范文一:论智能交通系统的发展
论智能交通系统的发展
摘要:对智能交通系统的起源和发展问题做了阐述,重点介绍了它的发展动因以及所依赖的基础技术,最后对它未来的发展趋势和预期效果做了展望。
关键词:智能交通 起源 发展 动因 技术基础
0、引言
近些年来随着经济的快速发展,交通状况也已经有了明显的改善。众所周知,经济的快速发展是离不开交通的发展,甚至可以说交通的发展状况对经济的发展有着决定性的作用。然而,当今各国各大城市都几乎面临着同样的问题,交通压力大交通资源不足等。当然,我国也不例外,如何解决这个问题呢?智能交通系统的大力发展就是我们解决交通问题的出发点和归根点。
1、智能交通系统的起源
“智能交通系统”(Intelligent Transport System,简称ITS )是20世纪80年代中期迅速发展起来的一门新学科,它是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。它研究21世纪的新型交通运输模式,是当前交通运输大学科的一个前沿领域,是新世纪交通运输专业的基础性课程。
随着社会进步和先进技术的应用,人们生活的方方面面都有了很大的变化。然而,在交通领域,自从用于交通控制的交通信号灯发明以来,一直没有其它方面大的革新。直到上世纪六七十年代,随着交通需求的增大,交通与环境和人们的需求之间的矛盾越来越大,人们便开始了对交通的重视和研究。智能交通系统最早可以追溯到20世纪七八十年代的一系列车辆导流系统新技术的开发和应用。1991年美国通过“地面交通效率法”(ISTEA ),俗称“冰茶法案”,从此美国的IVHS (Intelligent Vehicle Highway System,智能车辆高速公路)研究开始进入宏观运作阶段。1994年,美国将IVHS 更名为ITS 。
2、智能交通系统的发展
2.1 国外的发展状况
美国最早开始研究智能交通系统,随后欧洲、日本等国也相继加入了这一行列。经过多年的发展,美国、欧洲、日本成为世界ITS 研究的三大基地。目前,除美国、日本和欧盟三大ITS 研究基地外,智能交通的发展和研究在另外一些国家和地区也有了相当大的规模,如澳大利亚、韩国、新加坡、香港等。由于现代社会城市化速度越来越快、全球经济的一体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越高,ITS 便成为现代社会经济发展的客观要
范文二:07-智能交通系统的未来
第七章 ITS 的未来
第一节 客运系统的展望
现在的常规公共交通都是定线定时行驶、 定点停靠的, 因此, 乘客要搭乘公 交车辆,都须从家里或工作地点步行到公交车站,在公交车站上须等候公交车 到达,到站下车后,还须步行到目的地;一条公交线路不能直接到达目的地时, 还须在中途换乘另一条线路。乘公交车出行,花费在步行、候车上的时间太长, 不如用个体车辆(私家车)出行快捷方便。同个体车辆相比较,公交车除了价 廉之外,没有其他突出优点。在经济条件发展到一定程度时,为了改善出行条 件,主要是为了节省路途时间,就纷纷使用小轿车出行。
但是, 小轿车的泛滥,造成交通拥堵、事故频发、环境污染等已经成为世界 各国的交通公害。人们强烈要求治理交通公害。在半个多世纪的交通治理经历 中,人们摸索到了交通需求管理之路。即用能同个体交通相竞争的快速大容量 交通工具——轨道交通来吸引乘客,把原来用个体交通工具长距离的出行,改 为用个体交通短距离出行到轨道交通车站换乘轨道交通长距离出行,以降低道 路上的小汽车交通量,缓解交通公害。
实践证明, 因轨道交通能畅通无阻、 直捷快速到达目的地, 在花费路途时间 上能与小汽车相竞争,这种办法配合其他交通需求管理办法,对改善交通拥堵 十分有效。
但是, 这种办法需要建设十分昂贵的轨道交通, 轨道交通还是定线定时行驶、 定点停靠,人们搭乘轨道交通还须步行或换乘,仍有不足之处。
人们又思考, 可否开发一种服务方式、 服务水平相当于出租车的公交车, 即 可按乘客要求的上车地点、时间和下车地点行驶的一种新型公交车系统,作为
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辅助常规公交或轨道交通,进一步提高公交服务水平的第三种公交系统。人们 正在研究这种新的公交系统,并称之为“需求响应型公共交通” 。需求响应型公 共交通不按常规公共交通的固定路线和规定时间表运行,而是根据乘客上车地 点、时间和到达目的地的需要运行的公共交通服务系统。可使乘客以最短步行 距离、最短候车时间乘上公交车,并且需要不换车就可直达目的地,大大提高 公交车的服务水平。
(1)系统组成与功能
图 7.1是一幅需求响应型公共交通服务系统组成图。
图 7.1 需求响应型公共交通服务系统组成
由上图 7.1可见, 系统是由家、 办公室或公共场所等地方的 “叫车服务要求” 信息源、公共通信网、应需公交服务中心、行驶中的应需公交车和公交车站信 息显示等组成。系统的功能是,应需公交服务中心按家、办公室、公共场所等 发来的乘客叫车服务要求,调度应需公共汽车,按乘客约定的时间、地点及所 需到达目的地接送乘客。
(2)系统运行原理
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系统运行原理从两方面说明。
① 公共汽车自动定位系统
GPS 卫星随时对分布在全市各地行驶中的应需公共汽车定位,应需公共汽 车随时自动传送各自的位置及运行状况给公交服务中心,因此,服务中心就会 随时掌握各应需公交车辆的位置和运行信息。
② “叫车服务要求”传输
来自家、办公室、公共场所等信息终端,利用电话、传真、手机或电子邮件 等通信方式,通过公共通信网把叫车服务要求传送到应需服务中心。应需服务 中心根据当时各处乘客的服务要求及应需公交车所在位置和运行状况作出最佳 路线调度方案,并把调度方案发指令给行驶中的应需公交车和叫车乘客,并把 应需公交车的到站时间发到公交车站显示。可见,应需公交服务的关键是,根 据当前应需公交车的位置和运行状况,能够实时运算出符合各方乘客上车地点、 时间和到达目的地要求的应需公交最佳运行线路方案的软件。
第二节 对货运系统的展望
日本有关部门和企业还在研究将来的智能货运系统。它们基于这样的构想:将长距离货运路线转入地下管道,用自动运转系统运行;仓库也转入地下,仓 库出入口处在地面上设有上下坡道,在地面道路上、下仓库的坡道上由人工驾 驶,一到地下层进出仓库就自动运行。
第三节 结语
随着客运、 货运 ITS 的实现, 我们的社会将进入 ITS 社会, 人们的出行将变 得更加安全、快速、便捷,货物的运输也更为有效。
以上只是我们从客货运系统角度对 ITS 未来的初步描述。也许在不久的将 来, ITS 就像现在的移动电话和互联网一样,成为人们日常生活的一部分。 国内近年在 ITS 的研究与发展方面也取得了一定的成绩; 社会上对发展 ITS 的重要性已有了越来越清晰的认识;各级政府部门对 ITS 发展研究的投入也有
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了大幅度的增长。从中央有关部委、地方政府机构到大专院校,都相继组建了 一些 ITS 研究机构,并逐步取得了明显的社会经济效益,开始服务、回报社会。 一般认为, ITS 将是新世纪经济发展的一个崭新领域, 是一个亟待开发的巨大市 场。可以相信,在新世纪 ITS 的发展中,中国将尽力发挥其应有的作用,争取 其应得的利益。为此,把国内各方面的力量组织起来、统一认识、整体规划、 共同协作,将是取得成功的关键之一。
