智能交通系统IC卡的设计.doc

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1、摘 要 随着经济的发展，城市化、汽车化的加快，要求采用现代化的管理方法来实现交通管理，这样就引起了对智能交通系统（ITS）的研究。ITS 将先进的电子技术、信息技术(IT)、人工智能(AI)、地理信息(GIS)、计算机技术、通信、传感器技术和系统工程技术集成运用于地面运输的实际需求，建立起全方位、实时、准确、高效的地面运输系统。ITS能够改善混乱的交通状况，减少拥堵，提高运输效率，并提高交通的安全性。在整个ITS系统中，车辆流量检测系统有着很重要的地位。其中，视频检测方法比检测线圈、电视监控、微波检测方法更优越更灵活，并且结合了数字图像处理技术，得到越来越广泛的重视和运用。 本论文详细讨论了数

2、字图像处理技术在智能交通中的研究与应用，包括对车辆的检测、车辆流量统计子系统、红绿灯的优化控制子系统，其中车辆的检测是ITS的核心部分，是ITS的基础。同时也具体介绍了系统得硬件和软件组成，并且对系统以后的改进也作了一些讨论。 关键词：智能交通系统，智能交通IC卡收费系统的研究背景及发展方向,短程无线通信技术的组成及其特点,差错控制系统和软件系统组成及工作流程。 Abstract Modern management methods are needed to administer traffic on account of the economical development and the

3、speedup of urbanization and motorization, which begets the research on Intelligent Transportation System-ITS. With advanced teletronical technology, information technology, artificial intelligence, geographic information system, computer processing, communication, sensor technology and system projec

4、t technology, ITS establishs transportation system on all orientation,real-time acoup sur and efficaciously, which develop disorder traffic, reduce traffic jam,impove transportation efficacious and safety. Real-time traffic flow plays an very important role in ITS.Currently, magnetic loop detectors

5、are often used to count vehicles passing over them.vision-based video monitoring systems offer larger set oftraffic parameters such as vehicle flow, lane changes, etc., can be measured.cameras are much less disruptive to install than loop detectors.Associative digital image processing technology,vis

6、ion-based video monitioring systems are attached importance and applied. In this paper, an digital image technology used for ITS is discussed in details,including vehicle measeurement, vehicle flow statistic subsystem, lamp control subsystem and taking image subsystem violating the regulations. Ther

7、einto, vehicle measurement is core and base of ITS. The hardware buildup and software buildup are also presented.In addition，we disscuss the future betterment. Keywords: Intelligent Transportation System, Intelligent transportation IC card charge system research background and development direction

8、,Short-range wireless communication technology and the characteristics of the composition ,Error control system and the software system structure and the working process. 目录第1章概述11.1交通现状及系统可行性分析11.2智能交通系统的概念21.3智能交通系统产生及其背景2第2章智能交通IC卡收费系统的研究背景及其功能描述32.1系统背景及其需求32.2系统功能描述3第3章系统功能设计63.1发卡系统功能设计63.2交通M

9、IS功能设计（含POS机）6第4章系统功能详细描述64.1发卡子系统54.2秩序子系统54.3 宣教子系统5第5章短程无线通讯的组成与特点65.1蓝牙技术45.2Wi-Fi技术55.3IrDA技术55.4NFC技术55.5ZigBee技术45.6UWB技术5第6章差错控制系统和软件系统的组成及控制流程66.1差错系统的组成及其工作原理66.2差错的分类及应付传输差错的办法66.3本章小结7结论8参考文献9致谢10第1章概述 目前，我国绝大多数的城市（地区），对机动车驾驶员数量的急剧膨胀，道路交通情况的复杂化，车辆性能、类型的更新发展，实际上传统的管理方法已经不能满足管理工作的需要。 这主要体现

