基 本需求量 出行量和貨運(yùn)發(fā)生量 的可調(diào)節(jié)程度低 而其派生量 貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量 道路車(chē)流量及其時(shí)空分布 的可控程度就要高一些 在交通需求基本量一定的 情況下 客貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量以及道路網(wǎng)負(fù)荷量則由于交通方式和運(yùn)輸組織管理的差 異麗有很大的變化幅度 此外也可以通過(guò)調(diào)整土地利用布局 調(diào)整運(yùn)輸方式構(gòu) 成以及運(yùn)輸組織來(lái)調(diào)節(jié)和控制交通設(shè)施負(fù)荷量 綜上所述 城市交通現(xiàn)狀有 1 交通需求增長(zhǎng)迅猛 2 道路交通建設(shè)滯 后 3 交通政策和體制不相適應(yīng) 4 交通系統(tǒng)管理體系落后 1 4 2 北京市先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和前景 北京智能交通管理系統(tǒng)的綜合信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)邏輯結(jié)構(gòu)與信息如圖1 6 所示 變通指揮 管彈層 北京市公安局公安交通管理局各業(yè)務(wù)處室 l 警 交通管理地理信息系統(tǒng) 霎 i 黃 i i 嬙敲褊同黼1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)l1 支持系統(tǒng)l 揮調(diào)度系統(tǒng) 計(jì)分析系統(tǒng) j l 他 1 1 系 e 一一一 廠 j l 統(tǒng) 自2 層f 交通信息融合與組織管理系統(tǒng) 卜 一 曩 u 交通管理綜臺(tái)信息的輸入 輸出接口 l r 叫 一卜 一 卜 卜一 一 事 一 一 箭 j 甄蘸兩廠孽募 旨揮 莓莉日預(yù)i n 手萌潞酮 交通磊尊與信j 層 合信息系統(tǒng)i 系統(tǒng) 系統(tǒng)系統(tǒng) 息發(fā)布系統(tǒng)i r 廣r 下 丁l上1 報(bào)警g p s 視頻檢流量榆違章?lián)煨盘?hào) 可變信停年誘 道路現(xiàn)場(chǎng) 現(xiàn)場(chǎng) 警車(chē)測(cè)器 鍘器 澳l 器燈息板導(dǎo)牌 圖1 6 北京智能交通管理邏輯結(jié)構(gòu)與信息 該系統(tǒng) 分為交通指揮管理層 人機(jī)接口層 功能層 終端控制層和道路 現(xiàn)場(chǎng)層等部分 8 武漢理t 大學(xué)碩士學(xué)位論文 其中道路交通流的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)是北京智能交通管理系統(tǒng)的核心層 結(jié)合北京的自身交通特點(diǎn) 通過(guò)擴(kuò)展完善交通電視監(jiān)控系統(tǒng) 交通流信息檢測(cè) 系統(tǒng)和交通違章自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等 在城市主干道和其他重要路口 實(shí)時(shí)采集路 面交通信息 為交通信息融合與組織管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)保障和科學(xué)決策支持 北京的智能交通管理的另一個(gè)重要組成部分是管理信息發(fā)布 主要由交通 信號(hào)控制系統(tǒng)和交通誘導(dǎo)與信息發(fā)布系統(tǒng)組成 前者是通過(guò)信號(hào)燈控制 后者 則通過(guò)可變信息板和交通廣播臺(tái)發(fā)布 該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)是 在 集中控制 分級(jí)管理 協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng) 原 則指導(dǎo)下 根據(jù)北京交通特點(diǎn)和實(shí)際需求 開(kāi)發(fā)和應(yīng)用實(shí)用型的 適于北京交 通特點(diǎn)的 點(diǎn)線面相結(jié)合的智能交通信號(hào)控制系統(tǒng) 逐步實(shí)現(xiàn)市區(qū)交通信號(hào)控 制系統(tǒng)的智能化 解決相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合技術(shù) 做到信息共享 使系統(tǒng)在控 制模式上實(shí)現(xiàn)集中與分散相結(jié)合 