智能交通系统概论作业

智能交通系统

姓名（学号）：刘洪金（200910601217）学院：交通工程

课程：智能交通系统概论

班级：交通运输092班

目录

1、我国目前城市交通存在的主要问题（3——5）

2、交通信号控制系统（6——7）

3、交通诱导系统（7——8）

4、“电子警察”（9——11）

5、交通视频监控系统（11——12）

一．我国目前城市交通存在的主要问题

目前,我国城市化、汽车化、信息化的发展势头迅猛,促进了社会经济的持续稳定发展,也改变了人们的生活模式和生活水平。高速的城市化进程、流动人口大量涌入城市、城市机动车辆爆炸性的发展、交通政策乏力、交通建设和管理的无序,使中国城市在短短十几,年内交通问题的概念从无到有,现在已经开始望到世界上交通问题最严重地区的项背。

1.1 .我国城市交通的现状

我国城市公共交通系统中,公共汽车、电车占主体,承担了城市80%以上的客运量。从一些城市的发展情况来看,有些城市的轨道交通筹建速度在明显加快,但是由于投资巨大,总的来说尚处于起步阶段,发展缓慢,城市要形成以大众运量轨道交通为主的综合运输体系,还需要一个相当长的过程。就我国目前的经济情况来看,大城市的交通客运量还是以地面常规公共交通为主要运输方式。

其现状主要体现在：

（1）城市交通设施与城市交通需求严重失衡。虽然我国一直在致力于城市交通设施的建设,但其建设速度远远滞后于机动车辆和交通流量的增长。随着机动车的快速增长,交通环境污染日益严重,我国机动车交通已成为城市主要的大气污染源和噪声污染源。

（2）混行交通状况加剧交通

拥挤。我国城市的道路交通拥

挤程度大大高于同等机动车

拥有水平的国外城市。大量非

机动车与机动车混行,不仅造

成了道路交通复杂化,增加了

管理难度,而且降低了原本薄

弱的交通设施的使用效率, 影响了车辆和公共设施的使用效益,增大了使用者的负担。

（3）公交企业普遍亏损,缺少科学合理的财政补偿机制。在市场经济条件下,

公交企业无疑应以经济效益为中心,但又不能以盈利为唯一目标,还必须体现社会效益。尽管政府给予公交企业以减免税费等许多优惠政策,但由于体制改革带来诸多问题,企业本身经营管理不善,再加上缺少科学合理的财政补贴机制,这使得公交企业普遍亏损。

（4）发展缺少法律、法规的保障。在法规不完善的情况下,公共交通的发展依赖于政府的行政手段,在某些问题的处理上依赖政府机关的协调和行政干预,无法可依的现象影响了城市公共交通事业的健康发展。

（5）结构不合理。缺乏中长距离出行的快速交通工具,减少了公交车的吸引力。（6）公共交通发展不充分。所谓公共交通占主体,其承担的出行比例至少应在40%以上。而我国大城市目前公交承担的客流比重很低,一般在10~20%,现实与需要差距很大。

（7）交通管理手段落后。

1.2.解决城市公共交通问题的途径

城市公共交通对居民的生活有着很大影响 ,公共交通必须以方便居民出行为目的,并兼顾公交企业效益。因此,针对目前城市公共交通出现的主要问题。

采取以下措施:

1.2.1.公共交通线路的优化

城市公共交通最终的服务对象是城市出行居民,即公交乘客。要想建立合理的公交线路,很重要的一点就是对公交乘客的心理、出行行为进行调查研究,以进一步确定公交最优线路模型的优化目标和约束条件。参考国内外的大量数据,并结合我国城市的特点,在对城市公共交通线网进行优化时,必须考虑以下一些因素:(1)为更多乘客提供服务;(2)使全体乘客总出行时间最短,减少换乘次数;(3)使路线的效率最大;(4)保证良好的可达性,尤其是要减少公交乘客的步行距离;(5)扩展公交服务范围,减少公交盲区。

1.2.2.采用先进的公交智能调度技术

随着城市居民出行量的增加,城市公共交通越来越不能满足出行需求。要想使公共交通能够发挥最大的优势,从根本上解决交通出行问题,单单依靠公交线路的优化和增加道路设施远远不够,为此必须同时引进先进的城市公交管理技术,如可以引入先进的城市智能公共交通管理方法。该系统的研究应该注意以下问题:建立适合我国公交企业的调度优化系统。这方面主要研究的是适合我国公交企业的调度优化系统模式、各种新技术,例如车辆自动定位技术等与调度优化系统相结合的可能性、以及基于公交线路流量的线路配车数技术模型。目前,我国公交企业的总体技术手段落后,新的公交运营调度技术,例如车辆自动定位技术、乘客自动技术等,基本上没有应用。