10、在以下方面： 违章、事故的记录数据量庞大，而且实时性、随机性大，因而无法迅速完整的记录在案。各区、县中队的数据汇总统计与分析工作量庞大，以手工方法根本无法满足交通管理工作的现代化、高效率的要求。 处罚的效率偏低，随着时代节奏的加快，驾驶员的时间观念越来越强。对违章及事故的处理，要求高效率、高速度，而传统的方法已不能满足这一日益增长的需求。 对驾驶员的档案、违章、事故等数据的管理媒介多数采用纸张表格的传统方式。耗时费力，而且统计汇总工作量非常之大。 出错率高，人工干预的成份太大，给徇私舞弊者等不良风气造成了可乘之机。 缺乏科学的数据依据，因而无法为城市的交通设施和有效管理方法和实施提供有力的决策

11、支持。 难于实现多功能综合性管理工作。1.1 可行性分析1.1.1 社会基础 该系统的建立，是一项社会系统工程，它不仅是提高交通管理水平的一项重大举措，同时也对提高驾驶员整体素质极其遵纪守法的意识也具有十分重要的意义。该系统的投入运行不仅涉及交通管理部门和每位驾驶员，同时社会上的每位市民也必然十分关注此项目的开展，因此该项目的运行需要整个社会对其认可。 对此，我们对广大的驾驶员进行了广泛的调查，由于系统的基本载体为IC卡，具有较大的存储空间，每位驾驶员驾车时都必须携带此卡，也即每位驾驶员的行驶档案随身携带。因此可直接持卡接收处罚并且保证处罚公正、迅速、准确。节省了驾驶员接收处理的时间，深受驾驶

12、员欢迎。 由于该项目的运行，使得驾驶员十分注意遵守交通规则，这样从整体上讲，使得整个城市的交通秩序井然有序。这也和每位公民的切身利益息息相关。因此必将得到社会的普遍赞同。 系统投入运行后，从事交通管理的干警可以从繁琐的事务性工作中解脱出来。它们利用利用世界上先进的设备、工具进行业务处理，手续简捷方便。在处理违章事故时，值勤交警无须用大量的精力去记忆相应的法规及条例，而仅仅只是在手持式违章处理器上敲几个按键，违章处理器便会执行根据国家和地方有关法规及条例而由公安交通部门编制的软件程序，实现现场自动记录和处理，整个过程快速、简便，同时又避免了值勤交警与驾驶员之间发生直接冲突的可能性，这极大的方便了

13、干警值勤、执法。充分体现了先进的科学技术的优越性。因此该项目必将会得到广大干警的欢迎。1.1.2 技术分析 该项目采用了IC卡技术、计算机网络技术、计算机通讯技术、数据库技术。这些技术发展至今已经是成熟的应用科学。如计算机网络、通讯、数据库原理等已在全国各行业得以广泛应用，具有普遍的基础。而且，各省交通管理部门的一些业务有许多已使用了上述技术手段，并取得了一定成绩。 IC卡是由一块集成电路芯片（IC卡）微缩封装在PVC卡片上，它虽然是近几年来出现的新型科技成果。但就其本身的应用技术来说，仍属于计算机数据处理的范畴，其数据读写操作简便，且保密性能强。 就系统中涉及的技术来讲，不存在不可愈越的难点

14、。关键在于如何使之与交通管理的业务相结合，形成一个完善、可靠的人-机系统。1.1.3 投资分析 此项目就投资来讲，应该说是一个比较大的投资项目，要一次性调拨如此庞大的资金支持此系统，就目前我国的资金现状来说比较困难。因为此项目在投入运行之前要组织一些国外设备的进口，还有一部分设备及大量IC卡要进行组织生产，而且还需投资入大量的工程技术人员进行软件开发、系统调试、人员培训。系统的运行和维护也需要一定资金做保证。针对这种情况，实施该项目我们可以多途径的吸收资金，尽量利用合作的形式，引进外来资金，首先保证在短时间内使系统投入使用，然后通过发行卡片回收资金的办法，来解决整个工程的资金问的经济效益，以便

