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1、智能交通管理系统设计与集成智能交通管理系统设计与集成课程主要内容课程主要内容智能交通系统综述智能交通系统综述智能交通系统的体系结构智能交通系统的体系结构 智能交通系统逻辑与物理架构智能交通系统逻辑与物理架构智能交通综合信息平台智能交通综合信息平台 智能交通系统标准智能交通系统标准 智能交通系统标应用智能交通系统标应用智能交通系统建设项目管理方法智能交通系统建设项目管理方法 第第1章章 智能交通系统综述智能交通系统综述智能交通系统的基本概念及其研发背景智能交通系统的基本概念及其研发背景 智能交通系统的发展现状与趋势智能交通系统的发展现状与趋势 3 31.1 智能交通的基本概念及研发背景智能交通的
2、基本概念及研发背景智能交通系统的基本概念智能交通系统的基本概念智能交通系统的研究开发背景与历史沿革智能交通系统的研究开发背景与历史沿革 4 41.1.1 智能交通的基本概念智能交通的基本概念智能交通系统智能交通系统ITSITS：Intelligent Transportation SystemsIntelligent Transportation SystemsITSITS：作为新世纪的新型交通运输系统，越来越为世作为新世纪的新型交通运输系统，越来越为世 人所瞩目。人所瞩目。ITSITS：目前仍没有统一的定义。：目前仍没有统一的定义。5 5ITS AmericaITS America：美国智能
3、运输协会：美国智能运输协会 （）（）ITSITS是由一些技术组成的，这些技术包括信息是由一些技术组成的，这些技术包括信息 处理、通信、控制和电子技术。交通事故、拥挤处理、通信、控制和电子技术。交通事故、拥挤 使我们为生活、为损失的生产率和浪费的能源付使我们为生活、为损失的生产率和浪费的能源付 出了昂贵的代价。出了昂贵的代价。ITSITS可以通过新技术和综合运输可以通过新技术和综合运输 系统的结合实现人和货物更安全、更高效的位移。系统的结合实现人和货物更安全、更高效的位移。6 6大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点ERTIC
4、O(European Road Transport TelematicsERTICO(European Road Transport Telematics Implementation Organization Implementation Organization 欧洲道路运输通欧洲道路运输通 信技术实用化促进组织信技术实用化促进组织)：（）（）智能交通系统或信息技术在运输上的应用能智能交通系统或信息技术在运输上的应用能 够减少城市道路和城际间干道的交通拥挤、增加够减少城市道路和城际间干道的交通拥挤、增加 运输安全性，给旅行者提供信息和改善可达性、运输安全性，给旅行者提供信息和改善可达性、舒
5、适性、提高货运效率，促进经济增长和提供新舒适性、提高货运效率，促进经济增长和提供新 的服务。的服务。8 8VIRTIS：日本道路、交通、车辆智能化推进协会：日本道路、交通、车辆智能化推进协会 （）（）ITSITS是运用先进的信息、通信和控制技术，即是运用先进的信息、通信和控制技术，即运用运用“信息化信息化”、“智能化智能化”解决道路交通中事解决道路交通中事故、堵塞、环境破坏等各种问题的系统，是人与故、堵塞、环境破坏等各种问题的系统，是人与道路及环境之间接收和发送信息的系统。通过实道路及环境之间接收和发送信息的系统。通过实现交通的最优化，达到消除事故及堵塞现象、节现交通的最优化，达到消除事故及堵
6、塞现象、节约能源、保护环境的目的。约能源、保护环境的目的。智能运输系统智能运输系统中将中将ITS归纳为：归纳为：综合运用先进的信息通讯、网络、自动控制、综合运用先进的信息通讯、网络、自动控制、交通工程等技术，改善交通运输系统的运行情况，交通工程等技术，改善交通运输系统的运行情况，提高运输效率和安全性，减少交通事故，降低环境提高运输效率和安全性，减少交通事故，降低环境污染，从而建立一个智能化、安全、便捷、高效、污染，从而建立一个智能化、安全、便捷、高效、舒适、环保的综合运输体系。舒适、环保的综合运输体系。1010 定义的特点分析定义的特点分析相同点相同点不同点不同点1.1.2 1.1.2 智能交