1.2.3.发展大运量快速公共交通体系

大运量快速交通工具速度快、运量大、耗能低、污染少,并且可靠、准时、舒适、安全,但它需要专用道路,处于封闭状态,目前我国城市无论从资金上还是技术上,都不可能在短期内建成完善的快速交通体系,因此建立我国城市大运量快速公共交通可考虑按如下三个阶段依次实施,即:设立公共汽车专用道;发展公共汽车列车;开辟轨道交通。

1.2.4.建立智能公共交通系统,开展响应需求服务

智能公共交通系统是城市的一个重要组成部分,在保持与外部有关部门(如交管)协调衔接的基础上,着眼于改善公交乘客的信息服务;改善公交公司营运调度与企业管理;改善公共交通服务的安全性与可靠性,提高其营运效率,降低其营运成本;建立电子付费系统。响应需求是一种新型的公交运营模式,其特点是:无固定运行时刻表、路线及汽车停靠站,乘客享受门到门的运输服务,是一种机动灵活而且效率较高的公交运营模式。

（来自百度文库）

二．交通信号控制系统

交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段，而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统。

2.1.城市道路交通控制系统的发展状况

城市交通控制技术的发展与汽车的发展几乎是同步的。1868年英国伦敦首次使用燃汽色灯信号，1914年第一台手工操作的电气照明信号灯出现在美国纽约市，1930年美国又研制成功了世界上第一台感应式交通信号控制机。世界上第一个交通线控系统于1917年出现在美国盐湖城，之后这种系统在美国、英国和13本等国得到了广泛的应用。当前世界各国广泛使用的最具代表性且有实效的城市道路交通控制系统有三个m：（1）TRANSYT(Traffic Network study tools)：由英国道路研究所(Transport and Road Research Laboratory，简称TRRL)研制开发的，它是一种依靠传统方法建立数学模型的静态配时系统。（2）SCOOT：由TRRL在TRANSYT系统的基础上，采用自适应控制方式提出的动态交通控制系统，吸收了TRANSYT各方面的优点，并因SCOOT的实时控制，获得了明显优于静态系统的效果。（3）SCAT(Sydney C ordinated Adaptive Traffic Method)是一种分布式的实时控制系统，其主要优点是结构易于更改、改变，控制方案较为容易变换，在需要的情况下SCAT能合并相邻地区联合控制，也可允许各路口自主实行车辆感应控制。此外，还有STREAM、MOTION、RT—TR ACS、SURF2000、PRODYN 和UTOPIA等新一代城市交通控制系统也相继推出并投入应用脚。虽然以上控制系统得到了广泛的应用，而且也取得了一定的控制效果，但是仍然存在一些缺点和不足。例如，过分依赖于精确的数学模型，而模型复杂，难于进行优化求解，这主要是由城市交通系统的随机性、模糊性、不确定性等特点决定的。近年来，随着智能控制理论的发展，用智能控制的方法对交通系统的控制得到了国内外学

者的关注。在各种智能控制方法中，模糊控制与神经网络控制占据着主导地位。但是同样具有一些缺陷，如模糊控制过分依靠专家经验，系统设计和优化较为复杂，而神经网络对系统计算能力要求较高，可能导致路口控制器成本过高。【出处】《中文科技期刊数据库（CSTJ）》、http://202.203.172.35/asp/Detail.asp

【参考文献】杨佩昆，张树升．交通管理与控制，人民交通出版牡；全永新．城市交通控制．北京[M]：北京：人民交通出版社

三．交通诱导系统

智能交通系统包含了广泛的技术, 其中交通流数据系统和交通运输管理系统是ITS的基石, 而它们的核心技术是交通诱导技术。城市交通诱导系统(Urban Traffic Flow Guidance System, UTFGS)是智能运输系统ITS研究的一个重要方面,它是基于电子、计算机、网络和通信等现代技术, 通过分析实时交通信息来获得诱导信息, 并进而引导道路使用者行走最佳路径。这种系统的特点是把人、车、路综合起来考虑, 通过诱导道路使用者的出行行为来改善路面交通系统, 防止交通阻塞的发生, 减少车辆在道路上的逗留时间, 并且最终实现交通流在路网中各个路段上的合理分配。