15、将来更好的造福于人民，造福于社会。基于上述分析，我们参照一些发达国家的经验，针对我国驾驶员管理的现状及部分法规、文件进行了认真的分析，涉及了机动车驾驶员IC卡管理系统，该系统以IC卡为基本流动数据载体和基本信息单元，采用 先进的计算机网络技术、通讯技术、数据库技术、IC卡技术，使得对驾驶员的管理形成了一个完整的动态实时的人机系统，它必将对交通管理工作的现代化起到极大的推动作用。1.2 智能交通系统的概念 Intelligent Transportation Systems，ITS 智能交通系统的前身是智能车辆道路系统（Intelligent Vehicle highway system,IVH

16、S）智能交通系统将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理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、高效的综合运输和管理系统。1.2.1 智能交通系统产生及其背景随着经济全球化与科学技术日新月异的发展，交通运输作为社会经济生活的一个重要方面，对保证社会经济体系的正常运转发挥着重要的作用，已经成为人们生活中不可缺少的重要组成部分。近20年来，世界各国先后建立四通八达的交通运输网络，但交通工具的增长速度远远高于道路和其他交通设施的增长，因此随之引起交通拥堵、交通事故、环境污染、能源短缺等问题已经成为世界各国

17、面临的共同的问题，也造成了巨大的物质与经济损失。如美国德州运输研究所研究美国39个主要城市，估算美国每年因交通阻塞而造成的经济损失约为410亿美元，12个最大城市每年的损失均超过10亿美元；预测到2020年，因事故造成的经济损失每年将超过1500亿美元。但单纯依靠修建道路与交通设施和采用传统的管理方式来解决交通问题，不仅成本昂贵、环境污染严重，而且其缓解交通拥堵、提高交通运输效果也非常有限。为此在30多年前人们就提出了智能交通系统的概念，但对智能交通系统或智能运输系统（Intelligent TransportationSystems,ITS）进行系统的研究始于20世纪80年代，从1994年起

18、，智能交通系统这一术语得到全世界的广泛承认。ITS是将驾驶员、交通工具和道路、环境三位一体来考虑。广义上ITS应包括交通系统的规划、设计、实施与运营管理的智能化；而狭义上ITS则主要是指交通运输管理和组织的智能化。其实质就是采用现代高新技术对传统的交通运输系统进行改造而形成一种新型现代交通系统。也就是说，ITS就是将先进的信息技术、传感技术、数据通信技术、自动控制技术、运筹学、图像分析技术、计算机网络以及人工智能等有效地综合运用于整个交通管理系统。在系统工程综合集成的总体思路指导下，建立起一种在大范围内全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合体系123。ITS智能化的特征体现在：原理上是基于

19、知识体系；系统功能上应至少具有判断能力、推理能力和学习能力、并应有辅助决策的作用；结构上应由机器感知、机器学习、机器识别及知识库等部分组成。当然，ITS并不意味着交通系统完全智能化。在组织或控制交通系统时，只是希望系统运行秩序化，即尽可能达到高度组织化的程度，利用计算机和其他设备部分地替代交通主体人，完成部分预测、处理和决策，在交通系统管理中更重要的还是人参与。ITS的发展将推动运输进入信息时代，是21世纪现代交通运输系统的发展方向。只有将“人和物的运载和运输”和“信息的运载和运输”融为一体，充分利用信息技术的最新成果，挖掘信息资源的最大潜力，才能大幅度提高运输效率和服务质量，满足日益增长的社

20、会需求。1.2.1.1智能交通系统的发展 早在20世纪60年代，美国就开始进行智能交通系统的先驱性研究，即电子路径诱导系统研究（Electronic Route Guidance System,ERGS）。80年代中期加利福尼亚交通部门研究的PATHFINDER系统获得成功，加速了智能交通系统的发展。此后，美国进行“智能化车辆道路系统”（Intelligent Vehicle-HighwaySystem,IVHS）方面的研究；1990年美国运输部成立了智能化车辆道路系统组织；1991年美国国会通过了“综合地面运输效率法案”，发展经济上有效、环境上友好的国家级综合地面运输系统，以提高客运和货运的

