内容简介
《交通信息技术(第2版)/同济大学“十二五”规划教材》全面系统地介绍了交通领域的信息技术的基本概念、基础理论、应用技术等,并将交通工程和信息技术的基本内容紧密地融合为一体,以交通工程为应用背景,全面介绍各相关信息技术的处理和应用方法。《交通信息技术(第2版)/同济大学“十二五”规划教材》在改版后,将交通信息传输技术和交通信息传输网络两部分合并为一章,新增了交通诱导技术,使得全书的内容具备了按照智能交通系统应用的分层体系即采集、处理、传输、控制、诱导、管理的特点。
内页插图
目录
序
前言
1 绪论
1.1 智能交通系统(ITS)
1.1. 1 国内外ITS的发展
1.1.2 交通信息源及分类
1.2 智能交通系统中的信息技术
1.2.1 智能交通系统的特点
1.2.2 交通信息技术的主要内容
2 交通信息采集技术
2.1 固定式磁感应交通参数检测技术
2.1.1 基于环形感应线圈的交通参数检测
2.1.2 基于地磁感应的交通参数检测
2.2 固定式视频检测技术
2.2.1 基于视频的交通参数检测方法
2.2.2 视频检测系统的结构和功能特点
2.3 固定式波频交通参数检测技术
2.3.1 激光雷达检测
2.3.2 毫米波检测
2.3.3 超声波检测
2.3.4 红外线检测
2.4 移动式交通信息采集技术
2.4.1 基于卫星定位的浮动车交通信息采集
2.4.2 基于手机辅助定位的交通信息采集
2.4.3 基于电子标签的交通信息采集
2.4.4 基于牌照识别的交通信息采集
2.5 各种检测技术对比分析
3 交通信息处理技术
3.1 数据预处理技术
3.1.1 检测数据预处理方法
3.1.2 检测数据质量分析
3.2 道路交通状态判别与预测技术
3.2.1 地图匹配
3.2.2 交通状态自动判别
3.2.3 交通事件自动检测
3.2.4 行程时间预测
3.3 交通信息模式识别技术
3.3.1 车牌自动识别技术
3.3.2 车型识别技术
3.4 交通信息融合处理技术
3.4.1 交通信息融合处理方法
3.4.2 多源信息融合技术应用
4 交通信息传输技术及传输网络
4.1 交通信息传输系统
4.1.1 交通信息的传输媒介
4.1.2 现场设备通信
4.1.3 交通信息接人方式
4.2 数字信息传输技术及传输网络
4.2.1 数字信息传输系统简介
4.2.2 数字信息传输的关键技术
4.2.3 交通控制中的工业以太网
4.3 无线信息传输技术及传输网络
4.3.1 无线信息传输
4.3.2 无线信息传输的关键技术
4.3.3 车路移动通信网络
4.3.4 车载自组织网络
4.4 光纤信息传输技术及传输网络
4.4.1 光纤信息传输系统简介
4.4.2 视频接人光传输网络
4.4.3 省域高速公路核心光传输网络
5 交通控制技术
5.1 道路交通控制
5.1.1 城市道路交通控制技术
5.1.2 城市道路交叉口的信号控制技术
5.1.3 SCATS信号控制系统
5.1.4 SCOOT信号控制系统
5. 2 高速公路(城市快速路)交通控制
5.2.1 匝道控制技术
5.2.2 主线控制技术
5.2.3 高速公路综合交通控制系统
5.3 公交优先控制
5.3.1 公交信号优先控制
5.3.2 公交车辆检测系统
5.3.3 快速公交BRT系统
5.4 列车运行控制
5.4.1 列车自动运行控制技术
5.4.2 列车自动运行控制系统
6 交通诱导技术
6.1 交通诱导概述
6.1.1 诱导系统分类
6.1.2 诱导信息内容
6.1.3 诱导方式
6.2 信息发布技术
6.2.1 路边固定信息发布技术
6.2.2 个性化信息发布技术
6.2.3 动态交通图形化发布技术
6.3 动态交通诱导关键技术
6.3.1 定位技术
6.3.2 路径寻优技术
6.4 城市交通诱导系统
6.4.1 道路交通诱导系统
6.4.2 停车诱导系统