中国未来的 ITS 有赖于相关领域的人才, 所以 ITS 培训也成为 ITS 领域极为 重要的内容。近日,同济大学交通运输学院受市科委委托,与在 ITS 研究上处 于国际领先水平的欧盟合作,联合举办为期三年的培训班,为上海市的智能化 交通建设输送高素质人才。目前,该项目正在顺利开展。我们有理由相信,通 过各界的努力,中国 ITS 的未来有可能较早在上海变为现实。
思考题:
谈谈你对未来 ITS 的看法。
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附录:相关英文术语
ABPS —— Advanced Bus Priority Systems,先进的公共汽车优先系统
AHS —— Automatic Highway System,自动道路系统
AI —— Artificial Intelligence,人工智能
AMIS —— Advanced Mobile Information System,先进车辆信息系统
AMTICS —— Advanced Mobile Traffic Information and Communication System,先 进的汽车交通信息与通信系统
ATMS —— Advanced Traffic Management System,先进交通管理系统
ATIS —— Advanced Traveler Information System,先进出行者信息系统
A VCS —— Advanced Vehicle Control System,先进车辆控制系统
APTS —— Advanced Public Transit System,先进的公共交通系统
ARTS —— Advanced Rural Transportation System,先进的乡村交通系统
A VL —— Automatic Vehicle Location,自动车辆定位
CACS —— Comprehensive Automobile Control System,综合车辆定位系统 CNIA —— China National ITS Architecture,中国国家 ITS 体系结构
CVOS —— Commercial Vehicle Operation System ,商用车运行管理系统
DRGS —— Dynamic Route Guidance System,动态路线导行系统
DRIVE —— Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe, 欧洲基于车 辆安全的专用道路基础设施计划
DSRC —— Dedicated Short Range Communication,专用短程通信
EPMS —— Environment Protection Management System,环境保护管理系统 ERGS —— Electronic Route Guidance System,电子导行系统
ETC —— Electronic Toll Collection,电子收费
GIS —— Geography Information System,地理信息系统
GPS —— Global Position System, 全球定位系统
GSM —— Global System for Mobile Communications, 全球移动通信系统
HIDO —— Highway Industry Development Organization,道路新产业开发机构 ISTEA —— Intermodal Surface Transportation Efficiency Act , 《陆上综合交通运 输效率化法案》
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ITCS —— Integrated Traffic Control System,集成交通控制系统
ITI —— Intelligent Transportation Infrastructure,智能交通运输基础设施
ITS —— Intelligent Transportation Systems,智能运输系统
IVHS —— Intelligent Vehicle Highway Systems,智能车辆道路系统
L/A—— Logical Architecture,逻辑结构
LAN —— Local Area Network,局域网
MOCS —— Mobile Operation Control System,车辆运行控制系统
MTC —— Manual Toll Collection,人工半自动收费
OBU —— On-Board Unit,车载单元
PROMETHEUS — — Program for Europe Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety,高效、安全的欧洲道路交通计划,许多文献也直译为“普 罗米修斯计划”
PROMOTE —— Program for Mobility in Transportation in Europe, 欧洲交通运输机 动化计划
PTPS —— Public Transportation Priority System,公共交通优先系统
P/A—— Physical Architecture,物理结构
RETICO —— European Road Transport TELEMATICS Implementation Organization ,欧洲道路交通自动化实施机构
RSU —— Road-Side Unit,路旁单元
RTI —— Road Traffic Information Technology,道路交通信息技术
RACS —— Road Automobile Communication System,路车通信系统
SCATS —— Sydney Co-Ordinated Adaptive Traffic System澳大利亚悉尼协调自适 应交通控制系统
SCOOT —— Split Cycle Offset Optimization Technique,绿信比、周期、相位差优 化技术
TICS —— Transportation Information Control Systems,交通运输信息与控制系统 UNIA —— the United States National ITS Architecture,美国国家 ITS 体系结构 UTMS —— Universal Transportation Management Systems,综合交通管理系统 UTMS-JAPAN —— Universal Traffic Management Society of Japan,日本通用交通 管理系统研究促进协会
VICS —— Vehicle Information and Communication Systems,车辆信息通讯系统 VERTIS —— Vehicle, Road and Traffic Intelligence Society,道路、交通、车辆、智
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能化促进协议会
WAN —— Wide Area Network,广域网
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参 考 文 献
1.杨佩昆编 . 智能交通,上海:同济大学出版社, 2002年 .
2.陆化普编著 . 智能交通系统,北京:人民交通出版社, 2002年 .
3.周商吾等编著 . 交通工程,上海:同济大学出版社, 1987年 .
