我国智能交通系统研究论文

2022-04-25

摘要地理信息系统和全球定位系统在智能交通系统服务的各个领域中的定位作用越来越重要并逐步应用于智能交通系统的各个服务领域。本文介绍了地理信息系统、全球定位系统和智能交通的概念及作用,以及地理信息系统和全球定位系统在道路交通管理、物理管理、智能导航、交通信息服务、道路交通安全等智能交通系统服务领域中的应用。今天小编为大家推荐《我国智能交通系统研究论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

我国智能交通系统研究论文 篇1:

我国智能交通系统的发展对策分析

摘要:目前我国交通运输发展是朝着智能交通系统的方向,本文首先介绍了智能交通的发展现状,分析了智能交通系统建设的意义,针对智能交通系统在中国如何发展,提出了需要解决的问题、建议和发展对策。

关键词:智能交通 系统 发展 状况 对策

智能运输系统(Intelligent Transport System)是运用先进的计算机、通信、人工智能和传感器方向的成果,结合车辆、行人和道路,进行控制交通局面的系统。它可以通过GPS/GIS、广播、信息发布等主动手段掌握当前的交通状况,对道路交口进行管理,根据车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解情况,通过交通信号和发布信息,及时进行调整,使整个交通系统的运行畅通,能力达到最大。

一、智能交通发展的现状

智能运输系统ITS是各个国家集中人力、物力、财力进行的高新技术应用研究。日本、美国、欧洲是世界上三大研究中心。

在20世纪70年代,日本首先对汽车交通综合控制系统的研究,是智能运输系统进行最早研究的国家,并且ITS实用程度覆盖全国,投入四百万台汽车导航仪,其中120万台可接收信息,建立了对于交通控制、信息服务完备的综合体系,成为实用化程度最高的国家。

美国对于智能交通系统开展比较晚, 1991年,美国对于ITS进行投资,由于投入研究资金多,在4年后就确立了100多项研究项目,并成立了专门的ITS研发组织;1997年美国对ITS投资7亿美元,1年后,当时的总统签署了“面向21世纪运输权益法案(Transportation Equity Act of the 21th Century)”的法案,为美国公路交通系统的研究发展带来了更多的投资。政府在6个财政年度共计拨款2000多亿美元,相当一部分都用ITS的进一步研发中。

欧洲针对智能交通系统的研究采取一体化措施,即由政府、企业和个人共同出资进行ITS研究,其中著名的ITS项目包括DRIVE工程,它是世界上目前规模最大的研究合作计划,包括十二个国家,七百多个企业参与,总投资金额达到五亿欧元。

发达国家对智能运输系统的研究许多国家都投入了巨大资源,继航空航天、军事领域之后,ITS成为高新技术应用最多的领域。

我国在智能交通系统研究领域发展比较晚,在20世纪80年代才开始对研究计划重点开展。各个发达大城市从国外引进先进的交通控制和监控系统,同时国家也加大力度对智能交通系统进行自主研发。比如上海交大与当地交警队合作开发的SUATS系统,国家科委、计委开发的HT-UTCS实时自适应城市交通控制系统。1998年交通部成立了ISO/TC204中国委员会,正在进行智能运输系统标准体系框架的研究,为实现畅通的城市交通智能控制,目前已经推广到全国上百个城市。

二、智能交通系统建设的意义

交通运输对于经济发展有着重要的作用,是国民经济的支柱产业。但是交通拥挤造成了巨大的浪费和环境的污染,是大家共同面临的问题。由于公路行车限速和交通拥堵,汽车速度过慢会增加尾气排放,污染环境使得空气质量下降,同时也会造成经济损失。为了利用现有资源,使得交通运输发挥最大的效用,需要加大对智能交通系统研发的力度。

公路交通系统相对其他具有直达、机动性好、速度快的优点,成为各城市之间短途运输的主要方式。公路智能交通运输工程需要解决运输装备的利用率并且减少交通故障。综合运用计算机、通信、智能控制、GPS和GIS技术,应用于我国公路交通运输事业发展,加快基础建设,达到提高交通系统的能力。

三、中国发展ITS的主导思想

与发达国家相比,中国发展智能交通运输系统在条件上比较欠缺。面对经济发展和资源限制的压力下,我国应该借鉴国外发展ITS的经验,根据我国现有的城市结构、交通布局和路网结构,立足我国这种混合交通的实际特点,结合中国国情制定ITS发展战略,并研究发展ITS框架流程,推动我国ITS产业。中国ITS的发展需要管理体制和模式的变革,交通管理的发展趋势是管理设施现代化的,需要利用一切网路化、智能化的管理手段,进行高效化和社会化的集约管理,这种方式将影响中国ITS的发展道路。