7 交通信息平台技术
7.1 交通信息平台组成
7.1.1 共用信息平台总体框架
7.1.2 共用信息平台系统组成
7.1.3 交通信息平台应用
7.2 平台基础——数据库技术
7.2.1 数据库
7.2.2 ITS中的数据库技术
7.3 平台支撑——GIS-T技术
7.3.1 GIS空间数据
7.3.2 GIS-T系统
7.3.3 GIS-T数据模型
8 交通信息技术应用案例
8.1 电子收费系统
8.1.1 收费系统
8.1.2 基于DSRC的电子收费系统
8.2 智能公交系统
8.2.1 智能公交系统简介
8.2.2 智能公交系统组成及功能
8.2.3 智能公交系统中的信息技术
参考文献
精彩书摘
1.1.2 交通信息源及分类
信息资源普遍存在,并且正在不断更新和开发。在交通运输领域内流通着可利用的信息,我们统称为交通信息(tramc information)。各种属性不同的信息均可用其特征来分类,因此首先要研究交通信息的来源、特征和分类方法。
交通信息的来源很多,但在交通系统中最主要的交通信息源来自三个方面,即道路、车辆和旅客(包括驾驶员),它们可称为直接的交通信息源。由于交通运输过程必须在一定的环境下,因此环境信息往往是相关的或间接的交通信息源,它们包括地形、地质、气象等自然环境因素,以及政治、经济、军事、人文、历史等社会因素,后者可视为软环境因素。下面将以ITS为例,来说明交通信息的特征和分类方法。首先是以交通信息源来分类,并描述其特征。
1)道路信息
作为交通运输的基础设施,道路是必须的,ITS来自道路的交通信息包括道路等级、路面状况、车道宽度、车道数目、道路坡度、弯道半径、立交类型、出人口等,这些信息来源于工程设计和维护管理部门。
2)车辆信息
车辆是交通运输的载体,在ITS中包括客车、货车及特种车辆,但主体是大小不同的客车。来自车辆的交通信息包括车型、车辆生产国和产家、出厂年份、行驶距离、车重、车内设备、检修等级等,这些信息来源于车辆生产厂家和用户那里。
3)乘客信息
乘客是信息主体,交通运输的目的就是要把乘客快速而安全地运送到目的地。乘客信息中最重要的是驾驶员信息,它包括驾驶员年龄、性别、国籍、教育程度、职业、驾驶年限、熟练程度、出行目的、健康状况以及生理心理特点等,这些信息当然只能来自于驾驶员本人。
4)自然环境信息
环境信息本身是个大系统,与交通相关的信息只是其中的一部分,例如,地形地貌、地质情况、自然灾害、季节气候、雨雪下降量、风速、气温、路面结冰、能见度、沿路人口分布及服务情况等,这些信息可以通过查阅各类资料后得到。
5)社会环境信息
与交通相关的社会环境信息包括各地区的交通政策和经济发展水平、社会治安情况、军事价值等,这些信息从政府部门获悉。
以上是从交通信息的来源进行分类,虽然它们具有各自不同的特征,但在建立先进的ITS中难以直接利用和控制。如果将交通信息分别用技术、经济和政治特征来进行分类就比较科学,尤其是其中对技术性交通信息的利用和控制,将可发挥明显的作用和效果。
在道路交通属于技术性的交通信息也很多,例如,道路编号及等级、出人口位置和距离、沿途服务区和休息点分布、双向车道数目、信号指示牌距离、占用车道时间和距离、关闭车道的频率和事故统计分析、车辆通过频率及时空分布、行车速度统计几超速频率分布、出行目的的统计等,这些数据资料与道路的通行能力和安全性能均有关,因此,不仅在设计施工中是至关重要的,而且在运营管理中也是不可缺少的。
……
前言/序言
自20世纪80年代开始,美国、欧洲和日本等发达国家相继提出智能交通系统(ITS)的概念,并投入巨资开发研究各种智能交通产品。实践证明,在实现部分智能化交通的地区取得了相当良好的效果,不仅推动了国民经济的发展,促进了文化交流活动,而且改善了环境指标,提高了人民生活质量。随后,国际上成立了智能交通协会,相继制定各项国际标准,进一步推广智能交通系统在世界各国的应用,成为2l世纪的新兴产业之一。由于它有着巨大的社会和经济效益,因此,受到各国政府和企业界的关注和重视。我国从20世纪90年代初开始关注国际上ITS的发展,各地相继研究开发各种智能交通产品,并在许多高等学校也陆续建立与智能交通相关的学科专业培养ITS人才。