4. 杨佩昆,张树升 . 交通管理与控制,北京:人民交通出版社, 1995. ITS 论坛推荐
http://its.533.net/bbs/1.html
http://www.tongji.edu.cn/yangxg/ITS.htm
http://www.itsc.com.cn/lgg/dwbbs/list.asp?boardid=3
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范文三:智能交通系统中的术语
以下与 ITS 相关的定义清单按照英文字母顺序排列, 它们与北欧道路协会 (NVF ) 提出并被世界道路协会(PIARC )所采用的一系列道路运输信息术语相互引用。 NVF 道路运输信息中的条目用一个四位数来索引,分为以下主题:
1000系列 基本概念和条款
2000系列 交通监测和控制
3000系列 交通和出行信息
4000系列 预约和收费
5000系列 货物及车队管理
6000系列 公共运输管理
7000系列 驾驶辅助与车辆控制
自适应巡航控制——一种对现有巡航控制系统的改进,通过控制发动机 /动 力传动系统和制动器来使目标车跟随前车并保持适当距离。
7035 自适应巡航控制;智能巡航控制(ICC ) ;纵向控制
利用车载装置(7002)实现基于前车状态的动态车速与距离控制。
7036 联合自适应巡航系统
利用车载装置 (7002) 与其他车辆的信息传输来实现整个车队的动态速度和 距离控制。
自动公路系统(AHS )——一种融合了装有特殊装备的车辆和道路设施在全 自动横向和纵向控制下运行的系统。
059 自动公路
能高使适当配置的车辆自动驾驶(无驾驶员驾驶)的公路或路段。
通过外部措施来控制驾驶。
7032 自动车道保持
通过关注道路的标志和边线,动态控制车辆的横向移动。
7040 自动车速管理;智能车速管理
利用外部或者自动措施来警告驾驶员关注车速、 控制超速、 自动限制车速等 的各种概念。
自动车辆识别(AVI )——利用全自动方式(例如:应用无线发射应答器和 询问器)来识别车辆的方法。以一种数据结构表格提供明确识别。
1138 车辆识别
确定一个车辆的明确身份。
1139 相对车辆识别:非明确车辆识别。
车辆某些非专有特征的识别。
1140 车辆确认
基于车辆识别(1138)和相关车辆识别(1139) ,沿道路不同位置的车辆识 别。
1075 电子车牌;电子牌照
一种能从移动车辆外部获取得车辆的电子特征。
自动车辆定位(AVL )——利用像 GPS 接收器的设备,自动确定或跟踪地面 车辆的地理位置。
1127 定位;位置判断
判断某物的地理位置。
5016 车辆跟踪
系统的监控(1129)和记录当前车辆的位置与状态。
防撞——为防止潜在的碰撞而采取的横向或纵向的车辆自动控制。
7025 防撞
基于对在车辆预测轨迹上潜在障碍的探测而对车辆运动采取的自动控制。 商用车辆管理程序——一种允许货车和公共汽车公司用电子付费支付车辆 注册和其他运输税费与牌照费, 电子化记录在每个洲的行驶里程、 燃料购买、 行 程和车辆状态数据,从而最终无憾地实现跨国界的服务。
5024 车辆运营;商业车辆运营
包括关于车辆出行的所有活动,比如:记录和监测车辆、驾驶员、货物 /乘 客的状态,实际路线的选择,接收更改命令以及支付酬金等。
航位推算——通过测算车辆从已知出发点离开所行驶的距离和位置来计算当前 车辆所在位置的技术。
7066 航位推算
基于从最后已知位置行驶的路线和距离推算航位的车载监控(1127) 。 专用短程通信 (DSRC ) ——在各种环境中, 运用无线电技术在路边单元和移 动无线单元之间, 移动单元和移动单元之间, 以及便携式单元和移动单元之间短 距离的传输数据信息, 完成对交通流、 交通安全和其他智能交通服务的改善。 本 系统还可以传输相关设备的状态和结构信息。
响应需求的公共运输;呼叫乘车;呼叫公交;面向需求的服务(6027)—— 满足出行者个人需求 (起迄点、 出行时间等) 的公共运输服务供给一般都利用中 心调遣系统来实现。
差分全球定位系统 (DGPS ) ——一种利用固定参考点的信号来提高全球定位 系统精度的方法。
车辆调度员——按照个体运输的需求, 进行具体分配同时控制运输资源的人 员。
驾驶员监测——观察驾驶员的状况以及控制车辆的方式, 并评估其违背驾驶 员正常操作的方法。
7011 驾驶员监测 通过车载装置(7002) ,例如绘制驾驶员轮廓图等手段, 观察并评估(1073)驾驶员的生理状态及其控制车辆的方式。
动态路径诱导——基于当前状况, 利用实时交通信息来绘制最佳路线的导航 系统。
7059 路径诱导
根据选择的标准,跟随其到达目的地的车载路线信息。
7060 静态路径诱导
基于沿线道路和设施长期特征的路径导航。
3051 动态停车诱导
基于当前或预测停车空间的可用性,引导驾驶员到达可用的停车设施。 电子通关——允许运营车辆在一般速度行驶状态下不停车接受对其注册情 况、重量及安全状况等检查的通关手续。
2004 自动通行控制‘电子通关
通过自动鉴别和控制通行权来控制人或车辆进入限制区域。
电子收费(EFC )——基于智能卡或电子标签等电子手段进行收费。
4014 电子收费(ETC )
通过电子手段进行收费(4012) 。
6022 电子票
一种发放和交付的行为,包括付费方式(4018)以及相关的电子付费媒介 (4019)和相关费用(4009)的收取。
4095 一体化收费
基于相关发行商 (4063) 和服务商之间的协议, 多种服务使用同样的付费方 式(4018) 。
1013 道路收费
为使用道路所付的费用,即征税计划、拥堵费、封锁费、过路费、过桥费和 隧道费等。
紧急事件通告和个人安全——能自动向恰当的响应机构发送有关车辆地点以及 事故性质信息的先进技术。
7058 自动事件呼叫
通过自动车载装置(7002)或者自动事故探测(7058)系统来向基础设施管 理者发出呼叫,以报告紧急事件的状况。
应急车辆管理——为应急车辆像消防车、警车和救护车等提供的管理服务, 包括车队管理、路线诱导以及交通信号优先技术。
2007 应急车辆调度
为应急车辆安排行程。
货物及车队管理——管理与商业车辆运营有关的行为, 包括与物流有关的行 为和货物的管理。货物及车队管理包括管理出租车、应急车辆、邮车和货车等。 5003 货物管理
伴随相关信息和交易流程,从供货商到接货方一系列有关物流链的活动。 5011 车队管理
