智能交通运输系统概论

智能交通运输系统概论（共12篇）

智能交通运输系统概论 篇1

摘要：自适应前照灯系统又称智能前照灯系统 (Adaptive Front-lighting System, 简称AFS) , 是一种智能灯光调节系统。而这种智能系统能够根据车辆的行驶状况以及天气等诸多因素, 改变其自身的光束状态从而达到优化照明的目的。

关键词：智能前照灯系统,传感器,AFS

上个世纪80年代, 人们在驾车时为了寻求更为稳定和安全的行驶, 对前照灯系统提出了更高的要求, 因此氙气大灯 (HID放电灯) 应运而生。HID放电灯的使用较之以往的卤素车灯, 具有较高的亮度和较远的投射范围。到了上个世纪末, LED作为新型光源被更广泛的应运在车灯上, LED凭借自身的体积小、寿命长、低热量等诸多优点逐渐受到更多人们的喜爱。但是, 不论是氙气灯还是LED光源, 只能工作在一种模式下。然而, 随着驾驶环境的复杂程度以及天气条件的影响, 尤其在夜晚发生交通事故的概率越来越高。所以, 需要一种前照灯, 能够满足随着驾驶环境的改变而改变其光线, 这也就是智能前照灯系统 (AFS) 。

智能前照灯系统 (Adaptive Frontlighting System, 简称AFS) 是一种智能的灯光调节系统。通过感知驾驶员操作、车辆行驶状态、路面变化以及天气环境等信息, AFS自动控制前照灯实时进行上下左右照明角度的调整, 为驾驶员提供最佳道路照明效果。

智能前照灯系统的四大组成部分:传感器组 (车速传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器、雨量传感器、光敏传感器等) 、传输通路 (CAN总线) 、处理单元和执行机构 (步进电机等) 。

智能前照灯系统工作的基本原理是:中央处理器通过传输通路、传感器组采集车速、转向、道路状况等信息 (其实AFS与汽车上的传感器信息共享) , 并进行处理分析, 给执行机构发出指令, 执行机构做出相应动作, 同时反馈电路给中央处理器信息, 进行不断的修正, 达到预期的效果 (如图1) 。

智能前照灯系统能够显著改善各种路况下的照明效果, 提高夜间行车的安全性, 按其系统功能主要分为以下几种情况。

(1) 乡村道路模式 (Class C) :基本光型模式。

(2) 高速公路模式 (Class E) :高速路上照射距离更远, 灯光更汇聚, 亮度更强。

(3) 城市道路模式 (Class V) :在城市道路上, 将左灯光轴向左下方旋转 (车辆靠右行驶) , 提高驾驶员左侧人行道上的照明。

(4) 恶劣天气模式 (Class W) :雨/雪/雾天时, 通过压低、分散前照灯的照明角度, 防止在车前形成聚光, 减小光线通过地面积水反射对迎面车辆造成眩光的效应, 同时提高驾驶员近前方和左右侧的照明, 保证行车安全。

(5) 大灯随动转向 (Bending Mode) :根据车速、方向盘转角以及横摆角速度, 动态调整前照灯旋转角度, 保证弯道安全照明范围。 (如图2)

目前汽车所采用的智能前照灯系统基本采用投射器单元作为光学组件, 并配以HID放电灯做为光源。人们之所以越来越钟爱氙气灯光源, 也正是因为相比之前的卤素光源具有高亮度和更远的照射范围, 这样也就正好符合智能前照灯系统的需求, 在道路条件复杂多变的情况下以及天气条件等诸多因素的影响从而获得更好的照明条件。

随着现代科技的发展, 人们对行车安全重要性备受关注。能源的节省和智能化将成为汽车AFS前照灯的发展趋势。发光二极管光源的AFS系统正逐步作为被研究的对象。

相对于传统的智能前照灯系统, 氙气灯作为光源, 需要十分复杂的驱动电路 (又称电子镇流器) , 用于激发光源。但是LED只需要恒定的电路来进行控制, 降低了驱动成本, 从而降低前照灯整体的制造成本, 并且对于灯具内部空间的设计乃至于灯具整体体积大小的设计上都能起到重要的作用。此外新型的LED光源所具有的长寿命和低功耗的特点是以往光源所不能达到的。

智能前照灯系统作为当代车灯新技术的一项突破, 能够消除各种恶略环境条件对汽车灯具照明带来的负面影响, 给出优化的照明方式, 使驾驶者能够清楚地观测路况信息, 尤其对夜间的弯道行车以及各种复杂路况下的安全行驶起到了保驾护航的作用, 同时也大幅度提升了汽车灯具照明的舒适度。随着更多对LED光源以及智能系统的深入研究, 智能前照灯系统 (AFS) 的实际应用势必更加成熟和人性化。

参考文献

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[3]雷雨海.前照灯智能化控制[J].交通科技与经济, 2005 (10) .

智能交通运输系统概论 篇2

随着我国经济的不断发展，国民对铁路所承担的责任、服务要求也越来越高。如何提高铁路运输的安全、效率和服务?一直是我国铁路面临的主要难题。事实，世界各国都在考虑这个问题。铁路运输的实践和研究证明：单靠扩大基础投资、增修高速铁路是不够的，必须是从铁路运输的特殊性视角来观察、研究，从系统的观点出发用科学的手段把列车、线路和运营管理综合起来考虑，实现更高效率、更高安全、更高品质服务的铁路运输。因此智能铁路运输系统英文缩写RITS(Railway Intelligent Transport System)便应运而生。

铁路智能运输系统集成了电子技术、计算机技术、现代通信技术、现代信息处理技术、控制与系统技术、管理与决策支持技术和智能自动化技术等，以实现信息采集、传输、处理和共享为基础，通过高效利用与铁路运输相关的所有移动、固定、信息和人力资源，以较低的成本达到保障安全、提高运输效率、改善经营管理和提高服务质量的目的。

铁路智能运输系统涉及十分广泛的领域。主要以下几部分组成：先进的运输管理系统、先进的运输自动控制系统、先进的列车控制系统、先进的旅客服务系统、先进的运输设施管理系统以及先进的安全保障系统。其关键技术主要包括：数据传输、列车定位、列车运行控制、列车进路控制、编组站作业自动化等。除此之外，还有与之配套的旅客服务系统，货主服务系统等。RITS与传统的铁路运输方式相比，在运输管理、运输安全性、运输效率、运输服务质量等方面有明显优势。

虽然铁路智能运输系统的概念是在近几年提出，但发达国家致力于这方面的研究和运用，事实已有二十来年的历史。特别是高速铁路诞生、发展之快，对铁路运营管理提出了严重的挑战，不断地促使各时期的先进技术加速融入到铁路运营管理中，使得铁路运营管理的智能化、现代化程度不断提高。其中尤其以欧洲、日本、美国等国家的研究更为引人注目．产生了一批有代表的系统。如欧洲铁路运输管理系统(ERTMS/ETCS)。随着欧共体蓬勃兴起．欧洲铁路需建立一个统一的铁路运行管理系统和统一的列车运行控制系统，以此解决列车运行的互通问题，以便于使铁路运输与其他运输业进行有力的竞争。欧共体于20世纪80年代末组织开发欧洲列车控制系统ETCS(European Train Control System,ETCS)．后又设立了欧洲铁路运输管理项目ERTMS(European Rail Traffic Management System．ERTMS)，它们统称为ETCS/ERTMS，作为欧洲铁路的总体解决方案。尽管ERTMS/ETCS还不是严格意义上的RITS,但它仍然是ITS领域中一个很好的系统，已被欧洲各国所接受，而且许多国家还在效仿这个系统。

ERTMS包括ETCS和GSM—R(铁路专用全球移动通信系统)。ETCS为保持设备通用性，确保高速列车能跨国运行制定了技术需求规范和功能技术规范。规范的技术核心为以欧洲车载设备（Eurocab)为核心．以欧洲查询应答器(Eurobalise)为列车定位修正基准，以欧洲查询应答器、欧洲环线(Euroloop)及欧洲无线通信(Euroradio)作为车——地信息传输的通道，并把CBTC(基于无线的列车控制)作为列车运行控制系统的发展方向。

基于通信的列车控制(CBTC)是RITS关键技术。1999年9月，美国电子电机工程师学会(Institute of Electrical and Electronic Engineers)英文缩写IEEE一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，制定了第1个CBTC标准，将CBTC定义为：利用(不依赖于轨道电路的)高精度列车定位、双向大容量车——地数据通信和车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统。该技术与传统的基于轨道电路的列车控制系统(TBTC)相比，有很多优越性，其中最重要的是:列车和地面控制设备之间通过双向无线通信传递信息，构成闭环控制系统，使列车运行的安全性大大提高；CBTC技术可以实现移动闭塞方式(MAS)，使两列车追踪间隔大大缩短，提高列车在区间追踪运行的密度，从而大大提高铁路运输效率。因此CBTC技术已凭借自身优点成为新一代列控的发展方向。目前，发达国家对于高速铁路基于通信的列控系统的研究已经形成欧洲、美国、日本3大体系。

美国AATC

美国于1992年初提出了基于无线通信的“先进的自动化控制系统(AATC)”。AATC属于

CBTC系统，最突出的特点是列车定位使用扩频通信方式，采用军用加强型定位报告系统，沿线安装无线电台，路旁无线电台将测定信号送至控制中心，控制中心根据无线电波传播时间计算出列车所在位置，并根据列车定位计算出列车安全运行速度，车站由此可决定列车定车距离、发送安全行车速度码，以及其加速命令，实现对列车的控制。

