關(guān)鍵詞：智能交通運(yùn)輸系統(tǒng),原理,技術(shù)應(yīng)用

　　智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystem，ITS）是當(dāng)前交通運(yùn)輸領(lǐng)域科技進(jìn)步的前沿之一，雖然與之相關(guān)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作可以追溯到20世紀(jì)的70年代，但是從真正提出ITS至今不過(guò)10年的時(shí)間。這10年中，車(chē)載導(dǎo)航、電子不停車(chē)收費(fèi)在歐美已經(jīng)大量地應(yīng)用；應(yīng)用ITS可以為出行者提供較為完善的交通信息服務(wù)�？梢哉f(shuō)，ITS已經(jīng)成為交通運(yùn)輸管理的重要技術(shù)手段之一。而先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)ATIS（AdvancedTravelerInformationSystem）是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分之一。借助于智能交通服務(wù)系統(tǒng)，交通基礎(chǔ)設(shè)施的通行能力將得到進(jìn)一步挖掘、交通擁擠將得到不同程度的緩解；交通事件預(yù)警、救援系統(tǒng)將更加完善，交通傷者會(huì)得到更及時(shí)的搶救。

　　下面本文就詳細(xì)闡述智能交通信息服務(wù)系統(tǒng)的原理、分類、技術(shù)和應(yīng)用案例，力求使人們能對(duì)ATIS這一交通運(yùn)輸管理的重要技術(shù)有更多的了解。

　　一．ATIS的工作原理

　　交通信息服務(wù)系統(tǒng)能夠通過(guò)有線通信、無(wú)線通信等手段以語(yǔ)音、圖形、文字等形式實(shí)時(shí)向出行者提供出行相關(guān)信息，使出行者（包括司機(jī)和乘客）從出發(fā)前、出行過(guò)程中直至到達(dá)目的地的整個(gè)過(guò)程中隨時(shí)能夠獲得有關(guān)道路交通狀況、所需時(shí)間、最佳換乘方式、所需費(fèi)用以及目的地各種相關(guān)信息等，從而指導(dǎo)出行者選擇合適的交通方式和路徑，以最高的效率和最佳方式完成出行過(guò)程。這些信息可以從路側(cè)的信息顯示裝置（如可變情報(bào)板等裝置）中獲得，也可以從各類車(chē)載裝置中獲得，一些為旅行前做旅行計(jì)劃所需要的信息還可以從家中、辦公室及公共場(chǎng)所的信息亭等地獲得，甚至可以隨時(shí)隨地地通過(guò)便攜式計(jì)算機(jī)、手持機(jī)等設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)中查詢得到。交通信息服務(wù)系統(tǒng)使人類的交通行為更具有科學(xué)性、計(jì)劃性和合理性，是實(shí)現(xiàn)智能交通的重要標(biāo)志.

　　二．ATIS的分類

　　交通信息服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)內(nèi)容多種多樣，服務(wù)方式也各有不同，按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，交通信息服務(wù)系統(tǒng)可以分為不同的類型并各具特點(diǎn)。

　　1．按照向出行者提供信息服務(wù)的時(shí)機(jī)進(jìn)行分類

　　（1）出行前信息系統(tǒng)

　　出行前信息服務(wù)可以使出行者在出行前通過(guò)多種媒體方式在任意出行的起點(diǎn)訪問(wèn)出行信息服務(wù)系統(tǒng)，從而獲取關(guān)于出行路徑、出行方式、出行時(shí)間、當(dāng)前道路交通系統(tǒng)及公共交通系統(tǒng)等相關(guān)信息，為出行者規(guī)劃最佳出行模式提供輔助決策服務(wù)。

　�。�2）在途駕駛員信息系統(tǒng)

　　通過(guò)視頻或音頻手段向駕駛員提供關(guān)于出行選擇及車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的精確信息以及道路狀況信息和警告信息，向不熟悉地形的駕駛員或有需要的駕駛員提供路徑誘導(dǎo)的功能，從而保證駕駛的安全性及出行的舒適性，減少交通事故的發(fā)生及交通擁堵的產(chǎn)生。

　�。�3）在途出行者換乘信息系統(tǒng)

