2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號內(nèi)。）1.智能交通系統(tǒng)（ITS）的核心目標(biāo)之一是提升交通網(wǎng)絡(luò)的（）。A.物理容量B.通行效率C.建設(shè)成本D.運(yùn)營管理復(fù)雜度2.在交通系統(tǒng)建模中，將交通網(wǎng)絡(luò)抽象為由節(jié)點(diǎn)和邊組成的圖，通常使用（）進(jìn)行表示和分析。A.隨機(jī)過程B.模糊數(shù)學(xué)C.圖論方法D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.V2X（Vehicle-to-Everything）技術(shù)中，V2I指的是車輛與（）之間的通信。A.車輛B.道路基礎(chǔ)設(shè)施C.行人D.車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器4.交通信號控制策略中，旨在減少車輛平均等待時(shí)間的是（）。A.感應(yīng)控制B.定時(shí)控制C.混合控制D.自適應(yīng)控制5.使用系統(tǒng)動力學(xué)方法研究交通系統(tǒng)時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注的是（）。A.交通流的實(shí)時(shí)分布B.路徑規(guī)劃的算法效率C.系統(tǒng)各要素間的反饋機(jī)制和動態(tài)行為D.傳感器數(shù)據(jù)的精確采集6.在智能導(dǎo)航系統(tǒng)中，路徑規(guī)劃算法的目標(biāo)通常是在滿足約束條件的前提下，尋找（）。A.路線最短B.時(shí)間最少C.速度最高D.以上都是（視具體算法和需求而定）7.以下哪項(xiàng)技術(shù)不屬于典型的智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)范疇？（）A.高清地圖構(gòu)建B.車輛自動識別（VRI）C.道路自動駕駛D.能源期貨交易8.對于大型復(fù)雜的智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目，采用系統(tǒng)工程的瀑布模型進(jìn)行開發(fā)管理，其主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.靈活性高，易于調(diào)整B.開發(fā)周期短，成本低C.各階段目標(biāo)明確，邏輯清晰D.用戶參與度高9.智能交通系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，主要用于（）。A.實(shí)時(shí)路況信息的發(fā)布B.從海量交通數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)潛在模式、規(guī)律和知識C.交通信號燈的自動控制D.車輛定位精度的提升10.隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，對個(gè)人隱私保護(hù)提出的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻，這主要體現(xiàn)在（）。A.交通數(shù)據(jù)采集量巨大B.數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)安全性降低C.信息系統(tǒng)被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)增加D.以上都是二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上。）1.智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究強(qiáng)調(diào)將________、________和信息技術(shù)深度融合。2.交通流理論中的________模型是描述交通流基本特性的重要理論工具。3.車聯(lián)網(wǎng)（V2X）通信是實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同的關(guān)鍵基礎(chǔ)，其應(yīng)用場景包括________和________等。4.交通系統(tǒng)績效評價(jià)的常用指標(biāo)包括交通擁堵程度、________和出行安全性等。5.系統(tǒng)工程方法論中的WBS指的是________。三、名詞解釋（每題5分，共20分。請給出簡潔、準(zhǔn)確的定義。）1.自適應(yīng)交通信號控制2.