日本ATACS

为了迎合CBTC系统在全世界铁路的发展，日本于1995年由日立公司开发研制了一种基于双向无线通信的先进列车管理与通信系统(ATACS)。该系统的列车控制也不再基于轨道电路，而采用了CBTC技术。在ATACS中，将铁路线路划分成若干个控制区，每个控制区有一个地面控制器和一个无线电基站。地面控制器完成一些控制功能，它与相应的无线电基站相联。地面控制器接收列车坐标信息后，就能进行列车运行的间隔控制。在编组站还有进路控制。在平交道口则对道口信号及栏杆进行控制。无线电基站则通过移动无线电方式将列车位置参数、运行速度等数据传送至车载设备，以此完成车载设备与地面之间的信息交换。欧洲ETCS

随着欧共体蓬勃兴起，欧洲各国之间的合作加强，为便于管理和长远发展，欧共体于1994-1998年建立了统一的铁路运输管理系统，并开发了欧洲列车运行控制系统(ETCS)。ETCS是一种应用于铁路干线的列车自动防护和机车信号系统，功能多，系统的应用分为5个等级，高等级向下兼容，每个级别有不同的特征和功能。

在借鉴世界各国经验的基础上，结合我国国情、路情，我国已制定了中国统一的CTCS技术标准（暂行）。与欧洲列车运行控制系统(ETCS)相对应制定了5个等级。在CTCS-3级中，取消了地面信号系统，采用移动闭塞，系统通过GSM-R实施移动授权，应答器实现列车定位，车载设备实现列车完整性的检查，事实上，在CTCS几个等级中，只有CTCS-3属于CBTC。

智能交通运输系统概论 篇3

关键词：城市交通；交通枢纽；智能管理；交通信号；控制系统 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2015）06-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0485

随着信息智能化技术的不断发展，其应用的范围领域正逐渐扩大。其中，交通智能化管理领域就是重要的应用方式之一，应用了智能化管理系统的交通运输，能够实现一体化和综合化管理。而实现这一管理模式的技术基础，则是充分智能化的交通信号控制系统。由于目前我国城市化程度不断提高，城市内的机动车通行量和出行率始终处于上升趋势，因而使交通需求变得越来越复杂，对交通信号控制能力提出了更高要求，必须具备足够的智能化水平，才能保证交通运输秩序的正常运行，维护交通运输的安全。因此，必须结合城市交通规划的实际情况，设计出科学合理的交通信号控制系统。

1 智能交通信号控制系统概述

在我国经济得到了高速发展的今天，随着我国城市化进程的加快，我国交通压力越来越大，交通堵塞现象日益严重，解决城市交通问题已经成了城市建设中首要任务。如何解决交通问题，已经成为社会关注的焦点。交通信号在解决交通堵塞、规范交通秩序中起着积极作用。但传统交通信号已经无法完全满足新时代交通情况，现代交通车流量远远大于从前，在经济水平不断提高的今天，城市家庭几乎家家都有车，而车辆数目的增多，改变了我国的交通状况和交通发展，改革创新交通信号迫在眉睫。随着时代的进步，科技的发展，信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、智能技术的高度普及，智能交通信号概念被提出。通过不断实践和改革，智能交通信号控制系统已初步成型，虽然暂时无法大规模推广，但是智能交通信号系统也已经给我国交通带来了质的改变。智能交通信号实现了智能监控车流量，自动变化信号，智能指挥、规范交通，优化交通状况。下面通过两点来分析智能交通信号系统的特点。

1.1 采用高新技术

智能交通信号系统离不开先进的计算机技术、通信技术、信息技术和智能技术及感应技术，可以说智能交通信号是集各大高新技术于一身的强大智能系统，随着未来交通情况的不断变化，智能交通信号对技术的要求也会越来越高。

1.2 智能化

通过不断的实践和改革创新，智能交通系统越来越完善，现代交通信号智能系统所采用的技术、设备都能达到了城市交通所应满足的需求，不仅能够有效完成信号控制工作，更加实现了根据交通实际情况及时间段进行自动变化和科学指挥交通，并且智能交通信号系统的车流量测试功能实现了对我国街道车流量的记录，为我国交通改革提供了科学依据。

2 智能交通信号的系统设计

2.1 智能交通信号子系统

智能交通信号系统既复杂又系统，有多个子系统协调来完成对交通的引导和规范，交通信号控制只是其中的一个组成部分。

想要构建一个完整、可靠、科学的智能交通信号系统，就需要无数个子系统，这些信号子系统多分布在交通事故多发点及车流量较大路段。其中车流量计算子系统是智能交通信号的核心内容，智能交通信号系统，通过对车流量的精确的监测和计算，预判绿信号可变比率，使交通信号达到了一种动态控制。智能交通信号子系统应用的关键在于，一个区域内路段要保持状态一致，避免造成交通混乱及堵塞。不同区域路段可以根据实际情况，应用不同的方案来设计智能交通信号子系统，确保交通信号子系统的实用性。为了使交通信号在同一路段保持高度一致，可将相邻子系统互相连接，形成更大的整体系统，且内部以统一的周期运转。连接方案可以根据交通实际需求来判断，可进行永久连接或暂时连接。

2.2 智能交通信号对饱和度的控制

为了使制定出的交通信号控制战略方案更加科学，需事先将交通信号控制系统应用于交通枢纽区域中心自适应协调区域，从而对不同入口车道的饱和流量加以检測并得到准确数据信息，智能交通信号系统必须进行科学的交通饱和度监测，交通饱和度是规划交通的重要依据。饱和度测试和控制系统，应在交通主要线路设置，在这个检测和控制的系统数据库中以战略检测器的形式存在，在绿灯时段范围内，战略检测器将对车流经过时的交通流量及占有率数据信息进行采集并自动处理，最后将处理结果以数据表格的形式直观呈现，通过表格交通“饱和度”一目了然。饱和度检测和控制可利用实际的绿灯时间与绿灯时间比率进行计算。有效利用绿灯时间指的是饱和交通流情况下，恰好通过以最优车间距运行的同等车流量所用的绿灯时间。

2.3 交通信号控制相位差

智能交通信号系统设计，可以规划每个系统间控制规模，避免一个系统出现故障，给多路段交通造成严重影响，降低多方向相位差变化导致的相互作用力。智能交通信号控制系统设计应全面考虑，进行科学规划和实现，其控制范围，要根据交通实际情况，对不同流量进行不同规划，避免造成资源浪费。但设计过程中不仅要考虑到控制相位差，更应该估计到相互呼应，如某路段出现故障，可通过其他路段启动应急线路，进行暂时性的交通引导，避免交通事故，系统相互运作正常时可断开连接，避免造成干扰，实现真正的智能交通信号

系统。

3 智能交通信号控制策略

控制策略指的是在特定区域制定相关的信号控制策略，规划智能交通信号，最大程度地适应各个路口交通需求的变化。当某一相位的绿灯时段需求位于平均需求的下限时，可对该相位进行早断处理，如果没有需求甚至可直接略过该相位，或引入条件相位来代替。控制器处理的参照标准是检测器测得的交通数据决策，可以采用策略检测器来担负这项工作。控制策略主要针对的是控制器的运行问题，其在实施策略控制时所采取的技术与路口孤立运行时所采取的技术完全一致。策略控制实现的载体是区域计算机，因而能够对信号运行的强度加以调整。当然，策略控制与孤立控制在本质上并非相同。策略控制无法应用车间距计时器和损失时间计时器来提前终端或略过某个相位，这是因为处于同一连接上的控制器必须以相同周期的形式来运行，这样才能达到最优化的协调效果。另外，由于相位早断或略过而节省的时间，也必须追加至本地控制器的下一个相位或主相位上，从而维持相同的周期时长。策略控制的作用在于控制绿信比、周期及相位差，对变化幅度不明显的城市区域的交通流趋势进行把握；而策略控制则适用于处理各路口不同周期中速度快但程度较小的变化。为了能够制定出更加科学合理的交通控制战略，应力求将二者进行结合，从而构建更为完善的、全方位的交通控制

系统。

4 结语

本文通过对城市交通枢纽智能交通信号控制系统设计进行探究和分析，指出为了使交通运输领域得到更快的发展，提高交通运输的安全性和可靠性，必须积极应用智能化技术来实现智能交通信号，以此来改善我国目前的交通现状，智能交通将成为未来交通的发展方向。本文从多方面对智能交通信号系统进行了分析和阐述，对其具备的优势加以分析，并对交通枢纽区域交通信号控制的控制战略提出了一些看法，强调应制定科学战略来有效维护交通安全。

参考文献

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作者简介：宋顶利（1971-），男，河北沧州人，供职于河北联合大学，工程师，博士，研究方向：教育；张昕（1979-），女，山西襄垣人，供职于河北联合大学，会计师，研究方向：教育。

分布式发电的智能并网系统概论 篇4

分布式发电系统构成见图1所示，其中，分布式发电构成了系统发电部分，储能单元用来解决负载与发电之间的电力供需矛盾，使系统稳定运行。系统运行方式取决于分布式发电容量与10KV所带地区的负载。当发电容量满足该地区的负荷时，电网可退出运行，在必要的时候才投入运行。在分布式电源和储能容量不足时，需电网向负荷供电，以满足负荷的需求。当发电容量不足该地区的负荷时，电网并入系统且正常运行，两者共同向负荷供电，但尽可能地利用分布式电源，当发电容量超过该地区的负荷时，电网也并入系统，分布式发电将多余的电能送向电网。分布式电源的类型应根据地区的类型具体选择。

二、分布式发电的并网系统

分布式电源的并网系统包括两方面含义:在分布式电源和电网之间建立起物理联系的设备，分布式电源与外界形成电气联系的手段，同时并网包还可以实现分布式电源单元的监视、控制、测量、保护以及调度等功能。并网系统使得分布式电源 (DR) 、地区电力系统以及用户之间可以互动，并且是它们之间通信和控制的通道。图1中虚线框内的组件就是实现分布式电源与电网之间联系的并网系统。由图1可知一个完整的并网系统可以实现以下功能。

