信息技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用

1、信息技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用信息技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用王搶，載運工具運用工程王搶，載運工具運用工程2013122065GPSGPS、GISGIS技術在道路交通技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用運輸系統(tǒng)中的應用3智能運輸系統(tǒng)智能運輸系統(tǒng)2應用概況應用概況1ITSITS的未來的未來4第一節(jié) 應用概況道路運輸業(yè)是使用信息技術及設備數量最多的行業(yè)之一。信息技術的應用是促進道路交通運輸運量增加，服務質量提高，成本下降，效益提高的最重要的因素之一。早在20世紀50年代，部分國家便開始把軍用無線電通訊系統(tǒng)移置到民用車輛和道路交通運輸組織管理工作之中。全球定位系統(tǒng)GPSGPS是英文Global Po

2、sitioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀70年代，美國陸?？杖娐?lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的，經過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設完成。全球定位系統(tǒng)GPSGPS是迄今為止歷史上最大的航天電子工程，在發(fā)達國家的道路交通運輸中得到了普遍應用，我國警車、軍車以及特種車輛、出租車和公交車上也開始運用該技術。汽車駕駛員通過GPS系統(tǒng)確

3、定車輛所在位置后，運用設備在車輛上的電子計算機及電子地圖，了解交通干線的車流情況、道路情況，選擇最佳的行車路線，減少交通擁堵，加快疏導，提高行車速度地理信息系統(tǒng)（ Geographic Information System, 簡稱 GIS ）GIS作為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的重要工具、技術和學科，得到了廣泛關注和迅猛發(fā)展。從技術和應用的角度， GIS 是解決空間問題的工具、方法和技術；從學科的角度， GIS 是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發(fā)展起來的一門學科，具有獨立的學科體系； 從功能上， GIS 具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功

4、能；從系統(tǒng)學的角度， GIS 具有一定結構和功能，是一個完整的系統(tǒng)。 GIS 是一個基于數據庫管理系統(tǒng)（ DBMS ）的管理空間對象的信息系統(tǒng)，以地理數據為操作對象的空間分析功能是地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的根本區(qū)別。地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內取得了驚人的發(fā)展，廣泛應用于資源調查、環(huán)境評估、災害預測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領域。應急響應 (Emergency Response)解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭、核事故等重大自然或人為災害時，如何安排最佳的人員撤離路線、并配備相應的運輸和保障設施的問題。網絡分析(Net

5、work System Analysis)建立交通網絡、地下管線網絡等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規(guī)則、處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應急處理。 警務和醫(yī)療救護的路徑優(yōu)選、車輛導航等也是GIS網絡分析應用的實例。計算機技術在我國大中型道路交通運輸企業(yè)中，計算機應用范圍已擴展到道路交通運輸組織與管理的各個方面：如運輸規(guī)劃，車輛調度，運輸生產計劃編制，站場管理，以及各項運輸數據的統(tǒng)計、分析和處理等。但在我國道路交通運輸業(yè)中計算機應用的深度和廣度遠不及發(fā)達國家。在日本、美國等發(fā)達國家，運輸企業(yè)和運輸車輛上大都裝備了計算機，這些計算機除了用于車輛內部管理外，還可以和社會計算機網絡聯(lián)通，共

6、享信息資源。運輸企業(yè)可以通過計算機網絡和客戶聯(lián)系、尋找貨源、協(xié)調?？贞懧?lián)運。計算機技術實現道路交通運輸的計算機管理，主要是通過對各種運輸管理問題表述為數學模型，進而求解，選出合理可行的最優(yōu)方案，并對運輸過程實行實時監(jiān)控，因而它可以顯著地提高運輸經濟效益和改善服務質量。智能運輸系統(tǒng)從20世紀80年代后期開始，日本、美國、歐洲等國家和地區(qū)競相投入大量資金和人力，建立相應組織，從事智能運輸系統(tǒng)的開發(fā)。智能運輸系統(tǒng)將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子控制技術以及計算機技術等綜合運用于整個道路運輸系統(tǒng)，將汽車、駕駛員、道路以及相關的服務部門和組織相互聯(lián)系起來，并使汽車和道路功能智能化：車輛依靠自身的

