交通管理与交通科技

第十章交通管理与交通科技第一节交通控制概述道路交通控制定义道路交通控制，指采用交通信号（交通警察的手势和指挥、交通标志、交通标线以及包括交通信号灯在内的其他交通设施），对道路交通系统中的交通流进行控制，使之畅通有序地运行。自动控制，指在没有人工干预的情况下，采用控制装置使被控制对象自动按照所设定的规律运行，使被控制对象的一个或数个控制参数（如电压、电流、速度、位置、流量、浓度等）能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。道路交通自动控制，指不依靠交通警察的人工指挥，主要采用交通信号设施或其他自动化设备，随交通变化特性来指挥车辆和行人的通行。交通控制与交通管理广义的道路交通管理指公安机关交通管理部门对道路交通系统的构成要素及其相互关系的所有调控活动。狭义的道路交通管理仅仅指公安机关交通管理部门对道路交通所进行的一系列行政调控活动。（静态管理）广义交通管理交通自动控制交通控制狭义交通管理二、交通控制的作用道路交通控制随车辆与道路交通而生目的：1、保障交通安全（1889第一起车祸）2、疏导交通、保障交通畅通交通控制与交通安全：减少交通事故，保障交通安全全世界已经有2000多万人死于交通事故全世界每年仍有40万至50万人死于交通事故我国的交通事故更为严重1991264817次，死亡5329219983461297806719.3亿200277.3万10.9万33.2亿200366.75万10.4万33.7亿200451.79万107077三、道路交通控制的历史与发展（一）交通信号灯的诞生1868年英国伦敦红绿两色臂板式1914年美国纽约三色电力发光1926年英国沃尔佛汉普顿自动交通信号灯（二）定时控制向协调控制发展（三）20世纪30年代初期感应式信号控制器诞生（四）区域控制三、道路交通控制的历史与发展年份国别城市信号机类型周期臂板式燃气色灯1914美国克利夫兰电灯定1926英国各城市自动信号机定1928美国各城市感应信号机变1868英国伦敦定单点控制线控系统年份国别城市系统特征路口数周期1917美国盐湖城手控协调6定1922美国休斯敦电子计时12定1928美国各城市步进式定时多变1973中国北京干线协调多1984UTC多多区域控制系统年份国别应用城市系统名称系统特征检测器1952美国丹佛市模拟动态控制气压式1963加拿大多伦多UTC数字动态控制电磁式1968英国格拉斯哥TRANSYT静态控制环形线圈1980英国哥拉斯哥SCOOT动态控制环形线圈1982澳大利亚悉尼SCATS动态控制环形线圈1985意大利都灵SPOT／UTOPIA动态控制环形线圈1989法国图卢兹PRODYN动态控制环形线圈1995德国科隆MOTION动态控制环形线圈1996美国新泽西OPAC动态控制环形线圈1996美国凤凰城RHODES动态控制环形线圈1997希腊哈尼亚TUC动态控制环形线圈交通控制的分类一、按类别划分：限制控制、信号控制、交通诱导控制二、按控制区域划分：点、线、面三、按控制原理划分：定时控制、感应控制、脱机优化控制、自适应控制四、按控制思想划分：被动式控制、主动式控制五、按信号配时生成方式划分：人工优化技术、脱机优化技术、联机优化技术交通控制的发展总结：无序开始管理手动信号自动信号两色三色定周期感应控制单点线性协调脱机优化联机优化区域控制被动式控制主动式控制智能化更高级形式发展展望智能化多模式化最优化规范化通用化与模块化第二节智能交通系统各国对ITS概念的理解各有差异，但实质一致。目前我国定义如下：智能交通系统（简称ITS）是在较完善的基础设施（包括道路、港口、机场和通信）之上，将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感器、计算机技术和系统综合技术有效的集成，并应用于地面运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的，实时、准确、高效的运输系统。实现效率、安全、环境、经济等方面的效益2.1智能交通系统概述－产生背景IntelligentTransportationSystem（ITS）基础设施数据传输智能技术运输系统2.2.智能交通系统简介－ITS的效益2.2.智能交通系统简介－ITS的效益智能交通系统的最终目的是建立快速、准时、安全、便捷和舒适的交通运输体系,以保证社会经济可持续发展,建立与人类生存环境相协调的良好的交通运输环境。智能交通系统的优势可以用方便、安全、舒适、快捷8个字来概括。国外的经验证明,一旦ITS投入使用,至少可以把城市的交通堵塞减少50%,交通事故甚至可以减少80%。美国智能交通协会主席柯林斯说,ITS的应用可使现有公路使用率提高15%～30%。据日本官方的估计,日本在今后的20年内可降低8%～10%的交通事故;每年交通事故死亡人数可比现在减少30%～70%;到2010年,日本国内的交通阻塞可减少20%以上。每年还可减少45.46亿Ｌ的燃料消耗,公路网络通行能力成倍增长,并减少尾气污染,经济效益与社会效益都是很可观的根据日本道路·交通·车辆智能化推进协会的试算,仅导航系统的开发到目前就已经创造出20亿美元规模的市场,今后20年预计ITS整体将创造出5000亿美元的市场规模。2.2智能交通系统简介－ITS的效益为交通出行者提供便利减少出行时耗缩短不必要的行驶里程省时、省油提高行车安全2.2智能交通系统对交通系统的效应为交通管理者提供有力的支持交通管理者需要在充分了解现有道路交通运行状况的基础上,作出相应的管理决策。