智能交通系统概述_交大教案
智能交通系统
4.智能交通系统关键技术
（3）超声波检测器 根据声波的传播和反射原理, 通过对发射波和
反射波的时差测量实现位移测量的设备
4.智能交通系统关键技术
（4）激光车辆检测器 （5）红外车辆检测器
通过红外激光发射和接收来实现对车辆 Nhomakorabea同步 扫描, 并将光信号转换为电信号。
2.智能交通系统能做什么
电子支付系统 ——支付便利, 节省时间
➢ 不停车收费 ➢ 拥堵收费 ➢ 公交卡 ➢ ……
2.智能交通系统能做什么
紧急交通事件应急响应系统 ——快速响应, 降低损失
➢ 事件检测 ➢ 应急响应 ➢ 事件管理系统 ➢ ……
3.信息与控制技术在ITS中的地位
ITS使用的信息与控制技术
➢ 交通信息和控制系统（Traffic Information & Control System）
➢ 百家争鸣, 百花齐放……
智能交通
智能运输系统, 它是将先进的信息技术、传 感器技术、自动控制理论、运筹学、人工智 能等有效地综合运用于交通运输、服务控制 和车辆制造等方面, 加强车辆、道路、管理 者三者之间的联系, 从而形成的一种实时、 准确、高效的综合运输系统, 最终使交通运 输服务和管理智能化, 使路网上的交通流运 行处于最佳状态。
单点控制 干线绿波 区域控制
4.智能交通系统关键技术
交通控制理论未来发展趋势 （1）网络化控制（NTCIP、ATC2.5) （2）信号与诱导协同控制 （3）车路协同协同控制
4.智能交通系统关键技术
车联网络(Vehicle ad hoc networks，VANET） 的基本思想: 在一定通信范围内的车辆可以相互交换 各自的车速、位置等信息以及车载传感器感知的数 据，并自动的连接建立起一个移动的网络。
智能交通系统
智能交通系统智能交通系统是一种利用先进的信息技术和通信技术，以及智能控制和管理技术来提高城市交通系统运行效率和安全性的一种系统。
它通过高速网络、传感器、摄像头和计算机等技术设备实现对交通流量、车辆、道路状况的实时监测和预测，以及对交通信号控制、交通指导和交通管理的智能化。
智能交通系统的目标是优化交通流量，缓解交通拥堵，并提供更安全、便捷和环保的交通环境。
它可以实现实时的交通信息收集与分析，通过智能交通信号控制系统对城市交通进行优化调节。
此外，智能交通系统还可以提供驾驶员车辆导航、停车场管理、违章和事故自动检测等服务，以提升城市交通的整体智能化水平。
一、智能交通系统的组成部分智能交通系统主要由以下几个组成部分构成：1.交通感知与监测系统：通过交通传感器、监控摄像头等设备对车流量、车速、交通事故等信息进行实时收集与监测，用于交通状况的实时更新和分析。
2.交通信息处理与管理系统：对收集到的交通信息进行处理、分析和管理，利用数据挖掘和智能优化算法来实现有效的交通优化和控制。
3.交通服务与应用系统：为驾驶员、乘客和交通管理者提供相应的交通服务和应用，如GPS导航、交通信息查询、优化路径规划等。
4.交通决策与控制系统：基于实时交通数据和优化算法，对交通信号进行智能化控制和优化，以提高交通效率和减少拥堵。
5.交通安全与应急管理系统：通过智能交通监测和预警系统，提前发现和预测交通事故，并进行智能化应急管理和指挥。
二、智能交通系统的应用智能交通系统已经在许多城市得到广泛应用，并取得了显著的效果。
下面介绍几个智能交通系统的应用示例：1.实时交通信息服务：通过智能交通系统，驾驶员和乘客可以随时获取到最新的道路状况和交通拥堵情况，从而选择更快捷的出行路线，并避开拥堵区域。
2.交通信号智能控制：智能交通系统可以根据实时交通数据和算法，智能调整信号灯的时长和节奏，从而减少红绿灯停车时间，提高交通效率。
3.电子收费系统：通过智能交通系统，可以实现无感支付和电子收费，提高通行效率，减少人工操作，并防止高速公路收费站交通堵塞。
《智能交通系统》课件
目录
• 智能交通系统概述 • 智能交通系统的关键技术 • 智能交通系统的架构与组成 • 智能交通系统的优势与挑战
目录
• 智能交通系统的实际应用案例 • 未来智能交通系统的发展趋势与展望
01
智能交通系统概述
定义与特点
定义
智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）是指通过应用 先进的信息技术、通信技术、控制技术等，提升交通系统的运行效率、安全性 、舒适性，实现智能化、绿色化的交通系统。
