《智能运输系统》第2章智能运输系统理论与技术基础B.ppt

2013.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,1,课件编制：王兵、陈旭梅 编制单位：新疆大学机械工程学院汽车与交通工程系 北京交通大学交通运输学院交通工程系 新疆大学授课人：王兵,教材主编：陈旭梅,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,2,2 ITS 的主要技术,2.1 计算机网络技术2.2 现代通信技术2.3 传感器技术2.4 显示器技术2.5 人工智能技术,2.6 车辆定位技术2.7 自动识别技术2.8 地理信息系统2.9 IC卡技术2.10 EDI技术,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,3,自动车辆定位（AVL，Automatic Vehicle Location）主要目的在于自动地找出某部车辆在特定时间的位置，主要应用于车载导航系统、车队管理系统，提供公共运输的吸引力、方便性及可靠性。除了公共运输以外，紧急救援系统、交警部门、甚至普通的运输公司都逐渐采用这种系统来进行车队的管理。,2.6 车辆定位技术,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,4,(1)无线电定位系统(2)推算定位法(3)地图匹配定位法*(4)信号标杆法,凡是由若干无线电基站所发出信号的强弱及波长、数字信号或者其它方式，来推估被测物体位置的技术，称为无线电定位技术。,A.应用于公路交通的主要四种AVL技术,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,5,推算定位（又称惯性导航），其定位的主要原理在于：利用车辆本身所装置的距离感测元件与方向感测元件，得出车辆行进的距离与方向的改变，即可算出车辆位移的向量。,(1)无线电定位系统(2)推算定位法(3)地图匹配定位法*(4)信号标杆法,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,6,假设车辆在数字地图的内部，当定位系统提出车辆位置坐标没有跟路段配合时，地图匹配算法会寻找最近的路段，而在地图上标示车辆位置。地图匹配定位可视为虚拟定位，位置的决定是依据节点（路口）及路型点（如转弯曲线的始点或终点）和道路的方位而判定。动态模拟演示:2地图匹配,(1)无线电定位系统(2)推算定位法(3)地图匹配定位法*(4)信号标杆法,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,7,信号标杆法是在路侧普遍且均匀地设置固定自动车辆识别设施信号标杆，再依据车辆与信号标杆的关系，求出车辆与信号标杆的相对位置。,(1)无线电定位系统(2)推算定位法(3)地图匹配定位法*(4)信号标杆法,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,8,B.全球定位系统GPS,全球定位系统:Global Positioning System 主要特点：全球连续定位定位精度高接近实时定位抗干扰能力强被动性全天候导航,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,9,GPS构成与原理 空间部分（卫星）控制部分（管理控制）用户部分（接收机）,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,10,GPS的应用,道路交通应用:车辆定位、车辆调度、车辆监控、紧急报警、信息管 理、语音通信、导航与信息服务、救援服务、调度流 程管理、防盗功能、反劫功能等航空应用：飞机进场、着陆、中途导航、空中交通管制等船舶导航：海上协同作战、海洋测量、石油勘探、海港领航等陆地导航：坦克定位、陆军部队定位、野外调查和勘测定位等空间技术应用：弹道导弹引航与定位专用监控（与通讯网结合）：运钞车队监控、医疗急救车队监控,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,11,GPS关键技术A:推算定位,推算定位是一种非常原始的定位技术。对于行驶在二维平面空间的车辆，假如起始位置和以前的所有位移是已知的，可以计算任何情况下车辆的位置。推算定位递增地累积行驶的距离和相对于已知位置行驶的方向。简言之，它是相对于一个参考点确定车辆位置（坐标）的技术。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,12,推算定位原理：利用定位传感器测定车辆的方向和行驶的距离d。传感器数据被采样、集成和传感器融合业已完成后，在tn时刻，车辆的位置（xn，yn）和取向（n）可按下列公式计算：,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,13,GPS关键技术B:地图匹配,地图匹配利用数字化地图，使其它定位方法算出的位置（或轨迹）与地图上的定位位置（或路径）相匹配，其过程通过计算机算法实现。