1、电能转换和调整。

在必要的情况下，电能转换功能将某种类型的电能转换为与常规电网相同。例如，光伏系统、燃料电池及电池储能输出的是直流电，而微透平机组输出的是高频交流电，需要转换为与常规电网电压和频率相同的电能电能调整。改善功能为向负荷提供纯净的交流电提供了基本保障。

2、自治及半自治功能和运行，分布式电源和负荷控制它们控制着的工况和运行及所有的当地负荷。

工况包括开、停机和调整功率大小的命令。此功能还可以控制硬件与常规电网分离。辅助服务包括电压支持、电压调整、运行储备、提供备用、通信使得分布式电源和当地负荷可以作为较大的电力系统的一部分并且相互影响。而测量功能可以给出分布式电源的输出和当地负荷的清单。

3、实际应用中每个分布式电源的并网系统并不一定包含所有的组件。

其具体选择受市场需求、技术特性以及相关规范和标准的驱动。并网系统使得分布式电源、地区电力系统以及用户之间可以互动。并且是它们之间通信和控制的通道，这种互动在电压和频率的调整无功补偿以及故障保护和协调时可以非常迅速 (毫秒级或几个周期) 。而在向电网输出电能或为系统担当削峰任务时较慢 (几秒到几分钟) 。并网包的性能、兼容性和规范将在一定程度上最终决定对电力市场的长期渗透能力。可以根据分布式电源的特性和所要实现的功能把并网系统分为如下几种:

(1）逆变器型并网系统，如用于燃料电池、光伏系统和微透平机组等发出直流或高频交流电的分布式电源。

(2）具有同步功能的并网系统，用于与地区电网并联运行的分布式电源。当分布式电源担任削峰、基本电源、联合发电或作为紧急和备用电源时采用此种并网系统。

(3）包含远方调度模块的并网系统，电力系统可以根据需要实现对分布式电源的启停进行实时远方调度，这时并网系统还需附加测量、监视和控制设备。

并网系统的功能日益增强，但是使用者总是希望并网系统具有高可靠性、高自动化程度的同时保持价格低廉。短期内将会存在两个截然不同的市场一个是定型的、即插即用的适用于居民和小型商业机组，另一个是面向大型的特定场所的分布式电源尽管存在着市场上的分类，并网技术不同体系以及不同制造商生产的组件应具有良好的兼容性。为了规范这些要求和影响，就必须制定得到各方认可的关于并网系统的统一规范和标准。这些规范和标准将对分布式电源并网设备的制造、安装和运行都有相应的要求。

三、分布式电源的概念和种类

1、分布式电源的概念

分布式电源有时也称为分散式电源，电力的生产和使用在同一个地点或限制在局部区域内。在集中供电的大电网覆盖地区，电力用户一侧建设的电源点或电力消费限制在配电网内的电源点可作为分布式发电看待，自备电站就是一种分布式发电。在大电网未覆盖地区，电力由分散的独立电源或小型独立电网提供，也可称为分布式发电。分布式发电的主要特征是电力就地消化，与电站规模、发电技术和燃料无关。分布式供电系统是相对传统的集中式供电方式而言，一般指为满足某些终端用户的需求，接在用户侧附近的小型发电机组或发电及储能的联合系统，规模不大，一般在几十千瓦至几十兆瓦。通常要用天然气、氢气、太阳能、风能等具有环保特性的能源来发、供电。这种供电技术是一种可利用多种能源的技术。所以简单来讲分布式发电就是在用户附近配置较小的发电机组 (几十千瓦到几十兆瓦) ，以满足特定用户的需要或支持现存配电网的经济运行。这些小的机组包括燃料电池、微型燃气轮机、光伏电池和风力发电等。

分布式发电系统可以由不同的电厂组成，各电厂使用不同的一次能源。分布式电厂可以按照发电设备的发电能力或按照其在整个电网中的位置来分类。分布式发电系统可以定义为:所有不直接与国家电网连接、不由中央配电系统进行配送、不经电网调频的发电系统。这个定义和目前对输电网的定义相符，按照这个定义，输电网的主要功能是连接发电厂和配电系统。从这个意义上说，现在只有高压和超高压线路才被看作输电线，这些线路只与10MW以上电厂连接。因此目前认为将来只有10MW以上才可以直接参与电力市场 (即:售电) 。因此这样说来，分布式发电应该包含所有发电能力在IOMW以下电厂。

2、分布式电源的种类

从广义上讲，分布式发电的主要特征是电力就地消化，与电站规模、发电技术和燃料无关。只要符合这一特征的一般均可以成为分布式发电。故可将其粗略分为两大类:

(1）发电性质的分布式发电（见表1）。此类以小型燃气轮机、光伏发电等为代表。

(2）储能性质的分布式发电（见表2）。此类以超导储能、飞轮储能等为代表。

1、太阳能光伏电池发电系统

太阳能光伏发电的能量转换器件是太阳能电池，又叫光伏电池。太阳能电池发电的原理是光电伏打效应。当太阳光照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光电子一空穴对。在电池内电场作用下，光生电子和空穴对被分离，电池两端出现异性电荷的积累，即产生“光生电压”。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则有“光电电流”生成，从而获得功率输出。这样，太阳的光能就直接变成了可以付诸实用的电能。太阳能发电是由电池组成方阵进行发电，方阵在室外工作，其输出功率和效率严重地受温度和太阳照度的影响。通风良好可降低组件的工作温度而提高方阵功率的输出。光伏电池是将可再生的太阳能转化成电能的一种发电装置。国外开发的屋顶式光伏电池发电技术已得到广泛的关注。德国最著名的2000户屋顶工程，超过2000户家庭安装了屋顶式光伏发电装置，平均每个分布式发电单元发电量达3kw。虽然光伏电池与常规发电相比有技术条件的限制，如投资成本高、系统运行的随机性等。但由于它利用的是可再生的太阳能，因此其前景依然被看好。蓄电池是目前在电力系统中应用最有前途的储能装置之一，分布式发电系统中应用最为广泛。由于技术的限制，蓄电池也存在投资高、寿命短、环境污染等诸多问题。但就目前的状况而言，蓄电池仍会在一段时间内得到广泛应用。

2、风力发电系统

风力发电机组从能量转换角度分成两部分:风力机和发电机。风速作用在风力机的叶片上产生转矩，该转矩驱动轮毅转动，通过齿轮箱高速轴、刹车盘和联轴器再与异步发电机转子相联，从而发电运行。它最有希望的应用前景是用于无电网的地区，为边远的农村、牧区和海岛居民提供生活和生产所需的电力。风力发电技术在新能源领域己经比较成熟，经济指标逐渐接近清洁煤发电。风能发电一般采用异步发电机;但也有采用同步发电机的，风力机经电磁滑差离合器驱动发电机，效果较好，输出功率稳定。对于风力机而言，输出的有功功率由风速决定的，会随风速的变化而变化，发电机吸收的无功功率也会变化。为了使输出功率稳定，风力机采用主动失速控制系统，此系统是将定桨距失速控制与变桨距控制这两种控制方式结合起来，允许叶片在一个很小的范围内倾斜，能在较宽的风速范围内输出稳定的功率。

四、储能技术

基于系统稳定性和经济性的考虑，分布式发电系统要存储一定数量的电能，用以应付突发事件。目前储能技术得到了迅速的发展，为分布式发电提供了很大的空间，主要表现为3个方面:对系统起稳定的作用;适当的储能可以在分布式电源单元不能正常运行的情况下起过渡作用;储能使得不可调度的分布式电源发电单元能够作为可调度机组单元运行，提供削峰、紧急功率支持等服务。储能技术的形式多样，需具体情况作具体的选择。

1、蓄电池储能

蓄电池是目前在电力系统中应用最有前途的储能装置之一，分布式发电系统中应用最为广泛。由于技术的限制，蓄电池也存在投资高、寿命短、环境污染等诸多问题。但就目前的状况而言，蓄电池仍会在一段时间内得到广泛应用。

2、超导储能

超导储能系统将能量存储在由电流超导线圈的直流电流产生的磁场中，其中的超导线圈浸泡在温度极低的液体 (液态氢等) 中，然后封闭在容器中。所以说，一个超导储能系统包括冷却系统、密封容器以及作为控制用的电力电子装置，。超导储能系统的超导线圈需放置在温度极低的环境下，这是目前利用超导储能的瓶颈。一旦超导材料研制成功，超导储能的前景不可估量。

3、飞轮储能

飞轮储能是一种新型的机械储能方式，它将能量以动能的形式存储在高速旋转的飞轮质量中。飞轮储能系统由飞轮转子、轴承、电动/发电机、电力转换器、真空室等5个部分组成。就目前来看，使用的飞轮储能系统主要有高速飞轮系统和低速飞轮系统。高速飞轮系统的飞轮相当小，但转速极快;低速飞轮系统的飞轮较大，但转速相对较慢。

4、电解水制氢储能

这种储能系统需与燃料电池联合应用。在系统运行过程中，当负荷减小或发电容量增加时，将多余的电能用来电解水，使氢和氧分离，作为燃料电池的燃料送入燃料电池中存储起来;当负荷增加时或发电容量不足时，使存储在燃料电池中的氢和氧进行化学反应直接产生电能，继续向负荷供电，从而保证供电的连续性。

参考文献

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浅谈智能交通系统 篇5

智能交通系统（Intelligent Transport System ,简称ITS）智能交通系统是将先进的信息技术、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。

