主講人：王怡安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院項目一、認識智能交通系統(tǒng)（ITS）

任務(wù)2ITS的理論基礎(chǔ)和發(fā)展概況

課程簡介智能交通系統(tǒng)——理論基礎(chǔ)01通信03計算機軟件05管理科學(xué)07控制科學(xué)04人工智能信息0208交通運輸行為科學(xué)0609系統(tǒng)科學(xué)第一節(jié)信息論和信息技術(shù)狹義信息論主要研究有關(guān)通信的問題，屬于物理學(xué)科的范疇。由于控制論中指出了在動物和機器中的通信和控制有著共同的規(guī)律，所以狹義信息論很快就發(fā)展為廣義信息論。狹義信息論廣義信息論的研究除了通信外，還包括心理學(xué)、語言學(xué)、遺傳學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)等方面的內(nèi)容。信息論成了探索生物世界和物理世界共同規(guī)律的一門綜合性新科學(xué)，并且很快擴展到社會科學(xué)領(lǐng)域。廣義信息論第一節(jié)信息論和信息技術(shù)信息技術(shù)信息技術(shù)是指為實現(xiàn)信息的獲取、識別、發(fā)送、顯示、變換、傳輸、處理、存儲、提取、控制等作業(yè)所需要的工具設(shè)備以及有關(guān)的技能和方法的總稱。簡言之，凡是應(yīng)用信息科學(xué)的原理和方法從事與信息有關(guān)作業(yè)的技術(shù)都是信息技術(shù)。電報、電話的發(fā)明，表示人類第一次掌握了通信技術(shù)。信息技術(shù)是以現(xiàn)代科學(xué)的重要分支—信息論為理論基礎(chǔ)的。信息的感測技術(shù)和顯示技術(shù)是信息技術(shù)的重要組成部分。信息獲取技術(shù)還包括信息傳感技術(shù)。第一節(jié)信息論和信息技術(shù)信息顯示技術(shù)是指對人即操作人員的顯示，把儀器的測量結(jié)果，用人的感官能感受的信號形式顯示出來，以便操作人員正確而及時的采取控制措施，完成自己的信息作業(yè)。信息顯示技術(shù)發(fā)信號顯示記錄第二節(jié)通信技術(shù)通信技術(shù)人類在生產(chǎn)活動中將帶有信息的信號，通過某種系統(tǒng)由發(fā)送者傳送給接收者，這種信息的傳輸過程就是通信。

發(fā)射機接收機信道第二節(jié)通信技術(shù)數(shù)字圖像通信個人通信計算機通信網(wǎng)絡(luò)多媒體通信移動衛(wèi)星通信它是指人與人、人與機器、機器與機器之間互通信息的技術(shù)。建立這種網(wǎng)絡(luò)主要是傳輸數(shù)據(jù)信息，即將遠方的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與計算機相連接，進行信息處理與資源共享。其通信方式不是“通信到戶”，而是“通信到人”，可實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻等各種通信業(yè)務(wù)。圖像通信與語音通信相比，信息量大得多，因此傳輸信道要寬得多。通常是指利用衛(wèi)星中繼站實現(xiàn)地面、空中、海上的移動用戶間或移動用戶與固定用戶間的相互通話第三節(jié)計算機管理技術(shù)世界上最古老的“計算機”是中國的算盤，它也是最早用于經(jīng)濟管理的計算工具。第三節(jié)計算機管理技術(shù)1946年第一臺通過數(shù)字電子計算機誕生以來，人們就在尋求著利用計算機來模擬、延伸、擴展人類的智能，把計算機引入到管理領(lǐng)域，從而產(chǎn)生了計算機管理系統(tǒng)。第四節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機科學(xué)技術(shù)與通信科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂計算機網(wǎng)絡(luò)，就是把分布在不同地理區(qū)域的計算機與專門的外部設(shè)備用通信線路互連成一個規(guī)模大、功能強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。第四節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)第一階段局域網(wǎng)絡(luò)和OSI/RM的出現(xiàn)第三階段資源共享網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生第二階段第五節(jié)GPS和GIS技術(shù)

