智能运输系统考试题.doc

ITS的研究开发背景:
1.车辆运行平均速度不断放缓；
2.高速公路通车里程和公路总里程逐年增加；
3. 世界各国都面临着以下交通问题：交通拥挤；交通安全；运行效率低；空气污染严重；能源短缺。
4.解决交通问题的传统办法：
1)修建道路。但无论那个国家，可供修建道路的空间越来越小。
2)控制车辆的增加。
3)加强交通管理。如提高遵守交通法规的意识。
另外交通系统是个复杂的巨系统，单独从车辆和道路方面都很难从根本上解决问题。
在此背景下，把交通基础设施（路）、交通运载工具（车）和交通参与者（人）综合起来考虑、充分利用高新技术解决交通问题的思想油然而生。
智能运输系统：就是通过对关键基础理论模型的研究，从而将信息技术、通信技术、电子控制技术和集成技术等有效得应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。
ITS的应用领域：交通运输。包括：陆路运输、水路运输、航空运输、管道运输、装卸搬运等。
ITS的智能体现：a.交通基础设施的智能化b.交通工具的智能化c.安全避撞、路径引导d. 交通系统的智能化、信息化和一体化
ITS的本质是信息共享、系统集成、技术融合和综合服务，是各种高新技术在交通控制领域的应用。
ITS的体系结构主要包括：
a.用户服务b.逻辑体系结构c.物理体系结构d.用户主体e.服务主体
交通信息系统定义、分类和作用？
定义：交通信息服务系统——收集相关的交通信息，并分析、传递、提供信息，从而在从起点到终点的出行过程中，向交通参与者提供实时帮助，使整个出行过程更加舒适、方便、高效。
分类：
按出行者类型：a.出行前信息系统b.在途驾驶员信息系统c.在途出行者换乘信息系统
按诱导方式：a.路径诱导系统b.交通流诱导系统c.停车场信息诱导系统d.个性化信息服务系统
按导航方式：a.自主导航系统b.中心式导航系统（单向通信系统）c.中心式导航系统（双向通信系统）
作用：先进的交通信息服务主要体现在：
（1）多种交通方式的出行计划：提供区域范围的相关信息，帮助出行者选择、制定不同出行方式的出行计划。
（2）咨询服务：可以提供包括事故警告、延误预告、当前交通状态下到达终点或换乘站预计时间等信息。
（3）路径诱导服务：基于实时动态交通信息的诱导服务能够提供动态路径导航以及道路的行程时间等信息，可以帮助驾驶员选择最佳路线以躲避严重拥挤或其他不利的交通状况。
（4）与相关系统接口：与交通管理系统的接口可以获得高速公路和城市干道交通信息、事故信息和道路信息；与公交管理系统接口可以获得公交信息，包括公交时刻表和公交车辆运营状态信息。
交通信息服务系统（即出行者信息系统）的发展可以分为两个阶段:出行者信息系统和先进的出行者信息系统
交通信息系统的结构：
出行者信息服务系统由三部分组成：信息采集、信息处理中心、信息发布。
日本的VICS系统通过哪几种方式向司机传送信息？
1、文字显示型2、简易图形显示型3、地图显示型
美国的TRAVTEK系统的目标、功能和概念图？ 目标:
1、为用户提供更有效的导航来节省出行时间和花费。
2、更简单地获取有价值的区域交通信息，减轻驾驶员的压力增加行车乐趣；
3、通过对紧急事件的预报和信息发布来维持驾驶员的安全行车；
4、提高路网的通信能力改善交通拥塞状况。
功能：出行前的一些信息功能；兴趣点查询功能；信息电子地图功能；交通流信息服务；路线诱导功能
欧洲和新加坡的典型的交通信息服务系统是什么？
欧洲SOCRATES系统、欧洲Traffic-master系统、新加坡EMAS
GPS由以下三个部分组成：
空间卫星系统：由24颗卫星组成。
监控系统：一个主控站，三个注入站和五个监控站。
用户接受系统：天线单元和接收单元两大部分。
DGPS的方法有：位置差分法、伪距差分法、载波相位差分法。
GLONASS与GPS的不同之处：