一、国内外研究开发现状

从国际上智能交通系统的发展历史来看，各国普遍认为起步于60-70年代的交通管理计算机化就是智能交通系统的萌芽。随着社会的发展和技术的进步，交通管理和交通工程逐步发展成为智能交通系统，但是智能交通系统与原来意义上的交通管理和交通该有着本质的区别，智能交通系统强调的是系统性、信息的交互性以及服务的广泛性，其核心技术是交通流理论、信息技术、通信技术、智能控制技术和系统工程等。

我国的ITS研究和实施起步较晚，90年带中期以来，在交通部的组织下，我国交通运输界的科学家和工程技术人员开始跟踪ITS技术，并取得了长足进步。我国政府在继续加快基础建设的同时，已提出将智能交通作为我国未来交通运输领域发展的重要方向和有限领域予以重点支持。

1998年1月交通部扑住成立了国家智能交通系统工程研究中心，依托单位为交通部公路科学研究所。在交通部的组织下，该中心承担了部重点科研项目“智能交通系统发展战略研究“。通过开项目的研究，提出我国智能交通系统发展的整体框架，为交通运输界提供指导性意见。在”十五“期间，由科学技术部牵头，国家智能交通系统工程技术研究中心承担、全国20余所高校和研究所参与的国家重大攻关项目”ITS体系框架“和”ITS标准体系及关键标准制定“已经通过国家坚定。这将为我国顺利实施ITS 打下良好的基础。由于ITS能取得巨大的社会效益和经济效益，国家政府部门的重视，已经产业化所带来的巨大利润，国内一些公司也纷纷介入其中。这些公司大致可以分为两类，一类是新兴的IT 公司，一类是一直从事交通工程的公司。国内在ITS 领域的总体水平是处于初级发展阶段，由于缺乏在交通领域和信息领域的交流与合作，以及没有实际ITS的经验，还没有成熟完善的系统可以应用于实际。总的来说，我国的ITS尚处在起步阶段，实际应应用的硬件设备大都采用国外的进口设备，以欧、美、日的产品为主，国内自主开发的系统仍出在使用阶段。

二、智能交通的应用

北京市智能交通系统建设一直处于国内城市智能交通系统发展的前列，但与国际先进水平相比还有相当的距离。尤其是将在北京举行的2007年ITS世界大会和2008年奥运会，对北京市智能交通系统提出了更高的要求和更大的挑战，这促使北京需要进一步全面推进智能交通系统建设。北京在智能交通方面建立几大应用系统。

1、交通综合信息平台与服务系统

交通综合信息平台是北京市智能交通系统的支撑层，是连接其它9个应用系统的枢纽，负责全市综合交通运输系统信息的存贮、处理和发布，是北京市智能交通系统的核心建设内容。该平台将于2007年之前完成一期工程建设，可以实现向政府交通管理部门提供决策支持，向社会公众提供多方式、全方位的交通信息服务，为2008年奥运会的成功举办创造条件。

2、客运枢纽站运营调度管理与乘客信息服务系统

北京动物园公共汽车枢纽站运营调度管理与乘客信息服务系统示范工程已于2004年7月正式启用，实现了枢纽站内运营车辆的实时优化调度，是国内公共交通行业第一个拥有智能调度系统的大型综合性枢纽站。它的启用，能实现乘客的集中、立体化换乘，有效缓解周围一带的交通拥堵状况。

3、公共电汽车区域运营组织与调度系统

公共电汽车区域运营组织调度将根本改变“一线一调”的传统调度方式。通过对区域内公交车进行统一组织和调度，提高公交线路的调配和服务能力，实现区域人员集中管理、车辆

集中停放、计划统一编制、调度统一指挥，人力、运力资源在更大范围内的动态优化配置，降低公交运营成本，提高调度应变能力和乘客服务水平。

4、南中轴路大容量快速公交智能调度系统

目前，大容量快速公交系统运量大、服务效率高，较之轨道交通建设周期短、投资省而受到了普遍关注。北京市南中轴大容量快速公交系统于2004年年底试运营。通过智能化的调度和信号优先手段保证车辆的快速、准点运行，通过方便的售检票系统和完善的乘客信息服务保证服务质量。

5、出租车智能指挥调度系统

北京市出租车智能指挥调度系统是以GPS为基础，乘客可以通过电话或者网络叫车，通过智能调度平台实现预约服务和快速派车，实现出租行业的品牌竞争。由此乘客可以得到更加安全、舒适的乘车环境和高水平服务，空驶率的降低可以释放宝贵的道路资源，缓解交通拥堵。

6、高速公路不停车收费(ETC)系统

通过安装在汽车上的电子标识卡与安装在收费道旁的读写收发器，进行快速数据交换，实现车辆的不停车收费，不仅可以解决收费站的排队问题，而且还可以进行交通需求管理，进行交通监视、事件检测、驾驶员信息采集和各种费用的自动收取等。

三、我国智能交通系统发展的重点方向之一——信息化公交系统

信息化公共交通系统的目的是通过以信息技术等对传统公共交通系统进行技术改造，从技术上落实公共交通优先发展的战略，提高公共交通系统的服务水平和管理水平，争取实现在城市客运交通中占有较大的运量分担比例，达到城市土地空间资源、能源的高效使用，保证系统的安全运行，提供高品质的客运服务。

为实现这一目标，信息化公共交通系统需要具备如下功能特征：

● 具有公交运行基础数据的采集能力和手段，保证系统的数据源基础。这些基础数据包括：以公交站点上下客人数为主的交通需求数据、公交车辆运行车速及站点停靠时间数据、车辆驾驶状态数据等。考虑到公交运行的特殊性，这些数据的采集主要由公交车辆车载设备承担。

● 有效的数据管理和分析能力，包括操作型数据管理和分析型数据管理。其目的是保障日常运营的高效管理、规划和调度的科学决策分析，以及对公众提供高质量的信息咨询服务。

● 对用户友好、高效的信息发布能力，包括为公众提供公交信息服务（例如车辆到站时间预测，车辆满载状态情况通报，根据起迄位置和服务要求的出行路线查询等），对管理者提供的实时系统状态查询、历史数据分析服务，支持决策者制定交通发展政策及规划的宏观信息分析等。

● 为支持科学管理和决策所必需的系统仿真分析和系统状态预测能力。

与上述功能要求相适应的软硬件技术中，许多单项技术已经相对成熟（例如利用GPS的车辆定位技术、测定车辆操作状态的黑匣子技术、根据站点上下客人数的公交站点OD反推技术等），部分技术则是在成熟技术基础上展开应用开发（例如利用IC卡设备采集各站点上客人数）。

需要注意的是这些技术的简单堆砌并不能构成真正有效的系统，需要通过技术集成才能构成真正的信息化公共交通系统。系统技术集成的核心问题，是在建立行业性系统规范的基础上，建立合理的系统信息组织结构，沟通子系统之间的信息联系，最后形成支持公交发展战略确定、公交系统规划、公交系统运营管理和对公众提供信息服务的系统“神经网络”。

四、智能交通系统在高速公路的应用

（一）智能交通高速公路的研究背景与意义：

随着我国高速公路的不断发展，目前已形成了规模庞大、结构复杂的高速公路交通网。随着高速公路路网快速形成的同时，机动车数量也在迅猛增加，人和物的流动也非常频繁，人们对公路交通的需求与日俱增，因此时常会发生道路拥挤、交通事故，救援不及时和人、车和路之间的不和谐等现象。随着上述矛盾越来越突出，单靠道路建设不能从根本上解决问题，而高速公路有高速、安全和舒适等特点，因此高速公路得到了人们的广泛认可，而这些特点离不开高速公路信息管理系统的建设。高速公路信息管理系统是以高速公路运营管理为核心，以计算机信息网络与通信系统为基础。是高速公路及交通基础设施重要的支持系统，是交通信息化发展、提高管理水平和运营效益的重要手段。高速公路信息管理系统是通过运用先进设备和现代化管理技术，实现高速公路的舒适、安全、高效、畅通。因此，高速公路信息管理系统在交通运输安全方面有着非常重要作用。但是，当前道路交通存在的主要问题。

(1)交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；(2)交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；(3)空气污染和噪声污染程度日益加深。交通控制的目和意义的表现：(1)减少交通事故，增加交通安全；(2)缓和交通拥挤，提高交通效益；(3)提高公交效率，减少交通负荷；(4)降低污染程度，节省能源对比。

（二）提出智能高速公路设计方案的主要内容：

国内现在已经拥有的技术含量包括监控系统、收费系统和通信系统。但是随着现在的车流量增多，只停留在这些技术层面上还远远不够。

1）.不停车自动收费系统。

不停车收费系统（又称电子收费系统Electronic Toll Collection System，简称ETC系统）利用车辆自动识别（Automatic Vehicle Identification 简称 AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。

2）.雷达测速联动大屏显示智能卡口子系统

雷达测速联动大屏显示智能卡口系统主要由前端采集模块、数据传输模块、信息发送模块和中心管理等模块组成。系统主要功能为：通过对高速公路通行车辆速度的智能分析判断，将车辆进行抓拍同时将捕获到的超速车辆信息实时发布到附近的可变情报板上对违章司机起到警示作用，减少高速超速带来的危害。

3).监控系统自动化

智能监控自动化是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务，说白了就是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。

4）.汽车与自动驾驶系统

自动驾驶汽车就是无人驾驶汽车，也称为智能汽车。它是仿人驾驶的，分三步进行：首先由装在驾驶室的摄像机和图像识别系统辨别驾驶环境。其次，车载主控计算机和相应的路径规划软件决定是沿车道前进还是换道准备超车。最后，自动驾驶系统向方向盘，油门和刹车控制器发出指令。

5）.智能交通信息系统

智能交通信息系统通过各种信息系统装置通讯、可变信息板、调频广播牌、车载装置、路侧通讯设备、电子图文等媒体实时向旅行者（司机和乘客）提供旅行相关信息，为旅行者从出发前、途中直到目的地的整个旅行过程中随时获得有关道路状况等信息。高速公路信息系统智能化将更能充分利用道路，使驾驶更加舒适、快捷。

