城市智能交通管理系统的设计与实现讲课教案.doc

城市智能交通管理系统的设计与实现精品文档城市智能交通管理系统的设计与实现城市智能交通系统以宏观为起点，探讨城市智能交通系统的概念、构成、各子系统间的关系。在此基础上，加强微观知识、技术基础、原理及案例的论述，突出城市智能交通系统规划、设计、建设实施的重要意义，充分反映城市智能交通系统在我国的建设应用实践，达到了宏观与微观的有机结合。摘要：随着城市化进程加快，交通问题也日益突出，例如交通堵塞，车流不畅通，都对人们的出行产生了极大的影响，因此，如何解决城市拥堵问题成为我国现发展阶段的重要课题。本文通过对我国当前智能交通现状及问题的分析，就如何实现城市只能交通管理系统提出了相关系统方案的设计思路与流程。关键词：智能交通管理系统;ITMS;城市交通一、城市智能交通管理系统概念及组成系统城市智能交通管理系统概念。当前社会，城市智能交通管理系统是国际上管理城市交通必不可少的技术手段，它充分利用当今先进技术即电子传感、计算机应用技术与控制技术，将三者结合起来构建的城市管理交通的现代模式。1、智能交通监控系统从各项报道中，我们得知，智能交通监控系统普遍应用于管理城市交通中，它的主要目的是保证交通顺畅，具体过程是通过查看指挥中心从监视区域传回的图像，根据实际情况派专人去实地进行实时疏导，调整信号来疏散交通拥堵，引导人们改变行驶路线。2、城市交通流诱导系统在城市智能公交的调动方面，城市交通诱导系统是重中之重，它先对车辆进行定位，采集交通信息，然后对行驶车辆路线进行引导和为其规划路线，来适时的解决重要路段及交叉口交通拥挤，让各类行车人可以获得一种既方便又快捷的交通路线，提高交通效率。3、电子警察系统电子警察系统不是一项简单的监管系统，它利用多种技术手段对监控区域内的全部行驶车辆实行每时每刻的记录。这些技术包括为，信息网络通信、远程数据监控、检测视频等，人们也称这种系统为闯红灯记录系统。4、智能公交管理系统智能交通系统为了可以智能调动公交，高效准确进行排班，从而使公交车的利用率提高，提高车辆运行速度，减轻道路拥堵现状，主要是使用3G通信技术进行通信指挥、GIS技术以及GPS进行实时实地定位以更好保证交通正常秩序。5、突发事件响应系统除上面几项先进技术之外，还有针对于交通意外突发状况使用的突发事件响应系统，主要是为了防止交通事故、道路拥堵和混乱交通治安等事件发生，从而使相关部门可以迅速解决紧急事件，以减轻道路拥堵，保证社会秩序稳定。二、我国城市智能交通管理系统发展现状及存在的问题(一)我国城市智能交通管理系统发展现状伴随着各项科学技术水平的提高，信息系统越来越来越健全，我国各级政府会越来越重视现阶段还年轻且不成熟的智能交通系统，同时现在我国许多城市已经在交通与道路的控制和规划上有了很大的进步。与此同时，国家政府的相关部门，例如科技委等组织为了进一步完善我国的交通管理系统也付出了大量的人力物力专门开发研究，此现象也表明了我国政府对于此项管理系统技术的重视程度。对于交通智能化的研究步伐自1998年ISO/TC204设立以来就从未停过，同时多次参加此类技术系统方面的国际交流活动。(二)我国城市智能交通管理系统发展存在的问题现如今，我们可以明显感受到，经济发展，人民生活水平提高，越来越多私家车的出现，交通问题也渐渐提上议程。由于交通系统设计的不合理导致道路使用效率低，众多资源配置浪费，无法满足当今需要。我们在对我国众多城市进行调查后发现，交通压力随着城市规模的扩大越来越严重，且道路规划不合理的现象也逐渐显现，管理秩序混乱，使得出行困难，公交效率低等问题。三、城市智能交通管理系统方案设计(一)建立ITMS 框架体系设计ITMS 框架的原则。智能交通管理框架的有效设计还要遵循以下原则：1、精简性设计框架的首要任务是保证其功能的有效性，在这个前提下就要考虑用户的感受，方便使用和操作，尽量使设计不繁琐冗长，保证其精简性。