7、智能在道路上自由行駛，道路依靠自身的智能將交通流調整到最佳狀態(tài)，借助系統(tǒng)的智能，駕駛員對交通情況了如指掌，管理者對車輛的行駛一清二楚，實行實時調度，從而極大地提高了交通系統(tǒng)的安全性、道路交通運輸的工作效率、能源的綜合利用率并提高了環(huán)境的質量。第二節(jié) 智能運輸系統(tǒng)一、智能運輸系統(tǒng)的概念、地位和作用 智能交通系統(tǒng) （Intelligent Transport System,簡稱ITS） 智能交通系統(tǒng)將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術以及計算機處理技術等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統(tǒng)。

8、ITS作用ITS可以有效地利用現有交通設施、減少交通負荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運輸效率，因而，日益受到各國的重視。21世紀將是公路交通智能化的世紀，人們將要采用的智能交通系統(tǒng)，是一種先進的一體化交通綜合管理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，車輛靠自己的智能在道路上自由行駛，公路靠自身的智能將交通流量調整至最佳狀態(tài)，借助于這個系統(tǒng)，管理人員對道路、車輛的行蹤將掌握得一清二楚。ITS包含方面 采集系統(tǒng)采集系統(tǒng)人工輸入ITSGPS車載導航儀器GPS導航手機車輛通行電子信息卡CCTV攝像機紅外雷達檢測器線圈檢測器光學檢測儀- 分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)信息服務器專家系統(tǒng)GIS應用系統(tǒng)人工決策- 發(fā)布系統(tǒng)發(fā)布系統(tǒng)互聯(lián)網手

9、機車載終端廣播路側廣播電子情報板電話服務臺二、世界各國ITS的發(fā)展1.美國ITS的發(fā)展 20世紀60年代末期，美國道路局提出了一種電子路徑引導系統(tǒng)（ERGS），這是一種具有無線路徑引導功能的導航系統(tǒng)，用于控制和疏導交通，該系統(tǒng)被認為是美國ITS的開始。美國ITS的發(fā)展美國ITS的發(fā)展美國ITS的發(fā)展日本ITS的發(fā)展日本ITS的發(fā)展日本ITS的發(fā)展日本ITS的發(fā)展歐洲ITS的發(fā)展歐洲ITS的發(fā)展歐洲ITS的發(fā)展歐洲ITS的發(fā)展歐洲ITS的發(fā)展三、中國ITS的發(fā)展與研究內容中國ITS的發(fā)展中國ITS的發(fā)展中國ITS的發(fā)展中國ITS的發(fā)展中國ITS大事記1994年我國部分學者參加了在法國巴黎召開的第

10、一屆ITS世界大會，為中國ITS的開展揭開了序幕。* 1996年交通部公路科學研究所開展了交通部重點項目智能運輸系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究工作，1999年智能運輸系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究一書正式出版發(fā)行。*l 1999年由交通部公路科學研究所牽頭，全國數百名專家學者參加的“九五”國家科技攻關重點項目中國智能交通系統(tǒng)體系框架研究工作全面展開，2001年課題完成，通過國家科技部驗收，2002年出版中國智能交通系統(tǒng)體系框架一書。中國ITS大事記* 2000年由科技部主辦，全國ITS協(xié)調指導小組辦公室協(xié)辦的第四屆亞太地區(qū)智能交通（ITS）年會在北京舉行。* 2002年4月科技部正式批復“十五”國家科技攻關“智能交通系統(tǒng)