五、结束语

随着社会的发展，智能交通将会越来越多的得到应用，我国对智能交通系统的发展也抱有极大的热情。根据中国的国情、技术基础及发展阶段，发展智能交通系统需要突出如下原则：

● 中国城市目前正面临机动化的关键时刻，应确立可持续发展的战略指导思想，建立良性发展的交通系统基础。

● 为尽快实现产业化，中国智能交通系统发展应该首先在较为成熟的技术基础上，通过技术集成，形成新的系统概念和系统功能。

● 智能交通系统的建设，应该有利于提高交通企业和管理部门的管理水平，向管理要效益，要资源。

智能交通运输系统概论 篇6

关键词：智能交通运输系统 道路交通安全 控制体系 研究

1、智能交通运输系统概述

智能交通运输系统是当前国际道路交通和运输科技发展的前沿,也是交通运输未来发展的方向。ITS 将汽车、驾驶者、道路以及相关的服务部门相互连接起来,使道路与汽车的运行功能智能化,公众能高效地使用公路交通设施和能源。该系统采集到的各种道路交通及各种服务信息,经过交通管理中心集中处理后,传送到公路交通系统的各个用户,出行者可进行实时的交通方式和交通路线的选择,交通管理部门可自动进行交通疏导、控制和事故处理,运输部门可以随时掌握所属车辆的动态情况,进行运力合理调度。这样,路网上的交通经常处于最佳运行状态,能够改善以往交通拥挤状况,极大限度地提高道路网的通行能力、机动性及安全性。

2、ITS 技术将使交通安全状况大为改观

传统的道路交通运输方法存在众多问题,如道路交通设施的有效利用率问题、交通安全管理问题以及交通信息交流、交通堵塞与交通疏导问题等,这些问题在很大程度上可通过以现代信息、通信以及自动化控制为主导技术的ITS 得到解决。

3、基于智能交通运输系统的交通安全控制系统

所谓交通安全控制就是利用現代管理和技术领域的科学而有效的方法,尽可能地减少或消除交通事故的发生,保障道路交通的安全。交通安全控制系统主要包括车辆运行安全智能技术、ITS 交通控制中心、事故识别与管理系统、紧急援助系统等方面(见下图) 。

3.1 先进的车辆运行安全智能系统

先进的车辆系统是把传感器、计算机、车载控制系统和车道控制系统集成一体的自动控制系统。这项技术主要是通过避免车辆撞击和预警系统而改善车辆的安全状况,提高车辆运行的主动安全性。另一方面,自动公路系统(AHS) 是ITS 的长期目标,它可以提供一种完全自动的车辆运营安全环境,这不仅增加了交通流量,而且能使交通事故发生的概率大为降低。

3.2 交通安全管理、事故识别系统及紧急援助

先进的交通信息系统(ATIS) 和先进的交通管理系统 (ATMS) 是ITS 的核心组成部分,也是交通安全管理现代化的基础。ATIS 将监测装置的原始数据收集起来,进行综合分析和处理,向道路实用者提供广泛的、便于使用的公共信息数据库,使信息提供者和使用者适时联系,为车辆安全到达目的地提供可靠的信息。先进的交通管理系统的主要任务是提高道路的有效利用率和交通流量,降低交通拥挤程度和交通事故发生率,减少因交通拥挤和事故等造成的时间延误,并减少车辆的排放污染。

3.3 道路气象安全监测系统

雨、雪、雾、大风等不利气象条件对道路出行产生了严重的影响，尤其是在冬季，降雪造成的低能见度，以及路面积雪、结冰和结霜会导致打滑路面状况，对道路交通安全和出行延误带来巨大的负面影响。为应对这一挑战，欧美发达国家都在积极部署道路气象监测设施，推进和完善道路气象信息系统的建设。

道路气象监测设施主要包括3类：大气参数传感器、路面状况传感器、能见度仪。大气参数传感器可获得以下参数：气温、湿度、风速与风向、气压、降水；路面状况传感器主要获取以下参数：路面干燥、潮湿、湿润、霜、雪、冰状态，路面化学物质浓度，路面冰点温度等；能见度仪用于观测道路沿线大气水平能见度。公路气象站监测数据通过特定的通信方式被传送至数据分析中心，管理者利用专门的软件工具对数据进行开发与分析，以辅助交通管理者进行交通控制决策。

3.4 大型可变情报板

大型电子可变情报板是当前高速公路与城市交通管理最为主要的信息发布介质之一，而发光二极管（Light Emitting Diode，LED）显示屏是国内外实际应用中最为广泛的一种可变情报板形式。

LED显示屏是通过一定的控制方式，用于显示文字、文本、图像、图形等各种信息以及电视、录像信号并由LED器件阵列组成的显示屏幕。它常用于发布交通拥堵信息、交通管制信息、交通事故、道路施工信息、突发事件信息和天气环境状况等信息，这些醒目、直观、实时准确的信息让驾驶员充分了解路况信息，提高了驾驶员的主观能动性，提升了行车的安全性。

3.5 视屏监测系统

视屏检测系统主要由安装在道路上的摄像头、视屏控制系统、交通信号控制系统、路口控制器组成。它具备图像监视和交通数据采集的双重功能，特别是能提供完整的交通状况信息对突发事件的处理尤为重要。通过摄像头可以监测道路上行驶的车辆，可以获得那些违规行驶车辆的完整的信息，如：超速行驶、非法停车、不按车道行驶、逆行等，为对这些驾驶员的处罚提供了有力的证据。与此同时，这也对驾驶员起到了一定的监督作用，因为有摄像头，他们会更加小心谨慎驾驶，安全驾驶，起到了加强交通安全管理，防范交通事故的作用。

参考文献：

[1] 何勇，唐琤琤.道路交通安全技术[M].北京:人民交通出版社,2008

[2] 黄卫,陈里得.智能运输系统(ITS)概述[M].北京:人民交通出版社,2001

[3] 杨佩昆.智能交通运输系统体系结构[M].上海:同济大学出版社,2001

[4] 张智文,魏风,侯福深. 中国智能运输系统(ITS)的发展[J].交通运输系统工程与信息,2001 (1)

浅谈石家庄智能交通运输系统 篇7

1、智能交通运输系统内涵及其一些功能特点

所谓智能交通运输系统, 就是在现有的交通状况下, 充分利用现代高新技术进行合理的交通需求分配和管理, 通过卫星导航系统、汽车自动引路系统、交通信息通信系统 (VTCS) 、视频监控和计算机管理等多种技术手段, 将整个路网的通行能力迅速提高, 实现安全、快速、便捷运输目的的一种交通综合治理方案。

2、智能交通运输系统包含的内容

(1) 先进的交通信息服务系统 (ATIS) 。交通参与者可以通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备, 向交通信息中心提供各处的交通信息。 (2) 先进的交通管理系统 (ATMS) 。交通管理部门对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况进行实时的监控, 通过收集到的信息, 进行有效的实时疏导、控制与处理等。 (3) 先进的公共交通系统 (APTS) 。该系统的主要目的在于改善公共交通的效率, 以提供便捷、经济、大运量的公交系统。 (4) 先进的车辆控制和安全系统 (AVCSS) 。该系统包括车辆辅助安全驾驶系统和自动驾驶系统。 (5) 营运车辆运行管理系统 (CVO) 。这是一个以高速道路网和信息管理系统为基础, 利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。 (6) 电子收费系统 (ETC) 。使用者在指定地点预交通行, 领一张内部装有电子线路的通行卡, 将其安装在汽车的指定位置, 这样当汽车通过不停车收费车道时, 自动扣费。 (7) 紧急救援管理系统 (EMS) 。通过ATIS和ATMS这些设施可以将交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体, 提高对突发交通事件的报告和反应能力, 改善应急反应的资源配置。

3、智能交通运输系统中的主要技术平台

目前在智能交通运输系统中使用的主要技术平台有全球卫星定位系统 (GPS) 、交通地理信息系统和现代通讯和网络技术。

二、我国智能交通行业环境分析

1、经济环境分析

我国交通固定资产投资额快速增长, 资金投向进一步向中、西部倾斜, 高速公路建设步伐明显加快, 农村公路建设顺利推进。

2、政策环境分析

2000年, 科技部会同国家相关部门, 专门成立了全国智能交通运输系统协调指导小组及办公室, 组织研究中国智能运输系统的发展;《信息产业科技发展“十一五”规划2020年中长期规划纲要》将“智能交通运输系统”确定为重点发展项目。

3、社会环境分析

随着我国城市化进程的推进和机动车数量的快速增长, 各种交通问题凸现, 经济发展造成了巨大的损失。智能交通运输系统通过提供各种有选择的信息服务, 再加上一系列ITS子系统, 可实现道路资源的高效率使用。

4、市场潜力分析

中国的汽车保有量迅速增加, 使得巨大的行车需要与有限的交通基础设施之间的冲突进一步加剧。发展智能交通在带动庞大软硬件设备行业发展的同时, 还将催生交通信息服务等新兴产业的形成, 创造大量就业岗位。

三、石家庄的交通问题及解决措施

根据我们在石家庄的调查, 结果显示目前石家庄的交通问题主要体现在以下几个方面:交通拥堵、步行者问题 (包括非机动车) 、道路交通污染以及交通事故频发。根据我们对市民的调查, 60%的人认为造成当前交通问题的主要原因是车流量太大, 科技水平的限制。具体问题及措施如下:

1、非机动车辆及行人的问题

非机动车车主和行人的素质有待提高, 闯红灯现象严重, 交通协管人员的管理不到位。解决措施:提高非机动车车主和行人的素质, 加强交通协管的工作职能, 人车各行其道。我们认为, 更有效的方法是合理的运用智能交通的技术, 如电子警察, 公交电子站牌系统, 混合交通信号配时系统等等。