智能交通系统是综合诸多学科领域的高科技成果,它涉及计算机、信息通信、智能控制、现代管理等先进技术的综合运用。它开创出一条促使交通现代化、智能化的道路,有效地缓解束缚社会经济进一步发展的瓶颈,根本上改变了交通紧张落后的面貌,同时,也推动了交通科技水平的提高。
从本质上讲,智能交通系统就是信息技术在交通领域的应用,它将交通工程与信息技术有效地结合起来,开创成一门新的交叉学科,我们称它为交通信息工程。因此,交通信息工程专业成为培养智能交通系统人才的主体,各层次(专科、本科、硕士、博士)的毕业生都能在各级交通部门和企业找到发挥专业知识和技能的岗位。特别是我国具有庞大的交通体系,包括铁路、公路、水运和城市交通(公交、地铁)等正处于快速发展时期,急需交通信息工程的专业人才。
从2005年开始,在同济大学出版社的大力支持下成立了高等学校交通信息工程系列教材编委会,逐年出版本专业的专业基础课和专业课教材,本书正是交通信息工程专业系列教材之一,它不仅适用于交通信息工程本科专业,并且本专业的专科生和研究生也可以参考使用。
本书较为系统全面地引入了各种交通信息技术的核心内容,包括交通信息采集和检测、交通信息处理、交通信息传输、交通控制、交通诱导以及交通信息平台等先进技术。作者通过对大量参考资料的加工和整理,提炼出最基本和最重要的内容介绍给读者,使读者能集诸多先进技术子一体,对交通信息工程在ITS中的具体应用有全面清晰的了解。
本书强调理论联系实际的原则,各章节中的有关技术内容均有实例作为参考对照,进一步提高了本书的可读性,对从事交通工程设计和科研的在职人员提高能力水平也有帮助,因此,本书也可以给各交通相关单位作为培训教材使用。
经过作者多年来的教学实践,结合从事多项科研的成果和经验,作者在本书改版中进一步精选内容,尽量反映当前先进实用的技术水平,并兼顾到篇幅,舍弃某些属于工程方面的内容,同时,在原理上分析清楚,具体应用也到位。
总之,本书是目前交通信息工程专业中值得推荐的优秀教材,本人作为高等学校交通信息工程系列教材编委,愿意推荐给广大读者。
同济大学张树京
2013年9月
《城市交通拥堵治理与缓解:理论、方法与实践》 内容简介 本书聚焦于当前全球城市普遍面临的严峻交通拥堵问题,系统性地探讨了其产生的根源、演变规律,并着重阐述了行之有效的治理与缓解策略。本书结合了前沿的交通科学理论、先进的技术手段以及丰富的案例实践,旨在为城市交通规划师、管理者、研究者以及相关专业学生提供一份全面而深入的参考。 第一部分:交通拥堵的成因与影响 本部分深入剖析了交通拥堵的复杂成因,从宏观到微观,层层剥离。 宏观层面: 城市化进程与人口增长: 详细分析了快速城市化过程中人口的高度集中,导致城市机动化出行需求爆发式增长,超出了现有交通基础设施的承载能力。涵盖了不同规模城市在人口增长模式、空间扩张与交通需求之间的关系。 经济发展与出行需求升级: 探讨了经济发展水平与居民出行方式、出行频率、出行目的等方面的关联。分析了经济发展带来的私家车保有量快速增长,以及商业活动、货物运输对交通网络的压力。 交通基础设施规划与建设滞后: 审视了传统交通规划模式的局限性,包括对未来交通需求的预判不足、建设周期长、以及在快速变化的需求面前的反应迟缓。讨论了单一的道路建设导向带来的负面效应,如吸引更多车辆、加剧拥堵。 土地利用模式与交通出行集聚: 深入研究了城市土地利用规划与交通拥堵的密切关系。分析了职住分离、商业区与居住区隔离等带来的长距离通勤需求,以及大型交通枢纽周边的交通集聚效应。 