强化学习与迁移学习
阐述强化学习和迁移学习在智能交通 系统中的应用，如自动驾驶车辆的决 策与控制、交通信号控制等，以及它 们面临的挑战和未来发展方向。
大数据处理与分析
数据采集与存储
介绍如何采集和处理海量的交通数据，以及如何设计高效的数据存储架构，以满 足智能交通系统对数据实时性和可靠性的要求。
数据挖掘与分析
04
智能交通系统的优势与挑 战
提高交通效率
01
02
智能交通系统通过先进的通信和控制技术，实现了对交通流的高效管 理，减少了交通延误和拥堵现象，提高了道路使用效率。
通过实时监测交通流量和路况信息，智能交通系统能够为驾驶员提供 最佳的出行路线和建议，从而缩短出行时间和路程。
减少交通拥堵
智能交通系统通过实时监测交通状况，能够及时发现拥堵区 域和拥堵原因，并通过调整交通信号灯、发布路况信息和调 度应急车辆等方式，有效缓解交通拥堵现象。
传感器技术
传感器种类与原理
介绍用于智能交通系统中的各类 传感器，如雷达、激光雷达、摄 像头、红外传感器等，以及它们 的工作原理和特点。
传感器数据处理
智能交通系统ppt教学课件
路侧通信设备
与车载设备进行无线通信 ，实现交通信息的实时交 互和共享。
路侧监测设备
监测道路交通情况，如车 流量、车速、道路状况等 ，为交通管理和调度提供 依据。
控制中心设备
交通监控中心
数据存储与处理中心
通过大屏幕显示系统实时监测交通运 行状况，对突发事件进行快速响应和 处理。
对交通数据进行存储、处理和分析， 为交通管理部门提供决策支持。
05
案例分析：成功实施智能交通系统城市案例
北京：奥运期间成功应用案例
01
奥运专用车道及智能交通信号控制
通过设立奥运专用车道，结合智能交通信号控制，确保奥运期间交通畅
通无阻。
02
实时交通信息发布
利用多种渠道实时发布交通信息，引导公众合理安排出行。
03
先进的公共交通系统
提升公共交通服务水平，包括地铁、公交等，鼓励市民使用公共交通工
具。
上海：世博会期间成功应用案例
智能交通诱导系统
通过实时交通信息采集和处理，为驾驶员提供最优路线建议，缓 解交通拥堵。
世博园区智能交通管理
在世博园区内实施智能交通管理，包括车辆调度、停车管理等，提 高园区交通运行效率。
多模式交通信息服务
整合各种交通信息资源，为公众提供全面的交通信息服务。
广州：亚运会期间成功应用案例
通拥堵、事故、施工等情况。
路况信息发布
将处理后的实时路况信息通过电 子地图、手机APP、交通广播等 渠道发布给公众，提供出行参考
。
信号灯控制系统
信号灯配时方案
01
根据交通流量、道路设计、车辆类型等因素，制定合理的信号
灯配时方案。
实时调整配时
02
交通管理中的智能交通系统应用教程
交通管理中的智能交通系统应用教程智能交通系统（Intelligent Transportation System, ITS）是运用现代信息技术、通信技术、传感器技术以及计算机技术等手段，对交通运输系统进行智能化改造和管理的系统。
它通过实时收集、处理和传输交通信息，提供智能化的交通监控、调度、预警和服务，从而提高交通运输的效率、安全性和环境友好性。
本文将介绍智能交通系统在交通管理中的应用，并提供详细的教程。
一、智能交通系统在交通管理中的应用1. 交通监控与调度智能交通系统通过安装在道路、交叉路口以及车辆上的传感器和摄像头，实时监测交通流量、车辆速度、拥堵情况等信息。
这些数据通过传输到交通调度中心，交通管理人员可以及时了解交通状况，并做出相应的调度决策，如改变交通信号灯控制、调整道路通行方向、引导交通流向等，以减少拥堵和优化交通流动。
2. 道路安全管理智能交通系统可以通过视频监控和智能识别技术，监测道路上的交通违法行为，如超速、逆行、闯红灯等，实现自动抓拍和自动违法行为记录。
这些数据可以用于交通执法，提高交通违法的查处效率。
同时，智能交通系统还可以利用车辆间通信技术，实现车辆碰撞预警和自动应急制动等功能，提高道路的安全性。
3. 交通信号灯优化智能交通系统通过实时监控交通流量以及交通状况，可以根据实际情况自动调整交通信号灯的时序和配时方案，以最大限度地提高交通运输效率和减少拥堵。
此外，智能交通系统还可以根据车辆的特定需求，实现优先通行的功能，如应急车辆优先、公交车优先等，提高道路的通行效率。
4. 交通信息服务智能交通系统可以通过互联网、移动应用等形式，向交通参与者提供实时的交通信息服务。