对车队的运营包括驾驶员在内进行规划、监测、控制以及评估。
地理信息系统(GIS )——用来获取、储存、接受、分析以及报告地理信息 和统计信息的计算机控制的数据管理系统。
全球定位销系统(GPS )——美国政府所有的系统,由可向地面接收器发送 数据的 24颗地球轨道卫星所组成。全球定位系统可以提供非常精确的地面位置 的经度和纬度。 然而, 由于美国战略防御的原因, 在为普通用户提供的代码中故 意加入误差(称为选择性使用) 。
图像处理——基于计算机的图像分析。
1077 数字牌照读取;汽车牌照读取
利用光学字符识别(1076)等技术读取汽车牌照。
1076 光学字符识别
利用计算机软件分析图片等自动识别特征。
事件探测——探测和识别道路上异常的交通状态,包括可能的事故。 2017 事件探测
探测交通事件(1019) 。
1019 事件、交通事件
负面影响交通流的异常和意外状态(包括事故) 。
事件处理——探测和识别交通事故, 并采取恰当的响应措施和交通处理手段 直到恢复正常的交通状态。
2016 事件管理
探测和识别交通事件, 并采取恰当的响应措施和交通处理手段直到恢复正常 的交通状态。
信息基础设施——数据库、 数据采集设备、 通讯系统和用来提供信息支持链 的数据处理过程。
1054 信息体系框架
对共享数据概念结构和数据含义的描述,并为信息交换提供基础。
1056 数字通讯体系框架
在所定义的环境中,为子功能共同提供通讯系统的一系列协议的一种描述。 基础设施维修管理——一种管理服务, 其中涵盖了 ITS 在管理方面与对道路、 通 讯和计算机等基础设施维护方面的应用。
2046 道路管理
检测道路及其周边环境(比如:路面、积雪、冰、风、雾) ,并在不利或危 险环境下进行必要的警告和维修。
互操作性—— ITS 所具有的一种功能, 可以为其他系统提供服务和接收其他 系统的服务 ,并且可以利用这些服务使系统共同运转得更有效。
车载标志——在车内显示的路边标志信息。 这些信息可以通过路边信标短距 离传输得到, 也可以通过车载数据存储器得到。 尤其是在夜间或恶劣天气环境行 车时,可以利用这些车载标志来提高驾驶员的效力。
7067 车载标志
通过例如抬头显示或者仪表板显示等在车内表达道路标志信息。
信息亭——设置在步行道的信息站或带键盘的广告柱。 智能交通出行者信息 亭能向用户提供多种智能交通服务,其中包括动态交通和运输信息、出行方向、 智能卡发放、出行预定和信息黄页。
服务水平——驾驶员和乘客描述交通状况和他们感受的定性度量。
1115 服务水平;交通流特性
基于像速度、出行时间、机动自由度、交通干扰、舒适和方便程度等服务特 性,描述交通流运行状况的定性量度。
逻辑体系框架 ----基于信息、 控制或功能来描述系统本质和这些方面相互关 系的模型。逻辑体系框架独立于任何硬件或软件方法。
1055功能体系框架;逻辑体系框架
对系统子功能的逻辑结构和它们之间信息交换的描述。
地图匹配 ----增强和纠正车载航位推测的技术, 计算机软件通过车载数字地 图跟踪车辆前进, 并且在航位推测估计的当前位置与地图上的最近点之间进行匹 配,以抵消传感器的累积误差。
7065地图匹配
通过观察资料和数字地图之间的匹配来提高定位的精度。
救援系统 ----在碰撞、 居民医疗或安全需要、 车辆故障或危险材料意外泄露 发生时, 能够快速通知警察、 紧急医疗服务、 消防、 拖车或路边维修服务的系统。 7058紧急事件自动呼叫
由车载装置(7002)或事件自动检测(2017)系统向基层工作者发出警报, 报告紧急事件的状况。
车载装置(OBE ) ----安装在车内的 ITS 装置。其他常用的术语有车载单元 (OBU)和和车内装置(IVE ) 。
7002车载装置(OBE ) ;车载单元(OBU ) ;车内装置;车内单元
车内或附联在车上的装置。
车载安全监测 ----感知车辆、 货物和驾驶员在高速行驶时安全状态的管理系
统。
7000系列 驾驶员辅助和车辆控制
车载驾驶员辅助是为了提高导航、操纵和对车辆的控制。
物理体系框架 -----为获得相关性能 (并不是配置或系统设计本身) , 硬件和 软件模块的物理构造及其相互联系。 以系统观点描述物理结构的物理体系框架并 不是对任何和特殊位置或装置(基础设施)的配置都有效。
1057物理体系框架
通常针对不同技术解决方案的自由度描述系统所有物理部分, 其中包括子系 统的划分。
车辆编队 -----在紧密联系的车辆跟随纵向控制下一组车辆的运行。其中紧 密关系是通过车辆组员之间的关于车辆移动和潜在异常状况的信息通信而实现 的。
2063车辆编队
车辆在出行中自愿或本能的组成车队。
公共运输管理:运输管理 (60001) -----公共运输管理包括:路线、 时刻表、 价格表、支付系统、终点站、场站和乘客信息等的规划。
参考模型 ----对一个体系框架的简单陈述或描述, 尤其是为了特意简化对系 统组成部分之间相互关系的分析。
1053参考模型
通过子功能的划分来描述系统中所有的结构, 并且阐述系统目标及系统基本 分布的模型。
路径诱导和导航 ----给用户按部就班的提供所要达到终点方向的服务。 7059路径诱导
根据选择标准,引导车辆跟随到达目的地的车载信息。
1128导航
定位(1127)并确定能够跟随到达已知目的地的方向。
智能卡 ----一种在像信用卡大小塑料卡片中埋入存储和处理信息的集成电 路的电子信息携带系统。
4008电子钱包
一种能够储存、存款、支付和保护其电子资金价值的 IC 卡(集成电路卡) 或类似装置。
系统体系框架 ----ITS 的部署框架。 一种对主要原理或目的以及他们之间的 相互联系所做的高层次描述。 围绕其提供的框架, 可以定义界面、 规范和细节系 统的设计。一个体系结构既不是一种产品的设计,也不是物理部署的详细说明。 1149系统体系框架
一系列描述整个系统中各个实体之间相互关系的概念和法则。
1051系统说明
系统(1046)的详细功能和技术描述。
交通控制 ----运用软硬件和实际人员来管理交通。 ITS 将附加的计算机能力 和先进的感知技术引入到了这个传统的交通运输工程领域。
2002交通控制
通过路标、标志、信号以及其他法律手段来控制交通流(1101) 。
2038城市交通控制
城市区域的网络交通控制(2035)
2039网络信号控制;区域交通信号控制;城市交通控制(2) (英国) 按照一定的标准, 通过控制路网中由信号控制的交叉口来使路网的性能到达 最优。