21、运输效率。1992年，由美国运输部、联邦顾问委员会和全国智能交通协会联合制定了“智能交通系统”发展战略计划；1993年，美国DOT（运输部）正式启动了ITS体系框架开发计划，目的是要开发一个经过详细规划的国家ITS体系框架。1994年IVHS更名为ITS America(Intelligent Transportation Society of America)。欧洲ITS的发展早在1969年，欧共体委员会就提出要在其成员国之间开展与交通控制相关的电子技术研究与开发工作。1985年，在法国的积极倡导和推动下，欧洲开始了一项名为“由里卡”（Eureka）的高新科技研究与开发计划，制定了包括交通技

22、术在内的九大重点研究领域，包括以车辆的研究开发为主体的PROMETHEUS研究计划和以道路基础设施开发为主体的DRIVE研究计划。“由里卡”最初在交通领域共设置了46个项目，旨在开发新型交通系统，改造陈旧的交通设施、减少交通环境污染并提高交通运输安全。1986年，以奔驰为主的欧洲11家汽车公司进行了民间主导的PROMETHEUS（Programme for EuropeanTraffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety）研究计划，确定了四个基础研究领域和三个应用研究领域。PROMETHEUS计划取得了巨大的成功并于1994结束。

23、随后在1995年，欧洲又开始一项新的研究计划PROMOTE（Programme for Mobility in Transportation in Europe），该计划的主要目的是实现道路交通管理系统和安全系统。同时，欧洲还实施了以欧盟各个成员国政府为主导的DRIVE（Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe）研究计划，其目标是通过对道路交通与环境相互关系的研究，提高道路交通的安全性和运输效率。 在日本，1973年，以通产省为主开发的“汽车综合（交通）控制系统”（CACS:Comprehensive Automobi

24、le(traffic)Control System）被认为是日本最早的ITS项目，当时在世界上处于领先地位；从1984年开始，建设省主持开发了“路车间通信系统”（RACS:Road/Automobile Communication System）;从1987年开始，日本警察厅支持开发“先进的车辆交通信息与通信系统”（AMTICS:AdvancedMobile Traffic Information&Communication System）；1989年，建设省又将RACS升级为“先进的道路交通系统”（ARTS:Advanced Safety vehicle）；通产主导研究开发了“超智能车辆系统

25、”（SSVS:Super Smart Vehicle System）。1991年日本政府开发并投入运行了“车辆信息与通信系统”（VICS:Vehicle Information&Communication System）。同时，日本警察厅也于1991年，在AMTICS的基础上开发了“新交通管理系统”（UTMS:Universal Traffic Management System）。目前日本的ITS研究与应用开发工作主要围绕三个方面进行，它们分别是：汽车信息和通信系统VICS（Vehicle Information and Communication System）、不停车收费系统ETC（El

26、ectronic Toll Collection）、先进道路支援系统AHS（AdvancedHighway System）。 在香港，20世纪70年代后期就制定了在公路隧道中应用ITS的计划，第一个ITS系统于1984年安装启用。1997年，一套尖端的TCS系统在青马地区建成，除了遵循标准的TCS以外，该系统还广泛采用了可变的信息显示和标识，以提高效率和安全。1999年，香港ITS发展战略初步建立框架；将ITS应用于香港地区战略公路网（SRN）的研究已于1999年8月完成。2000年3月，香港完成了交通信息中心的可行性研究报告，报告对交通信息技术进行了深入的评估，并探讨如何将这些技术整合起来在

27、香港形成一个现代的信息系统。中国是当今世界交通基础设施建设发展最快的国家，但仍满足不了经济的快速发展和人民生活水平提高的要求，而且这一供需矛盾也日益突出。中国早在20世纪70年代末就开始在交通运输和管理中应用电子信息及自动控制技术，首先在北京、上海和广州等大城市开始了交通信号控制的研究与开发，在全国主要的大城市使用了单点定周期交通信号控制器和线性协调交通信号控制系统；1978年，北京市在前三门大街试验自行开发的城市交通控制系统：“七五”期间，我国在南京试验自行研制开发的自适应交通控制系统；其后，我国又有广州、天津、深圳、大连等近20个城市建成了交通信号控制系统；80年代初开始，我国陆续引进了国