11、關鍵技術開發(fā)和示范工程”重大項目正式實施，北京、上海、天津、重慶、廣州、深圳、中山、濟南、青島、杭州十個城市作為首批智能交通應用示范工程的試點城市。中國ITS大事記* 2002年9月，由中國科技部和交通部共同舉辦的“第二屆北京國際智能交通系統(tǒng)（ITS）技術研討暨技術與產品展覽會”在北京舉行。* 2003年11月，科技部馬頌德副部長第一次率中國政府代表團參加在西班牙馬德里舉辦的第十屆ITS世界大會，科技部聯(lián)合交通部、建設部、公安部和北京市政府聯(lián)合申辦“2007年第十四屆ITS世界大會”獲得成功，標志著中國的智能交通系統(tǒng)建設將在更加開放、競爭與合作并存的環(huán)境中加速發(fā)展。* 2004年10月，科技部

12、第一次大規(guī)模組團參加第十一屆在日本名古屋舉辦的第十一屆ITS世界大會，中國政府展覽團在ITS大會的首次展覽，獲得成功。第三節(jié) GPSGIS技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用一、GPS技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用 GPS技術是利用分布在高空的多顆人造衛(wèi)星對地面上的目標進行測定并進行定位和導航，它用于對船舶和飛機以及其它飛行物的導航、對地面目標的精確定位和定時、地面和空中的交通管制以及空間和地面的災害監(jiān)測等。 GPS系統(tǒng)主要由空間部分、地面部分和用戶部分組成。 空間部分空間部分主要由24顆（其中三顆備用）距離地面約20200km的衛(wèi)星組成，均勻分布在6個軌道。可惜實現全天24h連續(xù)向全球任何地區(qū)的G

13、PS用戶進行觀測，通過衛(wèi)星上原子頻標發(fā)射的載波無線電信號覆蓋任何地區(qū)范圍內目標的高精度三維定位，并且隨時提供這些目標的位置、時間和速度信息。衛(wèi)星分布示意圖地面部分地面部分由一個主控站、五個全球監(jiān)控站和三個地面控制站組成，隨時與衛(wèi)星保持通信聯(lián)系并對衛(wèi)星的飛行進行跟蹤和控制，它們都是由美國政府負責維護。監(jiān)控站的主要任務是取得衛(wèi)星的觀測數據，并將這些數據傳送到主控站，再由主控站對所有觀測數據進行處理計算，得出每顆GPS衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘的修正值。并依此外推一天以上的衛(wèi)星星歷以及鐘差，將其按一定格式轉化為導航電文由地面控制站注入到衛(wèi)星的存儲器上。用戶部分地面上的用戶必須配備專門的GPS接收機，用于接收衛(wèi)

14、星發(fā)射的信號，取得距離觀測量和導航電文，以獲得接收機的位置信息，并根據這些信息來進行導航和定位等。GPS系統(tǒng)三個組成部分及其相互關系圖2、GPS技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的作用（1）利用GPS進行導航車輛跟蹤航線設計按設計航線進行導航查詢功能（2）利用GPS實現車輛運營管理查詢功能多屏幕、多車輛跟蹤指揮與車輛跟蹤相結合報警及意外處理二、GIS技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用1.GIS技術介紹GIS主要應用領域自然資源的調查與管理區(qū)域和城市規(guī)劃管理環(huán)境、洪水、作物、災害監(jiān)控為企業(yè)生產和管理服務在交通運輸中的應用2.交通GISGIS-T電子地圖的應用道路網規(guī)劃道路設計和維護運輸企業(yè)經營管理為智能運輸系統(tǒng)提供數字化平臺3.GIS技術在道路交通運輸系統(tǒng)中的應用（1）用于車輛導航和監(jiān)控電子地圖顯示功能標注當前車位地物信息分類索引最佳路徑選擇行車路線導航（2）GIS用于基礎設施管理（3）GIS用于交通安全管理和事故分析第四節(jié) ITS的未來一、客運系統(tǒng)的未來 1.系統(tǒng)的組成與功能 系統(tǒng)是由家庭、辦公室