智能运输系统第02讲-ITS体系框架(1)
智能运输系统概论(ppt 44页)
Administrator，简称DBA）。
智能运输系统概论
8.1.1 数据库系统的构成和特点
（3）软件系统 主要包括数据库管理系统（DataBase Management
System ， 简 称 DBMS ） 及 其 开 发 工 具 、 操 作 系 统 （ Operating System，简称OS）和应用系统等。在计算 机硬件层之上，DBMS可借助操作系统完成对硬件的访 问，并能对数据库的数据进行存取、维护和管理。另 外，数据库系统的各类人员、应用程序等对数据库的 各种操作请求，都必须通过DBMS完成。DBMS是数据库 系统的核心软件。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 21世纪交通版高等学校教材
智能运输系统概论
（第三版）
杨兆升 于德新 主编 史其信 高世廉 主审
目录
第1章 绪论 第2章 智能运输系统的体系框架 第3章 智能运输系统的理论基础 第4章 交通信息采集与处理技术 第5章 通信技术 第6章 车辆定位技术 第7章 网络技术 第8章 数据库技术 第9章 新技术在智能运输系统中的应用 第10章 交通信息服务系统
智能运输系统概论
第8章 数据库技术
8.1 概述 8.2 数据库技术在智能运输系统中的应用 8.3 小结
智能运输系统概论
8.1 概述
现代社会是信息的社会。随着计算机、通信、网络等 现代信息技术的发展，对信息的处理和应用已深入到社会 各行各业。
信息系统为信息的处理与应用提供了技术基础，而数据 库技术是信息系统的核心，也是计算机科学与技术的一个 重要分支。数据库技术产生于20世纪60年代，其飞速发展 极大的促进了基于计算机的数据管理技术在各领域的广泛 应用，快速发展的交通领域也不例外。
智能交通系统03-ITS体系结构1
第三章ITS体系结构智能交通系统是一种复杂的巨系统，如何来描述系统各构件之间的相互关系及系统各部分的功能与整体功能，就要用到“体系结构”这一概念。
本章介绍ITS体系结构的基本概念、体系结构的构建方法、以及应用实例。
第一节什么是ITS体系结构系统的概念来源于自然实践。
辞海对系统的解释是：所谓“系统”，是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。
在交通系统中，人、车、路以及货物这四个组成部分构成了道路交通系统，该系统的目的是实现人或物的有效移动。
如果人（货物）、车、路构成的道路交通系统，再配上具有智能的交通信息中心、交通管理中心、交通控制中心等以及智能化的车载设施和道路交通基础设施，如各类检测设施、信息发布设施即信息传输设施，就构成了智能交通运输系统。
然而，怎样来描述这一抽象概念的系统呢？像居住房屋一样，房屋由基础、梁、柱、屋面等各构件用一定的搭接方式建成，具有供人们居住生活的功能。
房屋的各构件相互搭接的关系及房屋各部分的功能和整体功能可用房屋的建筑图和结构图来描绘。
同样，ITS各构件的相互关系及各部分的功能和整体功能，也可用系统体系结构来描述。
因此，ITS的体系结构是指系统所包含的子系统、各个子系统之间的相互关系和集成方式、以及各个子系统为实现用户服务功能、满足用户需求所应具备的功能。
根据定义，ITS体系结构决定了系统如何构成，确定了功能模块以及模块之间的通信协议和接口，它的设计必须包含实现用户服务功能的全部子系统的设计。
ITS体系结构具有下列重要意义：◆ITS本身比较复杂，涉及面广，需要有一个指导性的框架，来帮助我们理解这个系统的结构；◆ITS是一个庞大的系统，包含有很多子系统，它的实施需要通过这些子系统来实现，ITS体系结构为ITS的各个部分提供了统一的接口标准，从而使各个部分便于协调，集成为一个整体；◆避免少缺和重复，使ITS成为一个高效、完整的系统，并具有良好的扩展性；◆根据国家总体ITS框架，发展地区性的体系结构，保证不同地区智能交通系统具有兼容性。
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第一节 智能运输系统的产生和发展