7、通系统的研究开发背景与历史沿革智能交通系统的研究开发背景与历史沿革 研发背景研发背景历史沿革与推进机制历史沿革与推进机制1212 研发背景研发背景ITSITS作为一个概念性名词出现于作为一个概念性名词出现于2020世纪世纪9090年年 代，但其思想早在代，但其思想早在2020世纪世纪3030年代已有萌芽，年代已有萌芽，当时美国通用汽车公司和福特汽车公司倡导当时美国通用汽车公司和福特汽车公司倡导 和推广过和推广过“现代化公路网现代化公路网”的构想。的构想。研究研究ITSITS的动力主要包括：的动力主要包括：拥挤和事故造成的经济损失巨大，解决这些问题拥挤和事故造成的经济损失巨大，解决这些问题已迫在
8、眉睫；已迫在眉睫；由于土地资源和资金有限，单靠修建道路这一途由于土地资源和资金有限，单靠修建道路这一途径解决交通问题有一定的限度，必须考虑有效地径解决交通问题有一定的限度，必须考虑有效地利用现有的设施；利用现有的设施；通过减少交通拥挤和事故，提高生产效率，强化通过减少交通拥挤和事故，提高生产效率，强化国际间的竞争力；国际间的竞争力；培养未来的新型产业。培养未来的新型产业。1414 历史沿革与推进机制历史沿革与推进机制欧洲欧洲ERTICOERTICO的活动包括：的活动包括：明确市场需求，确定应实现的需求明确市场需求，确定应实现的需求设定共同目标，制定所需要的策略设定共同目标，制定所需要的策略创建
9、多部门参与的财团，以紧紧把握创建多部门参与的财团，以紧紧把握ITSITS机遇机遇统一分歧统一分歧支持标准化支持标准化参加欧盟的政策和计划的制定参加欧盟的政策和计划的制定激发和协调实施的主动性激发和协调实施的主动性通过年度的世界通过年度的世界ITSITS大会提高大会提高ITSITS的水平的水平美国美国ITS AmericaITS America的活动包括：的活动包括：帮助政府制定政策帮助政府制定政策组织技术论坛组织技术论坛帮助发展标准，处理横向问题帮助发展标准，处理横向问题促进国际合作促进国际合作管理和交换管理和交换ITSITS信息信息展示展示ITSITS新技术新技术支持地方和州范围的支持地方和
10、州范围的ITSITS计划计划提高公众对提高公众对ITSITS的认识的认识1616日本日本VERTIS（Vehicle，RoadandTrafficIntelligenceSociety）道路、交通、车辆智能化道路、交通、车辆智能化推进协会的活动包括：推进协会的活动包括：推进推进ITS的研究、开发和利用，力求建立一个的研究、开发和利用，力求建立一个安全、舒适、环境友好的道路运输系统，以促安全、舒适、环境友好的道路运输系统，以促进经济增长和社会繁荣。进经济增长和社会繁荣。其主要任务是对其主要任务是对ITS的各领域进行广泛深入的的各领域进行广泛深入的研究和开发，与欧洲、北美交换信息，以开拓研究和开发
11、，与欧洲、北美交换信息，以开拓ITS的潜在应用和组织的潜在应用和组织ITS世界大会。世界大会。17171.2 智能交通系统的发展现状与趋势智能交通系统的发展现状与趋势国内外发展现状国内外发展现状发展趋势及其效益分析发展趋势及其效益分析18181.2.1 1.2.1 国内外发展现状国内外发展现状欧洲欧洲ITSITS发展的特点：发展的特点：强调国际合作、标准化；强调综合运输系统智能化。强调国际合作、标准化；强调综合运输系统智能化。欧洲国家众多，在其中一些发达国家，如英国、欧洲国家众多，在其中一些发达国家，如英国、德国、法国、意大利、西班牙等国的交通运输体系德国、法国、意大利、西班牙等国的交通运输体
12、系 中，体现了欧洲的交通运输体系。中，体现了欧洲的交通运输体系。对于大部分国家来说，公路运输在客运中占有对于大部分国家来说，公路运输在客运中占有 主导的地位，而铁路运输和公路的货车运输在货运主导的地位，而铁路运输和公路的货车运输在货运 中占有主导的地位。中占有主导的地位。1919欧洲欧洲ITSITS的主要研究内容有：的主要研究内容有：交通管理交通管理 出行前信息出行前信息 行程中信息行程中信息 车辆控制车辆控制 货物及车队管理货物及车队管理 自动收费自动收费2020美国交通运输系统现状美国交通运输系统现状 美国拥有先进、发达的交通运输系统，十分美国拥有先进、发达的交通运输系统，十分 发达的道路