2、完整性ITMS 的设计是一个完整的过程，在这个过程中，设计子系统是一个任务，同时为子系统设置出显示其未来变化的系统也是一个任务。3、实用性和延展性：ITMS 这样一个为了管理交通而设置出的体系，首先要具备可用性，能在现实生活发挥其有效性，同时还要能预测到未来的变化，始终保持与时俱进。4、灵活性和可发展性灵活性体现在两个方面，一方面，设计出的系统能适应外在情况变化，使用上具备灵活性，另一方面设计方案也要能适应环境变化，可供调整。延伸性更具前瞻性，可以在有效利用现时系统的同时，探索出新系统，完善ITMS。(二)合理设计ITMS 的方式智能交通管理框架是一个较为复杂的框架体系，因为要应用到公众的日常生活中，还要利用信息化提高其应用效率，显现其先进性和科学性，所以设计的过程中不可避免要进行大量的理论和实践研究，运用各种学科知识，尤其是要在系统工程的指导下，将信息学、运筹学、管理学等融入实践中。系统工程设计在科学理论和有效实践的基础上，可以通过系统分析和设计方法实现。这两个方法是相辅相成的，同时又各具特点，首先系统分析是在把握全局的眼光下对问题进行解决，在整个设计环节中避免不了各种的问题，所以工作人员就要采用系统分析的方法化整体为若干个子目标，有效实现子目标的任务，进而实现系统任务，在分析的基础上建立框架。框架建立后，工作人员还要对其进行完善，这就涉及到了系统设计环节，通过设计可以对框架进行整体规划和具体细节完善，最终形成实体框架。随着越来越多的人涌入城市、交通工具的多样性以及汽车购买力的增强，城市交通压力越来越大，促使有关人士不断探索有效管理城市交通的方法。影响交通最大的问题就是拥堵性，要解决这一问题，就要加快信息的传播，把握交通的控制力，不能使其出现失控的局面。可见信息在交通管理中的作用非常明显，按照信息的特点，可以将ITMS 系统分成以下四个层次：1、基础层对于发挥信息的影响力方面，基础层主要负责获取有效信息进而形成通信网络的搭建。一方面，信息的有效性和准确性可以方便通信网络的搭建;另一方面，通信网络的有效运用可以提高信息的传播速度。为了便利交通管理而设置的基础设施属于信息中的静态方面，比如说道路、路牌等，由于道路周围的标志性建筑也能影响交通管理的有效性，所以也属于静态信息。动态信息的获取有两种途径，第一种是人工采集获取的，工作人员利用相关通信设备进行动态信息采集;第二种是机器采集，利用交通检测设备如电子眼等，主要用检测的方法获取信息。信息获取后要建立通信网络，目前通信网络主要包括以下内容：(1)公众信息服务平台，信息分析总平台和子平台间，整体路面状况与单元状况间，局域网、广域网等。(2)主要用于传播公布消息的平台上，如调频播音机、移动通讯设备、广播等。(3)主要为了方便更好更快的查到信息，利用有线设备如电话、电视等。(4)完善数字通信平台建立，如光纤、卫星等。2、功能层功能层的作用主要体现在实际应用领域，在大量有效的交通信息获取后，为智能交通管理提供大量的功能型设备，简化人工管理的繁琐性。功能层的作用主要是利用智能设备进行交通管理，为公众设计出合理有效的出行路线等，其中包括电子监控、自适应信号控制系统、交通信息管理与发布系统等内容。自适应信号控制系统最能适应智能化的管理，主要优势体现在其自我适应力上，比如在交叉路口处，可以自行调控，适应周围实际环境，能有效管理动态的情况。交通信息管理与发布系统的有效性主要体现在其对信息的利用能力上，首先通过高效的途径获取具有有效性、实时性的交通信息，然后通过传送到分析机构，通过专业人士的分析获得最佳路线图或者出行方案，为需要出行的各行各业提供专业化建议。因为无线通信的广泛利用，人们可以随时随地进行路线转变，在遇到突发情况下，可以更有效的选择最快的路线。3、共享信息层共享信息层主要体现在其信息的共享力上，同样建立在上一层功能层的基础上的，这一层次主要通过获取功能层传输过来的信息，进行更为专业化的利用，设计出最佳交通方案，这个层次需要更多的利用各类信息处理平台，将信息转化成资源，对规划出行路线、有效管理交通运输意义重大。