第十章 智能運(yùn)輸技術(shù)

1、學(xué)習(xí)目標(biāo) w 了解智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀及意義；w 掌握智能運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用；w 掌握GIS的行業(yè)應(yīng)用；w 掌握GPS技術(shù)的特點(diǎn)、構(gòu)成及在運(yùn)輸中的應(yīng)用。第十章第十章 智能運(yùn)輸技術(shù)智能運(yùn)輸技術(shù)w 第一節(jié)第一節(jié) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能運(yùn)輸系統(tǒng) w 第二節(jié)第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用 w 第三節(jié)第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用引導(dǎo)案例引導(dǎo)案例 w 2008年7月份，以?shī)W運(yùn)會(huì)為契機(jī)，北京奧運(yùn)智能交通系統(tǒng)全面啟動(dòng)，包括三大指揮系統(tǒng)、1秒鐘監(jiān)測(cè)報(bào)警、2分鐘刷新預(yù)報(bào)。 w 三級(jí)系統(tǒng)集成了電視監(jiān)控、交通信號(hào)控制、誘導(dǎo)顯示等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)事先制定的預(yù)案進(jìn)行智

2、能指揮調(diào)度。 w 嚴(yán)密的安全措施突顯“科技奧運(yùn)”理念，北京奧運(yùn)物流中心的管理與監(jiān)控采用“數(shù)字化”和“可視化”技術(shù)，以保障奧運(yùn)物流安全、高效、平穩(wěn)地運(yùn)作。奧運(yùn)物流可視化智能監(jiān)控信息平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分，即可視化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、可視化在途貨物監(jiān)控系統(tǒng)和查詢監(jiān)控系統(tǒng)。w 目前北京已建立四個(gè)領(lǐng)域的系統(tǒng)：城市道路的交通管理系統(tǒng)，公共客運(yùn)交通的管理系統(tǒng)，高速公路管理系統(tǒng)和道路安全與緊急事件的處理系統(tǒng)。 第一節(jié)第一節(jié) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能運(yùn)輸系統(tǒng) w 一、智能運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)介 w 智能運(yùn)輸系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，簡(jiǎn)稱ITS），是利用先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)

3、、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的人-車-路三位一體的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。 第一節(jié)第一節(jié) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能運(yùn)輸系統(tǒng)w 二、發(fā)展ITS的必要性 w 通過(guò)建立在智能化的信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上把汽車、駕車的人以及所使用的道路設(shè)備這三方面有機(jī)地綜合成一個(gè)人機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，有效利用各種交通設(shè)備及與此相關(guān)的各種交通信息來(lái)源，使路網(wǎng)上的交通流處于平衡的運(yùn)輸狀態(tài)，從而使交通的安全性、暢通性得到很大的提高，能源消耗與環(huán)境污染得到有效的降低與改善。 資料鏈接資料鏈接w 據(jù)權(quán)威人士估計(jì)，今后20年由于采用I

4、TS這項(xiàng)技術(shù)可使美國(guó)的交通事故死亡人數(shù)降低30%-70%，交通堵塞減少20%，每年節(jié)約的燃料達(dá)數(shù)十億加侖，現(xiàn)有公路網(wǎng)的交通量最少可提高一倍。第一節(jié)第一節(jié) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能運(yùn)輸系統(tǒng)w 三、ITS涵蓋的領(lǐng)域 1、車輛控制和車載單元2、遠(yuǎn)程信息處理 3、車隊(duì)信息系統(tǒng)和導(dǎo)航 4、ITS工程和服務(wù) 第一節(jié)第一節(jié) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能運(yùn)輸系統(tǒng)w 四、主要技術(shù)和功能 1、主要技術(shù)有：微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及軟件技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、系統(tǒng)控制和集成技術(shù)等。具體包括：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)、GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）技術(shù)、光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、IC卡技術(shù)、電子標(biāo)簽技術(shù)、信息自動(dòng)采集

5、技術(shù)、航位推算技術(shù)、大屏幕顯示技術(shù)、智能信號(hào)控制技術(shù)、信息系統(tǒng)集成技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)軟件技術(shù)等。 第一節(jié)第一節(jié) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能運(yùn)輸系統(tǒng)w 四、主要技術(shù)和功能2、功能包括以下幾個(gè)主要方面：信息提供、安全服務(wù)、計(jì)收使用費(fèi)和減少交通堵塞等。系統(tǒng)向道路管理者和用戶提供的主要是道路交通情況的實(shí)時(shí)信息及相關(guān)的其它信息，如天氣等；而安全服務(wù)的內(nèi)容則有危險(xiǎn)警告、人車事故預(yù)防、行車輔助等，它們通過(guò)不同的方式來(lái)幫助減少交通事故；費(fèi)用收取主要是以電子方式自動(dòng)地向用戶收取道路使用費(fèi)或車輛停放費(fèi)等。當(dāng)然，系統(tǒng)還可以根據(jù)人們的需要提供更多的服務(wù)。 第一節(jié)第一節(jié) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能運(yùn)輸系統(tǒng)w 五、ITS的組成 w （一）先進(jìn)的交通