2、机动车车主问题—不文明的行车和不规范的驾驶也对交通有很大影响

措施:通过更规范合理的道路设施和人性化的管理, 提高驾驶员的素质, 将车辆导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合。

3、道路交通的设置不合理

比如位于火车站站前街和中山路的丁字口, 由于火车站本来人口流动性就比较大, 加之地下通道的和过街天桥的设置过远, 导致很多行人再次横穿马路, 可以通过改善道路状况解决。

4、私家车的日益增多

措施:可以增大对公共交通的投入, 使人民真正感觉到坐公交车比开车省钱省心方便, 才能使更多人放弃开车而选择公交。由于汽车行业仍是国家的重点支柱产业, 在现阶段, 仍不宜抑制小汽车的生产, 但是, 我们可以通过以下手段, 抑制小汽车的过度使用。

(1) 加大出行成本。使用中心区高峰时段拥堵收费以及高额停车收费策略, 抑制私人小汽车的过度使用。

(2) 提高拥车成本。建议通过开征车牌号税、控制车牌供给以及以家庭为单位对第二部、第三部小汽车开征高额税。

(3) 采取适当的限行措施。考虑实施单双号限行、大货车禁行、中心城区拥堵收费等措施。

5、主干道车辆过多

应该协同交通台和交通指挥多方联手, 时时向司机们提醒, 提前分流车辆, 中山路作为主干道车辆最多, 但是分流道路比较少, 利用智能交通技术根据车流量对交通信号灯的时长进行合理调整。

四、对未来交通规划行业发展趋势及方向总结与判断

1、构建综合交通运输体系:

包括公路、铁路、水路、航空、管道如何统筹规划, 实现区域、地区间交通基础设施投入成本最小、服务收益最大;

2、加快物流发展规划与设计。

现阶段正是促进物流业发展有利时机, 故对于物流中心、物流园区、物流枢纽、物流市场等设施选址等进行畅想与规划, 显得非常重要;

3、低碳交通运输体系规划。

如何做好交通行业低碳、绿色、环保、生态, 可以从这方面选好方向与议题, 开展研究;

4、交通安全应急系统规划。

即对交通系统进行合理规划, 使得出现紧急事故条件下, 保证交通为紧急事故处理、人员疏散、车辆运行等提供良好服务条件, 并提供应急疏散方案等;

5、智能交通运输系统研究。

智能交通必定成为未来交通发展趋势与需求, 现今信息技术、计算机技术、通信技术以及控制理论等相关技术都已经相对成熟, 如何将其应用于交通系统中, 提高交通运输效率、降低交通事故、减少交通拥堵等, 为居民出行创造更好的条件, 是各级交通主管级规划部门追求的目标与方向。

智能交通运输系统对于改善石家庄乃至全国的道路交通问题发挥着不可替代的作用, 因此, 我们应该加大宣传智能交通的宣传力度与调研, 更好更快地解决我国的交通问题。

摘要：智能交通运输系统实际上是一个复杂的社会系统, 涉及众多的领域和部门, 管理体制、信息沟通能力、考虑问题角度等均会对系统建设与运行产生巨大的影响;系统开发涉及众多的技术领域, 需要不同学科背景的专家参与和协调;还有政府、企业、研究单位等在智能运输系统建设过程中也要承担相应的不同的责任。

关键词：智能交通运输系统,车辆导航,GPS

参考文献

智能交通运输系统概论 篇8

1 ITS的基本概念和作用

所谓智能运输系统, 就是集信息处理、通讯、控制、以及高科技的电子技术等最新的科研成果, 应用于交通运输网络中。它与传统的交通管理系统一个最显著的区别是, 将服务对象的重点由以往的管理者转向道路使用者, 即用先进的科技手段向道路用户提供必要的信息和便捷的服务, 以减少交通堵塞, 从而达到提高道路通过能力的目的。另外, 从系统论的角度来看, ITS将道路管理者、用户、交通工具及设施有机地结合起来并纳于系统之中, 提高了交通运输网络这个大系统的运行效率。

ITS系统的功能包括以下几个主要方面:信息提供、安全服务、计收使用费和减少交通堵塞等。系统向道路管理者和用户提供的主要是道路交通情况的实时信息及相关的其它信息, 如天气等;而安全服务的内容则有危险警告、人车事故预防、行车辅助等, 它们通过不同的方式来帮助减少交通事故;费用收取主要是以电子方式自动地向用户收取道路使用费或车辆停放费等。当然, 系统还可以根据人们的需要提供更多的服务。

2 ITS在国内外是交通运输中的发展状况

2.1 发达国家运用ITS的现状

作为一种高科技的交通运输系统, 基于资金投入以及其他因素的影响, ITS在一些发达国家中的运用相对较为成熟, 尤其是在北美、欧洲等国家的交通运输系统中, ITS系统得到了很好的应用。而ITS之所以能够在西方发达国家得到良好的运用效果, 是与以下几方面因素分不开的:

首先, 发达国家的政府对于ITS的开发与运用都给予了肯定的态度和积极的支持, 且政府相关部门会参与到ITS的开发过程中, 并给予有力的财政补贴, 这些都为ITS的顺利开发与实施提供了有力保障。

其次, 在发达国家的政府机构中, 会设立一个专门的机构来负责ITS的研发与运作, 这是因为ITS作为道路交通运输系统中最先进的技术系统, 必须要由专职的相关机构进行领导与协调, 以保证ITS行业的正常发展。

第三, 在发达国家, ITS的研发并非仅仅只依靠政府相关部门的科研人员进行开发, 而是社会的各界都给予了大力的支持, 并积极参与其中, 使得ITS在市场机制的作用下涉及到更多行业的智能系统发展, 这些其他行业的智能系统发展与ITS相互配合, 促使了ITS更加健全优化。

第四, 在西方发达国家的交通运输系统发展中, ITS的产品已经呈现出多样化的发展趋势, ITS的功能也更加完善齐全, 极大的满足了人们日益增长的交通运输需求, 也进一步促进了ITS的快速发展。最常用到的ITS产品主要有万通卡、电子收费系统、实时交通信息系统、智能汽车、自动化公路系统等多种形式。

2.2 我国的ITS发展概况

我国在ITS方面的开发和应用尚处于起步阶段, 进行了一些有成效的基础性工作。从行业管理的角度来看, 这项工作一直是由国家科委牵头, 参加的部门有交通部、铁道部、建设部、电子工业部等, 但尚未有国家级的ITS领导和协调组织。在业务的对外交流方面, 我国似乎偏重与欧洲的发展。在系统的实际开发和应用方面, 我国已有了不少实际成果, 在局部地区形成了ITS的雏形, 或实现了ITS系统的部分功能。其中最主要的是电子收费系统, 全国已有不少省份或城市开始采用或试行这种先进的管理方式。很好的提高了道路的通过能力, 降低了空气污染。同样, 在一些高等级公路上也出现了类似的收费系统;结合交通工程在新建的高速公路旁一般都埋设了光纤等信号传输线路, 有些还安装了车辆探测装置和可变式信息显示装置, 便于其后的交通控制、管理和服务。此外, 在引进国外先进技术和产品的同时, 我国也开始与外国的厂商建立合资企业, 生产ITS的产品。

3 关于我国ITS的发展设想与建议

3.1 观念、意识上的重视

首先, 要使有关人员在思想观念上对发展ITS的重要性有所了解和认识, 能够站在战略的高度来看待这个问题。其次, 我国政府提出希望用增加包括交通在内的基础设施的建设等来拉动我国的经济发展。所以交通又一次面临着大发展的机遇。然而这一次的发展不能像以往那样, 只是从量上进行简单的扩张, 扩大交通运输网络的规模, 而更重要的是要增加其质的发展。具体就是要提高科技含量, 强化服务功能, 更加适应社会发展的需求, 也就是说交通的“可持续发展”应当建立在比扩大数量和规模意义更加广泛和深入的基础上。根据国内外发展的情况, 可以预计交通运输业今后仍将是一个重要的行业, 在国民经济中占有相当的比重。因此无论从市场占有的角度, 还是从保护民族工业的角度看, 我们都必须及早采取行动, 争取主动。

3.2 建立、健全组织机构

ITS是跨行业的多种技术的综合性产物, 必须要有一个高层次的机构进行相关业务活动的领导与协调。可以参照国外经验, 组建国家级的、半官方的组织来通盘考虑全面的工作, 合理地调配各种可用资源。交通部作为ITS存在的基体-交通基础设施的主管部门, 有条件也有义务在业务上进行更多的指导与关注。总之, 要结合我国的国情, 使ITS事业稳步和有序地向前发展。

3.3 超前开展工作

虽然我国ITS的整体水平还比较落后, 市场远未得到开发, 但当我们在比较有把握地预测到交通运输管理、服务体系的发展前景时, 就要进行战略上的考虑, 借鉴国外ITS发展过程中成功的经验, 有针对性地开展基础工作。这包括在法律上明确和完善我国发展ITS的近期目标和长远规划;制定ITS体系的构架、发展的原则和对策;在技术上着手对ITS的标准、规范进行研究和规定;从运作上考虑资金的筹措、市场的开发以及“游戏规划”的制定。

4 结论

智能交通运输系统概论 篇9

关键词：智能运输系统,交通运输

智能运输系统 (I n t e l l i g e n t Transportation Systems, 简称ITS) 就是通过对关键基础理论模型的研究, 从而将信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统, 从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。ITS已成为国际公认的解决城市以及公路拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污染等的最佳手段, 也是全世界交通运输发展的前沿领域。