4、服务层服务层是智能交通管理设计的最终目标，与使用者联系最为紧密。首先对出行者来说，出行者可以通过服务层收到最及时有效的信息，方便出行者自己制定出行方案，也可以给出行者具体的方案建议;其次对于交通管理者来说，管理者可以通过信息了解到自己的首要任务是什么，能够提高对管理重点的把握，使管理更加有效。当然服务层与出行者和管理者的关系都是相互的，服务层不仅要为他们提供信息指导，还要从他们处获取信息，了解出行者和管理者最想要的服务，尽量为他们提供可行的并且符合他们要求的方案，提高智能交通管理系统的效率。四、智能交通管理在城市交通中的应用方案RFID技术因为其独特的优势，在现实生活中得到了广泛应用，对于智能交通管理系统来说，此技术的应用也能为其带来更为明显的优势，主要体现在以下方面：首先是它的物理性能高，作为信息技术的应用不仅存储空间大、可对其进行加密处理，而且具有防水性，能有效保证信息的完整性;其次是该技术的识别能力强，对于一切动态信息它都可以进行精确的处理和消化，不管是从个体方面还是整体方面都能给出参考。由此可见，按照目前情况来看，该项技术的应用有着其他技术的不可替代性，并且和智能交通管理的流程最为匹配，优势最为明显。1、电子不停车收费系统(ETC)RFID技术的广泛应用和不断改进，使得电子不停车收费系统得以建立并广泛使用，从我们的日常生活中，我们很容易就能发现ETC的使用，不管是在高速公路收费站，还是在过江隧道等收费站，我们都能很容易的发现ETC的标志，主要原因在于其明显的优势上。首先，运用这项系统有效解决道路拥堵问题，司机不需要停车缴费，收费人员也不需要进行人工的收费流程，大大缩短了司机过收费站的时间，尤其是在车流量大的时候，该项技术的运用作用非常明显;其次，使用该项技术可以大大降低交通管理成本，传统的人工收费被电子收费系统代替，不再需要花钱购买用于人工收费的相关设施，同时不需要像工作人员支付更多的工资，交通管理成本得到有效降低;最后一大优势体现在其公平公正性上，人工收费难以避免工作人员公平公正对待所有的过路车辆，有时候遇到熟人或者亲戚，难以避免会免收相关费用，但是电子设备是没有感情的，只要有车经过，它就会在程序的驱使下直接对过路车辆进行自动扣费。所以，ETC这项技术在国内外运用都比价广泛，我国也在加大此项技术的投入使用，在智能交通管理方面又进了一步。2、城市交通调度管理系统(TMS)RFID技术的另一大应用体现在TMS上，为了加强对车辆的管理，进而提高智能交通管理效率。交通主要就是由道路和车辆等组成，所以要想管理好交通问题，首要任务就是管理好车辆问题。TMS同样运用了先进的技术对信息进行搜集和处理，实现获取信息与分析信息集于一体的作用，可以更加直观有效得对车辆进行管理，充分考量路线的可实用性以及车辆出行的最优路径，缓解了交通压力的同时也节约了资源。3、电子注册管理(EVR)EVR技术可以有效解决交通部门的管理难题，主要原因是它能有效对车辆进行追踪和智能化管理。由于越来越多的人开始有能力购买汽车，所以注册登记和再检查的工作强度不断在加大，为了有效解决这一问题，可以通过利用EVR技术来实现。首先，由于智能技术的运用，车辆在登记的时候可以缩短时间，并且每辆车都可以有一个身份证，只要是对车辆植入一个ID码，这个号码可以在全球范围内被追踪，并且每一个号码都是不同的，甚至不能被修改，这样就可以实现两个好处，一是偷车的人很容易被追踪，假的车牌照因为不含此技术也很容易被查出，由此方便了公安机关打击罪犯，并且在一定程度上可以降低犯罪率;二是交通管理部门不需要开展流动检查就可以进行对车辆的管理，有效提高了管理部门的效率。当然这项技术目前还未被广泛应用，只利用到军用设备上，但是其应用效果显著，带来的的利益非常明显。参考文献：1兰岚.城市智能交通管理系统方案研究与设计D.长安大学， 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