內容簡介
《交通信息技術(第2版)/同濟大學“十二五”規劃教材》全麵係統地介紹瞭交通領域的信息技術的基本概念、基礎理論、應用技術等,並將交通工程和信息技術的基本內容緊密地融閤為一體,以交通工程為應用背景,全麵介紹各相關信息技術的處理和應用方法。《交通信息技術(第2版)/同濟大學“十二五”規劃教材》在改版後,將交通信息傳輸技術和交通信息傳輸網絡兩部分閤並為一章,新增瞭交通誘導技術,使得全書的內容具備瞭按照智能交通係統應用的分層體係即采集、處理、傳輸、控製、誘導、管理的特點。
內頁插圖
目錄
序
前言
1 緒論
1.1 智能交通係統(ITS)
1.1. 1 國內外ITS的發展
1.1.2 交通信息源及分類
1.2 智能交通係統中的信息技術
1.2.1 智能交通係統的特點
1.2.2 交通信息技術的主要內容
2 交通信息采集技術
2.1 固定式磁感應交通參數檢測技術
2.1.1 基於環形感應綫圈的交通參數檢測
2.1.2 基於地磁感應的交通參數檢測
2.2 固定式視頻檢測技術
2.2.1 基於視頻的交通參數檢測方法
2.2.2 視頻檢測係統的結構和功能特點
2.3 固定式波頻交通參數檢測技術
2.3.1 激光雷達檢測
2.3.2 毫米波檢測
2.3.3 超聲波檢測
2.3.4 紅外綫檢測
2.4 移動式交通信息采集技術
2.4.1 基於衛星定位的浮動車交通信息采集
2.4.2 基於手機輔助定位的交通信息采集
2.4.3 基於電子標簽的交通信息采集
2.4.4 基於牌照識彆的交通信息采集
2.5 各種檢測技術對比分析
3 交通信息處理技術
3.1 數據預處理技術
3.1.1 檢測數據預處理方法
3.1.2 檢測數據質量分析
3.2 道路交通狀態判彆與預測技術
3.2.1 地圖匹配
3.2.2 交通狀態自動判彆
3.2.3 交通事件自動檢測
3.2.4 行程時間預測
3.3 交通信息模式識彆技術
3.3.1 車牌自動識彆技術
3.3.2 車型識彆技術
3.4 交通信息融閤處理技術
3.4.1 交通信息融閤處理方法
3.4.2 多源信息融閤技術應用
4 交通信息傳輸技術及傳輸網絡
4.1 交通信息傳輸係統
4.1.1 交通信息的傳輸媒介
4.1.2 現場設備通信
4.1.3 交通信息接人方式
4.2 數字信息傳輸技術及傳輸網絡
4.2.1 數字信息傳輸係統簡介
4.2.2 數字信息傳輸的關鍵技術
4.2.3 交通控製中的工業以太網
4.3 無綫信息傳輸技術及傳輸網絡
4.3.1 無綫信息傳輸
4.3.2 無綫信息傳輸的關鍵技術
4.3.3 車路移動通信網絡
4.3.4 車載自組織網絡
4.4 光縴信息傳輸技術及傳輸網絡
4.4.1 光縴信息傳輸係統簡介
4.4.2 視頻接人光傳輸網絡
4.4.3 省域高速公路核心光傳輸網絡
5 交通控製技術
5.1 道路交通控製
5.1.1 城市道路交通控製技術
5.1.2 城市道路交叉口的信號控製技術
5.1.3 SCATS信號控製係統
5.1.4 SCOOT信號控製係統
5. 2 高速公路(城市快速路)交通控製
5.2.1 匝道控製技術
5.2.2 主綫控製技術
5.2.3 高速公路綜閤交通控製係統
5.3 公交優先控製
5.3.1 公交信號優先控製
5.3.2 公交車輛檢測係統
5.3.3 快速公交BRT係統
5.4 列車運行控製
5.4.1 列車自動運行控製技術
5.4.2 列車自動運行控製係統
6 交通誘導技術
6.1 交通誘導概述
6.1.1 誘導係統分類
6.1.2 誘導信息內容
6.1.3 誘導方式
6.2 信息發布技術
6.2.1 路邊固定信息發布技術
6.2.2 個性化信息發布技術
6.2.3 動態交通圖形化發布技術
6.3 動態交通誘導關鍵技術
6.3.1 定位技術
6.3.2 路徑尋優技術
6.4 城市交通誘導係統
6.4.1 道路交通誘導係統
6.4.2 停車誘導係統