ITS系统的功能主要包括信息提供、安全服务、计收使用费和减少交通堵塞等几大方面。系统向用户主体和服务主体提供的主要是道路交通情况的实时信息及相关的其它信息, 如天气等;而安全服务的内容则有危险警告、人车事故预防、行车辅助等, 它们通过不同的方式来帮助减少交通事故;费用收取主要是以电子方式自动地向用户收取道路使用费或车辆停放费等。当然, 系统还可以根据人们的需要提供更多的服务。国际标准组织1999年在技术报告ISO/TR14813中对智能运输系统的服务进行了划分, 具体包括出行者信息、交通管理与规划、车辆安全和辅助驾驶、商用车辆管理、公共交通管理、紧急事件、电子收费和安全八大方面。我国的ITS服务领域划分与国际ISO标准领域的划分是基本一致的。

20世纪六、七十年代, 随着经济的不断发展和人们生活水平的不断提高, 汽车数量也开始急剧增加, 导致已有的道路难以满足经济发展的需要, 进而带来了交通状况恶化及其伴生的安全事故、空气污染等一系列负面影响。交通运输对经济发展的制约不同程度地普遍存在于每个国家/地区, 如何解决交通拥挤和堵塞现象几乎成了最为棘手的难题之一。交通问题的存在就是人、车与路之间的矛盾问题, 目前解决这一矛盾的办法有几个。

第一, 控制需求, 控制车辆增加, 减少车辆数量, 但从经济发展的角度看, 在相当长的时期内舍弃车辆是不可能的。第二, 增加供给, 也就是修路。由于诸多原因, 这种办法也受到了不同程度的制约。首先, 历史原因导致城市规划不合理, 改造现有道路困难重重;其次, 可供修建道路的空间越来越少;再次, 经济发展使道路建设的步伐还是赶不上车辆的增加速度。特别是我国人口众多, 财力相对较弱。第三, 加强城市交通管理。具体措施有:加强交通法规建设, 制定限制性交通法规, 但这种办法通常是强制性的;确定合理完善的城市交通规划, 但这种方法需要进行大量的调研, 耗资巨大, 规划方案要有一定时间才能实施, 规划结果很难以进行评价;进行城市交通信号控制, 但也只是局限于通过控制红绿灯或一些可变标志来控制车流, 无法有效地缓解城市交通拥挤问题。第四, 实施智能运输系统, 有效地使用现有交通运输网络, 提高道路交通的安全程度和道路使用的舒适性。ITS是对传统交通运输系统的一种革命, 它把人、车、路综合起来考虑, 通过信息技术、控制技术、计算机技术等高新技术手段, 提高交通运输管理部门的决策能力, 引导个体交通行为趋于合理化, 减少驾驶人员的操作失误, 从而达到提高交通运输系统的运行效率, 提高系统服务水平, 增强系统安全可靠性的目标。

ITS使公路交通系统中的规划、建设、管理、运营等各方面的工作能够在更高层次上协调发展, 使其发挥出更高的效益。ITS主要由五个子系统构成, 即先进的交通信息系统;先进的交通管理系统;先进的车辆系统;先进的公共运输系统;商用车辆运营系统。

1、先进的交通信息系统。其核心是信息中心, 该中心为用户主题提供强大的信息支持。如:为出行者提供所需的有关公交线路图及发车时刻表、某一时刻某一路段的车速状况、道路施工情况、绕行路线和气候条件等实时信息等。2、先进的交通管理系统。交通管理控制中心通过车辆探测器、雷达探测器、气象检测器、视频监测系统、不停车电子收费系统和紧急电话等手段采集有关信息并加工这些信息, 然后通过可变标志、电话、微机信息灯系统、视频监测系统和不停车电子收费系统等手段将有关信息传递给用户主体, 并不断优化交通信号灯的绿信比, 保障良好的交通秩序, 此外还对一些突发事件迅速确定解决方案, 并做出准确的反应。3、先进的车辆系统。其本质就是在车辆与道路系统中将现代通信技术、控制技术和交通流理论加以集成, 提供一个良好的辅助驾驶环境, 在特定条件下, 车辆将在自动控制下安全行驶。4、先进的公共运输系统。该系统利用计算机技术对公交车辆及公共设施的技术状况和服务水平进行实时分析, 实现公交系统计划、运营和管理功能的自动化;为乘客提供实时的换乘信息;具有完备的安全监测、预警和防范设施等。5、商用车辆运营系统。商用车辆包括货运汽车、公共汽车、出租车和紧急车辆。对高速行驶中的车辆、货物状态和司机的安全情况进行监测, 危险时预警并在必要时进行自动控制;对运送危险品的车辆, 在发生事故时, 能立刻确定事故的严重程度、事故地点、危险品种类并推荐最佳应急方案;还可帮助司机确定车辆位置, 避开交通阻塞路段, 大大提高运输效率。

综上所述, 智能运输系统是一种综合高效的运输系统。从某种程度上讲, 我国道路基础设施薄弱这一特点为发展ITS提供了机遇。伴随着我国智能运输系统的研究和开发进程的不断推进, 将ITS的发展思想与我公路网的规划、设计、建设和技术改造结合起来, 开展与我国国情相适应的、具有中国特色的智能运输系统理论和应用技术, 努力提高我国交通运输的整体水平, 进一步促进社会经济的发展。

参考文献

[1] 杨兆升. 智能运输系统概论. 第1版.北京:人民交通出版社. 2007.1

[2] 沈志云, 邓学钧. 交通运输工程学.第2版.北京:人民交通出版社. 2003.9

智能交通系统关键标准研究 篇10

我国“十二五”交通规划中已明确提出, 充分发挥科技引领作用, 不断提高交通运输科技含量和信息化水平。交通运输行业要着力加强科技创新体系建设, 提高自主创新能力, 大力推进信息化建设, 努力提高交通运输科技含量和信息化水平。同时, 智能交通作为交通规划的重要组成部分, 交通运输部已经启动新一代智能交通系统发展战略研究以及应用物联网技术推进现代交通运输策略研究两个重大研究项目, 为未来5年～10年发展思路进行谋划。

我国智能交通的现状

目前国内从事智能交通行业的企业约有2 000多家, 主要集中在道路监控、高速公路收费、GPS、地理信息和系统集成环节。智能交通产业大体可以分为设备提供商、软件开发商、系统集成商和平台运营商几部分, 我国智能交通的各环节均处于起步阶段, 但是由于前端设备如传感线圈、视频、微波等投入较少, 应用较广, 所以发展较快。智能交通不仅可以实现道路出行的安全、高效、节能和环保, 而且对拉动整个产业链, 如上游的传感器、汽车电子等相关的软、硬件企业, 到下游的信息内容供应商, 都有极大的促进作用。

我国智能交通系统的前期研究开始于20世纪90年代, 2000年成立了“全国智能运输系统协调指导小组及办公室”, 发布了《中国智能运输系统体系框架》。“十五”期间, 国家科技攻关计划安排了“智能交通系统关键技术开发和示范工程”、“现代中心城市交通运输与管理关键技术研究”项目, 确定了我国10个智能交通系统示范城市;在产业化项目中安排了“卫星导航应用产业化专项”、“汽车电子产业化专项”和“下一代互联网示范工程”重大项目的全面实施。促进了我国智能交通系统从技术研究到工程示范应用的全国开展, 智能交通系统建设已成为各地交通工作的重点内容之一。“十一五”期间科技支撑计划重大项目“国家综合智能交通技术集成应用示范”取得了重大进展, 其中“北京奥运智能交通管理与服务综合系统”、“上海世博智能交通技术综合集成系统”、“广州亚运智能交通综合信息平台系统”和“国家高速公路联网不停车收费和服务系统”为近年来我国举办的大型国际活动提供了智能化交通管理和出行服务技术支撑。

智能交通关键标准研究

1. 关键技术领域标准研制情况

智能交通关键技术主要是交通信息采集、交通信息处理、交通信息管理与服务、交通系统仿真、交通地理信息系统、交通拥堵评价、交通运行分析与决策支持、车辆主动安全与车路协同等。在关键技术8个领域各自子领域分类中, 研究已研制标准的情况, 比对发现在交通信息采集、交通信息管理与服务、交通地理信息系统等领域已研制部分标准。智能交通领域关键技术和各关键技术领域标准研制情况见表1:

2. 关键标准需求分析

智能交通的关键标准为制定其他智能交通标准的基础标准或保证各系统兼容且大范围应用的接口标准或对标准化工作影响较大的标准。通过对智能交通领域关键技术和各关键技术领域标准研制分析, 结合我国智能交通目前发展的需要, 标准需求主要集中在数字地图及定位、交通信息服务、交通与紧急事件管理、综合管理等方面。智能交通系统的关键标准需求如表2所示。

3.电子收费国家国际标准比对

下面对电子收费领域的国家标准和国际标准进行比对, 从表3不难发现, 我国电子收费标准制定集中在协议和接口、设备及系统检测、基础系统;国际标准则集中在自动系统、电子收费应用安全等方面。

(1) 采标情况

仅有1项国家标准GB/T 20135-2006《智能运输系统电子收费系统框架模型》主要参考PRENV ISO17573-1999《道路运输与交通信息技术电子收费车辆相关服务系统框架模型》。

(2) 标准研制比对

就目前已经发布的电子收费国家/行业标准9项和国际标准11项对比发现, 存在以下特点:

(1) 发布最多的标准, 国家/行业标准和国际标准都集中在协议和接口方面, 但协议和接口规范的涉及内容不同, 我国发布电子收费专用短程通信系列标准和电子收费参与方之间信息交互接口规范, 国际标准从自控系统的应用、使用集成电路卡车载记账、电子收费系统操作员之间票据结算等方面规范接口信息。