車路協(xié)同系統(tǒng)（CVIS）3.系統(tǒng)建模與仿真4.交通系統(tǒng)脆弱性四、簡答題（每題8分，共32分。請簡要回答下列問題。）1.簡述智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究的基本流程。2.比較感應(yīng)控制交通信號燈與定時(shí)控制交通信號燈的主要區(qū)別。3.簡述車聯(lián)網(wǎng)（V2X）技術(shù)在提升交通安全方面的主要作用。4.簡述系統(tǒng)動力學(xué)方法在智能交通系統(tǒng)分析中的應(yīng)用價(jià)值。五、論述題（12分。請就以下問題展開論述。）結(jié)合系統(tǒng)科學(xué)與工程的理論和方法，論述在智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中，如何進(jìn)行有效的系統(tǒng)需求分析？試卷答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。）1.B解析：智能交通系統(tǒng)（ITS）的核心目標(biāo)是通過信息技術(shù)提升交通運(yùn)輸系統(tǒng)的整體效益，其中通行效率是關(guān)鍵指標(biāo)之一。A選項(xiàng)物理容量是基礎(chǔ)設(shè)施能力；C選項(xiàng)建設(shè)成本是成本考量；D選項(xiàng)并非ITS追求的目標(biāo)。2.C解析：交通網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是由節(jié)點(diǎn)（交叉口、起點(diǎn)終點(diǎn)等）和邊（路段）組成的圖結(jié)構(gòu)，圖論方法是研究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、連通性、路徑優(yōu)化等問題的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)工具。3.B解析：V2X通信中，V代表Vehicle（車輛），I代表Infrastructure（基礎(chǔ)設(shè)施），V2I即車輛與道路側(cè)設(shè)施（如交通信號燈、路側(cè)單元RSU等）的通信。4.D解析：自適應(yīng)控制信號燈能夠根據(jù)實(shí)時(shí)交通流量變化動態(tài)調(diào)整配時(shí)方案，其核心目標(biāo)是在變化的交通條件下優(yōu)化交通流，從而通常能更好地減少車輛平均等待時(shí)間。A選項(xiàng)感應(yīng)控制主要檢測檢測器處流量；B選項(xiàng)定時(shí)控制按預(yù)設(shè)時(shí)序運(yùn)行；C選項(xiàng)混合控制是兩者結(jié)合。5.C解析：系統(tǒng)動力學(xué)關(guān)注系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分（要素）之間的相互關(guān)系、反饋回路以及系統(tǒng)整體的動態(tài)行為和長期趨勢，這對于理解復(fù)雜交通系統(tǒng)至關(guān)重要。A、B、D是交通工程的具體技術(shù)或現(xiàn)象。6.D解析：路徑規(guī)劃的目標(biāo)是根據(jù)用戶需求（如時(shí)間最短、距離最短、費(fèi)用最低等）和約束條件（如道路限制、交通規(guī)則等）尋找最優(yōu)或滿意的路徑，具體目標(biāo)可能不同。7.D解析：A、B、C均為典型的ITS工程技術(shù)內(nèi)容，涉及數(shù)據(jù)采集、通信、控制等。D選項(xiàng)能源期貨交易屬于金融領(lǐng)域，與ITS工程技術(shù)無直接關(guān)系。8.C解析：瀑布模型是一種線性順序的軟件開發(fā)模型，其優(yōu)點(diǎn)在于階段劃分清晰，目標(biāo)明確，文檔規(guī)范，便于管理和控制。A選項(xiàng)描述迭代模型；B選項(xiàng)描述敏捷開發(fā)；D選項(xiàng)描述參與式設(shè)計(jì)。9.B解析：數(shù)據(jù)挖掘是從大規(guī)模數(shù)據(jù)集中提取有價(jià)值信息的過程，ITS產(chǎn)生海量交通數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘可以發(fā)現(xiàn)交通模式、預(yù)測擁堵、優(yōu)化管理策略等。A、C、D是ITS的具體應(yīng)用或挑戰(zhàn)。