借助实时信息采集、传输与发布系统应急救援缓解拥挤为决策和检验决策效果提供依据改善公交服务和经营对交通设施的智能化管理为企业的物流运输提供更经济有效、安全的服务2.2智能交通系统对交通系统的效应2.3智能交通系统概述－ITS应用与服务智能交通控制系统改善安全的技术多式联运系统出行者信息系统西单至王府井拥挤有延误车内导航2.3智能交通系统简介－非交通部门也需要ITS2.4智能交通系统的主要研究内容美国的七大系统ATMS(AdvancedTrafficManagementSystems)ATIS(AdvancedTravelerInformationSystems)APTS(AdvancedPublicTransportationSystems)CVO(CommercialVehicleOperations)AVCS(AdvancedVehicleControlSystems)ARTS(AdvancedRuralTransportationSystems)AHS(AutomatedHighwaySystems)2.4智能交通系统的主要研究内容ATMS——先进的监测、控制和信息处理系统。该类系统向交通管理部门和驾驶员提供对道路交通流进行实时疏导、控制和对突发事件应急反应的功能。ATIS——为出行者提供及时的信息服务（当前交通状况、公交路线与发车时刻表、票价、天气状况……）。出行者决策：出行目的地、出行时间、出行方式、出行路线2.4智能交通系统的主要研究内容APTS——利用智能技术对传统的公共交通系统进行改造而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代公共交通系统。公共车辆定位系统，客运量自动检测系统，行驶信息服务系统，自动调度系统，电子车票系统等。2.4智能交通系统的主要研究内容CVO——通过改善运输企业的营运资质办理、注册登记、上缴税费、运输管理、货物配送过程，提高运输企业安全与生产效率。针对重载卡车与州际长途客运车。2.4智能交通系统的主要研究内容AVCS——研制具有道路障碍自动识别、自动报警、自动转向、自动制动、自动保持安全车距、车速和巡航控制功能的智能车辆。提供更安全、更舒适、更富效率的驾驶环境。AVCS是自动公路系统不可分离的部分。2.4智能交通系统的主要研究内容ARTS——ITS技术，尤其是ATIS和APTS相关技术在乡村地区的应用。根据乡镇运输的特殊需要，也有一些特殊技术的开发和研究，如紧急呼救和事故防止、不利道路和交通环境的实时警告等2.4智能交通系统的主要研究内容AHS——更高级的智能车辆系统与智能道路系统的集成。ITS研究领域中最具挑战性和最具市场潜力的一项研究。2.4智能交通系统的主要研究内容2.4智能交通系统的主要研究内容日本的九大领域先进的导航系统自动收费系统协助安全驾驶交通管理优化道路管理效率化协助公交车辆运营商用车辆效率化协助行人协助紧急车辆运营欧洲、美国、日本ITS发展历程2.5世界ITS的发展历程第二阶段应用开发第一阶段初期发展第三阶段集成与国际标准化时代始于1994举办组织：ITSAmerica,ERTICO，ITSJapan其他成员组织：ITSKorea,ITSAustralia,ITSCanada.世界ITS研究动向和研究成果展示的盛会2.5世界ITS的发展历程2007中国ITS世界大会第三节GPS与GIS技术GPS是“GlobalPositioningSystem”即“全球定位系统”的简称。该系统原是美国国防部为其星球大战计划投资100多亿美元而建立的，具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、全天候优势的导航定位、定时、测速系统，由空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统三大子系统构成，已广泛应用于军事和民用等众多领域。3.1GPS的组成空间部分地面控制部分用户3.2应用：其他紧急援助话务指挥信息查询导航车辆跟踪GPS3.3GIS技术地理信息系统，简称GIS（GeographicInformationSystem）。地理信息是指直接或间接与地球上的空间位置有关的信息，又常称为空间信息。一般来说，GIS可定义为：“用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。”从GIS系统应用角度，可进一步定义：“GIS由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。”3.4GIS的构成GIS硬件软件数据人员方法GIS所需的一切计算机资源GIS运行所必须的各种程序GIS的操作对象决策者应用模型3.5交通GIS—T基于GIS的可视化交通管理系统以交通地理信息系统（GIS-T）为集成平台，通过交换式以太网，将交通信号控制系统、交通电视监视系统、交通信息诱导系统、GPS警车定位系统、投影拼接大屏幕显示系统和已有的通信系统、122交通事故报警系统等有机地结合为一个整体，实现信息资源共享，充分发挥系统的整体效益，形成具有数据采集、处理能力、决策能力、组织协调以及指挥能力的科学、高效的交通指挥运行机制。3.5GIS—T系统功能阐述信息集成系统管理基于GIS的可视化交通管理平台信息集成与系统管理可视化综合交通指挥和应急指挥交通组织管理警力和勤务管理交通设施管理综合交通信息发布可视化综合交通管理业务应用宏观指挥管理决策信息支持意外及紧急事件应急指挥面对交通广播电台的可视化信息提供交通诱导信息显示板和可变交通标志、交通信息查询台和交通信息查询网站的信息提供交通指挥监控交通指挥调度交通指挥应用管理内部网络的WEB方式可视化信息发布3.5GIS—T系统功能阐述由上图可以看出4个组成部分：1.信息集成与系统管理2.可视化综合交通指挥和应急指挥3.可视化综合交通管理业务应用4．综合交通信息发布第四节道路交通控制指挥中心交通指挥控制中心，通常简称交通指挥中心，它是道路交通发展到一定程度、交通管理和控制达到一定水平的产物。它以现代计算机为代表的高科技技术为支撑，并使之与人的管理因素相结合，将各种独立硬件系统合并和融合而成。具体来说，它既融合了各路面交通控制系统，也融合了交通管理部门的其他管理系统，如车辆管理、驾驶员管理、交通违章处理、事故报警和处理等系统。交通控制指挥中心是有彼此关联的原则、方法、警务人员和设备组成的一个系统整体。交通指挥中心4.1交通指