　　在交通工具上或機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、汽車(chē)站及公交換乘樞紐等地點(diǎn)通過(guò)廣播、信息顯示屏或公共的信息亭等為出行者提供換乘信息服務(wù)，包括各類交通工具始發(fā)時(shí)間、目的地、出行費(fèi)用、出行時(shí)間等信息，從而優(yōu)化出行者的出行途徑，提高運(yùn)輸系統(tǒng)效率。

　　2．按照信息系統(tǒng)所提供信息內(nèi)容的不同進(jìn)行分類

　�。�1）路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)

　　路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)是利用先進(jìn)的信息、通信等技術(shù)，為駕駛員提供豐富的行駛信息，引導(dǎo)其行駛在系統(tǒng)優(yōu)化后的最佳路徑上，以此減少車(chē)輛在路網(wǎng)中的滯留時(shí)間，從而緩解交通壓力、減少交通阻塞和延誤。

　�。�2）交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)

　　交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)是通過(guò)實(shí)時(shí)地采集和發(fā)送交通信息，適時(shí)地引導(dǎo)交通流量合理分布，從而達(dá)到高效率利用道路網(wǎng)絡(luò)的一種主動(dòng)交通控制方式。交通流誘導(dǎo)以交通流預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通分配為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為路網(wǎng)上的出行者提供必要的交通信息，為其當(dāng)前出行決策和路線選擇提供信息參考，從而避免盲目出行造成的交通阻塞，達(dá)到路網(wǎng)暢通、高效運(yùn)行的目的。

　�。�3）停車(chē)場(chǎng)信息誘導(dǎo)系統(tǒng)

　　停車(chē)場(chǎng)信息誘導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)掌握一定區(qū)域內(nèi)所有停車(chē)場(chǎng)的利用信息，給停車(chē)者提供城市內(nèi)停車(chē)場(chǎng)的位置與可利用車(chē)位情況，從而有利于駕駛員做出停車(chē)選擇，減少迂回駕駛和由此產(chǎn)生的無(wú)謂交通量和環(huán)境污染。

　�。�4）個(gè)性化信息服務(wù)系統(tǒng)

　　通過(guò)多種媒體以及個(gè)人便攜裝置接收和訪問(wèn)個(gè)性化信息服務(wù)系統(tǒng)，可以獲取與出行有關(guān)的社會(huì)綜合服務(wù)及設(shè)施的信息，俗稱“黃頁(yè)信息”。此類信息包括餐飲服務(wù)、停車(chē)場(chǎng)、汽車(chē)修理廠、醫(yī)院、警察局等的地址、營(yíng)業(yè)或辦公時(shí)間，出行者在獲知這些信息后，就能夠制定合適的出行計(jì)劃，選擇合適的路徑，從而減少多余的迂回出行和因此造成的延誤。

　　三．ATIS的構(gòu)成

　　先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)主要由交通信息中心、通信網(wǎng)絡(luò)和用戶信息終端三大功能單元組成。

　　其中：交通信息中心（TIC）是指為整個(gè)系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)處理、顯示和接口功能，包括對(duì)道路交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)和社會(huì)公眾信息的采集、分類、加工和提供，以及當(dāng)中涉及的最優(yōu)路線搜索等算法的實(shí)現(xiàn)；通信網(wǎng)絡(luò)是指在用戶信息終端和交通信息中心之間提供的無(wú)線和有線雙向數(shù)據(jù)傳輸以及在信息流與信息中心之間的光纖數(shù)據(jù)傳輸；用戶信息終端主要指的是車(chē)載信息和導(dǎo)航終端、各種道路交通信息的公眾顯示終端、包括個(gè)人電腦終端和手持機(jī)等在內(nèi)的個(gè)人信息終端以及公用信息亭等。

　　圖1：ATIS工作流程示意圖

　　從上圖可以看出ATIS以個(gè)體駕駛員為服務(wù)對(duì)象，駕駛員可以通過(guò)其車(chē)載路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)，在與控制中心的雙向信息傳遞中使自己始終行駛在最短路或者預(yù)期一般社會(huì)化費(fèi)用最小的出行路徑上。應(yīng)用ATIS可以縮短旅行時(shí)間，降低燃油消耗和減少?gòu)U氣排放，使交通擁擠狀況得到緩解。

