第五章城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)智能交通課件

智能交通學(xué)院第五章城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)1系統(tǒng)概述2系統(tǒng)組成3系統(tǒng)需求分析目錄CONTENTS4系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié)系統(tǒng)概述城市智能交通系統(tǒng)集成與維護動態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)主要由以下3部分組成（1）交通信息中心

系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)是由計算機和各種通信設(shè)備組成，主要功能是從各種信息源獲得實時交通信息，并處理成用戶需要的數(shù)據(jù)形式。（2）

通信系統(tǒng)

負責完成車輛和交通信息中心的數(shù)據(jù)交換。信息中心通過通信系統(tǒng)向所有車輛不斷發(fā)送實時交通狀況數(shù)據(jù)。（3）車載誘導(dǎo)單元主要由計算機、通信設(shè)備和車輛定位設(shè)備組成。該模塊的功能是接受、存儲和處理交通信息，為駕駛?cè)藛T提供良好的人機界面。第二節(jié)系統(tǒng)組成城市智能交通系統(tǒng)集成與維護誘導(dǎo)系統(tǒng)由4個部分組成，其實施結(jié)構(gòu)圖如圖所示。誘導(dǎo)系統(tǒng)實施結(jié)構(gòu)圖信息采集與處理子系統(tǒng)車輛定位子系統(tǒng)交通信息服務(wù)子系統(tǒng)行車路線優(yōu)化子系統(tǒng)誘導(dǎo)系統(tǒng)第二節(jié)系統(tǒng)組成城市智能交通系統(tǒng)集成與維護(1）信息采集與處理子系統(tǒng)誘導(dǎo)系統(tǒng)實施結(jié)構(gòu)圖通過交通控制系統(tǒng)實現(xiàn)。檢測的內(nèi)容主要有：交通信息檢測，可以利用交通信息控制系統(tǒng)的交通流量檢測信息；交通流信息的轉(zhuǎn)換與傳輸，把從交通控制獲得的網(wǎng)絡(luò)交通流信息進行處理并傳送到交通流誘導(dǎo)主機；滾動式預(yù)測交通流量和運行時間；建立路阻函數(shù)，確定各路段的出行費用，為誘導(dǎo)提供依據(jù)。第二節(jié)系統(tǒng)組成城市智能交通系統(tǒng)集成與維護(2)車輛定位子系統(tǒng)誘導(dǎo)系統(tǒng)實施結(jié)構(gòu)圖確定車輛在路網(wǎng)中的確切位置，主要內(nèi)容有：建立差分的理論模型和應(yīng)用技術(shù)，討論如何根據(jù)基準臺測出的測差值來修正車載單元的誤差，提高精度。設(shè)計系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，其中包括信號的編碼、發(fā)射以及信號的調(diào)解等問題。研究系統(tǒng)電子地圖制作方法及實現(xiàn)技術(shù)。建立一套故障自診系統(tǒng)，以保證在系統(tǒng)發(fā)生故障或信號在傳輸過程中出現(xiàn)較大誤差時，也能準確地確定車輛的位置。第二節(jié)系統(tǒng)組成城市智能交通系統(tǒng)集成與維護(3)交通信息服務(wù)子系統(tǒng)誘導(dǎo)系統(tǒng)實施結(jié)構(gòu)圖是交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)的主要組成部分，它可以把動態(tài)交通信息通過各種傳媒及時傳送給公眾。媒體包括有線電視、計算機、收音機、電話亭、路邊可變情報板和車載的接受裝置。第二節(jié)系統(tǒng)組成城市智能交通系統(tǒng)集成與維護(4)行車路線優(yōu)化子系統(tǒng)誘導(dǎo)系統(tǒng)實施結(jié)構(gòu)圖依據(jù)車輛在網(wǎng)絡(luò)中的位置和出行者輸入的目的地，結(jié)合交通信息采集與處理子系統(tǒng)傳輸?shù)穆肪W(wǎng)交通信息，為出行者提供能夠避免擁擠，減少延誤、快速到達終點的行車路線，在車載計算機的屏幕上顯示出車輛行駛前方的交通狀況，并以箭頭線標識所建議的最佳行駛路線。第三節(jié)系統(tǒng)需求分析城市智能交通系統(tǒng)集成與維護一、功能需求通常情況下，交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的功能需求包括如下幾點：以重點道路為中心，實現(xiàn)顯示屏信息的連續(xù)性發(fā)布，能夠達到對車流的有效誘導(dǎo)；根據(jù)道路的不同等級、不同狀況，將城市交通誘導(dǎo)分為快速路誘導(dǎo)控制、城市主干路誘導(dǎo)控制、高速公路誘導(dǎo)控制等；使路網(wǎng)達到用戶最優(yōu)和系統(tǒng)最優(yōu)之間的均衡；采用統(tǒng)一的接口實時采集交通數(shù)據(jù)，并保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性和正確性；使用恰當?shù)哪Ｐ秃退惴ǚ治龊吞幚斫煌〝?shù)據(jù)，以確保發(fā)布信息的準確性和有效性；系統(tǒng)應(yīng)該具備用戶權(quán)限管理、防黑客入侵、防病毒、數(shù)據(jù)的安全性管理、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)備份等功能以保證系統(tǒng)安全和穩(wěn)定。