13、网，高速公路里程居世界首位，交通发达的道路网，高速公路里程居世界首位，交通 运输网建设居世界领先水平。运输网建设居世界领先水平。美国的公路运输在客运中占有主导的地位，美国的公路运输在客运中占有主导的地位，其次是航空运输。其次是航空运输。2121美国智能交通系统的研究内容（七大领域）美国智能交通系统的研究内容（七大领域）先进的交通管理系统（先进的交通管理系统（ATMSATMS）先进的旅行者信息系统（先进的旅行者信息系统（ATISATIS）先进的公共运输系统（先进的公共运输系统（APTSAPTS）商用车辆运营系统（商用车辆运营系统（CVOSCVOS）先进的车辆控制和安全系统（先进的车辆控制和安全系
14、统（AVCCSAVCCS）自动公路系统（自动公路系统（AHSAHS）先进的乡村运输系统（先进的乡村运输系统（ARTSARTS）2222日本交通运输系统现状日本交通运输系统现状 道路交通居于主导地位道路交通居于主导地位铁路运输在客运中占有重要地位铁路运输在客运中占有重要地位 内航海运在货运中占有一定比例内航海运在货运中占有一定比例 航空运输是对外客运的主要方式航空运输是对外客运的主要方式 2323日本智能交通系统的研究内容（九大领域）日本智能交通系统的研究内容（九大领域）先进的导航系统先进的导航系统自动收费系统自动收费系统协助安全驾驶协助安全驾驶安全驾驶支持系统安全驾驶支持系统交通管理最优化系统
15、交通管理最优化系统道路管理效率化系统道路管理效率化系统协助公交车辆运营协助公交车辆运营商用车效率化商用车效率化车辆运营管理系统车辆运营管理系统协助行人协助行人行人诱导系统行人诱导系统协助紧急车辆运营协助紧急车辆运营紧急车辆支持系统紧急车辆支持系统2424中国交通运输系统现状中国交通运输系统现状公路公路 我国的全国公路网已经基本形成，为公路运我国的全国公路网已经基本形成，为公路运 输在综合运输体系中发挥基础作用奠定了基础。输在综合运输体系中发挥基础作用奠定了基础。高速公路的迅速发展，有效地改善了干线道高速公路的迅速发展，有效地改善了干线道 路的交通状况，使干线道路在全国公路网中所发路的交通状况，
16、使干线道路在全国公路网中所发 挥的作用更为突出。挥的作用更为突出。2525铁路：已经形成了较为完整的全国铁路网络系统。铁路：已经形成了较为完整的全国铁路网络系统。水运：水运无优势。水运：水运无优势。航空：我国正在快速发展。航空：我国正在快速发展。管道：特殊的运输方式。管道：特殊的运输方式。总之，我国与其它发达国家相比，交通基础总之，我国与其它发达国家相比，交通基础 设施水平仍存在较大的差距。公路运输所占份额设施水平仍存在较大的差距。公路运输所占份额 都在迅速增加。都在迅速增加。2626中国智能交通系统的研究内容中国智能交通系统的研究内容已建立或正在研究开发的智能交通系统主要包括：已建立或正在研
17、究开发的智能交通系统主要包括：交通信号控制与指挥系统交通信号控制与指挥系统交通监视与监测系统交通监视与监测系统交通管理信息系统交通管理信息系统交通信息动态显示系统交通信息动态显示系统交通诱导系统交通诱导系统2727交通运输安全报警系统交通运输安全报警系统交通违法监测系统交通违法监测系统驾驶人考试系统驾驶人考试系统交通事故快速勘察系统交通事故快速勘察系统电子收费系统电子收费系统公共交通运营指挥调度系统公共交通运营指挥调度系统28281.2.2 1.2.2 发展趋势及其效益分析发展趋势及其效益分析发展趋势发展趋势智能交通系统的社会效益与经济效益分析智能交通系统的社会效益与经济效益分析2929ITS
18、ITS的运用使道路运输发生了许多根本性的变革：的运用使道路运输发生了许多根本性的变革：它通过传播实时信息和主动管理使道路交通它通过传播实时信息和主动管理使道路交通更加顺畅、舒适更加顺畅、舒适通过智能汽车和自动驾驶技术的开发，使安通过智能汽车和自动驾驶技术的开发，使安全性得以飞速提高全性得以飞速提高通过对商业用车提供信息和引进电子通关功通过对商业用车提供信息和引进电子通关功 能，使运输效率得以大幅度提高能，使运输效率得以大幅度提高通过消除道路堵塞，大大减轻了交通对环境通过消除道路堵塞，大大减轻了交通对环境的影响的影响3030存在的问题存在的问题 目前各国仍主要集中力量于城市交通和高速目前各国仍主
19、要集中力量于城市交通和高速 公路公路ITSITS的研究，对于区域交通和综合运输涉及尚的研究，对于区域交通和综合运输涉及尚 较少，仅欧盟和美国有少量研究。较少，仅欧盟和美国有少量研究。3131ITSITS总的发展趋势总的发展趋势从从技技术术的的角角度度看看，有有从从利利用用信信息息技技术术来来缓缓解解交交通通到到开开发发以以安安全全为为目目的的的的车车辆辆控控制制系系统统，然然后后朝朝着着自动驾驶系统的开发和应用方向发展的趋势。自动驾驶系统的开发和应用方向发展的趋势。从从运运输输模模式式的的角角度度看看，有有从从单单一一的的道道路路运运输输ITSITS向向综合运输综合运输ITSITS的方向发展的