2029匝道控制、匝道调节、高速公路入口控制
在匝道上通过实施信号控制的手段控制车辆进入主路,以确保下游交通流 (1101)的流畅。
交通信息 ----通过“群体”方式(如可变信息版)或者个体车载终端,为驾 驶员提供动态交通和与交通有关的信息。 与出行信息相比, 交通信息通常具有时 间短、地理范围大和在路途中为驾驶员提供的特点。
3005交通信息
当前或预测的交通状况信息。
交通管理 ----结合交通标志和信号的半自动控制、 需求管理技术的应用以及 交通信息和简询, 在规定的管理区域 (包括城市内和城市间) 内获得最佳交通流 量的管理措施。
1007交通管理
通过需求管理(1010) 、交通信息(3005) 、交通控制(2002)和其他方法来 对交通流量(1101) (人、车和货物)进行管理、以确保运输系统有效、畅通、 安全以及合乎环境要求。
交通监测 ----通过闭路电视 (CCTV ) 或者其它自动手段观察路网上的交通状 况。
2001交通检测、交通监视
关于当前交通状况的数据收集和状况评估(1073) 。
2060探测车数据收集
使用特别装备的车辆来收集数据,例如行驶时间(1085) ,车速(1091)以 及像冲突、天气等周围环境的状况。
2061浮动车数据收集
使用随交通流一同行驶并积极适应交通车速(1091)的车辆来收集数据。 无线发射应答器 ----一种被安装在被检物体上的电子发射机 /应答器,当接 收到适当的信号时就会以无线电信号的方式发射信息到读取器上,通常指标签。 交通信息学; 交通的远程信息处理 ----在车或基础设施上, 利用信息和无线 通讯技术为运输提供服务的一组技术。
出行信息 ----在出行前提供信息以便制定出出行计划和出行预约, 并提供必 须的中途服务。 除了有更长的时间和地理范围外, 出行信息不同于交通信息之处 还在于它有多种多样的来源, 包括公共运输运营者, 铁路运营者, 旅游公司以及 黄页等。
3001交通和出行信息
提供与交通和出行相关的信息以便制定出出行计划(3045)和出行。 可变情报板(VMS ) ----通过可变的文字信息或图形符号等标志进行交通控 制并向驾驶员和出行者提供信息。
2008可变情报板(VMS ) ;动态情报板
一种可以显示预先确定的或者可自由设计信息的标志。
2010可变情报板;动态情报板
一种可以显示许多预先确定信息的标志。
2012可变方向标志
指示可供选择的路线的标志,它可以显示变化的方向。
视觉增强 ----通过非合作方式自主方法来提高驾驶场景的能见度, 在低于正 常能见度的情况下为驾驶员提供直接视觉信息。 (7021)
车辆动态称重 (WIM ) ----一项不用载重车辆在称重站停车就可称重的技术。 2058车辆动态称重
测量运动车辆的轴重。
黄页 ----用于向公众提供的一系列设施或服务 (例如旅馆, 修车厂) 集合的 术语。
3017服务信息,黄页信息
服务机构信息,如修车厂,加油站,商店,银行,邮局和医院。
范文四:论智能交通系统的发展
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
论智能交通系统的发展
作者:杨亚龙 刘金栋
来源:《科技探索》2013年第03期
摘要:对智能交通系统的起源和发展问题做了阐述,重点介绍了它的发展动因以及所依赖的基础技术,最后对它未来的发展趋势和预期效果做了展望。
关键词:智能交通 起源 发展 动因 技术基础
0、引言
近些年来随着经济的快速发展,交通状况也已经有了明显的改善。众所周知,经济的快速发展是离不开交通的发展,甚至可以说交通的发展状况对经济的发展有着决定性的作用。然而,当今各国各大城市都几乎面临着同样的问题,交通压力大交通资源不足等。当然,我国也不例外,如何解决这个问题呢?智能交通系统的大力发展就是我们解决交通问题的出发点和归根点。
1、智能交通系统的起源
“智能交通系统”(Intelligent Transport System,简称ITS )是20世纪80年代中期迅速发展起来的一门新学科,它是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。它研究21世纪的新型交通运输模式,是当前交通运输大学科的一个前沿领域,是新世纪交通运输专业的基础性课程。
随着社会进步和先进技术的应用,人们生活的方方面面都有了很大的变化。然而,在交通领域,自从用于交通控制的交通信号灯发明以来,一直没有其它方面大的革新。直到上世纪六七十年代,随着交通需求的增大,交通与环境和人们的需求之间的矛盾越来越大,人们便开始了对交通的重视和研究。智能交通系统最早可以追溯到20世纪七八十年代的一系列车辆导流系统新技术的开发和应用。1991年美国通过“地面交通效率法”(ISTEA ),俗称“冰茶法案”,从此美国的IVHS (Intelligent Vehicle Highway System,智能车辆高速公路)研究开始进入宏观运作阶段。1994年,美国将IVHS 更名为ITS 。
2、智能交通系统的发展
2.1 国外的发展状况
美国最早开始研究智能交通系统,随后欧洲、日本等国也相继加入了这一行列。经过多年的发展,美国、欧洲、日本成为世界ITS 研究的三大基地。目前,除美国、日本和欧盟三大ITS 研究基地外,智能交通的发展和研究在另外一些国家和地区也有了相当大的规模,如澳大
范文五:02-智能交通系统的发展
第二章 智能交通系统的发展
第一节 ITS 的基本概念
“智能交通系统”,简称ITS (Intelligent Transportation systems),是交通运输领域各种高科技技术系统的一个统称。凡是运用高新科学技术手段组成的、旨在改善交通状况、缓解交通问题的各种技术系统,都可称为ITS 。相关的高新技术主要包括信息技术、计算机技术、自动控制技术、通讯技术等。改善交通状况主要是指提高交通运输效率和提高汽车行驶性能;缓解交通问题主要是指减少交通事故和降低交通对环境的污染。
ITS 这一国际性术语于1994年被正式认定。在此之前,美国称这类技术或相关研究项目为“智能车辆道路系统(IVHS )”(Intelligent Vehicle Highway System );日本将这类技术称为UTMS 、VICS 等;欧盟则称之为“道路交通信息技术(RTI )”。国际标准化组织(ISO )为ITS 设立的专项叫ISO/TC-204,使用的术语是“TICS (交通运输信息与控制系统)”。
