0100第五章交通信息技术应用案例

第五章交通信息技术应用案例主要内容：1、车辆定位与导航系统2、电子收费系统3、城市交通流诱导系统第一节车辆定位与导航系统1、车辆定位导航系统与ITS的关系（1）ITS研究的重要内容（2）ITS的28种服务中，有11种需要知道车辆的位置，2000年的统计（3）美国联邦公路局进行的研究表明：非商务用车全部出行距离的约7%，全部行驶时间的12%由于缺乏良好的导航和路线引导而浪费，由此加剧了交通事故和道路拥堵同时，无效的出行费用，每年损失450亿美元（4）出行者：避免拥堵、违章驾驶，安全、便利、快捷到达目的地——出行服务系统（5）管理者：希望交通流合理分配在整个交通网络上第一节车辆定位与导航系统2、车辆定位导航系统的定义在路网数字化地图的基础上（GIS），运用GPS、DR等定位技术进行车辆定位，确定最优行驶路线，为出行者提供静态或实时的最优出行线路信息，并在出行过程中做出路线引导。3、车辆定位导航系统的分类自主式导航系统：所有的车辆导航功能都由车载系统完成。中心式导航系统：拥有通信模块，控制中心和移动用户之间进行通信。第一节车辆定位与导航系统4、车辆导航系统的组成第一节车辆定位与导航系统5、车辆定位导航系统的实现方案车辆导航系统的首要功能：提供车辆的位置，速度和航向不同系统对车辆定位导航系统要求不同：商业车辆管理和调度：100米；公共安全：10米；防碰撞：1米等目前常用的车辆定位技术：（1）地面无线电技术：设置标准点；罗兰C；基于移动通信的无线导航GSM，CDMA等（2）卫星定位技术：GPS，GLONASS，DGPS，双星定位（3）航迹推算技术：该系统测量航向角的传感器磁罗盘，里程仪和陀螺，测量速度传感器：加速度计，里程仪等。（4）地图匹配MM引入地图上的信息，通过将定位导航系统的信息与地图的信息进行比较和融合，提供整个系统的定位精度。（5）视觉定位第一节车辆定位与导航系统6、车辆组合定位系统（1）DR＋MMMM技术消除DR的累积误差，属于自主导航的系统世界上第一个实际的自动车辆定位系统就是采用该技术。不足：初始位置需要外界提供。（2）GPS＋MMMM可消除部分GPS的误差，使得整个系统精度提高。GPS易受到遮挡失去信号。（3）GPS＋DR：研究和应用较多的系统有两种组合方案：切换定位和滤波。（4）GPS＋DR＋MMGPS＋DR——MMGPS＋DR＋MM（5）GPS＋DR＋MM+视觉（6）其他：GPS＋INS等第一节车辆定位与导航系统7、DR导航(x0,y0)(x1,y1)(x2,y2)(d0)(d1)(d2)(θ0)(θ1)(θ2)第一节车辆定位与导航系统北京城际高科——城际通第一节车辆定位与导航系统第一节车辆定位与导航系统第二节电子收费系统1、收费制式均一收费开放式收费封闭式收费系统混合式收费系统第二节电子收费系统2、收费方式人工收费：不需要或基本不使用电子和机械设备，收费过程全部由人工来完成，即人工判别车型，人工套用收费标准、人工收钱、找零、给发票。半自动收费：收费过程由机器和人共同完成收费的方式，也称计算机辅助收费方式。根据我国国情，采用人工识别车型或者仪器识别，工人收取通向费，利用计算机及自动控制技术自动读写信息、计算收费金额、打印数据、累计和汇总。全自动收费（ETC）：收取通行费的全过程都由机器来完成，其最大的特点就是“不停车收费”，即车辆可以以相当高的车速通过收费口，无需在收费站前减速并停车缴费，一切均由电子设备来完成，操作人员不需直接介入，只需对设备进行管理监督以及处理特别事件。第二节电子收费系统3、ETC系统定义及特点电子不停车收费(ElectronicTollCollection，简称ETC)系统是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于公路、桥梁和隧道的新型电子自动收费技术。它通过车载电子标签与微波天线之间的专用短程通讯(DedicatedShortRangeCommunication，简称DSRC)，在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况下，自动完成收费处理全过程。三大特点：不停车、无需人、无现金。