智能运输系统讲义(先进旅游者信息系统).ppt

智能运输系统（ITS）,先进的旅行者信息系统（ATIS） 1． 了解ATIS的主要内容 2． 了解车载路径诱导系统和车载导航器的基本结构 3． 了解车载路径诱导系统的工作过程 4． 了解路径规划中的主要研究问题 5． 了解停车场诱导系统的基本结构 1． 先进的旅行者信息系统与以往的交通信息系统相比，有哪些技术进步 2． 车载导航器的一般结构 3． 车辆定位技术如何在车载导航中综合应用 对于交通规划与管理专业的学生，ATIS中的定位技术、显示技术、人工智能中的搜索技术是难点，请参考第二大部分有关章节4.2 先进的旅行者信息系统（ATIS） 4.2.1 先进的旅行者信息系统概述 （视频：ATIS 参考美国“TransGuide”和韩国“ITS在韩国”） 先进的旅行者信息系统ATIS（Advanced Traveler Information Systems）是运用各种先进的通信、信息技术向利用私家车、公交车或同时利用这两种车辆的旅行者提供为到达所希望的目的地所需要的各种信息的系统其中很多信息是在车中获得，也有许多为旅行前做旅行计划所需要的信息是在家中、办公室、公用亭等地获得，甚至还可随时随地利用便携式计算机、手掌机得到。

多模式的旅行信息更受欢迎，因为旅行者可根据最新的信息选择他们的旅行方式和时间ATMS也提供信息，如可变信息标志VMS、公路咨询广播等，但ATIS的信息更加复杂，要使公众能很方便地获得它需要克服更多的困难ATIS可以利用ATMS提供的信息，但它自身也要发展同时提供旅行前和旅行途中信息的方法手掌机,VMS提供信息,公共信息亭,ATIS除提供传统意义的交通运输信息的功能外，它的主要功能子系统还有： · 车载路径诱导系统 · 停车场可利用性诱导系统 · 数字地图数据库 车载路径诱导是ATIS的最重要的功能之一，它能帮助驾驶员避开拥挤和事故、避免因不熟悉城市交通环境而“迷路”、也有利于增加安全不仅是静态路径诱导从路侧发展到了车上，而且动态路径诱导系统也已经有了很大的进展局域决策的动态车载路径诱导系统已经被市场广泛接受一些国家也正在研究中心决策的动态车载路径诱导系统日本关于车载路径诱导系统的市场增长速度在世界上是最快的如1996年，日本车载路径诱导系统的市场渗透是180万套，美国是1万套，而整个欧洲是2万套停车场可利用性诱导是ATIS的另一个重要功能在没有停车场可利用性诱导系统的一些大城市的中心区，为了寻找一个停车空位，驾驶员往往要花费半个小时，他们为寻找停车场的行车里程等于在城市的总行车里程的四分之一。

因而停车场可利用性诱导系统可大大减少这种无谓的交通量和随之产生的环境污染世界第一个停车场可利用性诱导系统是在德国的Aachen引入的至1990年世界上就有50个这种系统投入运营 数字地图数据库是许多ATIS的关键分量但支持路径诱导的电子数据地图太昂贵，所以尚不能在所有的城市应用但是到1997年底，发达国家的主要城市使用的路径诱导系统就都能利用电子数据地图了数字地图数据库工作开展得最好的是日本日本数字道路地图协会（JDRMA）于1988年成立它建立了数据库标准并开发了数字道路地图（DRM）数据库JDRMA最初使用1：50,000的地图，后来改用1：25,000的地图，这样可提供更详细、更精确的地理信息到1995年3月，基于1：25,000的DRM数据库覆盖了整个日本4.2.2 旅行者信息系统的技术进步 （1）信息发布手段的视觉化 先进的旅行者信息系统除了利用无线电广播、咨询等技术发布语音交通信息外，还普遍运用Internet网页、交互电视、车载单元显示屏和各种可变信息标志来发布信息 例如，美国得克萨斯州休斯敦市的Houston Transtar项目，1996年已有30,000辆汽车与公交车装上了带信用卡 那样大的异频雷达收发器的车辆自动识别（AVI）装置。