这包括道路拥堵情况、交通事故警示、路线规划、停车场信息等。
通过这些服务，交通参与者可以更好地选择最佳路线、避开拥堵区域，提高出行效率，并减少能源消耗和环境污染。
二、智能交通系统应用教程1. 选择合适的智能交通系统供应商在搭建智能交通系统前，首先要选择合适的供应商。
智能交通系统
智能交通系统智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）是一种通过应用先进的信息技术和传感器技术，实现对交通流量、交通设施和交通参与者的自动化、智能化管理和控制的系统。
它旨在提高交通效率、减少交通拥堵、增强交通安全，并促进可持续发展。
一、智能交通系统的基本构成智能交通系统主要由以下几个方面的技术和设备组成：1. 交通监控系统：通过视频监控、车牌识别等技术手段，实时监测道路交通状况，包括交通流量、车辆速度、堵塞情况等。
2. 交通信号控制系统：利用智能信号灯、电子警察等设备，根据实时交通状况智能调整信号灯的相位和时长，以提高道路通行效率。
3. 交通信息服务系统：通过交通导航、实时路况查询等服务，为驾驶员和乘客提供准确、及时的交通信息，帮助他们选择最佳出行路线，避免拥堵。
4. 交通数据管理系统：对收集到的交通数据进行存储、处理和分析，为交通决策提供科学依据，如规划道路建设、优化交通运输组织等。
二、智能交通系统的优势智能交通系统的应用具有以下几个优势：1. 提高交通效率：智能交通系统能够实时监测道路交通情况，根据实际情况智能调整交通信号，有效减少交通拥堵，提高道路通行效率。
2. 增强交通安全：通过智能监控摄像头、电子警察等设备，可以及时发现交通违法行为，并及时采取措施，提高交通安全性。
3. 优化交通组织：通过交通数据管理系统的分析，可以对交通组织进行优化，如合理规划交通信号、调整道路布局等，提高交通的整体效益。
4. 减少能源消耗：智能交通系统可以根据交通需求优化交通信号灯的配时，减少车辆的加速、减速次数，从而降低燃油消耗，减少空气污染。
5. 提升用户体验：通过提供实时路况、交通导航等服务，使驾驶员和乘客能够更加方便地选择最佳出行路线，节省时间和精力。
三、智能交通系统的应用案例1. 交通信号优化：智能交通系统可以根据实时交通数据，智能调整交通信号灯配时，提高道路通行效率。
智能交通系统的综合解决方案
智能交通系统的综合解决方案智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）是一种利用先进技术和信息通信技术来提高交通运输效率、减少交通拥堵及事故的综合解决方案。
本文将详细介绍智能交通系统的综合解决方案。
一、智能交通系统的概念和目标智能交通系统是由交通管理、交通信息、交通设备和交通用户等组成的，通过信息技术、传感技术和通信技术等手段，实现交通信息的采集、传输、处理和应用，从而提高交通运输效率、减少交通事故和拥堵。
智能交通系统的目标主要有以下几个方面：1. 提高交通安全：通过智能交通系统，可以实时监测交通流量、道路状况等信息，预测事故发生的可能性，并通过实时处理和传输信息，进行事故预警和引导，提高交通安全性。
2. 提高交通效率：智能交通系统可以实时获取交通流量、道路状况等信息，并根据这些信息进行交通信号的优化调整，实现交通流的顺畅和高效。
3. 减少交通拥堵：通过智能交通系统，可以根据交通信息进行交通管理和调度，及时采取措施疏导交通流，减少交通拥堵。
4. 提高服务质量：智能交通系统可以通过提供实时交通信息、公共交通信息、出行导航等服务，改善用户出行体验，提高服务质量。
二、智能交通系统的关键技术和应用1. 交通信息采集：智能交通系统通过传感器、监控摄像头等手段，实时采集交通流量、道路状况、车辆位置等信息，并利用无线通信技术将这些信息传输到交通中心。
2. 交通信息处理和分析：交通中心利用大数据、人工智能等技术对采集到的交通信息进行处理和分析，预测交通流量、拥堵情况等，并生成交通控制策略。
3. 交通控制：交通中心根据预测的交通状况，实时调整交通信号，实现交通流的优化调度，并通过交通信号控制设备实现交通控制。
4. 交通信息传输和通信：智能交通系统利用无线通信网络，实现交通信息的传输和通信，包括车载通信、交通设备间通信、交通中心与车辆之间的通信等。
5. 交通导航和服务：智能交通系统通过卫星导航系统和移动互联网等技术，实现实时导航和路线规划，提供实时交通信息、公共交通信息等服务。