交通管理政策与执行不力: 评估了现有交通管理政策的有效性,包括信号灯配时、停车管理、交通流量控制等。分析了政策执行中的漏洞、执法力度不足、以及公众对交通法规的遵从度问题。 微观层面: 交通流特性与瓶颈分析: 详细介绍了交通流的基本理论,如交通密度、交通流量、平均速度等参数的定义与测量方法。通过数学模型和实证数据,分析了道路交叉口、匝道、隧道、桥梁等关键节点的瓶颈现象,以及它们对整体交通流的影响。 交通事故与临时性阻碍: 探讨了交通事故、道路施工、突发事件(如车辆故障、大型活动)等对交通流造成的瞬时中断和拥堵蔓延。分析了事故发生的概率、处理流程以及对交通拥堵的加剧作用。 驾驶行为与微观交通流干扰: 研究了不同驾驶员的行为模式,如加塞、急刹车、不当变道等,如何产生“链式反应”,导致交通流效率下降甚至发生拥堵。 公共交通服务水平与吸引力不足: 分析了公共交通在便利性、舒适性、准时性、覆盖率等方面的不足,如何导致潜在的公共交通使用者转向私家车出行,进一步加剧道路交通压力。 慢行交通(步行与自行车)环境与安全问题: 评估了城市慢行交通系统建设的现状,包括自行车道、人行道的连续性、安全性、便捷性等。分析了慢行交通环境的不足如何抑制其发展,从而迫使更多人选择机动车出行。 拥堵的负面影响: 经济损失: 量化了交通拥堵造成的直接和间接经济损失,包括燃油消耗增加、运输成本提高、时间成本损失、以及对商业活动和物流效率的负面影响。 环境污染: 深入分析了交通拥堵如何导致车辆怠速时间增加、排放物(如氮氧化物、颗粒物、二氧化碳)显著增多,从而加剧城市空气污染和温室效应。 居民生活质量下降: 阐述了长时间的通勤、拥挤的公共交通、以及城市噪音和空气污染如何对居民的身心健康、休闲时间和生活满意度产生负面影响。 社会公平性问题: 讨论了交通拥堵如何对不同收入群体产生差异性影响,例如低收入群体可能更加依赖公共交通,更容易受到拥堵造成的出行不便影响。 城市形象与吸引力受损: 分析了严重的交通拥堵如何降低城市的宜居性和投资吸引力,影响城市形象和国际竞争力。 第二部分:交通拥堵治理与缓解策略 本部分系统性地介绍了当前国际上广泛采用且行之有效的交通拥堵治理与缓解策略,并对其进行了分类与深入解读。 需求管理策略: 经济杠杆调控: 拥堵收费: 详细介绍了不同形式的拥堵收费方案(如区域拥堵收费、时间段拥堵收费),包括其设计原则、实施模式、技术要求(如电子收费系统)、以及对交通流量、拥堵水平、公众接受度等方面的评估。 停车收费与管理: 探讨了差异化停车收费政策(如核心区高收费、外围区域低收费、高峰期提高收费),以及智能停车管理系统在减少寻找停车位时间、缓解道路拥堵方面的作用。 燃油税与车辆税: 分析了通过税收杠杆引导车辆使用行为,鼓励购买燃油经济性高的车辆,或减少不必要的出行。 出行行为引导: 公共交通优先政策: 详细阐述了多种公共交通优先措施,包括公交专用道、信号优先、优先通行权等,以及其在提升公共交通吸引力和运行效率方面的作用。 鼓励绿色出行: 探讨了发展和推广步行、自行车交通的策略,包括完善慢行交通网络、设置自行车租赁系统、推广步行友好街道等。 弹性工作制与远程办公: 分析了弹性工作制、错峰上下班、远程办公等措施在平峰交通需求、缓解通勤高峰压力方面的可行性与效果。 交通需求管理(TDM)计划: 介绍了企业通勤计划、拼车鼓励政策、交通信息共享平台等综合性TDM措施。 供给管理策略: 交通基础设施优化与升级: 道路网络优化: 讨论了通过改造瓶颈路段、完善交叉口设计、新建快速路/主干道等方式提高道路通行能力。 智能交通系统(ITS)应用: 深入介绍ITS在交通流量监测、信号控制优化、交通信息发布、事件管理等方面的应用,包括可变信息标志(VMS)、交通流量传感器、自适应信号控制系统等。 公共交通系统升级: 探讨了发展地铁、轻轨、BRT(快速公交系统)等大容量公共交通方式,以及提升现有公交线路的服务水平、优化换乘枢纽等。 