智能运输系统课堂笔记.doc

第一章 绪论 ITS智能运输系统：通过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的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。 特点属性：先进性、综合性、信息化、智能化。 意义和作用：由于智能运输系统可以使汽车与道路的功能智能化，是目前国际公认的解决城市以及公路交通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污染等的最佳途径，也是全世界交通运输领域研究的前沿课题。对传统交通运输系统的一种革命，充分发挥现有交通基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通拥挤的有力措施。 交通问题解决途径：1、控制需求，最直接的办法就是控制车辆的增加，或者改变车型，使车辆数量减少。2、增加供给，也就是修路。3、实时智能运输系统 智能运输系统是一个庞大的系统，系统建设涉及众多部门与领域，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。智能运输系统包括多个子系统，子系统之间相互联系紧密。正是因为系统庞大，其建设是逐步完成的，有时会不断建设与整体协调。 ISO标准中ITS服务领域：1、出行者信息系统2、交通管理与规划3、车辆安全与辅助驾 驶4、商用车管理5、公共交通管理6、紧急事件管理7、电子收费8、安全（公共出行安全、易受伤害道路使用者的安全措施、交叉口安全的智能化） 中国的ITS研究领域：1、交通管理与规划2、电子收费3、出行者信息系统4、车辆安全与 辅助驾驶5、紧急事件和安全6、运营管理（公共交通）7、综合运输（商业营运）8、自动公路 美国ITS研究的领域：?1）先进的交通管理系统?2）先进的出行者信息系统?3）先进的公共交通系统?4）先进的乡村运输系统?5)自动公路系统?6）电子收费系统 日本ITS开发的领域：1、导航系统的智能化 2、自动收费系统3、安全驾驶的支援4、交通管理的最佳化5、道路管理的高效率6、公共交通的支援7、提高商用车的利用率8、帮助行人等9、紧急车辆的运行支援 ITS对交通系统的正效应：?为交通出行者提供便利?为交通管理者提供有力的支持?带来了社会效应? ITS负效应：?1）对出行者出行行为的影响产生了三种不良的效应现象：?信息过剩现象???过激反应现象??集聚现象?2）对城市客运交通结构的影响?3）对交通系统经济效益的影响 智能运输系统的理论基础 动态交通分配：将时变的交通出行合理分配到不同的路径上，以降低个人的出行费用或系统的总费用。是以路网交通流为对象，以交通控制与诱导为目的开发出来的交通需求预测模型。 动态用户最优DUO：路网中任意时刻、任何OD对之间被使用的路径上的当前瞬时行驶费用相等，且等于最小费用的状态。 动态系统最优DSO：在所研究的时段内，出行者各瞬时通过所选择的出行路径，相互配合，使得系统的总费用最小。 路段流出函数(模型)：是动态交通流分配理论中的关键和特殊之处。反映交通拥挤，抓住网络动态本质特性的关键，并确保车辆按照所给出的路段走行时间走完该路段，还考虑了先进先出原则，先进入路段的车辆先离开该路段。 路段阻抗函数：在静态交通流分配中，路段阻抗特性函数是通过交通量和走行时间或费用的关系来反映，是描述交通流平衡的基础内容之一，静态平衡分配要求阻抗为单调递增函数。 FIFO原则：先进先出原则，即从平均意义上来讲，陷阱如路段的车辆先离开该路段。 动态交通分配模型的分类：根据模型的研究方法可以分为两大类： 一类是解析的动态交通分配模型，一类是基于仿真的动态交通分配模型。解析的动态交通分配模型注重于纯理论研究， 常被称为纯理论模型。可以分为三类：a）数学规划；b）最优控制理论模型；c）变分不等式、不动点理论模型。基于仿真的动态交通分配模型更偏重于应用， 常被称为面向应用的动态交通分配模型或应用型模型。 动态交通分配模型研究方法：数学规划建模、最有控制理论建模、变分不等式建模、计算机建模。 动态系统最优控制的目标：1使系统总行程时间最小2使系统总费用最小3使系统总延误时间最小4使系统平均拥挤度最小。 动态交通分配中“动”的含义：（ 1 ）交通流随着时间的推移，在所选的路径上沿着各个路段逐渐向终点运动，而不是瞬间布满各路段；（ 2 ）路段阻抗是真动而不是“伪动”。在静态分配中用来计算路段路阻的流量不是真正存在于该路段上的流量；（ 3 ）交通需求是时变的。 动态路径选择行为的不同描述：（动态用户最优不同定义） Wieet(1990) 的定义：交通网络中的每一时刻，每一 OD 对之间被使用的路径中瞬时单位期望费用相等，且等于最小瞬时单位期望费用（中途不改变路径）。这是相应的随时间变化的交通流行为称为用户最忧