五、ITS的其他特点
★ ★ ★
还需要人的参与 信息化 一体化
§ 1.3 智能交通能解决那些问题？



具有重大的经济效益和社会效益： 解决交通问题，减少交通损失； 降低燃油消耗，保护环境； 大大降低运输行业成本； 拉动关联产业，新增市场商机。
效益表现 减少交通拥 堵
欧 洲 (2017年) 出行时间减少 25% 公共交通延误 减少50％
（2）先进的交通管理系统 提供面向交通管理者，它将对交通状况、 交通事故、气象状况和交通环境进行监测， 根据收集到的信息，对交通进行控制，如信 号灯控制、发布诱导信息、道路管制、事故 处理与救援等。
（3）先进的公共交通系统 系统主要目的是改善公共交通的效率 （包括公共汽车、地铁、轻轨交通等）， 提供便捷、经济运量大的公交系统。
智能交通是在较完善的道路基础 设施上将先进的信息技术、电子通讯 技术、自动控制技术以及网络技术等 有效地综合运用于整个交通运输管理 和控制系统。
§1.2
ITS的由来及发展
§1.2.1 ITS的产生 两大因素：
一、经济的发展，人、车、路和环境
之间的矛盾日益严重，现有的各种措 施的作用已不明显；
交通运输的发展程度是国家兴旺发达 的重要标志之一，交通运输的高速发展出 进了物资交流和人们的往来，大大缩短了 出行时间，提高了工作效率。 但同时也带来了许多弊病，交通事故、 交通拥挤、环境污染、能源短缺是世界各 国共同面临的问题。无论是发达国家还是 发展中国家，都毫不例外地承受着不断恶 化的交通环境的困扰。
二、交通工具智能化 交通工具的智能化主要是指车辆的智能化，可 以确保车辆的行驶安全并引导车辆在陌生地方行驶 不致迷失方向。 三、交通系统智能化 系统的智能化将为交通控制管理中心提供对道 路和车辆状态的实时监控，及时处理事故，保障道 路畅通。
四、ITS智能化的其他体现
★原理上是基于知识的系统 ★功能上系统应至少具有判断能力、推理能力和 学习能力，并应具有辅助决策的作用 ★结构上应由机器感知、机器学习、机器识别、 知识库等部分组成
（4）先进的车辆控制系统 从当前的发展来看，可以分为两个层 次：一是车辆辅助安全驾驶系统；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。
（5）货运管理系统 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 理系统。
（6）电子收费系统 主要应用在高速公路的收费站上，它 可以提高收费系统的效率和减少差错，特 别是在现有的车道上安装电子不停车收费 系统（ETC），可以使车道的通行能力提 高3—5倍。
二、对策
1、新建必要的道路、完善路网布局以及加强对现 有道路系统的管理； 2、大力发展高效、安全的公共交通系统。包括发 展大容量、高速度的轨道交通； 3、积极研发低污染、低消耗的新型汽车，减少或 消除小汽车本身存在的缺点； 4、加强城市停车设施的建设； 5、积极发展新一代智能交通系统（ITS）。
智能车辆定位导航系统
自动化学院 刘彤
二0一二年十一月
liutong2002@
68914382 北院6号教学楼606室
适用的载体—车辆，不是飞机、 舰船、导弹等。具有速度小，动态性 能要求不高特点。
智能化 智能车辆定位导航系统是一个计 算机控制系统，包括相应的硬件和软 件。又由于应用的场合有限制，因此 硬件和软件都比普通的“小”，称为 嵌入式的硬件和软件。
§1.2.3 世界各国ITS的发展
一、日本ITS的发展 开始于1971年的CACS计划； 1973年至1978年，成功组织动态路径诱导系统的试 验； 80年代中期至90年代中期，相继完成了路车间通信 系统、先进的管理交通信息控制系统、交通信息通 信系统、宽区域旅行信息系统、超智能车辆系统、 安全车辆系统及新交通管理系统等方面的研究； 94年1月成立了路车交通智能协会； 95年7月成立道路交通信息系统； 96年4月正式启动道路交通信息系统，这是日本 ITS 实用化的第一步，居于世界领先水平。
智能交通系统（ITS）
除了应该修建更多的交通基础设施，更应 该采用先进的信息技术来对道路网络进行更有 效的控制与管理，以便最大限度地发挥现有道 路系统的交通效率。 新一代智能交通系统是借助计算机、通信 和控制等高新技术的应用，通过信息的沟通与 连接，使现有交通系统有效整合，以改善人、 车、路灯交通要素之间的互动关系，从而形成 一种准确、高效、安全的综合运输系统。
三、欧洲ITS的发展



