GPS在智能交通方面的應(yīng)用探素課件教案

GPS在智能交通方面的應(yīng)用探素1ITS的發(fā)展及基礎(chǔ)技術(shù)

發(fā)起于20世紀(jì)90年代，并迅速發(fā)展，用于研究開發(fā)投入很大。美國(guó)1990年—1997年12．9億美元?dú)W洲1984年—1998年280億歐元日本1996年—1997年161億日元第1頁(yè)/共24頁(yè)一、ITS目的效益

利用信息技術(shù)，綜合人、車、路，系統(tǒng)地管理交通。美國(guó)ITS效益分析交通阻塞降低25-40%每年減少交通死亡萬人以上，減少交通事故600億次。減少能源消耗和大氣污染。相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)效益200億美元/年。第2頁(yè)/共24頁(yè)歐洲目標(biāo)：

2000年交通死亡事故減少50%，

降低交通對(duì)環(huán)境的污染。日本政府國(guó)策30年目標(biāo)：嚴(yán)重交通事故↓50%降低油耗和CO2排量15%減少NO2排放在空氣中含量30%消除交通阻塞第3頁(yè)/共24頁(yè)中國(guó)制定發(fā)展戰(zhàn)略單項(xiàng)研究：交通信號(hào)控制（無序狀態(tài)），高速公路監(jiān)控，GPS調(diào)度。20世紀(jì)末開始研究ITS發(fā)展戰(zhàn)略。中國(guó)ITS系統(tǒng)服務(wù)功能名稱功能交通監(jiān)控與管理交通監(jiān)視、交通控制、城市出入口控制信息服務(wù)路線引導(dǎo)、出行信息、駕駛員信息、旅行信息安全保障事故報(bào)警及響應(yīng)、應(yīng)急支援、安全警報(bào)、防撞、自動(dòng)駕駛電子收費(fèi)人工、半自動(dòng)、不停車運(yùn)輸管理快速客貨運(yùn)服務(wù)、電子數(shù)據(jù)交換、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、自動(dòng)調(diào)度、公交服務(wù)第4頁(yè)/共24頁(yè)二、ITS的主要內(nèi)容信息服務(wù)系統(tǒng)交通管理系統(tǒng)公交管理系統(tǒng)電子收費(fèi)系統(tǒng)車輛控制系統(tǒng)緊急支援系統(tǒng)第5頁(yè)/共24頁(yè)三、ITS的基礎(chǔ)技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—相互連接起來的，獨(dú)立自治的計(jì)算機(jī)群。

2.通訊技術(shù)—進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。3.傳感器技術(shù)—感知某一物理量的信息，并將它轉(zhuǎn)化為有用信息的裝置（非電量→電信號(hào)）。4.顯示技術(shù)和人工智能—LED/

LCD，用計(jì)算機(jī)模擬，延伸和擴(kuò)展的智能。

第6頁(yè)/共24頁(yè)識(shí)別：長(zhǎng)、寬、高、重的車輛屬性；車載標(biāo)志及身份屬性。

IC卡：一卡多用，安全性、機(jī)讀性、存儲(chǔ)量大（靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)）定位：全球定位系統(tǒng)（GPS）5.車輛識(shí)別和自動(dòng)定位6.地理信息系統(tǒng)—在ITS上應(yīng)用—采集、顯示、查詢、分析地理位置信息。第7頁(yè)/共24頁(yè)2ITS的主要內(nèi)容一、信息服務(wù)系統(tǒng)車輛信息通信系統(tǒng)（VICS）是一種典型的實(shí)時(shí)交通信息提供系統(tǒng)。