第二节 ITS 在美国
美国在60年代末就已研究开发电子导行系统ERGS (Electronic Route Guidance System)。后来,美国发现欧盟、日本都在致力于研究应用高新技术改善道路交通状况的课题;又考虑到在冷战结束后美国的许多军用高科技成果可转向民用,故中断了相关研究。1989年,由联邦运输部向国会提出了一个研发运用高科技成果改善道路交通的长达30年的战略计划,定名为IVHS ,并投资
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300多亿美元组织全国政府部门、高等院校、研究机构、产业界(包括众多咨询公司)投入这项研究。
1. IVHS战略计划
(1) 1989年IVHS 战略计划
1989年美国制定了IVHS 的研究总目标、研究的分系统及研究内容等。确定其研究目标是:
① 使用信息技术、计算机自动控制等高新技术建立先进的交通管理系统,提高城市道路与城际高速道路网的运营效率。
② 通过车内、车外信息系统,向驾驶员提供交通状况及驾驶所需有关信息及行驶路线导行信息,使车辆可以最短时间到达目的地。
③ 用车内安全报警系统提高驾驶员注意力,提高交通安全性。
④ 用安全报警系统、辅助驾驶系统、车辆辨识系统等提高货车等商用车的运行效率、安全性与可靠性。
⑤ 用出行信息系统给旅行者提供各类交通信息,提高交通服务水平,使出行方便、畅通、舒适。
⑥ 改善车辆在道路上的运行状态,降低交通对环境的污染。
⑦ 发展交通运输系统智能化、信息化设施新产业。
战略计划中的IVHS 分成四个分系统:先进的交通管理系统(Advanced Traffic Management System ,简称ATMS )、先进的交通信息系统(Advanced Traveler Information System ,简称ATIS )、商用车运行管理系统(Commercial Vehicle Operation System ,简称CVOS )、先进的车辆控制系统(Advanced Vehicle Control System,简称A VCS )。
(2)1991年的ISTEA
1991年美国又提出新一轮的道路交通建设法案,即简称ISTEA (Intermodal Surface Transportation Efficiency Act) 的《陆上综合交通运输效率化法案》,被美国交通运输界誉为确立美国交通运输新政策的一部划时代的交通运输建设新法案。这就是著名的“冰茶法案”。法案中,把IVHS 的研究开发置于道路交通建设政策的中心项目的位置,并规定了研究开发IVHS 的巨大投资计划。
(3) 1992年IVHS 战略计划
美国1992年再次提出的IVHS 战略计划,把四大分系统的研究课题分为两大类:“研究开发”与“运行测试”。前者是IVHS 的基础研究,后者是把基础研
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究成果推向实际应用前的论证阶段。
从美国IVHS 战略计划的研究内容可见:IVHS 不仅涉及所需的高新技术,还涉及实施运行后,IVHS 对社会、经济、法律、土地使用及人们出行行为的影响,以及所需采取的管理制度的建立等研究内容。可见,IVHS 不仅使交通运输建设与运行管理走上高科技之路,使交通运输产生划时代的改变,而且将对社会、经济、法律、土地使用产生深远的影响。
2. 研究IVHS 的组织机构
1989年美国有一个民间组织,叫Mobility-2000,自发开展有关促进协调研究IVHS 的工作。提出IVHS 战略计划后,考虑到这样庞大的研究计划涉及学科众多,于是美国运用二战中组织大型科研项目的成功经验,在国家的主持下,于1990年成立研究工作的组织、管理与协调专门机构,组织来自全国各部门(政府部门、高等院校、研究机构、企业单位、咨询公司等)、各学科的专家、学者、管理人员共同协作完成IVHS 研发任务。这个组织机构开始取名为IVHS-America (Intelligent Vehicle Highway Society-America)。
3. 从IVHS 到ITS
1994,美国根据IVHS 的实际在研项目,认为IVHS 的名称已不能覆盖其全部内容,因而把IVHS 改名为ITS 。在原IVHS 四大分系统基础上再增加两个分系统,先进的公共交通系统(Advanced Public Transit System,简称APTS )和先进的乡村交通系统(Advanced Rural Transportation System ,简称ARTS ),形成现在的ITS 研究的构架。与此同时,原组织机构IVHS-America 也随之更名为ITS-America 。
4. 时间节约战略
1996年1月,美国联邦运输部又发布了“交通运行时间节约战略”。在这个“战略”中提出了ITI (Intelligent Transportation Infrastructure)“智能交通运输基础设施”的新概念,就是要通过美国75个城市“智能交通运输基础设施”的建设,在今后10年内,实现旅行时间缩短15%的一项计划,借以加强ITS 研究成果的实施,推进ITS 设施产业的发展。
ITI “智能交通运输基础设施”概念的提出及其在美国75个城市中的实施, ·8·
加上日本在全国推广VICS 及其ITS 设施建设的响应与国际上ITS 的激烈竞争表明:新世纪的交通运输基础设施已不再是传统的土建设施,而是土建加ITS 设施的综合,这是对传统交通运输基础设施观念的一个彻底更新。无疑,没有强有力的产业经济利益的支撑,美国是不会提出这样的“战略”的。
5. ITS的效益
(1) 美国于1990年在达拉斯(Dallas )召开了全国IVHS 会议,对当时IVHS 的效益作了定性的描述,认为:IVHS 可以促进全国交通运输业的发展,汽车工业将有一个飞跃,现有路网将被更加有效地使用,旅行者的出行将更安全、方便、通畅、舒适,能源将大大节省,环境将得到改善。
(2) Mobility-2000曾对美国应用IHVS 技术的潜在效益作过分析,基本结论如下:
① 可使都市地区的交通阻塞损失降低25%~40%。以1990年美国因交通阻塞损失1000亿美元计,因IVHS 每年至少可减少损失250亿美元。这项效益还将因交通量的逐年增长而增加。
② 到2010年,估计每年可以减少交通事故死亡11500人及220亿次交通事故;到2020年可以减少交通事故死亡33500人,交通事故650亿次。