6、管理系統(tǒng) w （二）先進(jìn)的駕駛員信息系統(tǒng) w （三）先進(jìn)的車輛管理系統(tǒng) w （四）商業(yè)車輛運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)w （五）電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection，簡(jiǎn)稱ETC） 小案例w 2008年12月31日，長(zhǎng)三角高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)在滬蘇浙皖高速公路汾湖收費(fèi)站舉行了開通儀式，意味著這項(xiàng)籌備多時(shí)的緩解高速公路道口擁堵的措施在長(zhǎng)三角正式啟動(dòng)。“電子不停車收費(fèi)”技術(shù)是在車輛上安裝車載設(shè)備，并配合使用國(guó)標(biāo)雙界面CPU卡。當(dāng)車輛進(jìn)入、駛出高速公路道口時(shí)，不必停車就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扣款。裝有車載單元（OBU）的車輛一般用3秒5秒就通過(guò)了收費(fèi)道口，通行速度大大提高。電子不停車收費(fèi)技術(shù)是

7、解決高速公路收費(fèi)口擁堵、節(jié)約高速公路用地資源以及節(jié)能減排的有效手段。本次上海開通試運(yùn)行的高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)共安裝了80根ETC車道，分布在634公里高速公路網(wǎng)的30個(gè)收費(fèi)站，江蘇省共安裝了23根ETC專用車道，分布14個(gè)高速公路收費(fèi)站，其中包括蘇滬交界的3條高速公路主線收費(fèi)站。 第二節(jié)第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用 w 一、一、GIS的定義及分類的定義及分類 定義：一般來(lái)說(shuō)，GIS可定義為：“用于采集、存儲(chǔ)、管理、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)”。分類：從其內(nèi)容上可分為三大類（1）專題信息系統(tǒng)，用于森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水資源管

8、理、礦產(chǎn)資源管理，農(nóng)作物估產(chǎn)等專業(yè)領(lǐng)域。（2）區(qū)域信息系統(tǒng)，主要用于區(qū)域綜合研究和全面的信息服務(wù)。（3）地理信息系統(tǒng)工具，用于圖形、圖像數(shù)字化、存貯、查詢檢索的一組軟件包。 小案例w 2007年1月，第6屆亞冬會(huì)在長(zhǎng)春順利舉行，第6屆亞冬會(huì)公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)也同期公布，這是亞冬會(huì)歷史上第一次使用動(dòng)態(tài)GIS電子地圖服務(wù)系統(tǒng)。該套地理信息公眾服務(wù)系統(tǒng)是基于GIS軟件平臺(tái)建成，包含長(zhǎng)春市和吉林市的電子地圖，能夠?yàn)閬?lái)自各國(guó)的運(yùn)動(dòng)員、觀眾等提供亞冬會(huì)電子地圖、公交換乘方案、道路和公共設(shè)施查詢、比賽場(chǎng)館、簽約飯店及醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)等地理信息服務(wù)，這將為亞冬會(huì)運(yùn)動(dòng)員出行、參賽、就醫(yī)，以及媒體和觀眾查詢場(chǎng)館、觀

9、看比賽、采訪賽事等提供極大方便。第二節(jié)第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用w 二、二、GIS的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程 時(shí)間段重要事件20世紀(jì)80年代初 地理信息系統(tǒng)研究作為政府行為，正式列入國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃1994年 中國(guó)GIS協(xié)會(huì)在北京成立1996年 為支持國(guó)產(chǎn)GIS軟件的發(fā)展，原國(guó)家科委開始組織軟件評(píng)測(cè)，并組織應(yīng)用示范工程。1998年 國(guó)產(chǎn)GIS軟件打破國(guó)外軟件的壟斷，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率達(dá)25%。第二節(jié)第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用w 三、地理信息系統(tǒng)的組成地理信息系統(tǒng)的組成 1、硬件第二節(jié)第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用w 三、地理信息系統(tǒng)的組成地理信息系統(tǒng)

10、的組成2、軟件、軟件3、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù) 4、人員、人員5、方法、方法第二節(jié)第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用w 四、四、 地理信息系統(tǒng)的主要功能地理信息系統(tǒng)的主要功能 1、數(shù)據(jù)的獲取 2、數(shù)據(jù)編輯與處理 3、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理4、數(shù)據(jù)處理與空間分析 5、可視化表達(dá)與輸出 小案例w “首都之窗”（網(wǎng)址：http:/ 第二節(jié)第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用w 五、GIS在物流中的應(yīng)用 1、GIS在倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃中的應(yīng)用 2、GIS在鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用第三節(jié)第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用 w 一、一、GPS的基本原理的基本原理 GPS即全球定位系統(tǒng)（Global Positio