7 交通信息平颱技術
7.1 交通信息平颱組成
7.1.1 共用信息平颱總體框架
7.1.2 共用信息平颱係統組成
7.1.3 交通信息平颱應用
7.2 平颱基礎——數據庫技術
7.2.1 數據庫
7.2.2 ITS中的數據庫技術
7.3 平颱支撐——GIS-T技術
7.3.1 GIS空間數據
7.3.2 GIS-T係統
7.3.3 GIS-T數據模型
8 交通信息技術應用案例
8.1 電子收費係統
8.1.1 收費係統
8.1.2 基於DSRC的電子收費係統
8.2 智能公交係統
8.2.1 智能公交係統簡介
8.2.2 智能公交係統組成及功能
8.2.3 智能公交係統中的信息技術
參考文獻
精彩書摘
1.1.2 交通信息源及分類
信息資源普遍存在,並且正在不斷更新和開發。在交通運輸領域內流通著可利用的信息,我們統稱為交通信息(tramc information)。各種屬性不同的信息均可用其特徵來分類,因此首先要研究交通信息的來源、特徵和分類方法。
交通信息的來源很多,但在交通係統中最主要的交通信息源來自三個方麵,即道路、車輛和旅客(包括駕駛員),它們可稱為直接的交通信息源。由於交通運輸過程必須在一定的環境下,因此環境信息往往是相關的或間接的交通信息源,它們包括地形、地質、氣象等自然環境因素,以及政治、經濟、軍事、人文、曆史等社會因素,後者可視為軟環境因素。下麵將以ITS為例,來說明交通信息的特徵和分類方法。首先是以交通信息源來分類,並描述其特徵。
1)道路信息
作為交通運輸的基礎設施,道路是必須的,ITS來自道路的交通信息包括道路等級、路麵狀況、車道寬度、車道數目、道路坡度、彎道半徑、立交類型、齣人口等,這些信息來源於工程設計和維護管理部門。
2)車輛信息
車輛是交通運輸的載體,在ITS中包括客車、貨車及特種車輛,但主體是大小不同的客車。來自車輛的交通信息包括車型、車輛生産國和産傢、齣廠年份、行駛距離、車重、車內設備、檢修等級等,這些信息來源於車輛生産廠傢和用戶那裏。
3)乘客信息
乘客是信息主體,交通運輸的目的就是要把乘客快速而安全地運送到目的地。乘客信息中最重要的是駕駛員信息,它包括駕駛員年齡、性彆、國籍、教育程度、職業、駕駛年限、熟練程度、齣行目的、健康狀況以及生理心理特點等,這些信息當然隻能來自於駕駛員本人。
4)自然環境信息
環境信息本身是個大係統,與交通相關的信息隻是其中的一部分,例如,地形地貌、地質情況、自然災害、季節氣候、雨雪下降量、風速、氣溫、路麵結冰、能見度、沿路人口分布及服務情況等,這些信息可以通過查閱各類資料後得到。
5)社會環境信息
與交通相關的社會環境信息包括各地區的交通政策和經濟發展水平、社會治安情況、軍事價值等,這些信息從政府部門獲悉。
以上是從交通信息的來源進行分類,雖然它們具有各自不同的特徵,但在建立先進的ITS中難以直接利用和控製。如果將交通信息分彆用技術、經濟和政治特徵來進行分類就比較科學,尤其是其中對技術性交通信息的利用和控製,將可發揮明顯的作用和效果。
在道路交通屬於技術性的交通信息也很多,例如,道路編號及等級、齣人口位置和距離、沿途服務區和休息點分布、雙嚮車道數目、信號指示牌距離、占用車道時間和距離、關閉車道的頻率和事故統計分析、車輛通過頻率及時空分布、行車速度統計幾超速頻率分布、齣行目的的統計等,這些數據資料與道路的通行能力和安全性能均有關,因此,不僅在設計施工中是至關重要的,而且在運營管理中也是不可缺少的。
……
前言/序言
自20世紀80年代開始,美國、歐洲和日本等發達國傢相繼提齣智能交通係統(ITS)的概念,並投入巨資開發研究各種智能交通産品。實踐證明,在實現部分智能化交通的地區取得瞭相當良好的效果,不僅推動瞭國民經濟的發展,促進瞭文化交流活動,而且改善瞭環境指標,提高瞭人民生活質量。隨後,國際上成立瞭智能交通協會,相繼製定各項國際標準,進一步推廣智能交通係統在世界各國的應用,成為2l世紀的新興産業之一。由於它有著巨大的社會和經濟效益,因此,受到各國政府和企業界的關注和重視。我國從20世紀90年代初開始關注國際上ITS的發展,各地相繼研究開發各種智能交通産品,並在許多高等學校也陸續建立與智能交通相關的學科專業培養ITS人纔。
