**大学计算机网络课程结课论文
题目：智能交通系统的研究
学院：信息与电气工程学院 班级：信息工程*****班 姓名： **** 学号： **********
智能交通系统的研究
摘要
随着社会经济的发展，城市化进程加快，汽车保有量迅速增长，交通拥挤、交通事故、环境污染、能源短缺等问题已经成为世界各国面临的共同问题。无论是发达国家，还是发展中国家，都毫无例外地承受着不断加剧的交通问题的困扰。
解决交通问题的传统方法是大规模修建道路。但目前大部分国家，可供修建道路的空间已经越来越小。另外，交通系统是一个复杂的系统，仅仅单独从道路方面或者车辆方面考虑，都难以从根本上解决问题。在此背景下，把交通基础设施、交通运载工具和交通参与者综合起来系统考虑，充分利用信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术、计算机技术及交通工程等多项高新技术的集成及应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现出来，这种解决交通问题的方式就是智能交通系统（ITS）。
本文阐释了智能交通系统的概念，组成部分，关键技术以及在现实生活中的应用，并对其发展过程中遇到的问题以及解决方法进行了探讨。
关键词：智能交通系统，ITS，计算机网络，物联网
Research of Intelligent transportation
Abstract
With the development of the society economy and the speeding civilization, the percentages of owning cars have been rising swiftly, thus problems including the traffic jam, traffic accident, evironment pollution, and the shortage of energy have become the common things nations around the world have to face. Developing and developed countries all have to endure the worsening traffic problems.
One of the traditional solution is building large sum of roads , but the spare
place is smaller and smaller. So it’s rather difficult to solve it in a fundamental way. So the ITS , intelligent traffic system, which combines traffic infrastructures ,vehicles, traffic participants together and makes a full use of the integration of, some new technology, including information technology, digital information transportation technology, computer technology to present the relationship among people, cars, and the roads in a new way.
The passage illustrates the concept of ITS, the constitution parts, and the vital
technology that fully make sense, and intends to discuss the facing problems and its solutions.
Key Words: intelligent traffic system, ITS , computer network, The Internet of things
一、智能交通系统的概念和组成。
智能交通系统，简称ITS。ITS由一系列用于运输网络管理的先进技术以及为出行者提供的多种服务所组成。ITS技术的基础是信息、通信和集成。ITS，顾名思义，由“智能系统”和“交通运输系统”两部分组成，两者密不可分。没有“智能系统”，只能是传统的“交通运输系统”；没有“交通运输系统”，单纯的“智能系统”，不管如何先进，对解决交通问题也没有任何意义。但是，“智能系统”ITS区别于传统交通运输系统的最终特征，即要通过模拟人的智能，使交通运输系统变得更有效率、更人性化。
智能交通系统按组成成分分类，分为以下7个系统 （1）交通信息服务系统（ATIS） （2）交通管理系统（ATMS） （3）公共交通系统（APTS） （4）车辆安全控制系统（AVCS） （5）物流管理系统
（6）电子收费系统(ETC) （7）紧急救援系统(EMS)