3.1.城市交通诱导系统组成

3.1.1.交通流采集子系统

城市安装自适应交通信号控制系统(如SC00T等系统)是实现交通诱导的前提条件。这个子系统主要包括两个部分: 一个是交通信号控制应是实时自适应交通信号控制系统; 另一个是接口技术的研究, 即把获得的网络中的交通流传送到交通流诱导主机, 利用实时动态交通分配模型和相应的软件进行实时交通分配, 滚动预测网络中各路段和交叉口的交通流量,为诱导提供依据。该系统主要用来提供交通信息检测, 交通流信息的转换与传送, 滚动式预测网络中各路段的交通流量和运行时间建立, 能够综合反映多种因素的路阻函数, 确定各路段的出行费用, 为诱导提供依据。

3.1.2.车辆定位子系统

车辆定位子系统的功能是确定车辆在路网中的准确位置。车辆定位技术主要有地图匹配定位方法(Map Matching)、推算定位方法( Dead Recking)、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统( INS)等四种方式。

3.1.3.交通信息服务子系统

交通信息服务子系统是交通诱导系统的重要组成部分, 它把主机运算出来的交通信息(包括预测的交通信息)通过各种传播媒体, 如有线电视、联网的计算机、收音机、路边的可变信息标志和车载的信息系统等, 传送给公众。

3.1.

4.行车路线优化子系统

行车路线优化子系统是依据车辆定位子系统所确定的车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地,结合交通数据采集子系统传输的路网交通信息, 为出行者提供能够避免交通拥挤、减少延误及高效率到达目的地的行车路线。在车载信息系统的显示屏上给出车辆行驶前方道路网状况图, 并用箭线标示建议的最佳行驶路线。

【出处】《中文科技期刊数据库（CSTJ）》、http://202.203.172.35/asp/Detail.asp

【参考文献】陆化普. 智能交通系统概论[M]. 北京: 中国铁道出版社；陈小鸿, 林航飞. 城市交通控制与诱导系统性能评价指标研究[ J]. 公路交通科技；钟石泉, 马寿峰. 交通诱导系统路网状态描述方法及仿真研究[ ] 系统工程学报。

四．“电子警察”

4.1.“电子警察”职责

近年来，中国在经济、交通和城市化等各个方面飞速发展，导致道路交通参与者日益增多，机动车总量逐年增加，机动车交通事故和交通违法行为明显增多。机动车违章行为成为造成交通秩序混乱、交通堵塞以及引发交通事故的重要原因之一。加强对机动车驾驶员的管理是交通工程工作中的重大课题。公安管理部门在交通管理和治安防控方面面临严峻的挑战。电子警察系统作为城市交通智能化管理的重要组成部分，对事故的判断更准确，捕捉更迅速，在黑夜及恶劣情况下仍能正常工作。同时电子警察在规范行车安全、增强安全驾驶意识和打击违法犯罪行为等方面具有重要的意义。对驾驶员来讲，电子警察系统可以提高遵纪守法意识，避免事故发生，保障人身安全。对交通管理者来讲，电子警察系统是“向科技要警力”的体现，可以提高执法水平，对违章行为能够快速反应，提升人员素质，强化交警管理责任制，建立长效管理机制，树立交通管理文明形象。电子警察系统对于扭转交通管理消耗、疲于应付的被动局面具有不可估量的作用。对社会来讲，电子警察系统可以确保交通安全、行车畅通，维护良好交通秩序，保障人民的生命财产安全，对社会发展和人们日常生活产生深远影响。

4.2. 电子警察系统简介

通过电子警察交通监控视频图像，能直观反映路口交通流分布、运行状态及路口渠化状况、便于管理者部署警力、处置突发事件、侦破肇事逃逸、调整管理措施，消除道路交通管理在时间和空间上的盲点，扩大监控范围。它作为道路交通安全管理的有效手段，具有无人值守、全天候工作、自动记录、记录准确公正客观、便于管理等优点，并可以迅速的监控、抓拍、迅速的获取违章证据，对处理交通违章提供行之有效的监测手段，对改善城市交通起到了重要作用，它已成为道路交通管理队伍中必不可少的重要一员。“电子警察”系统缓解了多年来警力不足和交通事故不断攀升之间的矛盾，同时在一定程度上消除了道路交通管理

在时间和空间上的“盲点”，扩大了交通管理的监控时段和监控范围，减轻了一线交通民警的劳动强度，改善了工作环境。

4.3. 电子警察使用存在的问题

4.3.1. 稳定性能较差

电子警察系统目前主要使用工控机平台，通过商用的操作系统windows视窗操作系统运行。其主要好处是硬件便于采购、软件编写简单，但缺点是长期运行可靠性较差，容易出现死机或蓝屏，需要人员现场维护，运行成本较高。

4.3.2. 功能较为单一

目前的电子警察产品功能较为单一，如监控闯红灯车辆的系统多数仅仅负责拍摄闯红灯违法，对路口车辆违法变线、违法调头、违法停车等行为要另加装设备进行监测，电子警察的潜力并没有完全开发出来。