四、发展中国智能运输系统的对策

虽然和发达国家存在着一定的距离,中国交通运输的发展还是稳步进行。对于城市客运和货运及其周转量都有了大幅度的改善,各种交通方式应运而生,交通运输技术装备提高,使得在完成运输量的同时,提供了质量,公路交通运输是交通运输中最主要的部分,而且市场从卖方向买方过渡。对于中国发展智能运输系统,需要做一些工作:

加强ITS基础理论的研究工作,打好ITS发展基础

虽然各个国家都在开发实施ITS,但对ITS的理论还不够完善。我国还在发展的初级阶段,在细致研究各国经验的同时,深入加强国际间对于ITS的交流,并且结合中国自身的特点,进行理论研究,为中国的ITS发展打好基础,不会成为别国的试验场。

2、建立ITS协调组织机构

目前中国交通运输系统条块分割严重,没有良好的组织,民航、铁路、公路公安、建设等部门管理分散,只顾各自ITS发展,没有科学有效的结合,这势必会造成研究上的重复、资金上的浪费等严重问题。为此,我国需要制定一个统一的发展目标和战略,类似日本、美国和欧洲的一些组织,特别制定关于ITS发展的整体规划和相应的技术规范,由国家统一领导,有关部门参与的组织。使得ITS项目技术和产品具有一定的标准,可以兼容、并且通用、互换,这样对于各地政府的管理,可以有利地进行统一调控分配,以减少局部利益的冲突和有限资源的浪费。

3、当前迫切需要解决的问题

由于资源紧张、资金不足,我国的ITS项目未能达到标准化,研究部门没有找到合适的切入点。对于公路交通系统的运营管理、车辆安全控制系统及物流系统和城市交通管理有很多不均衡的地方。由于全国各城市发展的不平衡性,交通运输系统的需要也不同,应该根据资源分布、生产力布局及经济发展水平等因素综合考虑,对于ITS市场进行有的放矢的投资。

4、注重人才的培养

ITS技术的发展,需要融入交通运输专业的教学内容和研究,为此应当需要高素质的专业人才,加强国内和国际间的合作,需要对21世纪交通运输人才进行培养,聘请专家、外出学习,促进合作交流,引进最先进的ITS技术。国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作使得眼界开阔,结合国情,研究针对中国的ITS系统方案。

综上,对于发展我国的智能交通,要加强ITS基础理论的研究工作,在打好ITS发展基础上,建立ITS协调组织机构,进行人才的培养,解决当前迫切需要解决的问题,使得我国交通运输发展是朝着智能交通系统的方向越走越远。

作者:董岩 张晶

我国智能交通系统研究论文 篇2:

GIS/GPS在智能交通系统中的作用

摘要地理信息系统和全球定位系统在智能交通系统服务的各个领域中的定位作用越来越重要并逐步应用于智能交通系统的各个服务领域。本文介绍了地理信息系统、全球定位系统和智能交通的概念及作用,以及地理信息系统和全球定位系统在道路交通管理、物理管理、智能导航、交通信息服务、道路交通安全等智能交通系统服务领域中的应用。

0 引言

随着我国的经济大发展,社会对交通运输行业的需求也迅速增长,使得交通运输业在城市发展中的行业地位与日俱增,特别是我国加入TWO后,我国的交通运输业面临了前所未有的机遇和挑戰。解决交通拥堵、环境污染、降低交通事故率、提高出行的安全性、舒适性和高效性已成为交通面临的首要问题,在这种大背景下,智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)作为治理城市交通问题的重要措施被提上日程。地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)和全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)以其特有的空间信息处理分析能力,通过对各种交通数据的获取、存储与分析,借助通讯和计算机等技术,为现代化交通朝信息化智能化方向发展提供了有力的技术保证。