GPS（globalpositionsystem）技術(shù)，即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)，是利用分布在高空的多顆人造衛(wèi)星對地面上的目標(biāo)進行測定并進行定位和導(dǎo)航。空間和地面的災(zāi)害監(jiān)測地面和空中的交通管制對地面目標(biāo)的精確定時和定位對船舶和飛機及其他飛行物的導(dǎo)航第五節(jié)GPS和GIS技術(shù)GIS（GeographicInformationSystem）技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)。它利用計算機建立地理數(shù)據(jù)庫，將地理環(huán)境的各種要素包括地理空間分布狀況和所具有的屬性資料，進行數(shù)字存儲，利用計算機分析和處理功能，建立起一套有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)通過對多要素的綜合分析，可以方便迅速地獲取信息，滿足應(yīng)用研究的需要，并能以圖形和數(shù)字元兩種方式來表示結(jié)果。為智能交通系統(tǒng)提供數(shù)字化平臺53道路設(shè)計和維護2公路網(wǎng)規(guī)劃第五節(jié)GPS和GIS技術(shù)簡言之，交通地理信息系統(tǒng)是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的信息系統(tǒng)，是GIS技術(shù)在交通領(lǐng)域的延伸，是GIS與多種交通信息分析和處理技術(shù)的集成。具體說來，它的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個方面：運輸企業(yè)運營管理4電子地圖的應(yīng)用1第六節(jié)控制理論和控制技術(shù)經(jīng)典控制理論是初期理論，這一時期大約在20世紀(jì)40～50年代。該理論主要用于單輸入和單輸出的線性常系數(shù)系統(tǒng)（或線性定常系統(tǒng)）。經(jīng)典控制理論對線性定常系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)的研究，常常采用傳遞函數(shù)來描述系統(tǒng)的輸入和輸出之間的關(guān)系。經(jīng)典控制論現(xiàn)代控制論第六節(jié)控制理論控制理論和控制技術(shù)隨著現(xiàn)代工業(yè)朝著大型化、連續(xù)化和自動化的方向發(fā)展，工程系統(tǒng)由于復(fù)雜和高精度要求，其趨勢也朝著更加復(fù)雜的方向發(fā)展。而復(fù)雜系統(tǒng)可能是多輸出的，也可能是時變的。對于這類形態(tài)指標(biāo)要求嚴(yán)格的復(fù)雜系統(tǒng)，經(jīng)典控制理論就無能為力了。于是，1960年前后發(fā)起了一種新的理論和方法，即現(xiàn)代控制理論。第六節(jié)控制理論和控制技術(shù)現(xiàn)代控制理論不同于經(jīng)典控制理論，后者只能適應(yīng)于線性定常、單輸入單輸出的系統(tǒng)。

現(xiàn)代控制理論卻可用于多輸入多輸出的系統(tǒng)，系統(tǒng)本身可以是線性的或非線性的、定常的或時變的。它不僅適用于多輸入多輸出系統(tǒng)，適應(yīng)于非線性系統(tǒng)和時變系統(tǒng)，而且還為最佳控制問題的研究帶來了方便?，F(xiàn)代控制論與經(jīng)典控制論區(qū)別第六節(jié)控制理論和控制技術(shù)集中控制分散控制多級梯階控制控制技術(shù)第六節(jié)控制理論和控制技術(shù)集中控制方式就是由中央控制室對被控制過程或?qū)ο筮M行集中控制。所有信息都集中到中央控制室，作為決策和控制的基礎(chǔ)，所有控制指令也都有中央控制室直接發(fā)出。集中控制第六節(jié)控制理論和控制技術(shù)分散控制方式是由若干控制器來共同完成大系統(tǒng)的總?cè)蝿?wù)。每個分散控制器只需獲得大系統(tǒng)的部分信息，對系統(tǒng)的各個組成部分和過程進行局部控制。分散控制第六節(jié)控制理論和控制技術(shù)多級梯階控制是一種既能兼顧集中控制方式和分散控制的優(yōu)點，又能克服兩者缺點的新型控制方式。多級梯階控制第七節(jié)ITS的發(fā)展概況一、智能交通系統(tǒng)的研究與開發(fā)ITS的產(chǎn)生起源于汽車和公路交通運輸?shù)陌l(fā)展。早在20世紀(jì)30年代，美國通用汽車公司和福特汽車公司就倡導(dǎo)和推廣過“現(xiàn)代化公路網(wǎng)”的構(gòu)想。20世紀(jì)60年代末，美國開始智能交通系統(tǒng)方面的研究。進入20世紀(jì)80年代，計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通信和電子控制技術(shù)等有了飛速的發(fā)展。最近幾年，ITS以驚人的速度發(fā)展，世界上許多發(fā)達國家爭先恐后進行開發(fā)研究，出現(xiàn)了激烈競爭的場面，并形成了美國、歐洲和日本三大體系。第七節(jié)ITS的發(fā)展概況美國的ITS開發(fā)在短短的數(shù)年里得到迅速發(fā)展，開發(fā)范圍亦擴展到整個系統(tǒng)，包括鐵路與公路混合運輸。從1992年起，ITS開發(fā)進入實地實驗階段，先后在美國進行的大規(guī)模實驗達20余次，其中包括：