,动态模拟演示:2地图匹配,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,14,2.7 自动车辆识别技术,自动车辆识别（AVI，Automatic Vehicle Identification）是当车辆通过某一特定地点时，自动将该车的身份识别出来的技术统称。车辆的身份，指车辆本身的代表符号以及固有的属性。在自动车辆识别系统中，有些采用传统的车牌识别，但更多地采用条形码、电子车牌、电子识别卡、和智能卡等技术。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,15,A.条形码技术,条形码是由条形码符号及相应的字符组成的标记，是一种光电扫描识读设备自动识读并实现信息自动输入计算机的图形表示符号。应用条形码系统进行的信息处理技术称为条形码技术。条形码技术属于自动识别技术范畴，是在计算机与信息技术基础上发展起来的一门集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新兴技术,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,16,条形码技术的特点,（1）操作简单。条码符号制作简单，扫描操作简单易行。（2）信息采集速度快。利用条码的扫描录入信息速度是键盘录入的20倍.（3）信息采集量大。一次可以采集几十位字符的信息，而且可以通过选择不同码制的条码增加字符密度，使录入的信息量可以成倍的增加。（4）可靠性高。误码率仅有百万分之一，首读率可达98%以上。（5）设备结构简单，成本低。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,17,B.车辆的自动识别技术,分为两大类：一是直接自动识别，如自动测量车辆的长、宽、高和重量等车辆属性；二是间接自动识别，通过路车通信或感应，从车载标志或其记忆单元中读取车辆的身份和属性。自动车辆识别系统的主要构件由车载单元（On-board Unit）、解读单元、处理单元组成。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,18,常用的四类技术形式为：(1)感应线圈式*(2)无线电微波式(3)光学式(4)平面音感微波式,视频：5感应线圈,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,19,C.动态秤重技术,动态称重（WIM，Weight In-Motion）技术在于量测行驶中车辆的重量数据（含轮重、轴重、总重）及其他基本数据，如：车辆数、车轴距、车种、车速、交通量等。,目前磅台有以下两种设计方式：1张力仪称重 此类的磅台型式因厂家不同而可能有所差别，但量测重量的原理都是利用张力荷重仪受外力产生变形，而贴附其上的张力仅亦同时变形，因而造成电阻值的改变，根据输出电压的变化来量度受力大小。2油压称重 其构造与张力仪称重类似，只是所使用的荷重仪是利用油压原理制成。当荷重仪受压时，其油压压力上升，以此变化可换算出受力大小。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,20,概述 构成 数据库建立 应用软件开发,2.8 交通地理信息系统,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,21,GIS-T的概念,地理信息系统简称GIS（Geographical Information System)，是指由计算机硬件软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。地理信息系统应用于交通领域则形成交通地理信息系统，简称为GIS-T。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,22,GIS构成,（1）计算机硬件系统（2）计算机软件系（3）地理空间数据（4）系统管理操作人员,GIS硬件配置一般包括四个部分：计算机主机；数据输入设备：图形数字化仪、图像扫描仪、键盘、通讯端口等；数据存储设备：软盘、硬盘、磁带、光盘及相应的驱动程序；数据输出设备：图形/图像显示器、矢量/点阵打印机等。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,23,（1）计算机硬件系统（2）计算机软件系统（3）地理空间数据（4）系统管理操作人员,计算机系统软件：操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序等。地理信息系统软件和其他支撑软件：GIS工具系统或专门开发的GIS软件包、数据库管理系统、计算机图形软件包、CAD、图像处理系统等。应用分析程序：是系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任务的程序，是系统功能的扩充与延伸。