28、外先进的交通控制系统（如英国的SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统等）。20世纪80年代后期，我国开始了ITS基础性的研究开发工作，包括优化道路交通管理、交通信息采集、驾驶员考试系统、车辆动态识别等；90年代开始建设交通指挥控制中心，目前，我国的大中城市都已基本建立了交通控制中心或交通指挥中心，并开展了驾驶员信息系统、城市交通管理的智能化诱导技术等方面的研究。随着研究的不断深入，学术交流活动也日益增多。1997年我国召开了“97北京智能交通系统发展趋势国际学术研讨会”；1998年，国际标准化组织交通信息与控制技术委员会ISO/IC2004中国委员会正式成立，委员会的主要任务是积极推进中国I

29、TS的标准化；1999年，我国成功举办了“99国际智能交通技术研讨会暨展会”；2000年7月，“第四届亚太地区智能交通（ITS）年会暨技术产品展览会”在北京举行。为中国推动中国ITS的发展，2000年2月29日，科技部会同国家计委、经贸委、公安部、交通部、铁道部、建设部、信息产业部等部委相关部门，在充分协商和酝酿的基础上，成立了发展中国ITS的政府协调领导机构全国智能交通系统（ITS）协调指导小组及办公室，并成立了ITS专家咨询委员会。特别是国家在“九五”期间，原国家科委与十几个部委成立了全国智能运输系统协调指导小组及办公室，将全球定位系统GPS(Global Positioning Syst

30、em)、地理信息系统GIS(Geographic InformationSystem)以及管理信息系统MIS(Management Information System)简称为“3S”（GPS、GIS、MIS）作为重点项目予以支持，并初步启动了ITS体系框架和标准体系的研究；“十五”期间，随着各项技术成熟与发展，ITS应用已经成为社会的共识，为此科学技术部将“智能交通系统关键技术开发和示范工程”列入“十五”国家科技攻关计划的重大项目。目前该项目已经全面启动，首批确定了北京、上海、天津、重庆、广州、济南、青岛、杭州、深圳和中山10各城市作为智能交通试点示范城市。智能交通系统的发展符合未来交通运输

31、发展的方向，将为我国高新技术产业的发展提供一个巨大的市场。因此在我国开展智能交通与运输系统的开发和应用，将对促进国民经济和社会的快速发展，增强国际竞争力有十分重要的作用。为了从整体上规范我国的智能交通系统建设，在全国智能交通系统协调领导小组和国家科技部的领导和组织下，我国完成了“智能交通系统体系框架”的研究和编制工作，并正在进行“智能交通系统标准框架”的进一步研究和修编工作。目前，我国已经建立或正在研究开发的智能交通系统主要包括以下方面： （1）交通信号控制系统。我国大多数大城市已经建立了交通信号控制系统，其中包括我国自行开发的系统和引进的国外SCATS、SCOOT等系统。目前，我国若干研究机

32、构和一些企业集团正在致力于适合中国混合交通特点的、具有一定自学习功能的、与交通诱导等其他子系统有相当协调能力的信号控制系统的研究开发工作。 （2）交通监控系统。我国多数城市已经建立了以电视摄像为主体的交通监控系统。 （3）交通管理系统。利用网络技术实现车辆档案、驾驶员档案、交通事故及交通违章的综合管理，并实现数据共享。 （4）交通信息动态显示系统。利用交通控制系统和交通信息系统等进行动态信息显示。 （5）交通诱导系统。利用交通广播电台或交通寻呼台实时发送交通信息。 （6）交通运输安全报警系统。利用GPS/GIS等的功能。 （7）电子收费系统（ETC）。利用电子技术、计算机技术以及信息通讯技术，

