智能科学论文智能交通运输系统方向论文范文

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　　摘要：本文就详细阐述智能交通信息服务系统的原理、分类、技术和应用案例，力求使人们能对ATIS这一交通运输管理的重要技术有更多的了解。

　　关键词：智能交通运输系统,原理,技术应用

　　智能交通运输系统（IntelligentTransportationSystem，ITS）是当前交通运输领域科技进步的前沿之一，虽然与之相关的研究、开发和应用工作可以追溯到20世纪的70年代，但是从真正提出ITS至今不过10年的时间。这10年中，车载导航、电子不停车收费在欧美已经大量地应用；应用ITS可以为出行者提供较为完善的交通信息服务。可以说，ITS已经成为交通运输管理的重要技术手段之一。而先进的交通信息服务系统ATIS（AdvancedTravelerInformationSystem）是智能交通系统的重要组成部分之一。借助于智能交通服务系统，交通基础设施的通行能力将得到进一步挖掘、交通拥挤将得到不同程度的缓解；交通事件预警、救援系统将更加完善，交通伤者会得到更及时的抢救。

　　下面本文就详细阐述智能交通信息服务系统的原理、分类、技术和应用案例，力求使人们能对ATIS这一交通运输管理的重要技术有更多的了解。

　　一．ATIS的工作原理

　　交通信息服务系统能够通过有线通信、无线通信等手段以语音、图形、文字等形式实时向出行者提供出行相关信息，使出行者（包括司机和乘客）从出发前、出行过程中直至到达目的地的整个过程中随时能够获得有关道路交通状况、所需时间、最佳换乘方式、所需费用以及目的地各种相关信息等，从而指导出行者选择合适的交通方式和路径，以最高的效率和最佳方式完成出行过程。这些信息可以从路侧的信息显示装置（如可变情报板等装置）中获得，也可以从各类车载装置中获得，一些为旅行前做旅行计划所需要的信息还可以从家中、办公室及公共场所的信息亭等地获得，甚至可以随时随地地通过便携式计算机、手持机等设备接入网络中查询得到。交通信息服务系统使人类的交通行为更具有科学性、计划性和合理性，是实现智能交通的重要标志.

　　二．ATIS的分类

　　交通信息服务系统的服务内容多种多样，服务方式也各有不同，按照不同的分类标准，交通信息服务系统可以分为不同的类型并各具特点。

　　1．按照向出行者提供信息服务的时机进行分类

　　（1）出行前信息系统

　　出行前信息服务可以使出行者在出行前通过多种媒体方式在任意出行的起点访问出行信息服务系统，从而获取关于出行路径、出行方式、出行时间、当前道路交通系统及公共交通系统等相关信息，为出行者规划最佳出行模式提供辅助决策服务。

　　（2）在途驾驶员信息系统

　　通过视频或音频手段向驾驶员提供关于出行选择及车辆运行状态的精确信息以及道路状况信息和警告信息，向不熟悉地形的驾驶员或有需要的驾驶员提供路径诱导的功能，从而保证驾驶的安全性及出行的舒适性，减少交通事故的发生及交通拥堵的产生。

　　（3）在途出行者换乘信息系统

　　在交通工具上或机场、火车站、汽车站及公交换乘枢纽等地点通过广播、信息显示屏或公共的信息亭等为出行者提供换乘信息服务，包括各类交通工具始发时间、目的地、出行费用、出行时间等信息，从而优化出行者的出行途径，提高运输系统效率。

　　2．按照信息系统所提供信息内容的不同进行分类

　　（1）路径诱导系统

　　路径诱导系统是利用先进的信息、通信等技术，为驾驶员提供丰富的行驶信息，引导其行驶在系统优化后的最佳路径上，以此减少车辆在路网中的滞留时间，从而缓解交通压力、减少交通阻塞和延误。

　　（2）交通流诱导系统

　　交通流诱导系统是通过实时地采集和发送交通信息，适时地引导交通流量合理分布，从而达到高效率利用道路网络的一种主动交通控制方式。交通流诱导以交通流预测和实时动态交通分配为基础，应用现代通信技术、电子技术、计算机技术等为路网上的出行者提供必要的交通信息，为其当前出行决策和路线选择提供信息参考，从而避免盲目出行造成的交通阻塞，达到路网畅通、高效运行的目的。