ITS作为一个概念性名词出现于20世纪90年代，政府的投资加上明见财团和市场最终用户的贡献，目前世界上每年对ITS的总投入超过过200亿美元。经过10多年激烈的竞争，国际ITS领域已经形成了美国、欧洲和日本三强鼎立的局面。
中国早在20世纪70年代就开始在交通运输和管理中应用电子信息及自动控制技术。20世纪80年代后期，我国开始了ITS基础性的研究开发工作。ITS将是我国高新技术应用的巨大市场之一，中国必须认识到ITS是改造和提升传统产业的有效手段，积极发挥ITS改造和提升传统产业的作用。
“十五”期间，我国科“十一五”期间，交通部提出要以现代信息技术提升交通运输业，大力发展智能交通和交通信息化，提升交通运输业的管理效率和服务水平。技部将“智能交通系统关键技术开发和示范”作为重大项目列入国家科技攻关计划。
二、智能交通系统的核心技术及应用举例
ITS核心技术的核心技术包括计算机网络、通信技术、人工智能技术、传感器技术、车辆定位技术、交通地理信息系统(GIS-T)、信息融合技术、存储卡技术、交通仿真技术，其中计算机网络技术在智能交通系统中有广泛的应用，是整个智能交通系统的基础技术之一。下面举例说明：
1、计算机局域网是把分布在几米至几公里内的不同物理位置的计算机通过电缆或光线等传输媒体联系在一起。由于无线局域网的巨大优势，无线局域网在近几年得到了快速的发展和广泛的应用。虽然几乎所有的高速公路在建设时都已敷设了光缆、电缆，并已构成了有线通信网，但作为一种补充，无线局域网在高速公路领域仍将获得应用。如深圳同乐边防检查站设于广深高速公路深圳段的主线上，由于检查站的工作人员及车辆上下班时要在主线上掉头、从深圳或广州方向到检查站接人或因证件不齐不能通过检查站等多只情况的车辆都有从主线上调头的要求，因此广深高速在此设立了“同乐小口”，用以更好的进行收费。由于同乐小口的设备是后来加装的，未与整个收费系统联网，若使用有线连接的方式则费用极高。采用无线局域网则方便经济的实现联网，将收费数据、监控图像和电话语音一并传送到南头收费站，进而和整个网络联网。从而改变了人工复制数据和用录像事后稽查收费情况的工作方法。
2、紧急电话系统（Emergency Telephone System，ETS）是高速公路特有的标志性设施。紧急电话的传输媒介基本上都是采用有线传输方式，用铜缆和光缆作为载体，其固有的传输性能和衰减特性限制了传输距离和质量，造成通话质量下降。再加上金属缆易受外界的干扰（如施工、偷盗），紧急电话的使用的个数将大打折扣。随着公公蜂窝数字移动GSM网开发紧急电话系统，为提高紧急电话的通信质量带来了巨大的希望。以GSM公共蜂窝数字移动网为平台，利用无线通信手段开发研制的紧急电话系统，不仅具备了有线紧急电话系统的全部功能，而且还具备了有线紧急电话系统所无法比拟的优越性。GSM紧急电话系统的主要特点有：1、不需铺设任何缆线，节省投资。2、不需申请专用频带3、组网灵活4、系统不需要任何公共设备5、强大的记录功能等等
3、物联网，作为未来互联网的一部分，是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸。物联网背景下的智能交通，采集的信息量将呈指数型增长，网络接入时间和控制响应时间要求将达到毫秒级，海量数据的分析处理将成为必然。车联网属于物联网的范畴。重庆市正在建设的车辆“电子车牌”信息系统，即国家发展改革委员会批准的“重庆基于RFID的城市智能交通管理试点项目（“重庆交通信息卡”）。其系统的主要功能作用有：1、强化车辆注册及拍照管理2、实现车辆精准化管理3、挖掘城市道路潜力，提高交通组织效率4、面向车辆的出行服务与行业应用服务。
4、全国公安计算机网络（PSnet）的应用。公安INTRANET网的规模覆盖了
各级公安机关、科、队、所，其纵向可以分为部、省、市一、二、三级主干网（广域网）。公安IP网络总体设计遵循《全国公安计算机网络IP地址编码规范》和《全国公安计算机网络IP主机命名编码规范》。设计要点如下：
(1)采用RFC-1918规定的企业内部网的A类国际网（IP）地址结构和子网编址技术来解决公安INTRANET网中上万个网络地址的需求，IP地址段10.0.0.0~10.255.255.255。
(2)目前的TCP/IP协议规定，每个IP地址长度为32位，即4个字节。为了保证公安部与全国32个省级单位的IP子网地址分配的唯一性，采用了层次编码的方法，将32位的IP地址结构定义为： 0 78 15 16 31 bit 10 N W H N:网络分区段码。代表公安部、各省、自治区公安厅、直辖市公安厅、局的网络分区；W:网络编号。代表公安部各业务局、处、省、自治区公安厅、局的计算机网络IP编号；每个编号要求是唯一的。
H:主机编号。代表公安机关各级计算机网IP地址中的主机（或联网设备）顺序编号。当H=0时，前三个参数将代表一个网络地址。
三、中国当今智能交通系统发展遇到的问题
目前智能交通系统在建设和运营方面经常会碰到一下普遍问题。 （一）、交通综合信息体系基础设施薄弱及其信息处理能力弱。对于我国这样一个处于发展中的国家来说，道路基础设施仍然比较薄弱，基础设施数量的缺口很大 ，因此在相当长的一段时间内，我国交通运输增长的需求首先还必须靠提供更多的基础设施来满足，特别是建设完善的道路网络。