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,24,（1）计算机硬件系统（2）计算机软件系（3）地理空间数据（4）系统管理操作人员,地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他系统通讯输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,25,（1）计算机硬件系统（2）计算机软件系（3）地理空间数据（4）系统管理操作人员,人是GIS中的重要构成因素，GIS不同于一幅地图，而是一个动态的地理模型，仅有系统软硬件和数据还构不成完整的地理信息系统，需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，并灵活采用地理分析模型和提取多种信息，为研究和决策服务。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,26,项目研究单位:新疆大学机械工程学院汽车与交通工程教研室摘要：本研究以公路网的交通地理信息系统的建设与应用为目标，研究了以AutoCAD路网建模为基础，经MapInfo矢量化及属性信息的附加而构建目标路网的交通地理信息系统平台，并利用该平台模拟了区域公路网交通紧急救援资源的形成及调度。,GIS-T应用简介,基于GIS-T的新疆公路网交通事故应急救援资源调度技术研究,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,27,项目研究的技术路线：,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,28,1、地图矢量化,2、附加相关信息后形成的浏览图,3、最短路径诱导图,4、最优调度方案的选择,5、显示事故点信息图,6、生成的主救援资源信息图,8、生成的零散救援资源信息图,7、城区路径诱导图,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,29,智能卡（IC卡）是一种微电子类产品，英文名为Integrated Circuit Card，即集成电路卡。它是将一个集成电路芯片镶嵌在塑料基片中，封装成卡的形式，其外形与覆盖磁条的磁卡相似。它是继条码卡、磁卡之后推出的新一代识别卡，被认为是世界上最小的计算机。,2.9 IC卡技术,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,30,IC卡的分类,按卡中所镶嵌的集成电路的类型分类：（1）存储器卡 卡中集成电路为EEPROM（可用电擦除的可编程只读存储器，也可写作E*2PROM）；（2）逻辑加密卡 卡中集成电路具有加密逻辑功能和EEPROM存储器；（3）智能卡 卡中集成电路包括了中央处理器、程序存储器、数据存储器以及相应的操作系统软件。按应用领域分类（1）金融卡 又可分为信用卡（Credit card）和现金卡（Debit card）（2）非金融卡 往往用在各种事物的管理、安全管理场所，如身份证明，健康记录和职工考勤等。按IC卡与外界传输数据的形式分类（1）接触式IC卡：接触式IC卡芯片中有8个触点可以与外界接触，通过接触点进行数据传递（2）非接触式IC卡：按照供电的方式不同，又分为电磁感应式和微波遥控式两种。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,31,IC卡分类图与IC卡样式,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,32,IC卡系统组成,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,33,电子数据交换(Electronic Data Interchange-EDI)是计算机到计算机之间的结构化的事务数据交换，是通讯技术和计算机技术发展的结晶。如今已发展成一项涉及面广、影响力深、发展迅速的电子信息应用技术，是当前最先进的贸易形式，正在国际上迅速推广。在智能运输系统的商用车辆运营（CVO）和多式联运（Intermodality）领域中，EDI及其国际标准EDIFACT是不可缺少的信息技术。,2.10 EDI 技术,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,34,EDI的系统组成,（1）报文生成处理模块 第一是接受用户联系接口和其他信息系统或数据库内部联系接口模块的命令和信息，按EDI 标准生成报文；第二个作用是接受外部EDI报文并进行处理。（2）格式转换模块 格式转换模块将产生的报文转换成符合通讯标准的格式，同时将收到的报文转换成本系统可读懂得格式。（3）通信模块 通信模块是EDI系统与EDI通信网的接口，执行呼叫、应答、自动转发和地址转换等功能。（4）联系模块 联系模块是EDI系统和数据库的接口，包括用户联系模块和内部联系模块两大部分，即可以与本位数据库信息系统连接，也可以于其他用户连接。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,35,EDI的作业方式,EDI数据处理流程a将公司或机构的内部的电脑数据，经EDI翻译器转换成EDI标准格式的电子数据。b将已转换成EDI标准格式的电子数据，经过通信线路传送到网络中心。,2009.9,教材主编:陈旭梅;课件编制：王兵、陈旭梅,36,c接收方经过通信线路到网络中心得到数据。d接收方取回的EDI标准格式数据，经EDI翻译器后，转换成公司或机构内部电脑可接受的数据。,