　　（3）停车场信息诱导系统

　　停车场信息诱导系统通过实时掌握一定区域内所有停车场的利用信息，给停车者提供城市内停车场的位置与可利用车位情况，从而有利于驾驶员做出停车选择，减少迂回驾驶和由此产生的无谓交通量和环境污染。

　　（4）个性化信息服务系统

　　通过多种媒体以及个人便携装置接收和访问个性化信息服务系统，可以获取与出行有关的社会综合服务及设施的信息，俗称“黄页信息”。此类信息包括餐饮服务、停车场、汽车修理厂、医院、警察局等的地址、营业或办公时间，出行者在获知这些信息后，就能够制定合适的出行计划，选择合适的路径，从而减少多余的迂回出行和因此造成的延误。

　　三．ATIS的构成

　　先进的交通信息服务系统主要由交通信息中心、通信网络和用户信息终端三大功能单元组成。

　　其中：交通信息中心（TIC）是指为整个系统控制的实现提供数据处理、显示和接口功能，包括对道路交通运输数据和社会公众信息的采集、分类、加工和提供，以及当中涉及的最优路线搜索等算法的实现；通信网络是指在用户信息终端和交通信息中心之间提供的无线和有线双向数据传输以及在信息流与信息中心之间的光纤数据传输；用户信息终端主要指的是车载信息和导航终端、各种道路交通信息的公众显示终端、包括个人电脑终端和手持机等在内的个人信息终端以及公用信息亭等。

　　图1：ATIS工作流程示意图

　　从上图可以看出ATIS以个体驾驶员为服务对象，驾驶员可以通过其车载路径诱导系统，在与控制中心的双向信息传递中使自己始终行驶在最短路或者预期一般社会化费用最小的出行路径上。应用ATIS可以缩短旅行时间，降低燃油消耗和减少废气排放，使交通拥挤状况得到缓解。

　　四．ATIS的关键技术

　　交通信息服务系统主要是要根据实时采集的交通流信息，经加工和处理后，形成有利于出行者出行的交通信息，并将这些信息及时传递给出行者。因此系统关键技术主要包括交通信息预测和交通信息的显示；而由于路径诱导是交通信息服务的核心功能和技术难点，因此涉及路径诱导的动态交通量分配和行驶路线优化设计是系统的关键技术。

　　1．交通预测

　　根据已经掌握的交通状况信息，预测未来路网中的有关交通状况信息，包括交通流量和行程时间的预测，其中交通流量的预测主要根据交通流量的一般规律和现阶段交通流量的观测，路段行程时间则根据未来路网的流量分配和路网通行能力，预计路段的通行时间，为行驶路线的优化设计提供基础。

　　2．交通信息显示

　　有利于出行的交通信息形成后，如何通过有效、直观的方式提供给出行者，使出行者能够很容易接收这些信息，又不带来更多的驾驶负荷，是交通信息显示要解决的问题。这就要求信息要以一种清晰和直观的形式显示，例如以不同颜色表示道路的拥挤状况，使得出行者不必花太多精力来接收这些信息，以致影响驾驶。

　　3．动态交通分配

　　交通需求具有随时间变化的性质，这使得交通网络上的交通流具有动态特性。因此要确切地描述交通网络上的各种交通现象，需要采用动态的交通模型，其中很重要的技术之一就是采用动态交通分配。动态交通分配考虑交通需求随时间变化的特性，给出瞬时的交通流分布状态，因此可以用来分析交通的拥挤特性，对交通流实行最优控制，以及进行交通信息预测和路径诱导，从这个意义上说，动态交通分配也是ITS的重要技术基础。

　　4．路径选择和优化

　　动态路径诱导就是要为行驶在道路网中的车辆提供从当前位置到达目的地之间的最方便和快捷的路径，即所谓的“最短路”。这里“最短路”是考虑了实时道路交通流状况的行驶时间最短或路阻最小路径。计算这种“最短路”有以下两个前提：一是由前面提到的动态交通分配得到交通流的实时分布情况，另外则是要建立一定的行驶时间函数或路阻函数，将交通流的分布状况或其他因素加入到行驶时间或路阻的计算当中，从而根据计算结果来选择“最短路”，并作为诱导路径提供给驾驶员。

　　五．结语

　　随着ITS的不断发展，智能交通系统的概念已经从传统的道路交通范围扩展到了铁路、航空、水运等领域，交通信息服务的概念和内容也随之扩大到了多种交通运输方式的各种信息服务内容。相信随着科技的发展和ITS的不断完善，ATIS会给人们的出行提供更多更好的信息服务。