③ 此外尚可带来减少能源消耗,降低大气污染,提高城市运输生产力的效益。
④ 各相关产品的国际国内市场效益,估计到2000年可达每年280亿美元。 Mobility-2000对IVHS 计划成本估计包括研究、开发、测试、设计、安装,共约350亿美元。这是以美国250个大都市、18000里高速公路上全部使用IVHS 为前提的。分项成本如下:
① 研究开发成本约14亿美元;
② 测试经费约30亿美元;
③ 实施安装成本约300亿美元;
④ 此外车主大约要花费800~1000美元购买车内有关设备。
若单计降低交通拥挤损失及产品市场效益两项,以上成本一年即可全部回收。
(3)美国得克萨斯(Texas )州运输部对IVHS 的效益估计
ATMS 可减少停车次数30%,降低行驶时间13%~45%;ATIS 又可降低行驶时间10%~15%;CVO 可提高货运效率;A VCS 可减少交通事故,提高道路
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通行能力,减少废气排放8%~15%。
(4)美国实施ITS 取得的实效
◆ ATMS 在密歇根(Michigan )使高峰期间车速提高19%,在密苏里(Missouri )使高峰期间车速提高35%;
◆ ATIS 使行驶时间缩短了19%;
◆ A VCS 使公共汽车交通事故降低20%。
第三节 ITS 在日本
1. 研究ITS 的简要历史
(1) 1971年日本就开始研究开发CACS (Comprehensive Automobile Control System ),1979年完成,未能实施;
(2)1984年建设省研究开发RACS (Road Automobile Communication System ),1991年完成,未能实施;
(3) 1987年警察厅研究开发AMTICS (Advanced Mobile Traffic Information and Communication System),1991年完成,也未能实施;
(4) 1991年,在上述系统基础上,警察厅、建设省、邮电省联合开发VICS (Vehicle Information and Communication System),1993年完成,1994年开始在东京试运行,获得成功,1996年在东京1都3县开始服务,1997年组织全国推广。
(5)1993年,日本提出UTMS (Universal Traffic Management System)计划,全面展开研究ITS 。UTMS 包括六个分系统:
◆ ITCS (Integrated Traffic Control System)集成交通控制系统;
◆ AMIS (Advanced Moblie Information System)先进车辆信息系统;
◆ MOCS (Mobile Operation Control System)车辆运行控制系统;
◆ DRGS (Dynamic Route Guidance System)动态路线导行系统;
◆ PTPS (Public Transportation Priority System)公共交通优先系统;
◆ EPMS (Environment Protection Management System)环境保护管理系统。
(6)1995年,在横滨召开的第二届世界ITS 会议后,把所有研究项目也统 · ·10
称为ITS 。
2. ITS基本国策
日本研发ITS 的基本政策是从“基本方针”、“实施方针”到“ITS 总体构想”。
(1) “基本方针”
1995年2月,日本政府制定了“推进实施高度信息通信社会的基本方针”;6月,日本内阁会议正式通过。在“基本方针”5个研究领域中,道路交通情报化研究被列在首位。
(2) “实施方针”
同年,在“推进实施高度信息通信社会的基本方针”的基础上,由与研究ITS 有关的四省一厅(建设省、通产省、运输省、邮电省以及警察厅)联合制定并宣布了“在道路、交通、车辆领域实施信息化的方针”,“实施方针”向国内外表明了日本政府对于推进研究开发ITS 的积极姿态。其目的在于:组织推进政府、产业界与学术界联合开发研究ITS ,并于21世纪初把各种系统陆续投入实用,构成ITS 体系。
① 实施措施
“实施方针”提出11条实施措施:
制定总体构想 基础设施布设 系统的兼容适应性 组织研究管理机构 开发ITS 的实用化 国际合作
研究与开发项目 法制、制度的配合考虑 ITS 国际会议
实施测试内容 标准化
② “实施方针”研究领域
“实施方针”计划研究开发9个领域:
导行系统 公共交通优先
自动收费系统 商用车辆高效化
安全驾驶系统 行人
交通管理最优化 紧急车辆运行
道路管理高效化
(3)“ITS 总体构想”
1996年7月,在“实施方针”基础上,日本的四省一厅联合制定并出版了“推进ITS 总体构想”。
①“总体构想”的目的
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使国民深入理解ITS 的必要性和通过统一产、学、官各界目标推进ITS 实用化的研究开发。
②“总体构想”研究计划
“总体构想”研究计划在“实施方针”9个开发领域的基础上,进一步明确20项为用户服务项目。
应“总体构想”的提出,1996年日本政府安排596亿日元用于ITS 实用化和改善基础设施,74亿日元用于ITS 的研究开发,用高额的财政支持来加紧推进ITS 的研究与开发应用。
3. 研究ITS 的组织机构
为研究开发ITS ,日本政府及民间曾成立不少组织机构,主要有:
(1) HIDO
日本1984年就已成立HIDO (Highway Industry Development
Organization )财团法人“道路新产业开发机构”,专门资助ITS 研究成果的开发应用及产业化。
(2)UTMS-JAPAN
1993年配合UTMS 的提出,成立UTMS-JAPAN (Universal Traffic Management Society of Japan)“日本通用交通管理系统研究促进协会”。
(3)VERTIS
1994年开始,效仿美国、欧洲,四省一厅联合组织成立全国统一的研究开发ITS 的组织机构——VERTIS (Vehicle, Road and Traffic Intelligence Society),即“车辆、道路和交通智能化协会”。