当这种车辆经过AVI检测器时，它的信息就送至交通控制中心（TMC），中心的计算机计算出车辆的旅行时间和速度，并在彩色地图上以不同的颜色表示不同的道路交通条件，然后Transtar将此信息以多种方式传输给用户，这些方式包括可变信息板、Internet网页及笔记本电脑2）无线电广播技术的革新 将交通信息传输给驾驶员的最一般的方法是使用无线电广播但是，随着可供利用的信息量的大幅度增加和对信息的实时性要求的提高，以前的无线电广播技术已不能满足需要因而先进的旅行者信息系统中的无线电广播技术有了很大的发展如欧洲现在广泛使用的一种交通信息传输方式是RDS-TMC（无线电数据系统——交通消息频道），日本使用的是先进的路侧广播技术3）双向通信技术的广泛应用 传统的旅行者信息系统和ATMS中的通信方式主要是由交通管理/信息中心对旅行者的单向通信，如交通管理/信息中心利用广播、电视、可变信息标志等向用户发布信息，没有信息反馈，所提供的信息没有个性而在先进的旅行者信息系统中，越来越多地采用双向通信方式， 不仅是交通管理/信息中心向旅行者发布信息，而且交通管理/信息中心也能从旅行者那里获得他的旅行计划信息和运行实况信息，旅行者不仅能获得面向大众的旅行信息，而且能获得他个人需要的特殊信息并提出特殊的服务请求。

全球移动通信系统GSM、无线寻呼系统、红外线信标、路边就是ATIS中广泛应用的新通信技术的代表4）信息的实时性不断提高 随着信息收集、处理、传输、发布技术的进步，ATIS提供的信息的实时程度越来越高例如： · 美国休斯敦市的道路交通报告网页每1分钟更新一次 · 日本东京都高速公路交通控制系统（MEPC）提供的高速公路交通信息每1分钟更新一次 · 1992年英国南安普敦的ROMANSE项目使用VMS为该市13个主要停车场显示空闲的车位，每一个停车场的8个停车信息牌竖立在进入该市中心的各路口处，每2分钟更新一次信息 · 1993年东京都新宿区建立的日本的第一个停车引导和信息系统PGIS为29个停车场提供可利用性引导通过获得的或显示在电子告示牌上的引导信息每2分钟更新一次 · 日本的动态路径诱导系统每5分钟更新一次路径诱导信息5）信息的复杂程度日益增强 由于地理信息系统GIS、全球定位系统GPS和移动通信技术等的应用，ATIS所能提供的信息越来越复杂，其对于整个交通系统所产生的影响也就越来越大如数字地图数据库使ATIS提供的信息是前所未有的丰富、清晰和准确，具有了广泛的可利用性；停车场不仅是停车的场所，也成为搭乘者上车的场所，有效地辅助实施了交通需求管理；路径诱导系统的路径选择不再是仅仅依据于路网结构的静态数据和交通流的历史数据，而是越来越多地依据路网最新的和预测的动态数据，使路网交通流的整体优化成为可能。

2.路径诱导系统的功能 系统的导航功能是根据道路交通法规、汽车结构、用户要求建立，由导航软件和电子地图数据库来实现 （1） 对目的地进行最佳路线的检索 该系统可以直接输入地名、经纬度、号码进行路线检索，能快捷提供1~3条到目的地的最佳路线以供选择，还能获取自身位置、目的地坐标、行驶距离、速度、时间和前进方向等 （2） 具有瞬时再检索功能 有道路施工、堵塞、走错路等情况，推荐的路线行不通时，具有再检索功能舍去堵塞、错路、施工路段，提供新的路线时，要求至少有3条路线可供选择，并用不同颜色在显示器上标出所以要求CPU运算速度和精度特别高，CPU应选高速32bit的3） 提供丰富的菜单和记录功能 为与日本导航软件的S规则相对应，系统应能记录1000万个住所地址，1100万个号码，25cm比例尺相当于1/3000的街道图并用11+1层显示，还有十字路口交叉点全画面扩大显示图，并与VICS实时对应 （4） 在适当时间提供实时语音提示 凡行驶在交叉路口前，一般道路在300~700m之前，高速公路在2000m、1000m、500m之前要分别向驾驶员说明十字路口、交叉点的名称和更改的方向，以及高速公路的分支点、进出口、单行线等引导指示，同时具备中英文两种语言，以供切换。