智能交通系统课程概要
第一讲 绪论
• • • • • • • • 人工智能概述； 人工智能的发展； 人工智能的功能及其技术基础； 问题求解的基本原理； 专家系统； 智能交通系统的概念和特征； 智能交通系统发展的理论基础； 智能交通系统的研究与开发现状。
第二讲 智能交通系统的体系结构
• 智能交通系统体系结构和内容（系统体系 结构，智能交通系统体系结构开发的内容， 智能交通系统体系结构开发的方法）； • 美国、日本等国家智能交通体系结构简介； • 中国智能交通系统的发展（中国智能交通 系统发展的新动向及存在的问题，特点， 开发的重点）。
第三讲 智能交通系统的相关技术一
• 运营组织技术（基本情况，铁路运营组织， 城市客运汽车的运营组织）； • 调度指挥技术（铁路运输调度工作，城市 公共汽车运营调度工作）； • 通信技术（通信网，ITS通信的范围，通信 网规划设计的目的、任务、主要步骤、主 要内容）；
第四讲 智能交通系统的相关技术二
• 计算机网络（计算机网络与智能交通的关 系，计算机网络技术简介） • 自动车辆定位技术； • 自动车辆识别技术。
第五讲 交通流的动态优化 与诱导系统
• 交通运输需求分析（交通运输网络分析， 交通运输网络的简化与描述，交通运输网 络的需求与供给）； • 交通流的时变特性分析（交通需求的动态 特性分析，交通流的动态特性分析）；交 通流的动态优化系统（交通流的动态平衡， 交通流的动态优化概念，交通流的动态优 化系统）； • 交通流的动态分配理论； • 交通流诱导系统。
第九讲 综合交通枢纽的智能化管理 系统
• 综合交通枢纽总论； • 综合交通枢纽ITS的功能体系结构、信息体 系结构、交通管理系统、旅客集疏运系统 （功能结构、信息系统结构）； • 大型综合交通枢纽ITS起步工程的设想。
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两相控制信号
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三相控制信号
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四相控制信号
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三、信号控制系统分类（续）
按控制方法分：
定时控制：交叉口信号控制机均按事先设定的配时方案运行， 称定周期控制。(Pretimed Control)
有单段式定时控制和多段式定时控制 有单个交叉口的定时控制、静态线控系统和静态面控系统。
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四、信号控制的基本参数(续)
三个基本控制参数：
周期长度 绿信比 相位差
信号控制系统的功能就是最佳地确定各路口在各车 流方向上的这些控制参数，并付诸实施。
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四、信号控制的基本参数(续)
周期长度：(Cycle length)
信号灯运行一个循环所需的时间，等于绿灯、黄灯、红灯时间之 和。
The sum of all traffic phases is equal to the cycle length. 一般信号灯最短周期不小于36s；最长周期不超过2min。 适当的周期长度对路口处交通流的疏散和减少车辆等待时间具有
重要意义。 又具体分为：（英国运输与道路研究所TRRL的结果）
Y ---- 整个交叉路口中，各个相位的y值的总和，即Y=y，y是流 量与饱和流量的比值。（即繁忙度）
车速Speed (and Travel time) 车流密度Density：D=F/S
占用一个给定公路或车道的车辆总数。单位为车辆数/公里 或车辆数/公里/车道。
常用时间占有率Occupancy来表示。
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交通量(Traffic Flow, Traffic Volume)
vi d d x tliim (tt2t1) 0x t2 2 tx 11
时间平均速度（地点速度） 区间平均速度
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车道占有率(Occupancy)