在控制方式上實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制與感應(yīng)控制相結(jié) 合 在控制方法上實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制與優(yōu)先控制相結(jié)合 在控制范圍上實(shí)現(xiàn)市區(qū)交 叉口與快速進(jìn)出口控制相結(jié)合 從而在整體上協(xié)調(diào) 優(yōu)化交通流 提高路網(wǎng)的 通行能力 1 5 研究的主要內(nèi)容 本論文根據(jù)我國(guó)城市交通和a t m s 發(fā)展現(xiàn)狀 提出了城市智能交通管理系統(tǒng) 的框架 其主要研究?jī)?nèi)容是 1 通過(guò)深入研究 在比較完善的交通基礎(chǔ)設(shè)旌的基礎(chǔ)上 提出適合我國(guó) 城市交通現(xiàn)狀的智能交通管理系統(tǒng) 并對(duì)主要的子系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的功能介紹 2 在介紹交通信息采集系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上 重點(diǎn)介紹各檢測(cè)技術(shù)的工作 原理 比較其性能 設(shè)計(jì)交通信息采集技術(shù)的組合優(yōu)化方案 建立合理的交通 信息采集系統(tǒng) 3 簡(jiǎn)單介紹了智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的組成及其子系統(tǒng)的主要應(yīng)用技術(shù) 4 分析緊急事件快速處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案 重點(diǎn)研究其子系統(tǒng)的具體功 能 和主要的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 5 在了解城市智能交通管理系統(tǒng)的組成及工作原理的基礎(chǔ)上 結(jié)合武漢 市交通現(xiàn)狀提出了武漢市智能交通管理系統(tǒng)的總體方案 1 6 論文的組織結(jié)構(gòu) 本論文是對(duì)城市智能交通管理系統(tǒng)的研究 全文總分為6 個(gè)章節(jié) 第1 章 引言 介紹i t s 的概況 a t m s 的概念以及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和論 文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu) 第2 章 城市智能交通系統(tǒng)體系 簡(jiǎn)單介紹城市智能交通管理的組成和助 9 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 能 以及各個(gè)子系統(tǒng)的功能 第3 章 先進(jìn)的交通信息采集系統(tǒng) 簡(jiǎn)單介紹了交通信息采集系統(tǒng)在城市 智能交通管理系統(tǒng)中的重要作用 主要進(jìn)行了目前所采用的主要交通檢測(cè)技術(shù) 原理介紹和性能比較 設(shè)計(jì)交通檢測(cè)技術(shù)組合優(yōu)化方案的選擇流程 第4 章 智能交通監(jiān)控系統(tǒng) 主要介紹交通信號(hào)控制以及閉路電視監(jiān)控系 統(tǒng)的組成及工作原理 g p s 定位系統(tǒng)的有關(guān)內(nèi)容將在后面章節(jié)介紹 第5 章 緊急事件快速響應(yīng)系統(tǒng) 主要研究了緊急事件快速響應(yīng)系統(tǒng)的組 成 實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的主要技術(shù) 第6 章 武漢市智能交通管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)武漢市交通現(xiàn)狀和武漢市 智能交通的建設(shè)情況 提出了武漢市智能交通管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及1 2 個(gè)子系 統(tǒng) 第7 章 結(jié)論 主要是對(duì)以往工作的體會(huì)和總結(jié) 以及對(duì)下一步工作的展 望 1 7 本章小結(jié) 本章主要介紹了i t s 系統(tǒng)的基本概念和系統(tǒng)組成 詳細(xì)闡述了a t m s 系統(tǒng) 的基本結(jié)構(gòu)以及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 