60年代末70年代初，开始道路交通通信技术； 80年代中期，欧洲联盟各国政府共同主持了DRIVE计划 （Dedicated Road Instructure for Vehicle Safety in Europe）计划，民间组织了PROMETHES计划 （Program for an Europe Traffic with Highest Efficiency ）； 91年成立ERTTIO（Europe Road Transport Telematics Implementation Organization）欧洲道 路交通通信技术实用化促进协会联络组织，全面开展 ITS技术在交通运输各个领域的开发和推广以及国际合 作。
中国物流费用占商品 成 本 的 40% ， 远 高 于 美国10%的水平
中国
美国
如果我们能把空驶率 降 低 10% 左 右 ， 每 年 就 可 以 节 省 200 亿 元 的投资
中国、美国公路空驶率的比较图
§1.4
当前ITS的研究课题
智能交通系统包括如下七大内容： (1) 先进的交通信息服务系统 建立在完善的信息网络基础上，实时 向交通参与者提供道路交通信息、公共交 通信息、换乘信息、交通气象信息以及与 出行相关的其他信息，该系统还可以帮助 驾驶员自动选择行使路线。
美国德州榆树研究所对美国39个主要城 市进行了调查，每年因交通堵塞而造成的经 济损失约410亿美元。其中12个大城市每年损 失约超过10亿美元。预测到2020年，因交通 事故造成的经济损失每年将超过1500亿美元。
二、计算机、通信和控制等高新技术 的快速发展。因此，ITS是现代交通发 展到一定阶段必然出现的产物，也是 国际交通发展的大趋势。
四、国内ITS的发展
1、第一阶段（70年代中期至80年代初） ★应用理论研究 交通理论 交通工程学 城市路口自动控制数学模型 ★应用技术及项目 点、线、面孔计算机软件 北京前三门交通控制实验系统 天津线控、面控实验系统 信号机、检测器
2、第二阶段（80年代中期至90年代初）
★应用理论研究 交通运输系统工程在城市交通领域中的发展 高速公路监控系统数学模型 交通阻塞自动判断模型 标志和标线视认性 驾驶心理学 ★应用技术及项目 天津疏港公路交通工程技术研究 可变情报板、可变限速标志通信适配器 通信控制器、大型地图板、紧急电话的研制 道路和桥梁管理系统 电子收费系统和不停车收费的实验 交通工程CAD
第一章
智能交通系统概论
本章的主要内容是介绍智能交通系统 的由来及发展情况，并介绍智能交通系统 的组成、原理及其研究的重点。通过对智 能交通系统的介绍，使大家了解智能交通 车辆定位导航系统的应用背景。
§1.1 道路交通面临的挑战与对策
一、道路交通的现状
1、车辆数量大幅增加和道路增加缓慢造成堵车严重； 2、严重的堵车给环境带来更多的噪声和尾气污染； 3、堵车造成了严重的经济损失； 4、交通事故大量增加，人、车和道路的安全受到了严 重的挑战。
§1.2.2
ITS是现代交通运输的发展方向
在设计思想上，ITS更加适应21世纪的 公众对交通安全、快速、舒适的需求，向道 路使用者提供各种信息以便选择不同的出行 方式，且以诱导为主。 在整体结构上，ITS旨在建设社会活动 的大范围内包括多种运输方式的实时、准确、 高效的道路运输综合管理系统。
在技术手段上，ITS使用现代科学技术 的最新成就，包括各种尖端技术的系统集成。 在运营管理上，ITS带有鲜明的“信息 /服务”特征，属于第三产业中的新兴产业。
降低运输成 本 新增市场商 机
运营成本减 少25％ ——
运营成本减 少 5％ 约4300亿 美元
——— 约3700亿美元
欧洲、美国、日本ITS研究效益预测指标
60% 50% 50% 40% 30% 20% 20% 10% 10% 0% 1990 2001 49%
美国空驶率之低，其 奥秘就在于应用了车 辆信息管理技术
3、第三阶段（90年代中期至20世纪末） ★应用理论研究 智能交通系统工程（ITSE）的探索 道路通行能力的研究 公路使用者效益分析 ★应用技术及项目 ITS发展战略研究 公交优先策略 GIS、GPS等在交通信息管理控制系统中的应用 交通运输网络系统关键技术研究
§1.2.4 ITS的特点
一、交通基础设施智能化 96年1月，美国联邦运输部提出了 “Intelligent Transportation Infrastructure”(智能交通运输基础设施)的概 念。 包括：交通信号控制、高速公路管理、交通 诱导、事故处理、救援系统和电子收费等等。 交通基础设施智能化是ITS实施的基础。
美 国 (2015年） 出行时间减 少41%
日本 （2020பைடு நூலகம்） 拥堵时间减少 10％～20％
减少交通事 故
交通事故减少 40％～52％ 救助时间减少 43％
交通事故减 少30～40％ 救助时间减 少20％
——
续表：
减少能耗 保护环境 空气污染减 少25％ 能源节约 6％ 耗油减少15％ CO2排放减少15％ 氮化物排放减少30 ％
二、美国ITS的发展



20世纪60年代末期，美国公路局提出了一种电子路 径引导系统，这是一种具有无线路径引导功能的导 航系统，用于控制和疏导交通，该系统是美国ITS的 开始; 80年代中期，自加利福尼亚交通部门研究的驾驶员 道路系统获得成功后，全国开展了被称为“智能化 车辆-道路系统”的研究; 90年美国运输部成立了美国智能化车辆-道路系统 （IVHS）; 91年综合提高陆上交通效率，把开发研究智能化车 辆—道路系统作为国策并给以充足的财政支持； 94年IVHS更名为ITS American，以推广一切交通工 具和交通道路组成的智能化系统。