第二节电子收费系统4、ETC系统构成（1）三大关键技术：车辆自动识别技术(AutomaticVehicleIdentificationSystems—AVI)自动车型分类技术(AutomaticVehicleClassificationSystems—AVC)违章车辆抓拍技术（VideoEnforcementSystems—VES）第二节电子收费系统（2）ETC系统车道设备系统第二节电子收费系统5、技术结构（1）组成：控制单元车载单元通信单元（DSRC）车型识别强制子系统第二节电子收费系统（2）技术设备第二节电子收费系统（3）电子标签按标签结构，可分为单片式电子标签与两片式电子标签；按工作状态，可分为主动式与被动式。单片式电子标签——它由一片存有车辆属性（标识码等）的集成电路芯片和一个小型微波发射机组成。属性数据只能一次性写入，不能更改。第二节电子收费系统读写主动式电子标签是在只读式的基础上，增加了可读写的数据存储器和小型微波接收机，它既可将标签内的车辆标识码等数据传送给DSRC，也可接收并存储DSRC发出的有关信息。被动式标签是将DSRC发射出的微波以某种方式进行调制并反射出去，从而将标签内的信息传送给DSRC。双片式电子标签——又称聪明卡式电子标签，它由一张IC卡和车载微波收发机组成。IC卡中含有一微型CPU，具有一定的计算、处理和存储数据能力。因此它比一件式标签的功能要多，它不但可作为电子标签使用，还可充当信用卡和金融卡。作电子标签时，要将它插入车载机，由车载机完成标签与DSRC之间的双向通信，并将卡中信息显示出来。第二节电子收费系统ETC的工作流程第三节城市交通诱导系统交通流诱导：通过提供道路交通信息、路线引导、辅助驾驶等手段，来限定、引导、组织交通运输流。目的：方便出行，缓解拥堵。交通诱导技术是正确引导道路使用者顺利到达目的地、实现交通流优化、避免交通阻塞、更有效的管理现代交通的一种技术。第三节城市交通诱导系统1、交通流诱导系统的起源交通诱导系统产生的背景：日益严重的交通拥堵。交通流诱导系统的历程：从静态系统到动态系统。静态诱导系统：用记录的交通状况的历史数据作为诱导依据。动态诱导系统：用实时的交通流数据作为诱导依据。第三节城市交通诱导系统2、静态诱导系统研究始于20世纪70年代。特征：使用静态的标志牌指引道路；使用记录交通状况的历史数据库或者地理信息系统(数字地图)进行路线引导。第三节城市交通诱导系统3、动态诱导静态诱导系统虽然可以指路，但是，并不能反映情况变化。为此，开发了动态交通诱导系统。也就是说，根据当前交通状况进行诱导。作为出行者，需要哪些方面的交通诱导呢？路怎么走路堵不堵车怎么停要解决的问题：车在哪里？——车辆定位目的地在哪里？——电子地图怎么走更合理？——交通量检测，路径计算停车场有没有停车位？——车辆检测诱导后交通不能堵塞——动态交通分配第三节城市交通诱导系统要解决交通的诱导问题就必须解决动态和随机的交通流量在路段和交叉路口的分配问题，即所谓的“实时动态交通分配（RealTime—Dynam1cTrafficAssignment)”。这理论的主要功能是：预测交通运输系统状况、提供道路引导系统、引导车辆在最佳线路上行驶、为出行者提供出发时间和选择方式、提供诱导系统与交通控制系统的相互联系、为先进的交通管理系统和交通信息系统提供重要的理论基础。可见，动态交通诱导，既需要相关的硬件系统、软件系统，又需要相关的数学理论。第三节城市交通诱导系统城市交通诱导系统结构框架第三节城市交通诱导系统动态交通诱导硬件系统主要由3部分组成：交通信息中心。这是动态诱导系统的核心。该系统中硬件系统是由计算机和各种通信设备组成，主要功能是从各种信息源获得实时交通信息，并处理成用户需要的数据形式；通信系统。负责完成车辆和交通信息中心的数据交换。信息中心通过通信系统向所有车辆不断发送实时交通状况数据，包括路段行程时间、交通事件以及其他相关数据；车载诱导单元。车载诱导设备主要由计算机、通信设备和车辆定位设备组成。定位设备为GPS接收机或信标信号接收机及速度、方向传感器等其他定位设备。该模块的功能是接收、储存和处理交通信息，为驾驶人员提供良好的人机界面，方便驾驶人员输入信息和获得诱导指令。)()(0tfktFMFM第三节城市交通诱导系统第三节城市交通诱导系统第三节城市交通诱导系统第三节城市交通诱导系统第三节城市交通诱导系统停车诱导系统