討論了本論文要解決的主要問(wèn)題及論文結(jié) 構(gòu) 1 0 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章城市智能交通管理系統(tǒng)體系 隨著我國(guó)改革開(kāi)放不斷深入 城市化進(jìn)程不斷加快 交通事業(yè)飛速發(fā)展 人們對(duì)交通需求越來(lái)越迫切 我國(guó)政府部門(mén)準(zhǔn)備加大力量解決交通發(fā)展問(wèn)題 科技部將i t s 作為 十五 期間科技發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo) 交通部 公安部等有關(guān)部 門(mén)將i t s 作為發(fā)展交通運(yùn)輸 減少擁擠和事故 改革城市交通 建立安全體系 保證城市可持續(xù)發(fā)展的有力措施 2 0 0 2 年初 建設(shè)部 公安部進(jìn)一步提出了解 決城市交通擁堵和改善交通秩序的 暢通工程 這些給先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)在 我國(guó)的發(fā)展提供了良好的支持和保障 a t m s 系統(tǒng)詐是適應(yīng)這種要求應(yīng)運(yùn)而生的 a t m s 系統(tǒng)是智能運(yùn)輸系統(tǒng)的重 要組成部分 它是依靠先進(jìn)的交通監(jiān)測(cè)技術(shù) 計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)和通信技術(shù) 對(duì)城市道路和市際高速公路綜合網(wǎng)絡(luò)的交通運(yùn)營(yíng)和設(shè)施進(jìn)行一體化的控制和管 理 通過(guò)監(jiān)視車(chē)輛運(yùn)行來(lái)控制交通流量 快速準(zhǔn)確地處理轄區(qū)內(nèi)發(fā)生的各種事 件 以便使得客貨運(yùn)輸達(dá)到最佳狀態(tài) a t m s 系統(tǒng)的目標(biāo)是為我國(guó)大中城市提供交通管理解決方案 在現(xiàn)有交通設(shè) 施的基礎(chǔ)上 改善現(xiàn)有路網(wǎng)運(yùn)行狀況 提高道路的有效利用率和交通流量 緩 解車(chē)輛增加造成的交通需求壓力 同時(shí) 改善交通秩序 減少事故 提高行車(chē) 安全 減少道路的擁擠程度和交通事故的發(fā)生率 減少因交通擁擠 事故等造 成的出行時(shí)間延長(zhǎng)現(xiàn)象 從國(guó)際i t s 發(fā)展趨勢(shì)看 a t m s 將會(huì)得到更加快速和廣泛的發(fā)展 由于集中 利用新技術(shù) 使其系統(tǒng)化程度越來(lái)越高 同時(shí)能夠發(fā)揮其綜合效率 在歐洲不 斷發(fā)展的交通廣播系統(tǒng) 以及進(jìn)出城市出入口的道路引導(dǎo)系統(tǒng) 使在城市內(nèi)行 駛的車(chē)輛更加有序 a t m s 不僅使交通管理者使用高技術(shù)及控制方法提高了管理 效率 而且使交通參與者 駕駛員和行人都感覺(jué)到了減少擁堵 提高通行效 率所帶來(lái)的便捷 根據(jù)中國(guó)特有的大中城市道路交通情況 即人車(chē)混行 非機(jī)動(dòng)車(chē) 主要是 自行車(chē) 數(shù)量大 路口混亂 通過(guò)路口的車(chē)速低等特點(diǎn) 并考慮到基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)的漸進(jìn)性 以及中國(guó)交通觀念低下的水平 a t m s 建設(shè)應(yīng)該分階段逐步進(jìn)行 可采用從低級(jí)到高級(jí)逐步建設(shè)的原則 分階段建設(shè)的步驟和包括的系統(tǒng)1 7 如下 1 交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和檢測(cè) 實(shí)時(shí)提供道路和交通狀況數(shù)據(jù) 2 交通流量分析和預(yù)測(cè) 交通流量的模型識(shí)別 預(yù)報(bào)與分析 優(yōu)化交通 組織 3 城市交通控制的優(yōu)化 中心管理的動(dòng)態(tài)控制策略 交叉口自適應(yīng)控制 建立行人 車(chē)輛和非機(jī)動(dòng)車(chē)控制的模型 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 城市出入口的監(jiān)控 5 運(yùn)輸流量的控制 提高公共交通的效率 6 提供交通信息服務(wù) 縮短旅行時(shí)間 7 事故監(jiān)測(cè)與管理 建立快速反應(yīng)的緊急救援系統(tǒng) 