车道上，车辆占用时间与总观测时间之比。 n
100 ti
i1 %
T
：车道占有率 %；
t i ：第i辆车的检测器占用时间；
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二、交通流的特性(交通流参数)
宏观：将交通流作为一个整体。
交通量(Traffic Flow, Traffic Volume)
在一定时间间隔内，通过一条公路或一条给定车道或方向的 某一点的车辆总数。单位为辆数或辆/单位时间。
可分为：到达率、离开率
最重要、最容易测量。
流量：q ＝N／T
N:通过断面AA’的车辆数;
T:测量时间
设hi为第i辆车的车头时距，有
qN
T
N
N
hi
i1
1
1
N
Ni1 hi
1 h
h ：平均车头时距
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车速Speed (and Travel time)
在特定的观测地点、沿特定路线上的，交通运 行状况的重要计量。
感应控制：是在交叉口进口道上设置车辆检测器，信号灯配 时方案可随检测器检测到的车流信息而随时改变的一种控制
方式。(Traffic Actuated Control)
可分为：半感应控制和全感应控制。
(Actuated & Semi-Actuated Control)
用感应控制方式的线控制、面控制也称为动态线控系统和动态面控系 统。
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四、信号控制的基本参数
用以给相互冲突的交通流以先后通过的通行权， 即在时间上将相互冲突的交通流进行分离，以 便它们安全地通过交叉路口。
相位：信号化的交叉路口，给予车辆及行人以通行 权的时序叫信号的相位，简称相。(Phase)
通常用的是两相控制信号，如图。 另外有三相、四相、八相的控制方式，如图。 信号的相位数根据路口的需要选择，相位越多，交通越安
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北京交通大学电子信息工程学院 蔡伯根
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三、信号控制系统分类
按控制范围分：
单个交叉口的交通控制
也称单点信号控制，“点控制”。
干道交叉口信号协调控制
也称“绿波”信号控制，“线控制”。
区域交通信号控制系统
“面控制”。
车辆：公共汽车、电车、出租车、货车、摩托车、 自行车、地铁、其它车辆。
路：快速干道、主干道、次干道、支路。 管理与控制系统：车辆检测器、计算机、交通信号
灯、路旁显示板、广播、闭路电视等。
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北京交通大学电子信息工程学院 蔡伯根
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北京交通大学电子信息工程学院 蔡伯根
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二、交通流的特性（续）
微观：交通流中的单个车辆的行为
间距和间隔 (Spacing and Headway)
间距：车道上连续车辆间的距离。 间隔：连续车辆通过车道上某点的时间
最佳周期（Co） 最小周期（Cm） 实际应用的周期（Cp）
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四、信号控制的基本参数(续)
最佳周期（Co）： 最小周期（Cm）： 实际应用的周期（Cp）：
CO
1.5L5 1Y
Cm
L 1Y
Cp
0.9L 0.9 Y
式中：L ---- 一个周期内的总损失时间；
大家好
第二章 交通控制系统基础
交通系统主要组成 交通流的特性 信号控制系统的分类 信号控制的基本参数 点、线、面控制系统 高速公路交通控制系统 交通控制系统的基本评价指标
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2
一、交通系统主要组成
交通系统主要组成部分：（要素）
人：驾驶员、乘务员、维修人员、管理人员、乘客、 行人、其他有关人员。