10.D解析：智能交通系統(tǒng)收集大量個(gè)人位置和行為信息，數(shù)據(jù)量巨大（A），通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸（B），信息系統(tǒng)本身也可能成為攻擊目標(biāo)（C），這三方面都帶來隱私保護(hù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。二、填空題（每空2分，共20分。）1.交通工程；信息工程2.流體3.協(xié)同駕駛；信息發(fā)布4.出行時(shí)間5.工作分解結(jié)構(gòu)（WorkBreakdownStructure）三、名詞解釋（每題5分，共20分。）1.自適應(yīng)交通信號控制：指交通信號燈的配時(shí)方案（綠燈時(shí)長、周期時(shí)長等）能夠根據(jù)實(shí)時(shí)檢測到的交通流量、排隊(duì)長度等數(shù)據(jù)自動調(diào)整，以適應(yīng)交通狀況的變化，從而優(yōu)化交叉口通行效率。2.車路協(xié)同系統(tǒng)（CVIS）：指通過無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施（如路燈、信號燈、交通監(jiān)控中心等）之間信息交互、協(xié)同工作的智能交通系統(tǒng)，旨在提升交通安全、效率和舒適性。3.系統(tǒng)建模與仿真：指運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型（如數(shù)學(xué)方程、邏輯關(guān)系等）對實(shí)際系統(tǒng)（如智能交通系統(tǒng)）的結(jié)構(gòu)、行為和動態(tài)特性進(jìn)行抽象和表達(dá)，并通過計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)行模型，以分析系統(tǒng)性能、驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案或預(yù)測系統(tǒng)行為。4.交通系統(tǒng)脆弱性：指交通系統(tǒng)在面對內(nèi)外部擾動（如事故、惡劣天氣、突發(fā)事件、基礎(chǔ)設(shè)施故障等）時(shí)，容易受到?jīng)_擊、發(fā)生功能紊亂甚至崩潰，并難以快速恢復(fù)其正常服務(wù)能力的特性。四、簡答題（每題8分，共32分。）1.智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究的基本流程通常包括：明確研究目標(biāo)和需求分析（識別問題、定義系統(tǒng)邊界和功能）；系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)（確定系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)路線、功能模塊）；關(guān)鍵技術(shù)研究和開發(fā)（如傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、控制算法、數(shù)據(jù)分析等）；系統(tǒng)建模與仿真（建立系統(tǒng)模型，進(jìn)行性能評估和方案驗(yàn)證）；系統(tǒng)原型開發(fā)與測試（構(gòu)建小規(guī)模原型，進(jìn)行功能測試和性能驗(yàn)證）；系統(tǒng)集成與部署（將各模塊集成為完整系統(tǒng)，部署到實(shí)際環(huán)境中）；系統(tǒng)試運(yùn)行與優(yōu)化（在實(shí)際場景中運(yùn)行，收集數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)性能）；效果評估與推廣應(yīng)用（評估系統(tǒng)效益，形成最終成果并推廣應(yīng)用）。2.感應(yīng)控制交通信號燈主要依據(jù)安裝在車輛檢測器（如地感線圈）處檢測到的實(shí)時(shí)車流量來調(diào)整信號燈配時(shí)，通常在檢測到足夠車輛排隊(duì)等待時(shí)延長綠燈時(shí)間，或在車流稀疏時(shí)縮短綠燈時(shí)間。其優(yōu)點(diǎn)是能動態(tài)響應(yīng)局部交通需求，提高交叉口通行效率。缺點(diǎn)是控制策略相對簡單，對路口整體協(xié)調(diào)性較差，且檢測器可能被遮擋或故障。定時(shí)控制交通信號燈按照預(yù)設(shè)的時(shí)間表運(yùn)行，每個(gè)信號燈周期（綠燈、黃燈、紅燈時(shí)間及相位順序）是固定的，不隨實(shí)時(shí)交通流變化。其優(yōu)點(diǎn)是簡單、可靠、易于管理和與公共時(shí)鐘同步。缺點(diǎn)是無法適應(yīng)交通流的變化，在交通高峰期或低谷期效率較低，路口間協(xié)調(diào)性差。