20、趋势。的方向发展的趋势。3232社会效益与经济效益社会效益与经济效益 智能运输系统将带来巨大的社会经济效益，智能运输系统将带来巨大的社会经济效益，具体体现在以下几个主要方面：具体体现在以下几个主要方面：减少交通拥挤和行车延误；减少交通拥挤和行车延误；减少交通事故的发生率、死亡率；减少交通事故的发生率、死亡率；社会经济效益的增加，产业发展与就业机会增加；社会经济效益的增加，产业发展与就业机会增加；能源消耗量减少，污染程度降低。能源消耗量减少，污染程度降低。33333434第第2章章 智能交通系统体系结构智能交通系统体系结构智能交通系统体系结构智能交通系统体系结构智能交通系统体系结构的发展现状与趋
21、势智能交通系统体系结构的发展现状与趋势智能交通系统体系结构的开发智能交通系统体系结构的开发35352.1 智能交通系统体系结构智能交通系统体系结构智能交通系统体系结构的相关概念与研究意义智能交通系统体系结构的相关概念与研究意义 智能交通系统体系结构的功能与构成智能交通系统体系结构的功能与构成36362.1.12.1.12.1.12.1.1智能交通系统体系结构的相关概念与研究意义智能交通系统体系结构的相关概念与研究意义智能交通系统体系结构的相关概念与研究意义智能交通系统体系结构的相关概念与研究意义 对于对于ITSITS的总体规划和设计来说的总体规划和设计来说,最重最重 要的任务就是要的任务就是I
22、TSITS的系统体系结构开发。的系统体系结构开发。什么是系统体系结构：什么是系统体系结构：一个体系结构是一个有用的和可用的一个体系结构是一个有用的和可用的 系统的稳定基础。系统的稳定基础。3737 系统的体系结构就是要在系统实施之系统的体系结构就是要在系统实施之 前，完成对实现系统功能的系统总体设计。前，完成对实现系统功能的系统总体设计。所以必须阐述系统的结构体系，列出用所以必须阐述系统的结构体系，列出用 户的服务功能，定义实现这些用户服务的各户的服务功能，定义实现这些用户服务的各 子系统，并且阐述各个子系统之间的通信方子系统，并且阐述各个子系统之间的通信方 式、接口并协同工作。式、接口并协同
23、工作。3838 系统体系结构的研究意义系统体系结构的研究意义 ITSITS体系结构作为指导性框架，就是要促使人体系结构作为指导性框架，就是要促使人们利用制定的标准和规范来设计、研制和实施智能们利用制定的标准和规范来设计、研制和实施智能交通系统，并根据系统的实际需求，提出用户功交通系统，并根据系统的实际需求，提出用户功能，从而不断促进体系结构和标准的完善。能，从而不断促进体系结构和标准的完善。许多发达国家已完成了许多发达国家已完成了ITSITS的本国体系结构研的本国体系结构研究，并把它当成发展本国究，并把它当成发展本国ITSITS的指导性文件。的指导性文件。39392.1.2 智能交通系统体系结
24、构的功能与构成智能交通系统体系结构的功能与构成功能：功能：保证通过各种媒体提供给终端用户的信息的兼容性和保证通过各种媒体提供给终端用户的信息的兼容性和一致性，即任何终端用户都能通过不同的媒介获得相一致性，即任何终端用户都能通过不同的媒介获得相同的信息；同的信息；保证不同交通基础设施的兼容性，从而可以保证在大保证不同交通基础设施的兼容性，从而可以保证在大范围内的无缝出行；范围内的无缝出行；4040为地区、国家政府机关制定为地区、国家政府机关制定ITSITS发展规划提供基本发展规划提供基本 原则；原则；为服务和设备制造提供一个开放的市场，从而可为服务和设备制造提供一个开放的市场，从而可 以提供兼容
25、的子系统；以提供兼容的子系统；确保设备制造商的规模经济，保证他们的更具竞确保设备制造商的规模经济，保证他们的更具竞 争力的价格和更廉价的投资；争力的价格和更廉价的投资；提供一个公开的市场环境，设备制造商可以以较提供一个公开的市场环境，设备制造商可以以较 小的风险提供产品。小的风险提供产品。4141构成：构成：用户服务用户服务逻辑体系结构逻辑体系结构物理体系结构物理体系结构通信体系结构通信体系结构标准化标准化费用效益评价费用效益评价实施措施及策略实施措施及策略42422.2 2.2 智能交通系统体系结构发展现状与趋势智能交通系统体系结构发展现状与趋势国外（以美国为例）的发展现状与趋势国外（以美国