一、智能运输系统ITS 智能运输系统(Intelligent Transportation System ，简称ITS) 是通过对关键基础理论模型的研究，将先进的信息技术、通信技 术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统， 从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管 理系统。
飞机的位置是两条双曲线S和U的交点P。
第四节 GSM定位系统
数字蜂窝移动通信GMS定位系统的时差定位原理如图2-2-3所示：
同一移动终端所发信号到达不同基站的时延差异，通过坐标 变换获得移动终端的位置信息。由于移动终端信号到达基站的 等时延曲线为圆弧，因此要确定移动终端的位置，在理想的情 况下，至少需要三个基站。
二、飞行中无线电方位的变化
（一）位置不变，航向改变时，相对方位的改变 因为QDM=MH+RB
（二）航向不变，无线电方位随位置的变化
飞机保持一定的航向飞行．如果电台在飞机的右边．随着飞机位 置的变化．无线电方位线将围绕电台顺时针转动．电台方位角、飞 机方位角和相对方位都将增大；如果电台在飞机的左边．无线电方 位线将围绕电台反时针转动．上述三个角度都将减小。
第二节 无线电测角测距定位系统
一、无线电方位的定义
QDM=MH+RB
QDR=QDM土180
（一）无线电方位线 （二）电台方位角
电台真方位角 -QUJ
电台磁方位角-- QDM
（三）飞机方位角
飞机真方位角-- QTE 飞机磁方位角– QDR
（四）电台相对方位角– RB
QDM=MH+RB QDR=QDM土180 MH-飞机的磁航向角
三、无线电导航系统的天线在机身上的位置
智能运输系统概论第2章PPT课件
安全
安全
服务
体系应用
用于规划 用于项目发展
美国ITS体系结构视图
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体系框架构成
1）用户服务（User Services）
已经确定用户服务内容共有8个领域，共33项用户服务。 8个领域分别是：出行信息与交通管理、公共交通管理、 电子支付、商业车辆运营、紧急事件管理、先进的车辆安 全系统、信息管理、维护与建设管理。
我国于2000年也开始了中国ITS系统框架的研究， 并且于2001年正式出版了《中国智能运输系统体系框 架研究总报告》，来指导我国的ITS研究工作的开展。
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体系框架的意义与功能
在研究开发智能运输系统的初级阶段，开展系统 体系框架的研究工作是系统全面发展必不可少的基础 研究。它是发展智能运输系统的指导性框架，主要用 于明确智能运输系统的开发目标，为标准研究工作提 供参考，避免重复研究和无计划开发，便于研究成果 的大范围应用和ITS技术的发展以及产业化的实现。
通信层从整体上描述了ITS的通信服务和技术支持， 为各系统之间的集成提供有效的通信保障。
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体系框架构成
美国ITS体系框架主要包括七部分，分别是用户 服务、逻辑框架、物理框架、安全、服务组件、标 准和体系应用。
框架体系层
标准
标准
通信层 运输层
逻辑框架
进程 数据流
物理框架
物理 实体
数据流 设备包
子系统间及子系统与服务端间的信息传递关系由 框架流表示，每条框架流一般对应于逻辑结构中的一 条或若干条数据流。
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体系框架的组成部分
逻辑框架 （功能单元 及数据流）
功能单元甲
将
智能运输系统ITS及智能交通控制方法
03
实时交通监控
通过安装传感器和摄像头 ，实时监测交通流量和路 况，为驾驶员提供实时路 况信息。
信号灯智能控制
根据实时交通数据，动态 调整信号灯的配时，提高 道路通行效率。
停车位预约与共享
利用智能停车系统，实现 停车位预约和共享，减少 停车难和停车位空置问题 。
提升交通安全
车辆安全预警
01
通过车辆间的通信和传感器技术，实时监测车辆周围环境和车
效率。
03
CATALOGUE
智能运输系统ITS的应用
提高运输效率
优化路线规划
利用实时交通信息和预测模型，为驾驶员提供 最佳路线建议，减少行驶时间和里程。
智能调度管理
通过智能化调度系统，合理安排运输任务，提 高车辆使用效率。
自动化运输