第三節(jié)系統(tǒng)需求分析城市智能交通系統(tǒng)集成與維護二、技術(shù)需求信息采集技術(shù)信息發(fā)布技術(shù)環(huán)境信息監(jiān)測主要通過電感線圈檢測技術(shù)、視頻檢測技術(shù)以及微波檢測技術(shù)來實現(xiàn)對原始交通數(shù)據(jù)信息的采集。技術(shù)需求主要通過交通誘導(dǎo)室外顯示屏實現(xiàn)對實時路況信息的發(fā)布，輔助以廣播電視臺發(fā)布實時信息。根據(jù)顯示屏的類型以及安放位置的不同，采用不同的通信傳輸技術(shù)，主要包括：光纖通信、與當?shù)赜芯€電視復(fù)用通信網(wǎng)絡(luò)以及無線通信方式等。第三節(jié)系統(tǒng)需求分析城市智能交通系統(tǒng)集成與維護三、設(shè)備需求上端控制系統(tǒng)的服務(wù)器由一臺控制服務(wù)器和若干操作管理終端組成。上端系統(tǒng)設(shè)備還包括數(shù)據(jù)庫、通信設(shè)備、綜合接入設(shè)備等。主服務(wù)器接收實時傳來的原始數(shù)據(jù)，在主服務(wù)器上運行有數(shù)據(jù)分析處理應(yīng)用程序，對原始數(shù)據(jù)進行分析處理，生成交通誘導(dǎo)信息?？刂品?wù)器與通信設(shè)備和綜合介入設(shè)備相連，向室外顯示屏發(fā)送誘導(dǎo)信息，實時控制顯示屏的發(fā)布內(nèi)容。操作管理終端上顯示各路段實時的道路狀況以及各個檢測器的工作狀態(tài)，還可以根據(jù)實時的人工采集信息對自動發(fā)布的信息進行必要的修改和增減工作。下端系統(tǒng)中主要的設(shè)備需求是室外顯示屏以及顯示屏本地的通信設(shè)備等。一、系統(tǒng)功能設(shè)計第四節(jié)系統(tǒng)設(shè)計城市智能交通系統(tǒng)集成與維護在線駕駛員信息服務(wù)出行前信息服務(wù)路徑誘導(dǎo)服務(wù)智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)主要功能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)主要是通過對車輛進行誘導(dǎo)以及出行者提供出行參考信息，來實現(xiàn)在控制范圍內(nèi)的最優(yōu)交通流量分布以及車輛的最優(yōu)行駛路線規(guī)劃為目的的動態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)。為了實現(xiàn)智能交通的誘導(dǎo)，需要建立一個基于城市交通控制系統(tǒng)UTCS的交通管理中心TMC。TMC是城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的核心。TMC通過UTCS以及其它城市交通子系統(tǒng)將城市道路交通的各種信息搜集上來，并在各個子系統(tǒng)之間進行分享及協(xié)調(diào)，保證用戶在使用此信息時可以使出行者出行及整個道路交通網(wǎng)得到最優(yōu)化。對于出行者，智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)主要功能有：1.在線駕駛員信息服務(wù)第四節(jié)系統(tǒng)設(shè)計城市智能交通系統(tǒng)集成與維護駕駛員的引導(dǎo)系統(tǒng)：主要為駕駛員提供實時的交通流狀況、交通事故、建筑施工情況、公共交通時刻表、氣候條件等信息。車內(nèi)標志系統(tǒng)：主要提供與路面實際標志相同的車內(nèi)標志，也包括道路條件的警告標志和一些特殊車輛的安全限速。2.出行前信息服務(wù)第四節(jié)系統(tǒng)設(shè)計城市智能交通系統(tǒng)集成與維護可為出行者提供在出行前需要知道的信息（如天氣及道路情況等），并據(jù)此為出行者制訂出行路線及出行時刻表以避開交通高峰時段，同時也提高了道路的時間利用率。出行前信息服務(wù)一般可以在家庭或辦公室通過電腦、GPRS手機或PDA等方法活的3.路徑誘導(dǎo)服務(wù)第四節(jié)系統(tǒng)設(shè)計城市智能交通系統(tǒng)集成與維護由動態(tài)車載誘導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)TIC提供的實時道路交通信息及GPS設(shè)備得到的車輛定位信息，借助于電子地圖為出行者提供一條最優(yōu)的行駛路徑。通過無線通信技術(shù)，使車載設(shè)備可以從TMC獲取實時道路交通信息，使最優(yōu)的概念包括在實時道路交通信息基礎(chǔ)上的時間最優(yōu)、距離最優(yōu)或出行者喜愛最優(yōu)等。根據(jù)GPS定位功能以及電子地圖，再輔以地圖，就可以實現(xiàn)車輛的實時轉(zhuǎn)向?qū)Ш健＝邮战煌z測系統(tǒng)傳遞過來的原始數(shù)據(jù)并對這些原始數(shù)據(jù)進行校驗解包并進行預(yù)處理。交通檢測的原始數(shù)據(jù)主要來自以下的檢測系統(tǒng)：第四節(jié)系統(tǒng)設(shè)計城市智能交通系統(tǒng)集成與維護