26、为例）的发展现状与趋势我国的发展现状与趋势我国的发展现状与趋势43432.2.12.2.1美国美国ITSITS体系结构的发展现状与趋势体系结构的发展现状与趋势美国国家美国国家ITSITS体系结构：体系结构：（National ArchitectureNational Architecture，简称简称NANA）开发背景开发背景方法与步骤方法与步骤美国美国ITSITS体系框架的构成体系框架的构成4444从用户服务（从用户服务（User ServiceUser Service）入手）入手逐步确定了未来在美国发展和实施的逐步确定了未来在美国发展和实施的ITSITS的的 逻辑结构（逻辑结构（Logic
27、al ArchitecureLogical Architecure）物理结构（物理结构（Physical ArchitecturePhysical Architecture）针对不同背景的实际需要推荐了一系列市场包针对不同背景的实际需要推荐了一系列市场包 （Market PackageMarket Package）所需标准所需标准实施策略实施策略标准分类及制定标准的步骤标准分类及制定标准的步骤美国美国ITSITS体系框架的构成体系框架的构成4545建立一个开放、公平、适应多层次系统集成的体建立一个开放、公平、适应多层次系统集成的体 系结构系结构同时能为用户提供多种性能价格比选择同时能为用户提供
28、多种性能价格比选择保护用户隐私保护用户隐私最大限度地增强操作性和降低市场风险。最大限度地增强操作性和降低市场风险。总体设计原则：总体设计原则：46美国的智能交通顶层逻辑结构图美国的智能交通顶层逻辑结构图47美国美国NANA子系统及其通信连接（物理结构）子系统及其通信连接（物理结构）48482.2.2 2.2.2 我国的发展现状与趋势我国的发展现状与趋势背景背景科技部会同国家计委、经贸委、公安部、铁道科技部会同国家计委、经贸委、公安部、铁道 部、交通部等十几个部、委、局联合建立发展部、交通部等十几个部、委、局联合建立发展 ITS ITS 的政府协调领导机构的政府协调领导机构全国智能交通系统全国智
29、能交通系统 协调领导小组及办公室，并成立协调领导小组及办公室，并成立 ITS ITS专家咨询专家咨询 委员会委员会。4949“中国中国ITSITS系统框架研究系统框架研究”成果提出了适合中国成果提出了适合中国 交通业现状和发展趋势的智能交通系统体系框交通业现状和发展趋势的智能交通系统体系框 架、逻辑结构、物理结构，提出中国智能交通架、逻辑结构、物理结构，提出中国智能交通 系统的规划和实施以及经济和技术的评估。并系统的规划和实施以及经济和技术的评估。并 明确全国明确全国ITSITS的总体内容和各部分相互关系，明的总体内容和各部分相互关系，明 确了政府、企业和用户在确了政府、企业和用户在ITSIT
30、S发展中所处的角色发展中所处的角色 和应起的作用和应起的作用。5050 2000 2000年年6 6月，在全国智能运输系统专家委员会的指月，在全国智能运输系统专家委员会的指 导和相关部门的共同努力下，导和相关部门的共同努力下，中国智能运输系统中国智能运输系统 体系框架体系框架完成了讨论稿。完成了讨论稿。该讨论稿共包含总论、用户服务需求、逻辑框该讨论稿共包含总论、用户服务需求、逻辑框 架、物理框架、通用技术平台和经济技术评价架、物理框架、通用技术平台和经济技术评价 6 6个个 部分。部分。开发方法与步骤开发方法与步骤步骤1：确定用户服务内容步骤2：建立逻辑框架步骤3：建立物理架构步骤4：明确标准
31、化内容5151我国我国ITSITS体系框架内容体系框架内容用户服务的定义及领域逻辑结构物理结构交通地理信息及定位技术平台和通信系统标准化问题评价5252逻辑框架顶层结构逻辑框架顶层结构物理框架：物理框架：货运管理子系统客运管理子系统电子收费子系统多式联运子系统个人安全服务子系统紧急事件管理子系统交通管理规划子系统信息服务子系统通信系统用户设施（固定和移动的）物理框架结构图55552.3 智能交通系统体系结构的开发智能交通系统体系结构的开发开发内容开发内容开发方法与步骤开发方法与步骤56562.3.1 开发内容开发内容参考模型参考模型信息体系结构信息体系结构功能体系结构功能体系结构数据通讯体系结