4. ITS的效益分析
(1) 交通效益
日本对ITS 的效益估计见表2-1。
表2-1 日本ITS 交通效益估计
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(2) ITS 的收益投资比
日本ITS 的收益投资见下表2-2。
表2-2 日本ITS 收益投资估计
资为1.2兆日元,收益可达7.7兆日元,相当于投资的6倍之多。
第四节 ITS 在欧洲
欧洲80年代初期,德、英、法等国纷纷先后各自研究自己的系统:德国的LISB ,英国的AUTOGUIDE ,瑞典的ARISE ,法国的MARATHON ATLAS等。欧共体经济合作与发展组织(OECD )对此做了调查,并对各国的研究成果作了评价。1988年发表了题为《路线导行与车内通讯系统》的调研报告,认为:应用现代信息与通讯技术等高科技的路线导行系统,将会使道路交通发生显著的变化。基于这样的认识,OECD 将努力促进这一领域的研究开发。
1. DRIVE计划
DRIVE(Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe)计划是欧共体由政府组织的一项研发计划,1987年欧共体运输部长联席会议开始筹划,1988年开始执行。组织12个国家的高校、研究中心、企业等各方面,累计有70多家单位参加合作研究。其目标是:降低道路交通事故,加强道路交通安全,提高原有设施的运行效率,降低交通对环境的污染等。
(1) DRIVE-I ──计划的起始阶段:从1988年至1991年。研究内容集中于基础研究与标准研究,分成四个方面:总体问题和建模,出行者行为分析和交通安全,交通控制与服务,以及通信与数据库。
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第一阶段DRIVE-I 计划已于1991年告一段落,取得的成果包括:移动无线通信的动态路线导行系统、交通事故自动检测系统、数字地图、交通控制与管理知识库系统、交通控制新策略新算法、交通控制与路线导行综合系统、全欧出行规划系统等。
(2) DRIVE-II
DRIVE-II 的基本目标是:a. 使DRIVE-I 研究成果付诸实用;b. 建立通用系统规范。
(3) 从DRIVE-II 到TELEMATICS
DRIVE 计划第三阶段DRIVE-III ,或称交通运输信息通讯技术是一项环绕道路交通运输、航空运输、铁路和水路运输、多方式联合运输的综合性研究计划。
2. PROMETHEUS计划
1986年14家欧洲汽车制造商联合提出PROMETHEUS 计划(Program for Europe Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety),将其作为欧洲EUREKA 联合开发项目的一个组成部分,其目的是探清研究的必要性,确定研究方向和内容,并拟订研究计划。
(1) 开发目标、项目
PROMETHEUS 环绕五个开发目标:
◆ 安全:研究预防交通事故系统;
◆ 经济:降低油耗;
◆ 高效:提高道路通行能力;
◆ 方便:减轻司机驾驶负担;
◆ 环境保护:降低交通对环境的污染。
研究与开发项目分为两大类:第一类是基础研究,由高校、研究院承担,共70个研究机构参加。第二类是应用研究,由汽车制造商承担,共有103家厂商参加。
(2) 研究成果
PROMETHEUS 规定的研究开发和现场测试项目的研究成果分成9类。这些成果已于1994年10月在巴黎举行的94’智能车辆学术会上展示。
(3) 从PROMETHEUS 到PROMOTE
上述展示标志PROMETHEUS 结束,随之PROMOTE (Program for Mobility in Transportation in Europe)计划开展了。PROMOTE 从1995年开始,计划4年
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完成。PROMOTE 围环绕各种不同的交通方式研究其智能化措施。
PROMETE 并非PROMETHEUS 的简单继续,两者区别如下: 研究内容从
车辆技术移向交通管理系统与安全系统; 参与者不仅是汽车制造商,也包括电
子公司和道路管理者。
3. 研究TELEMATICS 的组织机构
欧盟随美国ITS-America 的成立,于1992年筹组成立与ITS-America 相当
的RETICO (European Road Transport TELEMATICS Implementation Organization)
机构,统一协调TELEMATICS 的研究。
第五节 ITS 在中国
20世纪90年代初,我国的相关学者已经意识到研究和开发ITS 的重要性。
在20世纪90年代中期,由于受到国外ITS 研发的影响,政府部门也开始重视
对ITS 的研究,随后,又得到中央部门和部分地方政府的支持,例如:国家科
技部、交通部、铁道部、信息产业部、国家技术监督局等,以及北京、上海、
深圳、广州、济南、青岛、杭州、厦门、中山等。
1999年,我国成立了全国智能交通系统(ITS )协调指导小组及办公室,同
年,又成立了全国智能交通运输系统(ITS )专家咨询委员会,其中,同济大学、
清华大学、北方交通大学、北京航空航天大学、吉林工业大学、东南大学等高
校的有关专家为咨询委员,并启动了国家 “九五”科技攻关课题和国家“十五”科
技攻关课题。
第六节 ITS 子系统概貌
总结美国、日本、欧盟研发ITS 的进程,可以得出如表2-3所示的美、日、
欧研发ITS 的计划中其分系统名称及变迁表。应该指出,我国在“九五攻关”
项目中,在借鉴美国、欧盟、日本的ITS 子系统建立经验的基础上,也确立了
中国的ITS 子系统。
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第二章 智能交通系统的发展
表2-3 美国、日本、欧洲研发ITS 计划中子系统名称及变迁对照
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城市交通与智能交通
思考题
1.世界各国为何要投入巨大人力、财力致力于ITS 的研究和开发?
2.ITS 在我国有无研究应用的必要性?试以上海市为例,加以说明。
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