交通誘導(dǎo)

交通信息系統(tǒng)

重車電子牌照第七節(jié)ITS的發(fā)展概況

歐洲最早的ITS項目是20世紀(jì)70年代初期進行的科技研究領(lǐng)域的合作項目COST30（CooperationinthefieldofScientificandTechnicalResearch）。效率便利環(huán)境保護安全經(jīng)濟“尤里卡”（EUREKA）ROMETHEUS子項目第七節(jié)ITS的發(fā)展概況日本的九大領(lǐng)域

日本ITS的發(fā)展幾乎與歐洲同時起步。1973年，有日本通商產(chǎn)業(yè)省投資80億日元，進行了日本第一個ITS項目，機動車綜合控制系統(tǒng)（CACS：ComprehensiveAutomobileControlSystem），重點研究車載動態(tài)路線指示系統(tǒng)。第七節(jié)ITS的發(fā)展概況世界ITS發(fā)展歷程第七節(jié)ITS的發(fā)展概況

始于1994

舉辦組織：ITSAmerica，ERTICO,ITSJapan

其他成員組織：

ITSKorea,ITSAustralia,ITSCanadaITS世界大會第七節(jié)ITS的發(fā)展概況在總體框架指導(dǎo)下，應(yīng)加強以下三個方面的研究。01提高路網(wǎng)（包括綜合樞紐部分）通過能力（或通行能力）、利用效率和以合理交通結(jié)構(gòu)為中心的近期ITS項目研究。02機車車輛、機動車輛、船舶等監(jiān)控系統(tǒng)，包括車船利用、調(diào)度、指揮、運行等方面的智能化方面的研究。03車路綜合和交通運輸智能化管理系統(tǒng)，把路網(wǎng)信息與車輛信息結(jié)合起來，實現(xiàn)交通運輸?shù)闹悄芑?。第七?jié)ITS的發(fā)展概況發(fā)達國家之所以如此競爭開發(fā)ITS原因很多，主要有以下幾點。01交通需求日益增加，供需矛盾日益突出，對環(huán)境的影響也日益嚴(yán)重。02道路交通阻塞日益嚴(yán)重。03巨大的經(jīng)濟效益。第七節(jié)ITS的發(fā)展概況二、我國研究開發(fā)ITS要解決的問題1.制定我國ITS計劃，應(yīng)分層次并有所側(cè)重根據(jù)我國的實際情況，可將我國智能交通規(guī)劃的開發(fā)研究分成幾個層次進行。01第一層次是編制我國ITS的總體框架02第二層次是編制分運輸方式的ITS發(fā)展規(guī)劃03第三層次是重點實施ITS工程項目計劃第七節(jié)ITS的發(fā)展概況二、我國研究開發(fā)ITS要解決的問題2.大城市公共交通ITS的開發(fā)研究城市交通中，優(yōu)先發(fā)展公共交通是我國發(fā)展城市交通的基本政策，為此發(fā)展城市公共交通ITS是城市交通建設(shè)的重點。01促進交通結(jié)構(gòu)的合理化02實現(xiàn)公共交通優(yōu)先政策03研究公共汽車專用車道、優(yōu)先車道、有線信號