8 環(huán)境的監(jiān)測(cè)和控制 2 1 城市智能交通管理系統(tǒng)體系 城市智能交通管理系統(tǒng)體系的建設(shè) 因各國(guó)的交通基礎(chǔ)設(shè)施和交通發(fā)展現(xiàn) 狀不同而側(cè)重點(diǎn)也不相同 根據(jù)我國(guó)城市交通的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的a t m s 系統(tǒng) 的建設(shè)應(yīng)將交通信息采集系統(tǒng)與緊急事件快速處理系統(tǒng)作為重點(diǎn) 2 1 1 系統(tǒng)的功能框架 城市智能交通管理系統(tǒng) 8 的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 1 所示 圖2 1 城市智能交通管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 從圖中所示的城市智能交通管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可以理解城市交通管理系 統(tǒng)的工作原理 首先利用交通檢測(cè)設(shè)備如環(huán)形線圈檢測(cè)器 微波檢測(cè)器 視頻 檢測(cè)器等對(duì)路面的交通流進(jìn)行檢測(cè) 交通控制中心通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備獲得這些 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 基本數(shù)據(jù)后 結(jié)合車(chē)輛在路段的行駛速度 路段的長(zhǎng)度 車(chē)輛到達(dá)交叉路口的 時(shí)間規(guī)律 交叉路口的通行能力等信息 利用交通控制優(yōu)化模型進(jìn)行交叉路口 信號(hào)配時(shí)方案的優(yōu)化 優(yōu)化的配時(shí)方案通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)又傳到路口信號(hào)機(jī)進(jìn)行實(shí) 施 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交通流的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制 檢測(cè)器所獲得的基本數(shù)據(jù)與車(chē)輛的行駛速度 路段長(zhǎng)度 交叉路口信號(hào)配 時(shí)方案 交叉路口的通行能力等結(jié)合起來(lái) 就可以預(yù)測(cè)出車(chē)輛在陸地上的旅行 時(shí)間 旅行速度 車(chē)輛的延誤 擁擠指標(biāo)等交通信息 利用交通控制優(yōu)化模型 對(duì)這些交通信息進(jìn)行分析 處理 交通信息服務(wù)的內(nèi)容通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備傳到可變交通信息板 或者通過(guò)交 通電臺(tái) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 車(chē)載導(dǎo)航設(shè)備等媒體進(jìn)行交通信息發(fā)布 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交 通流的誘導(dǎo) 為交通參與者提供全面的交通信息服務(wù) 2 1 2 系統(tǒng)的組成 城市智能交通管理系統(tǒng)是由一系列的監(jiān)視道路狀況 支持交通管理與出行 建議系統(tǒng)所組成 圖2 2 所示為城市智能交通管理系統(tǒng)的組成 概括地說(shuō)由交通 信息采集系統(tǒng) 智能交通監(jiān)控系統(tǒng) 公共交通管理系統(tǒng)及緊急事件快速反應(yīng)系 統(tǒng)等4 大功能子系統(tǒng)組成 圖2 2 城市智能交通管理系統(tǒng)的組成 1 交通信息采集系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要是用來(lái)檢測(cè)交通量 占有率 車(chē)速和排隊(duì)長(zhǎng)度等基本交通流信 息 為交通信號(hào)控制 緊急事件快速處理 公交管理等提供必需的相關(guān)信息 并將數(shù)據(jù)通過(guò)通信系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行?