停车设施规划与管理: 停车设施布局优化: 探讨了合理的停车设施规划,包括限制市中心停车位供给、鼓励在城市外围或交通枢纽设置P+R(停车换乘)设施。 智能停车管理系统: 介绍如何利用技术手段实现停车位的实时查询、预定、导航,减少无效巡游。 技术创新与应用: 大数据与人工智能在交通领域的应用: 交通流量预测与态势感知: 阐述如何利用大数据分析车辆轨迹、GPS数据、手机信令数据等,实现精准的交通流量预测和实时交通态势感知。 智能信号控制: 介绍基于AI的自适应信号控制系统,能够根据实时交通流量动态调整信号配时,最大化交叉口通行效率。 出行信息服务: 探讨如何通过移动应用、互联网平台提供实时交通信息、最佳路径规划、公共交通查询等服务,引导出行者做出最优选择。 自动驾驶与车联网(V2X)技术: 车路协同(V2I)与车车协同(V2V): 分析了车联网技术如何实现车辆与基础设施、车辆与车辆之间的信息交互,从而提高交通安全性、效率和流畅性。 自动驾驶对交通流的影响: 探讨了自动驾驶技术在减少人为错误、优化驾驶行为、提高道路通行能力方面的潜力。 共享出行与出行即服务(MaaS): 网约车与共享出行平台: 分析了网约车、共享单车、共享电动滑板车等新兴出行方式对传统交通格局的影响,以及其在满足个性化出行需求、分流部分私家车出行方面的作用。 MaaS理念与实践: 介绍了MaaS平台如何整合各类交通服务(公共交通、共享出行、出租车等),为用户提供一站式的出行解决方案。 政策制定与实施: 综合交通规划: 强调了制定综合性、多层次的交通规划的重要性,将不同交通方式、不同区域的需求进行统筹考虑。 跨部门协作与协同治理: 论述了交通拥堵治理涉及交通、规划、公安、环保等多个部门,需要建立有效的跨部门协作机制。 公众参与与政策评估: 强调了在政策制定过程中充分听取公众意见的重要性,以及对已实施政策进行持续的评估与调整。 交通法律法规的完善: 探讨了针对交通拥堵问题,需要不断完善和更新相关的法律法规,为治理工作提供法律保障。 第三部分:城市交通拥堵治理的案例研究与未来展望 本部分选取了国内外多个具有代表性的城市,深入剖析其在交通拥堵治理方面的成功经验与挑战,并对未来的发展趋势进行展望。 国内外典型城市案例分析: 新加坡: 详细分析新加坡拥堵收费(ERP)系统的实施历程、效果评估、以及其在城市交通管理中的重要地位。 伦敦: 探讨伦敦的拥堵收费区、公共交通的优先发展策略,以及其在改善市中心交通环境方面的经验。 上海: 深入研究上海的交通拥堵情况,分析其在公共交通建设、智能交通应用、停车管理等方面的实践。 其他城市案例: 选取一些在特定领域(如慢行交通、智慧交通创新)取得显著成效的城市进行案例分析。 案例分析方法: 采用定量与定性相结合的方法,通过数据分析(如拥堵指数变化、出行时间统计)、政策评估、专家访谈等方式,深入剖析每个案例的成功要素、面临的挑战以及可借鉴之处。 未来发展趋势与挑战: 智慧城市与交通协同: 展望智慧城市建设如何与交通系统深度融合,实现城市运行的智能化管理。 可持续交通发展: 强调在解决拥堵问题的同时,必须兼顾环境保护和可持续发展的要求,发展绿色交通。 数据驱动的决策与精细化管理: 预测未来交通管理将更加依赖于大数据分析和精细化运营。 新兴技术(如AI、自动驾驶)的落地与影响: 探讨自动驾驶、无人机配送等新兴技术对未来城市交通格局的潜在颠覆性影响。 社会公平与包容性交通: 呼吁在交通治理中关注不同群体的出行需求,构建更加公平和包容的交通体系。 应对气候变化与能源转型: 探讨交通领域在减缓气候变化、实现能源转型中的角色和挑战。 本书通过理论阐释、技术介绍、案例分析等多种形式,力求为读者构建一个关于城市交通拥堵治理的完整认知框架,并为推动城市交通的可持续发展提供有益的借鉴。