1 GIS是ITS应用的重要支撑平台

地理信息系统(GIS)是采集获取、处理分析、存储并管理空间地理信息的空间信息系统,它是集现代计算机科学、信息管理科学、地理学和测绘科学为一体的新兴学科。因其空间特性所以与其它系统而区别开来。它采用多媒体、数据库、计算机图形学等新技术,对空间数据进行分析,生成多尺度多时态的信息源集成显示,为决策者提供了可视化的决策支持。随着信息技术的飞速发展,GIS技术越来越多的应用于各种领域中。其中传统的交通信息技术与GIS的相互结合,诞生出了交通地理信息系统(Geographic Information System for Transportation,GIS-T)。GIS-T是集交通信息和空间信息进行采集、存储、分析处理的计算机系统。GIS-T是强大的交通信息管理服务系统,它可以应用于交通管理的方方面面。但是随着城市的经济发展,道路交通变得日益复杂,对GIS-T的要求越来越高,GIS-T将面临越来越多的挑战。

2 GPS定位技术是最可靠成熟的技术

全球定位系统(GPS)是基于空间卫星定位导航系统,地面接收器接收GPS卫星发送的数据,可以计算二维或三维的地理位置。GPS系统由三大部分组成,分别是空间导航卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。导航卫星一般是在距离地面2万公里以上的圆形轨道上运行的地球卫星。地面监控系统包括三部分,分别是主控站、注入点和监测站。GPS具有高精度、全天候、操作简单等特点,已广泛应用于日常生活的众多领域。

3 智能交通系统ITS介绍

交通系统是城市的基本系统,它维系着我国经济和人们日常生活的正常运作。随着机动车数量的剧增,大中城市的交通拥挤、交通事故、环境污染等一系列问题日益严重,阻碍着经济和社会的发展,影响着人们日常的工作和生活,已成为许多大城市的通病,交通问题的解决迫在眉睫。智能交通系统(ITS)应运而生,它运用计算机通信等技术将人、车、路紧密起来、相互协调统一,建立起大范围、全方位作用的实时、准确、高效的交通管理系统。ITS是结合多种现代信息技术,具有缓解道路交通拥堵、提高交通系统运输效率、降低交通事故率和减少环境污染等功能。

4 GIS和GPS在智能交通系统中应用与作用

GIS和GPS技术应用在ITS中在西方发达国家很早就已进行,并取得一些成效。合理将GIS和GPS技术应用到交通中,可以为交通管理和规划部门提供准确的决策依据,集中体现于以下多个方面的实际应用,这些应用领域在ITS中所处的地位日趋显著。

4.1 道路交通管理——交通流量监控、信息实时采集

为了对交通状态进行多方面分析,进而有效地管理交通,利用GPS采集和更新到的实时的路况信息,综合多方面数据,对路况进行分析,提供各个路段是实时速度、流量、密度等信息和现实性强的地理数据,根据路网信息,进行长、短期交通流量、速度预测。

智能交通管理中的数据之一是交通基础设施的信息。例如:信号控制交叉口的红路灯信息、左转车道信息、公交车道信息、城市地面道路路况、车道数、限制的速度等,实时地掌控交通基础设施的位置变化,对交通规划管理部门的决策至关重要,这就需要通过GPS和GIS实时地准确地采集和测量。

4.2 物流管理与智能调度

GPS和GIS空间技术应用于物流管理中将形成一个车辆定位与监控、地图显示、通信传输于一体的大系统。它可以实现将货物流为基础,信息流协助,对运输车辆、监管货物和区域实现全方位、全过程的实时监控和高效配送。它可以根据运输车辆的具体实际位置,实现实时调度,车辆跟踪,从而了解到运输车辆的真实运输情况,及时调配车辆,提高运营效率,提高对突发事件的应变力。通常配备GPS和GIS系统的物流监控中心还提供了相关的数据库供客户在线查询等功能,更可以查询配送路线、目前配送到达地址、成本估算等功能。而且该系统可以实现库存管理、运输配送的效(下转第88页)(上接第82页)率最优化和利润的最大化等功能。该技术在物流上的应用提高了物流公司驾驶员、车辆和货物安全系。

4.3 车辆实时定位与实时导航

我国的导航产业正进入高速成长期,特别是基于实时交通信息的智能导航系统具有极大的应用价值和市场前景。GPS的信号传送定位数据于车载终端包括车速传感器、陀螺传感器等,计算出车辆实时的当前位置信息,并借助GIS的图形界面,将车辆和当地局部的地图一起显示在显示屏上,并随着车辆的移动而动态显示其轨迹和运动。用户可以提供出行的起点和终点,通过GIS平台,选择出行的最佳路径,同时GIS平台可以引导驾驶员按照最佳路径行驶。当车辆行驶到交叉口时,系统会语音提示驾驶员等。