（5） 扩大的十字路口标志显示功能 行驶在交叉路口、十字路口之前300 m处，高速公路进出口之前300m都要自动开窗显示扩大了的十字路口附近全面图，并指出十字路口的名称，拐弯后的道路名称和方向 （6） 扩展功能 系统应具备有多种接口，以便与交通管理部门、邮电部门、建筑部门的VICS、ATIS、IIS联网4.2.3 车载路径诱导系统 从20世纪60年代美国的ERGS开始直到今天，车载路径诱导系统一直是智能运输系统最具代表性的一个功能子系统可以说，车载路径诱导系统从低级向高级的发展过程也集中地反映了ITS的智能化程度逐步提高的过程 1. 路径诱导系统的分类 路径诱导系统（Route Guidance Systems）也可以称为车辆导航系统（Vehicle Navigation Systems），其主要功能是辅助驾驶员为到达目的地而选择路径和沿既定路径行驶，必要时（如遇道路条件发生变化时）帮助驾驶员重新选择路径这个过程也称为“路径计划——导航——路径再计划”或“路径选择——路径引导——路径再选择”根据路径计划和导航功能实现方法的不同，路径诱导系统有不同的分类方法按导航方式的不同，路径诱导系统可划分为： · 路侧路径诱导系统 导航设施为设置于路侧的各种道路标志，导航的功能由驾驶员正确识别和理解这些标志，按交通规则行驶实现。

· 车载路径诱导系统 导航设施为设置在车内的车载导航器，导航的功能由导航器的定位计算和给出声音提示或屏幕显示，一步步引导驾驶员实现 在ITS出现之前，没有车载路径诱导系统 路径诱导系统又可按路径计划所依据的信息的性质划分为： · 静态路径诱导系统 路径计划所依据的信息为静态的路网信息，如预先储存在车载导航器的CD-ROM中的路网结构、路段旅行时间甚至最短路径树动态路径诱导系统 路径计划所依据的信息有实时的动态路网信息和环境信息，如当前和短期预测的路段旅行时间、交通管制信息、道路气象信息等 另外，按照路径计划产生的地点，车载路径诱导系统还可划分为： · 自治型路径诱导系统（或局部决策的路径诱导系统） 路径计划由车载计算机系统根据车内装载数据库的数据和车载软件计算产生车载数据库的路段行驶时间等信息可以通过与道路系统的双向通信得以更新 · 中心型路径诱导系统（或中心决策的路径诱导系统） 路径计划由交通控制中心的计算机系统计算产生中心的计算机系统根据实际路况和交通条件为每一特定的车辆选择最优路径，并将选择结果通过路侧通信装置传送给车辆完全利用车载导航器中固有的信息决定路径的自治型路径诱导系统是静态路径诱导系统，同时还利用接收到的道路实时信息决定路径的自治型路径诱导系统是动态路径诱导系统。

中心决策的路径诱导系统是最理想的路径诱导系统，从理论上说，只有它才能优化交通流在整个路网上的分配但是，这样的中心决策的路径诱导系统需要很大的投入，技术难度也很大然而，欧洲的一些中心决策的路径诱导系统不仅车载设备简单、廉价，而且路侧通信基础设施也成本很低，其诱导效果并不比自治型的路径诱导系统来得好所以，为了改进诱导效果，欧洲引进了双制式路径诱导系统；为了降低系统成本，日本引进了混合式路径诱导系统 关于各类路径诱导系统，我们可以给出下面几个例子： · 美国的“先进的驾驶员咨询与车辆导航概念”ADVANCE（Advance Driver and Vehicle Advisory Navigation Concept）和“旅行技术”TRAVTEK（Travel Technology）是两个典型的自治型路径诱导系统项目· 德国的Ali-Scout系统是一种典型的较简单的中。