GPS在智能交通方面的應用探素課件教案

GPS在智能交通方面的應用探素1ITS的發(fā)展及基礎技術

發(fā)起于20世紀90年代，并迅速發(fā)展，用于研究開發(fā)投入很大。美國1990年—1997年12．9億美元歐洲1984年—1998年280億歐元日本1996年—1997年161億日元第1頁/共24頁一、ITS目的效益

利用信息技術，綜合人、車、路，系統(tǒng)地管理交通。美國ITS效益分析交通阻塞降低25-40%每年減少交通死亡萬人以上，減少交通事故600億次。減少能源消耗和大氣污染。相關產(chǎn)品的市場效益200億美元/年。第2頁/共24頁歐洲目標：

2000年交通死亡事故減少50%，

降低交通對環(huán)境的污染。日本政府國策30年目標：嚴重交通事故↓50%降低油耗和CO2排量15%減少NO2排放在空氣中含量30%消除交通阻塞第3頁/共24頁中國制定發(fā)展戰(zhàn)略單項研究：交通信號控制（無序狀態(tài)），高速公路監(jiān)控，GPS調度。20世紀末開始研究ITS發(fā)展戰(zhàn)略。中國ITS系統(tǒng)服務功能名稱功能交通監(jiān)控與管理交通監(jiān)視、交通控制、城市出入口控制信息服務路線引導、出行信息、駕駛員信息、旅行信息安全保障事故報警及響應、應急支援、安全警報、防撞、自動駕駛電子收費人工、半自動、不停車運輸管理快速客貨運服務、電子數(shù)據(jù)交換、運營調度、自動調度、公交服務第4頁/共24頁二、ITS的主要內容信息服務系統(tǒng)交通管理系統(tǒng)公交管理系統(tǒng)電子收費系統(tǒng)車輛控制系統(tǒng)緊急支援系統(tǒng)第5頁/共24頁三、ITS的基礎技術計算機網(wǎng)絡—相互連接起來的，獨立自治的計算機群。

2.通訊技術—進行數(shù)據(jù)交換。3.傳感器技術—感知某一物理量的信息，并將它轉化為有用信息的裝置（非電量→電信號）。4.顯示技術和人工智能—LED/

LCD，用計算機模擬，延伸和擴展的智能。

第6頁/共24頁識別：長、寬、高、重的車輛屬性；車載標志及身份屬性。

IC卡：一卡多用，安全性、機讀性、存儲量大（靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)）定位：全球定位系統(tǒng)（GPS）5.車輛識別和自動定位6.地理信息系統(tǒng)—在ITS上應用—采集、顯示、查詢、分析地理位置信息。第7頁/共24頁2ITS的主要內容一、信息服務系統(tǒng)車輛信息通信系統(tǒng)（VICS）是一種典型的實時交通信息提供系統(tǒng)。

VTCS使用-FM多頻廣播系統(tǒng)，微波和紅外線信號的路側發(fā)射器（信標）向駕駛員提供旅行時間、交通擁擠、交通事故、施工路段、交通控制等實時信息。第8頁/共24頁VICS系統(tǒng)概念如下圖VICS中心交通信息中心道路管理FM多頻道廣播駕駛員（車載機）信標GPS信息收集信息處理、編輯信息發(fā)布信息利用系統(tǒng)功能第9頁/共24頁2.車載導航GPS導航有源天線通道GPS接收板自律導航：微機（MPU）陀螺傳感器地圖匹配器：薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器CD-ROM驅動器，DVD-ROMCPU：嵌入式，數(shù)字信號處理技術（DPS）第10頁/共24頁GPS天線GPS接收VICS導航接收CD-ROM驅動器電子地圖數(shù)據(jù)庫MPU微機地圖匹配器導航軟件TFILCD顯示陀螺傳感器語音電路車速傳感器遙控第11頁/共24頁二、交通管理系統(tǒng)TMS功能：交通監(jiān)視、交通控制、事故管理需求管理、排放管理、交叉口管理結構特點：應用計算機通信和傳感器技術，將車輛、道路和交通管理系統(tǒng)聯(lián)接為一體，對交通進行實時監(jiān)測，智能控制和主動管理。通過網(wǎng)絡連接如下部分：信息收集裝置控制信號機交通管理中心信息提供裝置通過網(wǎng)絡是通過光纜、電纜、微波等傳輸媒介在上述各部和交管中心之間傳輸數(shù)據(jù)、語音和圖像。

第12頁/共24頁交通管理中心信息收集信息分析光信標紅外探測器攝像探測器交通流量探測人行道信號機控制其它中心交通信號機VICS車載裝置各種信息板車輛誘導系統(tǒng)路測通信裝置信息提供ATMS結構圖第13頁/共24頁三、公交運營系統(tǒng)功能構成車輛定位及車載設備；通訊網(wǎng)絡及通訊方式；網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)庫；運營調度管理；乘客信息服務。

1996年亞特蘭大奧運會差分GPS導航接收機和車載元件自動乘員計數(shù)車載廣播及顯示設備實時公交信息服務允許使用IC卡付費第14頁/共24頁2.車載設備：可實現(xiàn)定位，車載外圍設備的控制

包括控制模塊，通信模塊，計劃模塊和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，控制模塊是核心，要與處于監(jiān)控下的每輛車保持聯(lián)系，不僅記錄車輛實際地理位置，還要與計劃的位置進行比較，得出車輛是否準時，并通過公交站轉給轉乘的乘客。第15頁/共24頁3.電子站牌向乘客顯示正向本站行駛的運營車狀態(tài)位置，來源于公交運營中心，電子站牌由無線信號接收器，顯示控制器，光帶式車輛位置顯示器和LED時間顯示單元，電源及防護外殼以及有源式ID碼發(fā)射器等部分組成。電子站牌能定時接收GPS時間信息，對內部時鐘進行校正，通過LED顯示時間信息，及離本站最近車輛位置，到站時間等。第16頁/共24頁四、電子收費系統(tǒng)（ETC）每小時放行能力是人工收費的6倍。在網(wǎng)絡環(huán)境下，彩電子標簽作為通行卡，收費過程由計算機及其外圍設備與通告卡，自動交換信息，實現(xiàn)車輛自動認別，金額自動收取，自動結帳。系統(tǒng)構成及原理：構成車載處理單元；車道處理單元，收費站計算機管理單元，中央計算機管理系統(tǒng)。第17頁/共24頁第18頁/共24頁第19頁/共24頁2.收費中心計算機系統(tǒng)結構

數(shù)據(jù)庫外圍設備攝像機讀寫器警察局車輛戶口數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主機銀行聯(lián)網(wǎng)賬單寄出第20頁/共24頁五、車輛控制系統(tǒng)VCS借助車載設備和路側設備檢測行駛環(huán)境變化幫助駕駛員控制車輛，即是智能汽車的研究與應用。主要功能：道路障礙自動識別，自動報警，自動轉向，自動制動，自動保持安全距離和車速以