GPS的卫星信号采用码分多址体制，每颗卫星的信号频率和调制方式相同，不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。由于卫星发射的载波频率不同，GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰，因而，具有更强的抗干扰能力。
惯性导航是以测量运动体的加速度为基础的导航定位方法，测量到的加速度经过一次积分可以得到运动速度。经过两次积分得到运动距离，从而给出运动体的瞬时速度和位置数据。
什么是交通流诱导？它和交通控制有何不同？
交通流诱导就是通过各种技术和手段来引导路网中的交通流在不拥挤的路段和交叉路口中运行。
不同于普通的交通控制系统对路网流量的硬性控制，诱导系统的特点在于充分利用管理对象的主观能动性，对交通流进行“诱导”。
交通流诱导系统，也称为交通路线引导系统或车辆导航系统，它是基于电子、计算机、网络和通信等现代技术，根据出行的起始点向驾驶员提供最优路径引导指令和丰富的实时交通信息，或通过获得的实时交通信息帮助驾驶员找到一条从出发点到目的地的最优路径的系统。
简述动态交通诱导系统的系统组成。
a.交通信息中心b.通信系统c.车载诱导单元
目前，我国的城市交通诱导系统包括哪些子系统？
a.交通信息采集与处理子系统b.车辆定位子系统c.交通信息服务子系统d.行车路线优化子系统
对路径诱导系统如何进行分类 ？叙述之。
1.按导航方式的不同，划分为：
1)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。
• 静态路侧路径诱导系统
• 动态路侧路径诱导系统
2)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来引导驾驶员实现。
2.按路径计划所依据信息的性质 ，划分为：
1)静态路径诱导系统
路径计划所依据的信息为静态路网信息，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。
2)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。
3.按照路径计划产生的地点 ，划分为：
1)自治型路径诱导系统（局部决策路径诱导系统）
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。
2)中心型路径诱导系统（中心决策路径诱导系统）
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。
路径引导的大致含义是什么？其主要研究内容包括哪些方面？
定义：路径引导是引导司机沿着由路径规划模块计算出的路线行驶的过程。该引导过程可以在旅行前或在途中以实时方式进行。相关指令可以包括转向、街道名称、行驶距离和路标等。另一方面，行进中的路径引导需要向司机提供实时的依次转向行驶指令。通常，路径引导通过导航器显示器来显示指令、完成引导。
主要研究内容：
（1）途中引导
路径引导包括两个任务：一是行驶指令的产生；二是规划路径的跟踪。通过指令和跟踪实现途中引导。
（2）行驶指令的产生
行驶指令的产生是路径规划模块子功能的延伸，也是路径引导的依据之一，其主要功能是产生一个路径跟踪所遵循的行驶指令列表。
（3）路径跟踪
如果车辆的位置已知，则把该位置与规划的路径对比后，就可以为司机准备或提供适当的信号和指令。在途中的任一点，车辆应行驶在规划出的路径中的某一路段上。路径跟踪的
任务是紧密监视车辆处于该路段上的位置以确定何时采用适当的引导行动，然后将这些行动通过人机接口提供给司机。
（4）偏离路径的引导
司机可能由于各种原因偶尔地偏离规划的路径行驶。一旦系统确定车辆发生偏离，系统必须具有使车辆回到正确路径上的机制。可采用不同的方法解决这个问题。
提示司机车辆可能偏离原路径，接着在屏幕上显示一个方向箭头指向原来目的地方向。
通知司机车辆已经偏离了路径，并重新规划一条通往目的地的路径。
环形线圈、微波、视频检测技术的特点和所检测的交通量有哪些。