33、通过安装在汽车上的电子标识卡（存储与车辆收费有关的大量信息，如预缴金额、车型、车主）与安装在收费车道旁的读写收发器，通过微波或红外线进行快速的数据交换，实现车辆的不停车收费不仅可以解决收费站的排队问题，而且应用它可以方便实现道路拥挤收费，进行交通需求管理；可以进行交通监视、事件检测，实时的OD矩阵估计等。1.2.1.2智能交通系统的主要研究内容 根据ITS的研究内容，对ITS项目进行分类的方法有很多种，这里采用的是美国国家ITS框架体系（National ITS Architecture）中对ITS的分类方法，将其分为7大类：先进的交通管理系统（Advanced Traffic Managem

34、ent Systems,ATMS）、先进的出行者信息系统（Advanced Traveler Information Systems,ATIS）、先进的公共交通系统（Advanced Public Transportation Systems,APTS）、先进的车辆控制及安全系统（Advanced Vehicle Control and Safety Systems,AVCSS）、商用车辆营运系统（Commercial Vehicle Operations,CVO）、紧急救援管理系统（Emergency Management Systems,EMS）、电子付费与电子收费系统（Electroni

35、cPayment Systems&Electronic Toll Collection,EPS&ETC）。 （1）先进的交通管理系统（ATMS） ATMS利用监测、通讯及控制等技术，将交通监控系统监测所得的交通状况，经由通讯网络传输到交通控制中心，中心在结合其他方面所获得的信息，制定及评估交通控制策略，执行整体性的交通管理，并将相关信息传给出行者，以达到运输效率最大化及运输安全等目的。本系统主要特色是强调子系统间协调与实时控制的功能，提供匝道控制、信号配时方案、事件管理以及替代路线导引的参考等。 （2）先进的出行者信息系统ATIS ATIS由先进的信息、通讯及其他相关技术，提供出行者必要的信息

36、，使其能在车内、家里、办公室、车站、途中等地点方便地取得所需地出行信息，作为出行方式与路线选择的决策参考，以顺利到达目的地。 （3）先进的公共交通系统APTS APTS采用各种智能技术促进公共交通的发展，如通过个人计算机、闭路电视等向公众就出行时间方式、路线及车次选择等提供咨询，在公交车站通过显示屏向候车者提供车辆的实时运行信息。 （4）先进的车辆控制及安全系统AVCSS AVCSS结合传感器、电脑、通讯、电机及控制技术应用于车辆及道路实施上，帮助驾驶员提高行车安全性，增加道路容量，减少交通拥挤。本系统主要特色是利用传感器弥补人类感官功能的不足，减少危险的发生；提高自动控制的程度，实现更安全、

37、准确、可靠的控制，避免驾驶员因判断错误或技术不成熟所造成的损失。 （5）商用车辆营运系统CVO湘潭大学硕士论文城市智能交通信号控制方法及仿真研究CVO系统利用前述ATMS、ATIS与AVCSS技术于商业营运车辆，例如车辆自动识别技术、车辆自动定位技术、车辆自动分类技术等，提供企业内部劳动生产率，提升运输效率及安全，改进对突发事件的反应能力，改善车队管理和交通状况，并减少运输成本，提高生产力。所谓“商用车”不仅包括大型与重型车辆（如卡车、货车），也包括紧急救援用车辆（如救护车、拖吊车），以及每日运作的商用小型车（如出租车）等。 （6）紧急救援管理系统EMS EMS即为当紧急危难发生时，求援车辆如

38、何求援、救援车辆如何在最短时间内到达现场，以及如何警示其他驾驶员的系统。本系统包括车辆故障与事故求援、事故救援派遣以及救援车辆优先通行等部分，为使事件能在最短时间获得解除，降低伤害的程度。 （7）电子付费与电子收费系统EPS&ETC 电子收费系统应用各种通讯和电子技术使得出行者和交通经营管理机构之间的交易变得更容易。电子收费利用车上的电子卡与路测的电子接收设备进行通讯。1.3智能交通系统研究的意义 智能交通系统的主要目标就是要充分有效地利用现有的交通资源，使其利用效率最大。智能交通系统将缓解拥挤、减少交通事故、降低交通环境影响以及提高效率等方面产生可观的社会经济效益。具体来说，智能交通系统的社