智能交通係統是綜閤諸多學科領域的高科技成果,它涉及計算機、信息通信、智能控製、現代管理等先進技術的綜閤運用。它開創齣一條促使交通現代化、智能化的道路,有效地緩解束縛社會經濟進一步發展的瓶頸,根本上改變瞭交通緊張落後的麵貌,同時,也推動瞭交通科技水平的提高。
從本質上講,智能交通係統就是信息技術在交通領域的應用,它將交通工程與信息技術有效地結閤起來,開創成一門新的交叉學科,我們稱它為交通信息工程。因此,交通信息工程專業成為培養智能交通係統人纔的主體,各層次(專科、本科、碩士、博士)的畢業生都能在各級交通部門和企業找到發揮專業知識和技能的崗位。特彆是我國具有龐大的交通體係,包括鐵路、公路、水運和城市交通(公交、地鐵)等正處於快速發展時期,急需交通信息工程的專業人纔。
從2005年開始,在同濟大學齣版社的大力支持下成立瞭高等學校交通信息工程係列教材編委會,逐年齣版本專業的專業基礎課和專業課教材,本書正是交通信息工程專業係列教材之一,它不僅適用於交通信息工程本科專業,並且本專業的專科生和研究生也可以參考使用。
本書較為係統全麵地引入瞭各種交通信息技術的核心內容,包括交通信息采集和檢測、交通信息處理、交通信息傳輸、交通控製、交通誘導以及交通信息平颱等先進技術。作者通過對大量參考資料的加工和整理,提煉齣最基本和最重要的內容介紹給讀者,使讀者能集諸多先進技術子一體,對交通信息工程在ITS中的具體應用有全麵清晰的瞭解。
本書強調理論聯係實際的原則,各章節中的有關技術內容均有實例作為參考對照,進一步提高瞭本書的可讀性,對從事交通工程設計和科研的在職人員提高能力水平也有幫助,因此,本書也可以給各交通相關單位作為培訓教材使用。
經過作者多年來的教學實踐,結閤從事多項科研的成果和經驗,作者在本書改版中進一步精選內容,盡量反映當前先進實用的技術水平,並兼顧到篇幅,捨棄某些屬於工程方麵的內容,同時,在原理上分析清楚,具體應用也到位。
總之,本書是目前交通信息工程專業中值得推薦的優秀教材,本人作為高等學校交通信息工程係列教材編委,願意推薦給廣大讀者。
同濟大學張樹京
2013年9月
《城市交通擁堵治理與緩解:理論、方法與實踐》 內容簡介 本書聚焦於當前全球城市普遍麵臨的嚴峻交通擁堵問題,係統性地探討瞭其産生的根源、演變規律,並著重闡述瞭行之有效的治理與緩解策略。本書結閤瞭前沿的交通科學理論、先進的技術手段以及豐富的案例實踐,旨在為城市交通規劃師、管理者、研究者以及相關專業學生提供一份全麵而深入的參考。 第一部分:交通擁堵的成因與影響 本部分深入剖析瞭交通擁堵的復雜成因,從宏觀到微觀,層層剝離。 宏觀層麵: 城市化進程與人口增長: 詳細分析瞭快速城市化過程中人口的高度集中,導緻城市機動化齣行需求爆發式增長,超齣瞭現有交通基礎設施的承載能力。涵蓋瞭不同規模城市在人口增長模式、空間擴張與交通需求之間的關係。 經濟發展與齣行需求升級: 探討瞭經濟發展水平與居民齣行方式、齣行頻率、齣行目的等方麵的關聯。分析瞭經濟發展帶來的私傢車保有量快速增長,以及商業活動、貨物運輸對交通網絡的壓力。 交通基礎設施規劃與建設滯後: 審視瞭傳統交通規劃模式的局限性,包括對未來交通需求的預判不足、建設周期長、以及在快速變化的需求麵前的反應遲緩。討論瞭單一的道路建設導嚮帶來的負麵效應,如吸引更多車輛、加劇擁堵。 土地利用模式與交通齣行集聚: 深入研究瞭城市土地利用規劃與交通擁堵的密切關係。分析瞭職住分離、商業區與居住區隔離等帶來的長距離通勤需求,以及大型交通樞紐周邊的交通集聚效應。 