发展自动驾驶技术，实现货物和人员的高效运输。
降低交通拥堵
01
02
详细描述
利用传感器和检测设备实时监测交通 流量、车速等数据，根据交通状况自 动调整信号灯的时长和配时方案，减 少车辆等待时间，缓解交通拥堵。
实时交通信息反馈系统
总结词
通过实时收集和处理交通信息，为驾驶员提供实时的路况信息和行驶建议，帮 助他们避开拥堵路段。
详细描述
利用GPS、传感器和通信技术，实时收集道路交通信息，包括车速、交通拥堵 、事故等，通过地图软件或专用终端向驾驶员提供路况信息和行驶建议，帮助 他们选择最佳路线和避开拥堵路段。
智能运输系统ITS及 智能交通控制方法
目录
• 智能运输系统ITS概述 • 智能交通控制方法 • 智能运输系统ITS的应用 • 智能交通控制方法的优势 • 智能运输系统ITS及智能交通控制方法的
挑战与解决方案 • 未来展望
智能运输系统ITS(复习资料)
“智能运输系统”（亦称“智能交通系统”，英文缩写为ITS）智能交通系统（Intelligent Transport System,简称ITS）智能交通系统将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理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、高效的综合运输和管理系统。
以"保障安全、提高效益、改善环境、节约能源"为目标的ITS概念正逐步在全球形成。
ITS能提供的服务出行者信息服务安全行车服务（减少交通阻塞，提高交通安全。
与ITS控制中心相连的路况监控设备对路网交通状况进行实时监控，借助人工智能的帮助，控制中心将所连续监控的路网信息进行整合处理，从而提出整个路网的优化运行方案。
与此同时，司机接受到与路网优化运行方案相应的引导信息。
他可以根据引导信息选择行车路线、从而大幅度提高现有路网基础设施的使用效率和安全性。
）高质量低成本的快货运输方便快捷的支付手段（作为无现金社会的扩展，交通运输服务要求实现更加方便快捷的电子支付手段。
智能卡将被广泛用来来支付过路费及停车费等，从而代替现金支付。
当车辆处于行驶过程中时，可以通过用户与ITS支付中心可靠的无线通讯来完成交易）国外ITS研究开发的目的（一）治理解决日益严重的交通问题，有效地节省能源和减少环境污染。
（二）培育发展新兴产业，提供基业机会（三）发展先进的公路汽车交通事业，提高国际间的竞争力我国ITS发展现状我国ITS 的发展起步较晚，70年代以来，从国外引进、消化了一些项目，并进行了一些ITS 或类ITS基础项目的研究和应用。
70年代中至80年代初，主要是进行城市交通信号控制试验研究，80年代中至90年代初，在一些大城市引进和消化城市交通信号控制系统，实现了一些（高速）公路监控系统、高等级公路电子收费系统和路边信息服务系统。
90年代中以来，开始研究ITS发展战略和GIS、GPS、EDI在交通中的应用等，重视交通信息网络的建设，公路和桥梁管理用基础数据库和道路交通量和气象数据采集等经过多年的努力，也已取得明显的进展。
智能运输系统
先进的车辆控制系统(Advanced Vehicle Control System，AVCS)是指借助车载设备及路侧、路表的电 子设备来监测周围行驶环境的变化情况，进行部分或完全的自动驾驶控制，以达到行车安全和提高道路 通行能力的目的。其本质就是在车辆与道路系统中，将现代通信技术、控制技术和交通流理论加以集成， 为司机和相关人员提供一个良好的辅助驾驶环境，以及实现在特定条件下车辆的自动控制安全行驶。
ITS的组成
先进的公共运输系统(Advanced Public Transportation System，APTS)作为智能运输系统的子系统,负责 保证对各种可选交通方式有足够的考虑。该系统采用先进的公共汽车、车辆GPS和先进的电子技术等来 达到不需要新建另外的公路却运送更多的出行者的目的。该系统利用计算机技术对公交车辆及公交设施 的技术状况和服务水平进行实时分析，实现公交系统计划、运营和管理功能的自动化，为出行者提供实 时的换乘信息。它具备完备的安全监测、预警和防范设施。
通信与网络技术，在现代运输网络中，数据越来越多地需要被远程输送与交换。采用标准化 EDI信息网，可使数据具有较好的兼容性与适用性，有利于加速信息流程，降低手工输入错 误率，减少纸张需求，使数据易于检验等。远程数据通信可利用专门的数据交换网，也可借 用互联网铀于互联网具有低通信成本、高联通率的特点，越来越多的货运企业把互联网作为 数据交换平台，进行数据通信。