(2) 在自控系统和应用安全领域, 国际标准在自控系统方面发布两项关于地方化增加通信和复合型检查通信的标准ISO/TS 13141-2010《电子收费自控系统的地方化增加通信》、ISO/TS 12813-2009《电子收费自控系统的符合性检查通信》, 此外制订关于电子收费应用安全的标准ISO/TS 17574-2009《电子收费安全保护协议指南》。而国家标准在这两方面尚属空白。

建议

为了提升我国智能交通系统标准化水平, 建议做好以下几个方面工作。

1.加快研制关键技术标准, 形成智能交通系统优势应用领域

交通科技与信息化是交通运输“十二五”发展的重点工作, 围绕着智能交通系统的研究和建设, 需要一系列标准支撑。关键技术标准着力在交通地理信息系统标准、交通信息服务、交通与紧急事件管理、综合运输管理等重点领域。这些领域有较好的基础和一定的技术储备, 急需标准的研制, 通过这些标准带动, 形成智能交通系统优势应用领域。

此外, 尽管自2006年以来, 智能运输系统标准化技术委员会已发布68项智能交通国家标准, 但主要以信息服务和电子收费方面标准为主, 交通拥堵评价、交通运行分析与决策支持、车辆主动安全与车路协同等方面的标准尚未颁布, 标准发展滞后。

2. 完善标准体系, 并提出智能交通系统标准制修订导向目录

智能交通系统的发展需要一个统一、规范的标准体系, 这是确保其健康发展的一个重要条件。目前, 我国智能交通系统标准体系初步形成, 但在有些方面存在缺失, 或尚未与国际标准接轨, 应研究现有标准体系中标准数量、分布、性质等, 判断该标准体系完备程度, 尽快完善智能交通系统的标准体系。同时, 在完善标准体系的基础上, 提出智能交通系统标准制修订导向目录。同时制定智能交通系统标准体系优先级列表, 为主管部门制定相关产业政策提供参考。

3. 加大智能交通系统标准化工作的资金投入

智能交通运输系统概论 篇11

【摘 要】随着越来越多的监控视频设备应用在交通系统中，交通管理人员对道路交通的状况的掌握越来越直接有效，可以随时根据采集到的视频信息对交通状况做出及时有效的判断。但是随着视频设备的增多，也为监控人员带来了很多麻烦，其中最大的问题就是工作量的增大，有时往往力不从心。本文就是在运动目标检测和跟踪的基础上，进一步研究目标的行为状态和方式，同时对道路交通异常情况的预警技术进行初步的探讨。【关键词】智能交通，监控，预警

【中图分类号】TP273 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0136-01

对于运动中的物体，我们最为感兴趣的信息就是它们的速度和运动方向。所以这一节我们主要研究如何获得目标的速度和方向。

1运动速度的获取

在交通监控视频中，速度是交通运输工具的一个最重要的特征，提取交通工具的速度，对分析其行为至关重要，同时也是分析交通异常情况的一个重要参考数据。由于监控视频监控的范围有限，运动目标从进入视频到消失的时间比较短，在这么短时间的范围内，运动目标的速度一般不会产生很大的变化，近似于匀速运动。所以本文将目标的加速度假定为零，而只计算运动目标的平均速度。图1 视频中运动目标的速度

2运动方向的获取

目标在运动过程中肯定有方向，这是运动中的物体的另一个重要特征。获取目标的运动方向，也是本文研究的一个重点。在交通监控视频中，监控的对象主要是交通工具和人，而这两者的运动都受到交通规则的限制，具有一定的方向性，不能随意改变运动方向。通过跟踪链表L中记录的运动目标在每一帧图像中的位置信息，我们可以画出每一个运动目标的运动轨迹，如图2所示：通过观察目标的运动轨迹，可以发现在正常行驶中的交通工具，它们都会沿着大致的前进方向前行，不会有很大的改变。它们行驶的轨迹近似一条直线，即使其中有些弯路行驶，但将其运动轨迹分段，每一段我们仍然可以看成一条直线段。本文利用这一特点，采用最小二乘法对运动目标的行驶轨迹进行分段直线拟合，并求出分线段的斜率，利用所求斜率计算目标的行驶方向。图2目标的运动轨迹

最小二乘法是将一组符合Y=kX+b关系的测量数据，用计算的方法求出最佳的参数k和b，其中k表示直线的斜率，b表示截距[886]。

通常我们可以通过测量得到一系列的关于（x，y）的成对数据（x1，y1；x2，y2；…；xn，yn），每对（x，y）可以当作一个点投影到x-y坐标系中，如果它们均匀的分布在一条直线附近，满足线性关系，我们就可以利用这些测量数据求出最佳的k和b。设这个直线方程为：

y=kx+b （4）

对满足线性关系的一组等精度测量数据（xi，yi），这里假定自变量xi的误差可以忽略不计，而测量点yi受到一定误差的干扰，与直线上的点kxi+b的偏差di可以表示为：

d1=y1-kx1-b

d2=y2-kx2-b （5）

：

dn=yn-kxn-b

显然最理想的结果就是d1= d2=…= dn =0，这样x，y的测量数据就完全满足方程，即它们是一条直线。但受到测量误差的干扰，这些测量点不可能都在直线上，我们只有折中取d1、d2、…、dn为最小时，计算得到的k和b最理想。如何保证d1、d2、…、dn最小，换个思维也就是考虑图4目标在不同时刻的运动方向

参考文献

[1] 单勇.复杂条件下视频运动目标检测和跟踪. 国防科学技术大学博士学位论文. 2006：1-15 页

[2] 刘泉，胡家忠.图象处理技术在交通监控中的应用. 武汉工业大学学报. 1999（02）：39-41页

智能交通灯控制系统 篇12

1、系统总体方案设计

如图1所示。本系统以STC89C52单片机为核心, 通过反相器驱动四路口的交通灯信号, 利用其内部功能实现交通灯倒计时功能, 通过数码管将时间数据输出;对于车流量检测, 通过红外对射管的外部扩展, 实现红外计数功能, 然后将信号输入单片机实现车流判定及红灯时间转换;至于特殊车辆通行检测, 通过PT2262与PT2272的无线收发模块的使用, 使得特殊车辆能够对交通灯的信号显示进行强制控制, 达到特殊车辆优先通行的目的。

2、主要硬件电路设计

2.1 信号灯电路

信号灯采用四灯显示的方式, 分别为红、黄、绿1、绿2, 表示红灯、黄灯、直行灯和左转灯, 在调试过程中发现各色灯的驱动电压稍微有所不同, 为了保证各种灯的亮度能都达到要求, 电路中使用了74LS04芯片, 将单片机P1口和P2口输出的交通灯控制信号进行高低电平的反转, 使高电平保持在5V左右, 低电平稳定在0V左右, 保证了各色信号灯的正常发亮。

2.2 车辆流量检测电路

为了达到对车辆流量的检测, 本设计采用计数器的方式, 有一辆车通过时, 计数器加1, 从而完成对通过的车辆计数, 达到车流量判断的目的。在此文中, 所设计的计数器采用红外线遮光方式, 当有车辆通过时光被遮挡住, 接收模块输出一个高电平脉冲, 对此脉冲进行计数, 就可实现对车辆的统计。如图2所示。没有车辆通过红外对管时, 三极管Q2处于导通状态, 此时输出端输出的为一低电平;当有车辆通过红外对管时, 红外线被挡住, 三极管Q2会处于截止状态, 这时, 输出端给出的是一高电平, 高电平触发单片机内部进行自加从而能实现通过的车辆计数的功能, 最终确定车流量, 为调整交通灯的时间做准备。

2.3 特殊车辆通行电路

特种车辆的特殊允许通行在此使用了无线收发模块来实现, 本次使用的无线收发模块分别为PT2262和PT2272。无线控制的基本原理是:利用PT2262的发射模块制作的遥控器模拟成特种车辆, 当特种车辆靠近时, 按下遥控器上的按钮, 发射信号, 通过安装在交通灯系统上的PT2272的解码, 判定编码配正确后, 给与单片机外部中断, 由于软件程序中设置了外部中断的优先级高于内部中断, 所以, 外部中断打断原有的内部定时中断, 使得所有交通信号灯均为红灯, 禁止东南西北普通车辆通过, 只能让特殊车辆通过, 当特种车辆通过后, 放开按钮, 内部中断继续工作, 交通灯系统恢复正常显示。

3、软件设计

系统程序设计主要是针对单片机的应用, 其中包括I/O控制、定时器及外部中断的使用。I/0用于控制数码管的显示及交通信号灯的控制, 定时器用于倒计时, 外部中断用于响应红外对管的检测。这里将流程分为:主程序、交通信号状态变化、倒计时的应用及外部中断响应处理、数码管的显示。程序开始, 初始化各个路口的交通信号灯及持续时间, 同时启动定时器O用于倒计时。完成定时器设置后, 开始信号灯的倒计时。当按下计数按钮时, 红外计数器开始工作, 单片机开始接收数据, 在内部中断中开始执行横纵路口各自的计数, 然后在主程序中调用比较子程序, 一旦超过系统设定对比值时, 交通灯整体运行周期变更。而当有特殊车辆需要紧急通过时, 系统时间将暂停, 并且将四个路口的信号灯均更换为红灯, 让特殊车辆能够尽快的通过路口。数码管显示的通行时间是通过单片机内部的定时器T0来实现。

小结:

本系统应用单片机作为核心控制, 通过程序设计完成一般的交通灯指示, 为使系统具有更好的实用性, 还增加了车辆流量检测和特殊车辆检测电路, 能根据车流量实时调控交通灯的时间, 能允许特殊车辆通过, 本系统在实际应用中具有较好的借鉴作用。

参考文献

[1]汪世明.基于Proteus的单片机应用技术[M].北京:电子工业出版社, 2009.

[2]侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M].北京:电子工业出版社, 2008.