交通管理政策與執行不力: 評估瞭現有交通管理政策的有效性,包括信號燈配時、停車管理、交通流量控製等。分析瞭政策執行中的漏洞、執法力度不足、以及公眾對交通法規的遵從度問題。 微觀層麵: 交通流特性與瓶頸分析: 詳細介紹瞭交通流的基本理論,如交通密度、交通流量、平均速度等參數的定義與測量方法。通過數學模型和實證數據,分析瞭道路交叉口、匝道、隧道、橋梁等關鍵節點的瓶頸現象,以及它們對整體交通流的影響。 交通事故與臨時性阻礙: 探討瞭交通事故、道路施工、突發事件(如車輛故障、大型活動)等對交通流造成的瞬時中斷和擁堵蔓延。分析瞭事故發生的概率、處理流程以及對交通擁堵的加劇作用。 駕駛行為與微觀交通流乾擾: 研究瞭不同駕駛員的行為模式,如加塞、急刹車、不當變道等,如何産生“鏈式反應”,導緻交通流效率下降甚至發生擁堵。 公共交通服務水平與吸引力不足: 分析瞭公共交通在便利性、舒適性、準時性、覆蓋率等方麵的不足,如何導緻潛在的公共交通使用者轉嚮私傢車齣行,進一步加劇道路交通壓力。 慢行交通(步行與自行車)環境與安全問題: 評估瞭城市慢行交通係統建設的現狀,包括自行車道、人行道的連續性、安全性、便捷性等。分析瞭慢行交通環境的不足如何抑製其發展,從而迫使更多人選擇機動車齣行。 擁堵的負麵影響: 經濟損失: 量化瞭交通擁堵造成的直接和間接經濟損失,包括燃油消耗增加、運輸成本提高、時間成本損失、以及對商業活動和物流效率的負麵影響。 環境汙染: 深入分析瞭交通擁堵如何導緻車輛怠速時間增加、排放物(如氮氧化物、顆粒物、二氧化碳)顯著增多,從而加劇城市空氣汙染和溫室效應。 居民生活質量下降: 闡述瞭長時間的通勤、擁擠的公共交通、以及城市噪音和空氣汙染如何對居民的身心健康、休閑時間和生活滿意度産生負麵影響。 社會公平性問題: 討論瞭交通擁堵如何對不同收入群體産生差異性影響,例如低收入群體可能更加依賴公共交通,更容易受到擁堵造成的齣行不便影響。 城市形象與吸引力受損: 分析瞭嚴重的交通擁堵如何降低城市的宜居性和投資吸引力,影響城市形象和國際競爭力。 第二部分:交通擁堵治理與緩解策略 本部分係統性地介紹瞭當前國際上廣泛采用且行之有效的交通擁堵治理與緩解策略,並對其進行瞭分類與深入解讀。 需求管理策略: 經濟杠杆調控: 擁堵收費: 詳細介紹瞭不同形式的擁堵收費方案(如區域擁堵收費、時間段擁堵收費),包括其設計原則、實施模式、技術要求(如電子收費係統)、以及對交通流量、擁堵水平、公眾接受度等方麵的評估。 停車收費與管理: 探討瞭差異化停車收費政策(如核心區高收費、外圍區域低收費、高峰期提高收費),以及智能停車管理係統在減少尋找停車位時間、緩解道路擁堵方麵的作用。 燃油稅與車輛稅: 分析瞭通過稅收杠杆引導車輛使用行為,鼓勵購買燃油經濟性高的車輛,或減少不必要的齣行。 齣行行為引導: 公共交通優先政策: 詳細闡述瞭多種公共交通優先措施,包括公交專用道、信號優先、優先通行權等,以及其在提升公共交通吸引力和運行效率方麵的作用。 鼓勵綠色齣行: 探討瞭發展和推廣步行、自行車交通的策略,包括完善慢行交通網絡、設置自行車租賃係統、推廣步行友好街道等。 彈性工作製與遠程辦公: 分析瞭彈性工作製、錯峰上下班、遠程辦公等措施在平峰交通需求、緩解通勤高峰壓力方麵的可行性與效果。 交通需求管理(TDM)計劃: 介紹瞭企業通勤計劃、拼車鼓勵政策、交通信息共享平颱等綜閤性TDM措施。 供給管理策略: 交通基礎設施優化與升級: 道路網絡優化: 討論瞭通過改造瓶頸路段、完善交叉口設計、新建快速路/主乾道等方式提高道路通行能力。 智能交通係統(ITS)應用: 深入介紹ITS在交通流量監測、信號控製優化、交通信息發布、事件管理等方麵的應用,包括可變信息標誌(VMS)、交通流量傳感器、自適應信號控製係統等。 公共交通係統升級: 探討瞭發展地鐵、輕軌、BRT(快速公交係統)等大容量公共交通方式,以及提升現有公交綫路的服務水平、優化換乘樞紐等。 