智能运输系统
智能运输系统将道路管理者、用户、交通 工具和设施，以及环境等有机地结合在系 统中，实现各种运输方式的现代化，提高 了交通运输网络这个大系统的运行效率。 ITS涉及公路、铁路、水运、航空和管道等 多种运输方式。
浅谈智能交通运输系统
浅谈智能交通运输系统智能交通运输系统（ITS）是一种综合应用信息技术的公共交通管理系统。
它采用了先进的传感技术、计算机技术、通信技术，并结合智能化交通设施、智能化管理与服务等多种手段，实现了对公共交通系统各个环节、各个要素的全方位监控、控制、调度和优化。
ITS是公共交通的重要组成部分，利用信息技术的高效性和智能化，实现了公共交通的优质服务，同时可以更好地解决城市交通拥堵的问题，同时提高民众的出行效率和安全性。
ITS可以改善城市的交通状况，缓解城市交通拥堵，减少交通事故，提高城市交通效率，并为城市的持续发展提供支持。
ITS系统包括：智能信号灯控制系统、交通流量监测与管理系统、公共交通服务系统、智能路牌信息服务系统、智能交通信息服务系统等，这些系统在实行时都需要对数据进行收集，分析以及调整。
首先，智能信号灯控制系统是IT的核心应用，通过智能信号灯绿灯时长自适应的调整，有效地控制了路口拥堵、堵车等问题，使车辆流畅通过路口，减少交通拥堵和排放量，同时也为交通事故的减少提供了保障。
其次，交通流量监测与管理系统可以实时统计各个路段车辆的流量、速度和交通状况等数据，并根据数据分析及时调整的车辆流向和各个路段的时长，提高路面通行效率。
此外，公共交通服务系统使公共交通变得更加完善，通过追踪乘客的出行需求，根据实时数据来调整公交线路及发车时间，提高乘客的满意度和系统的运营效率。
智能路牌信息服务系统通过路侧设备，提供实时导航服务，提高乘车的指引及安全，避免了行驶中的误路问题。
同时，智能交通信息服务系统使车辆驾驶人员可以及时获取实时的交通信息，包括交通拥堵情况和路面状况，从而让驾驶者可以适时地调整行驶路线，节省时间。
综上所述，ITS系统的应用生活在城市日常交通中起到至关重要的作用。
通过这些系统的实时数据统计、分析和调整，可以实现更快更安全、更便捷、更环保的公共交通服务，缓解城市交通拥堵的压力，同时为城市的可持续发展提供了坚实的支持。
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第2讲：ITS体系框架（1）
ITS 体系框架
框架意义
编制方法
制作编制 国外ITS体系框架 我国ITS体系框架
教材第2章
道路交通系统的复杂性
一个城市有多少条路？ 一个城市有多少人？
北京1961万，上海2301万（第六次人口普查） 北京498万，上海310万 （2011年12月底） 北京635亿吨公里，上海13830亿吨公里（2006年）
谁将是被服务的对象（谁来用）
谁将提供服务 明确系统能提供什么服务 服务如何进行组织 服务怎样进行具体提供
教材第2章
用户主体
任何一种设计首先要明确用户主体 举例：交通标志、公交站牌的用户主体
教材第2章
用户主体
任何一种设计首先要明确用户主体 举例：城市道路使用要考虑多少用户主体
美国波士顿
一个城市有多少交通工具？
一个城市要运多少货？
教材第2章
复杂的交通系统
交通规划
交通系统
交通建设
交通基础设施
载运工具
交通管理系统
交 通 调 度 系 统
收 费 管 理 系 统
交 通 诱 导 系 统
交 通 控 制 系 统
停 车 管 理 系 统 系 统
…
紧 急 事 件 管 理 系 统
交 通 违 法 管 理 系 统
军事交通管理部门(U3.2)
公共安全负责部门(U5)
相关团体(U6)
教材第2章
交通管理(SP1)
服 务 主 体 （ 服 务 提 供 商 ）
公共交通 (SP2) 交通信息服务(SP3)
紧急救援(SP4)
城市交通管理中心(SP1.1) 公路交通监控中心(SP1.2) 城市公共交通（包括轻轨）运营商(SP2.1) 城际公共交通运营商(SP2.2) 换乘枢纽(SP2.3) 基础信息提供商(SP3.1) 实时交通信息提供商(SP3.2) 一般事件处理部门(SP4.1) 城市紧急救援中心(SP4.1.1) 公路紧急救援中心(SP4.1.2) 救火中心(SP4.2) 医疗急救中心(SP4.3) 危险品处理公司(SP4.4) 基础设施维护者(SP5.1) 基础设施管理者(SP5.2) 收费设施提供商(SP5.3) 道路运输提供商(SP6.1) 收费路桥隧提供商(SP5.3.1) 收费停车场提供商(SP5.3.2) 城市配送(SP6.1.1) 公路货运(SP6.1.2)