VTCS使用-FM多頻廣播系統(tǒng)，微波和紅外線信號(hào)的路側(cè)發(fā)射器（信標(biāo)）向駕駛員提供旅行時(shí)間、交通擁擠、交通事故、施工路段、交通控制等實(shí)時(shí)信息。第8頁(yè)/共24頁(yè)VICS系統(tǒng)概念如下圖VICS中心交通信息中心道路管理FM多頻道廣播駕駛員（車載機(jī)）信標(biāo)GPS信息收集信息處理、編輯信息發(fā)布信息利用系統(tǒng)功能第9頁(yè)/共24頁(yè)2.車載導(dǎo)航GPS導(dǎo)航有源天線通道GPS接收板自律導(dǎo)航：微機(jī)（MPU）陀螺傳感器地圖匹配器：薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器CD-ROM驅(qū)動(dòng)器，DVD-ROMCPU：嵌入式，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DPS）第10頁(yè)/共24頁(yè)GPS天線GPS接收VICS導(dǎo)航接收CD-ROM驅(qū)動(dòng)器電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)MPU微機(jī)地圖匹配器導(dǎo)航軟件TFILCD顯示陀螺傳感器語音電路車速傳感器遙控第11頁(yè)/共24頁(yè)二、交通管理系統(tǒng)TMS功能：交通監(jiān)視、交通控制、事故管理需求管理、排放管理、交叉口管理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：應(yīng)用計(jì)算機(jī)通信和傳感器技術(shù)，將車輛、道路和交通管理系統(tǒng)聯(lián)接為一體，對(duì)交通進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，智能控制和主動(dòng)管理。通過網(wǎng)絡(luò)連接如下部分：信息收集裝置控制信號(hào)機(jī)交通管理中心信息提供裝置通過網(wǎng)絡(luò)是通過光纜、電纜、微波等傳輸媒介在上述各部和交管中心之間傳輸數(shù)據(jù)、語音和圖像。

第12頁(yè)/共24頁(yè)交通管理中心信息收集信息分析光信標(biāo)紅外探測(cè)器攝像探測(cè)器交通流量探測(cè)人行道信號(hào)機(jī)控制其它中心交通信號(hào)機(jī)VICS車載裝置各種信息板車輛誘導(dǎo)系統(tǒng)路測(cè)通信裝置信息提供ATMS結(jié)構(gòu)圖第13頁(yè)/共24頁(yè)三、公交運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)功能構(gòu)成車輛定位及車載設(shè)備；通訊網(wǎng)絡(luò)及通訊方式；網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理；乘客信息服務(wù)。

1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)差分GPS導(dǎo)航接收機(jī)和車載元件自動(dòng)乘員計(jì)數(shù)車載廣播及顯示設(shè)備實(shí)時(shí)公交信息服務(wù)允許使用IC卡付費(fèi)第14頁(yè)/共24頁(yè)2.車載設(shè)備：可實(shí)現(xiàn)定位，車載外圍設(shè)備的控制

包括控制模塊，通信模塊，計(jì)劃模塊和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，控制模塊是核心，要與處于監(jiān)控下的每輛車保持聯(lián)系，不僅記錄車輛實(shí)際地理位置，還要與計(jì)劃的位置進(jìn)行比較，得出車輛是否準(zhǔn)時(shí)，并通過公交站轉(zhuǎn)給轉(zhuǎn)乘的乘客。第15頁(yè)/共24頁(yè)3.電子站牌向乘客顯示正向本站行駛的運(yùn)營(yíng)車狀態(tài)位置，來源于公交運(yùn)營(yíng)中心，電子站牌由無線信號(hào)接收器，顯示控制器，光帶式車輛位置顯示器和LED時(shí)間顯示單元，電源及防護(hù)外殼以及有源式ID碼發(fā)射器等部分組成。電子站牌能定時(shí)接收GPS時(shí)間信息，對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行校正，通過LED顯示時(shí)間信息，及離本站最近車輛位置，到站時(shí)間等。第16頁(yè)/共24頁(yè)四、電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）每小時(shí)放行能力是人工收費(fèi)的6倍。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，彩電子標(biāo)簽作為通行卡，收費(fèi)過程由計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備與通告卡，自動(dòng)交換信息，實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)認(rèn)別，金額自動(dòng)收取，自動(dòng)結(jié)帳。系統(tǒng)構(gòu)成及原理：構(gòu)成車載處理單元；車道處理單元，收費(fèi)站計(jì)算機(jī)管理單元，中央計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。第17頁(yè)/共24頁(yè)第18頁(yè)/共24頁(yè)第19頁(yè)/共24頁(yè)2.收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)外圍設(shè)備攝像機(jī)讀寫器警察局車輛戶口數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主機(jī)銀行聯(lián)網(wǎng)賬單寄出第20頁(yè)/共24頁(yè)五、車輛控制系統(tǒng)VCS借助車載設(shè)備和路側(cè)設(shè)備檢測(cè)行駛環(huán)境變化幫助駕駛員控制車輛，即是智能汽車的研究與應(yīng)用。主要功能：道路障礙自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)轉(zhuǎn)向，自動(dòng)制動(dòng)，自動(dòng)保持安全距離和車速以