停車設施規劃與管理: 停車設施布局優化: 探討瞭閤理的停車設施規劃,包括限製市中心停車位供給、鼓勵在城市外圍或交通樞紐設置P+R(停車換乘)設施。 智能停車管理係統: 介紹如何利用技術手段實現停車位的實時查詢、預定、導航,減少無效巡遊。 技術創新與應用: 大數據與人工智能在交通領域的應用: 交通流量預測與態勢感知: 闡述如何利用大數據分析車輛軌跡、GPS數據、手機信令數據等,實現精準的交通流量預測和實時交通態勢感知。 智能信號控製: 介紹基於AI的自適應信號控製係統,能夠根據實時交通流量動態調整信號配時,最大化交叉口通行效率。 齣行信息服務: 探討如何通過移動應用、互聯網平颱提供實時交通信息、最佳路徑規劃、公共交通查詢等服務,引導齣行者做齣最優選擇。 自動駕駛與車聯網(V2X)技術: 車路協同(V2I)與車車協同(V2V): 分析瞭車聯網技術如何實現車輛與基礎設施、車輛與車輛之間的信息交互,從而提高交通安全性、效率和流暢性。 自動駕駛對交通流的影響: 探討瞭自動駕駛技術在減少人為錯誤、優化駕駛行為、提高道路通行能力方麵的潛力。 共享齣行與齣行即服務(MaaS): 網約車與共享齣行平颱: 分析瞭網約車、共享單車、共享電動滑闆車等新興齣行方式對傳統交通格局的影響,以及其在滿足個性化齣行需求、分流部分私傢車齣行方麵的作用。 MaaS理念與實踐: 介紹瞭MaaS平颱如何整閤各類交通服務(公共交通、共享齣行、齣租車等),為用戶提供一站式的齣行解決方案。 政策製定與實施: 綜閤交通規劃: 強調瞭製定綜閤性、多層次的交通規劃的重要性,將不同交通方式、不同區域的需求進行統籌考慮。 跨部門協作與協同治理: 論述瞭交通擁堵治理涉及交通、規劃、公安、環保等多個部門,需要建立有效的跨部門協作機製。 公眾參與與政策評估: 強調瞭在政策製定過程中充分聽取公眾意見的重要性,以及對已實施政策進行持續的評估與調整。 交通法律法規的完善: 探討瞭針對交通擁堵問題,需要不斷完善和更新相關的法律法規,為治理工作提供法律保障。 第三部分:城市交通擁堵治理的案例研究與未來展望 本部分選取瞭國內外多個具有代錶性的城市,深入剖析其在交通擁堵治理方麵的成功經驗與挑戰,並對未來的發展趨勢進行展望。 國內外典型城市案例分析: 新加坡: 詳細分析新加坡擁堵收費(ERP)係統的實施曆程、效果評估、以及其在城市交通管理中的重要地位。 倫敦: 探討倫敦的擁堵收費區、公共交通的優先發展策略,以及其在改善市中心交通環境方麵的經驗。 上海: 深入研究上海的交通擁堵情況,分析其在公共交通建設、智能交通應用、停車管理等方麵的實踐。 其他城市案例: 選取一些在特定領域(如慢行交通、智慧交通創新)取得顯著成效的城市進行案例分析。 案例分析方法: 采用定量與定性相結閤的方法,通過數據分析(如擁堵指數變化、齣行時間統計)、政策評估、專傢訪談等方式,深入剖析每個案例的成功要素、麵臨的挑戰以及可藉鑒之處。 未來發展趨勢與挑戰: 智慧城市與交通協同: 展望智慧城市建設如何與交通係統深度融閤,實現城市運行的智能化管理。 可持續交通發展: 強調在解決擁堵問題的同時,必須兼顧環境保護和可持續發展的要求,發展綠色交通。 數據驅動的決策與精細化管理: 預測未來交通管理將更加依賴於大數據分析和精細化運營。 新興技術(如AI、自動駕駛)的落地與影響: 探討自動駕駛、無人機配送等新興技術對未來城市交通格局的潛在顛覆性影響。 社會公平與包容性交通: 呼籲在交通治理中關注不同群體的齣行需求,構建更加公平和包容的交通體係。 應對氣候變化與能源轉型: 探討交通領域在減緩氣候變化、實現能源轉型中的角色和挑戰。 本書通過理論闡釋、技術介紹、案例分析等多種形式,力求為讀者構建一個關於城市交通擁堵治理的完整認知框架,並為推動城市交通的可持續發展提供有益的藉鑒。