為城市智能交通管理系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng) 提供交通流信息支持 2 智能交通監(jiān)控系統(tǒng) 該系統(tǒng)能夠根據(jù)所獲得的各種路況交通信息對(duì)交通系統(tǒng)中交通流的變化作 出及時(shí) 準(zhǔn)確地反應(yīng) 幫助交通管理部門(mén)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行有效地疏導(dǎo) 控制 減少 交通阻塞和延誤 從而最大限度地利用路網(wǎng)的通行能力 減輕環(huán)境污染 節(jié)約 旅行時(shí)間和交通運(yùn)輸費(fèi)用 提高交通系統(tǒng)的效率和效益 3 公共交通管理系統(tǒng) 武漢理 r 大學(xué)碩士學(xué)位論文 該系統(tǒng)主要用以提高公共交通的可靠性 安全性及其生產(chǎn)效率 使公共交 通對(duì)潛在的用戶更具有吸引力 系統(tǒng)包括公共交通標(biāo)志優(yōu)先權(quán) 高乘載率車(chē)輛 專(zhuān)用車(chē)道也稱(chēng)為公交專(zhuān)用車(chē)道的設(shè)置 公交車(chē)輛定位和跟蹤 語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸 公交換乘信息服務(wù) 電子售票等功能 該公共交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)將公共交通管理部 門(mén)同駕駛員直接聯(lián)結(jié)起來(lái) 進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度和行駛路線的調(diào)整 幫助交通運(yùn)輸部 門(mén)增加客運(yùn)率 降低運(yùn)行成本 提高運(yùn)輸效益 本系統(tǒng)主要是先進(jìn)的公共交通 系統(tǒng)的研究對(duì)象 本論文不作詳細(xì)探討 4 緊急事件快速響應(yīng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)用以提高對(duì)突發(fā)交通事件的報(bào)告和快速反應(yīng)能力 以及快速展丌救 援 處理事故 使交通盡快恢復(fù)的能力 2 2 城市智能交通系統(tǒng)子系統(tǒng)的功能 城市智能交通管理系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng) 由許多子系統(tǒng)構(gòu)成 這些子系 統(tǒng)相互配合共同來(lái)完成城市智能交通管理系統(tǒng)的各項(xiàng)功能 但對(duì)我國(guó)城市交通 發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看 交通信息采集子系統(tǒng) 智能交通監(jiān)控系統(tǒng)以及緊急事件快速處 理子系統(tǒng)城市交通管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分 也是改善我國(guó)城市交通狀況應(yīng)該首先 考慮的系統(tǒng) 這里對(duì)這幾個(gè)子系統(tǒng)的功能作一簡(jiǎn)單介紹 后面幾章將會(huì)展丌討 論 2 2 1 交通信息采集子系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)控制子系統(tǒng)對(duì)道路網(wǎng)絡(luò)上的交通信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制 交 通信息采集系統(tǒng)必須提供交通信號(hào)配時(shí)和匝道控制方案設(shè)計(jì)所必須的道路網(wǎng)絡(luò) 上交叉口的交通量 占有率 車(chē)頭時(shí)距 排隊(duì)長(zhǎng)度等交通流信息 同時(shí) 緊急 事件快速響應(yīng)子系統(tǒng)對(duì)事件的快速識(shí)別 以及判斷事件的類(lèi)型和持續(xù)時(shí)間 都 需要交通信息采集子系統(tǒng)提供相關(guān)的交通信息 另外 公交管理系統(tǒng)的正常運(yùn) 行也需要來(lái)自交通信息采集系統(tǒng)提供的相關(guān)信息 由此可知城市智能交通管理 系統(tǒng)的不同予系統(tǒng)都需要獲得交通量 占有率 車(chē)速和行程時(shí)間四個(gè)基本交通 流信息 因此 為城市智能交通管理系統(tǒng)提供基本交通流信息是交通信息采集 子系統(tǒng)的最基本的功能 2 2 2 智能交通監(jiān)控子系統(tǒng) 城市交通監(jiān)控系統(tǒng)就是利用先進(jìn)的信號(hào)檢測(cè)手段獲得交通狀況信息 通過(guò) 有效的交