第一章绪论一、ITS是科技发展的产物1、路是人走出来的。

原始运输，陆上靠人、畜；水上靠人、风、水流。

2、车。

车的发明，4000年前，马，马车。

3、蒸气机。

蒸气发动机的发明，轮船、火车。

4、内燃机。

四冲程内燃机的发明，汽车、轮船、火车、飞机。

5、电动机的发明。

电车、火车、地铁、轻轨等6、微电子、计算机技术。

数字化、网络化、智能化技术应用于交通领域。

ITS出现。

三、高速公路现状四、公路交通存在的问题1、交通拥堵情况严峻2、交通安全形势严峻3、空气污染情况严峻4、能源形势严峻五、解决交通问题的途径1、控制需求。

控制汽车的购买和使用。

2、增加供给。

多修路，多建停车场。

3、加强交通管理。

法规、教育、规划、交通信号控制、发展公共交通。

4、实施智能运输系统（ITS）。

六、智能运输系统（ITS）研究内容日本ITS的开发发展计划:2000年ITS开始阶段2005年交通系统革命阶段2010年自动驾驶的梦想.2015 社会系统的革新日本ITS的开发领域（九大领域）（1）先进的车辆导航系统通过可双向通信的导航系统为驾驶员提供最短路径信息、经由路线的堵塞信息、所需时间、交通管制、停车场信息等。

此外，也可以在家里、办公室等地获取同样的信息，以便在出发前确定出行路线。

也可以在停车场、服务区和一般道路的车站获取目的地信息和其它信息。

2）自动收费系统驾驶员在通过收费站时实现不停车自动非现金付费。

可以提高驾驶的舒适性、减少收费站管理人员的费用、采集车辆OD数据等ETC的功能:1消除交通拥堵，降低收费站的通行时间2减少交通污染，保护环境3提高道路通行能力，有力地缓解交通拥挤现象4,ETC还带来大量的直接的现金节约，并减少收费站工作人员的数量5.车辆管理及防盗6.消除停车场进出口排队延误现象，提高管理效率和管理水平7.有利于交通管理者优化交通流，掌握交通的空间和时间分布ETC的组成ETC系统主要由车载单元（OBU）、路旁单元（RSU）、DSRC通信协议、车辆自动识别单元(A VIU)、探测设备（Detect Equipment）以及中心系统等组成. ETC系统另外还包括车道控制器(Lane Controller)、图像捕捉抓拍器及一些辅助设备ETC的工作原理ETC系统是利用车载单元（OBU）与路旁单元（RSU）之间的双向通信实现收费过程的信息交互，当车辆进入通信区域时，自动车辆识别单元（A VIU）检测到车辆已进入通信区域，车载单元（OBU）的车载电子标签（ETU）与路旁单元（RSU）之间开始相互交换信息。

（3）安全驾驶支援通过车辆和道路的各种传感器掌握道路和周围车辆的信息，利用车载装置和信息发布设施等将信息实时发送给驾驶员，并进行危险警告。

通过在车辆上设置的自动控制功能，自行判断自身车辆以及附近车辆的位置、运动方向、障碍物等信息，危险时自动实施速度控制、驾驶控制等辅助驾驶操作，最终实现自动驾驶。

➢驾驶信息和道路信息提供➢危险警告➢辅助驾驶➢自动驾驶（4）交通管理最优化为提高交通安全性、舒适性以及改善环境，在全部道路网内实现最优信号控制。

为防止交通事故引发的二次损失，通过车载装置以及其它信息发布设施将交通事故信息和相应的交通管制信息提供给驾驶员➢交通流最优化➢交通事故时的实时交通管制信息提供(5) 道路交通管理效率化实施最适合的道路作业时间判断和作业车辆配置，在灾害发生时，根据准确掌握的道路状况以及灾害情况，实施道路修复车辆的高效配置。

通过车载装置将由于雨雪等天气而实施的交通管制信息及时通知给驾驶员维持管理业务效率化➢通行管制信息的提供➢特殊车辆的管理(6)公共交通支持系统将公交的运营、拥挤、费用、停车站等信息发送给家庭和办公室终端，或移动中的车载装置、公共汽车站、高速公路服务区等，以帮助公交利用者选择最佳出行时间、换车方式等。

为了实现公共交通的安全、顺畅和便利性，实时收集公交运营信息，实施必要的公交优先通行措施。

➢公共交通利用信息提供公共交通运营以及运营管理(7)商用车辆运营效率降低商用交通量，提高交通安全性。

通过商用车辆自动跟车行驶，快速提高交通效率，降低商用车辆的交通量，提高交通的安全性。

➢商用车辆的运营管理支援商用车辆的连续自动驾驶(8)行人支援通过使用便携式终端、磁、声等设备，以及道路引导设施，保证老弱病残者的安全，实现安全舒适的道路环境。

当行人横穿马路时可通过便携终端延长绿灯时间，车辆通过检测出前方行人，警告驾驶员或采取自动刹车，以防止行人交通事故。

➢道路引导➢危险防止(9)紧急车辆运行支援当车辆发生突发事件或发生地震、洪水等灾害时，系统自动向救援中心发出紧急事件警报，实施迅速且有效的救援活动。

紧急车辆线路诱导及救援行动支援通过实时采集突发事故地点和受损路况信息，及时通告救援组织并进行救援指导、为交通事故或自然灾害突发地准备救援车辆。

紧急事件自动通告紧急车辆线路诱导及救援行动美国ITS的七大系统（1）先进的交通管理系统ATMS主要指先进的监测、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。