　　四．ATIS的關(guān)鍵技術(shù)

　　交通信息服務(wù)系統(tǒng)主要是要根據(jù)實(shí)時(shí)采集的交通流信息，經(jīng)加工和處理后，形成有利于出行者出行的交通信息，并將這些信息及時(shí)傳遞給出行者。因此系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要包括交通信息預(yù)測(cè)和交通信息的顯示；而由于路徑誘導(dǎo)是交通信息服務(wù)的核心功能和技術(shù)難點(diǎn)，因此涉及路徑誘導(dǎo)的動(dòng)態(tài)交通量分配和行駛路線優(yōu)化設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

　　1．交通預(yù)測(cè)

　　根據(jù)已經(jīng)掌握的交通狀況信息，預(yù)測(cè)未來(lái)路網(wǎng)中的有關(guān)交通狀況信息，包括交通流量和行程時(shí)間的預(yù)測(cè)，其中交通流量的預(yù)測(cè)主要根據(jù)交通流量的一般規(guī)律和現(xiàn)階段交通流量的觀測(cè)，路段行程時(shí)間則根據(jù)未來(lái)路網(wǎng)的流量分配和路網(wǎng)通行能力，預(yù)計(jì)路段的通行時(shí)間，為行駛路線的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。

　　2．交通信息顯示

　　有利于出行的交通信息形成后，如何通過(guò)有效、直觀的方式提供給出行者，使出行者能夠很容易接收這些信息，又不帶來(lái)更多的駕駛負(fù)荷，是交通信息顯示要解決的問(wèn)題。這就要求信息要以一種清晰和直觀的形式顯示，例如以不同顏色表示道路的擁擠狀況，使得出行者不必花太多精力來(lái)接收這些信息，以致影響駕駛。

　　3．動(dòng)態(tài)交通分配

　　交通需求具有隨時(shí)間變化的性質(zhì)，這使得交通網(wǎng)絡(luò)上的交通流具有動(dòng)態(tài)特性。因此要確切地描述交通網(wǎng)絡(luò)上的各種交通現(xiàn)象，需要采用動(dòng)態(tài)的交通模型，其中很重要的技術(shù)之一就是采用動(dòng)態(tài)交通分配。動(dòng)態(tài)交通分配考慮交通需求隨時(shí)間變化的特性，給出瞬時(shí)的交通流分布狀態(tài)，因此可以用來(lái)分析交通的擁擠特性，對(duì)交通流實(shí)行最優(yōu)控制，以及進(jìn)行交通信息預(yù)測(cè)和路徑誘導(dǎo)，從這個(gè)意義上說(shuō)，動(dòng)態(tài)交通分配也是ITS的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

　　4．路徑選擇和優(yōu)化

　　動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)就是要為行駛在道路網(wǎng)中的車(chē)輛提供從當(dāng)前位置到達(dá)目的地之間的最方便和快捷的路徑，即所謂的“最短路”。這里“最短路”是考慮了實(shí)時(shí)道路交通流狀況的行駛時(shí)間最短或路阻最小路徑。計(jì)算這種“最短路”有以下兩個(gè)前提：一是由前面提到的動(dòng)態(tài)交通分配得到交通流的實(shí)時(shí)分布情況，另外則是要建立一定的行駛時(shí)間函數(shù)或路阻函數(shù)，將交通流的分布狀況或其他因素加入到行駛時(shí)間或路阻的計(jì)算當(dāng)中，從而根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)選擇“最短路”，并作為誘導(dǎo)路徑提供給駕駛員。

　　五．結(jié)語(yǔ)

　　隨著ITS的不斷發(fā)展，智能交通系統(tǒng)的概念已經(jīng)從傳統(tǒng)的道路交通范圍擴(kuò)展到了鐵路、航空、水運(yùn)等領(lǐng)域，交通信息服務(wù)的概念和內(nèi)容也隨之?dāng)U大到了多種交通運(yùn)輸方式的各種信息服務(wù)內(nèi)容。相信隨著科技的發(fā)展和ITS的不斷完善，ATIS會(huì)給人們的出行提供更多更好的信息服務(wù)。

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