a. 环形线圈检测器特点：环形线圈检测器是目前使用效果较好的一种车辆检测器，大量的应用实践表明该检测器有如下优点：
1)测量精度较高。用2mX 2m的标准环形线圈进行检测， 交通流量测量值可精确到土2％～土3％，排队长度测量值可精确到±4％～±6％，速度测量值(使用一对环形线圈)可精确到 ±4％～土6％。
2)适应性较强。由于环形线圈尺寸变化范围大，因此能适 应各种不同的要求。
3)故障率较低。实践表明，其可靠性不低于大多数其他类型的车辆检测器。
4)性价比较高。
其主要缺点是：环形线圈需要坚固的路面，否则检测点易遭到破坏；检测较小的车辆(如摩托车)比较困难；安装和维修时必须封闭车道。
环形线圈可检测：1.交通流量2.流向3.车速4.车道占有率5.车长、排队长度。
b. 微波检测器的特点：微波检测器采用悬挂式安装，不需破坏路面，也不受路面变形的影响；使用寿命长、可移动、架设方便；多道性，一套设备可检测到达8条车道；全天候，不受风速、日照及雨雪雾等影响；升级及可扩展能力强。
微波检测器可检测：交通流量、道路占有率、平均速度和车流量及排队状况；
c. 视频检测特点：具备图像监视和交通数据采集双重功能，特别是能提供完整的交通状况信息对突发事件的处理尤其有利。
灵活性高，容易重新定位，满足变化的数据采集要求。
设备架设在地面之上，安装无需破坏路面。
视频可检测：统计交通数据；事件有关的交通数据（交通阻塞、超速行驶、非法停车、不按道行驶、逆行）。
先进的交通管理系统：它是依靠先进的交通检测技术、计算机信息处理技术和通信技术，对城市道路和市际高速公路综合网络的交通运营和设施进行一体化的控制和管理，通过监视车辆运行来控制交通流量，快速准确地处理辖区内发生的各种事件，以便使得客货运输达到最佳状态。
先进的交通管理系统主要研究方向：
（1）城市道路中心式的交通信号控制系统（CTSCS）
（2）高速公路管理系统（FMS）
（3）事故管理系统（EMS）
（4）车辆排放监视和管理（EMMS）
先进的交通管理系统的功能：
信息提供：给出行者提供信息服务。
交通控制：交通事故处理：预测交通/道路状况，并采取相应的预防措施。
排放测试和污染防治：
应急管理：对事故/灾害的报告和响应能力，改善应急响应资源配置。
电子收费：不停车/不付现缴费以提高通信能力，且能收集交通数据给交通指挥控制中心。
提高养护操作效率：特种车辆通行管理
先进的交通管理系统包括信息采集子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和信息提供子系统四个部分。
信息采集系统：给交通指挥控制中心提供各种交通信息、道路信息、气象信息等。
信息传输系统：将采集到的数据传输给交通控制中心，将处理后的数据传输到信息提供系统。
信息处理系统：1）实时自适应信号控制；2）提供丰富的出行信息；3）提供各种交通管理；4）构建交通信息数据库等。
信息提供系统：向出行人员或管理人员提供交通运输信息（如交通、气象、事故和道路情报）、发布命令或建议。
交通信号控制系统分类
a. 按控制范围分：点控、线控、面控
1. 点控：指每个交叉口的交通控制信号只按照该交叉口的交通情况独立运行，不与其相邻的交叉口有任何信息交换。适用于相邻交叉口间距较远，或因各相位交通需求变动显著，其交叉口的独立控制比线控更有效的情况。
2. 线控：基本思路是希望车辆通过第一个交叉口后，按一定的车速行驶，达到以后各交叉口时就不再遇上红灯。但实际上，由于各车在路上行驶时车速不一，且随时有变化，交叉口又有左、右转弯车辆进出等因素的干扰，所以很难达到一路都是绿灯的要求，但使沿路车辆少遇几次红灯，减少大量车辆的停车次数和延误是可以做到的。线控方式的一个关键就是实行线控的各交叉口周期长相同。
3. 面控：某个区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象，称为面控系统，或区域信号控制系统。
b. 按控制方法分：定时控制、感应控制和自适应控制