32、构数据通讯体系结构物理体系结构物理体系结构57572.3.2 开发方法与步骤开发方法与步骤开发的方法开发的方法自上而下自上而下自下而上自下而上开发的步骤开发的步骤分析现状分析现状提出设计方案提出设计方案方案必选方案必选主要国家主要国家ITS系统体系结构研究系统体系结构研究确定系统需求与用户服务确定系统需求与用户服务系统体系结构评估系统体系结构评估确定标准化优先领域确定标准化优先领域规划整个规划整个ITS系统的开发计划系统的开发计划文档整理及协调与修改文档整理及协调与修改宣传并获宣传并获得各相关得各相关方面的理方面的理解与支持解与支持开发开发功能功能体系体系结构结构开发开发信息信息体系体系结构结
33、构开发开发通信通信体系体系结构结构开发开发物理物理体系体系结构结构标准标准化需化需求分求分析析系统体系结构开发的一般步骤系统体系结构开发的一般步骤系统体系结构开发的一般步骤系统体系结构开发的一般步骤5959第第3 3章章 智能交通系统逻辑架构与物理架构智能交通系统逻辑架构与物理架构智能交通系统逻辑架构智能交通系统逻辑架构智能交通系统物理架构智能交通系统物理架构 3.1 3.1 智能交通系统逻辑架构智能交通系统逻辑架构智能交通系统逻辑架构概述智能交通系统逻辑架构概述智能交通系统逻辑架构的功能层次与描述智能交通系统逻辑架构的功能层次与描述 3.1.13.1.1智能交通系统逻辑架构概述智能交通系统逻
34、辑架构概述逻辑结构概念逻辑结构概念 ITS ITS体系框架中十分重要的层次。体系框架中十分重要的层次。描述系统的主要功能和功能之间的交互关系。描述系统的主要功能和功能之间的交互关系。3.1.23.1.2智能交通系统逻辑架构的功能层次与描述智能交通系统逻辑架构的功能层次与描述系统的逻辑功能层次系统的逻辑功能层次 功能域功能域 系统功能系统功能 过程过程 子过程子过程逻辑结构功能层次：表逻辑结构功能层次：表3-1至至3-8交通管理与规划功能域交通管理与规划功能域电子收费功能域电子收费功能域出行者信息功能域出行者信息功能域车辆安全与辅助驾驶功能域车辆安全与辅助驾驶功能域紧急事件和安全功能域紧急事件和
35、安全功能域运营管理功能域运营管理功能域综合运输功能域综合运输功能域自动公路功能域自动公路功能域逻辑结构功能描述：表逻辑结构功能描述：表3-9 逻辑结构功能层次：交通管理与规划域功能层次表（部分）逻辑结构功能层次：交通管理与规划域功能层次表（部分）功能域功能域功能功能系统功能系统功能过程过程子过程子过程交通管理交通管理与规划与规划（部分）（部分）交通管理交通管理（部分）（部分）交通控制交通控制提供城市的交通控制提供城市的交通控制提高城市之间的交通控制提高城市之间的交通控制桥梁和隧道交通控制桥梁和隧道交通控制事件管理事件管理检测事件检测事件鉴别、分类事件鉴别、分类事件评估事件和决定响应评估事件和决
36、定响应事件数据管理事件数据管理提供事件管理操作接口提供事件管理操作接口需求管理需求管理收集有关出行因素信息收集有关出行因素信息实现需求管理策略实现需求管理策略开发需求管理策略开发需求管理策略管理需求数据管理需求数据需求管理运营者接口需求管理运营者接口交通规划支持交通规划支持交通法规执行与交通法规执行与监督支持监督支持6565 电子收费功能层次表电子收费功能层次表功能域功能域功能功能系统功能系统功能过程过程子过程子过程电子收费电子收费电子收费电子收费路桥隧不停车电子收费服务路桥隧不停车电子收费服务路桥隧停车自动收费服务路桥隧停车自动收费服务停车场自动收费服务停车场自动收费服务路侧停车自动收费服务
37、路侧停车自动收费服务公交电子自动收费服务公交电子自动收费服务利用电子交易提供有偿交通信息和服务利用电子交易提供有偿交通信息和服务6666逻辑结构功能描述表（表逻辑结构功能描述表（表3-3-9 9）功能域功能域交通管理交通管理功能名称功能名称功能描述功能描述交通管理交通管理与规划与规划交通控制交通控制 为为ITSITS系统服务的道路交通网络提供交通控制服务系统服务的道路交通网络提供交通控制服务 具体子功能分为三低层功能，如下所示：具体子功能分为三低层功能，如下所示：(1)(1)提供城市的交通控制服务；提供城市的交通控制服务；(2)(2)提供城市之间的交通控制服务；提供城市之间的交通控制服务；(3