（二）、基础设施建设速度落后于车辆增长速度。目前，中国机动车保有量约5000万辆，大城市机动车保有量增长率15%，而城市道路每年仅增长3—5%；由此可见，道路的增长比汽车的增长慢，但是现有道路网并没有得到充分的利用，如果我们能够全面地充分地了解道路网上的交通信息，将会有利于我们的出行。 （三）、对产品研发的扶持力度不足。目前我国市场的智能交通中高端产品主要是国外品牌，关键核心技术依赖进口，即使是发展速度最快、推广和普及最广泛的智能导航产业与智能行业管理也是如此。因此，政府应该根据实际情况制定专门针对智能交通产品开发和进行基础研究的相关扶持政策。
（四）关于物联网与智能交通，其面临的挑战包括1、机制和法制障碍。物联网跨部门跨地域跨行业的特点是前所未有的，制定出一套符合各方需求的车辆身份识别标示体系难度很大。2、缺乏自主分配和管理的物联网标示和解析体系。目前，我国还没有建立起全国统一的自主分配和管理的物理标示和解析体系。3、技术和产业障碍。我国标签芯片方面的自主知识产权比较贫乏，标签制造技术有待提高。RFID中间件与国外相比仍有较大差距。
四、应对发展过程中遇到问题的解决思路
(1)注重前期规划内容和目标的制定。各国在发展智能交通过程中都非常注重前期的规划和目标的制定。如美国集中了国内各种力量，在政府和国会的参与下成立了智能交通领导和协调机构，于1991年制订了《综合地面运输效率法案》，并拟订了20年发展计划，1995年3月，运输部正式出版了《国家智能交通项目规划》，明确规定了ITS的7大领域和29个用户服务功能，确定了到2005年的年度开发计划。日本组成了由四省一厅参加的全国统一ITS开发组织(VERTIS)，1996年制定了“推进智能交通总体构想”，推出了为期长达20年的发展计划。中国必须建立完备的发展策略与机制。
（2）政府主导下的持续资金投入和扶持 智能交通在建设过程中，需要政府持续的资金投资。根据前期的智能交通规划，不同的时期，各国的资金投入侧重在不同的方向。
（3）立足本国国情，选择突破重点 由于各国的道路交通条件差别很大，各国在发展智能交通过程中都是立足于本国国情，找出制约交通的瓶颈问题，选择重要加以突破。图日本根据针对人多地少、城市道路狭窄的特点，智能交通的建设主要集中在了交通信息提供、电子收费、公共交通、商业车辆管理以及紧急车辆优先等方面。欧洲智能交通的建设则注重基础平台的构建。
（4）注重行业规范和标准的制定。各国在智能交通的建设中，普遍非常重视前期对行业规范与标准的制定。国际标准化组织于1993年成立了TC-204技术委员会，负责制定“交通信息与控制系统标准”，美国1994年成立了ITS美国，组织了大量专家进行国家智能交通系统框架结构体系的研究，在制定框架时，逐步发现标准化在智能交通系统中的重要性，于1995成立了标准化促进工作组，致力于加速智能交通系统领域标准的制定和实施。
五、结束语。
经过10余年的发展，我国智能交通系统从无到有、从小到大，逐步建立起自己的标准体系，研究开发出具有自主知识产权的科研成果，并通过示范城市开展试验示范。但由于受传统的管理体制和观念束缚，智能交通的进一步发展还存在缺乏统一部署和应有衔接、成果转化效率低、人才匮乏等制约因素，应通过建立统一的管理机构、大力整合行业资源、加强人才培养和提供成果转化平台等对现行机制加以完善。预计未来5年中，中国将在200个以上的大中型城市建立城市交通指挥中心。中心将集公安交通GIS综合业务管理、视频监控、信号控制、交通信息检测、GPS车辆定位、通信调度指挥及交通信息发布等系统于一体，最大限度地利用现有交通管理设施和交通信息，以最小的资金投入和最大的性能指标实现面向中等以上城市的交通管理部门业务管理规范化，科学组织交通，提高现有道路通行能力，提高应对特发事件的快速反应能力，逐步实现交通管理现代
化。
在城际交通方面，伴随着中国高速公路投资规模的不断扩大，建设里程的不断增加，高速公路管理所需交通工程设施，特别是高速公路的通信、监控和收费系统需求量将不断扩大。目前我国已实现了跨省区市高速公路的联网收费管理和跨省区市示范工程，未来将进一步实现跨省区市区域联网收费，从而实现高速公路管理的网络化、信息化。
目前，我国智能交通发展仍处于起步阶段，但可以肯定的是，未来若干年内，包括我国在内的世界各国必将更加重视智能交通技术的研究与推广，并把它作为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持。我国应发挥后发优势，积极探索发展模式，为交通运输业在智能交通这一新技术领域的健康发展提供有力保障。
六、参考文献
1、朱茵，王军利等，《智能交通系统导论》，中国人民公安大学出版社，2007年6月
2、邹力，高翔，曹剑东等，《物联网与智能交通》，电子工业出版社，2012年6月
3、曲大义，陈秀峰，魏金丽等，《智能交通技术及其应用》，机械工业出版社，2012年1月 4、保丽霞等 ，《智能交通集成控制与管理》，同济大学出版社，2012年8月
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