3.V2X技術(shù)通過車輛與基礎(chǔ)設(shè)施、車輛與車輛、車輛與行人之間的通信，在提升交通安全方面的主要作用包括：碰撞預(yù)警（通過V2V獲取前方車輛緊急制動或突然轉(zhuǎn)向信息，提前預(yù)警）；前方碰撞預(yù)警與自動剎車（更主動的碰撞預(yù)防）；盲區(qū)碰撞預(yù)警（通過V2V獲取側(cè)后方盲區(qū)來車信息）；交叉口碰撞預(yù)警（提醒駕駛員注意等待的交叉方向來車）；車道偏離預(yù)警（通過V2V或V2I獲取車道信息，監(jiān)測車輛偏離）；行人保護(hù)（通過V2P獲取行人位置信息，提醒駕駛員或自動剎車）；交通信號信息提示（通過V2I獲取信號燈信息，提前告知駕駛員）。4.系統(tǒng)動力學(xué)方法在智能交通系統(tǒng)分析中的應(yīng)用價(jià)值在于：能夠有效處理智能交通系統(tǒng)固有的反饋結(jié)構(gòu)（如交通流擁堵的正反饋、信號控制與交通流相互作用的反饋等），揭示系統(tǒng)行為產(chǎn)生的深層原因；適合進(jìn)行宏觀和中長期的動態(tài)仿真分析，預(yù)測系統(tǒng)在政策干預(yù)或外部擾動下的行為趨勢和穩(wěn)定性；能夠模擬不同策略（如交通管理措施、基礎(chǔ)設(shè)施投資、技術(shù)部署方案）對系統(tǒng)整體性能的影響，為決策提供支持；有助于理解系統(tǒng)各子系統(tǒng)（如出行生成、出行分布、方式選擇、交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行）之間的復(fù)雜相互作用和整體涌現(xiàn)性；通過構(gòu)建仿真模型，可以測試和驗(yàn)證理論假設(shè)，降低實(shí)際嘗試的風(fēng)險(xiǎn)和成本。五、論述題（12分。）結(jié)合系統(tǒng)科學(xué)與工程的理論和方法，智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中的系統(tǒng)需求分析是一個(gè)至關(guān)重要的階段，其目標(biāo)是全面、準(zhǔn)確地定義未來智能交通系統(tǒng)的功能、性能、約束條件和用戶期望，為后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和評價(jià)提供明確的指引。運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)與工程的理論和方法進(jìn)行需求分析，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：首先，采用系統(tǒng)思維，將智能交通系統(tǒng)視為一個(gè)由多個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互作用的子系統(tǒng)（如信息采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與決策子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、控制執(zhí)行子系統(tǒng)、用戶交互子系統(tǒng)等）組成的復(fù)雜大系統(tǒng)。需求分析不能僅關(guān)注單一技術(shù)或功能模塊，而應(yīng)從系統(tǒng)整體層面出發(fā)，分析各子系統(tǒng)之間的接口、數(shù)據(jù)流、控制關(guān)系，以及系統(tǒng)與外部環(huán)境（如現(xiàn)有交通系統(tǒng)、用戶、政策法規(guī)等）的交互。要識別系統(tǒng)邊界，明確哪些內(nèi)部功能需要實(shí)現(xiàn)，哪些可以通過外部服務(wù)或現(xiàn)有系統(tǒng)獲得。其次，運(yùn)用需求工程的方法論，如建立分層的需求模型（業(yè)務(wù)需求、系統(tǒng)需求、接口需求、功能需求、非功能需求），采用用例分析、場景描述等techniques來詳細(xì)刻畫用戶（包括駕駛員、乘客、交通管理人員、政府等）的使用場景、期望目標(biāo)和操作方式。特別要關(guān)注非功能需求，如系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性、互操作性、可用性、可維護(hù)性、成本效益、隱私保護(hù)、倫理合規(guī)性等，這些對于復(fù)雜交通系統(tǒng)的成功至關(guān)重要。再次，強(qiáng)調(diào)建模與仿真在需求分析中的應(yīng)用。可以構(gòu)建概念模型或初步的系統(tǒng)動力學(xué)模型，來幫助理解系統(tǒng)元素及其關(guān)系，識別關(guān)鍵需求和潛在沖突。通過仿真模擬，可以初步評估不同需