交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理過程分為三個層次，數(shù)據(jù)層、處理層和顯示層。處理層顯示層線圈檢測系統(tǒng)視頻檢測系統(tǒng)微波傳感器檢測系統(tǒng)其他系統(tǒng)交通數(shù)據(jù)庫交通狀態(tài)信息庫數(shù)據(jù)處理模型庫預(yù)案庫交通誘導(dǎo)信息庫數(shù)據(jù)層從交通數(shù)據(jù)庫中調(diào)用的原始數(shù)據(jù)進行濾波處理，剔除不在設(shè)定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)獲取有效數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)的剔除使用濾波算法，如卡爾曼濾波，維納濾波等。在得到有效數(shù)據(jù)后，要對其進行狀態(tài)聚類，即做狀態(tài)分級，用模糊聚類或小波分析等匹配算法，最后根據(jù)針對不同等級的道路進行狀態(tài)預(yù)測，調(diào)用模型庫中的預(yù)測模型得到交通狀況信息。對交通狀態(tài)信息進行處理，形成交通誘導(dǎo)信息。交通誘導(dǎo)信息的生成通過兩個渠道：一方面調(diào)用信息庫中的交通狀態(tài)信息，通過交通誘導(dǎo)相關(guān)性分析模型，得到誘導(dǎo)信息的發(fā)布延伸范圍和時效性參數(shù)，然后通過預(yù)案庫，生成誘導(dǎo)信息。

另一方面，如果需要人工輸入的信息（比如交通管制信息，勤務(wù)信息二、系統(tǒng)數(shù)據(jù)流設(shè)計接收交通檢測系統(tǒng)傳遞過來的原始數(shù)據(jù)并對這些原始數(shù)據(jù)進行校驗解包并進行預(yù)處理。交通檢測的原始數(shù)據(jù)主要來自以下的檢測系統(tǒng)：第四節(jié)系統(tǒng)設(shè)計城市智能交通系統(tǒng)集成與維護

交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理過程分為三個層次，數(shù)據(jù)層、處理層和顯示層。處理層顯示層線圈檢測系統(tǒng)視頻檢測系統(tǒng)微波傳感器檢測系統(tǒng)其他系統(tǒng)交通數(shù)據(jù)庫交通狀態(tài)信息庫數(shù)據(jù)處理模型庫預(yù)案庫交通誘導(dǎo)信息庫數(shù)據(jù)層從交通數(shù)據(jù)庫中調(diào)用的原始數(shù)據(jù)進行濾波處理，剔除不在設(shè)定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)獲取有效數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)的剔除使用濾波算法，如卡爾曼濾波，維納濾波等。在得到有效數(shù)據(jù)后，要對其進行狀態(tài)聚類，即做狀態(tài)分級，用模糊聚類或小波分析等匹配