4.3.3. 技术不够完善

视频电子警察使用的图像采集设备是数码摄像机，摄像机本身的图像传感器分辨率大约为40万象素，夜间难以兼顾车辆图像与红灯信号等违法处罚参照要素，会产生诸如信号灯红灯发白等问题，即看清车辆特征时无法看清红灯信号，看清红灯信号时又无法看清车辆特征。有时会出现电子警察在抓拍机动车辆超速时，屡屡制造“冤假错案”。

4.3.4. 立法相对滞后

电子警察执法作为城市交通管理的现代手段，其执法方式和社会效果十分明显。但由于相关立法的欠缺容易引发社会关注和公众争议，如不尽快加以解决，将制约电子警察的发展。《道路交通安全法》第一百一十四条明确规定“依据交通安全技术监控记录资料可以对违法的机动车所有人或管理人、驾驶员给予处罚”，从法律上确认了非现场执法的合法性，但由于缺乏配套的具体规定，致使电子警察的图片或图像在作为证据使用时还存在一定争议。如：无法确立违法时的驾驶人，对多次交通违法被抓拍的车辆，没有强制处罚措施，对挪用号牌的车辆只能“熟视无睹”，等等。

4.3.

5. 管理不够规范

目前，从事电子警察系统生产的厂家众多，具体的工作要求和技术均为非强制性标准，影响了电子警察在非现场执法中的权威性、规范化和专业化。同时，有的电子警察管理人员只具有简单的操作知识，没有专业人员进行技术和质量把关，也影响了电子警察的效率发挥。

4.3.6. 易产生牟利冲动

现实中，交警部门与一些生产“电子警察”的公司“配合”，安装“电子警察”，从罚款中分成，则明显具有“以罚代管”、“以罚牟利”的主观恶意，严重违背了行政机关执法为民的执法宗旨，人民法院在诉讼中，是应该给予纠正。【出处】《中文科技期刊数据库（CSTJ）》、http://202.203.172.35/asp/Detail.asp

【参考文献】电子交通警察执法探析；电子警察设备现状分析和展望；《道路交通安全违法行为处理程序规定》．

五．交通视频监控系统

为改善交通拥挤的局面，各城市正在逐步推广和实施各重要交通道口区域实时交通状况图像监控系统计划，即在城市各重要交通道口安装一套智能型道路监控系统，通过图像传输通道将路面交通情况实时上传到道路监控指挥中心，中心值班人员可以据此及时了解各区域路面状况，以便调整各路口车辆流量，确保交通通畅。对监控路段车辆的违章情况，能及时发现并安排处理道路交通事故等。

5.1. 城市道路交通视频监控系统的主要作用

（1）路况监视。各路口的摄像机会及时将所监控区域的实时图像传回交通指挥中心，使交通指挥人员实时掌握各路口和路段的交通状况等，这些信息能帮助交通管理部门及时采取合适的处理方式。

（2）录像。视频监控的图像会保存到交通指挥中心的录像主机上，作为处理交通事故、违规行为甚至是治安犯罪等各种突发情况的取证依据。

5.2. 对视频监控系统的主要要求

（1）满足7*24 h运行要求。系统运行必须稳定可靠，故障率低，检修方便。（2）画面延

迟小，图像清晰度高。（3）技术领先，有一定的前瞻性，满足较长期间的需求。（4）多层级联网，并能适应灵活扩容的需要。（5）能有效减轻交管部门的工作负荷，缓解城市增长迅速与交通警力不足间的矛盾。

5.3. 视频监控系统简介

（1）利用模拟摄像机对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机传输到监控中心，在监控中心通过视频矩阵的线路切换输出到监视器上。

（2）采用数字视频压缩技术和网络传输技术，将摄像机采集的现场图像经过编码压缩后通过网络传输到监控中心，在监控中心经过视频解码后还原成模拟图像显示在监视器上。当前的视频监控方案能有效的实现现场图像的采集、远程传输和海量存储，实现了监控的分布部署和集中管理。基于IP网络技术和视频编码技术的监控系统可灵活扩展，有效降低了部署成本。从而逐渐成为道路交通视频监控的主流方案。

【出处】《中文科技期刊数据库（CSTJ）》、http://202.203.172.35/asp/Detail.asp

【参考文献】陈振伟，苑秋华．基于十字路口交通灯PLC控制设计[J]；宫淑贞，徐世许．可编程控制器原理及应用[M]

六．结束语

当前全国各城市基本都建设了道路交通监控系统，随着科技的发展，将这些监控系统进行升级改造，使其具备更强大的功能，适应社会发展的需求。