38、)(3)为桥梁和隧道提供交通控制服务为桥梁和隧道提供交通控制服务需求管理需求管理 在交通管理域内提供需求管理在交通管理域内提供需求管理 该功能包括的低层功能包括：该功能包括的低层功能包括：(1)(1)收集有关出行因索信息；收集有关出行因索信息；(2)(2)实现需求管理策略；实现需求管理策略；(3)(3)开发需求管理策略；开发需求管理策略；(4)(4)管理需求数据存储；管理需求数据存储；(5)(5)提供需求管理运营者接口。提供需求管理运营者接口。以上功能的提供为出行模式的合理分布提供了可能，同时有利于国家对以上功能的提供为出行模式的合理分布提供了可能，同时有利于国家对交通的合理调控，同时需求管理
39、可以依据国家政策制定价格策略。交通的合理调控，同时需求管理可以依据国家政策制定价格策略。事件管理事件管理 为道路网络内部发生事件的管理提供需求；为可预测的事件或不可预测为道路网络内部发生事件的管理提供需求；为可预测的事件或不可预测的事件提供服务；不可预测事件在该功能中检测，或由其他域的功能检测。的事件提供服务；不可预测事件在该功能中检测，或由其他域的功能检测。能通过事件管理策略实现其他功能域检测到的事件。能通过事件管理策略实现其他功能域检测到的事件。维护管理维护管理 应当提供维护包含城市间的和城市的道路网络管理需要的设备。应当包应当提供维护包含城市间的和城市的道路网络管理需要的设备。应当包含路
40、面、管理道路网络的任何设备以及加桥梁和隧道等基础构造。当发现需含路面、管理道路网络的任何设备以及加桥梁和隧道等基础构造。当发现需要进行短期、长期维护或修理工作时，在开始维护工作组织之前，应当获得要进行短期、长期维护或修理工作时，在开始维护工作组织之前，应当获得运营者的确认。在需要时，该功能应当包括路面除冰。运营者的确认。在需要时，该功能应当包括路面除冰。3.2 3.2 智能交通系统物理架构智能交通系统物理架构智能交通系统物理架构概述智能交通系统物理架构概述 智能交通系统物理架构的功能层次与描述智能交通系统物理架构的功能层次与描述 3.2.13.2.1智能交通系统物理架构概述智能交通系统物理架构
41、概述 物理结构概念物理结构概念 对逻辑层次的具体实现，是对逻辑层次的具体实现，是ITSITS从逻辑功能从逻辑功能 向实际物理硬件转化的一个重要层次。向实际物理硬件转化的一个重要层次。描述了实际描述了实际ITSITS物理系统中各部分的功能和物理系统中各部分的功能和 相互关系。相互关系。3.2.23.2.2智能交通系统物理架构的功能层次与描述智能交通系统物理架构的功能层次与描述 系统的物理结构层次系统的物理结构层次系统系统子系统子系统模块模块模块之间交互的结构流模块之间交互的结构流 7070系统（物理结构）的功能层次：表系统（物理结构）的功能层次：表3-103-10系统（物理结构）的功能描述：表系
42、统（物理结构）的功能描述：表3-113-11 71综合信息平台概述综合信息平台概述平台的基础理论模型平台的基础理论模型相关案例分析相关案例分析第第4 4章章 智能交通系统综合信息平台智能交通系统综合信息平台72平台概念与构成平台概念与构成平台的研发背景与基本功能平台的研发背景与基本功能 4.1 4.1 综合信息平台概述综合信息平台概述73智能交通系统综合平台是为实现各智能交通系统综合平台是为实现各ITSITS子系统间的子系统间的 数据共享、实现深层次的信息融合和知识发现而数据共享、实现深层次的信息融合和知识发现而 提供的综合平台。该平台能够接受、存储和处理提供的综合平台。该平台能够接受、存储和
43、处理 多源、异构数据，具有数据融合、数据挖掘的功多源、异构数据，具有数据融合、数据挖掘的功 能，并能够为各种应用子系统和公众提供完善的能，并能够为各种应用子系统和公众提供完善的 信息服务。信息服务。平台相关概念平台相关概念74平台基本构成平台基本构成综合信息数据库综合信息数据库交通地理信息基础支撑平台交通地理信息基础支撑平台接入接入/二次数据融合平台二次数据融合平台信息加工信息加工/发布基础平台发布基础平台专用通信网络平台专用通信网络平台输入输入/输出接口及接入模块输出接口及接入模块平台管理模块平台管理模块ITSITS设备监控设备监控/网管系统网管系统系统仿真模块系统仿真模块交通决策支持平台交
44、通决策支持平台 平台的研发背景平台的研发背景发达国家交通综合信息平台的研发背景发达国家交通综合信息平台的研发背景国内交通综合信息平台的研发背景国内交通综合信息平台的研发背景76智能交通系统综合平台的功能智能交通系统综合平台的功能信息接口信息接口信息处理信息处理各用户主体服务相应各用户主体服务相应信息辅助决策信息辅助决策77数据融合模型数据融合模型数据挖掘模型数据挖掘模型数据存储模型数据存储模型4.2 4.2 平台的基础理论模型平台的基础理论模型78数据融合模型数据融合模型信息融合含义信息融合含义 信息的全空间、信息的综合、信息的互补。信息的全空间、信息的综合、信息的互补。信息的全空间：信息的全
