智能交通系统概论_期末复习参考.pdf

绪论 智能运输系统(ITS)的定义： 智能运输系统(Intelligent Transportation Systems，简称 ITS)是将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传 感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智 能等有效地综合运用于交通运输、服务控制 和车辆制造， 加强了车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成的一 种实时、准确、高效的综合运输系统。 交通运输的发展史是人类社会发展史的一个重要组成 部分，是一部科学的发展史。交通运输业的发展更是科学技 术发展的想象。 科学技术的发展推动了交通运输的发展，智能运输系统正是 现代科学技术发展的必然产物。 交通问题是指对社会或经济未能产生正效益，交通本身 机能也未充分发挥的状态，即人、车、路之间的矛盾。（拥 堵、安全、环境）。 解决交通问题的方法：控制需求：增加供给：实施智能运输 系统。 日本是最早进行ITS 研究的国家。日本在自动公路系统方面 的研究最为先进，研究内容有： 1、公路与车辆、车辆与车辆之间的通信系统；2、事故监测 与警报；3 、使用视频、雷达监测器进行车辆间距控制；4 、 1 车辆最大速度控制；4 、自动停车控制。 施智能运输系统：将人、车、路综合起来考虑，利用现代科 学技术的智能运输系统解决城市交通问题——ITS。 ITS 的核心： 新思路：采用先进技术对交通进行有效的控制与管理 新目标：最大限度地发挥现有道路系统的交通效率 新手段：用信息 技术将驾驶者、车辆、道路设施集成 新技术：信息技术：电子、通信、计算机 控制技术：自动化、传感器、人工智能 系统工程：运筹学、管理学 ITS 的作用： 解决交通拥堵（顺畅） 减少交通事故（安全） 降低环境污染（环境） 节约能源 综合目标： “保障安全、提高效率、改善环境、节约能 源” 第二章 ITS 的理论基础 动态交通系统分配：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总费用。通过交通 流管理和动态路径诱导在空间和时间尺度上对人们已经产 生的交通需求的合理配置，使得交通路网优质高效的运行。 2 运输供给状况包括路网拓扑结构、路段特性等，交通需求状 况则是指在每时每刻产生的出行需求及其分布。 动态交通分配则是在交通诱导和交通控制中具有核心 地位和重要的作用。 动态交通分配按照分配中路径选择准则的不同，整体上 非为两类：动态用户最优和动态系统最优。 动态用户最优DUO：指路网中任意时刻、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：指在所研究的时段内，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。 智能协同理论 协同论：研究在由许多子系统构成的复杂系统中，这些子系 统是如何通过协作和子组织而形成宏观尺度上的空间结构、 时间结构或功能结构。 是一门关于系统内诸子系统相互合作、相互作用的规律的科 学，从统一的观点处理一个系统的各部分之间的关系，注意 从整体上把握对象，即着重研究各部分之间是如何以协同一 致的动作来产生整体结构。 对象：非平衡开放系统中的自组织及形成的有序结构。由子 3 系统组成的大系统总有一个相对稳定的宏观结构，这个宏观 结构是各个子系统相互竞争、作用而形成的模式，各子系统 之间的协同作用于竞争决定着系统从无序到有序的演化过 程。 当外界的控制参量不断改变时，在一定条件下会经历一个从 无序到有序、从有序到混沌的演化系列。 共同特征 城市交通流系统特征分析：P27 ①由人、车、路、环境和交通管理要素组成，各要素之 间相互作用、相互依赖，共同构成有机整体。 ②城市交通流具有自组织性，当路网上的车流量到达一 定阀值时，定态失稳，出行临界状态，进而出现新的定态。 ③交通流存在相互合作，协同并在宏观上形成一种自组 织有序结构的可能性，交通参与者的智能性事交通流中性成 自组织的重要原因。 诱导控制公交协同理