39、会经济效益主要体现在如下几个方面： （1）减少交通拥挤和行车延误 随着城市人口的增加和社会经济的发展，汽车和道路交通量不断的增加，相应引起的交通拥挤也增加。不管在发展中国家，还是发达国家，每年由于交通拥挤造成的经济损失也十分巨大。ITS通过提供各种有选择的信息服务，能够使得出行者的路径选择向网络均衡和系统最优方向接近，达到路网负荷的均匀化，实时监控系统能够迅速发现交通事故。先进的交通信号控制系统能够根据实际情况调整信号控制，可大大减少行车延误，实现道路资源的高效使用。美国交通部估计，若将ITS与新增容量相结合，可以将未来用于应付交通拥挤而需扩建基础设施的费用减少一半。 （2）减少交通事故的发生

40、率、死亡率 根据美国的预测，到2020年，美国因交通事故造成的经济损失每年将超过1500亿美元，而采用智能交通系统将会提前对危险的预知，从而大大增加交通的安全性，将事故损失降至最低。 （3）能源消耗量减少，污染程度降低 事实表明，单纯依靠交通设施建设解决交通问题，不但不能完全满足交通需湘潭大学硕士论文城市智能交通信号控制方法及仿真研究求，还占用和消耗了大量的土地、燃油等资源，并造成了汽车尾气排放量的剧增，给环境带来了恶劣的影响。如美国人口不足世界人口的5%，但能源消耗占了全世界总消耗的30%以上，其中交通运输所消耗的能源占了1/4，而其中95%是石油。在未来，ITS在大规模、大范围应用将明显改

41、善这一状况，大大降低交通运输系统的消耗和对环境的污染。 （4）产业发展与就业机会的增加 ITS涉及道路建设、交通管理、通信、计算机、电子、汽车、自动控制、信息服务、网络技术等众多媒体技术应用可能性最大的行业。同时，ITS的技术发展与市场需求也将会推动与其相关的产业发展，增加就业岗位，促进社会经济的健康发展。 第2章 IC卡收费系统的研究背景及其功能描述2.1 系统背景及需求驶员IC卡信息管理系统作为整个公安交通信息系统的一部分，其设计要与本地区的交通管理电子化整体工程相配套，要适应本地区的具体特点和情况，同时该系统的运行的好坏直接关系到每一个驾驶员，公安干警及社会群众的切身利益、荣誉威信、与生

42、命安全问题，是一项涉及面广、政治性强、错综复杂的系统工程。面对这样一个牵涉全社会的系统工程，应采用先进的技术设备与技术手段，确保系统的可靠性、安全性、先进性、适应性和扩展性，以便为社会提供优质、高效的服务。随着计算机技术及其它高科技技术的不断发展和完善。巨澜公司参照一些发达国家的经验，针对我国驾驶员管理的现状及一些法规、文件进行了认真分析总结后，认为：建立一套以IC卡（驾驶员管理IC卡）为基础流动数据载体和基本信息单元，以手持式IC卡POS机作为违章处理时数据信息自动登录方式，以城域网为主干，以现代化通讯方式为网络联通手段。以客户-应用服务器-数据服务器的多层框架的计算机信息管理系统，来实现驾

43、驶员IC卡管理系统、采用先进的计算机网络技术、通讯技术、数据库技术、IC卡技术，来实现对驾驶员的管理形成一个完整的动态实时的人-机系统，它必将对交通管理工作的现代化起到极大的推动作用。2.2系统功能描述 体现交通违章处罚的罚、缴分离，实现队伍的廉政建设。罚没款的收缴以电子资金为主，由银行自动清算，交警无需处理现金。 加强监督、管理，使政府各级机关、领导及时准确地了解情况，实现信息共享。通过系统网络的进一步的建设，使交管系统充分利用驾驶证、驾驶员卡的发放、驾驶员违章等基础数据，完成信息共享，为决策者提供更直观、准确、可靠和科学的依据。 加强驾驶员监督，简化业务处理流程。采用总队、支队、大队分级网