交 通 设 施 维 护 系 统
教材第2章
交通规划
交通系统
交通建设
交通基础设施
载运工具
交通管理系统
信息采集、传输、处理和发布 交 通 调 度 系 统 收 费 管 理 系 统 交 通 诱 导 系 统 交 通 控 制 系 统
停 车 管 理 系 统 系 统
…
紧 急 事 件 管 理 系 统
交 通 违 法 管 理 系 统
基础设施(SP5)
货物运输(SP6)
产品/设备制造(SP7)
产品服务(SP8) 政府执法部门（SP9）
铁路运输提供商(SP6.2) 航空运输提供商(SP6.3) 水路运输提供商(SP6.4) 货物联运提供商(SP6.5) 仓储服务提供商(SP6.6) 汽车制造商(SP7.1) 通讯和信息产品制造商(SP7.2) 系统集成商(SP7.3) 汽车维修商(SP8.1) 保险商(SP8.2) 地图制作/更新提供商(SP8.3) 公安部门(SP9.1) 工商税务部门(SP9.2)
教材第2章
乘客(U1.1) 小汽车(U1.2.1) 公交车(U1.2.2) 货运卡车(U1.2.3) 摩托车(U1.2.4) 救援车辆(U1.2.5) 军车(U1.2.6)
驾驶员(U1.2) 道路使用者(U1)
用 户 主 体
非机动车驾驶员(U1.3) 行人(U1.4) 老弱病残等特服人员(U1.5)
构成，确定功能模块以及允许模块间进行通信和 协同的协议和接口。
定义运输系统的子系统及其用户所需的功能以及
各个子系统之间的相互关系和集成方式。
主要由用户服务、逻辑框架、物理框架等组成。
教材第2章
ITS体系框架整体概貌 及 各组成部分的作用
组成部分名称 作 用
用户主体
服务主体 用户服务 逻辑框架 物理框架
需明确掌握
教材第2章
问题：如何对体系框架进行设计？
教材第2章
软件工程给我们的启示
智能运输系统体系框架的目标是把这些分散的、
孤立的系统整合成一个有机联系的大系统。
参照软件工程的方法对智能交通这个复杂的系统
进行设计。Leabharlann 教材第2章ITS体系框架定义
是运输系统体系和规格的说明，它决定系统如何
交 通 设 施 维 护 系 统
ITS:以信息为纽带互联为一个大系统
教材第2章
ITS系统特性
子系统之间不是孤立的
举例：交通控制与交通诱导
系统之间有信息和数据的交换
举例：各种采集方式；交通管理系统与交通信息系统
系统之间相互依赖
举例：导航与交通信息系统
各设备需要相互兼容
举例：ETC建设的教训！
道路建设者(U2)
交通管理者(U3)
基础建设(U2.1) 道路养护(U2.2) 交通管理部门 (U3.1)
道路运营管理部门 (U4.1)
城市交通管理部门(U3.1.1) 公路交通管理部门(U3.1.2)
运营管理者(U4)
城市公共交通部门 （含轨道交通）(U4.1.1) 公路客运部门(U4.1.2) 货运部门(U4.1.3) 铁路运营管理部门(U4.2) 航空运营管理部门(U4.3) 水运运营管理部门(U4.4) 公安部门(U5.1) 消防部门(U5.2) 急救中心(U5.3) 抗震减灾部门(U5.4) 政府部门(U6.1) 学术机构(U6.2) 规划部门(U6.3) 环保机构(U6.4)
教材第2章
ITS由于新技术的应用导致：
不断变化的交通需求（自行车→小汽车→公交→综合）
不断变化的技术概念（线圈→微波→浮动车→大数据）
不断变化的方案与产品（导航：静态→动态→手机）
面对已经不能满足需要的系统：是扩充还是重建？
ITS就象一个有机结合的庞大系统，各子系统之 间有机结合成一个整体，这个系统需要很长时间 的建设，需要进行顶层设计。
教材第2章
ITS体系框架的意义
明确国家ITS的总体内容和相互关系，保证全国兼容性，保证投
资效益。
明确政府、企业和用户在ITS发展中应处的角色，应起的作用。 建立统一的体系框架之后，一方面，国家将通过示范工程，正确
引导企业的科研方向；另一方面，要吸引民间资本对ITS的投入。
指导性框架，避免低水平重复和无计划的开发 促进标准化的建设