4.4 交通信息服务

通过车载终端和无线通信系统的相互配合,根据GPS实时获取的车辆的位置及状态等信息,可为驾驶员提供位置查询、路况信息、天气信息等多种信息服务,驾驶员也可通过GIS电子地图自行查询。在电子地图上主要为用户提供的物标包括医院、宾馆、旅游景点等信息,信息通常以文字、语音及图像等形式呈现,并在地图上用符号显示其位置。随着商业网点增多,将为所有出行用户提供功能更加强大、全面、人性化的信息服务。

4.5 道路交通安全和紧急救援

GPS和GIS空间技术应用于交通安全领域越来越广泛,通过路面下安装的线圈和路上安装的雷达、摄像机等设施与GPS显示分析相结合,能对道路上一些不安全的行为进行拍照与记录,以便事后及时处罚与教育,如行驶超速、在单行道上逆行、违反交通规定行驶等情况。当用户遇到紧急情况(如交通事故、被抢劫)时,通过终端系统可以实现自动识别、紧急情况自动报警等辅助功能,将此车辆的准确位置报告给交通管理中心,监控台的电子地图上将显示出事目标和求救信息,并规划出最优救援方案,管理指挥中心会安排离出事车辆最近的警车或救援车辆前去处理或救援事故,或提供其它帮助。

5 结论

GIS和GPS空间技术是ITS的两个强大有力的工具。GIS在ITS 中不仅可以作为空间数据定位框架,还可以在ITS的各个服务领域起决策作用。GPS实现了广覆盖、全天候、实时有效的精确定位,在ITS中有着广泛的应用基础。ITS是交通领域中最有效的交通管理系统。随着我国社会经济的发展,GIS和GPS在ITS中的应用将发挥出越来越大的作用。

参考文献

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作者:李瑞坤

我国智能交通系统研究论文 篇3:

智能交通系统在我国的发展现状与对策

摘要:智能交通技术是一项起源于美国的新兴技术,各个国家在引进的时候都必须考虑本国的实际情况,充分考虑引进技术与本国文化的整合,考虑技术位差。任何新技术如果没有现有技术对之消化吸收就是失败的,所以各个国家在制定本国ITS发展内容时,必须对本国现有技术进行整合,然后再把与现有技术相近的内容作为自己的近期发展目标。本文就智能交通体系在国内外的发展状况做了简要的介绍,对中国如何发展智能交通系统提出了自己的看法和建议。

关键词:智能交通;运输系统;发展;状况;对策

交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费,加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于车辆速度过慢,尾气排放增加,使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力,尽量的利用现有的资源,使其发挥最大的作用,各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。

交通运输是国民经济的基础产业,对于经济发展和社会进步具有极其重要的作用。公路交通运输以其机动性好、可以实现“门到门”直达运输以及运送速度快的特点,成为我国城市和城间中短途客货运输的主要方式。加快交通基础设施建设,综合运用检测、通信、计算机、控制、GPS和GIS等现代高新技术,提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害对加速发展我国公路交通运输事业具有十分重要的意义。这是公路智能交通运输工程需要解决的关键问题。

一、智能交通技术在我国的发展现状

中国是一个发展中国家,交通运输基础设施短缺,需要加快建设,另一方面也存在交通设施利用率低、管理技术落后、交通安全形式严峻等问题。鉴于我国道路在未来20年内仍然处于建设期(根据“五纵七横”公路主骨架的布局框架,建设12条约35000公里以高等级公路组成的国道主干线),而这一期间正是智能交通技术在全世界进入全面实施阶段,中国也需要根据中国公路运输的实际需求探讨在中国公路运输网中应用智能交通技术来提高运输效率、保障安全和保护环境的可能性。2000年,国家交通部、建设部,公安部联合全国各大科研院所和多家高校制定了符合我国国情的《国家ITS体系框架》规定我国ITS发展主要集中在不停车收费、出行者信息服务、城市交通管理、公共交通系统、智能公路系统等9个方面。

我国ITS研究可以追朔于80年代的公路收费系统研制,那时国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监控和管理系统;进入90年代,我国开始关注国际上ITS的发展。1995年,交通部ITS工程研究中心进行了GPS(卫星定位系统)与导驾系统研究、基于GPS的路政车辆管理系统等一系列项目研究,交通部还与各省厅开展了“网络环境下不停车收费系统”的联合攻关。1999年。由交通部、科技部、建设部等十多个相关部门组成了国家智能交通系统工程技术研究中心,将ITS。未来交通建设和发展的优先领域予以重点支持。由于世界各国把不停车收费系统作为ITS领域最先投入应用的系统开发,以此来扩大道路建设资金来源,缓解收费站交通堵塞,减少环境污染,所以我国也把联网收费、不停车收费系统的开发和应用列为国家ITS领域首先启动的项目。