45、空间：信息融合处理的是确定的和不确定（模糊）信息融合处理的是确定的和不确定（模糊）的、全空间和子空间的、同步和非同步的、同类的、全空间和子空间的、同步和非同步的、同类 型和不同类型的、数字和非数字的信息，比传统型和不同类型的、数字和非数字的信息，比传统 系统更为复杂的多源、多维信息，是全空间信息。系统更为复杂的多源、多维信息，是全空间信息。79信息融合的基本要素信息融合的基本要素信息源元素（含传感器元素），向系统提供原始信息源元素（含传感器元素），向系统提供原始 信息；信息；信息转换、传递、交换元素，完成信息的预处理；信息转换、传递、交换元素，完成信息的预处理；信息互补、综合处理元素，完成信息
46、再生、升华；信息互补、综合处理元素，完成信息再生、升华；信息融合处理报告元素，即输出融合处理结果。信息融合处理报告元素，即输出融合处理结果。80信信息息源源信信息息转转换换传传递递交交换换信信息息互互补补综综合合处处理理信信息息融融合合处处理理报报告告信息流：信息获取信息流：信息获取信息预处理信息预处理信息融合信息融合融合决策融合决策系统：多输入系统：多输入信息处理、控制及决策信息处理、控制及决策多输出多输出81信息融合的相关算法的分类：信息融合的相关算法的分类：按被位置融合抽象的层次不同分类按被位置融合抽象的层次不同分类按被融合数据抽象的层次或程度的不同分类按被融合数据抽象的层次或程度的不同
47、分类按传感器网络拓扑结构的不同为类按传感器网络拓扑结构的不同为类 82基于概率论的方法：基于概率论的方法：经典概率推理经典概率推理 经典贝叶斯推理经典贝叶斯推理 贝叶斯凸集理论贝叶斯凸集理论 （Convex set BayesianConvex set Bayesian）信息论信息论 （ShannonShannon理论）理论）非概率的融合方法：非概率的融合方法：D-SD-S证据推理证据推理 模糊逻辑模糊逻辑 人工神经网络人工神经网络 条件事件代数条件事件代数 随机集理论随机集理论 (Random Set Theory)(Random Set Theory)粗集（粗集（Rough SetRoug
48、h Set）鞅论鞅论 小波变换小波变换83数据挖掘模型数据挖掘模型粗集方法粗集方法神经网络神经网络遗传算法遗传算法决策树归纳法决策树归纳法最近邻技术最近邻技术规则归纳规则归纳可视化可视化聚类法聚类法分层聚类分层聚类概念聚类概念聚类基于事例的推理方法基于事例的推理方法84信息挖掘是指从大量的结构化数据和复杂类型信息挖掘是指从大量的结构化数据和复杂类型 数据中提取可信的、有效的、新颖的、潜在有数据中提取可信的、有效的、新颖的、潜在有 用的、能最终被用户所理解的知识或模式的高用的、能最终被用户所理解的知识或模式的高 级处理过程。其挖掘的知识类型有分类规则、级处理过程。其挖掘的知识类型有分类规则、聚类
49、规则、关联规则、时序模式、相似模式、聚类规则、关联规则、时序模式、相似模式、混沌模式、偏差分析、回归模式、趋势分析、混沌模式、偏差分析、回归模式、趋势分析、预测分析等。预测分析等。85数据挖掘数据挖掘目前在海量数据中进行分析，最为关键的技术就是目前在海量数据中进行分析，最为关键的技术就是 数据挖掘。数据挖掘。数据挖掘数据挖掘 从数据中提取隐含在其中人们事先未知的、但从数据中提取隐含在其中人们事先未知的、但 是有潜在有用的信息和知识，并将其表示成为最终是有潜在有用的信息和知识，并将其表示成为最终 能被人理解的模式的高级过程。数据挖掘技术是人能被人理解的模式的高级过程。数据挖掘技术是人 工智能领域
50、的一个新的重要分支，工智能领域的一个新的重要分支，86数据挖掘的主要任务数据挖掘的主要任务汇总汇总分类分类聚类聚类关联规则关联规则 87数据存储模型数据存储模型直接存储（直接存储（Direct Attached StorgeDirect Attached Storge，DASDAS）网络附加存储（网络附加存储（Network Attached StorageNetwork Attached Storage，NASNAS）存储区域网络（存储区域网络（Storage Area NetworkStorage Area Network，SANSAN）4.3 相关案例分析相关案例分析北京市交通综合信息平