44、络管理，实现秩序、宣教、事故、车管所等处室网络化办公系统。通过驾驶员卡，准确、可靠地在系统的各监督管理部门间共享，传递准确的驾驶员年审、转入、转出、违章、事故、变更等业务信息；路面交警通过驾驶员卡及时、准确、完整地掌握驾驶员的违章历史、罚没款缴款情况等重要信息。 提高驾驶员卡的安全等级，基于智能卡的不可伪造和不可重复的特点，可以杜绝假冒驾驶员的存在，加强驾驶员管理。 协助交警理清财务，使交警与银行的更为密切，实时性更强，并使交管部门与银行财务对帐更为准确可靠。 驾驶员卡可扩充其它应用，真正实现“一卡通”。第3章 系统功能设计3.1 系统整体结构设计 本系统具备多种综合业务功能，将涉及到市车管所

45、、各分所、秩序处、宣教处、事故处、法制办公室等部门的业务功能，由“机动车驾驶员IC卡发卡管理系统”、“警用POS机管理系统”、“交通管理信息系统”（交管MIS）三个相对独立而又互相关联的子系统组成，形成全市各相关部门互联的基于IC卡应用的综合管理解决方案。 发卡系统主要实现对机动车驾驶员IC卡的制卡、补卡、换卡和统计查询功能；手持POS机用于交通民警对交通违章驾驶员进行处罚；而交管MIS则是各支大队秩序和宣教部门的内部业务管理系统。功能结构设计如下：图3-13.2 网络总体结构 图3-2 在总队（即市所）设数据中心，各分所通过xDSL/X.25/DDN/PSTN/祯中继/光纤与总队中心数据库相

46、连，各支队、大队每天定时通过宽带接入（xDSL/FTTB+LAN/Cable Modem）连接，将每天的数据上传到数据中心，如果系统允许也可以实时传送数据。在支队、大队可以运行交管MIS系统可以在离线模式下工作，也可以在在线模式下工作，满足不同场合的需求。 主体数据服务设备： 系统采用集中式数据控制和管理方式，数据库服务器采用两台IBM i系列或者HP Integrity服务器。该服务器作为交管局整个应用的中心数据库服务器，负责支持整个网络系统的数据支持服务，是整个网络应用系统的中心数据处理设备。两台服务器可以达到主数据库服务器的失效转接及负载平衡，即指在主服务器由于各种原因失效时，备用服务器

47、将自动转接，并承担主数据服务器的负荷，并在服务器正常工作时，进行转接恢复。第4章 系统功能详细描述4.1 发卡子系统驾驶员IC卡发卡分为单一发卡、批量制卡两部分功能，单一发卡又分为发卡、补卡、换卡。发卡：为初次领卡的驾驶员制卡使用发卡功能。补卡：为已领卡的驾驶员制卡使用补卡功能。换卡：为驾驶员管理卡已到使用期限的驾驶员重新制卡使用换卡功能。批量制卡：集中制卡时使用批量制卡功能。警员卡制卡：警员卡发卡主要包括两项功能：录入警员信息和制警员卡。查询：用于查询驾驶员的制卡信息以及各制卡部门的制卡情况。卡片维护：用于处理有异常情况的驾驶员卡。4.2 秩序子系统4.2.1 现场违章处罚驾驶员违反交通规则后，要在驾驶员卡和手持POS机上记录违章信息，如果需吊扣驾驶员证或罚款在50元以上，则需要到大队、支队、总队进行违章裁决，驾驶员需要带上驾驶员卡到银行交纳罚款，警员下岗时，需要把手持机中属于本人处罚的违章信息写入警员卡中。手持机中的数据要在下班前，把数据上传到计算机中。违章处罚涉及的设备：手持机、驾驶员卡、警员卡、计算机。4.2.2 违章裁决驾驶员在交通现场违章被