它包括：城市集成交通控制系统，高速公路管理系统，应急管理系统，公共交通优先系统，不停车自动收费系统，交通公害减轻系统，需求管理系统等。

（2）先进的旅行者信息系统ATIS主要是对交通出行者提供及时的信息服务。

在出行前通过办公室或家庭的计算机终端、咨询电话、咨询广播系统等，向出行者提供当前的交通和道路状况以及服务信息，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和出行路线。

在出行途中，通过车载信息单元或路边动态信息显示板，向出行者提供道路条件、交通状况、车辆运行情况、交通服务的实时信息，通过路径诱导系统对车辆定位和导航，使汽车始终行驶在最佳路线上，使出行者以最佳的出行方式和路线到达目的地。

3）先进的公共运输系统APTS采用各种智能技术促进公共运输业的发展，它包括：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。

4）商用车辆运营管理CVO5）先进的车辆控制（和安全）系统A VCS（6）自动公路系统AHS（7）先进的乡村运输系统ARTS4 中国面临极好的发展机遇中国ITS发展的外部环境➢ITS已经成为21世纪交通发展的趋势➢国际交流与合作频繁➢信息化促进高新技术的发展与应用中国ITS发展的内部环境➢政府对ITS的发展极为重视➢可持续发展的交通战略正在制定➢科教兴国战略的实施➢交通基础设施建设成为新的经济增长点➢加入交通信息化进程已经列入规划中国ITS的体系分8个服务领域、34个服务内容、138项子服务。

•相对日本和欧美而言，我国的ITS发展较晚，在应用方面更显得落后，因此在ITS市场竞争方面，我国相对落后。

•在我国进入WTO后，大量的外国公司将加入到我国的技术领域和咨询领域的市场竞争行列。

若想发展我国的交通运输能力，必须客观地接受这些竞争。

•就目前状况而言，我国在竞争机制、竞争策略、ITS技术、造价、人员素质等许多方面尚不如那些有能力参与我国ITS市场竞争的发达国家。

除了市场保护外，尚无其他优势可言。

•由于近年来我国对这些技术的需求和发展，我国已形成较强的技术力量和基础。

•相对于发达国家来说，我国在这些领域并不显得十分落后。

相反，这几年发展的速度已超过发达国家在这些领域的发展速度。

•因此ITS技术的基础和发展并不会成为我国ITS发展的主要障碍。

•发展我国ITS的主要障碍大多来自非ITS技术方面，主要体现在如下几个方面：•1)现有的交通运输基础不足•2)参与市场竞争的能力七. ITS的效益改善安全,增进机动化水平，减少拥挤，提高生产率，提高能源效率，降低环境污染第二章定位技术能够确定指定物体空间位置的技术，就是定位技术定位的关键：参照系。

原点；测距。

对定位技术的基本要求：准确，快速例如：人工分辨、雷达、声纳、GPS、手机定位等等。

➢地基电子导航系统主要由在世界各地适当地点建立的无线电参考站组成，接收机通过接收这些参考站发射的无线电电波并由此计算接收机到发射站的距离来确定自己的位置。

这一技术在二战中已经被使用，战后发展很快，目前大约有100种不同类型的地基电子导航系统正在运行。

大地原点，亦称大地基准点，即国家水平控制网中推算大地坐标的起标点，利用它我们可以精确地描述自己的地理位置。

地心坐标系，以地球质心为原点，Z、X轴分别指向国际时间局(BIH)1984.0定义的协议地极(CTP)、协议子午面与CTP的交点，Y轴与Z、X轴垂直构成右手法则，是一种国际上统一采用的世界地心坐标系（WGS-84地理坐标系）。

国家海拔水准零点第一节卫星定位技术目前国际上主要卫星定位系统：➢美国的GPS系统➢俄罗斯的GLONASS系统➢欧盟的GALLILEO（伽利略）系统➢中国的北斗星导航系统一、美国的GPS1、定位原理：由数学知识，对于平面上的一个点，只要知道它到两个参考点的距离，就可以确定该点的位置。

对于空间的一个点，只要知道它到三个参考点的距离，就可以确定该点的位置，也就是三维坐标。

为了获得距离观测量，主要采用两种方法:➢一是测量GPS卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间，即伪距测量；➢一是测量具有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差，即载波相位测量。

采用伪距观测量定位速度最快，而采用载波相位观测量定位精度最高。

时间系统GPS的时间以原子钟时间为标准，接收端以格林维治时间为标准。

铯原子钟频率为9,192,631,770 Hz，每1,400,000年差一秒。

坐标系统GPS的卫星位置以地球中心地球固定坐标系(ECEF) 表示，接收端以WGS-84地理坐标系表示位置。

GPS系统由三个独立的部分组成：●空间部分●地面支撑系统●用户设备部分3、GPS的特点⏹全球，全天候工作：⏹定位精度高：⏹实时定位速度快：⏹抗干扰性能好、保密性强⏹功能多，应用广但在定位速度和使用场景则有一定局限性：比如，一般GPS设备首次搜星定位的时间大约在一分钟左右，而在障碍物较多的情况下，比如城市地区，卫星信号相对较弱，而在室内则往往完全无法接收。

4、GPS政策1）精密定位服务（5~10m）：PPS（精码）2）标准定位服务（100m）：SPS（粗码）5、GPS的误差1）卫星有关的误差：①卫星星历误差②卫星钟的钟误差2）与信号传播有关的误差①电离层延迟②对流层延迟③多路径误差3）与接收机有关的误差：1接收机的钟误差2接收机的位置误差3接收机的测量噪声6、差分GPS（伪距差分和载波相位差分）为了降低GPS误差，提高定位精度，出现了差分GPS。

所谓差分GPS，就是将一个已精确测量的已知点作为基准点，在此点安装GPS接收机，连续接收GPS信号，通过处理再与已知的精确位置比较，推算出GPS的当前误差，然后把这个误差值发送给该区域内的所有GPS用户，以修正他们的定位解。