1. 定时控制：交叉口交通信号控制机均按事先设定的配时方案运行，也称为定周期控制。
2. 感应控制：在交叉口进口道上设置车辆检测器，信号灯配时方案可随检测器检测到的车流信息而随时改变的一种控制方式。
3. 自适应控制：把交通系统看成一个不确定系统，能够连续测量其状态，逐渐了解和掌握对象，把他们与希望的动态特性进行比较，并利用差值以改变系统的可调参数或产生一个控制，从而保证无论环境如何变化，均可使控制效果达到最优或次优的一种控制方式。实际就是带反馈。
c. 按控制方式分：方案选择和方案生成式
交通信号控制系统控制参数:（1）信号相位（2）周期时长（3）绿信比（4）有效绿灯时长
a. TRANSYT系统：是一种脱机操作的定时控制系统，主要由仿真模型及优化计算两部分组成。以网络内的总行车油耗或总延误时间及停车次数的加权和作性能指标。
优点：
1）TRANSYT 可以自动地为交通网各子区选择一个PI最小的公用信号周期长，同时还可以确定哪几个交叉口应当采用双周期。
2）这种系统不需大量设备、投资低、容易实施，所以对于交通增长已趋稳定的地区，可选用此种系统。
缺点：不能适应随机的交通变化，且易“老化”，原因是其配时方案是根据当时的交通量优化计算得到的，而当交通增长后，原配方案就不能适应变化的交通需求。若重配方案，又需做大量的调查。
b. SCATS(Sydney Coordinated AdaptiveTraffic System)控制系统是一种实时方案选择式自适应控制系统，由澳大利亚开发。70年代开始研究，80年代初投入使用。
c. SCOOT是在TRANSYT的基础上发展起来的，它通过安装于各交叉口每条进口道上游的车辆检测器所采集的车辆到达信息，良机处理，形成控制方案，连续的实时调整绿信比、周期长及相位差三个控制参数，使之同变化的交通状况适应。
先进的公共交通运输系统，就是在公交网络分配、公交调度等关键基础理论研究的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、电子、控制、计算机、网络、GPS、GIS等高新科技集成应用于公共交通系统，并通过建公共交通智能化调度系统、公共交通信息服务系统、公交电子收费系统等，实现公共交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化，为出行者提供更加安全、舒适、便捷的公共交通服务，从而吸引公交出行，缓解城市交通拥挤，有效解决城市交通问题，创造更大的社会和经济效益。
先进的公共交通运输系统的服务对象：出行者和公交车辆。
先进的公共交通运输系统组成：公共交通智能化调度系统、公共交通信息服务系统、公交电子收费系统。
试陈述车队管理的职能。
计划职能：运行的基础和前提；组织职能：运行的框架和保证；指挥职能：强化计划的执行；监督职能：考核运行的过程；调节职能：修订、调整和完善
简单阐述智能化调度同传统调度方法的区别，以及其系统构成。
传统调度方法：根据客流调查基础数据、时间、季节等，凭借调度人员的经验，规划客流高峰、平峰和低峰期，在各个时间段内，采用定点发车的方法调度车辆。车辆在始发和终点站由调度人员人工签发。
缺点：车况不明、路况不明、易造成发车间隔过大/过小等。
公交智能化调度系统，即利用先进技术手段，动态获取交通信息，实现对车辆的实时监控和调度。
系统构成：
公交调度中心：包括信息服务系统、地理信息系统、大屏幕显示系统、协调调度系统和紧急情况处理系统等。
分调度中心：包括车辆定位与调度系统和地理信息系统。
车载移动站：DPGS定位，装于公交车。
电子站牌：显示服务信息和下班车的到站情况等。
详细分类阐述车辆调度形式。
依据工作时间长短与类型分：正班车、加班车、夜班车；
按车辆运行与停站方式分为：全程车、区间车、快车、定班车、跨线车。
放车调度的含义是什么？
实时放车调度：根据需要，从起点开始空车运行多个站后，开始按站点次序依次停车的调度形式，以实现整个运营车辆的间隔的正常化和合理化。
交通事件通常如何分类？简述大致含义。
