城市智能交通运输系统中的智能技术应用
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摘要:城市智能交通运输系统的智能技术是管理整个运输系统的现代科技的总称。计算机技术发展迅速,智能化程度越来越高,具有功能齐全、运行效率高的特点,从而为交通运输系统的智能化奠定了基础。
关健词:智能交通系统;路网流量;控制器;解码器
1智能交通运输系统的概念
智能交通运输系统(ITS)是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。该系统将采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心集中處理后,传输到公路运输系统的各个用户(驾驶员、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障等部门),出行者可时时选择交通方式和交通路线;交通管理部门可自动进行合理的交通疏导、控制和事故处理;运输部门可随时掌握车辆的运行情况,进行合理调度。从而,使路网上的交通流运行处于最佳状态,改善交通拥挤和阻塞,最大限度地提高路网的通行能力,提高整个公路运输系统的机动性、安全性和生产效率。
2智能运输系统的功能特点
智能运输系统具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合模型,适合于对含有复杂性、不完全性、模糊性、不稳定性和算法未知的运输过程的描写具有分层信息处理和决策机构。智能运输系统的核心在高层模块,它对运输环境或运输过程进行组织、决策和规划,实现广义求解智能运输过程具有非线性。智能运输系统根据当前的客货流量的大小和方向,在调整运输系统参数得不到满足时,就以跃变的方式改变运输系统结构,以此提高运输系统的效益智能运输系统具有总体自寻优化的特点。由于智能运输系统具有实时特征辨别、特征记忆和拟人的特点,在整个运输过程中计算机系统实时获取客货和环境的信息,进行实时处理并给出运输决策,通过不断优化参数和寻找运输系统的最佳结构形式,以获取整体最优运输效益。
目前,交通运输系统智能化是一个研究热点,并已经取得了很大进展。ITS的目标和功能为安全性、畅通性、环保性和舒适性。即可以提高交通运输的安全水平;减少交通堵塞,保持道路交通畅通;提高运输网络的通行能力;降低交通运输对环境的污染程度并节约能源;提高交通运输生产效率和经营效益。与传统的提高交通运输水平手段相比,ITS不是单纯依靠建设更多的基础设施、消耗大量能源来实现上述目标和功能,而是在现有或较为完善的基础设施之上,将先进的通信技术、信息技术、控制技术有机地结合起来,综合地运用于整个交通运输系统以实现其目标和功能。
3智能交通运输系统中的主要技术平台
3.1全球卫星定位系统(GPS)
全球卫星定位系统是由空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统三大子系统构成,是具有全球性(陆地、海洋、航空与航天)、全天候优势的导航定位、定时、测速系统。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等多种功能。
3.2交通地理信息系统
交通地理信息系统是一种空间性数据库管理系统,除具备一般数据管理系统的基本功能外,还具有空间查询和分析的功能,用户可以根据需要建立一个应用分析模型,通过动态分析为评价、管理和决策提供服务,因此它为ITS,提供了数字化平台。
3城市智能交通运输系统的应用
3.1先进的交通信息服务系统(ATIS)
先进的交通信息服务系统是建立在完善的信息网络基础上的,交通参与者可以通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备,向交通信息中心提供各处的交通信息;该系统得到这些信息并经过处理后,适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、停车场信息以及与出行相关的其他信息;出行者根据这些信息确定自己的出行方式和选择路线。这样可以提高人们的出行能力和安全系数。由于合理地选择了出行方式和路线,从而使路网上的交通流获得平衡分配。如果车上装备了自动定位和导航系统,该系统还可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。
3.2先进的交通管理系统(ATMS)
在这个系统中,有一部分与ATIS共用了信息采集、处理和传输系统。交通管理部门对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监控,通过收集到的信息,对交通车辆进行有效的实时疏导、控制与处理等。ATMS包括的子系统有:在途驾驶员信息系统、旅行服务信息系统、事故处理系统、交通控制系统和排放检测与控制系统等。
3.3应急指挥调度系统
应急指挥调度系统是以地理信息系统平台为主的综合性服务系统,具有管理交通、及时处理紧急情况、传输数据信息等功能。当发生紧急情况时,该系统能快速制订调度计划,将道路提示和交警资源自动显示在道路旁的LED屏幕上,并及时制订控制方案和部署交警,从而实现城市交通的智能化调度,实现交通管理的可视化和平坦化,提升交管部门的应急处理能力、快速反应能力和联合通行能力。
3.4数字化执法管理系统
数字化执法管理系统由数字化现场执法系统和数字化非现场执法系统共同构成的。
现场执法系统终端通过数字广播网络的网站管理系统管理汽车驾驶员IC卡,能上传IC卡的数量信息,具有手写输入、影印、录制和打印等功能。执法人员在执法过程中,现场执法系统可保证执法人员对违章车辆的处罚公正、合理、规范、科学,从而提升交通执法的质量和效率。
非现场执法系统主要由城市中的违法监控设备组成。其中,智能交通管理系统可记录车辆闯红灯、车辆超速、私家车非法占用公交车道等违法行为,宽带通信网络和控制中心可有效收集监测资料,从而提高交管部门的工作效率,最终形成闭环管理系统。
3.5营运车辆运行管理系统(CVO)
这是一个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。综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术来有效地管理和改善客货汽车、公共汽车企业的行驶技术与设备,并组织运输,使营运车辆的安全性和生产效率得到提高,使公路系统的所有用户都能获益于更为安全可靠的公路环境,提高运输效率。
3.6电子收费系统(ETC)
公路收取通行费是公路建设资金回收的重要渠道之一,但是随着交通流量的增加,收费站开始成为道路上新的瓶颈。电子收费系统就是为解决这个问题而开发的。这样就可以使所有地面交通收费系统实现自动化,以减少因用现金收费所造成的交通延误。如果在现有的车道上安装电子不停车收费系统,则可以使车道的通行能力提高3~5倍。
3.7紧急救援管理系统(EMS)
紧急救援管理系统是一个特殊的系统,其基础是ATIS、AT-MS和有关的救援机构与设施。通过ATIS和ATMS这些设施可以将交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体,提高对突发交通事件的报告和反应能力,改善应急反应的资源配置,为道路使用者提供车辆故障现场紧急处置、拖车、救护、排除故障车辆等服务。
4结束语
综上所述,城市智能交通运输系统为人们提供便利的出行信息,促进了城市智能交通的发展,融合了相关的交通控制技术,展现了智能技术的研发成果。
参考文献
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