从1998年初开始,交通部就组织开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”,并在4个省市进行了示范工程。1999年1月1日,广州市“一卡通”不停车收费系统投入运行,到目前已开通不停车收费车道40余条。同时,围绕交通监控、汽车智能导航等系统,以及一大批科研成果及技术产品得到实际应用,对提高社会和公交出租车辆通行效率,改善城市整体交通状况都起到了极大的推动作用。

ITS建设投入已经达到40亿50亿元,据了解,预计到2010年,“五纵七横”国道主干网将基本建成,网络将贯穿全国主要大中城市,到2015年国道主干线和公路主枢纽系统将全面建成,构筑起以高速公路为主体的公路运输主骨架。在这个完善的道路网络里,绝大部分已建和所有新建的高速公路都预埋了比较充裕的管道,部分管孔已铺设了光纤,它将是承载智能交通业务的良好基础设施。仅以基础设施建设为例,我国将建设3.5万公里的高等级公路,在高等级公路的建设中。有相当一部分需要建设通信、监控和收费系统,目前这一部分投资一般占总投资的4%~5%。1999年,我国公路建设投资达2000亿元以上,如果其中的1000亿元用于高等级公路建设,那么通信、监控和收费系统方面的投资将达到40亿50亿元,这仅仅是当前通信、监控和收费系统ITS应用的初级水平。如果考虑到城市基础设施的建设以及今后ITS应用水平的提高等诸多因素,我国的ITS市场规模将以百亿元、甚至千亿元计算。随着经济的快速发展,ITS的研发和应用将会越来越新、越来越快,为我国的高新技术产业、众多商家提供了一个巨大的商机和市场,我国即将掀起ITS产业建设的热潮,智能交通将给我们的生活带来极大的变化。

二、发展中国智能运输系统的对策

中国经过改革开放20多年来的建设,交通运输的发展取得了有目共睹的成就。全社会各种运输方式完成的客运量和旅客周转量、货运量和货物周转量有了较大幅度的提高,交通运输技术装备得到明显的改善,使得中国交通运输已从“限制型”向“适应型”过渡,已从满足“量”的需要向满足“质”的需要过渡,已经从“卖方市场”向“买方市场”过渡,并且公路运输发展成为交通运输的主力军。但与发达国家相比,仍存在着一些差距。和发达国家相比,虽然中国目前经济发展水平尚有较大差距,但改革开放的政策使我们的发展速度较快,发达国家今天遇到的问题,我们已经或者今后必将会深刻地感受到,为使交通运输业适应21世纪的要求,我们应采取积极的对策,根据国情发展中国的智能运输系统。

1、打好ITS发展基础,特别是应加强ITS基础理论的研究工作

目前,国际上ITS理论仍不完善,还处于发展时期,我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流,在国际ITS现有发展水平上结合中国特点,深入细致地进行理论研究,尽快接近或达到世界水平,以迎接21世纪ITS发展的挑战。否则将成为别国的追随者,成为他们不成熟技术的推广试验场。

2、建立ITS协调组织机构

中国交通运输体制目前仍是条块分割状况,铁路、公路、民航、公安,建设等部门分头管理,现已出现了各自发展自身ITS的势头,这将造成中国资源上的巨大浪费。为此应尽快成立一个由国家统一领导的,有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织,类似于美国的ITSAmerica,日本的VERTIS及欧洲的ERTICO组织,来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准,特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划,实现ITS技术和产品的通用性,兼容性和互换性,加强政府的宏观调控,以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。

3、注重人才的培养

随着ITS的进一步发展,21世纪交通运输将会发生重大变化,而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同,为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作,派出人员学习培训,走出去、请进来,将最新的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中,以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。

4、当前迫切需要解决的问题

作为资金不足的发展中国家,应根据中国现有条件,以ITS个别项目人手选择恰当的切入点,诸如ITS技术及其产品的标准化-ITS中的城市交通管理系统,先进的公共交通营运系统;车辆控制和安全系统t先进的物流管理系统等。从全国范围内看,由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同,交通运输具有明显的区域不平衡性,即某些地区的发展(如东部、东南部),特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。

作者:刘 威

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