11、ning System）是美國(guó)70年代初在“子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航定位”技術(shù)上發(fā)展而起的具有全球性、全能性（陸地、海洋、航空與航天）、全天候性優(yōu)勢(shì)的導(dǎo)航、定位、定時(shí)、測(cè)速系統(tǒng)。 第三節(jié)第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用w 二、二、GPS的基本構(gòu)成的基本構(gòu)成 1、空間衛(wèi)星系統(tǒng)2、地面監(jiān)控系統(tǒng)3、用戶接收系統(tǒng) 第三節(jié)第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用w 三、GPS的特點(diǎn) 1、定位精度高 2、觀測(cè)時(shí)間短 3、測(cè)站間無(wú)須通視 4、可提供三維坐標(biāo) 5、操作簡(jiǎn)便 6、全天候作業(yè) 7、功能多、應(yīng)用廣 資料鏈接資料鏈接w “北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)，利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供全天候、區(qū)

12、域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，由3顆地球同步衛(wèi)星組成?！氨倍芬惶?hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，不受通訊信號(hào)和空間距離的影響，一臺(tái)主指揮機(jī)進(jìn)行衛(wèi)星定位后，可連接多部類似手機(jī)的“北斗一號(hào)”終端機(jī)，終端機(jī)每次可編寫40多字的短信發(fā)送到指定手機(jī)上，“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在2008年的汶川地震抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用，地震發(fā)生后，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用管理中心為救援部隊(duì)緊急配備了1000多臺(tái)“北斗一號(hào)”終端機(jī)，實(shí)現(xiàn)了各點(diǎn)位之間、點(diǎn)位與北京之間的直線聯(lián)絡(luò)。在災(zāi)區(qū)通信沒(méi)有完全修復(fù)，信息傳送不暢的情況下，救災(zāi)部隊(duì)攜帶的“北斗一號(hào)”終端機(jī)不斷從前線發(fā)回各類災(zāi)情報(bào)告，為指揮部指揮抗震救災(zāi)提供了重要的信息支援。 第三節(jié)第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)

13、及應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用w 四、四、GPS在智能交通系統(tǒng)中的功能設(shè)計(jì)在智能交通系統(tǒng)中的功能設(shè)計(jì) 1、車輛定位、跟蹤 2、出行路線規(guī)劃、導(dǎo)航3、信息查詢 4、智能調(diào)度 5、緊急援助 6、交通流量監(jiān)測(cè) 7、交通設(shè)施信息的實(shí)時(shí)采集、8、行車安全管理 9、交通事故分析 第三節(jié)第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用w 五、五、GPS在運(yùn)輸中應(yīng)用在運(yùn)輸中應(yīng)用 1、導(dǎo)航 2、GPS在道路工程中的應(yīng)用3、營(yíng)運(yùn)車輛管理 4、鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用 5、結(jié)合移動(dòng)通信技術(shù)提高駕駛員技能小案例w 在沃爾瑪公司（Wal-Mart），3000余位分店經(jīng)理的手機(jī)上都配備了專門的GPS定位服務(wù)，一旦遇上颶風(fēng)或暴風(fēng)雪等災(zāi)害性天

14、氣，他們的就會(huì)收到預(yù)警信息。在阿拉巴馬州，棒約翰公司（Papa Johns）的顧客可以通過(guò)TrackMyP網(wǎng)站來(lái)查詢比薩餅的外送情況，其查詢結(jié)果可以精確到街區(qū)，這是因?yàn)槊课凰拓泦T的手機(jī)上都安裝了全球定位系統(tǒng)（GPS）。而在加州的康特拉科斯特郡（Contra Costa County），斯普林特公司（Sprint）的用戶能及時(shí)收到突發(fā)事件的警報(bào)，如山林火災(zāi)的險(xiǎn)情通報(bào)等，不過(guò)，通告范圍只限于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)。 小案例w 北京2008年奧運(yùn)食品質(zhì)量安全系統(tǒng)的要求，北京千喜鶴食品有限公司在物流配送方面，建立了專門的食品物流配送中心，實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一配送，并設(shè)置了必要的技術(shù)防范和防爆安檢設(shè)施。在奧運(yùn)食品運(yùn)輸車輛上，除了配備了對(duì)溫度、濕度的自動(dòng)記錄裝置和運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備外，還統(tǒng)一安裝了GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)基地經(jīng)加工企業(yè)、物流