分类：交通事故、交通管制、交通火灾、交通气象、路上障碍物、道路施工、活动、交通应急事件、 其他。
含义：指导致道路通行能力下降或交通需求不正常升高的非周期性发生的情况。
详细阐述高速公路的定义和特征。
定义：为专门供汽车分向分车道行驶并全部控制出入的干线公路。分为四车道、六车道、八车道高速公路。一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上。
高速公路的特征：a.实行交通限制：车型和车速b.实行分隔行驶：同向和反向c.严格控制出入：全封闭、全立交d.高标准的线性：避免驾驶疲劳e.各种管理、控制、收费、服务和安全等设施多f.密集型的管理
交通事件管理的目的：使受到事件干扰的交通流恢复正常。
交通拥挤如何分类？试分别分析其发生的原因。
常发性交通拥挤：出现的时间和地点均能完全准确的预测。（交通需求超过通信能力、入口匝道不受限制、出口匝道排队、收费站）
偶发性交通拥挤：出现的时间或地点无法预测。（交通事故、车辆故障、货物散落、道路维修、恶劣的天气）
简述交通事件管理的步骤及对应含义。 步骤：
事件检测—事件确认—驾驶员信息—事件响应—现场管理—交通事件管理—事件清理
事件检测即证实某一事件（交通）已经发生。事件检测手段：驾驶员移动电话呼叫/路边紧急电话、事件管理人员观看电视、交通巡逻车、交通状态报告服务、车队报告、交通部门工作人员对讲机报告、道路监控、交通流电子检测装置和异常事件检测算法、自动车辆识别一旦确认有事件发生后，即启动、协调和管理适当的人员、设备、通信和驾驶员信息媒介。小事件的响应策略包括警察巡逻摩托车/车、服务巡逻车等。大事件需要多个独立部门、组织、机构参加处理。
事件确认就是要确认一个事件已经发生，确定它的确切位置，获得尽可能多的与事件相关的细节信息。事件确认方法有：事件管理人员观看电视、派遣现场处理人员、与警用飞机/媒体和信息提供者联系、综合多个移动求救电话信息。
驾驶员信息可以通过商业广播、交通信息台、可变信息板、电话信息系统、车载或手持路径诱导系统、电视交通广播、互联网/在线服务发布事件信息、常发性拥挤信息、特殊事件信息、旅行方式选择信息等。
现场管理首先要保证救援人员、驾驶员、事件受害者的安全，通知和协调相维持良好的通信链接，安全、快速、高效的清除事件。
交通事件管理指在受到事件影响的区域内进行交通控制，使用交通控制设施和动用人员对事件现场及周围交通问题进行管理。
事件清理指清理影响正常交通流或碰撞车辆残骸、碎片和其他障碍物等，并使道路的通信能力恢复到事件前状态的过程。
电子收费方式（Electronic Toll Collection,ETC）相对于人工收费而言，指收取过路费的全过程均由机器完成，操作人员不许直接介入，只需对设备进行管理、监督以及处理特别事件。它指利用电子计算机与通信技术，使驾驶员不需要停在收费站付费，以缓解因收费而造成的交通排队现象的技术，是收费方式的发展方向。
电子收费系统的组成？ 车载单元、路侧系统、中心管理系统、账户系统、预付卡、监测系统、通信系统
电子标签分类：a.只读电子标签b.可读写电子标签c. IC卡电子标签（智能应答器 Intelligent transponder）
电子收费涉及到哪些关键技术？
计算机网路技术；电子收费系统的硬件可靠性；电子收费系统的软件设计；收费系统抗干扰措施。
收费系统的分类
根据收费站和车辆间的通信方式分为：a. 单向式电子收费：车载电子标签发射信号，收费站接收装置接受并读取信号。b.双向式电子收费：不仅可以无线读出车载电子标签的信息，而且可以无线写入信息到电子标签中。
最常见的划分方式：a.封闭式收费系统b.开放式收费系统c.区域收费系统
智能车辆的研究内容包括：
• 司机提供劝告或预警信号的系统，如车辆碰撞预警系统等；
• 在一定的条件下对车辆实施控制的系统，如辅助驾驶系统或紧急情况下的干预如碰撞规避系统等；
• 车辆的全控操作即车辆的自动化，如车辆在自动高速公路上的自动驾驶等。